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蒙特卡罗(Monte Carlo)方法简介
热度 4 vxy 2010-2-3 15:21
蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,也称为计算机随机模拟方法,是一种基于随机数的计算方法。 一 起源 这一方法源于美国在第二次世界大战进研制原子弹的曼哈顿计划。Monte Carlo方法创始人主要是这四位:Stanislaw Marcin Ulam, Enrico Fermi, John von Neumann(学计算机的肯定都认识这个牛人吧)和 Nicholas Metropolis。 Stanislaw Marcin Ulam是波兰裔美籍数学家,早年是研究拓扑的,后因参与曼哈顿工程,兴趣遂转向应用数学,他首先提出用Monte Carlo方法解决计算数学中的一些问题,然后又将其应用到解决链式反应的理论中去,可以说是MC方法的奠基人;Enrico Fermi是个物理大牛,理论和实验同时都是大牛,这在物理界很少见,在物理大牛的八卦那篇文章里提到这个人很多次,对于这么牛的人只能是英年早逝了(别说我嘴损啊,上帝都嫉妒!);John von Neumann可以说是计算机界的牛顿吧,太牛了,结果和Fermi一样,被上帝嫉妒了;Nicholas Metropolis,希腊裔美籍数学家,物理学家,计算机科学家,这个人对Monte Carlo方法做的贡献相当大,正式由于他提出的一种什么算法(名字忘了),才使得Monte Carlo方法能够得到如此广泛的应用,这人现在还活着,与前几位牛人不同,Metropolis很专一,他一生主要的贡献就是Monte Carlo方法。 蒙特卡罗方法的名字来源于摩纳哥的一个城市蒙地卡罗,该城市以赌博业闻名,而蒙特罗方法正是以概率为基础的方法。与它对应的是确定性算法。 二 解决问题的基本思路 Monte Carlo方法的基本思想很早以前就被人们所发现和利用。早在17世纪,人们就知道用事件发生的频率来决定事件的概率。19世纪人们用投针试验的方法来决定圆周率。本世纪40年代电子计算机的出现,特别是近年来高速电子计算机的出现,使得用数学方法在计算机上大量、快速地模拟这样的试验成为可能。 为了说明Monte Carlo方法的基本思想,让我们先来看一个简单的例子,从此例中你可以感受如何用Monte Carlo方法考虑问题。 例1:比如y=x^2(对x)从0积到1。结果就是下图红色部分的面积: 注意到函数在(1,1)点的取值为1,所以整个红色区域在一个面积为1的正方形里面。所以所求区域的面积即为 在正方形区域内任取点,点落在所求区域的概率。这个限制条件是yx^2。用matlab模拟,做一百万次(即共取1000000个点),结果为0.3328。 1) 总结Monte Carlo方法的基本思想:所求解问题是某随机事件A出现的概率(或者是某随机变量B的期望值)。通过某种实验的方法,得出A事件出现的频率,以此估计出A事件出现的概率(或者得到随机变量B的某些数字特征,得出B的期望值)。    2) 工作过程      在解决实际问题的时候应用蒙特卡罗方法主要有两部分工作:   用蒙特卡罗方法模拟某一过程时,需要产生各种概率分布的随机变量。   用统计方法把模型的数字特征估计出来,从而得到实际问题的数值解。    3) 蒙特卡罗解题三个主要步骤:       (1) 构造或描述概率过程: 对于本身就具有随机性质的问题,如粒子输运问题,主要是正确描述和模拟这个概率过程,对于本来不是随机性质的确定性问题,比如计算定积分,就必须事先构造一个人为的概率过程,它的某些参量正好是所要求问题的解。即要将不具有随机性质的问题转化为随机性质的问题。    (2) 实现从已知概率分布抽样: 构造了概率模型以后,由于各种概率模型都可以看作是由各种各样的概率分布构成的,因此产生已知概率分布的随机变量(或随机向量),就成为实现蒙特卡罗方法模拟实验的基本手段,这也是蒙特卡罗方法被称为随机抽样的原因。最简单、最基本、最重要的一个概率分布是(0,1)上的均匀分布(或称矩形分布)。随机数就是具有这种均匀分布的随机变量。随机数序列就是具有这种分布的总体的一个简单子样,也就是一个具有这种分布的相互独立的随机变数序列。产生随机数的问题,就是从这个分布的抽样问题。在计算机上,可以用物理方法产生随机数,但价格昂贵,不能重复,使用不便。另一种方法是用数学递推公式产生。这样产生的序列,与真正的随机数序列不同,所以称为伪随机数,或伪随机数序列。不过,经过多种统计检验表明,它与真正的随机数,或随机数序列具有相近的性质,因此可把它作为真正的随机数来使用。由已知分布随机抽样有各种方法,与从(0,1)上均匀分布抽样不同,这些方法都是借助于随机序列来实现的,也就是说,都是以产生随机数为前提的。由此可见,随机数是我们实现蒙特卡罗模拟的基本工具。 建立各种估计量: 一般说来,构造了概率模型并能从中抽样后,即实现模拟实验后,我们就要确定一个随机变量,作为所要求的问题的解,我们称它为无偏估计。    (3) 建立各种估计量,相当于对模拟实验的结果进行考察和登记,从中得到问题的解。 例如:检验产品的正品率问题,我们可以用1表示正品,0表示次品,于是对每个产品检验可以定义如下的随机变数Ti,作为正品率的估计量: 于是,在N次实验后,正品个数为: 显然,正品率p为: 不难看出,Ti为无偏估计。当然,还可以引入其它类型的估计,如最大似然估计,渐进有偏估计等。但是,在蒙特卡罗计算中,使用最多的是无偏估计。 用比较抽象的概率语言描述蒙特卡罗方法解题的手续如下:构造一个概率空间(W ,A,P),其中,W 是一个事件集合,A是集合W 的子集的s 体,P是在A上建立的某个概率测度;在这个概率空间中,选取一个随机变量q (w ),w Icirc; W ,使得这个随机变量的期望值 正好是所要求的解Q ,然后用q (w )的简单子样的算术平均值作为Q 的近似值。    三 本方法特点      直接追踪粒子,物理思路清晰,易于理解。    采用随机抽样的方法,较真切的模拟粒子输运的过程,反映了统计涨落的规律。    不受系统多维、多因素等复杂性的限制,是解决复杂系统粒子输运问题的好方法。    MC程序结构清晰简单。    研究人员采用MC方法编写程序来解决粒子输运问题,比较容易得到自己想得到的任意中间结果,应用灵活性强。    MC方法主要弱点是收敛速度较慢和误差的概率性质,其概率误差正比于,如果单纯以增大抽样粒子个数N来减小误差,就要增加很大的计算量。 另一类形式与Monte Carlo方法相似,但理论基础不同的方法-拟蒙特卡罗方法(Quasi-Monte Carlo方法)-近年来也获得迅速发展。我国数学家华罗庚、王元提出的华-王方法即是其中的一例。这种方法的基本思想是用确定性的超均匀分布序列(数学上称为Low Discrepancy Sequences)代替Monte Carlo方法中的随机数序列。对某些问题该方法的实际速度一般可比Monte Carlo方法提出高数百倍,并可计算精确度。 蒙特卡罗方法在金融工程学,宏观经济学,计算物理学(如粒子输运计算、量子热力学计算、空气动力学计算)等领域应用广泛。    四 Monte Carlo方法的计算程序      关于蒙特卡罗方法的计算程序已经有很多,如:EGS4、FLUKA、ETRAN、ITS、MCNP、GEANT等。这些程序大多经过了多年的发展,花费了几百人年的工作量。除欧洲核子研究中心(CERN)发行的GEANT主要用于高能物理探测器响应和粒子径迹的模拟外,其它程序都深入到低能领域,并被广泛应用。就电子和光子输运的模拟而言,这些程序可被分为两个系列:   1.EGS4、FLUKA、GRANT   2.ETRAN、ITS、MCNP 这两个系列的区别在于:对于电子输运过程的模拟根据不同的理论采用了不同的算法。   EGS4和ETRAN分别为两个系列的基础,其它程序都采用了它们的核心算法。   ETRAN(for Electron Transport)由美国国家标准局辐射研究中心开发,主要模拟光子和电子,能量范围可从1KeV到1GeV。   ITS(The integrated TIGER Series of Coupled Electron/Photon Monte Carlo Transport Codes )是由美国圣地亚哥(Sandia)国家实验室在ETRAN的基础上开发的一系列模拟计算程序,包括TIGER 、CYLTRAN 、ACCEPT等,它们的主要差别在于几何模型的不同。   TIGER研究的是一维多层的问题,CYLTRAN研究的是粒子在圆柱形介质中的输运问题,ACCEPT是解决粒子在三维空间输运的通用程序。   NCNP(Monte Carlo Neutron and Photo Transport Code)由美国橡树林国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)开发的一套模拟中子、光子和电子在物质中输运过程的通用MC 计算程序,在它早期的版本中并不包含对电子输运过程的模拟,只模拟中子和光子,较新的版本(如MCNP4A)则引进了ETRAN,加入了对电子的模拟。   FLUKA 是一个可以模拟包括中子、电子、光子和质子等30余种粒子的大型MC计算程序,它把EGS4容纳进来以完成对光子和电子输运过程的模拟,并且对低能电子的输运算法进行了改进。 五 Monte Carlo方法相关的一些资料 一个网站: http://csep1.phy.ornl.gov/mc/mc.html 《蒙特卡罗方法》 徐钟济著 上海科学技术出版社 《科学计算中的蒙特卡罗策略》(当代科学前沿论丛)(Monte Carlo Strategies in Scientific Computing) 作者:刘军 译者:唐年胜 周勇 徐亮 统计物理学中的蒙特卡罗模拟方法 ( 德) 宾德(Binder,K.),赫尔曼(Heermann,D.W.) 著 北京大学出版社 1994.2 小尺寸半导体器件的蒙特卡罗模拟 叶良修编著 科学出版社 1997.2 蒙特卡罗方法及其在粒子输运问题中的应用 裴鹿成, 张孝泽著 科学出版社 1980.10 统计试验法:( 蒙特卡罗法) 及其在电子数字计算机上的实现 (苏) 布斯连科( Н. П. Бусленко), (苏) 施 上海科学技术出版社 若干本书:人大经济论坛 http://www.pinggu.org/bbs/thread-445802-1-1.html 高分子科学中的Monte Carlo方法 杨玉良 复旦大学出版社 1993.12 7-309-01361-1 Monte Carlo simulation of semiconductor devices C. Moglestue. Chapman Hall, 1993. 041247770X Monte Carlo methods in statistical physics with contributions by K. Binder ... ; edi Springer-Verlag, 1979. guide to Monte Carlo simulations in statistical physics David P. Landau, Kurt Binder. Cambridge University Press, c2000. Monte Carlo methods in statistical physics edited by K. Binder ; with contributions by K. Bin Springer-Verlag, c1986. Applications of the Monte Carlo method in statistical physics edited by K. Binder. Springer, 1984. Monte Carlo Device Simulation Karl Hess Kluwer Acadmic 参考资料 :1、 http://baike.baidu.com/view/1675475.htm?fr=ala0_1 2、 http://baike.baidu.com/view/42460.htm?fr=ala0_1_1 3、 http://gorilla.blogbus.com/logs/4669.html 4、 http://blog.sina.com.cn/s/blog_5e8154170100cgc4.html 5、 http://www.charlesgao.com/?p=121
个人分类: 上图说事|71214 次阅读|6 个评论
计算
metanb 2010-1-13 15:53
计对应道,算对应德;厚德方可载物。
个人分类: 魔鬼辞典|4071 次阅读|0 个评论
光圈档数的计算方法
yusufma 2009-12-24 04:33
个人分类: 光学科普|14286 次阅读|1 个评论
Matlab和GPU
zuozw 2009-11-22 19:22
昨天出去玩,发现同学实验室在用 Jacket 实现Matlab程序在GPU上计算。感觉速度和性能比较好。今下午找到Jacket 网站的用 户手册 和 例子 学习了一下,感觉挺有意思的。 Matlab在科研计算的作用是不容置疑的。但当进行大型计算(如从头算法)和没有大型服务器支持时,在个人电脑上运行的时间会特别长,甚至是不可能。 GPU(图形处理器)是显示卡的大脑。与此同时GPU的 高性能计算越来越受到重视。 Jacket Engine 是AccelerEyes开发的专门针对MATLAB基于GPU的计算引擎。 AccelerEyes成立于2007年,致力于将GPU科技引入高性能计算(HPC)当中,需要一个强劲的工具连接软件开发人员和GPU硬件之间。当硬件开发者致力于底层的软件工具(如CUDA),以支持他们的设备时,AccelerEyes 开发了高层的接口,完全屏蔽了底层硬件的复杂性。 如果买不起大型服务器,可以尝试用GPU计算。 学习 Jacket 编程(和M语言一样,只是在函数或循环结构前加个g),发现其中一点挺有用处的:懒惰计算(Lazy Execution),具体计算一开始不执行,直到最后结果需要才执行计算。这一方法可防止有些数值重复计算和防止误差累积。 更多请阅读 1、 Jacket官方网站 2、 GPU让桌面型超级计算机不再是梦想 3、 Tesla-CUDA高性能计算行业应用案例 4、 Tesla高性能计算应用案例-MATLAB、生命科学和医疗成像 5、 GPU加速Matlab高性能计算-Tesla+Jacket Engine解决方案
个人分类: 科研心得|11777 次阅读|2 个评论
电磁场计算方法
COMSOLFEM 2009-10-28 13:27
有限元法 有限元法是求解数理边值问题的一种数值方法。在力学领域,有限元的思想早在20世纪40年代已经提出,在50年代开始用于飞机的设计。但是开创性的工作公认是r.w.clough在1960年发表的著作中奠定的。此后,该方法得到发展并广泛地用于结构分析、流体力学、热传递等物理和工程问题之中。60年代末至70年代初,有限元法被移至到电磁场工程领域。 有限元法是便分原理&剖分差值为基础的一种数值计算方法。在早期,应用瑞利-里兹方法的有限元以便分原理为基础,广泛用于拉普拉斯方程&泊松方程所描述的各类物理场,称只里兹有限元。此后证明,应用加权余量法中的迦辽金或最小二乘法等同样可得到有限元方程。因此,有限元法可用于任何微分方程描述的各类物理场。 有限元法&经典里兹方法&迦辽金方法的不同之处在于试探函数的公式上。在经典里兹方法&迦辽金法中,试探函数由定义在全域上的一组基函数组成。这种组合必须能够近似表示真实解,也必须满足适当的边界条件。在有限元方法中,试探函数是由定义在组成全域的子域上的一组基函数构成。 有限元之所以有这么强大的生命力,主要在于: 1、有限元采用物理上离散与分片多项式插值,因此具有对材料、边界、激励的广泛适应性。 2、有限元基于变分原理,将数理方程求解变成代数方程组的求解,非常简易 3、有限元采用矩阵形式&单元组装方法,其各环节易于标准化,程序通用型强。 4、学术上对有限元的理论、计算技术以及各方面的应用做了大量的工作。 早期的有限元方法,用插值节点数值而获得的节点基单元来表示矢量电场或磁场,会遇到几个严重的问题。首先,可能会有非物理的赝解出现,这通常是由于未强加散度条件而引起的;其次,在材料界面&导体表面强加边界条件不方便;再次,存在处理导体和介质边缘及角的困难性,这是与这些结构相关的场的奇异性造成的。 80年代末90年代初出现了一种所谓的矢量有限元方法,它将自由度赋予单元楞边而不是单元节点上,因此又叫楞边元。楞边缘没有前面提到的所有缺点。 有限元产生得代数方程的条件数(he-2),随着网格的细分,单元尺寸h变小,最终导致计算结果很差。 时域有限差分法 有限差分简称差分法,以差分原理为基础。早在19世纪末已经提出,但是把差分法和近似数值分析联系起来,则是20世纪50年代中间以后的一段时间。1966年,k.s.yee提出了有限时域差分的基本原理,20世纪80年代后期以来,备受专家学者的青睐。有限时域差分以差分原理为基础,直接从概括电磁场普遍规律的麦克思维旋度方程出发,将其转换为查分方程组,在一定体积内和一定时间内对连续电磁场数据取样。 FDTD是求解麦克斯韦方程的直接时域方法,该方法模拟空间电磁性质的参数是按空间网格给出的,只需给定相应空间点的媒质参数,就可模拟复杂的电磁结构。时域有限差分法在适当的边界和初始条件下解有限差分方程,使电磁波的时域特性直接反映出来,直接给出非常丰富的电磁场问题的时域信息,用清晰的图像描述复杂的物理过程。网格剖分是FDTD方法的关键问题,Yee提出采用在空间和时间都差半个步长的网格结构,通过类似蛙步跳跃式的步骤用前一时刻的磁、电场值得到当前时刻的电、磁场值,并在每一时刻上将此过程算遍整个空间,于是可得到整个空间域中随时间变化的电、磁场值的解。这些随时间变化的电、磁场值是再用Fourier变换后变到相应频域中的解。 矩量法 矩量法(MoM)是一种将连续方程离散为代数方程组的方法,对求解微分方程和积分方程均适用。1963年,K.K.Mei在其博士论文中首次采用该方法。矩量法是先将需要求解的微分方程或积分方程写成带有微分或积分算符的算子方程;在将待求的函数表示成某一组选用的基函数的线性组合并带入算子方程;最后用一组选定的的权函数对所得的方程取矩量,就的代一个矩阵方程会代数方程组。对于以微分方程为基础的离散方程,其系数矩阵多为大型病态稀疏矩阵;对以积分方程为基础的离散方程,其系数矩阵通常为满枝矩阵,所有元素通常需要大量的数值计算。
个人分类: 光物理|9791 次阅读|2 个评论
网格计算
dengwb 2009-10-14 18:30
今天,因特网( Internet )和万维网(Web)已经普及。有观点认为,因特网和万维网技术已经接近成熟期,它们即将被更先进的技术取代。那么,因特网后面是什么?万维网后面是什么?什么是信息技术的下一个大浪潮?我们必须提出这些问题,思考这些问题,回答这些问题,才有希望参与和创造信息技术的下一个大浪潮。 先是一小批人,后来是越来越多的专家得出结论,这下一个大浪潮就是网格(Grid)。 简单地讲,网格是把整个互联网整合成一台巨大的超级计算机,实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。当然,我们也可以构造地区性的网格(如中关村科技园区网格)、企事业内部网格、局域网网格、甚至家庭网格和个人网格。网格的根本特征并不一定是它的规模,而是资源共享,消除了资源孤岛。 网格的理想,早在1960年就提出来了,但对网格的大规模 研究 只是近十年的事。今天,网格研究已取得很大进展,就连大众媒体上也出现了很多与网格相关的技术名词:元计算(metacomputing)、对等计算(peer-to-peer computing)、分布计算(distributed computing)、计算网格(computing grid)、信息网格(information grid)、知识网格(knowledge grid)、数据网格(da ta grid)、访问网格( access grid)、万维网 服务 (web service)等。   尽管网格技术还远不如因特网和万维网技术那么成熟,但已经在一些 公司 和研究所进入了试用或实用阶段。美国能源部的山地亚国家实验室最近宣布,它的先进战略计算创新计划网格(ASCI Grid)将投入生产性使用,主要用于核武器研究。IBM公司则部署了一个内部研究网格,以便于分散在美国、以色列、瑞士、日本等地的IBM研究人员共享计算资源。医药、化工、 通信 、电子、汽车等领域的一些大公司,如辉瑞(Pfizer)、爱立信(Ericsson)、日立(Hitachi)、宝马(BMW)、联合利华(Unilever)、葛兰素威康(Glaxo Wellcome)、史克必成(Smith-Kline)等,都已经开始构造和试用内部网格。   那么,什么是网格?   网格与我们熟知的因特网有哪些不同呢?中国科学院计算所所长李国杰院士认为,网格实际上是继传统因特网和Web之后的第三个大浪潮,可以称之为第三代因特网。简单地讲,传统因特网实现了计算机硬件的连通,Web实现了网页的连通,而网格试图实现互联网上所有资源的全面连通,包括计算资源、存储资源、通信资源、 软件 资源、信息资源、知识资源等。   伊安福斯特, 美国 计算网格项目的领导人之一,曾在1998年主编过一本书,题为《网格:21世纪信息 技术基础 设施的蓝图》。他这样描述网格:网格是构筑在互联网上的一组新兴技术,它将高速互联网、高性能计算机、大型 数据库 、传感器、远程设备等融为一体,为科技人员和普通百姓提供更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提供 电子邮件 、 网页浏览 等通信功能,而网格的功能则更多更强,它能让人们透明地使用计算、存储等其他资源。   我国的科学研究、国民经济和社会发展也已对网格技术提出了很大需求,只是使用了不同的术语。比如,在银行界叫业务集中,航空、船舶、汽车行业叫广域虚拟 设计 环境,资源环境领域叫单一数据源, 电子商务 和 电子政务 中则称为资源共享与协同工作。这些业务都感到目前的互联网技术已不够用,它们需要新的技术,那就是网格技术。   网格研究现状   目前,网格的研究主要在美国和欧洲。英国政府已 投资 1亿英镑,用来研制英国国家网格(UK National Grid)。美国政府用于网格技术基础研究经费则已达5亿美元。美国军方正规划实施一个宏大的网格计划,叫做全球信息网格(Global Information Grid),预计在2020年完成。作为这个计划的一部分,美国海军和海军陆战队已启动了一个耗资160亿美元历时8年的项目,包括系统的研制、建设、维护和升级。   随着网格研究在学术界的加速,信息产业界的大公司也相继公布了与网格目标一致的研究开发计划。惠普、IBM、微软、Sun等公司最近取得共识,支持XML、 SOAP 、UDDI等万维网标准,从而更有利于开发新一代的网络应用,即万维网服务。其目的是将因特网上的资源和信息汇聚在一起,组合成企业和 消费者 所需要的服务。惠普推出了eSpeak万维网服务平台;IBM用它的WebSphere平台和一系列 中间件 实现万维网服务;微软的路线是通过其 .Net 计划和C# 语言 实现万维网服务;Sun则通过Open Network Environment(Sun ON E)计划和 Java 平台来实现它。另外,IBM最近宣布,将投资40亿美元,启动一个全公司的网格计算创新计划;Sun则在2000年9月公布了其网格引擎软件。    国际 上的网格研究主要采用开放源码、公开合作的模式。全球网格论坛(Global Grid Forum)是目前主要的合作组织,感兴趣的读者可以从其网址www.gridforum.org找到关于网格研究现状的信息。目前比较有影响的研究计划有Globus、Legion、Information Power Grid、EuroGrid、Distributed Terascale Facility等。   在国内,中国科学院计算技术研究所对网格技术的研究已较为深入。计算所的网格技术研究在尽量使用国际上已有的先进技术的同时,坚持自己的创新。有特色,才能参与国际标准的制订。计算所网格研究的最大特色是服务网格的思想,而国际上的网格研究目前主要面向科学计算。 本文引用地址: http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=211897
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全球关注--学者(天体物理.计算.应用数学)
metanb 2009-10-1 15:54
James M. Stone 普林斯顿大学 天体物理科学系教授 ,普林斯顿大学 应用与计算数学计划核心成员 。主要研究领域是应用计算方法来研究有关天体物理系统的流体动力学。Stone教授发表的 文章列表 (列表中带绿色标签的可以全文下载哦)。在 这里 有他的照片。 Weinan E (鄂维南) 普林斯顿 大学数学系教授 ,普林斯顿大学 应用与计算数学计划核心成员 。研究工作主要以研制计算机算法为手段来解决科学与工程中的随机与多尺度、多物理问题。 范淑琴 女,1978年出生,1997年5月入党,解放军信息工程大学信息安全教研室教授。参与完成国家和军队重大研究课题6项,在国际重要刊物上发表学术论文10余篇。有关研究成果曾在2002年世界数学家大会上宣读并发表,攻克了国际数学难题汉森穆伦猜想。
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职位空缺--计算相关(链接)
metanb 2009-9-30 11:16
北京科技大学计算材料物理研究室人才招聘 http://www.sciencenet.cn/classinfo/info.aspx?id=9208
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资料积累--计算相关(链接)
metanb 2009-9-29 17:00
天体大规模并行数值计算软件平台 http://www.cngrid.org/web/guest/cngridapplist/heaven 密度矩陣重整化群
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用Material Studio构建复杂模型及转换成poscar的2种方法(ZZ)
wuyuxi 2009-7-12 10:40
转载自小木虫 http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=646969view=old 前面有xinjiang 介绍一个用Material Studio构建表面模型 (zz) 的帖子,我发现做表面的还不少。这里我也给大家介绍一点经验,简单点表面构建法前面介绍了,那么这里我介绍用Material Studio构建稍微复杂的表面模型。这里介绍的是构造一个 根号3x2 的 pt(111) 表面。 用MS Modeling制作slab模型结构图 1, 打开MS modeling,建立一个项目,如test; 2, 右击test项目,在下拉菜单中选择import,在弹出的菜单中选择Structures/metals/pure-metals/Pt; 3, 在主菜单中的Build选择surfaces/Cleave surface, 4, 在弹出的菜单中处理数据 (i)在surface box界面下 a)你所要做的表面,如 ;也就是将cleave plane 修改成 ; b) 修改深度,即将depth修改成你所需要的原子层数, 如4; (ii)在options界面下 将Orientation standard选项改成U矢量沿x轴方向,V在xy平面 (iii)在surface Mesh的界面下 修改U,V矢量。 如保持U不变,将V矢量修改成 0.5 0.5 -1 5,点击cleave,产生一个 的表面模型, 6,在主菜单中的Build选择Crystals/Build Vaccum Slab 7,在弹出的菜单中修改相应的参量,比如将真空厚度修改成14angstrom, 点击build产生一个Slab模型; 8,在主菜单中的Build选择Symmetry/supercell,将单胞修改成你所需要的大小,如将A修改成2,点击Create supercell 这样产生了你所要的表面 在该表面,你可以非常简单的看出hcp与fcc的差别,以及top,bridge位置。 如果你需要产生vasp的poscar文件,那么你可以从ms模块导出这个文件为.car文件(它是卡迪尔坐标),简单进行处理下就变成vasp了。 比如我这里有个。car坐标: Quote: !BIOSYM archive 3 PBC=2D Materials Studio Generated CAR File !DATE Thu Nov 16 09:42:17 2006 PBC 11.5352 4.9949 90.0000(p 1) Au1 0.000000000 2.679917131 -2.354607603 XXXX 1 xx Au0.000 Au2 5.767587171 2.679917131 -2.354607603 XXXX 1 xx Au0.000 Au3 2.883793586 2.679917131 -2.354607603 XXXX 1 xx Au0.000 Au4 8.651380757 2.679917131 -2.354607603 XXXX 1 xx Au0.000 Au5 1.441896793 0.182478626 -2.354607603 XXXX 1 xx Au0.000 Au6 7.209483964 0.182478626 -2.354607603 XXXX 1 xx Au0.000 Au7 4.325690379 0.182478626 -2.354607603 XXXX 1 xx Au0.000 Au8 10.093277550 0.182478626 -2.354607603 XXXX 1 xx Au0.000 Au9 1.441896793 1.847437629 0.000000000 XXXX 1 xx Au0.000 Au10 7.209483964 1.847437629 0.000000000 XXXX 1 xx Au0.000 Au11 4.325690379 1.847437629 0.000000000 XXXX 1 xx Au0.000 Au12 10.093277550 1.847437629 0.000000000 XXXX 1 xx Au0.000 Au13 0.000000000 4.344876134 -0.000000000 XXXX 1 xx Au0.000 Au14 5.767587171 4.344876134 0.000000000 XXXX 1 xx Au0.000 Au15 2.883793586 4.344876134 0.000000000 XXXX 1 xx Au0.000 Au16 8.651380757 4.344876134 0.000000000 XXXX 1 xx Au0.000 end end 要转换成vasp, 下面贴出我的程序是: CODE: parameter(nsum=16,nsun=0,n=16) real x(n),y(n),z(n) real lx(3),ly(3),lz(3) real lattice character p character*18 selective character*6 direct lx=0.0 ly=0.0 lz=0.0 lattice=4.64 lx(1)=11.8800/lattice ly(2)= 6.5761/lattice lz(3)= 15.8554/lattice open(1,file=Au (1 1 1) (4).car) do i=1,5 read(1,*) enddo do i=1,n read(1,*)p,x(i),y(i),z(i) enddo do i=1,2 read(1,*) enddo close(1) open(2,file=POSCAR) write(2,*)rutile.TiO2(110) write(2,15)lattice 15 format(f15.8) write(2,16)lx write(2,16)ly write(2,16)lz 16 format(3f15.8) write(2,17)nsum,nsun 17 format(2I5) Selective=Selective dynamics direct=direct write(2,171)Selective write(2,172)direct 171 format(A18) 172 format(A6) do i=1,n write(2,18)x(i)/lx(1)/lattice,y(i)/ly(2)/lattice,z(i)/lz(3)/lattice 18 format(3f15.8, T T T) enddo close(2) end 那么产生的poscar文件: Quote: rutile.TiO2(110) 4.64000000 2.56034500 .00000000 .00000000 .00000000 1.41726300 .00000000 .00000000 .00000000 3.41711200 16 0 Selective dynamics direct .00000000 .40752380 -.14850510 T T T .48548710 .40752380 -.14850510 T T T .24274360 .40752380 -.14850510 T T T .72823070 .40752380 -.14850510 T T T .12137180 .02774876 -.14850510 T T T .60685890 .02774876 -.14850510 T T T .36411530 .02774876 -.14850510 T T T .84960250 .02774876 -.14850510 T T T .12137180 .28093210 .00000000 T T T .60685890 .28093210 .00000000 T T T .36411530 .28093210 .00000000 T T T .84960250 .28093210 .00000000 T T T .00000000 .66070720 .00000000 T T T .48548710 .66070720 .00000000 T T T .24274360 .66070720 .00000000 T T T .72823070 .66070720 .00000000 T T T 如果觉得有用的话,大家就拍下砖啊,让更多的同志们能探讨和学习表面构建.支持下我的呕心原创 ^_^! 第二种构建poscar进阶方法,可构建高指数面,纳米线管等复杂结构 在ms模块中搭建好所需要的的结构,然后点一个模块比如castep下拉菜单中的calcualtion,出现一个菜单,在该菜单最下方出现三个选项,run,files,help,我们选择点击files,然后点击save files。这个时候你建立的结构就会默认保存在项目下。你到项目下打开你保存的文件。会看到一个*.cell文件,如果看不到,你就到工具栏下设置下显示隐藏的文件,*.cell是隐藏的文件。打开这个cell文件,你会看到前面是坐标文件,比如: CODE: %BLOCK LATTICE_CART 2.555294556406364 -1.475300000000001 0.000000000000000 0.000000000000000 2.950600000000000 0.000000000000000 0.000000000000000 0.000000000000000 4.678800000000000 %ENDBLOCK LATTICE_CART %BLOCK POSITIONS_FRAC Ti 0.3333333333333334 0.6666666666666667 0.2500000000000000 Ti-0.3333333333333334-0.6666666666666667 0.7500000000000001 %ENDBLOCK POSITIONS_FRAC %BLOCK KPOINTS_LIST -0.5000000000000000-0.5000000000000000 0.4166666666666666 0.010000000000000 -0.5000000000000000-0.5000000000000000 0.2500000000000000 0.010000000000000 -0.5000000000000000-0.5000000000000000 0.0833333333333333 0.010000000000000 -0.5000000000000000 0.4000000000000000 0.4166666666666666 0.040000000000000 -0.5000000000000000 0.4000000000000000 0.2500000000000000 0.040000000000000 -0.5000000000000000 0.4000000000000000 0.0833333333333333 0.040000000000000 cell文件第2行到第5行的数字显示的是晶格矢量,对应就是poscar前面的第3行到第6行的基矢量,不过这个时候poscar的第二行的晶格常熟要设置为1,因为cell文件的晶格矢量包含了晶格常数进去了。 cell文件第7行空格,第8行显示说是坐标了,而且是分数坐标,呵呵,很清楚了,在poscar的基矢量接着写下direct,表示是分数坐标,然后把cell文件第9行到第10行(这里是针对我给出的简单例子只有2个原子,多原子的类推就可以了)copy到poscar下就可以了。 一个poscar就完成了!就算很复杂的结构比如高指数表面,纳米线,纳米管,使用这种方法构建,非常简单!不过以上方法都是我个人摸索出来的,是否可行,有待大家评点! 对于很多纳米结构,比如纳米碳管,不管什么类型的管,现在高版本的ms都可以直接输出。特别很方便,大家也可以看看。
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硬计算、软计算与混合计算
热度 1 郭崇慧 2009-7-9 09:32
硬计算与软计算这两个术语首先由美国加州大学的 Zadeh 教授于 20 世纪 90 年代提出。 硬计算的主要特征:( 1 )易于建立问题的规范数学模型;( 2 )建立的数学模型易于求解,且能达到较高的精确度;( 3 )解具有较好的稳定性。 软计算的主要特征:( 1 )难于建立问题的规范数学模型;( 2 )难于得到问题的较高精度的解;( 3 )算法具有较好的适应性,能够适应动态环境。软计算中的核心方法主要包括模糊逻辑( Fuzzy Logic , FL )、神经网络( Neural Networks , NN )和遗传算法( Genetic Algorithms , GA )以及这几种方法之间的不同组合形式。 混合计算是传统的硬计算与新兴的软计算的组合,混合计算可以获取各自所长,克服各自局限性。 一个合适的面向问题求解的计算策略的选择取决于问题的属性。 Soft computing differs from conventional (hard) computing in that, unlike hard computing, it is tolerant of imprecision, uncertainty, partial truth, and approximation. In effect, the role model for soft computing is the human mind. The guiding principle of soft computing is: Exploit the tolerance for imprecision, uncertainty, partial truth, and approximation to achieve tractability, robustness and low solution cost. ( http://www.soft-computing.de/def.html ) 参考文献: 1. Zadeh, Lotfi A., Fuzzy Logic, Neural Networks, and Soft Computing, Communications of the ACM, March 1994, 37 ( 3 ): 77-84 2. D. K. Pratihar. Soft Computing, Narosa Publishing House, 2008( 王攀 等译. 软计算,科学出版社 , 2009) 3. Ovaska S. J., VanLandingham H. F., Kamiya A.. Fusion of soft computing and hard computing in industrial applications: an overview. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics. Part C, Applications and reviews, 2002,32(2):72-79
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中国社会方程院 旨在提出社会方程猜想 命题和解析社会方程
mg 2009-7-1 10:31
中国社会方程院,旨在提出社会方程猜想,命题和解析社会方程,设计和计算社会工程。 中国社会方程院, 2009 年 7 月 1 日成立。 中国社会方程院是中国社会工程院下属的学术体和社会工程计算体。中国社会方程院的宗旨是:为社会工程提供计算技术支撑。中国社会方程院的任务定位是:提出社会方程猜想,命题社会方程,解析社会方程,设计社会工程,计算社会工程,发布社会方程报告,进行社会方程评价。
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什么是Web 2.0
maywuyi 2009-3-18 13:08
我们即将出版的新书《Web 2.0策略指南》解释了Web 2.0,对于很多非计算机专业技术人员来说,很有启发,特摘录如下: Web 1.0是静态Web站点的集合,Web 2.0平台具有新一代动态社会网络应用和服务。现在人们通过上传内容和每天数十亿的点击量塑造着Web,这种塑造具有无法预测的方向。此外,机器正在使用这种超大的数据集,并使用算法对它进行自动数据挖掘,以便汇总和简化其反馈。 通过在线浏览Web 2.0定义,使我想起了著名的盲人摸象的故事。一些定义强调了Web 2.0的技术方面;对于我来说,这就像是在说:大象就像是一个柱子。是的,大象的腿是重要的,腿使得大象得以站立和行走,就像任何其他基础设施或体系结构一样,但Web 2.0远远不止是技术。 当然,盲人无法实际看到大象。如果他们能够看见,那么可能会观察到大象吃东西,因为大象几乎总是不断吃东西,一天要吃16个小时。作为食草动物,大象需要摄入足够多的叶子和竹子,以维持其自身消耗并长成接近4吨重的庞然大物。或许这就是Web 2.0最像大象的地方。 然而,与大象不同的是,Web 2.0有一条长尾巴。企业正是凭借这条长尾来赚更多的钱,方法就是销售冷门产品,而不是销售流行产品。利用长尾来赚钱就相当于鼓励那些由中小广告客户构成的有营养的叶子(这些客户对于在线广告是陌生的),这正是Web 2.0将Web转化为财富的手段。 John Battelle在他的书中解释:Google赚了数十亿,但每次只赚5分钱。这当然是指Google AdWords广告平台,在这里DIY广告客户可以按照每关键词点击最低5分钱的价格来购买付费搜索广告。Web 2.0的新颖之处在于,企业和个人都可以通过为客户提供免费服务来赚钱。 Web 2.0更恰当的描述和写法是W2W,即Web to wealth。第一代dot-com Web业务在获取新客户和可持续市场份额上投入巨资,以便能够顺利上市,而Web 2.0公司找到了一条盈利路径,并找到一种基于广告的赚钱方式,通过网络效应和全球长尾用户的多样化需求来赚钱。这是整个Web 2.0大象的全貌,并显示了其业务模型如何利用巨大网络效应来盈利。 要理解Web 2.0,不必成为技术专家。它不是关于底层技术的,而是关于新方式的,这些新方式使得大量人走到一起,进行协作、共享和构建。网络效应是Web 2.0商业机遇的核心,本书的大部分内容将考查网络效应帮助我们赚钱的方法。
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静夜狂思-59-生命计算机
考槃在涧 2009-3-2 17:35
生命就像一台庞杂而又完美的计算机,储存信息,而又不断进化。 任何一个智慧生命里,都刻画着上亿年数以亿亿亿计生命的信息,体现着进化的结果。 大自然没有编程,但大自然靠时间的深度和空间的广度完成了世界上最伟大的计算:从最原始的有机大分子进化到人,这其中需要多么高深的物理、化学、数学和生物学知识? 最重要的是,生命这台计算机不会受人意志的影响,也没有错误的裁判来误导计算方向,也不需要消耗额外的能量,它会不断地自己运行下去,只要世界上还有生命存在。 如果我们把一些难题和终极问题,通过一定的编码模式编入基因里,让那些繁衍迅速、数量庞大的微生物体去自行运算,随时检查基因变异情况,看看运算结果,也许会出现一些意想不到的情况。 这种运算,不但是符合逻辑的,还会是智慧的。不但是有规律的,还会是创造性的。 一开始,运算可能是无序并混乱的,但是,一定可以看到很多有意思的方向。这些方向也许可以建立起很多有意思的学说。 运算到一定程度,有些终极问题可能得到解决。有些问题则可能被证明不可能解决。同时,还会启发人类获得一些单靠人类智慧很难想到,或者要需要很久才会想到的东西。 我们还可以把这些问题写入人类基因,让它们成人类的本能。地球上六十亿人同时在自己的潜意识里思考这些个终极问题,持续上千年,一定会解决其中的很多问题。 这是如象黑洞计算机一样的终极的计算机,它的创造者是上帝,人类只不过向里面输入了一个求解语句。 既然上帝创造了人类,人类就一定可以用上帝创造的一切来求解上帝创造的一切疑难,而这其中,最美丽最复杂的莫过于生命。 善待生命,善用生命,我相信这个世界是可以理解的。 而最终的答案, 90% 会体现在生命本身。 这就是生命计算机的可能性和意义所在。
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程序语言学与计算语言学的关系
geneculture 2009-1-22 09:27
两个问题: 为什么有 程序语言 却没有(进行理论研究的) 程序语言学 ? 为什么有计算 语言学 却没有(别于数学语言的)计算语言?
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《计算与信息哲学》译后记
gl6866 2009-1-12 21:46
(按:这本书折腾了几年快要出版了。因为最近我拿到了三校样,但估计由于今年是建国60年大典,恐怕它的出版也许还要往后拖一下,我基本不奢望它能在今年上半年能够出版,可是这个译后记却是早就写好了的。既然这部上下两册的译著暂时得不到出版,就先把这份译后记拿出来给大家先看一下吧。) 这本著作的问世,标志着信息哲学(Philosophy of Information, 简称PI)在中国有了第一部引进的中文教学参考书。这意味着我们将来再编写自己的教科书时,有了一个基本的坐标,看看国际上人们都了哪些工作。因而,这是一项基础性的工作。 翻译之事从来都是费力不讨好的,到了现代更是服务业,属于第三产业了。可却还是有那么多的人物而且是大人物从事此项事业,因而也就有了许许多多关于翻译家的称谓,兹列举几个:羽毛拔光之飞鸟(der gerupfte Vogel);隔被嗅花香(smelling through a blanket); 点金成铁(the baser alchemy);沸水煮过之杨梅(a boiled strawberry); 腊制偶人(the Madame Tussand's of literature);驴蒙狮皮(asses in lions' skins)等等,不一而足。 仅举这几例,可见译事之难。其困难的背后蕴含着文化之间的交流,理解之难。越是形而上的,越是反映文化底蕴的,就愈发显现出这种困难。平心而论,哲学是形而上学的重镇,因而理解起来本来就是困难重重,而科学技术哲学的困难似乎更大,它的要求是多方面的,不仅要有科学技术的、哲学的以及文化的底蕴,而且还要有语言的功底,这就更是难上加难。信息哲学是个新兴的哲学学科,而本书又是这个领域的第一部著作,因而编者将其撮成一册已属不易。但我以为众译者将其译成汉语介绍给我国读者理解其精妙之处,更属不易。 本书各位作者专门有介绍,但对编者在这本书中的介绍则过于简单。所以我在此我就再补充几句。旅英意大利学者弗洛里迪是信息哲学在国际上的倡导者之一,而且目前在国际上非常活跃。现在他已被英国牛津大学圣十字学院(St Cross College)特选为高级研究员、正教授。同时还被聘为英国赫特福德大学(University of Hertfordshire)哲学系信息哲学首席研究员和正教授。他在这个领域杰出的研究工作有两个方面,信息哲学的基础研究与信息哲学的伦理学研究。根据《科学、技术与伦理学百科全书》(Macmillan, 2005)的介绍,他是意大利科学、技术和伦理这个领域中最具影响的思想家之一。他于1964年生于罗马,并在罗马第一大学(La Sapienza University in Rome)获得学士学位(1988届优等生)。1989年,留学英国,师从著名逻辑学家哈克(Susan Haack)和哲学家达米特(Michael Dummett)从事认识论和逻辑哲学研究,并获英国华威大学(University of Warwick)的硕士学位以及博士学位(1990)。 1990年到1991年他被任命为华威大学哲学讲师。此后他进入牛津大学哲学系并于1999年加入牛津大学计算机科学系,并创建信息与伦理小组(IEG)这个哲学系与计算机系的系间机构,并出任该机构主任和协调人。19901994年,弗洛里迪成为牛津大学沃尔森学院(Wolfson College)初级哲学研究员;19941995年成为伦敦大学(London University)瓦堡研究所(Warburg Institute)思想史叶茨研究员(Francis Yates Fellow)。他在牛津大学沃尔森学院还是哲学研究员。在这些牛津的岁月里,他在数个学院了举办不同的讲座。在19941996年间他还在意大利都灵大学(University of Turin)哲学系从事博士后的研究工作。自20012006年,他还是牛津大学马可尔基金会(Markle Foundation)在信息政策比较媒体法律与政策项目的高级研究员。2002年,他被聘为意大利巴里大学(Universita' degli Studi di Bari)逻辑学副教授,2006年他成为牛津圣十字学院特选高级研究员。前不久,他又被英国Hertfordshire大学聘为正教授和首席研究员。他不仅是信息伦理小组(IEG)这个牛津大学跨系的创始人和协调人,也是意大利哲学网(SWIF)的创始人意大利哲学电子期刊主编。他目前已被连选二届国际计算与哲学协会(IACAP)主席。有关他更详细的情况可以登录他的网址:http://www.philosophyofinformation.net/ 2006年3月举行的第60届联合国大会通过第252号决议,确定自2006年开始,每年5月17日为世界信息社会日,这标志着信息化对人类社会的影响进入了一个新的阶段。加快信息化发展,使信息化向纵深推进,推动信息社会建设已经成为世界各国的共同选择。发达国家信息化发展目标更加清晰,各国纷纷出台了相应的计划和战略。美国政府相继发布《21世纪信息技术计划》、《网络与信息技术研究开发计划》和《网络空间安全国家战略》。欧盟制定实施的《欧盟研究与技术开发框架计划》目前已进入第六个执行期(2002~2006年),信息技术被明确列为七个研究优先领域之一。日本政府制定了《focus21计划》,通过国家预算对电子信息技术领域中的下一代半导体芯片、高可靠软件系统、下一代平面显示技术、下一代全球定位系统等进行重点投入。韩国政府推出《IT839战略》,确定了9项具有增长动力的信息技术作为近期及中长期的投资重点等等。 中国是联合国常任理事国,同时也根据中国国情制定了相应的信息化发展战略。中国的信息化发展战略与第60届联合国大会通过第252号决议的精神是相吻合的,无疑是要与国际接轨的。上个世纪90年代,我作为中国政府信息化政策首批的研究者之一,做出了绵薄的贡献。此后,我除了进行深入研究之外,还一直跟踪国际动态,直到2001年,弗洛里迪写的《什么是信息哲学?》那篇宣言性质的文章还没有发表就被我介绍到国内,首次将信息哲学这门哲学学科介绍到中国。不过,我并不完全同意国际计算与哲学协会(IACAP)将其历史的开端追溯到莱布尼茨的计算和加法器。于是我就根据我的研究,申请到了题为信息哲学研究的中国社会科学院的B类重大课题资助,2007年8月结项。其间,我于2005年应邀到瑞典参加ECAP 05并作了一个小时的大会讲演。把我的主要观点讲了出来,也就是说,把莱布尼茨作为一位原汉学家以及从莱布尼茨-罗素传统的角度为信息哲学之何以可能的角度进行了辩护。同时提出了模态信息论(MIT),探讨了西方哲学框架内信息的本体论地位的问题。另外,2007年10月北京金城出版社出版了我的另外一部专著《信息哲学探源》,其中我将《周易》筮法中的成卦法作了重新解释,将其理解为递归论而不是同余式,这样就把它直接与当代的计算机科学的算法关联起来,真正做到了古为今用。 由高等教育出版社出版的《中国哲学前沿》( Front. Philos. China , 2(1): 95-114)发表了我的英文论文Philosophy of information and the foundation for the future Chinese philosophy of science and technology(信息哲学与未来中国科学技术哲学的基础),这篇文章同时被俄罗斯学者译成俄语发表在俄罗斯的《哲学问题》( Вопросы Филосфии ,5 )上。其中阐明了我的基本观点。在我看来,信息哲学必将成为引导性的新兴哲学学科,是一个有着伟大未来和光明前景的学科!它呼唤着更多有志于科技哲学的年轻人献身于这门年轻的学科!
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谈谈国际信息哲学(Philosophy of Information)的诞生
热度 1 gl6866 2008-12-3 10:46
(按:2002年以来,我开始在国内倡导开展信息哲学研究,先后有不少人通过各种方式,包括网站、电子函件、BBS、博克、写信、撰文、会议讨论甚至直接来访,表达自己的意见和见解。有人认为根本不存在什么信息哲学,有人认为信息的哲学问题已经解决,而有人则声称自己早就发明了信息哲学等等,各种意见不一而足。对于这些意见,我无法做出赞成或不赞成的简单回复。为了使这个极富生命力新学科在我国能够得到健康顺利的发展,根据我对国际哲学界对信息哲学态度的了解,对该学科的问世作一个初步的说明。) 信息哲学(philosophy of information, 简称PI)在国际哲学界问世标志是什么?我们认为,2002年牛津大学的哲学家弗洛里迪(Luciano Floridi)在《元哲学》(Metaphilosophy)上发表的论文《什么是信息哲学?》(What is the Philosophy of Information?)是重要的标志之一。尤其值得注意的是,弗洛里迪在文中称:本文是第一篇企图系统地分析信息哲学性质的文章。在国际哲学界能够出此断言,我以为作者还是经过非常严肃和慎重的思考和研究的。换句话说,此前国际哲学界并没有信息哲学的提法,也没有哲学家进行过类似的论证。该文主要目的便是论述信息哲学作为一个独立的研究领域何以成为可能。信息哲学被定义为批判性研究的哲学领域,它涉及到信息的概念本质和基本原理,包括信息的动力学、利用和科学以及对哲学问题的信息理论和计算方法论的提炼和应用。信息这个概念被事后追认为先驱无疑有其合理性,因为它一方面可以使未来的工作从自发的天真转向自觉的有教养、有师法,与此同时它也可以再造传统,使哲学领域中的旧话题在这个新解释学装置中产生新的意义、染上新的气象、增添新的价值。在这篇文章中,弗洛里迪提出信息哲学是一门成熟的学科,具体理由有三:它代表一个独立的研究领域;它能为传统的和新的哲学话题提供一种创新的方法;它能与其他哲学分支比肩并立,为信息世界和信息社会的概念基础提供一种系统的处理。 另一个标志是弗洛里迪于2001年8月在美国卡奈基-梅隆大学主办的计算机与哲学大会的司马贺计算与哲学讲座(Herbert A. Simon Lecture on Computing and Philosophy)所做的题为《信息哲学的若干问题》(Open Problems in Philosophy of Information)讲演。在这次讲演中,弗洛里迪仿照著名数学家希尔伯特(David Hilbert)于1900年在数学大会上提出23个未解决的数学问题方式,为信息哲学提出了5组18个大问题。位于中心的是核心概念信息,各个问题被归入以下四个方面:语义、智能、自然和价值。根据这次讲演写成的论文《信息哲学的若干问题》即将刊登在2004年4月号的《元哲学》上。这篇文章也被我们译成中文,待英文原文发表后,再发表中文译文。 刊登《什么是信息哲学?》的这一期《元哲学》有一个副标题:《赛伯哲学:哲学与计算的交汇》( CyberPhilosophy: The Intersection of Philosophy and Computing )。显然,信息哲学产生于哲学与计算的交汇点上。因而这门具有交叉科学性质(interdisciplinary)的哲学学科,以一种崭新的方式关照着哲学,其新就在于把计算的工具引入了哲学。这与以往的哲学具有本质的不同,其特征之一就在于是工具驱动(tool-driven)。美国从事虚拟实在研究的哲学家海姆(Michael Heim)甚至将计算机称为形而上学的实验室。 这篇文章实际反映了上个世纪90年代美国哲学界进行的一项重要活动的持续。美国哲学会(APA)的计算与哲学分会(CAP)在90年代中期曾经就计算机如何在改变哲学这一主题做过一次全国普查。普查的结果集中反映在1998年出版《数字凤凰计算机如何在改变哲学》( Digital Phoenix: How Computers are Changing Philosophy )的文集中。在为该文集撰写导言中,计算与哲学分会新老两届会长拜纳姆(Terrell Ward Bynum)和穆尔(James H. Moor)坦承,在哲学的大舞台上有一股新生力量正在崭露头角,其结果便是涌现出一个新的哲学范式。他们说:哲学领域不时会发生一些大的运动。这些运动始于若干简单但却非常丰富的思想这些思想为哲学家提供了审视哲学问题的新透镜。渐渐地,哲学方法和问题得到了提炼并根据这些新观念获得理解。随着新颖而有意义的哲学成果的获得,运动发展成一股蔓延至整个学科的知识浪潮。一个新的哲学范式涌现了 2002年,人工智能、哲学与认知科学领域的著名期刊《心与机器》( Minds and Machines )决定出版一期以信息哲学为主题的专刊。在国际计算与哲学协会(IACAP)的网站上刊出的征稿启示中特别强调:计算为哲学提供了这么一套简单而又令人难以置信的丰富观念计算为传统的哲学活动带来了新的机遇和挑战计算正在改变着哲学家理解那些哲学基础和概念的方式。哲学探究中的这股思潮吸收了根据计算的主题、方法或模式,正稳定地迈向前方。这个新的领域已经被定义为信息哲学。这里特别指出,国际计算与哲学协会首次将哲学这个新的领域与信息哲学联系起来。这个提法无疑肯定了弗洛里迪在《什么是信息哲学?》中提出的哲学主张和基本观点,尽管这篇文章当时还未发表。因而《数字凤凰计算机如何在改变哲学》中所谓新涌现的哲学范式便是指信息哲学。这可以看作是信息哲学问世的另一个标志。 《什么是信息哲学?》这篇文章所阐发的思想和观点曾在国际哲学界进行过广泛的辩论。譬如,1996-1997学术年弗洛里迪在意大利巴里大学就认识论与信息技术这个题目作过系列讲演;然后是19992000年,他作为认识论的访问教授在罗马第三大学教授信息哲学;在《应用逻辑》学术报告会(伦敦大学玛丽皇后和威斯特学院,1999年11月26日);在《计算与哲学计算及其应用以及对哲学研究的影响的哲学含义》学术报告会(伦敦大学国王学院,1999年2月19日);在1999年美国哲学会东区会议由APA委员会安排的关于哲学与计算机的特别会议(波士顿,1999年12月28日);在第四届世界系统论、控制论、信息论多主题年会(佛罗里达奥兰多,2000年7月23-26日)等。 信息哲学的研究纲领在国际哲学界经过数年的论证终于得以确立。我们认为,《什么是信息哲学?》与《信息哲学的若干问题》这两篇文章可被视为信息哲学的基础性工作,前者阐明了信息哲学的基本观点和任务,后者则给出了信息哲学的问题域。
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计算,改变生活
freton 2008-11-5 09:20
11月4日,由国家自然科学基金委员会、微软亚洲研究院和北京大学共同举办的第十届二十一世纪的计算大型国际学术研讨会在北京大学百周年讲堂隆重举行。前来做presentation的大师,均来自国内外计算领域的大师,并都围绕着自己的研究方向做了精彩的主题演讲;前来倾听接受洗礼的,很多都是北京高校和科研眼所的师生。场面甚为壮观,气氛也很好。第一次参加这么大的学术研讨会,自然从中有所收获,切实感受到了大家的风采以及计算已经改变了我们的生活并正在改变我们的生活。 拉吉.瑞迪教授、托尼.霍尔博士、巴特勒.兰普森博士均是图灵奖的获得者,弗朗斯.凯斯霍德教授来自于MIT,且是美国国家工程院院士,里克.雷斯特博士是微软公司全球高级副总裁,美国国家工程院院士。来自国内的洪小文博士是微软亚洲研究院院长、IEEE院士,沈向洋博士微软公司全球资深副总裁、IEEE院士、国际计算协会院士。他们均为计算新视界这一词给出了自己的诠释和理解,生动且深刻。 这些大家所做的学术演讲不仅仅是限于计算机方面的学术问题,他们有着共同的一点:向我们传达着他们在科研、学术、工程方面对计算技术的见解,也向我们展示计算技术一直是为改变、改造、改善我们的生活而服务的。本质即是,生活是人类的根本,计算是为人类的生活而服务,从而与人类密切相关。拉吉.瑞迪教授做的报告让我因系那个深刻,他关注的是社会金字塔底层人物的生活和命运,提出旨在用计算技术来服务于这些文化程度和社会地位不高的人的生活,尤其是在教育、健康等方面。这些大家把技术与生活紧密联系起来,促进着人类生活质量的提高。 有两位大家演讲时提到了机器人,当然也是希望用机器人在各方面来改变人们的生活。我对此很有兴趣,想大四一年,我们校CCTV机器人团队为机器人比赛付出了很多,付出并享受着。 整个活动组织的很成功,包括专车来回接送、可口的午餐、细心的会场准备还有许多人性化的考虑,让我们能在享受这么一场国际学术研讨会的过程中感受到为此会议付出诸多的组织者。现场同声传译也不错,只是在翻译方面连贯性有所欠缺,且在学术领域专业词汇的翻译方面有不恰当的地方。总体来说,整个研讨会举办地还是挺成功。 洪小文博士在做演讲时做了很多DEMO,中间有让两位在MSRA实习期间做出了不错成果的年轻学生做了现场演示。这一个场面,让我相信,也让很多人相信,老一辈人在科研、学术、工程方面的精神必将影响着我们继续做出新的努力,取得辉煌成就。年轻一代,也必将在计算舞台上展现出魄力和魅力。 期待着,计算技术,融入我们生活的各个角落,改变并革新我们的现有生活方式。
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