论模糊信息决策产生的历史背景、应用前景及其与信息革命的关系现代信息决策分析

1、成绩:(论文首页纸)2008 2009学年 第二学期课程名称：现代信息与决策任课教师：肖筱南论文题目：论模糊信息决策产生的历史背景、应用前景及其与信息革命的关系学号：t ax07060姓名：曾凤秀年级：07级专业：税务班级：(1)班提交fi期：2009年6月15 r论模糊信息决策产生的历史背景、应用前景及其与信息革命的关系摘要1965年，美国控制论专家、数学家查德发表了论文模糊集合，标志着模糊数学这门学科的 诞生。模糊数学是研究现实中许多界限不分明问题的一种数学工具，其基本概念之一是模糊集合。 利用模糊数学和模糊逻辑，能很好地处理各种模糊问题而进行决策。所谓模糊现象，是指客观事物之间难以用分明

2、的界限加以区分的状态，它产生于人们对客观事 物的识别和分类之时，并反映在概念之屮模糊现象是普遍存在的。在人类一般语言以及科学技术语 言中，都大量地存在着模糊概念。例如，高与短、美与丑、清洁与污染、有矿与无矿、甚至象人与 猿、脊椎动物与无脊椎动物、生物与非生物等等这样一些对立的概念z间，都没有绝对分明的界限。 模糊数学的产生，及时地推动了模糊信息决策的发展。在工业控制领域中，应用模糊数学，可使空 调器的温度控制更为合理，洗衣机可节电、节水、提高效率。在现代社会的大系统管理屮，运用模 糊数学的方法，有可能形成更加有效的决策。信息革命要求计算机应用的触角深入“软科学”的腹地，昔日的数学禁地，如哲学、

3、心理学、 教育学、语言学、生物学、医学以及社会人文科学今日逐渐变成数学的垦区。这些学科之所以难以 运用数学，不是因为它们太简单而无需运用数学，恰恰相反，是因为他们所血对的系统太复杂而找 不到适当的数学工具。其屮最关键的问题就是在这些系统屮大量存在着模糊性，而模糊数学的一个 重要的历史使命就是要为各门学科，尤其是人文社科提供新的数学描述的语言和工具，使软科学的 研究定量化。关键词：模糊现象模糊数学经典数学模糊信息决策产生研究内容应用前 景信息革命论模糊信息决策产生的历史背景、应用前景及其与信息革命的关系1965年，美国控制论专家、数学家杏德发表了论文模糊集合，标志着模糊数学这门学科的 诞生。现代

4、数学是建立在集合论的基础上。集合论的重要意义就一个侧面看，在与它把数学的抽象 能力延仲到人类认识过程的深处。一组对象确定一组加性，人们可以通过说明加性来说明概念，也 可以通过指明对象来说明它。符合概念的那些对象的全体叫做这个概念的外延，外延其实就是集合。 从这个意义上讲，集合可以表现概念，而集合论中的关系和运算又可以表现判断和推理，一切现实 的理论系统都可能纳入集合描述的数学框架。模糊数学是研究现实中许多界限不分明问题的一种数 学工具，其基本概念z是模糊集合。利用模糊数学和模糊逻辑，能很好地处理各种模糊问题而进 行决策。模糊现象与模糊数学所谓模糊现象，是指客观事物之间难以用分明的界限加以区分的

5、状态，它产生于人们对客观事 物的识别和分类之时，并反映在概念之中。外延分明的概念，称为分明概念，它反映分明现象。外 延不分明的概念，称为模糊概念，它反映模糊现象。模糊现象是普遍存在的。在人类一般语言以及 科学技术语言屮，都大量地存在着模糊概念。例如，高与短、美与丑、清洁与污染、有矿与无矿、 甚至象人与猿、窗椎动物与无窗椎动物、生物与非生物等等这样一些对立的概念z间，都没有绝对 分明的界限。一般说来，分明概念是扬弃了概念的模糊性而抽彖岀来的，是把思维绝对化而达到的 概念的精确和严格。然而模糊集合不是简单地扬弃概念的模糊性，而是尽量如实地反映人们使用模 糊概念时的本来含意。这是模糊数学与普通数学在

6、方法论上的根本区别。恩格斯说：“辩证法不知 道什么绝对分明的和固定不变的界限，不知道什么无条件的普遍有效的'非此即彼！'它使固定的 形而上学的差异互相过渡，除了 '非此即彼！'，并且使对立互为中介；辩证法是唯一的、最高度 地适合于口然观的这一发展阶段的思维方法。”经典数学的局限性物质运动创造了人脑，人脑又创造了物质和精神两大文明。在物质和文化两类人造产物中最具 特色的要算数学及其物化产物电子计算机。而电子计算机对人脑的内在模拟所提出机器智能 问题。又刺激着数学的变革。精确性是经典数学的一大特色，经典数学在几十年历史的理论和应用 屮，乂建造了无数令人惊叹的宏伟精美

7、的大厦，谱写了足以流连忘返的经典乐章，赢得了 “科学皇 后”的美名。但是，现代科学特别是计算机科学的迅猛发展，经典数学从木质上來说已经不适应了， 在处理现代客观事物时，显然力不从心，最根本的原因是：精确性经典数学扬弃模糊性。而大自然 最具普遍的现象，人类大脑是最具灵活的特征恰恰在于具有模糊性。精确性与模糊性是对立的，这 是当今科学发展所面临的一个非常突出的孑盾，但这又见解阐明了模糊性是精确性的另一半。孰重 孰轻暂未知晓，等待后人证实。在今天的科学发展中，人们再也无法冋避模糊性，并对越来越多的 “正统”概念进行本质上的改造，使之重新描述人自然是人脑智慧中非清晰，非绝对化的一面，于 是历史的辩证法

8、显示出一颗奇特的种子一一在精确的摇篮中，模糊数学应运而生。其实，自由以來，人们就对语言中许多词的模糊性和相对性有所认识。1904年，法国物理学家 杜恩（p.duhcm）在其物理理论的冃的和结构艺术中说“同一般常识的模糊陈述，正因其比较 精确，反而比较不确定。” 1923年，大哲学家罗素（b.russel）在其著名论文论模糊性中提出 “整个语言或多或少是模糊的。”他特别强调：“当运用于精确符号时，排中律是有效的，但是当 符号是模糊的时候，排屮律就无效了。”尽管罗素声名显赫，但他发表的这篇文章并未引起当时学 术界对模糊性或含模糊性研究很大的兴趣，这并不是因为这个问题不重要，也不是因为作者水平有 限

9、，而因为“时候未到”，这也可以看出伟大的科学家的思想往往是超前的。模糊决策的产生过程数学的发展也是阶段性的。经典集合论只能把自己的表现力限制在那些有明确外延的概念和事 物上，它明确地限定：每个集合都必须由明确的元素构成，元素对集合的隶属关系必须是明确的， 决不能模棱两可。对于那些外延不分明的概念和事物，经典集合论是暂时不去反映的，属于待发展 的范畴。在较长时间里，精确数学及随机数学在描述自然界多种事物的运动规律中，获得显著效果。但 是，在客观世界中还普遍存在着大量的模糊现象。以前人们回避它，但是，由于现代科技所面对的 系统日益复杂，模糊性总是伴随着复杂性出现。各门学科，尤其是人文、社会学科及其

10、它“软科学”的数学化、定量化趋向把模糊性的数学处 理问题推向中心地位。更重要的是，随着电子计算机、控制论、系统科学的迅速发展，要使计算机 能像人脑那样对复杂事物具有识别能力，就必须研究和处理模糊性。研究人类系统的行为，或者处理可与人类系统行为和比拟的复杂系统，如航天系统、人脑系统、 社会系统等，参数和变量甚多，各种因素相互交错，系统很复朵，它的模糊性也很明显。从认识方 面说，模糊性是指概念外延的不确定性，从而造成判断的不确定性。在口常生活中，经常遇到许多模糊事物，没有分明的数量界限，要使用一些模糊的词句来形容、 描述。比如，比较年轻、高个、大胖子、好、漂亮、善、热、远。在人们的工作经验中，往往

11、 也有许多模糊的东西。例如，要确定一炉钢水是否己经炼好，除了要知道钢水的温度、成分比例和 冶炼时间等精确信息外，还需要参考钢水颜色、沸腾情况等模糊信息。因此，除了很早就有涉及误 差的计算数学之外，还需要模糊数学。人与计算机和比，一-般来说，人脑具有处理模糊信息的能力，善于判断和处理模糊现象。但计 算机对模糊现彖识别能力较差，为了提高计算机识别模糊现彖的能力，就需要把人们常用的模糊语 言设计成机器能接受的指令和程序，以便机器能像人脑那样简洁灵活的做出相应的判断，从而提高 自动识别和控制模糊现象的效率。这样，就需要寻找一种描述和加工模糊信息的数学工具，这就推 动数学家深入研究模糊数学。所以，模糊数

12、学的产生是有其科学技术与数学发展的必然性。模糊数学的产生，及时地推动了模糊信息决策的发展。在工业控制领域屮，应用模糊数学，可 使空调器的温度控制更为合理，洗衣机可节电、节水、提高效率。在现代社会的大系统管理屮，运 用模糊数学的方法，有可能形成更加有效的决策。模糊数学的研究内容模糊数学的研究内容主要有以下三个方面：第一、研究模糊数学的理论，以及它和精确数学、随机数学的关系。查德以精确数学集合论为基础，并考虑到对数学的集合概念进行修改和推广。他提出用“模糊 集合”作为表现模糊事物的数学模型。并在“模糊集合”上逐步建立运算、变换规律，开展有关的 理论研究，就有可能构造出研究现实lit界中的人量模糊的

13、数学基础，能够对相当复杂的模糊系统进 行定量的描述和处理的数学方法。在模糊集合中，给定范围内元素对它的隶属关系不一定只有“是”或“否”两种情况，而是用 介于0和1之间的实数来表示隶属程度，还存在屮间过渡状态。比如“老人”是个模糊概念，70 岁的肯定属于老人，它的从属程度是b 40岁的人肯定不算老人，它的从属程度为0,按照查徳给 岀的公式，55岁属于“老”的程度为0.5, r卩“半老”，60岁属于“老”的程度0.8。查徳认为， 指明齐个元素的隶属集合，就等于指定了一个集合。当隶属于0和1z间的值时，就是模糊集合。第二、研究模糊语言学利模糊逻辑。人类自然语言具有模糊性，人们经常接受模糊语言与模糊信

14、息，并能做出正确的识别和判断。 为了实现用自然语言跟计算机进行直接对话，就必须把人类的语言和思维过程提炼成数学模型，才 能给计算机输入指令，建立和是的模糊数学模型，这是运用数学方法的关键。查德采用模糊集合理 论來建立模糊语言的数学模型，使人类语言数量化、形式化。如果我们把合乎语法的标准句子的从属函数值定为1,那么，其他文法稍有错误，但尚能表达 和仿的思想的句子，就可以用以0到1之间的连续数来表征它从属于“正确句子”的隶属程度。这 样，就把模糊语言进行定量描述，并定出一套运算、变换规则。忖前，模糊语言述很不成熟，语言 学家正在深入研究。人们的思维活动常常要求概念的确定性和精确性，采用形式逻辑的排

15、中律，既非真也非假，然 后进行判断和推理，得出结论。现有的计算机都是建立在二值逻辑基础上的，它在处理客观事物的 确定性方面，发挥了巨人的作用，但是却不具备处理事物和概念的不确定性或模糊性的能力。为了使计算机能够模拟人脑高级智能的特点，就必须把计算机转到多值逻辑基础上，研究模糊 逻辑。目前，模糊逻辑还很不成熟，尚需继续研究。第三、研究模糊数学的应用。模糊数学是以不确定性的事物为其研究对象的。模糊集合的出现是数学适应描述复朵事物的需 要，查德的功绩在于用模糊集合的理论找到解决模糊性对象加以确切化，从而使研究确定性对象的 数学与不确定性对象的数学沟通起來，过去精确数学、随机数学描述感到不足之处，就能

16、得到弥补。 在模糊数学中，目前已有模糊拓扑学、模糊群论、模糊图论、模糊概率、模糊语言学、模糊逻辑学 等分支。模糊数学的应用领域及其应用前景模糊数学是一门新兴学科，它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊聚类分析、模糊决策、 模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。在气象、结构力学、控制、心理学等 方面已有具体的研究成果。然而模糊数学最垂要的应用领域是计算机智能，不少人认为它与新一代 计算机的研制有密切的联系。目前，ttt界上发达国家正积极研究、试制具有智能化的模糊计算机，1986年日本山川烈博士首 次试制成功模糊推理机，它的推理速度是1000万次/秒。1988年，中国汪培庄教授指导

17、的几位博士 也研制成功一台模糊推理机一一分立元件样机，它的推理速度为1500万次/秒。这表明我国在突破 模糊信息处理难关方面迈出了重要的一步。模糊数学述远没有成熟，对它也述存在着不同的意见和看法，有待实践去检验。模式识别是计算机应用的重要领域之一。人脑能在很低的准确性下有效地处理复杂问题。如计 算机使用模糊数学，便能大大提高模式识别能力，可模拟人类神经系统的活动。在工业控制领域屮, 应用模糊数学，可使空调器的温度控制更为合理，洗衣机可节屯、节水、提高效率。在现代社会的 大系统管理屮，运用模糊数学的方法，有可能形成更加有效的决策。模糊数学这种相当新的数学方法和思想方法，虽有待于不断完善，但其应用

18、前景却非常广阔。模糊信息决策与信息革命信息革命要求计算机应用的触角深入“软科学”的腹地，昔日的数学禁地，如哲学、心理学、 教育学、语言学、生物学、医学以及社会人文科学今日逐渐变成数学的垦区。这些学科之所以难以 运用数学，不是因为它们太简单而无需运用数学，恰恰相反，是因为他们所面对的系统太复朵而找 不到适当的数学工具。其中最关键的问题就是在这些系统中大量存在着模糊性，而模糊数学的一个 重要的历史使命就是要为各门学科，尤其是人文社科提供新的数学描述的语言和工具，使软科学的 研究定量化。随着模糊数学的不断完善和发展，它将为信息革命提供一种新的富有魅力的数学工具和手段。 因为利用模糊数学构造数学模型，来编制计算机程序与信息决策模型，可以更广泛、更深入地模拟 人的思维与全方位深入挖掘各种决策信息，从而可以大