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相关日志

[转载]郑重推荐:KTH 瑞典皇家理工学院 Karl H. Johansson 教授组招博士后
josh 2019-7-6 19:59
详见(知乎专栏链接): https://zhuanlan.zhihu.com/p/72251429
个人分类: Engineering Cybernetics|3177 次阅读|0 个评论
物联网、大数据与AI结合的融智系统
geneculture 2018-12-7 14:49
物联网、大数据与AI结合的融智系统 作者:邹晓辉 摘要: 旨在通过物联网、大数据与AI结合来实现智慧城乡的发展必须的融智系统。其方法是分别建构智能化驻行载器、超级宏语言开发环境和特定行业知识中心,然后,形成综合的智能系统,其特征是在于形式化和社会化互动基础上的协同智能化。其结果是物联网、大数据与AI结合形成的融智系统可直接促使智慧城乡发展分步到位。其意义在于:实践上有利于交通和基建等行业智慧聚集,从而,可更好地驾驭全行业。理论上可在高等学校来普及知识中心。
个人分类: 学术研究|1151 次阅读|1 个评论
东北人口减少是好事
jiangming800403 2018-11-4 17:59
最近20年东北三省每年人口出生数量只有70万,出生率6%-7%,可以遇见的将来,总人口会缩小到6000万人的规模,吉林甚至不到两千万人,仅仅超过琼、宁、青,比不上山西、甘肃、新疆和北、上、广、深这些城市。经济总量被江西、云、贵这些五千万人的省超过是自然而然的事情,如果这算是衰落,东北必然衰落。实际上,建国几十年来,国家对东北工业化投资力度还不如两个三角洲,特别是长三角,除了辽宁老工业基地外,吉林黑龙江的工业投资力度更低,除了少数几个城市,大部分地区还是农业区。七八十年代,黑龙江的经济总量曾经有过辉煌但那时大庆油田五千万吨的石油产量可以相当多少人的劳动,现在每个劳动力创造的价值有了几十倍的增加,而大庆的石油产量却越来越少。虽然仍然是中国第一大油田,但大庆油田的利税,很大一部分并不留在黑龙江。 东北四大城市,一直也不是全国的一线城市。但是目前房价比一线城市低的多。虽然GDP被越来越多的沿海工业强市超越,但是教育医疗等服务业的底子还在。目前国家正在普及高中阶段义务教育,对于东北很容易达到。 但是北上深以出生人口看,目前的学位还满足不了百分之四十,任重道远。近年来东三省高考招生计划总数都在50万人左右,和高考报名考生差不多,或者说东北人有七成的适龄孩子能读高中和大学,其中又有七成可以接受本科以上教育(适龄人口的50%),当然东北家庭的支出指出以及虚拟房租也没怎么体现在GDP中。 关内的高考大省都人口众多,竞争激烈(包括坐拥两大高教 中心 的 江苏 、湖北)。京沪现在每年出生人口都在20万以上,但是高中学位都不足10万个,或者说目前60%以上在 北京 上海出生的孩子可能没 办法 参加京沪高考。 实际上很多在北京出生的孩子很可能是东北的户籍。东北其实也并不缺少投资,人均居民净储蓄仍然是在全国前列,不像深圳是巨大的资金黑洞。 有人一直想把东北黑土地变成黄土高坡,但东北人口减少其实是好事,东北的大森林越来越绿,东北虎以及远东豹种群都在恢复。东北每年新参加农业劳动的乡村人口只有每年十几万甚至更少。未来东北6000万人,80%以上集中在城镇,农业劳动力只有几百万人,虽然与欧美大农场还差的远,但是人均耕地面积已经超过日韩的家庭农场了。经济越发达,产业的集中度越高,人口也越像少数都市圈集中。很多新兴产业只能两个三角洲和首都圈亦,东北没有,也不可能发展起来,所以不管人口多少,大量的年轻人都要向外走,而且他们更容易在北京等一线城市落户。同时,东北的先进制造业是共和国工业皇冠上的明珠,飞机和喷气发动机、燃气轮机,热电、水电、核电专备,造船、工程矿山机械,精密机床、工业机器人以及医疗电子,这些产业很多城市也没有,北上广都不生产喷气战斗机也不生产直升机。同时,黑龙江和辽宁也都是我国的石油生产大省,辽宁(特别是辽东湾海岸)仍然是我国最大的石化基地之一,辽宁钢材产量仍然是全国第四位。中国经济越发展,自动化程度越高,需要的劳动力其实越少。一个以轻纺织和电子产品组装为主的地方勇于嘲笑可以生产航母和喷气发动机的地方(比如乌克兰)发展不好这还是需要勇气的 先进制造业不可能与资本市场的野蛮人并存。中国的能源原材料工业和装备制造业处于周期性不景气的谷底已经接近十年时间了,这是中国的大趋势也是世界的大趋势,东北也不可能独善其身。中国最大的民营机器制造商大连机床集团已经进入破产保护,它的命运很可能是再国有化。当然东三省中经济形势最好的吉林人口最少,长春市是吉林的中心,城市人口超过全身人口的1/7.长春的主导工业汽车、轨交、光学精密仪器等过去十几年中都处于经济周期的扩张阶段 同时,东北人在很多城市也处于相对上层的社会阶层。已经不是改开初期英雄不问出处的时代了,一个人如果只有高中及以下学历,他成功的可能性会很小。比如北京,一套房的首付起码要将近100万,这超出了大部分冀鲁豫家庭的能力,包括北京郊区农村。但是东北,特别是在辽宁,两个家庭100万元并不是不可以达到的。所以,混在北京的东北籍大学生很多。而对于高中就没有毕业就出来打工的冀鲁豫的青年农民,你根本不能融入这个城市。 山东特别是胶东地区一直模范的执行计生政策,全面二胎以后,符合二胎政策的夫妇暴增,山东生育率几乎翻了一番,年出生人口接近200万,长此以往,山东人口会达到1.5亿。这批二胎宝宝将来升学就业面临的压力会多大?当然,由于房地产不景气,东三省对高考移民一直睁一只眼闭一只眼。 链接地址: http://blog.sciencenet.cn/blog-595119-1125881.html 上一篇: 没有归化球员,国足即使能冲出亚洲,怎么出去也得怎么回来 下一篇: 世界杯冠军法国队实际上是一支讲法语的非洲联队 冀鲁豫等人口大省的高考移民是现实存在,要不去西部边疆省份,要不去天津和东北。近年来,天津郊县的蓝印户口已经收紧。东北由于教育资源充足,高考移民与本地考生没啥冲突,可以想象,随着高等教育的进一步发展,十几年后,东北教育地产会有一个繁荣的高潮。 链接地址: http://blog.sciencenet.cn/blog-595119-1142788.html 上一篇: 经济发展不需要人海战术,不能靠人口红利 下一篇: 东北人口减少是好事 收藏 分享
个人分类: 经济时评|5214 次阅读|0 个评论
[转载]Tribute to Prof. Bruce Francis, Control Systems Magazine
josh 2018-10-3 22:36
The IEEEControl Systems Magazine this month (Oct. 2018) featuresa collection ofarticles paying tribute to Professor Bruce Francis: https://ieeexplore.ieee.org/xpl/mostRecentIssue.jsp?punumber=5488303 Some related information: https://sites.google.com/site/brucefranciscontact/Home/writing https://sites.google.com/site/brucefranciscontact/ ​
个人分类: Engineering Cybernetics|1105 次阅读|0 个评论
[转载]CityU IAS Distinguished Lecture by Prof Karl H. Johansson
josh 2018-3-30 17:22
Cooperative Road Freight Transport: Opportunities and Challenges in Networked Control By Professor Karl H. Johansson Link: https://www.ias.cityu.edu.hk/en/event/cooperative-road-freight-transport/res=detail Video: https://www.ias.cityu.edu.hk/en/event/cooperative-road-freight-transport/res=video More about this series: https://www.ias.cityu.edu.hk/en/event/upcoming https://www.ias.cityu.edu.hk/en/event/archive
个人分类: Engineering Cybernetics|1027 次阅读|0 个评论
世界互联网大会想到些事情?
热度 1 xinhuotiantang 2017-12-7 00:16
前几天2017第四届世界互联网大会领先科技成果发布会已经召开了,观看了全程,有很多新的技术,比较明显的能感觉到世界科技的发展迅速,感觉世界科技的奇妙。这是主要的,之前就自己的性格而言,是不太关注这些大会,但是现在不行了,因为自己面临着“失业”的风险。简单来说,科学技术的发展,人的发展面越来越窄,很多东西的制作过程都可以通过智能机器人生产,人应该怎么给自己定个位,处于什么样的位子才能有自己的一时之地。 各种互联网技术的发展,或者是数据时代,或者是AI世界,这一系列的快速发展运用在生活各个方面。比较遗憾的是互联网大会上,几乎没有看见生物技术互联网方面的运用或者说生物技术的自动化智能化发展科技成果(自己生物方面,总会思考一下),在最近几年生物技术方面有一个挺火的专业生物信息学,这个专业的产生应该也是运用互联网的一个方面。既懂生物方面知识又懂计算机技术的人实在是太少,在这一区域需要很多人来做。数据运用的发展,生物信息成果的共享,结果分析,数据信息化批量处理,未来生物研究的预测,是不是可以通过数据时代进行处理呢? 对于现在数据时代的扩展,是不是可以达到每个人从出生的那一刻起就可以获得大量的基因的信息,疾病的预测,未来疾病的治疗,后期性格的修正……,可以说基因芯片运用也少不了超级计算机的计算能力,疾病的相关性预测,等等的分析,都需要计算机的运用。 当然真正让我比较紧张的是:生物技术的智能化及自动化。这一目标的达成将会是生物产业的一种巨变,举个简单的小例子,现在已经可以达到DNA提取自动化操作,以达到样本均一化等等。如果有一天人头脑里的灵感或者需要做的想法,只需要输入计算机,输入网络就能获得实验可行性分析,实验操作自动化,实验结果分析,实验结果扩展性预测,产品批量的产出……,这一系列的流程来源于人的一个想法,甚至如果智能化的技术更先进一些,会不会实现计算机自己思考,自己完成所有的工作。那人呢?人应该放在什么地步,这是个应该思考的问题(当然可以明确的是人会找到自己的价值,因为我们是人)。 科学的进步是必然的,我们其实不必感到恐惧,因为受益的,受害的都是我们自己承担,人就要活得有底气些!
1803 次阅读|1 个评论
[转载]“自动控制与机器人领域信息共享” 知乎专栏
josh 2017-11-12 16:48
推荐 “自动控制与机器人领域信息共享”( 自动控制与机器人领域的 Mailing List )知乎专栏: 链接: https://zhuanlan.zhihu.com/controlmailinglists
个人分类: Engineering Cybernetics|1673 次阅读|0 个评论
[转载]中科院自动化所王飞跃 | 机器崛起:重现的自动化愿景
热度 1 Kara0807 2017-4-20 21:09
中科院自动化所王飞跃 | 机器崛起:重现的自动化愿景 编者注:《机器崛起(Rise of the Machines )》一书是《麻省理工技术评论》、《君子》、《财富》杂志评定的 2016 年最佳书籍之一。书中,作者分三个阶段讲述了控制论的发展历程:最先用人类的思维去改造机器,即研究拟人化的机器,在体能和智能上要超越人类;接着用机械化理论控制、改造并重塑人类,认为思维也是一种机器,有规律可循,可按照改造机器人的方式改造人类身体;最后用机器改造环境,可构建美好的梦幻空间、虚拟世界、虚拟现实,无法律约束,无政府管制。 2016 年,本书一经出版,便得到了众多国际主流学者及媒体的高度评价。 在中科院自动化所王飞跃教授的主导下,书稿中文版已完成翻译并将于5 月上旬正式发售。德先生作为《机器崛起》的官方宣传平台,后期将持续为大家奉上该书的扩展阅读、推荐序以及各路大咖精彩评论。本文是王飞跃教授为《机器崛起》一书所著译者序,更多精彩内容敬请关注德先生。 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 毫无疑问,《 Rise of the Machine 》是我近年来读到的最好一本著作。除了消耗时间之外,此书的翻译和校对过程给人以轻松、畅想、愉快的享受,而且常常伴有“ 原来如此! ” 、 “ 竟然这样! ” 、 “ 怎么会呢? ” 等惊叹和无奈。借用美国国家安全 局 和中央情报局前负责人的话 :在这本书里,作者托马斯· 瑞德巧妙地以作家的艺术、历史学家的严谨、哲学家的敏感揭露了 “ 赛博这东西 ” 已经并将继续颠覆人类感觉和认知的各个方面 , “ 此书不仅仅是精神食粮,更是一场思维盛宴。 ” 英国前安全情报协调专员和最高情报机构负责人,亲历 “ 月光谜案 ” 的欧蒙爵士称 “ 本书为历史学家和记者之类设定了一种新的叙事标准 ” 。一位美国空军赛博战的前负责人讲得更干脆: “ 它将成为经典!( It will be a classic. ) ” 然而,作为一名长期从事控制与自动化研究的科技工作者,自己还有 “ 额外 ” 的感叹和思考:控制论的天地原来如此之广阔,可为何今天却如此落魄,连自己的辉煌历史都被人 “ 遗忘 ” ?控制理论与控制论到底是什么关系?把 Cybernetics 译成中文 “ 控制论 ” 是利大于弊还是弊大于利?控制论同自动化又是什么关系?这关系是从控制论与控制理论的关系衍生出来的还是它们之间本身就有 什么 更加深刻的内在 关联 ?显然,在赛博( Cyber )到底是什么意思都无法确定的情况下,对这些问题的回答也只能是仁者见仁、智者见智 了 。但个人总摆脱不了一种无法释然的感觉:似乎这么多年自己的努力和辛苦,只是在一条极其宽阔的大道上又修了一个小巷,筑了一个小院,结果在里面把凤凰养成了鸡,把狮子训成了猫。唯一可以安慰的是,鸡的社会经济价值远大于凤凰,猫的人文关怀作用更远胜于狮子。 回想三十多年前,当我刚由力学转入控制领域时,曾有两个困惑:一个是文学上的 : 为什么钱学森要将其专著称为《工程控制论》,难道控制不就是关于工程吗? 另 一个是数学上的 : 控制教程书上讲的闭环反馈控制,其实从数学上看完全是开环的设定控制,特别对于确定性系统,反馈仅仅是形式上的,实质上根本没有任何反馈 ,但为何却称反馈控制呢? 第一个困惑很快就解除了:钱学森在《工程控制论》开篇的第一段就解释说 , Cybernetics 一词首先由法国物理学家安培 在《论科学的哲学》中采用,为法语 Cybernetique ,意思是 “ 国务管理( Civil Government ) ” ,自然属于社会科学的范畴。而且,之前诺伯特 · 维纳的《控制论》之副标题是: “ 关于在动物和机器之中的控制与通信 的学科 ” ,又把控制论从社会科学扩展到生物学和机器智能(即人工智能或认知科学)了 。相信这就是为什么钱学森要在其开创性的 “ 控制论 ” 前冠以 “ 工程 ” 二字的原因,也是为什么形式上在《工程控制论》里我们可以看到现代控制的框架和公式,但在维纳的《控制论》中几乎看不到现代控制的任何影子。本来,最初有把 Cybernetics 译成中文 “ 机械大脑论 ” 的提议 ,其实这至少能表述原文 75% 的含义,但 “ 控制论 ” 似乎只能传递原意的 25% 了 。 正是因为自己的这一认识,大约五六年前,在 IEEE SMC (系统、人、控制论 ,全称为 Systems, Man, and Cybernetics )学会的一次理事会上,我对东欧学者提出设立 “Social Cybernetics” 技术委员会表示反对,因为 “ 控制论 ” 本来就是关于社会的,建议取名 “ 计算社会系统 ” ,并结合社会计算,创办一份 “ 计算社会系统 ” 的 IEEE 汇刊 。 但第二个困惑却困扰了我许多年,最后才 “ 顿悟 ” 般地弄明白:原来,所谓 “ 反馈 ” ,其实不在数学方程的形式或意义里面,而在其工程实施的实践和效果之中!所以,反馈必须在数学之外去理解,否则对于确定性系统而言,数学上就是根本没有反馈的开环控制。我曾问过一些控制专业的学生,还有教过控制理论和控制工程课程多年的老师,许多都不认识甚至不理解这一点。然而,正是反馈思想的这一独特的引入方式,才是维纳《控制论》对现代控制理论的最大贡献;而钱学森的《工程控制论》就是针对机电系统,使隐式的反馈变成数学和工程上的显式反馈机制 。 实际上,维纳的最大贡献可能是将机电伺服系统的物理反馈现象推广为生理神经上的 “ 目标 性 行为 ” ( purposeful behaviors )和哲学上的 “ 循环因果律 ” ( circular causality )及 “ 循环逻辑 ” ( circular logic ),认为人类、生物和智能机器等都是通过 “ 由负反馈和循环因果律逻辑来控制的目标 性 行为( purposeful action governed by negative feedback and the logic of circular causality ) ” 实现其目的 。这与当时在科学中居统治地位的因果范式冲突,但形成了控制论的思想基础。正在这一基础之上,再加上 1943 年 麦卡洛特 和 波特 关于神经系统固有思维逻辑运算的革命性文章 ,才有了后来的 “ 控制论小组 ” 和 梅西 系列会议,最后正式诞生 了 控制论这一领域。 回顾历史我们发现, 维纳获得巨大成功的专著《控制论》 只 是在巴黎的一次随机酒吧访问的随机谈话而导致的一份随机的合同及其随机产生的后果而已!当时无人 —— 包括维纳和其墨西哥裔法国 籍 的出版商 ——将其严肃对待 ,结果最后 《控制论》一书的版权 却成了 麻省理工学院( The MIT Press ) 出版社和法国出版商 竞相 争夺 的目标 ,历史就是如此有趣! 更令人想不到的是,《控制论》的出版会引发社会如此大的反响和意外 “ 反馈 ” :军事上的赛博战争出现了,文化上的赛博朋克露头了,社交上的赛博社区涌现了, ..... ,最后是今天的互联网、物联网、赛博空间,等等,结果人人在问 “ 赛博 ” 到底 有 什么含义?人人似乎都有答案,但没有人能讲清楚 “ 赛博 ” 是什么,谁知道明天又会出现什么?显然,就像当年自己对数学上反馈的困惑一样,理解赛博,必须 理解其 含义之外的含义。 对今人而言,控制论引发的最大成果和现象可能就是眼下火热的人工智能、 AlphaGo 围棋人机大战 、 日益兴起的智能技术 ( 新 IT ) 和智能产业。其实, “ 人工智能 ” 本来就是作为 “ 机械大脑 ” 和机械认知的 “ 控制论 ” 而涌现的 ,是 1955 年, 年轻 的 约翰 · 麦卡锡 为了避免与维纳的纠缠, 避免使用 “ 控制论 ” 而想出的新词,进而有了 1956 年里程碑式的 达特矛斯 人工智能研讨会,从此人工智能作为一个正式独立的研究领域面世。 麦卡锡 和同事 尼尔斯 •尼尔森( Nils Nilsson ) 后来对人工智能 作出了 的另一 种 解释: AI = Automation of Intelligence (智能的自动化) 该见解 更是与维纳的控制论 思想 一脉相承,也解释了从工程角度,人工智能的实质就是知识自动化 。这样的认识,有助于消除关于人工智能威胁人类 的顾虑 及所谓的 “ 奇点理论 ” 给社会带来的困惑。这种困惑大约 200 年前蒸汽机 发明 和 60 多年前 控制论与计算机 出现时都 曾一度流行 ,但历史证明其与事实不符,过度担心是不必的。当然,技术是把双刃剑,人工智能也是如此,我们必须适度思考并应对其负面影响。 在《历史的起源与目标》一书中,德国学者卡尔 · 雅斯贝斯曾将公元前 800 到 前 200 年 间 约 600 年人类文化的突破称之为 “ 轴心时代 ” 。这就是以中国、印度、希腊和古中东文明所代表的世界范围的 “ 哲学突破 ” 、宗教的兴起和农业文明的巩固。当代一些社会学者认为人类社会刚刚进入 “ 第二轴心时代 ” 。但作为一名技术人员,我更倾向于人类社会即将走完 “ 第二轴心时代 ” 。始于 14 世纪中 期 的文艺复兴, 终于 20 世纪的现代物理学和现代数学,差不多也是 600 年时间。在 “ 第二轴心时代 ” ,我们 经历 了 “ 科学 突破 ” ,以殖民和贸易为特征的 “ 负和 ” 、 “ 零和 ” 全球化 以及 工业社会的出现及成熟。翻译完《机器崛起》,我相信人类正进入 “ 第三轴心时代 ” ,始于量子力学、相对论和哥德尔的不完备性定理所引发的人类对物性、人性和理性的重新认识,以及随之而来的计算机、互联网、机器人等新技术和控制论、人工智能、智能科学等新学科。或许,时下的 “ 反全球化 ” 就是第二轴心时代的一次 “ 回光返照 ” ,以资源优化、智力调配、人机结合、虚实一体为特征的新一轮多赢 “ 正和 ” 智能全球化已经开始了,人类将在 “ 第三轴心时代 ” 进入智业社会。 在第一轴心时代,人类解放了 “ 物之力 ” ,实现了 “ 农业文明 ” ,基本解决了社会上资源不对称的问题;在第二轴心时代,人类解放了 “ 能之力 ” ,实现了 “ 工业文明 ” ,基本解决了人们之间信息不对称的问题;在第三轴心时代,人类将解放 “ 智之力 ” ,充分利用赛博空间,使全球化由 “ 负和 ” 、 “ 零和 ” 走向 “ 正和 ” ,进入 “ 智业文明 ” ,最终解决我们之间的智力不对称问题 。 因此,以人工智能和机器人为代表的智能技术是时代的呼唤,对此我们要有激动之心;智能科学是多少前辈科学家努力的结果,是科学发展的必然,对此我们要有敬畏之心 ;智能科技同其它科技一样,是把双刃剑,既能造福人类,但用不好也会对人类造成伤害,对此我们要有平常之心。 《机器崛起》是关于控制论之遗失的历史,但却为我们重现了一幅自动化的辉煌愿景。从我个人的角度,我希望给本书再加上三个小小的遗失。 一是维纳与 Cyberspace 和虚拟现实的发源地赖特帕 - 特森( Wright—Patterson )空军基地的一段趣事 , 二是在控制论思想萌 发 、形成、发展中一位中国人的重要作用 , 三是控制论理念在一个第三世界国家的社会政治实践 。 1953 年, MIT 的博士生 阿玛尔 · 博斯( Amar Bose ) 被电子研究实验室( RLE )主任 杰罗姆 · 韦斯纳( Jerome Wiesner ) 指定负责与维纳联系。不久,维纳要求 博斯 替他去做一个重要讲座,因为维纳觉得自己的社会地位和公开的观点使他无法接受这一邀请,但内心又很想去。维纳对 博斯 说: “ 赖特帕特森基地有位将军请我去介绍我的理论,你替我去讲吧。 ” 可几周过去, 博斯再没听维纳提及此事 。一天见到 博斯 ,维纳说赖特帕 - 特森基地那个人办事不 可 靠,还没联系好。又过了几天,另一位博士生见维纳在系里的信件收发室里撅着屁股翻着大邮筐,满地都是从 筐 里飞出来的信件。原来,维纳丢了基地的邀请信且忘了那位将军的名字。很快, 博斯 从维纳秘书那里接到电话: “ 他刚口述了一封信,要求在地址上写:致 俄亥俄州戴顿赖特 - 帕特森空军基地 给诺伯特 · 维纳写信的人,我该怎么办? ” 博斯 告诉: “ 你小的时候没给圣诞老人写过信吗?就那么办。 ” 结果,此事再无音信,当然讲座也没有 办成 。 当时,赖特 - 帕特森空军基地是美军先进武器的研究中心。很久之后的 1984 年,美军公开宣布他们终于悟出不但改变战争形态同时也改变世界科技 之 空间概念 的 虚拟现实技术,这就是赖特 - 帕特森基地所描述的视觉耦合机载系统模拟器( VCASS )。可惜,维纳与赖特 - 帕特森空军基地失之交臂,此时 他 已去世正整整 20 年了。否则,他一定会更感自豪:尽管二战期间其控制论没有像他一直暗示的那样发挥了重大的作用, 但 现在,他的《控制论》终于在军事上有了不可动摇的历史地位!实际上维纳在 讲座一 事上 表现 的态度,不但与其身世、性格和经历相关,更与他的首位中国学生李郁荣( Yuk Wing Lee )密切相联。 李郁荣是广东新会人, 1904 年生于澳门, 1930 年在 MIT 获得博士学位,导师就是维纳 。他是华人系统学习研究现代通信和控制的第一人,他的工作催生了维纳的控制论思考,并在后期发展维纳控制论的理论及工程应用方面, 做出 了极大的贡献。维纳本人也十分看重与李郁荣的合作,认为李 郁荣 的稳重与判断力正是自己需要的,李 郁荣 是自己进入工程应用的 “ 桥梁 ” ,并与李 郁荣 完成了他的第一个网络专利。实际上,这也是 1936 年维纳来清华任教一年的主要原因之一,因为离开了李,他在电路网络方面的研究进展大大受挫,一筹莫展。在清华 大学 ,他们取得更多的进展,加深了维纳对反馈作用、意义及其复杂性的理解。他们还提出了离散计算机的设想,并安排清华 大学 向 MIT 购买相应设备器件,可惜因种种原因 被 时任 MIT 工学院院长的 布什 否定。此外,维纳在清华还帮助华罗庚 前往 英国过去的老师哈代处深造,使华罗庚在国际数学界显露头角。维纳自己认为 ,在 清华 大学 的一年,才是控制论思想萌 芽 的一年。 其实,李 郁荣 随维纳学习之初十分困难。开始时,按维纳的理论设计电路总行不通。 他 跑去找维纳,说理论一定 有 什么地方不对。好在李 郁荣 没有放弃,不断的 尝 试,一年之后,才算明白维纳在说什么,终于成功!他们的 “ 柔性网络 ” 在当时具有革命性的突破 意义 ,以致 “ 无人相信 ” ! 博斯 是李郁荣的博士生,他后来转述了李 郁荣 博士论文答辩的火爆场面:电机系里 20 名教授全都来 了 ,他们根本不理解李 郁荣 在做什么,弄不明白为何对一个清清楚楚的电路搞上一堆不知所云的复杂数学公式,而且除了维纳保证这些式子是对的,就是李 郁荣 自己也说不清它们是什么意思。原来,李按照维纳的指导,第一次将 拉盖尔 函数用于电路分析,还首次使用今日电路和控制通用的术语 “ 综合 ” ( Synthesis ) , 并开创性地把 希尔伯特 变换关系用于工程分析,发明了著名的 Lee-Wiener 网络。因为 他 不是数学家,李 郁荣 有些地方并没有吃透,而且维纳似乎也没花多少时间去思考并指导李 郁荣 。结果,大家 “ 猛轰 ” 李郁荣 , 不停向他提问, 使他几乎无法招架。最后,年轻的教授维纳站起来说: “ 先生们,我建议你们把论文带回家好好研究一下,你们会发现它是对的! ” 维纳的话结束了李 郁荣 的 答辩 ,但通过还是失败没有结果。 两 周之后,李郁荣在 惴惴 不安中收到系里寄来的小纸条,上面写着: “ 你过了。( You passed . ) ” 博斯 为此愤愤不平,认为这些教授 们 欠李 郁荣 和维纳一个道歉:他们应祝贺二位 并赞扬其 巨大贡献,这是电机工程 领域 里程碑 式 的工作,从此为现代通信工程打下了理论和应用基础。 博士毕业之后,李 郁荣 因 身为 中国人很难找到工作,尽管维纳非常想把他留在 MIT 或在美 国 工作,极力推荐,但最后李 郁荣 只好回到上海,后赴清华教书,最先要做的一件事就是请维纳来华访问。在清华,维纳收到了 ATT 的信,要买他和李 郁荣 的专利。为了使专利尽快得到应用,维纳决定忍痛以 5 千美元的低价把专利卖了 , 以为产品上市后一定还会分到更多的利润。没想到, ATT 买他们的专利的目的是为了将其束之高阁,打开他们自己专利的市场,消灭竞争。从此,他们再也没从专利得到分文。这件事,让维纳痛恨 ATT 和大公司,从此开始失去对大组织的信任。 1942 年初,维纳向军方提交了他关于防空火力控制的研究报告,名为 《 稳态时间序列的外插 、 内插和平滑 》 。里面 满是 复杂的数学公式。报告很快被相关部门负责人 瓦伦 •韦弗 (也是一个数学家)用 明 亮的黄色封面装订起来, 被称为 “黄祸” 并标为机密,仅在有一定密级的人员中传阅。战后 的 1948 年,香农和 韦弗 出版了《通信的数学理论》(也是一部经典),维纳认为 该作 利用了他的研究成果,至少受 了 启发,而维纳的报告却迟迟没有解密,直到 1949 年才正式发表。维纳一直 坚信 他的理论可以在 第 二 次世界大 战中发挥重要作用,但却被官僚封杀,自此更对政府和军方失去信心。这就是为何他在战后声称不再接收大公司、军方和政府的研究经费资助,并公开发表反战声明的一个原因,也是他心 中 想去赖特 - 帕特森空军基地但不自己 前往 的原因。 从历史资料看来,维纳与李郁荣和 博斯 这些低调 “ 微不足道 ” 的人 共事 时最 为 快乐 且 高产。维纳后来帮助李郁荣在 MIT 找到位置,但李 郁荣 和夫人因抗日战争爆发滞留上海,最后靠开古董店和当年 ATT 的专利费维生。战后他们得以赴美,在 MIT 为推广维纳理论的应用不遗余力,成果卓然,形成当时名震世界的通信统计理论学派,并在 MIT 开课 ,其 讲座 影响广泛 。李郁荣的学生 中有 许多留在 MIT 执教, 他们 都是现代控制和通信历史上赫赫有名的权威,其中两人创办了今天仍十分有名的 Teledyne 公司 和 Bose 公司。至此,李郁荣总算 “ 回报 ” 了当年 MIT 电机系教授们对他的博士论文的 “ 礼遇 ” 。 图 注 :李郁荣主持的 MIT 夏季讲座使维纳的理论广为传播,成为现代通信的基础。 ( 摄于 1954 年,维纳 身边 分别是李郁荣和香农) 身为第二代孟加拉裔的美国人, 博斯 是李 郁荣 一位 富有 传奇 色彩 的学生,也是他的第一个博士生。当年,李要 Bose 研究维纳的非线性理论 的 论文和笔记,但花了十个月 博斯 还弄不清维纳到底在讲什么。每次问李 郁荣 ,李 郁荣 总 是 告诉他: “ 坚持,会来的。( Keep on it, it will come . ) ” 一次李 郁荣 告诉 博斯 ,有个数学的国际会议将在 MIT 召开,让他去讲维纳的理论。在此之前, 博斯 从未做过学术报告,而且 并 不懂要讲的东西, 他 真的吓坏了。会议召开 的两 周之前, 他 终于觉得 “ 明白了 ” ,结果 博斯的 报告被会议 高度评价 ,连维纳也非常满意,这段经历也成了 博斯 最宝贵的学习体验。 图 注 :黑板前的师生三代 : 李郁荣、 博斯 和维纳在 MlT ( 同引自注 15) 当年, 博斯 因为难以向大公司推销他的音响技术 而苦闷 ,去向李 郁荣 诉说。李 郁荣 用自己开古董店的经验告诉 博斯 : “ 每一个古董商的梦想就是有一天一个极有价值的东西能来到手中,而且能被认出来并抓牢,不让它跑掉。 ” 尽管李 郁荣 没再讲什么, 波斯 明白了:他不应该再去找大公司了,自己干!今天, Bose 公司已是世界上最著名的音响设备商,李郁荣就是它的 “ 催生者 ” 。 李郁荣的一生朴实低调, 他 婚后无子女 , 其夫人是加拿大人, 著有 A Letter to My Aunt , 记录其中国的艰难经历。 1969 年退休后 到 加州生活,于 1989 年 11 月 8 日去世。今天,李郁荣教授差不多已被完全遗忘,令人感叹。我曾 打 电话 给 瑞德,讲述此事,希望他能在中文 版序 言 中讲 一下李 郁荣 的故事。瑞德对此也十分感兴趣,要了相关材料 。 感谢他在 序 言中提及了李郁荣的亊迹。 最后 一个 “遗失” ,是早已被大家忘记的 20 世纪 70 年代智利总统阿连德的 “ 赛博协同工程 ” ( Project Cybersyn ) —— 一场来自南美洲的控制论革命。作为智利的第一个民选总统,阿连德重用年轻的弗洛雷斯,试图在远离冷战大国的南半球,走出一条抗衡东西方意识形态对峙的第三条道路,即 “ 智利特色的民主社会主义道路 ” 。 为此,弗洛雷斯在英国控制论学者比尔的身上看到了希望,邀请他赴智利把控制论应用于一个国家的管理,成就了一段几乎是天方夜谭般的赛博故事。比尔为智利设计 了 “ 赛博协同控制工程 ” 工程指挥中心,希望由此通过信息充分交换的国家联网系统,将国家行政和长期计划转为日常决策和实时行动: “ 不像苏联那样将计划产量从中央向下逐级指派,也不像美国那样依靠自由市场调节,而是一种去中心化、非官僚式,既保证企业和社会的自主性又能实现快速实时干预的经济政策 ” 。 图 注 :智利阿连德总统的 “ 赛博协同控制工程 ” 指挥中心操作室还原图 历史表明,在当时的技术水平下,这是一场 “ 大数据 ” 和控制论的乌托邦梦想。阿连德的尝试失败了,最后自己也在军事政变中饮弹身亡。有兴趣深究的读者,可细品梅迪纳的《控制论的革命者 : 阿连德智利的技术与政治》。 翻译和校订此书是一次令人愉悦和心动的经历,引发了自己许多的历史回顾和更多的未来畅想。在此,我十分感谢王晓、郑心湖、梁侨、王赛等同事为本书的翻译及校对工作所付出的努力 ; 中国科学院院士 贺福初 教授 、 中国工程院院士 戴浩 教授 以及 中国指挥与控制学会副理事长兼秘书长 秦继荣 教授 在翻译过程中给予了大力的支持和帮助,并对译稿提出了许多非常宝贵的修改意见 ; 中国工程院院士孙优贤教授、桂卫华教授 , 驭势创始人吴甘沙博士以及新智元创始人杨静女士对本书 的 倾情推荐。瑞德教授本人提供了书中所用的图片原稿,他对中文译稿也寄予了深 切 的希望并在 翻译 过程中给予了大力的支持。 王晓博士以及她所带领的平行工作室,为本书的翻译付出了大量的心血。在这一年中,她同时将自己的博士课题应用于社会化营销,创建了 “ 德先生 ” 微信自媒体平台,目前已 初具 规模。《机器崛起》一书的扩展阅读、推荐序与书评也将在 “ 德先生 ” 进行首发,感兴趣的读者可多关注。 感谢中国自动化学会、 中国指挥与控制学会、 机械工业出版社 、 麻省理工科技评论、 新智元为推动本书 的出版 付出的所有努力 ! 希望本书能帮助读者更加深入的理解当前的自动化和智能科技及其对人类社会的帮助及其冲击。 王飞跃, 二零一七年三月十七日于长沙普照园平行居 中国科学院复杂系统管理管理与控制国家重点实验室主任 国防科技大学军事计算实验与平行系统技术研究中心主任 【1】 André-Marie Ampère, Essai sur la philosophic des sciences . Paris, 1845. 【2】 Wiener N.1948, Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine . Massachusetts: MIT Press ,1948 ISBN 978-0-262-73009-9; 2nd revised ed. 1961. 在本书中,维纳没有提安培已经采用了“控制论”,认为是自己基于希腊文“掌舵人”而首次创造的新词。 【3】 关于Cybernetic的中文译法,其过程和选择请见龚育之等人对《控制论》的中文译本:诺伯特·维纳.《控制论——或关于在动物和机器中控制和通信的科学》 . 郝季仁译. 北京: 北京大学出版社, 2007. 【4】 IEEE是国际电气和电子工程师协会(the Institute of Electrical and Electronics Engineers)的简称。 【5】 IEEE Transactions on Computational Social Systems,于2014年创刊。2017年,IEEE期刊重振委员会任命王飞跃为汇刊主编。 【6】 王飞跃.从工程控制到社会管理: 控制论Cybernetics本源的个人认识与展望 .控制理论与应用. 2014, 31(12) : 1621-1625. 【7】 Rosenblueth A, Wiener N, Bigelow J. Behavior, Purpose and Teleology .Philosophy of Science. 1943, 10( 1): 18-24. 【8】 McCulloch W S Pitts W. A Logic Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity . Bulletin of Mathematical Biophysics. 1943(5):115-133.5, 1943, pp. 115-133. 【9】 Conway F Siegelman J. Dark Hero of the Information Age: In Search of Norbert Wiener, the Father of Cybernetics . New York: Basic Books, 171-172. 【10】 摘自王飞跃在2016年世界人工智能大会上的报告:《人工智能名人堂:纪念与欢庆》。 【11】 Cousins E. Christ of the 21st Century . New York: Continuum Publishing, 1994. 【12】 关于“物之力” “能之力” “智之力”的讨论,请见:贺福初.如何解放创造力? ., 国防参考, 2016(14). 【13】 关于如何对待人工智能,请见:1). 李德毅.对人工智能要有点敬畏之心 . 环球时报, 2016-5-20;尼尔斯尼尔森. 理解信念 .王飞跃,赵学亮 译北京:机械工业出版社,2017. 【14】 有些中文的文章称李郁荣是布什的学生,此系误传,但布什确实将李郁荣推荐给维纳做博士生,见张奠宙和李旭辉所作之《维纳和李郁荣》以及李迪所著之《数学史研究文集》第四辑(内蒙古大学出版社)。 【15】 Therrien C W..The Lee-Wiener Legacy-A History of the Statistical Theory of Communication .IEEE Signal Processing Magazine.2002-11,33-44. 【16】 有文章介绍Amar G. Bose是维纳的博士生,系误传。李郁荣是Bose唯一的博士导师。见“王飞跃,一只耳机背后的故事:维纳、李郁荣和Bose师生三代的传奇。” 【17】 图自《控制论的革命者》,更多评论见王洪喆所作之《阿连德的大数据乌托邦》(《读书》 2017年3期)。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 《麻省理工技术评论》、《君子》、《财富》杂志评定的2016年最佳书籍之一 入选“2017年度最激动人心之科学著作”的决选名单 《机器崛起》已在德先生旗下求知书店上架(识别下方二维码可进入购书直通车),现预定本书享8折优惠! 求知书店 《机器崛起(Rise of the Machines)》英文原版一经发售便被众多媒体广泛报道,并得到了高度评价,以下为相关媒体名单: 《书单》、《电脑科技杂志》、《宇宙杂志》、《君子》、《金融时报》、《法兰克福汇报》、《法兰克福汇报大学报》、《星期五》、《卫报/观察家报》、《国际事务》、《柯克斯书评》、《自然》、《新苏黎世报》、《新科学家》、《纽约时报》、《展望杂志》、《科学美国人》、《旁观者》、《科学光谱》、《保准报》、《南德意志报》、《日报》、《技术评论》(德国)、《宇宙》、《华尔街日报》、“战争困境”网站;澳洲广播电台(澳大利亚)、巴伐利亚电台、德国广播电台、德国国家电台文化台、美国国家公共电台市场频道、西德广播电台、德国三星电视台。
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机器崛起:重现的自动化愿景
热度 10 王飞跃 2017-4-19 08:40
机器崛起: 重现的自动化愿景 王飞跃 毫无疑问,《 Rise of the Machine 》是我近年来读到的最好一本著作。除了消耗时间之外,此书的翻译和校对过程给人以轻松、畅想、愉快的享受,而且常常伴有“ 原来如此! ” 、 “ 竟然这样! ” 、 “ 怎么会呢? ” 等惊叹和无奈。借用美国国家安全 局 和中央情报局前负责人的话:在这本书里,作者托马斯· 瑞德巧妙地以作家的艺术、历史学家的严谨、哲学家的敏感揭露了 “ 赛博这东西 ” 已经并将继续颠覆人类感觉和认知的各个方面 , “ 此书不仅仅是精神食粮,更是一场思维盛宴。 ” 英国前安全情报协调专员和最高情报机构负责人,亲历 “ 月光谜案 ” 的欧蒙爵士称 “ 本书为历史学家和记者之类设定了一种新的叙事标准 ” 。一位美国空军赛博战的前负责人讲得更干脆: “ 它将成为经典!( It will be a classic. ) ” 然而,作为一名长期从事控制与自动化研究的科技工作者,自己还有 “ 额外 ” 的感叹和思考:控制论的天地原来如此之广阔,可为何今天却如此落魄,连自己的辉煌历史都被人 “ 遗忘 ” ?控制理论与控制论到底是什么关系?把 Cybernetics 译成中文 “ 控制论 ” 是利大于弊还是弊大于利?控制论同自动化又是什么关系?这关系是从控制论与控制理论的关系衍生出来的还是它们之间本身就有 什么 更加深刻的内在 关联 ?显然,在赛博( Cyber )到底是什么意思都无法确定的情况下,对这些问题的回答也只能是仁者见仁、智者见智 了 。但个人总摆脱不了一种无法释然的感觉:似乎这么多年自己的努力和辛苦,只是在一条极其宽阔的大道上又修了一个小巷,筑了一个小院,结果在里面把凤凰养成了鸡,把狮子训成了猫。唯一可以安慰的是,鸡的社会经济价值远大于凤凰,猫的人文关怀作用更远胜于狮子。 回想三十多年前,当我刚由力学转入控制领域时,曾有两个困惑:一个是文学上的 : 为什么钱学森要将其专著称为《工程控制论》,难道控制不就是关于工程吗? 另 一个是数学上的 : 控制教程书上讲的闭环反馈控制,其实从数学上看完全是开环的设定控制,特别对于确定性系统,反馈仅仅是形式上的,实质上根本没有任何反馈 ,但为何却称反馈控制呢? 第一个困惑很快就解除了:钱学森在《工程控制论》开篇的第一段就解释说 , Cybernetics 一词首先由法国物理学家安培 在《论科学的哲学》中采用,为法语 Cybernetique ,意思是 “ 国务管理( Civil Government ) ” ,自然属于社会科学的范畴。而且,之前诺伯特 · 维纳的《控制论》之副标题是: “ 关于在动物和机器之中的控制与通信 的学科 ” ,又把控制论从社会科学扩展到生物学和机器智能(即人工智能或认知科学)了 。相信这就是为什么钱学森要在其开创性的 “ 控制论 ” 前冠以 “ 工程 ” 二字的原因,也是为什么形式上在《工程控制论》里我们可以看到现代控制的框架和公式,但在维纳的《控制论》中几乎看不到现代控制的任何影子。本来,最初有把 Cybernetics 译成中文 “ 机械大脑论 ” 的提议 ,其实这至少能表述原文 75% 的含义,但 “ 控制论 ” 似乎只能传递原意的 25% 了 。 正是因为自己的这一认识,大约五六年前,在 IEEE SMC (系统、人、控制论 ,全称为 Systems, Man, and Cybernetics )学会的一次理事会上,我对东欧学者提出设立 “Social Cybernetics” 技术委员会表示反对,因为 “ 控制论 ” 本来就是关于社会的,建议取名 “ 计算社会系统 ” ,并结合社会计算,创办一份 “ 计算社会系统 ” 的 IEEE 汇刊 。 但第二个困惑却困扰了我许多年,最后才 “ 顿悟 ” 般地弄明白:原来,所谓 “ 反馈 ” ,其实不在数学方程的形式或意义里面,而在其工程实施的实践和效果之中!所以,反馈必须在数学之外去理解,否则对于确定性系统而言,数学上就是根本没有反馈的开环控制。我曾问过一些控制专业的学生,还有教过控制理论和控制工程课程多年的老师,许多都不认识甚至不理解这一点。然而,正是反馈思想的这一独特的引入方式,才是维纳《控制论》对现代控制理论的最大贡献;而钱学森的《工程控制论》就是针对机电系统,使隐式的反馈变成数学和工程上的显式反馈机制 。 实际上,维纳的最大贡献可能是将机电伺服系统的物理反馈现象推广为生理神经上的 “ 目标 性 行为 ” ( purposeful behaviors )和哲学上的 “ 循环因果律 ” ( circular causality )及 “ 循环逻辑 ” ( circular logic ),认为人类、生物和智能机器等都是通过 “ 由负反馈和循环因果律逻辑来控制的目标 性 行为( purposeful action governed by negative feedback and the logic of circular causality ) ” 实现其目的 。这与当时在科学中居统治地位的因果范式冲突,但形成了控制论的思想基础。正在这一基础之上,再加上 1943 年 麦卡洛特 和 波特 关于神经系统固有思维逻辑运算的革命性文章 ,才有了后来的 “ 控制论小组 ” 和 梅西 系列会议,最后正式诞生 了 控制论这一领域。 回顾历史我们发现, 维纳获得巨大成功的专著《控制论》 只 是在巴黎的一次随机酒吧访问的随机谈话而导致的一份随机的合同及其随机产生的后果而已!当时无人 —— 包括维纳和其墨西哥裔法国 籍 的出版商 ——将其严肃对待 ,结果最后 《控制论》一书的版权 却成了 麻省理工学院( The MIT Press ) 出版社和法国出版商 竞相 争夺 的目标 ,历史就是如此有趣! 更令人想不到的是,《控制论》的出版会引发社会如此大的反响和意外 “ 反馈 ” :军事上的赛博战争出现了,文化上的赛博朋克露头了,社交上的赛博社区涌现了, ..... ,最后是今天的互联网、物联网、赛博空间,等等,结果人人在问 “ 赛博 ” 到底 有 什么含义?人人似乎都有答案,但没有人能讲清楚 “ 赛博 ” 是什么,谁知道明天又会出现什么?显然,就像当年自己对数学上反馈的困惑一样,理解赛博,必须 理解其 含义之外的含义。 对今人而言,控制论引发的最大成果和现象可能就是眼下火热的人工智能、 AlphaGo 围棋人机大战 、 日益兴起的智能技术 ( 新 IT ) 和智能产业。其实, “ 人工智能 ” 本来就是作为 “ 机械大脑 ” 和机械认知的 “ 控制论 ” 而涌现的 ,是 1955 年, 年轻 的 约翰 · 麦卡锡 为了避免与维纳的纠缠, 避免使用 “ 控制论 ” 而想出的新词,进而有了 1956 年里程碑式的 达特矛斯 人工智能研讨会,从此人工智能作为一个正式独立的研究领域面世。 麦卡锡 和同事 尼尔斯 •尼尔森( Nils Nilsson ) 后来对人工智能 作出了 的另一 种 解释: AI = Automation of Intelligence (智能的自动化) 该见解 更是与维纳的控制论 思想 一脉相承,也解释了从工程角度,人工智能的实质就是知识自动化 。这样的认识,有助于消除关于人工智能威胁人类 的顾虑 及所谓的 “ 奇点理论 ” 给社会带来的困惑。这种困惑大约 200 年前蒸汽机 发明 和 60 多年前 控制论与计算机 出现时都 曾一度流行 ,但历史证明其与事实不符,过度担心是不必的。当然,技术是把双刃剑,人工智能也是如此,我们必须适度思考并应对其负面影响。 在《历史的起源与目标》一书中,德国学者卡尔 · 雅斯贝斯曾将公元前 800 到 前 200 年 间 约 600 年人类文化的突破称之为 “ 轴心时代 ” 。这就是以中国、印度、希腊和古中东文明所代表的世界范围的 “ 哲学突破 ” 、宗教的兴起和农业文明的巩固。当代一些社会学者认为人类社会刚刚进入 “ 第二轴心时代 ” 。但作为一名技术人员,我更倾向于人类社会即将走完 “ 第二轴心时代 ” 。始于 14 世纪中 期 的文艺复兴, 终于 20 世纪的现代物理学和现代数学,差不多也是 600 年时间。在 “ 第二轴心时代 ” ,我们 经历 了 “ 科学 突破 ” ,以殖民和贸易为特征的 “ 负和 ” 、 “ 零和 ” 全球化 以及 工业社会的出现及成熟。翻译完《机器崛起》,我相信人类正进入 “ 第三轴心时代 ” ,始于量子力学、相对论和哥德尔的不完备性定理所引发的人类对物性、人性和理性的重新认识,以及随之而来的计算机、互联网、机器人等新技术和控制论、人工智能、智能科学等新学科。或许,时下的 “ 反全球化 ” 就是第二轴心时代的一次 “ 回光返照 ” ,以资源优化、智力调配、人机结合、虚实一体为特征的新一轮多赢 “ 正和 ” 智能全球化已经开始了,人类将在 “ 第三轴心时代 ” 进入智业社会。 在第一轴心时代,人类解放了 “ 物之力 ” ,实现了 “ 农业文明 ” ,基本解决了社会上资源不对称的问题;在第二轴心时代,人类解放了 “ 能之力 ” ,实现了 “ 工业文明 ” ,基本解决了人们之间信息不对称的问题;在第三轴心时代,人类将解放 “ 智之力 ” ,充分利用赛博空间,使全球化由 “ 负和 ” 、 “ 零和 ” 走向 “ 正和 ” ,进入 “ 智业文明 ” ,最终解决我们之间的智力不对称问题 。 因此,以人工智能和机器人为代表的智能技术是时代的呼唤,对此我们要有激动之心;智能科学是多少前辈科学家努力的结果,是科学发展的必然,对此我们要有敬畏之心 ;智能科技同其它科技一样,是把双刃剑,既能造福人类,但用不好也会对人类造成伤害,对此我们要有平常之心。 《机器崛起》是关于控制论之遗失的历史,但却为我们重现了一幅自动化的辉煌愿景。从我个人的角度,我希望给本书再加上三个小小的遗失。 一是维纳与 Cyberspace 和虚拟现实的发源地赖特帕 - 特森( Wright—Patterson )空军基地的一段趣事 , 二是在控制论思想萌 发 、形成、发展中一位中国人的重要作用 , 三是控制论理念在一个第三世界国家的社会政治实践 。 1953 年, MIT 的博士生 阿玛尔 · 博斯( Amar Bose ) 被电子研究实验室( RLE )主任 杰罗姆 · 韦斯纳( Jerome Wiesner ) 指定负责与维纳联系。不久,维纳要求 博斯 替他去做一个重要讲座,因为维纳觉得自己的社会地位和公开的观点使他无法接受这一邀请,但内心又很想去。维纳对 博斯 说: “ 赖特帕特森基地有位将军请我去介绍我的理论,你替我去讲吧。 ” 可几周过去, 博斯再没听维纳提及此事 。一天见到 博斯 ,维纳说赖特帕 - 特森基地那个人办事不 可 靠,还没联系好。又过了几天,另一位博士生见维纳在系里的信件收发室里撅着屁股翻着大邮筐,满地都是从 筐 里飞出来的信件。原来,维纳丢了基地的邀请信且忘了那位将军的名字。很快, 博斯 从维纳秘书那里接到电话: “ 他刚口述了一封信,要求在地址上写:致 俄亥俄州戴顿赖特 - 帕特森空军基地 给诺伯特 · 维纳写信的人,我该怎么办? ” 博斯 告诉: “ 你小的时候没给圣诞老人写过信吗?就那么办。 ” 结果,此事再无音信,当然讲座也没有 办成 。 当时,赖特 - 帕特森空军基地是美军先进武器的研究中心。很久之后的 1984 年,美军公开宣布他们终于悟出不但改变战争形态同时也改变世界科技 之 空间概念 的 虚拟现实技术,这就是赖特 - 帕特森基地所描述的视觉耦合机载系统模拟器( VCASS )。可惜,维纳与赖特 - 帕特森空军基地失之交臂,此时 他 已去世正整整 20 年了。否则,他一定会更感自豪:尽管二战期间其控制论没有像他一直暗示的那样发挥了重大的作用, 但 现在,他的《控制论》终于在军事上有了不可动摇的历史地位!实际上维纳在 讲座一 事上 表现 的态度,不但与其身世、性格和经历相关,更与他的首位中国学生李郁荣( Yuk Wing Lee )密切相联。 李郁荣是广东新会人, 1904 年生于澳门, 1930 年在 MIT 获得博士学位,导师就是维纳 。他是华人系统学习研究现代通信和控制的第一人,他的工作催生了维纳的控制论思考,并在后期发展维纳控制论的理论及工程应用方面, 做出 了极大的贡献。维纳本人也十分看重与李郁荣的合作,认为李 郁荣 的稳重与判断力正是自己需要的,李 郁荣 是自己进入工程应用的 “ 桥梁 ” ,并与李 郁荣 完成了他的第一个网络专利。实际上,这也是 1936 年维纳来清华任教一年的主要原因之一,因为离开了李,他在电路网络方面的研究进展大大受挫,一筹莫展。在清华 大学 ,他们取得更多的进展,加深了维纳对反馈作用、意义及其复杂性的理解。他们还提出了离散计算机的设想,并安排清华 大学 向 MIT 购买相应设备器件,可惜因种种原因 被 时任 MIT 工学院院长的 布什 否定。此外,维纳在清华还帮助华罗庚 前往 英国过去的老师哈代处深造,使华罗庚在国际数学界显露头角。维纳自己认为 ,在 清华 大学 的一年,才是控制论思想萌 芽 的一年。 其实,李 郁荣 随维纳学习之初十分困难。开始时,按维纳的理论设计电路总行不通。 他 跑去找维纳,说理论一定 有 什么地方不对。好在李 郁荣 没有放弃,不断的 尝 试,一年之后,才算明白维纳在说什么,终于成功!他们的 “ 柔性网络 ” 在当时具有革命性的突破 意义 ,以致 “ 无人相信 ” ! 博斯 是李郁荣的博士生,他后来转述了李 郁荣 博士论文答辩的火爆场面:电机系里 20 名教授全都来 了 ,他们根本不理解李 郁荣 在做什么,弄不明白为何对一个清清楚楚的电路搞上一堆不知所云的复杂数学公式,而且除了维纳保证这些式子是对的,就是李 郁荣 自己也说不清它们是什么意思。原来,李按照维纳的指导,第一次将 拉盖尔 函数用于电路分析,还首次使用今日电路和控制通用的术语 “ 综合 ” ( Synthesis ) , 并开创性地把 希尔伯特 变换关系用于工程分析,发明了著名的 Lee-Wiener 网络。因为 他 不是数学家,李 郁荣 有些地方并没有吃透,而且维纳似乎也没花多少时间去思考并指导李 郁荣 。结果,大家 “ 猛轰 ” 李郁荣 , 不停向他提问, 使他几乎无法招架。最后,年轻的教授维纳站起来说: “ 先生们,我建议你们把论文带回家好好研究一下,你们会发现它是对的! ” 维纳的话结束了李 郁荣 的 答辩 ,但通过还是失败没有结果。 两 周之后,李郁荣在 惴惴 不安中收到系里寄来的小纸条,上面写着: “ 你过了。( You passed . ) ” 博斯 为此愤愤不平,认为这些教授 们 欠李 郁荣 和维纳一个道歉:他们应祝贺二位 并赞扬其 巨大贡献,这是电机工程 领域 里程碑 式 的工作,从此为现代通信工程打下了理论和应用基础。 博士毕业之后,李 郁荣 因 身为 中国人很难找到工作,尽管维纳非常想把他留在 MIT 或在美 国 工作,极力推荐,但最后李 郁荣 只好回到上海,后赴清华教书,最先要做的一件事就是请维纳来华访问。在清华,维纳收到了 ATT 的信,要买他和李 郁荣 的专利。为了使专利尽快得到应用,维纳决定忍痛以 5 千美元的低价把专利卖了 , 以为产品上市后一定还会分到更多的利润。没想到, ATT 买他们的专利的目的是为了将其束之高阁,打开他们自己专利的市场,消灭竞争。从此,他们再也没从专利得到分文。这件事,让维纳痛恨 ATT 和大公司,从此开始失去对大组织的信任。 1942 年初,维纳向军方提交了他关于防空火力控制的研究报告,名为 《 稳态时间序列的外插 、 内插和平滑 》 。里面 满是 复杂的数学公式。报告很快被相关部门负责人 瓦伦 •韦弗 (也是一个数学家)用 明 亮的黄色封面装订起来, 被称为 “黄祸” 并标为机密,仅在有一定密级的人员中传阅。战后 的 1948 年,香农和 韦弗 出版了《通信的数学理论》(也是一部经典),维纳认为 该作 利用了他的研究成果,至少受 了 启发,而维纳的报告却迟迟没有解密,直到 1949 年才正式发表。维纳一直 坚信 他的理论可以在 第 二 次世界大 战中发挥重要作用,但却被官僚封杀,自此更对政府和军方失去信心。这就是为何他在战后声称不再接收大公司、军方和政府的研究经费资助,并公开发表反战声明的一个原因,也是他心 中 想去赖特 - 帕特森空军基地但不自己 前往 的原因。 从历史资料看来,维纳与李郁荣和 博斯 这些低调 “ 微不足道 ” 的人 共事 时最 为 快乐 且 高产。维纳后来帮助李郁荣在 MIT 找到位置,但李 郁荣 和夫人因抗日战争爆发滞留上海,最后靠开古董店和当年 ATT 的专利费维生。战后他们得以赴美,在 MIT 为推广维纳理论的应用不遗余力,成果卓然,形成当时名震世界的通信统计理论学派,并在 MIT 开课 ,其 讲座 影响广泛 。李郁荣的学生 中有 许多留在 MIT 执教, 他们 都是现代控制和通信历史上赫赫有名的权威,其中两人创办了今天仍十分有名的 Teledyne 公司 和 Bose 公司。至此,李郁荣总算 “ 回报 ” 了当年 MIT 电机系教授们对他的博士论文的 “ 礼遇 ” 。 图 注 :李郁荣主持的 MIT 夏季讲座使维纳的理论广为传播,成为现代通信的基础。 ( 摄于 1954 年,维纳 身边 分别是李郁荣和香农) 身为第二代孟加拉裔的美国人, 博斯 是李 郁荣 一位 富有 传奇 色彩 的学生,也是他的第一个博士生。当年,李要 Bose 研究维纳的非线性理论 的 论文和笔记,但花了十个月 博斯 还弄不清维纳到底在讲什么。每次问李 郁荣 ,李 郁荣 总 是 告诉他: “ 坚持,会来的。( Keep on it, it will come . ) ” 一次李 郁荣 告诉 博斯 ,有个数学的国际会议将在 MIT 召开,让他去讲维纳的理论。在此之前, 博斯 从未做过学术报告,而且 并 不懂要讲的东西, 他 真的吓坏了。会议召开 的两 周之前, 他 终于觉得 “ 明白了 ” ,结果 博斯的 报告被会议 高度评价 ,连维纳也非常满意,这段经历也成了 博斯 最宝贵的学习体验。 图 注 :黑板前的师生三代 : 李郁荣、 博斯 和维纳在 MlT ( 同引自注 15) 当年, 博斯 因为难以向大公司推销他的音响技术 而苦闷 ,去向李 郁荣 诉说。李 郁荣 用自己开古董店的经验告诉 博斯 : “ 每一个古董商的梦想就是有一天一个极有价值的东西能来到手中,而且能被认出来并抓牢,不让它跑掉。 ” 尽管李 郁荣 没再讲什么, 波斯 明白了:他不应该再去找大公司了,自己干!今天, Bose 公司已是世界上最著名的音响设备商,李郁荣就是它的 “ 催生者 ” 。 李郁荣的一生朴实低调, 他 婚后无子女 , 其夫人是加拿大人, 著有 A Letter to My Aunt , 记录其中国的艰难经历。 1969 年退休后 到 加州生活,于 1989 年 11 月 8 日去世。今天,李郁荣教授差不多已被完全遗忘,令人感叹。我曾 打 电话 给 瑞德,讲述此事,希望他能在中文 版序 言 中讲 一下李 郁荣 的故事。瑞德对此也十分感兴趣,要了相关材料 。 感谢他在 序 言中提及了李郁荣的亊迹。 最后 一个 “遗失” ,是早已被大家忘记的 20 世纪 70 年代智利总统阿连德的 “ 赛博协同工程 ” ( Project Cybersyn ) —— 一场来自南美洲的控制论革命。作为智利的第一个民选总统,阿连德重用年轻的弗洛雷斯,试图在远离冷战大国的南半球,走出一条抗衡东西方意识形态对峙的第三条道路,即 “ 智利特色的民主社会主义道路 ” 。 为此,弗洛雷斯在英国控制论学者比尔的身上看到了希望,邀请他赴智利把控制论应用于一个国家的管理,成就了一段几乎是天方夜谭般的赛博故事。比尔为智利设计 了 “ 赛博协同控制工程 ” 工程指挥中心,希望由此通过信息充分交换的国家联网系统,将国家行政和长期计划转为日常决策和实时行动: “ 不像苏联那样将计划产量从中央向下逐级指派,也不像美国那样依靠自由市场调节,而是一种去中心化、非官僚式,既保证企业和社会的自主性又能实现快速实时干预的经济政策 ” 。 图 注 :智利阿连德总统的 “ 赛博协同控制工程 ” 指挥中心操作室还原图 历史表明,在当时的技术水平下,这是一场 “ 大数据 ” 和控制论的乌托邦梦想。阿连德的尝试失败了,最后自己也在军事政变中饮弹身亡。有兴趣深究的读者,可细品梅迪纳的《控制论的革命者 : 阿连德智利的技术与政治》。 翻译和校订此书是一次令人愉悦和心动的经历,引发了自己许多的历史回顾和更多的未来畅想。在此,我十分感谢王晓、郑心湖、梁侨、王赛等同事为本书的翻译及校对工作所付出的努力 ; 中国科学院院士 贺福初 教授 、 中国工程院院士 戴浩 教授 以及 中国指挥与控制学会副理事长兼秘书长 秦继荣 教授 在翻译过程中给予了大力的支持和帮助,并对译稿提出了许多非常宝贵的修改意见 ; 中国工程院院士孙优贤教授、桂卫华教授 , 驭势创始人吴甘沙博士以及新智元创始人杨静女士对本书 的 倾情推荐。瑞德教授本人提供了书中所用的图片原稿,他对中文译稿也寄予了深 切 的希望并在 翻译 过程中给予了大力的支持。 王晓博士以及她所带领的平行工作室,为本书的翻译付出了大量的心血。在这一年中,她同时将自己的博士课题应用于社会化营销,创建了 “ 德先生 ” 微信自媒体平台,目前已 初具 规模。《机器崛起》一书的扩展阅读、推荐序与书评也将在 “ 德先生 ” 进行首发,感兴趣的读者可多关注。 感谢中国自动化学会、 中国指挥与控制学会、 机械工业出版社 、 麻省理工科技评论、 新智元为推动本书 的出版 付出的所有努力 ! 希望本书能帮助读者更加深入的理解当前的自动化和智能科技及其对人类社会的帮助及其冲击。 王飞跃, 二零一七年三月十七日于长沙普照园平行居 中国科学院复杂系统管理管理与控制国家重点实验室主任 国防科技大学军事计算实验与平行系统技术研究中心主任 【1】 André-Marie Ampère, Essai sur la philosophic des sciences . Paris, 1845. 【2】 Wiener N.1948, Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine . Massachusetts: MIT Press ,1948 ISBN 978-0-262-73009-9; 2nd revised ed. 1961. 在本书中,维纳没有提安培已经采用了“控制论”,认为是自己基于希腊文“掌舵人”而首次创造的新词。 【3】 关于Cybernetic的中文译法,其过程和选择请见龚育之等人对《控制论》的中文译本:诺伯特·维纳.《控制论——或关于在动物和机器中控制和通信的科学》 . 郝季仁译. 北京: 北京大学出版社, 2007. 【4】 IEEE是国际电气和电子工程师协会(the Institute of Electrical and Electronics Engineers)的简称。 【5】 IEEE Transactions on Computational Social Systems,于2014年创刊。2017年,IEEE期刊重振委员会任命王飞跃为汇刊主编。 【6】 王飞跃.从工程控制到社会管理: 控制论Cybernetics本源的个人认识与展望 .控制理论与应用. 2014, 31(12) : 1621-1625. 【7】 Rosenblueth A, Wiener N, Bigelow J. Behavior, Purpose and Teleology .Philosophy of Science. 1943, 10( 1): 18-24. 【8】 McCulloch W S Pitts W. A Logic Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity . Bulletin of Mathematical Biophysics. 1943(5):115-133.5, 1943, pp. 115-133. 【9】 Conway F Siegelman J. Dark Hero of the Information Age: In Search of Norbert Wiener, the Father of Cybernetics . New York: Basic Books, 171-172. 【10】 摘自王飞跃在2016年世界人工智能大会上的报告:《人工智能名人堂:纪念与欢庆》。 【11】 Cousins E. Christ of the 21st Century . New York: Continuum Publishing, 1994. 【12】 关于“物之力” “能之力” “智之力”的讨论,请见:贺福初.如何解放创造力? ., 国防参考, 2016(14). 【13】 关于如何对待人工智能,请见:1). 李德毅.对人工智能要有点敬畏之心 . 环球时报, 2016-5-20;尼尔斯尼尔森. 理解信念 .王飞跃,赵学亮 译北京:机械工业出版社,2017. 【14】 有些中文的文章称李郁荣是布什的学生,此系误传,但布什确实将李郁荣推荐给维纳做博士生,见张奠宙和李旭辉所作之《维纳和李郁荣》以及李迪所著之《数学史研究文集》第四辑(内蒙古大学出版社)。 【15】 Therrien C W..The Lee-Wiener Legacy-A History of the Statistical Theory of Communication .IEEE Signal Processing Magazine.2002-11,33-44. 【16】 有文章介绍Amar G. Bose是维纳的博士生,系误传。李郁荣是Bose唯一的博士导师。见“王飞跃,一只耳机背后的故事:维纳、李郁荣和Bose师生三代的传奇。” 【17】 图自《控制论的革命者》,更多评论见王洪喆所作之《阿连德的大数据乌托邦》(《读书》 2017年3期)。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
个人分类: 书海拾贝|21692 次阅读|12 个评论
两个Android静态分析工具被Mobile Security Wiki收录
qizhwei 2017-3-14 13:34
我们开发的工具Appaudit和PATdroid 被Mobile Security Wiki收录,作为Android动态分析的重要工具,也是来自于论文 SP'15 的研究成果, 详见 https://mobilesecuritywiki.com/。 最近主要侧重于Android Devops的自动化开发测试, 详见 https://appetizer.io/cn/。 基于程序分析的手段,提高Android开发测试与运维效率和水平,将研究成果转化到软件实践中,是目前的尝试,欢迎交流。
个人分类: 杂感随谈|2197 次阅读|0 个评论
控制如何不死?整定PID
热度 3 zhuyucai1 2017-3-11 19:57
实践证明,在流程工业应用自动化技术,除了提高生产的安全性和稳定性、节省人力,还可以节能减排1% - 10%,提高产品收益1% - 10%. 十多年来我访问了中国几十家石化厂、化工厂和发电厂。根据我个人调查的结果,当前中国流程工业自动化的基本状况是,绝大部分生产装置已使用DCS(分布式控制)系统,并且传感器和执行机构可用于自动控制,但70%的可自动控制回路是手动控制,DCS系统只是起到人机界面的作用。在30%的自动控制PID回路中,还有60%以上的回路控制品质低,参数有待优化。总体上,中国流程工业80% - 90%的控制回路需要投入自动或优化参数,改进的空间巨大。就是说中国流程工业的真实自动化只实现15%左右。请注意DCS化并不意味着自动化,   真实自动化   是所有具备条件的回路都投入自控并正常运行。这是中国流程工业运行水平低,经济效益低的一个重要原因。在产能过剩、环保压力增加的经济形势下,中国的流程工业,特别是私企,开始重视 真实自动化 。最近,我团队开始为一家私营化工企业整定PID回路。开工大吉,第一天我们就整定并改进了多个PID回路的控制品质。下图是三个回路被控变量在整定前(左边)和整定后(右边)的波动情况。 整定PID是一件非常令人有成就感的工作,整得好,成果马上显现。
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漫谈化学结构的文本表示法 SMILES, CAL脚本以及用CAL生成SMILES
dingsir 2017-3-4 20:27
我有一个自建的化学数据库,用于收集一些锂电物质的资料,比如熔点、沸点、介电常数、闪点、缩写以及分子结构等信息.我经常在阅读专利时看到一些有意思的化合物或添加剂,就把它们的信息收集整理整理放到这个数据库中,时间长了居然也有几百种物质了。这个数据库是用ChemFinder(简称CF)构建的,作为ChemOffice中一员,CF与另两个成员ChemDraw和Chem3D相比,它太不出名了,网上能找到的资料极少,想发掘一下它的功能也是困难重重.找人求助都不知道哪里去. 化学结构用字符串来表示的方法:SMILES 从平时的使用中,我发现化学结构式需要用专业软件来描绘具有相当的局限性, 能不能将结构转化为文本来使用呢? 我偶尔发现,这种解决方法确实是有的,前人已经想过这个问题了,有几种解决方案,其中比较容易理解的一种表示方式就是SMILES. 引用百度百科上的一段描述如下 SMILES(Simplified molecular input line entry specification),简化分子线性输入规范,是一种 用ASCII字符串明确描述分子结构的规范 。SMILES由Arthur Weininger和David Weininger于20世纪80年代晚期开发,并由其他人,尤其是日光化学信息系统有限公司(Daylight Chemical Information Systems Inc.),修改和扩展。由于SMILES用一串字符来描述一个三维化学结构,它必然要将化学结构转化成一个生成树,此系统采用纵向优先遍历树算法。转化时,先要去掉氢,还要把环打开。表示时,被拆掉的键端的原子要用数字标记,支链写在小括号里。 SMILES字符串可以被大多数分子编辑软件导入并转换成二维图形或分子的三维模型。转换成二维图形可以使用Helson的“结构图生成算法”(Structure Diagram Generation algorithms)。 先讲一下怎么生成和转化SMILES,以ChemDraw为例 : 在ChemDraw里面,先绘制一个分子,然后选中,点击点击 Edit-Copy As-SMILES就可以将结构式转化为字串并复制到剪贴板上. 需要的时候,在ChemDraw的右键菜单中依次点击 Paste Special -- SMILES就可以将剪贴板上的SMILES字串转化为结构式粘贴到ChemDraw中. 如果普通的粘贴,则得到SMILES字串而不出转换后的结构式. 有了SMILES,最大的好处是,我们可以将化学结构存储到一个普通的文本文件或文本型字段中,如TXT文件,CSV文件或EXCEL的某个单元格中,这样以后再利用时,粘贴到化学软件中就可以转化为可视化的结构式.这种中介形式对文献数据库来说挺有用的--以前我在自用的NoteExpress文献数据库中就专门设计了一个文本型的字段来存储SMILES,要用这个结构时,只需要把SMILES复制出来放到化学软件中,它就恢复原形了. 另外,如果你需要传递一个化学结构式给另一人,手头正好没有化学绘图软件的话,只要会转化SMILES,把它转换成SMILES字串用QQ/微信甚至短信都可以传给对方. 也有一些化学网站支持用SMILES搜索,如www.chemexper.com就可以输入SMILES搜索化学物质. 先举个简单的例子来理解一下,将分子结构转化为SMILES. 乙烷→ CC 丙烷→ CCC 乙烯→C=C 乙炔→C#C 乙腈→ CC#N 醋酸→CC(=O)O 乙酸乙酯→CC(=O)OCC 看出来了没有,有这么几个特点 1)省略了氢,单键不必表示相邻即可,双键用=,叁键用#表示 2)以一条链的思路来分解, 侧链放在小括号内,紧跟在相连的原子后. 那么带环的怎么弄呢? 拆开时在拆开的地方做上数字标记就好了. 环已烷 → C1CCCCC1 两个标记为1的原子(即两个C1)是连在一起的.这样就可以把环还原出来了. 两个数字1,第1个用于标识起点的原子,第2个用于标识绕回来的最后一个原子. 如果是甲基环已烷呢? 可以有两种不同的解法,方法1从甲基开始经过环的一侧回绕到成环的碳上,可以得到这样的SMILES: CC1CCCCC1 方法2是从将甲基视为侧链,从甲基伸出的那个碳开始分解,可以得到 C1(C)CCCCC1 这两种都是可以正常识别的. 支链解析串记得紧跟在分支的原子后面,用小括号括起来.同样的,你可以选择其它的碳原子作为起点来解析,得到的SMILES不一样,但都是有效的.但是,不管怎么解析,写出来的各类非氢原子数都是一样多的. 现在来一个相当复杂的结构,即LIBOB的SMILES. 先补充说两个规则 1)离子的表示,在原子后面放上正负数字,用中括号括起来. 2)由于正负离子之间没有共价键,用点号分隔开 对LIBOB, 我设计的分解方法见下图, 第一条链的描述视为主链,不加括号,按红色箭头指引的路线解析. 从草酸根的羰基氧开始编号, 碰到的第1个碳有两个非氢原子连接,要拆开,标记为1 ,后面碰到的B又有多个非氢原子连接, 标记为2.所得到的描述是OC1O 2OC1=O。 由于硼原子上还有一个环,视为支链,按蓝色箭头解析为OC(=O)C(=O)O2,把它放在括号内,要插到硼原子后面 于是得到OC1O 2 (OC(=O)C(=O)O2) OC1=O. 现在复制这个字符串,再到ChemDraw中Paste Special -- SMILES就看到结果了. 不过,如果你再选择这个结构,Copy As -SMILES 再粘贴文本,可以看到软件生成的并不是这样的,呵呵,它走的路径不同而已. 再举一个例子,以超电容里面的一种新型电解质SBP为例子吧,它是一种螺环季铵盐,结构与解析结果如下: 稍有不同的是,这次解析N原子在第1条链上同时编了1和2号, 第1条链中与C1相接编上了1,但右边环视为侧链时,最后一个原子连接到N上,N原子必须标为2才行.所以N与最后那个C都编号为2. 具体的你可以玩味一下.必须保证闭合环的首尾原子的标记数字相同. (此外,如果支链返回到成环的节点时不是单键而是双键或叁键,应该写成C=1或C#1这样的形式以表示通过双键或叁键接回来的) 有兴趣更进一步阅读的,可以看看SMILES的规范,我这里翻译了一个维基百科的介绍页,补充了不少内容,见附件. 维基百科的SMILES词条.docx 如果要非常详细的规范,这里有权威的解释. Daylight Chemical 的 SMILES的规范 ChemFinder的CAL脚本语法 SMILES这么有用,但是ChemFinder始终没有提供一个自动生成SMILES的控件,它提供的计算功能有分子量,分子式,但是没有SMILES, 如果要存储SMILES,就得自己手动将结构式在ChemDraw里复制为SMILES再粘贴到CF窗体的对应字段中来.每次都这样操作是比较繁琐的,这样重复性的工作最好是让软件自动来做.但没有找到自动化的方法之前,要么不存储,要么手工来解决,两种选择都不理想. 我以前也尝试过用PYTHON来解析结构生成SMILES(ChemOffice提供了ChemScript脚本,基于Python语言),但由于ChemScript模块一直不正常,这个方向就NG了. 这几天在研究CF的窗体功能时,发现它提供了少数几个事件的外挂脚本处理的功能,支持运行两种脚本,即CAL脚本和PYTHON脚本. 我就在想,CAL 或许还可以试试. 我知道CAL脚本在界面的Scripts菜单下面也有两个例子, 和一些帮助提示.但比较简单,不知道怎么用.上网搜索一遍也没有什么收获(可见CF多么冷门).最后想想只有查CF自己的帮助了.果然有不少内容讲解CAL语法,虽然是英文的,只要有耐心也不算太困难,慢慢看吧. CAL就是ChemFinder Automation Language的缩写,也就是CF自动化语言的意思.看得出来这玩意是专门给CF自己用的.这个语法与其它脚本语言相比不大一样,而且功能弱了太多.最可气的是,帮助文件中很多代码的换行/空格都没有,甚至有时代码复制出来修正错误以后都还不能运行,这可是我见过做得最粗糙的帮助!(就CAL语言这一部分做得非常差,其它部分还可以). 连蒙带猜,结合极为有限的几个例子,我还是明白了一点点. CAL脚本有两种保存方式,一种存为独立的CFS文件,另一种保存是窗体中.搜索一下软件自带的browse.cfs或zoom.cfs文件,将你的脚本保存到相同的路径下就会被CF自动加载,显示在Scripts菜单下面,点击相应的菜单即可以运行。 先说下努力的结果: 在CF数据库的界面上,点击设计模式,进入设计状态,在窗体的空白处点右键,选择Properties, 进入Form标签,如图,勾选Commit Changes, 再点击Edit... 跳出来脚本编辑窗体,在左边点选CAL,右边框内输入代码,最终结果如图: 对上述脚本的作用讲解一下: 这点脚本是写在Commit Changes事件处理代码中(也就是保存修改的数据时发生的事件),在保存数据时被调用, 会自动更新UpdateTime字段,并且将当前结构的SMILES保存到名叫SMILES的字段中,省去了自己从ChemDraw中复制再到CF中粘贴的烦恼. CAL脚本里面,首字符是*开头的行为注释行 * CAL script 'OnCommit' * Created Saturday, March 04, 2017, 02:37 PM *以下的$DATE, \\$HAS_MOL为CF的环境变量,由CF自已更新. *PutData命令将\\$DATE代表的日期(今天) 存储到UpdateTime字段, 记下修订数据的时间 PutData UpdateTime \\$DATE *Generate SMILES for Structure * 如果$has_mol 变量 为 1(表示当前记录中有结构式).注意变量,等号, 1之间要有空格分开,不能写在一起 IF \\$has_mol = 1 *选择对象框, Structure是结构存放的控件的名字 Select Structure *将结构转化为SMILES, 存储到变量2. 这种变量表示法真是古怪. *CF提供了9个变量,要使用变量用\\$V1,\\$V2,$V9等来表示.这些变量似乎是没有类型的通用变量. *TO_SMILES是CF提供的内部命令,将当前结构转化为SMILES字串 To_smiles 2 *将变量2(用$V2来引用)的内容存储到SMILES字段.注意这个SMILES是我设计的文本框的名字,也是数据库的字段名. putData SMILES $V2 *判断结束,注意END 与IF之间没有空格分开,是连在一起的. endif 根据我粗浅的理解, CAL的基本框架是: 1.提供了一批内置的命令 如菜单命令 File Save, File Close, Query Find; 需要帮助你可以直接在脚本行中运行help就可以调出来. 对于命令不一定要写出全文,只要足够字符不会导致歧义就行.如Record next record, 输入rec n 就够用了. 但可用的有哪些菜单命令,CF的帮助没有提供清晰的列表. 如变量处理命令 GetData, PutData, SetVal, AppendVal, ReadVal, WriteVal 等; 判断与控制语句 如 IF, Else, Endif, Loop, Exit, Endloop,Goto; 交互的命令如Input, Msg, Password, DDE, EXEC, DOS, EXEC_BUTTON,Launch, output_str 等 数据库处理的命令如OpenDB,CreTable, DelTable,SelTable, CreField, DelField, Sort; 创建控件的命令如Text,Frame, Pict, Button, SubFm, ArrowBox,FrameDBox等 数据处理的命令,如From_smiles, to_smiles, clean 等. 比如,你打开了一个CF数据库,想新增加记录后,输入一个新的结构如乙二醇,又不想启动ChemDraw来画,你可以点击菜单栏的Scripts 再点击command line, 弹出脚本运行框,输入from_smiles OCCO,再点击一下Execute就可以看到, 结构式的框中自动出现了乙二醇的结构式. 如果你觉得结构框里面的结构式画得不漂亮,想利用ChemDraw的Clean up功能整理一下,在脚本运行的界面上输入clean再执行就可以做到了. 是不是很方便? 2.提供了一批内部环境变量,如\\$ID(当前的MOL_ID, 这个是CF数据库必备的字段), \\$RECNO(记录序号), \\$HAS_MOL(当前记录中是否有结构), \\$HAS_DATA(选中控件中是否有数据), \\$DATE(今天日期), \\$CLIPBOARD(剪贴板文本), $BOX_EXISTS(判断数据控件是否存在), 3)1和2配合着来处理自动化的需求. 相比于VBA,Python等,CAL只提供非常简单的语法和操作能力. 没有调试监控等功能. CAL引擎中的BUG也比较多,例如Password语句如果点取消则可以退出程序导致密码监控失效. 有时简单的语句也不能正常的运行等等. CAL脚本的应用示例 尽管是这样,如果用得好,CAL脚本还是能够帮你一点忙的.以下是我写的几个脚本,供喜欢的朋友参考.脚本保存的路径见上面交代的路径. *查找Chinese字段 *Msg 请输入中文名的片段 Input 1 Please Input Chinese name here if $v1 = exit append off search enter query putdata ChineseName $v1 search find search retrieve all ----------------------------- *将结构转化为SMILES IF $has_mol Select Structure To_smiles 2 putData SMILES $V2 endif ------------------------------- *搜索 含有 空白 二字的记录,因为有中文,保存的CFS文件要用ASCII编码保存,否则乱码. append off search enter query putdata ChineseName 空白 search find search retrieve all ---------------------------------------- *将数据库记录中的结构单独存为文件,以序号为文件名,保存目录为C:\\temp\\ loop setval 1 c:\\temp\\ appendval 1 $index appendval 1 .cdx writemol $v1 pause 10 record next endloop 是为记. 2017.8.29 更新标题和小修改. 2018-4-20 修改倒数第二个语句块 2018-7-7 提供三个CFS脚本. My CFS files.rar
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美国社会真相系列(5)
热度 10 jiangjiping 2016-12-9 08:15
美国社会真相系列(5) 五 美国的农业 蒋继平 2016年12月8日 美国的农业是中国人知道的最少的一个方面。这是因为大众媒体很少报道有关农业方面的新闻,而且美国的农民数量实在很少,他们只占人口总数不到2%的比例。 虽然美国的农民是绝对少数,但是几百万人的劳作,可以养活三亿多人,还有大量的农产品外销。这样的效率,靠的是高科技和机械化。 事实上,农业的称谓只是一种习惯的沿袭。现在的农业实际上已经是高度工业化运作。不用说大田作物,即使是规模较小的菜农,也已经采用高科技和机械化运作。 在我的职业生涯中,有幸到访过许多不同类型的农场,从规模很小的个体单一农户,到规模很大的综合农场,从大田作物,到果园和菜田,参观过几家大型农产品加工厂。 美国的农场规模相对于中国来说,要大得多。现在在美国,即使是单一的个体农户,拥有的土地至少在200亩以上。可以这么说,在当今美国,农场规模在500亩以下的农户单靠农业收入已经不能维持生计,必须要兼做临时工。因而,大多数规模在几百亩土地的个体农户都尽量放弃自己的土地,让大农场主兼并。农场规模在几百万亩的农场主是很常见的,有的农场主甚至拥有几千万亩的土地。 农业的运作是高科技控制的机械化。田间灌溉的主流是喷灌和滴灌,水肥由电脑的控制通过喷灌或者滴灌精准地供给作物。病虫害防止都是机械化喷药。田间管理人员都有自己的汽车。收割机和运输车都是配套的,播种机,栽插机,翻耕机,应有尽有,有的还有小型农用飞机。 我现在任职的公司属于一个专门生产蔬菜和水果的综合农业公司。我们的主要产品是蕃茄,青椒,西瓜,西葫芦,土豆,茄子和桔子。公司拥有几十万亩土地,分布在美国的十几个州,在墨西哥也有农场和加工厂。公司有自己的研发部门,育苗的大型现代化温室,和由电脑控制的大型现代化农产品处理加工厂,以及一支规模很大的运输车队。研发部门有四位博士从事新产品的开发和应用。大型育苗温室一次可以培育一千万株以上的幼苗。田间的灌溉全部是地下滴灌。这种滴灌都是电脑控制的水肥混合模式。田间的操作大多数是机械化,从翻耕,栽苗,喷药到采收都是机械化作业。农产品处理加工更是先进的工业化模式,从产品的清洗, 精选,分类,装箱,到最后的精细包装,都是工业化一条龙流水线运作,采用的是电脑指挥的红外线分拣系统。这些加工厂分布在美国的二十几个州。公司拥有两架农用飞机。这种飞机有两个用途,一是用来喷药,二是用于短途载人飞行。公司一共有大约一千名雇员。 总的来说,我们公司的情况可以看作美国农业的一个缩影。
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论文评审过程的自动化对学术出版的影响
热度 3 Enago 2016-11-23 09:49
由机器替代人劳动的自动化生产模式是整个社会发展的趋势,它已经渗透到了我们生活的各个方面。但是机器不同于人,只能完成一些高重复性、低“智能”的任务。但是,像科学研究这种智力游戏,在现阶段或者今后相当长的一段时间,还都不是自动化生产可以替代的。 但在学术出版方面,自动化“生产”学术文章的尝试有抬头迹象。过去的几年里,很多由计算机自动生成的 “ 虚假论文 ” 被提交并最终顺利发表。 2005 年美国麻省理工学院( MIT )计算机科学与人工智能实验室的 3 个研究生编写了一个软件程序 SCIgen ,能够自动生成无意义的英文计算机科学研究论文。规范的文章格式跟满眼的专业词汇还是让人觉得挺像那么回事的,但是只要仔细琢磨文章就会发现,这些文字就是一堆废话。但问题是这些文章却顺利地被录用发表了。这件事情也在学术界引起了轩然大波。 不光是自动化的论文,现在由计算机自动生成的假的同行评审也已经出现。意大利科学家已经开发出了能够自动生成同行评审报告的软件。严格的同行评审是学术论文发表过程中非常重要的一个环节,是学术出版质量控制的主要方法。如果这个过程都自动化了,那么将对学术出版有何影响呢?自动化在现代同行评审过程中应该发挥怎样的作用呢?自动化能否取代传统的人工评审过程呢? 相信绝大部分的研究人员都认同:评审过程如果依赖自动化则会破坏科学的完整性。作为产生假同行审查软件创造者之一的 EricMedvet 认为:这些自动化程序或软件,很容易被不诚实的学者或掠夺性的期刊滥用。但同时另一部分研究人员则认为自动化可以帮助解决同行评审中的一些问题。只要使用得当,自动化可以在算法和数据,以及文本挖掘等方面帮助减少人为错误。 传统的人工评审过程很大程度上依赖于人的劳动力。不少认真负责的审稿人审稿时对文章的文字部分也会进行细致的审查,而这个繁琐的过程占用了审稿人大量宝贵的时间。此外,传统的人工评审过程还不可避免地存在一些问题,例如同行竞争,利益冲突或偏见等因素造成的延迟审稿。事实上,审稿过程中的某些环节是可以交由程序来自动实施的。试想,如果审稿人在接受审稿的同时,也收到一份由程序自动产生的关于文章的引用完备性、文字拼写、语法错误的评估,以及是否存在类似文章而未被引用的报告。这样审稿人就只需要对文章的核心——学术价值部分进行审查,例如文章的创新性或者推导过程等等。这样就大大节省了审稿人的时间和精力,也有助于加速审稿进程。 现在的人工智能技术发展非常迅速。 AlphaGo 的出现让所有人都大吃一惊。谁也不能下断言,再过十年,计算机在语言解析方面会不会得到巨大的突破。随着数据挖掘技术的发展,利用大数据和人工智能技术对文章的创新性进行审查也是有可能的,说不定做得比人还好。因为审稿人可能只读过上千篇论文,但是程序却可以检索到几百万篇文章,并且提炼出文章的核心观点。 出版商们也在不断努力,例如预扫描软件和抄袭检测程序已经处于实用阶段。近日,开放存取出版商 BioMedCentral 已经启动一个试点项目,以找出是否有可能对同行评审过程的某些方面或环节实施自动化。例如使用文本挖掘,支持同行评审以同样的方式重复提交检查( Aries )或抄袭检测软件交叉检查( iThenticate )。不少期刊也都参与到了这个试点项目中来。投稿到这些期刊的论文除了正常的同行评审过程还将被发送到 StatReviewer 软件来自动检查文章的数据和完整性。 尽管像 StatReviewer 这样的程序不可能取代传统评审和编辑的作用,但他们可以使学术出版过程更加透明和高效。尽管同行评审饱受批评,但它仍是目前评价稿件质量最好的方法。同行评审的自动化进程也不可能取代传统的人工评审过程。但只要使用得当,它是可以帮助期刊编辑和评审人员更好地做出决策的。对于在审稿过程引入新的技术,科研人员应该持欢迎态度,要学会拥抱变化。但是这个过程也不适合盲目冒进,需要逐步引入。因为一旦出现大的纰漏,对学术界的影响将是非常恶劣的。 §博客内容皆由 英论阁 资深学术专家团队撰写提供§ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 您可能感兴趣的博文: 1. 《拜杜法案》对大学科研的影响 2. 都是评价惹的祸 3. “以刊评文”现象的剖析
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