可拓學：一門本土原創(chuàng)學科的創(chuàng)建與興起*

薛中營

(中國科學院 自然科學史研究所，北京 100190)

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可拓學：一門本土原創(chuàng)學科的創(chuàng)建與興起*

薛中營

(中國科學院 自然科學史研究所，北京 100190)

國內(nèi)學科史目前較多關(guān)注西方舶來的學科，較少關(guān)注中國本土原創(chuàng)學科.可拓學是一門難得的經(jīng)過30年發(fā)展的本土原創(chuàng)學科，梳理其發(fā)展歷程對了解我國本土原創(chuàng)學科的建制化過程具有重要意義.文章根據(jù)學科發(fā)展的一般規(guī)律將其發(fā)展歷程劃分為三個時期，即源頭創(chuàng)新期、創(chuàng)新密集期、完善與擴散期，并研究了其理論研究、應(yīng)用實踐和制度建設(shè)等方面的發(fā)展脈絡(luò).

蔡文；可拓學；物元分析；發(fā)展歷程；學科史；建制化

可拓學*早期稱“物元分析”,1995年改稱“可拓學”.是用形式化的模型研究事物拓展的可能性和開拓創(chuàng)新的規(guī)律與方法，并用于解決矛盾問題的學科，是數(shù)學、哲學和工程學交叉而成的新學科.其研究對象是客觀世界的矛盾問題，即指人們要達到目標在現(xiàn)有的條件下無法實現(xiàn)的問題.[1]可拓學關(guān)注解決“曹沖稱象”這類矛盾問題有無規(guī)律可循，能否轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹僮鞯哪Ｐ突?、程序化的思考過程.可拓學的目標是借助這種規(guī)律與計算機結(jié)合，提高機器的智能水平和解決矛盾問題的能力，在現(xiàn)實生活和經(jīng)濟應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)造價值.

筆者根據(jù)學科發(fā)展的一般規(guī)律[2]將其發(fā)展歷程劃分為三個時期，即源頭創(chuàng)新期、創(chuàng)新密集期、完善與擴散期.1)源頭創(chuàng)新期間，總是有來自于經(jīng)驗的新現(xiàn)象或來自于舊理論的缺陷引起學者的關(guān)注，面對這一問題一般有不同學者給出不同的解釋進行理論、方法和技術(shù)競爭，而由某一兩位學者英雄最先完成經(jīng)典著作創(chuàng)立新學科.2)創(chuàng)新密集期間，經(jīng)典著作由于新穎性，能解決新問題或具有指導意義，吸引更多追隨者加入這項研究，繼而建立起學會、期刊、研究機構(gòu)完成初步的建制化，逐漸取得學科內(nèi)部的同行承認，并確立了學科的基本問題和主導理論.3)完善與擴散期間，主要修葺主導理論并加強理論應(yīng)用研究，學科理論橫向和縱深發(fā)展更加細化和系統(tǒng).這一時期學者關(guān)注理論如何傳播出去，如何在實踐中創(chuàng)造價值，如何使新學科得到相鄰學科的學者和社會的承認.當學科內(nèi)涵不斷創(chuàng)新、積累，有可能會有新現(xiàn)象無法用學科主導理論解釋，對舊的學科主導理論形成挑戰(zhàn)，進而會進入新的發(fā)展周期.

1 源頭創(chuàng)新期(1976-1983年)

蔡文在1964年從中山大學數(shù)學系畢業(yè)后，被分配到廣東工學院(現(xiàn)為廣東工業(yè)大學)做一名數(shù)學老師.后來被派到農(nóng)村搞“四清”和 “文化大革命”，在農(nóng)村度過了十年.生活中的許多小事，引起了具有數(shù)學背景的蔡文的注意.例如，“當他設(shè)計一個小工廠的平面配置時，一處長80厘米的地方要放長30厘米的電機和60厘米的變速箱.正當他發(fā)愁時，廠長點撥說：‘把兩件東西疊起來放不就行了’.”[3]“有一次，蔡文看到幾個工人把一個豎立起來比房門高出一截的配電盤放倒后，就輕而易舉地搬進了電工房.”[4]582蔡文經(jīng)過深思，懵懂地覺得經(jīng)典數(shù)學有時難以直接解決現(xiàn)實中“條件”和“目標”相矛盾的問題，總是需要經(jīng)過某種轉(zhuǎn)換，典型的例子就是“曹沖稱象”.這些轉(zhuǎn)換是否有規(guī)律，可否用數(shù)學的程式來表達，是后來蔡文研究經(jīng)典數(shù)學不足并創(chuàng)立可拓學的出發(fā)點.

1976年，蔡文*蔡文,研究員,國家級有突出貢獻專家,新學科可拓學的創(chuàng)立者,中國人工智能學會可拓工程專業(yè)委員會主任.選擇了可拓性研究——如何使人和計算機按程序去處理問題，作為自己的研究方向.1976—1983年，蔡文在校研讀經(jīng)典數(shù)學，發(fā)現(xiàn)經(jīng)典數(shù)學只研究解決現(xiàn)實世界中互不矛盾的相容問題，卻很少研究或回避那些相互矛盾的問題.經(jīng)典數(shù)學之所以不能解決“不相容”問題，在于它只研究事物的數(shù)量關(guān)系，忽視了事物還有特征與質(zhì)量兩個基本要素.[4]583

幾經(jīng)波折，經(jīng)過汪培莊*汪培莊,中國模糊數(shù)學與模糊系統(tǒng)學領(lǐng)域著名教授.、任平*任平,后為暨南大學數(shù)學系教授.等數(shù)學同行的幫助，蔡文的論文——《可拓集合和不相容問題》于1983年發(fā)表在《科學探索學報》上.該文的發(fā)表立即在國內(nèi)外學術(shù)界激起了強烈反響，宣告新學科的誕生.美國諾貝爾獎獎金得主西蒙教授、中國模糊學會副理事長汪培莊教授和吳從炘*吳從炘,教授,我國著名泛函分析專家,主要從事泛函分析和模糊數(shù)學研究.教授等均對該文新穎的研究工作給予了好評.這篇論文提出了“可拓集合”的概念，使對集合的研究從康托集合和模糊集合的靜態(tài)分類，發(fā)展為從變化的角度研究變換下事物的分類和分類的變化，從而使可拓集成為人類解決矛盾問題的集合論基礎(chǔ).該文還提出了探討事物的可拓性，以及解決矛盾問題的研究方向[5]，具有指導意義.

2 創(chuàng)新密集期(1983-2003年)

論文發(fā)表以后，關(guān)于物元分析如何發(fā)展，蔡文曾經(jīng)與武漢建材學院(現(xiàn)武漢工業(yè)大學)的張南倫*張南倫，現(xiàn)為武漢工業(yè)大學教授.有過一次關(guān)于學科發(fā)展動力的討論,結(jié)論是：一門學科發(fā)展的動力，在于學科能否為社會實際所應(yīng)用.[6]107蔡文等可拓學者在這一時期的前期側(cè)重于物元分析的應(yīng)用實踐，希望通過應(yīng)用實踐的成功推動更多人加入物元分析的研究.

應(yīng)用實踐方面.蔡文等可拓學者不僅在1985年舉辦講習班，把物元分析變換方法應(yīng)用于新產(chǎn)品構(gòu)思和價格工程上[4]584，還從1986年起將物元分析方法應(yīng)用到政府的規(guī)劃研究上.蔡文等人利用物元分析的可拓決策方法做出廣東省1990年[7]和2000年環(huán)境保護投資的預測研究[8]34，承擔了“廣東省社會經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略重點和突破手段”這一課題，參與了“廣東省科技發(fā)展戰(zhàn)略”和“振興廣東科技若干建議”的研究，開展了大中企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略研究[4]581—582.后來，蔡文等人還承擔了《轉(zhuǎn)換橋與海南經(jīng)濟》、《轉(zhuǎn)換橋與廣東經(jīng)濟》等課題.[9]1989至1990年，蔡文把“決策系統(tǒng)中的處理矛盾沖突問題的規(guī)律研究”的理論成果用于分析廣州經(jīng)濟，制定了廣州發(fā)展高技術(shù)的決策方案——“發(fā)展高科技，帶動廣州經(jīng)濟”.[8]34

蔡文等人不僅利用物元分析方法解決了實際問題，獲得了政府的信任，提高了物元分析的影響力，還通過加強研究組織建設(shè)、人才培養(yǎng)機制和學術(shù)交流傳播機制等，規(guī)范了可拓學的研究.

研究組織建設(shè)方面.1984年，蔡文組建了全國性的研究組織——廣東物元分析研究中心.1986年，蔡文由于利用物元分析的方法，為國家重點工程項目解決了關(guān)鍵性的問題，被國家科委批準為“國家級有突出貢獻的專家”.[10]時任省長葉選平得知蔡文的研究成果，希望蔡文專職搞研究.于是廣東工學院讓蔡文脫離教學崗位專職研究可拓學，并于9月份成立了世界上第一個專職從事物元分析研究的機構(gòu)——廣東工學院物元分析研究室(后為廣東工業(yè)大學可拓學與創(chuàng)新方法研究所).在可拓學后來的發(fā)展中，研究所起著核心和基地的作用.1987年，物元分析學者創(chuàng)建了自己的學會——中國現(xiàn)代設(shè)計法研究會物元分析學會，2001年發(fā)展為全國性的二級學會——中國人工智能學會可拓工程專業(yè)委員會，形成了學術(shù)共同體.

人才培養(yǎng)和學術(shù)交流傳播機制方面.1984年，受省科協(xié)資助4000元，創(chuàng)辦宣傳陣地——《智囊與物元分析》雜志，面向全國發(fā)行，成為專家學者重要的學術(shù)陣地和展示其成果的舞臺.1985年7月，在廣州召開了第一屆全國可拓學年會，截至2011年共舉辦了13屆可拓學年會，成為可拓學者重要的學術(shù)交流平臺.1993年起，廣東工業(yè)大學可拓學與創(chuàng)新方法研究所打破了四合院式的研究體制，開始面向全國招收可拓學研究學者.截至2012年4月開展了19期，共培養(yǎng)可拓學研究學者61位.蔡文在招收十多期研究學者之后，1996年開始招收第一屆可拓學碩士研究生，并開始合作培養(yǎng)博士生.這一時期，可拓學者還通過培訓班、講座、學術(shù)討論會、期刊、報紙等多種形式，向國內(nèi)外學者傳播理論，日本、中國香港和臺灣地區(qū)最早有學者接受學習可拓學.

由于可拓學應(yīng)用實踐方面取得的成就，加之1985年汪培莊等14名專家對《可拓集合和不相容問題》寫出書面鑒定，肯定了這項研究工作.其中不少專家認為，該文提出了一門新學科.[8]33這些有利因素均促使可拓學獲得國家自然科學基金委員會的資助.從1988年開始，國家自然科學基金委員會用6個課題支持廣東工業(yè)大學可拓工程研究所進行物元分析這項原創(chuàng)性研究.這些國家自然科學基金在資金上提供了保障，加速了物元分析的原創(chuàng)性研究以及和與決策、營銷、策劃、資源管理等領(lǐng)域的結(jié)合，開拓了可拓決策、可拓營銷、可拓策劃等新的研究領(lǐng)域[11]，在完善可拓學理論發(fā)展方面無疑是非常重要的.據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2013年，國家自然科學基金有關(guān)的可拓學項目多達64項，支持多領(lǐng)域?qū)W者開展應(yīng)用性研究，取得多項創(chuàng)新性成果.

應(yīng)用實踐能完善理論，但畢竟不能替代理論創(chuàng)新，一個學科的發(fā)展終究要靠理論的系統(tǒng)科學.在進行一系列的應(yīng)用實踐后，可拓學者開始總結(jié)前期理論和應(yīng)用實踐的經(jīng)驗，尤其在1988年受到了國家自然科學基金的資助的情況下，之后將工作的側(cè)重點開始逐步轉(zhuǎn)向了理論研究.

理論研究方面.在1987年出版了蔡文的《物元分析》，該書是可拓學領(lǐng)域的第一本專著，主要是對十年來理論的發(fā)展進行歸納，標志著物元分析的理論框架初步形成.[4]581后來又陸續(xù)出版了《可拓工程方法》(1990)、《可拓營銷》(1990)、《物元模型及其應(yīng)用》(1994)、《從物元分析到可拓學》(1995)、《物元動態(tài)系統(tǒng)分析》(1996)、中文簡體字版《可拓工程方法》(1997)和中文簡體版《可拓營銷》(2000)、《可拓策劃》(2002)、《可拓邏輯初步》(2003)等一系列重要專著.

《物元模型及其應(yīng)用》建立了學科的理論支柱“物元理論”和“可拓集合論”，“物元理論”后來發(fā)展為“基元理論”.《可拓邏輯初步》是可拓邏輯的第一部專著，標志著可拓邏輯的體系和框架已經(jīng)初步建立起來了.至此，可拓學的主導理論“可拓論”的三大理論支柱“基元理論”、“可拓集合論”和“可拓邏輯”均建立起來了，標志著可拓學的主導理論也得以確立，建立起了初步的學科體系.隨著可拓學的研究組織、學會、期刊等的建立，可拓學初步完成了建制化，并且受到了學科內(nèi)同行的認可，學科發(fā)展開始由創(chuàng)新密集期向完善與擴散期轉(zhuǎn)變.

3 完善與擴散期 (2003-)

可拓學者在這一時期一方面陸續(xù)出版著作對學科理論進行完善，豐富其學科內(nèi)涵，使其更加精致化；另一方面通過研制可拓軟件，試圖在提高人工智能方面實現(xiàn)突破，實現(xiàn)可拓學的應(yīng)用價值.可拓學者還努力培養(yǎng)海外可拓學者，努力使可拓學走向國際化.

理論研究方面.這一時期的理論研究涌現(xiàn)了一批新的應(yīng)用理論研究成果，《可拓策略生成系統(tǒng)》(2006)、《可拓工程》(2007)、《可拓集與可拓數(shù)據(jù)挖掘》(2008)、《可拓設(shè)計》(2010)、《可拓數(shù)據(jù)挖掘方法及其計算機實現(xiàn)》(2010)等專著相繼出版，使可拓學不斷向縱深發(fā)展.這些專著均是國家自然科學基金委員會的項目支持成果，開拓了一系列新的交叉研究領(lǐng)域.其中，“可拓論及其應(yīng)用研究”項目在2004年得到了以吳文俊和李幼平為首的鑒定委員會的鑒定，認為可拓學是一門“原創(chuàng)性學科”.[12]截至2013年，可拓學者已陸續(xù)出版了20本專著，可拓學的理論體系日臻完善.

人才培養(yǎng)和學術(shù)交流傳播機制方面.可拓學者在這一時期加強了對海外傳播的力度.不僅先后出版了《Extension Engineering Methods》(2003)、《Extenics in Higher Dimensions》(2012)、《Extenics:Theory,Method and Application》(2013)和《Extenics and Innovation Methods》(2013)共4本英文專著，還從2012年起開展了四期“可拓學國際研究學者”學術(shù)活動.自2005年以來參與可拓學研究的海外學者有所增多，美國學者弗勞蘭丁(Florentin Smarandache)在2006年把可拓學介紹到美國，并專注于理論研究.而印度、日本和羅馬尼亞等學者更關(guān)注于可拓學的實際應(yīng)用，將可拓學的方法應(yīng)用到了計算機分布系統(tǒng)、智能遠程教學系統(tǒng)、機器人等上.[13]

研究組織建設(shè)方面.可拓學的研究也受到了科學界的重視，2005香山科學會議召開了可拓學的專題討論會，認同可拓學是一門新興學科.根據(jù)香山會議指示，次年可拓學者成立可拓學學術(shù)委員會和“中國人工智能學會可拓工程專業(yè)委員會青年部”，研究組織建設(shè)制度化邁進了重要一步.

應(yīng)用實踐方面.2005年以來，可拓學者們開始有意識地把研究的重點從基礎(chǔ)理論研究轉(zhuǎn)向應(yīng)用研究.自2005年召開第一次可拓軟件研制討論會以來，后于2008年首次開設(shè)了可拓軟件演示與研討專題，后來每兩年召開一次軟件研制討論會.目前，據(jù)不完全統(tǒng)計在可拓軟件研討會演示的軟件至少有11種，已獲得的軟件著作權(quán)至少有10種，至少有8種軟件獲得或受理專利.[14]但目前的軟件研制仍處于試驗階段，離實際應(yīng)用還有一段距離.從蔡文在2010年和2011年先后受貝爾和IBM的邀請做可拓學與產(chǎn)品構(gòu)思、計算機領(lǐng)域應(yīng)用的講座來看，可拓學在計算機領(lǐng)域的應(yīng)用價值正日益得到關(guān)注.

2013年8月16至18日，首屆可拓學與創(chuàng)新國際研討會暨可拓學創(chuàng)立30周年慶典在京召開.會議宣讀了“可拓學宣言”，決定成立“國際可拓學與創(chuàng)新方法學會籌備委員會”，成立“國際可拓學學報籌辦委員會”，確定2015年召開“第2屆可拓學與創(chuàng)新方法國際大會”.這一系列舉措，必將對可拓學研究走向國際化起到積極的推動作用.

4 結(jié)語

蔡文等可拓學者早期面臨著研究資金窘迫的困難，1992年以前主要靠自籌[15]，但也受到政府和學校的部分資助.1992年起，學校每年撥給蔡文5000元?？?從1996年起，科研經(jīng)費增加，每年撥給4萬元.[3]早期，蔡文參加國際會議和創(chuàng)辦宣傳期刊均受到了政府的資助.后來，國家自然科學基金委員會的項目如雪中送炭般幫助可拓學研究渡過了難關(guān).可以看出，可拓學之所以得到較快發(fā)展，其一是因為可拓學者不僅在學術(shù)上努力鉆研，還竭力證實可拓學的應(yīng)用價值，并想盡辦法把可拓學推廣出去；其二是汪培莊等專家的同行評議和國家的資金支持.但是，目前可拓學也受制于現(xiàn)有的評價體系，例如沒有列入學科目錄和不能申報博士點是其發(fā)展的瓶頸.如何正確構(gòu)建和使用學科評價體系，如何甄別學科真?zhèn)尾⑦m時扶持本土原創(chuàng)學科，甚至如何制定適合本土原創(chuàng)學科發(fā)展的學科政策，是值得深思的問題.相對于其他本土原創(chuàng)學科，可拓學無疑是幸運的，在現(xiàn)有的原創(chuàng)學科生存環(huán)境中其發(fā)展策略和制度化過程也是值得借鑒的.

致 謝：我的導師劉益東研究員對本文給予了孜孜不倦的指導和啟發(fā)性的研究思路與建議，我的師兄黃磊博士給予了慷慨支持和幫助，特此感謝.

[1]蔡文,楊春燕,王光華.一門新的交叉學科——可拓學[J].中國科學基金,2004 (5):268.

[2]中國科學院,國家自然科學基金委員會.未來10年中國學科發(fā)展規(guī)律·總論[M].北京:科學出版社,2012：12-14.

[3]佚名.情傾科學 矢志開拓——記可拓學創(chuàng)立者、國家級有突出貢獻專家蔡文[N/OL].粵海同心,2001(12).http://web.gdut.edu.cn/～xcb/main/xiaobao70.htm#10.

[4]劉婉玲.揭開奇智者的秘密——記“物元分析”學說的創(chuàng)立者蔡文[C]∥ 王秀柔,周新宇.星光燦爛.北京:科學普及出版社,1990.

[5]蔡文.可拓論及其應(yīng)用[J].科學通報,1999,44(7).

[6]欣鋒,耀泉.蔡文和萌芽中的學科——“物元分析”簡介附錄“可拓之路”[J].錦州工學院學報,1986(1).

[7]蔡文.物元分析[M].廣州:廣東高等教育出版社,1987.

[8]姜玉聲,朱煥志.集合論思想的演變及在當代中國的發(fā)展[J].自然辯證法研究,1995,11(6).

[9]蔡國梁,張炳漢,廖靖宇,等.可拓學及其經(jīng)濟應(yīng)用[J].河南科學,1998,16(3).

[10]杜德文.談《物元分析》新學科[J].石油化工高等學校學報,1994,7(21).

[11]楊春燕.我國管理可拓工程研究進展[J].中國科學基金,2010 (1).

[12]蔡文,楊春燕.可拓學的應(yīng)用研究、普及與推廣(綜述)[J].數(shù)學的實踐與知識,2010,40(7).

[13]蔡文,楊春燕.可拓學的基礎(chǔ)理論與方法體系[J].科學通報,2013,58(13):1197.

[14]楊春燕,李興森.可拓創(chuàng)新方法及其應(yīng)用研究進展[J].工業(yè)工程,2012,15(1):135.

[15]志清,吳愛芳,聶寒非,等.只有歷史才能評價我這個小人物[N/OL].南方日報,2003-11-15.http://web.gdut.edu.cn/～extenics/312.htm.

[責任編輯 黃祖賓]

[責任校對 蘇 琴]

Extenics:the Creation and Rise of a Local Original Discipline

XUE Zhong-ying

(InstitutefortheHistoryofNaturalSciences,CAS,Beijing100190,China)

Disciplinary histories in domestic are currently more concerned about western exotic disciplines,but less concerned about China's local original disciplines.Extenics is a rare local original discipline after 30 years of development.Combing the development process of Extenics is significant to understand the process of the institutionalization of local original disciplines.Based on the general development law of disciplines,the development process of Extenics is divided into three stages:the innovation source period,the innovation-intensive period and the improvement and diffusion period.This article also studies the development context of original theory,application,institutionalization and other aspects.

Cai Wen; Extenics; Development process; Disciplinary history; Institutionalization

2016-01-10.

薛中營(1989-)，河南開封人，中國科學院自然科學史研究所在讀碩士生，研究方向:科學技術(shù)史、科技戰(zhàn)略、科學技術(shù)與社會.

N092

A

1673-8462(2016)03-0038-04