量子计算基本特征精选(九篇)

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第1篇：量子计算基本特征范文

【关键词】 计算机科学与技术 发展趋势

一、计算机技术发展迅速的原因

1、经常性、连续性、创造活动的出现。经常连续不断的创造性活动是推动计算机技术快速发展的动力之一。这种创造性活动在本质上是在对大量信息进行处理的现实需求的推动之下的计算机相关的科学理论的不断的更新和发展。现实的需求是计算机科学与技术创新的动力。计算机的兴起，很大程度上是由于第二次世界大战对信息处理的迫切需求。这使得大量的相关的资源和人力可以投入到计算机的研究和开发的过程中，促使了计算机的诞生。而计算机的民用化是由于研究所、政府部门以及大学的实验室对信息处理的需求不断的增强。尖端技术领域和工程设计领域对计算机的运算速度和储存容量有着更加高的需求。这一切都让经常连续性的创造活动不断的迸发。

2、计算机技术理论的发展促进了技术的进步。从事计算机技术相关研究的科学家在反复的实验中，获得了大量的设计灵感和理念，这些理论往往又会在计算机的产品中得到表现。理论上可行的技术还必须经过实践的检验。甚至有时候试错的过程也会带来意想不到的灵感，从而带来新的计算机设计理念。例如，铝硅触面在集成电路的实际应用中经常出现问题，在试错的过程中，铝硅氧化物被发现，这直接推动了超大规模型集成电路的发展。同时，新技术的不断发现又会推动更新技术的产生。例如，铝硅肖特基势垒就是在铝硅氧化物触面控制的基础上被攻破的。在试错的过程中，通过对经验的归纳总结，发现了大量的计算机技术，不断的进行着研究、开发、设计和演化。这个过程的不断的循环往复，催生了大量的新的计算机技术。

3、信息共享是计算机科学与技术发展的基础。在计算机科学与技术的领域内，信息共享是其进步的基础和关键。在信息共享的基础上，创新活动可以获得最新的技术与资料的支持，这样的技术起点比较高，可以避免浪费，缩短研究周期、提高研究质量。

二、计算机科学技术的具体发展趋势

1、近年来，美国人发明了一种通过空气的绝缘性来大幅度提高电脑运行速度的新技术。由纽约保利技术公司研究人员发明生产出一种电脑中使用的新型电路，这种电路的芯片之间是由一种“胶滞体包裹的导线”进行连接的，而组成这种“胶滞体”的物质中有90%的成分，空气，众所周知，空气恰恰是一种不导电的优良的绝缘体。经实践研究表明，计算机运行速度的快慢与晶体管或芯片之间信号的传递速度有直接关系，目前国际上普遍采用的“硅二氧化物导线”在信号传递的过程中一般都会吸收掉一部分信号，因此延长了传递信息的时间。而保利技术公司研究制造的这种“胶滞体导线”，在信息传输过程中几乎没有吸收任何信号，所以它能够更快的传递信息。除此之外，这种导线不但有利于大幅度降低电耗，节约材料成本，而且无需更改计算机芯片，可直接安装，最重要的是极大的提高了计算机运行速度。但美中不足的是，这种导线的散热效果较差，无法及时排出电路生成的热量。为此，保利公司迅速组织科研人员，针对这一缺陷进行创新改造，终于研究出一种“电脑芯片冷却”技术，即在计算机电路中置放许多装有液体的微型管道，用以吸收电路在工作中形成的热量。

2、超微技术领域的生物计算机。早在二十世纪八十年代，生物计算机就已经投入研制了，这种计算机最大的特点就是利用生物芯片，由生物工程技术中所产生的“蛋白质分子”组合构成。在这种生物芯片中，信息是以波的方式进行传递的，其运算速度快的惊人，几乎相当于普通计算机运算速度的十万倍，且具备强大的储存空间，而其能量消耗仅为普通计算机的十分之一，这种生物计算机的优势作用显而易见。由于蛋白质分子具有再生能力，因此，它可以通过自我组合而合成新的微型电路，这样就使得计算机具备了生物体的基本特征，因此被称为生物计算机。

三、以光为传输媒介的光学计算机

光学计算机是一种以光作为信息传输手段的计算机，这种计算机与传统计算机（电子）相比，具有诸多优势特点：光速度有目共睹，这是电子计算机永远无法比拟的，并且光速具有一定的频率和偏振特征，大大提高了光学计算机传输信息的能力；光的发射根本不需要任何导线，即使发生交会也不会造成干扰；光学计算机的智能水平也大大高于电子计算机。可见，光学计算机是人类不断追求的理想计算机。早在二十世纪九十年代，世界各国以及各个科研机构，就已经投入大量的人力、物力、财力用以研发“光脑技术”。除此之外，有些超高速计算机只能在低温状态下运行，而光学计算机不受温度的限制；光学计算机的存储量超大，抗干扰能力超强，不管在什么条件下都能正常运行；光脑具有与人脑相似的特性，就算系统中的某一元件出现损坏，也不影响运算结果。

1、含苞待放的量子计算机。计算机专家已经根据量子学理论知识，在量子计算机的研制方面取得了一定成果，如：美国科学家已经成功完成了4个“锂离子”量子的缠结状态，这一成果体现了人类在量子计算机研究领域上已经更上一层楼。

第2篇：量子计算基本特征范文

科学技术发展的总体目标（到2020年）：

・ 自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社会提供强有力的支撑。

・ 基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础。

科技工作的指导方针：

・ 自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来。

关键数字（到2020年）：

・ 全社会研究开发投入占GDP比重提高到 2.5%以上

・ 科技进步贡献率达到 60%以上

・ 对外技术依存度降低到 30%以下

・ 本国人发明专利年度授权量 进入世界前5位

・ 国际科学论文被引用数 进入世界前5位

关键数字：15

纲要涉及的时间段，从2006年到2020年

解读：科技部研究中心创业投资研究所所长 房汉廷

这个时间段是从“十一五”规划的开始到“十三五”规划的结束。其一，未来15年，人均GDP处于1000~3000美元区间，是社会各种矛盾的多发期、凸显期，同时也是机遇期。如果顺利通过这个时期，我国就能顺利成为中等发达国家；如果不顺利，就可能呈现出拉丁美洲国家的形态。其二，十六大报告中提到，到2020年实现人均GDP翻两番，实现小康社会。科学技术的发展，能为全面建设小康社会提供强有力的支撑。其三，中国有望在2020年实现和平崛起。我国传统的经济增长方式已经走到尽头，环境、资源等方面的压力，人民对幸福生活的追求，这些都要求我们转变经济增长方式。要解决未来的可持续性发展问题，中国的经济增长方式必须实现从要素驱动到技术/创新驱动的转变。

关键数字：2.5％

纲要提到，“到2020年，全社会研究开发投入占国内生产总值的比重提高到2．5％以上。”

解读：科技部研究中心创业投资研究所所长 房汉廷

研究开发投入是一个国家的战略投资，具有超前性。从国际上来看，按照统计规律，一个创新型国家的研究开发投入增长速度高于国民生产总值的增长速度。另外，当一个国家的全社会研究开发投入占国民生产总值的比重达到2%时，这个国家才具备基本的创新能力。2%是个临界点。芬兰的这个比重是3.5%，韩国是3%。低于2%，则这个国家基本处于老系统的维持状态，基本不具备创新能力。

在我国，这个比重目前是1.23%，有望在2006年实现一个跳跃式增长，然后进入稳定增长的状态。2020年时，中国的资源将更紧张，对创新的要求也会更高。如果预期目标实现，中国将在2020年年基本成为创新型国家。2.5%是一个并不难实现的目标。我们看到，南方的很多民营企业已经在主动地加大企业的研发投入。

关键数字：60％

纲要提到，到2020年，“力争科技进步贡献率达到60％以上”。

解读：科学技术部部长 徐冠华

我们现在要建设创新型国家，要自主创新，是由我们全面建设小康社会的目标所决定的。我们现在提出来到2020年要全面建设成小康社会，意味着从改革开放开始到2020年的40年里，中国的GDP平均增长率都要超过7%。经济增长率有两个很重要的决定性因素，一个是科技进步的贡献率，还有一个是投资率。我们现在如果要达到全面建设小康社会的目标，就意味着从现在起，如果保持目前的科技进步贡献率，也就是39%左右的水平，我们的投资率必须有大幅度的增加，至少要达到52%的高水平，而这几乎是完全不可能做到的。即使我们的投资率保持在目前40%的水平，都已经算是很高的了。那么，我们只有把科技进步贡献率从目前的40%左右提高到60%，才能够达到2020年的发展目标。

关键数字：30％

纲要提到，到2020年，“对外技术依存度降低到30％以下”。

解读：科学技术部高新技术和产业化司司长 廖小罕

科技竞争力排在我国前面的国家，他们的一个特点就是科技上的对外依存度都在30%以下，而我们国家目前的对外依存度是60%左右。

60%数字背后显现出的是我国科技自主创新的不足，这样的后果便是我国在经济上、国家安全上、国际贸易上都要受制于那些科技实力高于我们的国家。所以，我国首先要自主创新战略，力争在国际竞争中掌握自动权。自主创新也分为原始性创新、集成创新和引进消化吸收后创新三种不同的方式，而不是一定要完全从头开始研究。我们应该在全球范围内主动利用科技资源，形成国际化研发体系，提升国际科技合作的层次和规模。只有对外依存度数值降低，我们才可以掌握核心技术和产业链上重要环节的制控权，并最终落实到推动我国的经济发展和提高我国的国际竞争力上。

关键数字： 5

纲要指出，到2020年，本国人发明专利年度授权量进入世界前5位。

解读：

创新产出高是创新型国家的基本特征之一。世界公认的20个创新型国家拥有的发明专利总数占到全世界的99%。和一些具有较强创新能力的国家相比，中国虽然已具备一些基本条件，但离创新型国家还有一定距离。据了解，2005年国家知识产权局一共受理了17.3万项专利申请，其中本国人的申请达到53%左右。单就信息产业而言，本国人的专利授权量占总量的22%～30%。过去的三、四年是信息产业专利申请数猛增的一个阶段。

国务委员陈至立曾经在中国科协2005年学术年会上指出，我们要抓住信息技术更新换代和新材料技术迅猛发展的难得机遇，掌握装备制造业和信息产业核心技术的自主知识产权。充分表达了对自主知识产权的关注。

据业内人士分析，随着时间发展，达到本国人专利授权量世界第五的目标是很有希望的，情况理想的话还可能达到第三或第四。到2020年，我国将成为创新型国家，成为世界最重要的知识和技术产出国之一。

关键数字：5

纲要指出，到2020年，国际科学论文被引用数进入世界前5位

解读：中国科学技术信息研究所副所长 赵新力

目前，我国国际科技论文数量连续3年保持世界第5位，但论文的被引用数在世界排名刚刚从第18位上升到第14位。论文是展示科研成果的最快捷方式，也是国际上了解同行进展的主要渠道。“被引用数”则是最直接、最简洁地体现国际学术界认可程度的指标。

十五期间，我国在国际上能够被检索收录的论文总篇数（包括EI、SCI、STP、ISTP等）在整体上不断向前推移。目前在科技论文发展的道路上，主要的问题是受语言的限制。学术界应该共同创造更好的英文发展环境，培养国际上认可的精品期刊，在国内更多地举办国际性学术会议，提高科研人员用英文发表文章的能力和驱动力。

说这个目标没有挑战是不对的，但是按照目前我国科技人员的努力程度、国家对科学技术的支持程度和目前工作的加速度，我们对实现这个目标还是充满信心的。

信息产业作为国民经济的基础产业、先导产业和支柱产业，其在中国未来15年的科技发展中将扮演怎样的重要角色？透过纲要的总体部署中的关键数字，我们看到信息产业的重要作用和位置凸显出来：

重要性1：

11个重点领域中，信息产业及现代服务业为其中之一

重点领域的含义：是指在国民经济、社会发展和国防安全中重点发展、亟待科技提供支撑的产业和行业。

重要性2：

68项优先主题中有7项属于信息产业及现代服务业

优先主题含义：是指在重点领域中急需发展、任务明确、技术基础较好、近期能够突破的技术群。

确定优先主题的原则：一是有利于突破瓶颈制约，提高经济持续发展能力；二是有利于掌握关键技术和共性技术，提高产业的核心竞争力；三是有利于解决重大公益性科技问题，提高公共服务能力；四是有利于发展军民两用技术，提高国家安全保障能力。

信息产业及现代服务业领域的7个优先主题：

1. 现代服务业信息支撑技术及大型应用软件；

2. 下一代网络关键技术与服务；

3. 高效能可信计算机；

4. 传感器网络及智能信息处理；

5. 数字媒体内容平台；

6. 高清晰度大屏幕平板显示；

7. 面向核心应用的信息安全。

图1 信息产业在优先主题中的比重

重要性3：

16个重大专项中，4个与信息产业直接相关

重大专项含义：是为了实现国家目标，通过核心技术突破和资源集成，在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程，是我国科技发展的重中之重。

与信息产业直接相关的4个重大专项：

1. 核心电子器件；

2. 高端通用芯片及基础软件；

3. 极大规模集成电路制造技术及成套工艺；

4. 新一代宽带无线移动通信。

图2 信息产业在重大专项中的比重

重要性4：

27项前沿技术中，有3项属于信息技术

前沿技术的含义：是指高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术，是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础，是国家高技术创新能力的综合体现。

信息技术领域的前沿技术：

1． 智能感知技术

重点研究基于生物特征、以自然语言和动态图像的理解为基础的“以人为中心”的智能信息处理和控制技术，中文信息处理；研究生物特征识别、智能交通等相关领域的系统技术。

2． 自组织网络技术

重点研究自组织移动网、自组织计算网、自组织存储网、自组织传感器网等技术，低成本的实时信息处理系统、多传感信息融合技术、个性化人机交互界面技术，以及高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统；研究自组织智能系统和个人智能系统。

3． 虚拟现实技术

重点研究电子学、心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术，研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统。

图3 信息技术在前沿技术中的比重

重要性5：

4个重大科学研究计划中，其中之一与信息产业密切相关

重大科学研究计划的含义：根据世界科学发展趋势和我国重大战略需求，选择能引领未来发展，对科学和技术发展有很强带动作用，可促进我国持续创新能力迅速提高，同时具有优秀创新团队的研究方向，这些方向的突破，可显著提升我国的国际竞争力，大力促进可持续发展，实现重点跨越。

4个重大科学研究计划：其中的量子调控研究与信息产业密切相关

1． 蛋白质研究

2． 量子调控研究：以微电子为基础的信息技术将达到物理极限，对信息科技发展提出了严峻的挑战，人类必须寻求新出路，而以量子效应为基础的新的信息手段初露端倪，并正在成为发达国家激烈竞争的焦点。量子调控就是探索新的量子现象，发展量子信息学、关联电子学、量子通信、受限小量子体系及人工带隙系统，构建未来信息技术理论基础，具有明显的前瞻性，有可能在20～30年后对人类社会经济发展产生难以估量的影响。

3． 纳米研究

4． 发育与生殖研究

图4 信息产业在重大科学研究机会中的比重

网友评论

网友一：首先我要说，我本人也是干机械的，看了这个帖我快要流泪了，看着工厂中一个个外国名牌我心痛啊。每当我看到外国车时，我的心里是愧疚，对不起大家的感觉，因为我是搞制造的，可我知道咱们祖国连汽车外壳的曲面精加工都困难，更甭提发动机了。快点懂事吧，醒醒吧，别再沉迷于GDP又增长了，你看看咱们制造的产品的质量，心痛啊！

网友二：愿望是好的，实现目标靠的是人才和管理技术，的方式已经不现实了。

网友三：请创造一个以创新为荣、抄袭盗版为耻的文化，一个奖励创新、保护创新者权益的制度，一个公平透明的核查机制。

网友四：这是提高全民素质和综合国力的最佳手段！扩大基础设施投资拉动经济的时代已过去，要为15年后劳动力资源下降提前做准备。

网友五：好！不过要有税收政策的支持，要让创新的企业有钱赚。

网友六：切不可花拳秀腿哦，要以实际为主，现在的大学生工程师数量那么多，可真正能派上用场的却寥寥无几，先思考一下这个问题再说吧，中国人什么时候能打破靠关系成功，就有希望了。

网友七：观念很好，但应当出台好的政策避免高级人才的外流，科技创新需要更多的人才。

网友八：方向是不错，但怎么执行是问题，而且如何加强保密，保证成果不被他人窃取更成问题，国人的保密意识和措施一直都不怎么样。

网友九：良好的制度比大力倡导更起作用，现在内外资不公平的待遇是一个方面，我想肯定还有其它对国民创造力的限制，我们当前要做的是去掉那些不公平的制度，否则无论如何倡导也白搭！

网友十：目标诚可贵，实干价更高；若要得实现，两者须配合！

第3篇：量子计算基本特征范文

关键词：探究；探究要素；探究学习

在新课程施行之初，笔者对探究性学习充满了浓厚的兴趣。随着教学实践的深入，在探究性教学实践中出现了不少失误和偏差，当然也有一些成功的尝试。在此，笔者愿与高中物理教师分享教学中的一些思考。

一、探究的概念

1.探究的含义：科学探究本意指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式。高中新课程中科学探究指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。学生的科学探究式学习活动和科学家的科学探究活动有相似之处，但学生的探究学习绝不等同于科学家的探究活动。

2.探究的要素基本特征概括为五个方面的内容：

⑴学习者围绕科学性问题展开探究活动。

⑵学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据。

⑶学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答。

⑷学习者通过比较其他可能的解释，特别是那些体现出科学性理解的解释，来评价他们自己的解释。

⑸学习者要交流和论证他们所提出的解释。

二、课堂教学探究的几个注意点

1.不可将探究理想化。理想化的探究认为只有包含上述五个基本特征，才能称得上是探究学习。其实不然，探究学习强调的是课堂中有没有探究的要素，而不在乎探究的完整性。比如“问题的提出”这一要素，有些问题只要是围绕激发学生思维的问题展开，就可以组织成具有高度探究性的活动。关于《超重和失重》的教学，曾有一位物理教师的示范课是这样展开的：

讨论：乘电梯的感受。

看录像：人站在体重计上，展示电梯运动时，体重计的示数变化。

演示：手提测力计，测力计下挂钩码，测力计上下运动，示数变化。

小结：加速运动时，示数有变化。什么道理？可以用牛顿第二定律来研究！

分析：用牛顿第二定律列方程，得出定量关系式。

讨论：各种情况下，物体对支持物的压力和物体重量的关系：超重和失重

讨论：生活中的超重和失重，航天技术中的超重和失重

演示+看录像：漏水的瓶子，当它自由下落时不再漏水。

练习：解题计算

教研员点评时，对于这个看似平常的课给予了充分的肯定，并特别申明一点——在教学中，没必要让学生走进电梯实际测量。其实，高中物理的教学中，有很多是没办法也没必要让学生亲自动手实验的。如伽利略对自由落体运动的研究、原子内部结构的发现、量子理论的建立等，只要教师精心地组织材料给学生，并配合适当的提问，对学生来说，也是一种很好的探究过程。

2.不可将探究形式化。

在物理课堂教学中，形式化的探究如下：

⑴热衷于分组实验，给一些早已熟知的内容贴上探究的标签。如《重力基本相互作用》这节课，有的教师花很多时间组织学生分组探究重力的方向，而重力的方向学生在初中时期就已掌握，这无疑会使学生参与的积极性大打折扣。因此不要忽略学生原有基础，对较容易的问题，我们不必强求学生去探究。还有一类探究也要引起注意，那就是探究一个新问题时，所需要的知识和能力对绝大部分学生的要求过高，学生在规定的学习时间里完成不了时，也可对分组探究作适当的调整，没必要严格履行教材的要求。如《探究功与物体速度变化的关系》一课，我在充分考虑了学生现有能力基础上，将学生的分组探究活动改为演示实验。总之，探究应该用在最有价值的地方。那么，这个“最有价值的地方”存在何处？它存在于学生回答问题不完整、不科学之处；存在于学生用不同方法解决同一问题时；存在于学生对课堂内发生某一事件产生疑惑或露出兴奋的表情时。这些地方最容易激发学生的自主性和能动性，是真正体现科学探究的价值的地方。

⑵以问代讲，一问到底。虽然课堂教学从来都离不开问题，但关键是有些教师在课堂上提供给学生的问题要么思维含量极低，要么就空洞无边。对于前者佐藤学在《静悄悄的革命》一书中指出：“应该说，那些对枯燥无味的或者无意义的课题表现消极、毫无兴趣的学生不仅是自然的，也是健康的。”“而那些不论对什么课题都抱着积极的‘态度、关心、欲求’学生在认知上是不健康的，是思维逻辑懒惰的学习者。”显然，低劣的问题对学生的探究学习是没有任何帮助的，与探究“精神”背道而驰，所以好的“问题”是组织学生进行探究的关键。

⑶在课堂上组织学生探究时，教师要把每一个探究要素一步不落地向学生指明，甚至以板书的形式写出来。如《探究加速度与力、质量的关系》一课，有教师是这样做的——

老师提问：你们知道物体的加速度和什么因素有关吗？

老师板书：提出问题——加速度跟什么因素有关？

老师：接下来我们开始猜想和假设。

老师板书：猜想和假设——跟力有关、跟质量有关。

探究强调的是学生的学习活动中有探究要素，而探究要素不等同于探究环节，也不是学生需要掌握的知识点。

3.不可将探究“神”化

这里所说的把探究“神”化，指的是有些教师把探究的地位看得过高，认为有了探究就有了一切，从而忽略了对学生基础知识的落实。具体表现在一些教师在课堂教学中把探究过程的每一个细节都设计得很“完美”，但探究得到的结论却一笔带过，或者由于时间的制约，探究有过程无结果。这种把传统教学的一个极端“重结论，轻过程”推向另一极端——“重过程，轻结论”。刘炳升《论科学探究与接受学习》中提出学生学习方式的几个维度：

教师与学生：学生自主 教师指导

学生与学生：合作学习 独立学习

探究与接受：探究学习 接受学习

第4篇：量子计算基本特征范文

关键词:非线性;决定论;非决定论;态;态决定论

中图分类号:B1文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)06-0202-05

引言

决定论与非决定论是一个非常大的哲学命题,几乎与哲学一样久远。在众多的研究领域,决定论与非决定论的观点异彩纷呈。因果决定论、道德决定论、逻辑决定论、历史决定论等等,都是它的不同表现形式。21世纪的世界,科学技术的迅猛发展,又给人类描绘了世界极为纷繁的特征。这些特征是新技术革命发生之前所从未被认识过的,并且一些新特征还在不断地被发现。这给科学研究和技术创新带来前所未有的复杂性和艰难性,人们往往只凭在一个学科,一个领域,以及凭借个人的力量很难达到突破性创新。在科学研究中,正确把握决定论与非决定论之间的关系,则可以使研究创新工作少走弯路,达到投入产出的最佳效果。

自20世纪40―60年代系统论、控制论和信息论创立以来,系统的复杂特征逐渐被研究者所认识。尽管目前对复杂性系统的概念,复杂性系统的性质各学派还有很多的争论,没有达到清晰、完整的认识,但对其哲学意义的开掘却已经开始。在系统划分理论上,一些学派主张将系统划分为线性系统、非线性系统和复杂系统,由此上升为线性系统理论、非线性系统理论和复杂系统理论以及线性科学、非线性科学和复杂性科学。从定量上看,复杂系统是空间高维的,具有多输入多输出的特征;从定性上看,复杂系统具有非线性、外部扰动、多因素耦合、结构和参数不确定性或时变性,某些参数可能具有分布特性和时间滞后性。同时复杂系统有复杂和多重的控制目标和性能判据[1]。钱学森指出:“把复杂性当做复杂性处理,是复杂性研究的方法论原则。”[2]那么对非线性问题的研究,采用非线性方法处理就有其实际的合理性。本文将只对非线性系统的决定论与非决定论问题作一些探讨。

一、线性系统与非线性系统

1.线性系统的定义及历史渊源

人类最初对自然界的认识,就是从事物的线性关系开始的。其叠加性原理,函数的直线映射关系构建了世界一幅因与果之间的严格对应图像。由此,有线性代数、线性力学和线性科学的产生,有变量间变化率为常数的微分关系。这样严格的机械决定论把一切自然现象都归结为力学现象,一切运动都归结为机械运动,整个自然过程可用力学原理来诠释。1814年,著名的天文学家和数学家拉普拉斯(P. S. Laplace)的一段话被视为严格决定论的经典表述,史称拉普拉斯决定论。其内容为:“我们应当把宇宙的目前状态看做是它先前状态的结果,并且是以后状态的原因。我们暂时假定存在着一种理解力(intelligence),它能够理解使自然界生机盎然的全部自然力,而且能够理解构成自然的存在的种种状态(这个理解力广大无边,足以将所有资料加以分析),它在同一方式中将宇宙中最巨大物体的运动和最轻原子的运动都包罗无遗;对于这种理解力来说,没有任何事物是不确定的了;未来也一如过去一样全都呈现在它的眼中。”[3]

按照拉普拉斯决定论意义,宇宙状态是其在前一瞬间状态的必然结果,宇宙的发展具有严格的确定性;宇宙的未来在原则上可以精确预测,人类不能作完全精确的预测是因为观测资料的不完整和人类智力的缺陷;宇宙可视为大量力学系统的叠加;宇宙处于线性因果关系中,一定的原因产生一定的结果,反之亦然。在这四层含义中,严格确定性是核心,可预言性、机械性及因果等当性可视为严格决定论的表征。所谓严格确定性,不仅表现在人们可用确定性的函数关系、微分方程、相空间轨道等数学语言加以描述,还表现在自然规律具有严格的确定性,即规律的可重复性、未来的可预言性、原则上的可精确计算性。

之所以出现拉普拉斯决定论,这与经典牛顿力学(classical Newtonian mechanics)长期统治人们对客观世界的认识有着密切的关系。而且,这样的认识论所产生的科学研究结果无一例外地都得到了重现性(recurrere)证实,因此人们对它的相信也达到了前所未有的程度。

恩格斯在1886年曾经这样评论说:“上一世纪的唯物主义主要是机械唯物主义,因为那时在所有自然科学中达到某种完善地步的只有力学,而且只有刚体(天空和地上的)力学,简言之,即重量的力学……。这是法国古典唯物主义的一个特有的,但在当时是不可避免的局限性。”“这种唯物主义的第二个特有的局限性在于:它不能把世界理解为一种过程,理解为一种处在不断的历史发展中的物质。这是同当时的自然科学状况,以及与此相联系的形而上学的即反辩证法的哲学思维方法相适应的。人们知道自然界是处在永恒的运动中,但是根据当时的想法,这种运动是永远绕着一个圆圈旋转,因而始终是停留在同一地点:总是产生同一的结果。”[4]

2.非线性系统的定义及性质

长期以来,从事科学研究的工作者对非线性系统的认识有一定的片面性,即认为,系统模型不能用线性数学模型描述的系统。本文所论及的非线性系统,不是专指数学上不能用线性数学模型描述的系统。有些模型虽然不是数学上线性显现的,但仍有确定的解析描述形式,因而是满足拉普拉斯确定关系的,也就是说这样的系统仍然是线性的,因为这样的所谓非线性格式,是可以通过数学上的变换线性化处理的。例如,轴承的基本额定寿命与当量动载荷之间满足的关系为:

PL=C (1)

式中:P为当量动载荷,单位为牛顿(N);L为基本额定寿命,单位为小时(h);ε为寿命指数,且ε≠1,C为常数。很明显上式是一个双曲线方程,这好像是一个非线性问题。但是,如果作数学处理,等式两端取自然对数,上式就变为:

εlnP+lnL=lnC (2)

再令lnP=y,lnL=x,lnC=c,1/ε=b,c/ε=c上式又变为:

y+bx=c(3)

这是线性方程。

非线性系统是不能用解析数学模型完备描述的系统。非线性系统的结构耗散性、协同性、突变性、混沌性、超循环性和分形特征等,是迄今为止所发现的非线性系统的几个重要属性;而非线性系统的复杂性,则是上述本特征耦合的结果,因此复杂系统并不是独立区别于非线性系统的另一类系统。

普利高津(I. Prigogine)的耗散结构理论(dissipative structure theory)认为,在开放系统远离平衡态下,系统通过和外界环境进行物质、能量和信息交换,一旦系统的某个参量变化到一定临界值时,系统就有可能从原来的无序状态转变为一种时间、空间或能量宏观的有序状态;哈肯(H. Haken)认为,一个系统从无序到有序的转变关键不在于系统是平衡还是非平衡,也不在于离平衡态有多远,而是系统内部子系统间通过非线性相互作用和协作,在一定条件下,能自发地产生在时间、空间或功能上稳定的有序结构,也就是自组织性;托姆(R. Thom)则认为,系统的状态随外界控制参数连续改变时而发生不连续的变化,突变类型不取决于状态变量的数目,而取决于控制参量的数目。当控制参数不多于4个时,只有7种不同类型的突变形式;庞加莱(H. Poincare)早期从数学角度运用确定性理论研究太阳系运动时发现,即使是三个星体的简单模型,也会得到随机的结果。所以混沌学(scientific chaos)是研究确定性非线性动力学系统所表现出来的,具有貌似随机,无规则性复杂行为混沌运动的非线性动力学。虽然混沌是确定性系统内随机性的表征,但混沌依然存在着确定性:混沌区在控制空间的位置是确定的;每个吸引域的范围是确定的;混沌运动遵循统计规律;奇怪吸引子在相空间的位置是确定的;从初值开始的运动必定走向吸引子,奇怪吸引子的分数维也是确定的。再以生命的诞生为例,虽然我们用统计方法也难以预言,这是一种本质上的偶然性。但“几率极小的极偶然事件,在全系综得以实现的条件下,其实现几率为一。”[5] 艾根(M. Eigen)吸收进化论和自组织理论的思想提出的超循环理论(hypercycle theory)认为,在生命起源和发展的化学进化阶段和生物学进化阶段之间,有一个分子自组织阶段。在这个阶段形成了今天人们发现的具有统一遗传密码的细胞结构。这种遗传宏观的形成是由于一种超循环式的组织一旦建立,就永存下去的选择机制。曼德布罗特(B. B. Mandelbrot)发现:组成部分以某种方式与整体相似的形体叫分形 (fractal),具有自相似结构的那些几何形体称为分形体[6～7]。

二、态决定论

1.非线性对严格决定论的否定

众所周知,因果性、因果确定性、因果等当性是物理决定论与非决定论的重要判据。经典科学基于线性因果关系,而上述非线性系统所蕴涵的复杂性科学揭示出世界的非线性因果联系,否定了严格决定论。

对于混沌与严格决定论的关系大致有两种对立的观点:法国哲学家布多认为,混沌并“没有宣布拉普拉斯两世纪前所说明的普遍的决定论的著名学说失效”[8],并不存在严格的混沌定义,它还更多的只是假设的性质。许多过于理想化的混沌只是数学的模型,不具有具体的物理指称。更多的研究者持相反的观点,认为混沌现象广泛存在于天体运动、化学反应、气候变化、经济增长甚至疾病传播中。混沌破灭了拉普拉斯可预测性幻梦,标志着严格决定论的失效。混沌内随机特性表明,确定性系统也是不确定的。随机性是普遍存在的甚至可起支配作用,确定性反而是个别的,这恰恰与严格决定论对确定性的信念倒置。“蝴蝶效应”是一种非线性因果关系,这标志确定系统的长期可预测性失效。奇异性进一步揭示出确定性与随机性、有序与无序的辩证关系。混沌并非绝对的有序,也不是完全的无序,它颠覆了严格决定论对确定性的机械理解。

长期预测的不确定性,决定了事物结构的稳定性,本质上是事物发展的基本诉求。在市场经济条件下,股市的短期可预测性是经济规律的体现;但长期的不可预测性是股市防止控的“自身免疫”,如果股市发展是线性决定的,实际也就标志着纵,从而走向崩盘。从本质上看,股市的混沌性是股市健康发展的基础。

2.非线性不是对非决定论的肯定

波普尔(K. Popper)在《非决定论和人类自由》一文中强调自己是一位非决定论者,但他同时指出,仅以决定论与非决定论的视野来看待世界是不够的。他说:“如果决定论是真的,那么世界就是一个完美无瑕的运行的钟,包括所有的云,所有的有机体,所有的动物,以及整个人类。另一方面,如果皮尔斯的、海森堡的或其他形式的非决定论是真的,那么纯粹的机遇就在我们的物理世界中起到一种主要的作用。但机遇真的会比决定论更令人满意吗?”[9]显然,波普尔的决定论是严格的决定论。但事实上,机遇在很多情况下比严格决定论更令人满意,当严格决定论对世界图像的描述陷入困惑时,非线性决定论所起的作用就是无可比拟的,但这决不是非决定论。爱因斯坦(A. Einstein)有一句名言:“上帝不会掷骰子” 。从哲学来看,爱因斯坦与“正统派”的争论,焦点并非客观物理世界是否存在秩序和规律(这几乎是所有科学家的共识)。关键在于:这个井然有序的客观世界究竟是完全决定性的,还是为机会、发展、新颖性以及人的自由和神的作为留有实实在在的空间?爱因斯坦显然属于前者,他认为,“或许,从未有过一个理论能像量子理论这样,能对各种不同的经验现象提供解释和计算的钥匙。尽管如此,我却坚信此理论会把我们对物理学基础统一性的寻求引入歧途。因为我认为它是对实在事物的一种不完备的表示,尽管它是唯一的一种能够用力和质点这些基础概念建造起来的理论(对经典力学的量子修正)。然而,这种表示的不完备性必然导致规律的统计本质(不完备性)。” [10]

非线性的另一个重要原则是不确定性,不确定性不等于非决定论。莫兰(E. Morin)认为,通常存在着对于复杂性的两种误解:第一种是把复杂性设想为妙方、答案,而不是把它考虑为挑战和对于思想的激励,以为复杂性是简化方法的有效替代物,像简化方法一样可以程序化和加以明确规定;第二种误解是把复杂性与完备性加以混淆。他指出,复杂性的愿望只是说明被不同学科之间、不同认识范畴之间和不同类知识之间的断裂所破坏的各种关联的必要性……在它的核心包含着“一个不完备性和不肯定性的原则”[11]。

3.态决定论(state determinism)

态的哲学定义是存在,是事物的表现。“存在先于本质”,这是因为我们的哲学认识必须从主观开始[12]。非线性系统的本质特征是不满足拉普拉斯决定论,其内禀性是,由态所决定的。仔细考察拉普拉斯决定论,就会发现,其实拉普拉斯决定论的态是一个包含完整信息,能够决定其未来和过去任意时刻的态,它出现的概率为1,因此不具有分布性,表现出线性关系性质。更多的系统,并不具有这样的内禀性,“上帝真是在掷骰子”,其几率决定态表现了系统不一样的非线性性质。

力学量用算符表达是力学研究的普遍方法,但算符的采用并不表明系统一定可数学解析表述。设为本征量算符(Operator),O是态的本征值,那么就有

Φ=oΦ(4)

式(4)中Φ为态函数,且可表示为:

Φ=Φ(α,β,γ,…)(5)

式(5)中α,β,γ,…是描述态的空间坐标。由(4)式决定的算符本征值实际揭示了事物本征的态决定性,这就是态决定论的具体内涵。

在经典力学中,态由物体的质量(凝聚态)m表征,将算符写为=,即速度关于时间的一阶微分算符,由(4)式则有:

m=am(6)

或写为:

m=ma(7)

这就是著名的牛顿第二定律。显然这个定律描述的是线性关系。在量子力学中,态由概率波(Probability wave)函数Ψ描述,波函数Ψ的归一化表示了态存在的统计结果。如果将算符写为:

=-+(8)

E为系统的能量本征值,μ为粒子的质量,为普朗克常数,由(4)式可得到:

-+Vψ()=Eψ()(9)

这就是著名的薛定谔(Schrdinger)方程,几率决定性成为了系统一个突出的特征。

在数学物理方法中,如果函数Φ(α,β,γ,…)可分离变量,即:

Φ(α,β,γ,…)=φ(α)φ(β)φ(γ)(10)

则方程(4)似乎可以得到解析解。但这个过程主要包含了以下两个基本假设:1)系统各子态间是非耦合的;2)系统各子态是线性的。非常不幸的是能够找出解析解的微分方程是很少的,因此,这样的系统在自然界中寥寥无几。大量的系统是非解耦的,非线性的,这就是系统的复杂性。之所以不能完整地描述世界,是因为:1)我们不能把(4)式写得更具有完备性。著名物理学家普朗克(M. Planck)指出:“科学是内在的整体,它被分解成单独的整体,不是取决于事物本身,而是取决于人类认识能力的局限性……”[13] 正因如此,(10)式究竟可以写成多少个分离子态的连乘积,可能永远也不会有一个明确的答案;2)即使我们认识了系统的耦合度,我们也始终不可能将其解耦,因为对总系统而言,态的解耦可能意味着系统的“崩溃”。量子力学描绘的图景中,有一个不确定性原理[14]使得物理学家们有“盲人摸雪”的比喻。3)宏微观世界的割裂描述,也决定了我们不能完整地描述世界。宏观世界的描述方法导致了对微观世界的思维困惑,同样微观世界的描述方法导致了对宏观世界的思维困惑。我们至今没有勇气承认宏观世界中,同样存在不确定性原理。

材料力学中压杆的屈曲问题[15],就可以找到不确定性原理的宏观表现。设压杆为一均质圆形截面等直杆,两端由理想球铰链支承,受到载荷F(临界载荷为F)的轴向作用,E为弹性模量,I为圆杆的轴惯性矩,其满足的决定性方程为:

-EIφ(x,y)=Pφ(x,y)(11)

式中φ(x,y)是描述压杆弯曲的态函数。如图1所示,压杆在经过z轴,与xoy平面相垂直的任何一个平面内发生失稳弯曲的机会是均等的,因此无法确定压杆将在哪一个平面内发生失稳。如果刻意要确定压杆是在xoz或yoz平面内发生失稳,那么至少压杆的支承球铰链是要发生改变的,由球铰链变为平面铰链。这时的系统已经不再是原来的系统了。

三、基于态决定论的哲学认识

1.态决定论是另一种形式的因果结构

非线性系统的因果关系意味着的可预言性并不是实际的可预言性,因为没有谁能知道完备的事实和规律。如果先前条件和有关规律的完备描述确实存在,那么事件的预言就的确存在一种二值逻辑关系:真(T)与假(F),但这并不意味着结果以必然性跟随原因。由于相关性的存在,与因果关系是不相同的。决定态的演化历史的因素并不只是因果关系上的因素,同时还有相关性因素,相关性因素的不确定性,导致态的非二值逻辑决定关系。

2.态决定论不是非决定论

由于量子力学的不确定性原理,可能产生的误解则是认为量子力学的基本特征是非决定论的[16],一些学者提出的三值逻辑取代传统的二值逻辑的三个可能值:真(T)、假(F)和不确定(I),并不是真正意义上的非决定论,因为无论上述三值中的任何一个都是决定论的结果,因为自然界并不存在无果之因。态决定论基于事件发生前的历史,是有预言性的,也即过去“态”对事物的发展方向是有所影响的;而将来“态”的不确定性同样对事物的发展方向产生一定的影响,对将来“态的预期”可能会引导态的演进方向。态决定论自然观的历史演变呈现出否定之否定的发展过程,即从原始人的偶然性的混沌自然观,中经各种决定论自然观(如拉普拉斯决定论自然观),再回到现代的确定性混沌自然观。

3.超越中西思唯模式的哲学认识

基于态决定论的哲学认识意义在于超越西方的二元论思维模式和东方的一元思维模式,单纯的经典科学中的波动与粒子、有序与无序、确定性与不确定性等对非线性系统的描述是不完备的,而一元思维模式又不能体现过程的具体性。当代科学研究中的成果体现出的更多是多元思维的成就。同时,在具体的科学研究活动中,不论是东方的一元思维模式还是西方的二元思维模式,仍然发挥着不可替代的作用。非线性系统是形下学世界与形上学世界综合客观体现。

结语

我们没必要在决定论与非决定论之间作出选择。因为如果我们以决定论观点看待这一切,那么无序、偶然性、不确定性只是有序、必然性、确定性中的偏差,但实际上这不仅是偏差的问题,甚至有可能背离。不作这样的选择,并非意味着我们的研究工作毫无意义,如果我们以非决定论观点看待这一切,那么“组织化和有序化仅仅是大混乱中的一时的偏差和波动” [16],这样科学事实就失去了重现性,我们的所有研究也就随之失去了意义。辩证的原则提醒我们不要选择,因为任何一种选择都会导致偏执。非线性的复杂性要求我们,超越选择并避免偏执。非线性既不能停留于非决定论的迷茫中,亦不能以决定论的偏执遮蔽世界的本质。

参考文献:

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[8]林夏水.混沌对机械决定论自然观的冲击[J].自然辩证法研究,1998,(1):7-11.

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[16]埃德加•莫兰.方法:天然之天性[M].吴泓缈,冯学俊,译.北京:北京大学出版社,2002:47-48.

The Determinism and Indeterminism On Non-Linear System

HUANG Jun-ping1,2

(1.College of Resources and Environmental Science Chongqing University, Chongqing400044,china;2.Chongqing Vocational Institute of Engineering, Chongqing 400037,China)

第5篇：量子计算基本特征范文

首先我们承认，每个科学理论都必须接受人们对自然现象的观察和人为实验的检验。实践是检验真理的标准。到了自然科学或科学以后，要经过自然现象和人工设计实验的检验。具体的发现过程在哪里呢？从原来的科学理论推出的逻辑结论与我们现在进行的实验结果有矛盾的时候，才会有科学发现――这点大家都承认。比如哥白尼、爱因斯坦的发现都是这样的。在这种情况下，创新思维是什么？是以实验结果为依据，分析原来的理论中哪些是与现在的实验结果和观察记录有矛盾，找到这些矛盾并删除，提出符合新实验结果的东西――这是从哲学的角度看。还可以往下走，把它变成科学。

要研究这些，我们要用到专有的对象语言。如物理学中有专用的语言，有专有的概念、定律，质量、能量、加速度、速度、势能、动能等。生物学中有物种等。每个学科都不一样。计算机也一样。研究发现的逻辑语言最早是由弗雷格和罗素建立的一阶语言。一阶语言定义了两类对象，一类对象叫做项。项是递归定义的，要么是一个常元符号，要么是个变元符号，如果f是函数符号，t1,t2,t3都是项，f(t1)也是一个项。项描述常量、变量、函数关系。一阶语言另外一类对象叫做逻辑公式，就是在所有知识里出现的各种命题、句子、描述知识的句子。句子可以是一个等式，描述函数之间的关系，如t1=t2，但在一阶语言里是符号，另外可以描述一个集合的关系，关系可以是一个集合，用P表示谓词。剩下的是，如果B是一个句子，在一阶语言里是逻辑公式，那么它的否定也是一个逻辑公式，如果A和B都是逻辑公式(逻辑公式描述的是一个命题)，那么A∧B、A∨B、AB，∀xA、∃xA都是句子，每一个句子描述一个命题，命题反映了我们认识到的一个知识，很简单，比程序设计语言还简单。这样我们可以把注意力集中到研究逻辑关系。比如举例：

物理学中的伽利略变换：

如果x是一物体， 和 为彼此做匀速直线运动的参考系， 相对于 的速度为 ，并且x相对于 的速度为 ，那么x相对于 的速度为 + 。

如果用一阶语言来表示伽利略变换，就是：

B(x)代表：“x是一物体”；

A(x)代表： 和 为彼此做匀速直线运动的参考系， 相对于 的速度为 ，并且x相对于 的速度为 ，那么x相对于 的速度为 + 。

则伽利略变化可以写成：

∀x(B(x)A(x))。

又比如：达尔文的自然选择原理：

由于每一个物种所产生的个体数量，远远超过其可能生存的数量，所以反复引起生存斗争，而且任何生物所发生的变异，无论多么微小，只要在复杂而时常变化的生活条件下，以任何方式有利于自身，就会有较好的生存机会。

如果用E代表“每一个物种所产生的个体数量，远远超过其可能生存的数量”，F代表“反复引起生存斗争，而且任何生物所发生的变异，无论多么微小，只要在复杂而时常变化的生活条件下，以任何方式有利于自身，就会有较好的生存机会”，那么自然选择原理就可以用EF来描述。

一阶语言和C语言的不同之处在于，C语言可以描述任何一个计算现象，而一阶语言因为关注逻辑推理，因此每一个问题可以有多个一阶语言，取决于研究中逻辑分析的深入程度。比如用E代表“每一个物种所产生的个体数量，远远超过其可能生存的数量”，P代表“反复引起生存斗争”，B代表“物种的特征是不变的”，F代表“任何生物所发生的变异，无论多么微小，只要在复杂而时常变化的生活条件下，以任何方式有利于自身，就会有较好的生存机会”。在这种情况下，自然选择原理可以用以下公式更准确地描述：

E(P(BF))。

有了一阶语言，任何一个自然科学理论在一阶语言里就变成了形式理论。形式理论是由有穷的逻辑公式组成的集合，它们彼此不矛盾。比如用一阶语言分析经典力学，用R代表相对性原理，N1、N2、N3代表牛顿三定律，E代表万有引力定律，B(x)表示x是一刚体，A(x)表示相对运动，那么伽利略变换就可以用∀x(B(x)A(x))来描述，经典力学的公理系统就可以用下述形式理论来描述：

｛∀x(B(x)A(x))，R，N1，N2，N3，E｝。

有了一阶语言后，我们要研究发现过程的逻辑思维方式是什么，它和平常的数理逻辑推理有何区别？数理逻辑中的各种证明是描述数学证明的，数学证明的特点是有一个前提，即形式理论，如几何的二十条公理，量子力学的六条公理等，再根据公理进行证明，所有的证明都是对每个句子中的逻辑连接词的分析。所以一阶逻辑中的系统都是为了分析和描述证明用的。而科学发现与证明的不同在于，科学发现是实验的结果与原来的理论有矛盾时，分析哪些原来的理论和实验结果有矛盾。是以实验和观察的结果作为出发点，分析和寻找原来理论和实验结果有矛盾的东西。如果数学推理是正向的，科学发现就是反向的。科学发现也是可以形式化的。

要做科学发现，第一，首先要描述科学实验的结果，从这里出发寻找科学理论哪里有错误。刚才谈到，传感器技术的发展，使我们所观察到的自然现象和所有现象都可以变成数据，数据在一阶语言中就是常元符号，数据间的关系可以列表，就是函数符号。数据间的集合和分类就是谓词。(谓词就是描述一套数据的集合)数据间的关系就是方程式(等式)。所以t1=t2这个等式是一个最简单的谓词。然后还可以定义其他谓词，每个谓词代表一个集合。所以传感器技术的发展，使我们把实验数据的结果变成了用一阶语言的原子语句和原子语句的否定来描述。(原子语句要么是个等式，要么是个谓词)

一边是实验数据结果，一边是原有理论，所以逻辑推理两边都不可少，如果用Γ表示原有理论(经典力学、进化论)，Δ表示用原子语句和原子语句否定所描述的实验结果，这一对Γ和Δ就形成了对立统一，这是科学发现必须具有的两个东西。用表达式表示就是Δ┃Γ。如果Δ和Γ有矛盾，说明实验结果和现有理论有矛盾，此时理论是必须要修改的，如果Δ和Γ没有矛盾，说明现在的实验进一步证明了理论的正确性，不用再进行科学发现了。

科学发现的目标是什么？根据实验结果的原子语句和原子语句非消灭右边原有理论中和实验结果有矛盾的东西，一直删到没有矛盾，抛弃了旧的，保持新的，再增加新的和没有矛盾的原理。因此它的演算变得很简单，每一步逻辑推理是一个 ，表示从现有的实验结果删掉一个原有理论里的有矛盾的东西，一直删下去，删到没有矛盾，然后再加入新的东西，这就是科学发现的抽象过程。用表达式表示就是Δ┃Γ Δ′┃Γ′。而表达式Δ┃A,Γ Δ┃Γ表示现在的状况经过一次科学发现的推理，变成新的东西，即把其中和实验结果有矛盾的A定律删掉。

整个科学发现的逻辑由七个公式组成，既是完全的且是可靠的。

第一个是公理，公理很简单，即A,Δ┃A,Γ A,Δ┃Γ，如果左边的实验结果是原子语句A，右边出现A，那么它与左边的A有矛盾，则右边的A必须被删除。不用任何逻辑前提。

第二，什么情况下删除A B？

从逻辑上发现，如果A(前提)和实验结果Δ不矛盾，B(结论)和实验结果Δ矛盾，那么A B形式的知识应该去掉。用表达式表示即：

Δ┃A,Γ Δ┃Γ

Δ┃B,Γ Δ┃Γ

那么：Δ┃A B,Γ Δ┃Γ。

第三，什么情况下删除∀xA(x)？

如果存在一个项t，使得A[t/x]与Δ有矛盾，则∀xA(x)也与Δ有矛盾，必须被删除。用表达式表示即：

Δ┃A[t/x] ,Γ Δ┃Γ

那么Δ┃∀xA(x) ,Γ Δ┃Γ。

第四，R删除规则。

如果C是理论Γ1、A、Γ2的逻辑结论，而C与实验结果Δ有矛盾，则C必须被删除。但C并没有出现在公理系统中，则导致C的必要前提A应该被删除。用表达式表示即：

Γ1,A,Γ2┝C A T C

Δ┃C,Γ2 Δ┃Γ2

那么：Δ┃Γ1,A,Γ2 Δ┃Γ1,Γ2。

总的结果一共是七条规则。理论上讲对描述发现逻辑足够用了。它们是：

1. R公理：

2. R-∧规则：

3. R-∨规则：

4. R-规则：

5. R-∀规则：

6. R-∃规则：

7. R-删除规则：

举例说明，爱因斯坦狭义相对论：爱因斯坦说，按伽利略变换，经典物理学预言：光速在不同坐标系下测出的光速是不一样的，这是经典力学中的逻辑结论。而迈克尔逊和莫雷反复实验表明，光速不依赖于发光体的运动速度。因此爱因斯坦的结论是：删除伽利略原理，增加光速在任何坐标系下测量速度不变(30万公里/秒)原理，在不同坐标系下计算速度选择洛伦茨变换，与光速不变不矛盾。现在就可以用这套规则分析爱因斯坦相对论。Γ代表经典物理学，用R代表相对性原理，N1、N2、N3代表牛顿三定律，E代表万有引力定律，B[c]光量子具有固体的特性，则：

Γ：=｛R,N1,N2,N3,E,B[c]，∀x(B(x)A(x))｝

Γ′：=｛R,N1,N2,N3,E,B[c]｝

Δ：=｛B[c] ,A [c]｝(实验结果)

根据R公理，由于A [c]和A [c]互为否定，说明A [c]与实验结果矛盾，因此要删除A [c]，即B[c] ,A [c]┃A [c] ,Γ′B[c] ,A [c]┃Γ′；

根据R公理，B[c]和B[c]互为否定，因此右边的B[c]应该被删除。即B[c],A[c]┃B[c] ,Γ′B[c] ,A [c]┃Γ′。

以上两点合在一起，根据蕴含公式，前提与实验结果不矛盾，结论与实验结果矛盾，则B[c]A [c]应该删除，即B[c],A [c]┃B[c]A [c],Γ′ B[c],A [c]┃Γ′。

再根据全程量词规则，光速与实验结果出现矛盾，则∀x(B(x)A(x)应该删除。即：B[c]，A [c]┃∀x(B(x)A(x)，Γ′ B[c],A [c]┃Γ′。

这就是爱因斯坦选择去掉伽利略定律的逻辑验证。原来人们认为爱因斯坦是天才，一旦我们把发现的规则找到，这个结论就可以演算出来，也就是说，可以用计算机来证明。

本例是最简单的例子。下面再看达尔文的学说，他的贡献不简单。

先考虑一个形式理论Γ：{ A,AB,BC,EF}，让A、B、C、F都取真，结果就是真，说明这是一个协调的形式理论。进一步分析，C是这个理论的逻辑结论。如果C遇到了事实反驳，实验结果证明C不对，那么我们的目标最大限度地保留原有理论，只删除必须引起C的必要前提。那么从逻辑上有三种可能：

第一，{ A,AB,EF}

第二，{ A,BC,EF}

第三，{ AB,BC,EF}

如果使用R删除规则，则以上三条规则都可以通过计算机演算出来。

现在给A、B、C解释：

A：代表“每一物种都是独立被创造出来的”；

B：代表“每一物种的基本特征是不变的”；

C：代表“同属物种都不是另一个普通物种的直系后裔”。

达尔文之前流行的“物种不变理论”用：Ω：{ A,AB,BC }来描述。

达尔文经过长期的研究，在他的《贝格尔舰上的航行》和《物种起源》两部著作中列举了大量经过他的观察和实验所获得的事实用以支持下述命题：

C：“同属物种可以是另一个普通物种的直系后裔”；

EF：自然选择原理。

达尔科学研究从这两个观察得来的事实出发，又加上自己的猜想，即“经过我能做到的精密研究和冷静判断，我毫无疑虑地相信，许多博物学家最近还保持着的和我以前所保持过的观点”，这就是“物种是被独立创造出来的论点是错误的”，即A。因此，达尔文的进化论的核心内容就是：Ξ：{ EF,C,A}。

整理一下下述五个语句：

Ξ*：{ AB,BC,EF}∪{C,A}

它们是不矛盾的，且Ξ*的前三个语句恰好是Γ关于C的第三个R缩减，是使用R演算推导出来的。

实际上，A是达尔文的一个“信念”，更为重要的是：从逻辑的角度看，A与{ EF，C}并不矛盾，如果放弃A，可以使前面使用R演算推导出的Γ的第二个R缩减，即{ A，BC，EF}成为另一种合理的选择，由此可以得到：

Ξ+：{ A，BC，EF}∪{C}

这可以视为进化论的另一个版本。这样的结论更具有开放性，与达尔文的实验结果也不矛盾，不会引起很多争论，与现在基因论理论的矛盾更小。这说明科学发现的逻辑并不是大家所想象的发散的思维、猜想，也是一种逻辑推理。不同的是，第一，要把实验结果作为前提，第二，以实验结果为前提，对原有的结论进行逻辑演算，把所有的结论分析出来，客观地选择一种会更好。

再引申，科学中最复杂的公理系统平面几何有20条公理，数学中策梅罗-弗伦克尔公理系统有10条公理，算数9条，量子力学6条，牛顿力学7条。发现逻辑在软件中使用，因为任何一个软件成为一个实用的软件，至少有几万条。如Windows XP有三千万条，也是形式理论，谁也不敢保证前面没有错误。我们现在的公司里100人做开发，250人做测试，就是没有充分使用这套逻辑系统，实际上是可以进行逻辑分析的。任何一个人找错儿都不是盲目的，实际走的规律就是以错误为依据，进行逻辑分析，任何逻辑分析都没有离开这7条规则。

第6篇：量子计算基本特征范文

[关键词]逻辑史；中国逻辑；希腊逻辑；印度逻辑

逻辑史研究是总结和推进逻辑学发展的一项基础性工作。可以说，当今逻辑科学中的核心与重要问题都能够在逻辑史中找到它们的源头和根据。

自1962年威廉·涅尔和玛莎·涅尔(William Kneale＆Martha Kneale)合著的单卷本《逻辑学的发展》、安东·杜米特留(A.Dumitriu)四卷本《逻辑史》出版以后，至今没有见到更新的通史性的逻辑史著作问世。“逻辑学、逻辑史、逻辑哲学以及诸如计算机科学、人工智能、认知心理学、论证理论和思想史等与逻辑密切相关领域的研究者深刻体会到了更为深入和详细的逻辑史著作的缺少所带来的不便”(序言)。

由国际著名哲学家、逻辑学家、英国伦敦皇家学院计算机系教授多夫·嘉贝(Dov Gabbay)和加拿大英属哥伦比亚大学哲学系教授约翰·伍茨(John Woods)共同主编的十一卷本的《逻辑史手册》已于2004年由世界著名的出版公司荷兰爱思唯尔开始陆续出版发行。目前，出版了第一卷、第三卷和第七卷，其他各卷将陆续出版。该手册一经面世，便受到了国际逻辑学界的普遍关注。被誉为是“第一部由大卷本著成的系列逻辑史著作”。从该手册内容的设计与编排上，我们可以追踪到逻辑史研究的最新和最前沿的动态，也可以从中体认到逻辑学发展的一些基本趋势。

一、《逻辑史手册》的主要内容

经过伍茨教授的允许，根据2007年1月最新修订的写作大纲，我们先将《逻辑史手册》各卷的主要内容简要介绍如下：

第一卷为《希腊、印度和阿拉伯逻辑》，共8章，主要介绍了亚里士多德以前的逻辑、亚里士多德逻辑及其模态逻辑、印度逻辑、麦加拉与斯多葛逻辑。

第二卷为《中世纪与文艺复兴的逻辑》，共13章，该卷以历史发展的前后时间为序，介绍了中世纪重要的逻辑学家，如波依提乌、阿伯拉尔、奥卡姆、布里丹等，同时也梳理了中世纪特有的一些重要逻辑问题，如指论、意义理论、语意问题、模态问题及自我指称的情况等；同时也介绍了13、14世纪摩迪斯泰学派(Modistae)的思辨语法。

第三卷为《现代逻辑的兴起：从莱布尼茨到弗雷格》，共11章。该卷共介绍莱布尼茨、康德、黑格尔等8位逻辑学家，并以3章的篇幅介绍了代数逻辑、逻辑代数和逻辑学的数学转向问题。

第四卷为《19世纪的英国逻辑》，共15章，该卷主要介绍了13位逻辑学家，如穆勒、哈密尔顿、文恩、边沁等，并专辟一章讨论了1805—1835年的法国与英国逻辑。

第五卷为《从罗素到丘奇》，共16章。该卷主要介绍了罗素、布劳维尔、维特根斯坦、希尔伯特、哥德尔、塔尔斯基、波斯特、丘奇等16位逻辑学家，并讨论了λ演算、组合逻辑以及20世纪的悖论等问题。

第六卷为《20世纪的集合论及扩展》，共13章。该卷主要从集合论的角度讨论了20世纪逻辑发展的基本情况，总结了集合论到科恩(Cohen)的发展概况以及在当展的情况，涉及无穷组合数学、连续统、力迫和大基数、奇异基数、确定性、大基数内模型、拓扑集合论、部分逻辑、范畴逻辑等。

第七卷为《20世纪的逻辑学与程式》，共9章，主要介绍了20世纪发展起来的一些新的逻辑分支历史过程，如数理模态逻辑、认识论逻辑、相干与基本逻辑、时态逻辑、情境理论与情境语义学、对话逻辑等。

第八卷为《逻辑的多值与非单调转向》，共10章，主要介绍了逻辑学向多值与非单调转向过程中，一些新逻辑分支发展的情况，涉及多值逻辑、一致逻辑、量子逻辑、模糊逻辑、非单调逻辑、非单调推理和信仰变化、自由逻辑等。

第九卷为《逻辑学与计算机科学》，共19章，主要介绍了逻辑与计算机科学、人工智能相关的问题，涉及逻辑与计算机的发展、逻辑与计算机科学、高阶逻辑的自动化、类型论的机器化、归纳的机器化、复杂性理论、逻辑与计算语言等问题。

第十卷为《归纳逻辑》。

第十一卷为《逻辑学核心概念的历史》，共7章，主要介绍了否定词、推论关系、量词、连接词、自然演绎、类型、谬误等逻辑学基本概念的发展过程以及最新研究的进展情况等。

二、《逻辑史手册》所体现出的新趋势

《逻辑史手册》原名为《逻辑哲学与逻辑史手册》，从以上内容介绍来看，《逻辑史手册》主要涉及三部分内容：一是，在世界逻辑史上具有重要影响的逻辑学家与学派，其时间跨度是从古代到20世纪末；二是，逻辑科学体系中重要的逻辑学分支或领域的发展历史，这些分支在相关领域均为重要的基础性理论；三是，逻辑学体系中核心概念的发展与研究，这些核心概念对逻辑学的整体发展具有重要意义。

《逻辑史手册》具有极高的学术水平。一是汇聚了国际逻辑学研究的高水平学术队伍，该手册的作者基本上是以上三个方面具有较大国际影响和知名度的专门研究家，来自全球著名高校和研究机构，有100余名，分布在英、美、加、意、法、澳、瑞士、荷兰等国家；二是体现了新进展，《逻辑史手册》每一章所涉及的人物、分支或专题均涵盖了从20世纪以来一直到最近几年的研究进展，也体现了国际逻辑学研究的最新的趋向。主要有以下几个方面：

第一，逻辑史研究进入到全面、精深研究的新阶段。

可以说，这套《逻辑史手册》是迄今为止规模最大、内容较为齐全的一部逻辑史鸿篇巨著。

在以往的研究中，虽然有一些著作对逻辑发展的基本线索、重要人物、重要理论有着比较清楚的描述，如波亨斯基的《形式逻辑史》、涅尔夫妇的《逻辑学的发展》等。但是，更为全面、深入和详细的研究成果尚未出现。尽管安东·杜米特留的《逻辑史》在范围上较其他成果，涉及了中国逻辑、印度逻辑，在逻辑类型上也讨论了辩证逻辑、归纳逻辑等问题，但总体上略显单薄，而且在内容上也显繁杂，并没有充分展开。这三部著作对逻辑学发展过程中核心概念演变的过程更缺少专门的系统考察，而且对逻辑与其他相关领域的关联研究也少有涉及，缺乏必要的研究。当然，我们站在今天的角度，不能苛求前人对这些问题做出完美的回答。

这部《逻辑史手册》则弥补了以往研究的不足。首先，以逻辑史上人物研究为线索，几乎涉及了从古至今所有对逻辑学发展发生重要影响的逻辑学家，对这些重要逻辑学家的研究尽可能做到全面、具体和深入，其内容之详为前所未有，重要逻辑学家研究的篇幅几乎可以独立成书，如关于亚里士多德、莱布尼茨、弗雷格等人逻辑思想的研究。其次，对逻辑学核心概念的把握，进行了系统而深入的研究，这两方面的工作，不仅对推进逻辑史研究，而且对推进逻辑学理论，尤其是逻辑哲学的研究，都会产生积极的影响。

《逻辑史手册》的出版表明对逻辑史的研究已经进入到了精深、细致和全面的新阶段，这种趋势在近几年的国际逻辑学界已有所显现。以人物研究为例，2005年哈佛大学出版社出版了丹尼尔·麦克白斯(Danielle Macbeth)的专著《弗雷格的逻辑》，比较系统地介绍了弗雷格逻辑思想的基本内容与特征；以逻辑学发展的断代史研究为例，2002年维科奥·里斯图(Vilkko Risto)出版了《逻辑学研究百年：1781—1879年德国逻辑改革的努力》对1781到1879年逻辑学在德国的发展情况进行了全面回顾；牛津大学出版社即将推出芬兰逻辑学家雷拉·哈帕兰塔(Leila Haaparanta)主编的《现代逻辑史》。其他诸如对亚里士多德、斯多葛逻辑、中世纪逻辑等方面的研究也取得了非常重要的进展。由于这些研究者的论著还没有公开出版·待得到他们的授权后，我们再陆续做出介绍。

第二，把逻辑作为一个整体进行研究，而不局限在某一种类型或范围内，为我们提供了一种新的认识逻辑的观念和研究方法。

《逻辑史手册》在范围与逻辑类型上有了新的拓展，时间跨度上，从亚里士多德以前一直到20世纪末；逻辑类型既包括经典逻辑、非经典逻辑，也包括了康德、黑格尔等人的逻辑思想，并专门谈到归纳逻辑的发展历史。从逻辑起源和发展的角度，涉及古希腊、古代印度、阿拉伯及欧美等国家和地区，给人们提供了一种立体的、全方位的逻辑思想发展的全景图。这种研究给我们带来的启发是：逻辑科学是一个整体。

从逻辑发展的历史来看，从亚里士多德、莱布尼茨对传统逻辑和现代逻辑的构设开始，就已经有了将逻辑学作为一个整体来看待的思想萌芽。

亚里士多德是被公认的“逻辑之父”，他创建了以三段论为核心的演绎逻辑学体系，亚里士多德逻辑的主体是演绎性的。但是·从亚里士多德对苏格拉底的一段评价来看，他显然是把归纳也看作了科学的基础，并给予了充分的重视。他说：“有两样东西完全可以归功于苏格拉底，这就是归纳论证和一般定义。这两样东西都是科学的出发点。”尽管他把归纳置于辩证的类型里，对归纳没有更多的理论上的阐述，但我们不能因此否认，他对归纳问题的肯定和重视。

转贴于

在亚里士多德时代，各种科学理论尚处于初创阶段，理论体系的建立还处于萌芽状态，假设、假说的成分在这些理论体系中占有相当多的成分，这种状态对演绎的方法要求得比较多，尤其是当时几何学的发展达到了由经验上升到理论的程度，成为亚里士多德建立传统逻辑体系的直接基础，而欧几里德几何学的演绎性质则又直接体现在亚里士多德的三段论体系中。因此说，建立演绎方法和演绎逻辑的条件是成熟的，而建立归纳逻辑的条件和基础是不成熟的。

亚里士多德的伟大之处在于他探讨演绎问题的同时也给归纳问题以高度的重视，说明亚里士多德在创建逻辑体系的时候也是把归纳作为一个非常重要的组成部分来看待的，而且把归纳问题作为一个重要的组成部分纳入到了他的三段论体系当中去了。这不能不说是亚里士多德的一个伟大的贡献，他给我们在完整的意义上来理解逻辑提供了一个崭新的角度。

莱布尼茨是公认的现代逻辑的奠基者。他继承霍布斯等人“思维就是计算”的思想，把逻辑的论证方式归结为“计算”一“我将作出一种通用代数，一切推理的正确性都将化归于计算。”

莱布尼茨设计了“通用语言”和“通用数学”来准备构建他的逻辑体系，而且现代形式逻辑也是按照他的这种设计思路发展和完善起来的，从这个意义来讲，演绎作为逻辑的根本特征似乎是更加巩固和更加不可动摇了。肖尔茨对此评价说：“我们必须把这种对演算规则的真正作用的见解看做是莱布尼茨的最伟大的发现之一，并看做是一般人类精神的最精彩的发现之一。”

莱布尼茨和亚里士多德一样并没有忽略去建立“一种新的逻辑”，而且他也看到了亚里士多德对这种“逻辑”的认识。他说：“我们需要有一种新的逻辑，来处理概率问题，因为亚里士多德在他的《正位篇》(Topiques)中所做的也不亚于此……在这里，涉及的问题是要扩充论题和给予它的概然性。”

尽管莱布尼茨没有在完整的意义上构造出与演绎逻辑相媲美的归纳逻辑，究其原因，是科学的发展在莱布尼茨时代还没有成熟到可以支持现代归纳逻辑建立和发展起来的程度，构造现代归纳逻辑的条件尚不具备，但莱布尼茨对所谓的“新逻辑”问题给予了充分的重视和肯定，说明归纳逻辑在他理想的逻辑体系中占有与演绎逻辑同等重要的位置。

从亚里士多德和莱布尼茨对传统逻辑、现代逻辑的构造来看，也就是从这两种类型的逻辑发展的起点来看，演绎逻辑与归纳逻辑并不是截然对立的，而是统一在一个逻辑体系内的，这两者的互相补充构成了一个完整的逻辑体系，他们是把逻辑作为一个整体来看待的。从《逻辑史手册》设计的内容来看，把逻辑作为一个整体的来看待的倾向显示得非常充分。

第三，注重逻辑与相关领域的关联研究，展现逻辑学的活力。

从研究的组织形式上看，《逻辑史手册》是一种群体性的团队研究，共有来自全球的100多位专门研究家介入到这个研究平台，这些研究家中有一部分来自与逻辑学密切相关的其他领域，如数学、计算机科学、语言学等。

从研究的内容上看，《逻辑史手册》更是突破了原来逻辑史研究单纯侧重纯逻辑理论或思想的研究模式，在更大程度上把逻辑科学置于与之密切关联的其他领域的网络之中，如计算机科学、人工智能、认知心理学、思想史、计算语言学等，充分显示了逻辑学的基础科学与工具科学的作用与特质，展现了逻辑科学本身的活力，也表明了逻辑与这些学科领域之间交叉与结合的密切程度。可以说，这些领域既涉及科学技术方面的基础研究、应用基础研究和应用研究，也涉及人文社会科学领域，是近几十年来一直比较活跃的领域。在这种立体交叉与互动的过程中，讨论逻辑学的发展，推进逻辑学的研究，是逻辑学发展的重要趋势之一。

三、关于中国逻辑研究的问题

这套《逻辑史手册》的唯一缺憾是没有涉及“中国逻辑”的问题。就此问题评论人克劳斯·格拉斯霍夫(Klaus Glashoff)说：这套手册的第一卷“没有包含任何关于唯一一种基于非印一欧语言的逻辑——中国逻辑的信息”，实际上，“众所周知，远在印度佛教逻辑之前，约公元前3世纪就已存在了本土的中国逻辑——后期墨家，中国逻辑在《逻辑史手册》中的缺失成为该手册的一大遗憾。”

关于世界逻辑体系中的中国逻辑的研究已经引起了国际逻辑学界的广泛注意。克劳斯·格拉斯霍夫列举了1998年剑桥大学出版社出版的《中国的科学与文明》第七卷第一部分“传统中国的语言与逻辑”提出的观点，“逻辑史在中国的反映(因为它基于非印一欧语言)对任何的全球逻辑史进而对任何的全球科学基础的历史而言具有特别的重要性”。同时，他还列举了其他一些新的研究成果说明国外逻辑学界对此问题的关注。

关于中国逻辑在世界逻辑体系中的重要性问题。我们可以借助《逻辑史手册》评论人克劳斯·格拉斯霍夫对“印度逻辑”的评价来加以说明：“人们应当意识到这样一个事实，印度本土逻辑提供给我们一种并非基于希腊传统的形式逻辑体系，而且这应当视为一个批判性地反思我们自己的逻辑传统与观念的机会。然而，这需要深入细致地讨论印度逻辑的历史与哲学的背景。”中国逻辑作为唯一一种非印一欧语言的逻辑，它必然具有与希腊逻辑、印度逻辑不同的基础、特点和表达方式，同样对批判性地反思西方逻辑的传统与观念具有与印度逻辑一样的重要性，这也是中国逻辑存在的意义与价值。

手册主编嘉贝和伍茨欣然接受了评论人的意见，已正式邀请我国中国逻辑史研究的专家撰写“中国逻辑”部分，以期在再版《逻辑史手册》时补充这一部分内容(爱思唯尔出版社已经同意将在近期出版《逻辑史手册》第一卷的新版，将把“中国逻辑”的部分增加进去)。

近5年，在国际逻辑学的杂志上陆续有大量的研究中国逻辑的。国际逻辑史界对中国逻辑研究的关注，充分说明了中国逻辑在世界逻辑体系中占有重要的位置已得到了公认，而且作为基于非印一欧语言系统的一种逻辑，它应该具有什么样的特点，也引起了逻辑史研究家的关注。国际逻辑学界对中国逻辑的重视，需要我们对进一步深化中国逻辑研究给予积极的关注。

我们在研究中国逻辑的过程中，如同研究印度逻辑“需要深入细致地讨论印度逻辑的历史与哲学的背景”一样，也需要深入细致地讨论中国逻辑的历史与哲学背景，而不是去附和西方逻辑的特点。这里，我们还是引用克劳斯·格拉斯霍夫对“印度逻辑”这部分内容的述评来说明历史与哲学背景分析方法的重要性。他说：“‘印度逻辑’一章试图提供给西方读者的印度逻辑最重要部分的内容，并说明这些问题是如何适应某种形式符号逻辑环境的体系的”。而这样做的后果则是“这是一个从概念上既不太可能，而且到事实上也不成功的项目。印度逻辑不仅不是欧洲逻辑的附庸，而且把印度逻辑视为西方‘逻辑史’的补充也是不恰当的”。

我们认为，应该从世界逻辑体系的一般性特点来分析中国逻辑的特质，将希腊逻辑、印度逻辑和中国逻辑看做是世界逻辑体系中三种并行发展的基本类型，系统研究并概括出世界逻辑体系的一般特性。以中国逻辑思想的内在发生发展过程为主线，按照逻辑思想自身的发展特点，按照世界逻辑体系的一般特性全面、系统地研究中国逻辑思想的起源、形成、转变和发展的全过程，分析中国逻辑思想的基本特征、主导推理类型等问题。

第7篇：量子计算基本特征范文

［论文摘要］本文通过对隐性知识及其传播特征的分析，认为隐性知识是可以传播的。在分析网络视频技术、多媒体技术、虚拟现实技术以及网络工具软件对隐性知识传播影响的基础上，指出信息技术可以促进隐性知识的传播。同时利用野中郁次郎的SECI模型理论，构建出在网络中传播隐性知识的新模式，即利用知识管理技术搭建网络平台，对隐性知识传播过程进行管理；在网络中建立虚拟学习社区，为隐性知识传播提供新的载体。

一、隐性知识及其传播特性

一般认为，隐性知识是知识创新的关键，人们发现问题和解决问题的能力，掌握技术秘密、经验和判断力，决策时的前瞻性都属于此范畴。那么什么是隐性知识？英国哲学家波兰尼（Polanyi，1958）曾将知识分为两种，即可以表达的知识和隐性的知识。他认为：“隐性知识就是存在于个人头脑中的、存在于某个特定环境下的、难以正规化、难以沟通的知识，是知识创新的关键部分美国心理学家斯滕伯格（Sternberg，1987）归纳了隐性知识的三种特性：第一，隐性知识是关于如何去行动的知识，从本质上说，是程序性的；第二，隐性知识与个人所追求的目标实现有关，因而具有很强的实用性;第三，隐性知识通常是在自我体验的基础上获得的，是难以通过言传的方式正式教授得到的。他认为具备以上三个特性的知识就是隐性知识。隐性知识的特性决定了其难以交流与共享，那么隐性知识能传播吗？美国的哈里特·朱克曼教授在探讨诺贝尔奖获得者之间的师徒关系时发现隐性知识是可以传播的[3]。她的研究表明，1972年之前的92名美国诺贝尔科学奖获得者中有48名曾当过前辈诺贝尔奖获得者的学生、博士后或合作者，而且其他国籍的所有诺贝尔科学奖获得者在这方面的情况大体相似。所以说，尽管隐性知识不容易被交流与共享，但它还是可以通过隐喻、模型、象征性语言等形式被演示、领悟或表达出来，是可以传播的。

隐性知识如何传播的问题已有了比较成熟的理论模型，如日本管理学者野中郁次郎（Ikujiro Nonaka，1994）的知识转化理论。他在对个体与组织知识的转化过程及机理、影响知识转移的成功与失败因素等进行研究基础上，概括出SECI模型，即：社会化(Socialization)、外化(Externalization)、综合化(Combination)、内化(Internalization) ，构建了隐性知识与显性知识的四种转化关系[4]。具体地说，社会化是指隐性知识到隐性知识的转化，这是在个人间分享隐性知识。主要通过观察、模仿和亲身实践等形式使隐性知识得以传递。师传徒受就是个人间分享隐性知识的典型形式。外化是指隐性知识到显性知识的转化，这是对隐性知识的显性描述，将其转化为别人容易理解的形式。综合化是指显性知识到显性知识的转化，这是一种知识扩散的过程，通常是将零碎的显性知识进一步系统化和复杂化。内化是指显性知识到隐性知识的转化，这是指学习者接收了这些新知识后，可以将其用到工作中去，并创造出新的隐性知识。团体工作、干中学和工作中培训等是实现显性知识隐性化的有效方法。但SECI模型没有研究信息技术对知识转化的影响，更没有提出网络平台上如何传播隐性知识具体方法，所以我们有必要探讨在网络中传播隐性知识的途径与方法。

二、 信息技术对隐性知识传播的影响

1．网络中的视频技术促进了隐性知识的社会化

网络中的视频技术使得学习者在虚拟的网络世界中获得了现实世界中的真实感受，在网络中实现了人际传播过程中非语言因素的交流。它的运用拓展了原来“面对面的交流”所造成的空间和容量的限制，使学习者交流变得更加广泛和自由。网络视频的录像功能还可以再现学习交流的过程，使隐性知识传播过程得到记录和保存。而在传统的知识传播过程中，学习者很难拥有这样的机会，即使有这样的情境，也往往会顾此失彼，没有足够的时间和精力来体验这些包含隐性知识的完整过程，最终影响到隐性知识的习得。网络视频技术的运用，不仅扩大参与交流的对象和范围，其系统提供的录像功能，轻易解决学习者观察、听讲、思考与记录之间的矛盾。使学习者一方面可以安心、坦然地与他人展开讨论，捕捉智慧火花；另一方面通过录像的回放整理，可以在事后进行反复多次地聆听，品味交流者的智慧思想。所以合理使用这些网络视频技术，可以促进隐性知识的社会化，提高隐性知识转化与分享的效率。

2．网络中的多媒体技术促进了隐性知识的外化

网络中的多媒体技术集文字、声音、图形、图像、动画、视频为一体，具有生动性、形象性、情境化的特点。多媒体技术具有强大的隐喻功能，在知识表达形式上有了新的突破，在表达复杂知识概念上面有着自己明显的优势，恰当的使用它可以有效促进隐性知识的外化。多媒体技术的优势主要体现在：它使知识的表征从简单抽象的符号走向模拟仿真，对不易用语言描述的隐性知识，通过声音、图形、图像、动画、视频等多种形式进行综合编码，可以创设出类似真实情景，同时提供丰富的语境信息，以形象化、可视化的方式给予呈现，从而对学习者产生多种感官刺激，弥补了传统语言、文字表达形式的不足。同时还能提供多重显示事实的功能，从不同角度让学习者对结构不良领域的现象进行思考，实现对隐性知识的类比和隐喻。这种以学习者熟悉的、能够接受的知识表达手法为切入点来表达他们不熟悉、其它手段不易描述的隐性知识，就像在具体问题情境，用类比和隐喻的手法，向学习者展示一个真实事件一样，让学习者试用自己熟悉的知识来逐步描述和表达新的知识，实现了隐性知识的外化过程。

3．网络中的虚拟现实技术促进了知识的内化

网络中的虚拟现实技术是指，基于计算机系统并辅以头盔和数据手套的三维图像跟踪装置，能让主体产生一种身临其境的感觉环境。虚拟现实实现了人与知识之间的直接对话，使人仿佛置身于真实的学习环境当中，产生身临其境的感觉。这种沉浸感、交互性的虚拟环境，提供了隐性知识学习的载体，促使显性知识向隐性知识的内化过程。如美国NASA Johnson空间中心等开发的ScienceSpace，就是一个比较成功的例子[5]。它利用三维感觉界面，通过沉浸式的，从做中学的学习方法帮助学生掌握一些传统上比较难掌握的课程，比如相对论、量子力学、分子轨道等。ScienceSpace通过建构一些沉浸式的世界，让学习者在其内经历近光速的旅行或量子级的事件。学习者在虚拟现实的环境中完成一系列有关联的活动之后，通过描述重要因素之间的关系，解释他们所观察到的现象，最终达到能将虚拟世界里体验到的现象和所形成的见解，转变、归纳到一个充分变化的真实环境中去。这样，让学习者在这些问题上得到一些直观的理解，为这些对象所包含的隐性知识的学习提供实质性的基础，实现了知识的内化过程。

4．网络中的工具软件方便了隐性知识的传播

随着Web 2.0技术的使用，各种各样的网络交流、分享、协作工具软件日新月异，如网志Blog、Tag标签、Rss阅读、社会书签、共创WIKI、人际网联Wealink等。这些网络工具软件的使用扩展了知识传播的传统通道，快速地聚合与同一主题相关的、分散于网络各处的零碎的知识，明显促进了知识的利用和传播。同时新的交流工具不仅可以帮助学习者获得知识，更重要的是它为学习者提供了方法与技术的支持，提升了学习者的学习理念。使知识的学习不再是孤立的个人行为，更多的表现出它的社会性，最终实现让更多有相同需求的人可以方便的走到一起进行交流与学习。

三、构建基于信息技术的隐性知识传播模式

1. 利用知识管理技术搭建网络平台，对隐性知识传播过程进行管理

知识管理以知识存量和流量为其“活动内容”，是个人知识转变成组织潜在竞争能力的内在管理机制的反映，是个人未编码知识（如人头脑中的工作经验、创造性知识与专业技能等隐性知识）转化成组织编码知识（如制度、文档与数据库等显性知识）的动态螺旋上升过程，包括社会化、外在化、内化和整合等知识的创造与转换环节[6]。运用知识管理技术搭建网络平台，不仅有助于知识的搜集、加工、处理和组织，并且有利于知识的共享与创新以及隐性知识和显性知识的相互转化。一般而言，知识管理系统要具备外化、内化、中介和认知四个基本职能。这四个基本职能正好与野中郁次郎提出的隐性知识与显性知识的四种转化关系相对应，并辅助于网络信息技术特点加以实现。其中外化指从系统平台内部与外部捕获并存储对系统有用的知识，然后根据分类框架或标准来整合它们，可由数据库系统、文件管理系统和搜索工具等来实现。内化就是设法发现与特定需求相关的知识结构，然后从外部存储中提取知识，通过各种过滤技术，把与需求相关的知识提供给知识寻求者，一般运用网络浏览器和搜索引擎等技术来实现。中介能将知识寻求者和最佳知识源相匹配，通过追溯个体的经历和兴趣，把需要知识的人与拥有知识的人联系起来，通常采用群件产品、组织内部网、工作流和文件管理系统等技术来实现。认知则指经由前三个功能交换得出的知识的运用，可通过专家系统、人工智能技术等来实现。这四大功能提供了系统内外部隐性知识和显性知识的互动式转化，并且使知识脱离个体仍具备专家性、综合性、完备性和系统性[7]。

2．利用网络建立虚拟学习社区，为隐性知识传播提供新的载体

虚拟学习社区是一种基于网络的虚拟学习环境，其成员由具有共同兴趣及学习目的的人们组成，他们利用多种网络通讯工具，通过相互的交流、互动、讨论和协作，共享彼此的观点、思想、学习经验和体会，从而促进个体知识建构和集体智慧的发展，达到学习的目的，并促进自身学习能力的发展。虚拟学习社区的技术特点为隐性知识传播提供了方便。表现为它可以突破传统学习的人往范围，把思想中相同关注点的人联系起来组织成思想的社会网络，使隐性知识传播成为可能。如果利用野中郁次郎的知识转化理论，借鉴其SECI模型分析，我们可以发现虚拟学习社区非常适合于隐性知识的传播。首先在隐性知识社会化方面，传统师徒中“面对面的交流”在虚拟学习社区可以演化为学习者根据自己的需要，利用网络中知识地图导航技术在社区中寻找“师傅”。虚拟学习社区比较注重知识分享和用户的体验，能够让所有的人都发出声音，主张通过网络来利用集体的智慧，它提供了许多工具让成员进行总结表达自己的观点和经验，如网志Bolg等技术，借助这些手段来总结个体的技能、经验等隐性知识，形成可以交流的材料，同时再由专家加以点评、修正，提升为显性知识，使个人的隐性知识得以传播与共享。第三，虚拟学习社区还为个体隐性知识的建构提供良好学习环境支持。它把分散的优势资源，组合成为一种跨越时空界限的能够实现知识共享的互动性平台，为个体从显性知识获得隐性知识提供保证。学习者在这一环境中进行学习时，可利用虚拟学习社区提供的一系列认知工具，如概念图、任务管理工具、学习反馈工具等，对自己从学习社区资源库或同伴获得的信息进行加工处理，最终内化为自己的隐性知识。利用虚拟学习社区传播隐性知识，在现实中已有较为成功的例子，如China ASP社区[8]，它通过知识共享的社会化、外化、综合化、内化的循环过程，实现了知识共享和知识创新，创设了一个隐性知识传播的良好环境。

第8篇：量子计算基本特征范文

统向复杂研究的递进，复杂系统研究纳入了科学视野，需要重新理解和界定教育系统的特性人们关于系统的认识由来已久，起源于对整体与部分的探究。20世纪20年代，奥地利理论生物学家贝塔朗菲提出一般系统论的思想，强调必须把有机体当作一个整体或系统来研究，这成为系统科学诞生的重要标志。根据系统的不同属性和研究者的需要，可以作出多种方式的系统分类，如宏观系统与微观系统、自然系统与社会系统、有机系统与无机系统、工业系统与农业系统等等。简单系统与复杂系统的划分，则是根据系统的结构、要素相互作用、是否具有确定性、系统演化及机制等方面的不同来确定的。复杂系统研究的出现，是系统科学研究的前沿领域，是人们思维水平升华的体现，也是对客观复杂性认识的深化。相对于简单系统，复杂系统有其自身的特性，研究者对复杂系统曾经从不同角度与学科作出诸多的规定性表述，择其要点归纳概括，复杂系统主要呈现如下基本特征：（1）系统内部存在大量不确定现象，系统状态是不可精确预计的；（2）系统的存在具有目的性，系统的演化有其自身的方向和指向；（3）系统内部包含中等规模的适度主体，且相互之间发生非线性作用；（4）系统内部各主体依据“局部信息”选择各自的行为，系统整体行为取决于各主体的耦合作用；（5）系统具有自组织功能，系统演化是一个自组织过程；（6）系统同环境有广泛的交换，表现为开放系统；（7）一般来说，具有生命和智能特征的系统都是复杂系统；（8）系统内部要素相互作用经外部的扰动导致系统状态的改变。关于复杂系统特征的表述涉及众多学科的概念，如熵、非平衡态、涌现等，但从上述八个方面基本可以把握复杂系统的特征和轮廓。有些系统看似复杂，实则是简单系统，如机器系统和卫星系统，尽管有着相当高的技术水平和高难度的技术设计，但本质上具有可控性、确定性，是可以预计的，并不具备复杂系统的特征。社会系统本质上是复杂系统，现代社会的各种社会活动日益活跃，日益复杂，有些社会活动甚至给人们难以琢磨的感觉，这就要求人们以新的视角认识和把握社会活动的机理。人们的思维水平和能力经历了由简单到复杂的历程，某些社会现象也有一个由简单系统形态向复杂系统形态过渡的过程，教育就是如此。教育从最初的家庭成员之间关于生活经验的口传心授，随后产生最初的学校组织，直至形成学科庞杂、各级各类学校组织集合、几乎涉及全民的教育系统。教育系统具有复杂系统的一般特征，教育是由人参与其中的社会活动，生命本身就有其复杂性，教育活动置身于社会复杂系统之中，教育系统内部各主体及要素之间的关系，呈现为极为丰富的非线性相互作用。复杂系统研究有一句名言：要把复杂性作为复杂性来研究。对教育复杂系统的研究，不是将教育问题复杂化，而是研究教育系统自身具有的复杂性。目前，人们对教育问题、教育系统的认识还存在简单化的现象，尽管人们在经常使用“教育系统”这一说法，但实际上对教育系统的理解，相当大的程度上还是一幅关于系统的结构罗列、层次分解、关系描述的静态图景，在教育研究和教育政策方面，甚至出现对复杂性教育问题追求简单化的倾向，这既违背了静态复杂性的特性，也不利于教育实践的发展。因此，有必要深入研究复杂教育系统的基本特征。

2复杂系统研究不是研究系统的存在，而是研究系统的演进，活跃的教育系统如何演进是一个重要的问题

对于系统的认识有两种基本的方式，一是认识系统的存在，一是认识系统的演化。长期以来，以近代科学为代表的研究主要集中在系统存在的问题上，特别是对系统结构的研究，在太阳系结构、人体结构、地质结构等方面有许多重大的成果和发现，但这些研究忽视了系统的演化。随着科学研究的深入发展，研究者开始探索系统及内部结构的产生与演化，康德-拉普拉斯提出了天体演化的星云假说，赖尔研究了地质缓慢变化的理论，达尔文则就生命系统阐述了生物的进化论。比利时物理化学家和理论物理学家普利高津在研究系统演化方面作出了突出的贡献，普利高津长期从事关于不可逆过程热力学（也称非平衡态热力学）的研究，他在研究中发现了热力学和生物学之间的矛盾，前者给出静止的存在的世界图景，后者传递了动态的演化的世界图景，统一的世界为什么会产生两种不同的时间方向，物理学和化学是否有其存在和演化的过程，这些问题成为普利高津研究复杂系统的起点。在深入研究的过程中，普利高津将演化引入了物理学和化学之中，提出了耗散结构理论，奠定了他在复杂系统研究中不可替代的地位。然而，普利高津的研究不仅仅指出了演化在物理学和化学中的重要意义，他的贡献在于研究并指出了系统的不同状态、系统演化的基本条件和机理。普利高津将系统分为平衡态和非平衡态两种基本状态，平衡态是指系统同外界没有物质能量交换且内部呈现无序状态，最终走向沉寂和消亡，通俗地说是“死系统”，那么，如何使系统“活”起来，即系统怎样走向演变呢？普利高津通过从平衡态到衡态再到远离平衡态的研究发现，在一个开放系统中，在从平衡态到衡态再到远离平衡态推进的过程中，当到达远离平衡态的非线性区时，一旦系统的某个参量变化达到一定的阈值，通过涨落，系统就可能发生突变，即非平衡相变，由原来的无序的混乱状态转变为一种时间、空间或功能有序的新的状态。这种有序状态需要不断地与外界交换物质和能量才能维持，并保持一定的稳定性，且不因外界微小的扰动而消失。这种远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观的有序结构，普利高津称之为耗散结构。系统这种能够自行产生的组织性和相干性，称为自组织现象。因此，普利高津又把它称为非平衡系统的自组织理论。由此，他指出了形成耗散结构的四个条件：第一，系统必须是一个开放系统；第二，系统应当远离平衡态；第三，系统内部各要素之间存在非线性的相互作用；第四，系统从无序向有序演化是通过随机的涨落来实现的。导致系统发生演化的四个基本条件缺一不可，其中开放系统和远离平衡态是前提条件，它直接决定了系统处于何种状态。因此，要促进教育系统的演化，认识教育系统状态有着重要的意义。回顾我国当代教育的发展变化，教育系统曾经处在不同的状态上。1965—1976年期间，教育系统无序混乱，结构层次混淆不清，内部主体及要素之间为简单的线性作用，其具体表征不容赘述，这一时期的教育系统状态是典型的平衡态。1976年之后的教育改革，从复杂系统研究的角度看，首先打破了长期形成的超稳定死寂的平衡态，即远离平衡态，我国教育系统打开了封闭的大门，与环境开展了多种要素之间的交换交流，促进了教育系统的积极演化，实现了教育在一定时期的大发展，形成新的教育系统状态。系统演化本质上应该是无止境的，任何系统状态都不是一成不变的，总要沿着从低级形态向高级形态的方向发展。我国教育经过长期发展和积累，目前处于什么样的系统状态，这是一个需要探讨研究的问题。如果说我国教育系统状态处于新的平衡态的话，可能过于武断和简单，但从经济社会发展的需求和国际教育环境来看，教育的进一步改革开放势在必行，目前的教育系统状态有待改变。尽管一系列教育改革的政策措施得到落实，但人们对教育现状仍然有诸多的意见和诉求，这起码说明我国的教育发展还是在衡态上徘徊。衡态系统演化的典型特征是，虽有发展但动力不足，结构层次和内部作用过于稳定，有待形成新的有序结构，这应该是我国教育系统处于衡态的写照。远离新的平衡态，研究和寻找教育改革开放的新路径，是教育研究和教育实践的重要课题。

3系统的不确定性是认识复杂系统的前提，放弃单纯确定性的幻想和努力，探究教育系统的确定性与不确定性

问题不确定性或许不是复杂系统研究中最经典的概念，但肯定是一个不容忽视的概念。不确定性是区分简单系统与复杂系统，理解系统内部随机性、系统目的性乃至混沌理论的认识前提。科学界一度把确定性研究奉若神明，拉普拉斯宣称，只要给他初始条件，他就可以预言未来的一切发展。莱布尼茨曾认为，数学的计算将能解决一切争议。以牛顿为代表的经典科学也形成了确定性的基本观点，例如：自然界的各种运动形式本质上都是机械的，自然界的各种现象都可以用机械力学来解释，经典力学的适用范围没有界限；自然界的各种物体都是由各种微粒组成的，最小的微粒（原子）不可分，世界是粒子一象性世界；各种自然现象都是实在，它们独立于我们的感觉和认识而存在；科学的任务是如实地认识实在的本来面貌，而不附加任何多余的东西即主观的东西；自然界的运动变化是连续的，不可能从一个环节跳跃到另一个环节，而只能从一个环节逐渐过渡到相邻的环节；自然界的变化具有严格的规律性，这种规律性具有严格的、精确的决定论性质，我们若知道某个系统的初始条件，就可以唯一地确定该系统在某一时刻的状态；自然界（特别是无机界）本质上是简单的，它所呈现出的一些复杂性只是表面现象，完全可以用一些简单的规律来解释，科学的任务就是利用这些简单的规律来揭示自然界的简单性；整体等于各部分之和，认识了各个部分的性质，整体的性质也就昭然若揭，所以分析方法是科学研究的主要方法。总之，客观世界本身的运动规律是确定性的，是不以人的意志为转移的。科学研究的进步及复杂系统研究的兴起，打破了一味追求确定性的神话。复杂系统研究认为，机械决定论或单值决定论无法解释纷繁复杂的世界图景，不确定性是复杂系统存在与演化的客观属性。普利高津指出，把复杂的系统归之于简单要素的机械组合，这相当于把一座大楼归结为砖头的堆砌，但是用同样一些砖头，我们可以建造工厂，也可以修筑宫殿和教堂。在整个建筑物水平上，我们看到了整体性和复杂性。导致系统不确定性的因素主要表现为：（1）系统整体不是部分的简单相加，各个要素之间并不是彼此无关，而是存在着复杂的相互作用；（2）各个要素间的作用具有非线性的特点，处于包含大量要素协同动作的相干状态；（3）系统内部各主体或要素不可能完全按照系统中央控制信息决定各自的行为；（4）相关实验难以得到决定论的结果，人们很难知道复杂系统中的分子准确位置与速度，不可能准确地预言系统的未来；（5）人作为生命系统、社会系统的参与者，其价值观念、行为方式、思维方式是不可能用决定论的方法来预计和控制的。系统的不确定性不是由人们认识能力不及所决定的，它是复杂系统的一个客观特性。教育发展过程是确定性与不确定性的统一，在其过程中，某一环节、某一阶段、某一事件的目标、方法、手段和工具是确定的，在教育发展的整个链条或者教育整体系统中，不确定性是其一个典型的特征。教育的不确定性不是教育的无奈，恰恰是教育复杂系统自身固有的，也是教育多样性和教育活力的源泉，复杂系统研究所要做的就是从教育系统不确定性出发，探讨教育系统演变过程的规律和机制。然而，以所谓“科学性”、“理性”为名义的教育活动，仍然从机械决定论的“确定性”出发，制约和评价教育自身的不确定性与演化过程。这种活动经过线性决策过程，制定一个假设的目标或预先设想，编制一套包括学生规模、教师规模、论文产量、学科数量、科研机构数量等在内的量化指标体系，作为衡量教育组织发展水平的唯一标准，力图用简单因果关系测度教育系统的演化，价值理性让位于工具理性，动力机制让位于硬性规定。简单化教学方式同样也是一种从确定性出发的幻想，以机械的方法、分割的知识、固定的模式、单一的目标培养具有活力和多重可能性的学生，显然是违背了客观对象的复杂特性。摈弃功利色彩和简单思维的确定性追求，建立从不确定性出发的系统演化的思路，是促进复杂教育系统演化的思维方式。

4复杂系统研究关注系统结构层次，无序导致死寂，涨落导致有序，期待教育系统演进的有序结构的形成与呈现

系统演化是通过改变内部结构层次来实现的。复杂系统研究对系统内部结构层次作出了无序状态和有序状态两类划分，无序状态是指系统中个体在空间杂乱分布及无规则变化，系统内部的运动无规律可循；有序状态是指系统中个体在空间整齐分布及规则变化。有序状态的系统通常分为空间有序、时间有序和功能有序三种情况。人们通常这样来描述这三种情况，空间有序是指它具有一定的空间形状，比如天体运动，它的运动轨迹都是有精确的形状的，大气中有时会出现“云街”也是一种空间有序结构；时间有序是指复杂运动所出现的明显的“时间节奏”。几乎所有的天体运动除了精确的空间有序以外还有精确的时间有序，日出日落、温寒冷暖等现象都是时间有序的表现。除了时间和空间有序以外，一些系统还有功能有序，所有的生物都具有功能有序的特征，如人体的免疫功能、生殖功能、调节功能等等。人类社会也是一个具有功能特性的系统，如在发生经济变化、战争爆发、社会动荡等情况下，社会能够随之作出相应的调整。复杂系统研究在关注时间、空间有序的同时，更重视功能有序在复杂系统演化中的作用和机理。系统的无序状态将导致系统的沉寂和消亡，如何使系统从无序走向有序，从低级有序走向高级有序，这是复杂系统研究所关心的重要内容。普利高津的耗散结构理论揭示了一个观点：涨落导致有序。一个由大量子系统组成的系统，其可测的宏观量是众多子系统的统计平均效应的反映，但系统的状态不可能永远精确地处在这些平均值上，总是或多或少有些偏差，这些偏差就叫涨落。根据系统涨落的内部原因和外部原因，涨落可分为内涨落和外涨落，对处于平衡态系统的随机涨落，称为微涨落；对处于远离平衡态的非平衡系统的随机涨落，称为巨涨落。系统通过在临界点发生的巨涨落，出现新的分支并形成新的结构。这种涨落正是进化系统中的革命力量，没有涨落就没有进化运动。系统演化过程就是涨落与系统的宏观结构在开放条件下，在相互对抗中的产生、成长、系统结构更迭和自身消亡的过程。因此，认识和把握能够促进系统产生有序状态的涨落，是复杂系统研究的一个基本认识。如何评判我国教育系统目前的无序或有序状态？与20世纪十年期间教育的无序状态相比，教育的有序状态得到了很大程度的呈现和完善。但我们还要看到，系统的有序程度不是一个恒定的状态，系统总要从低级有序向高级有序发展，我国教育系统实现高级有序程度还有很大的空间。伴随着经济社会的发展和教育发展环境的变化，我国教育系统表现为低级有序状态，例如，终身教育体系尚未真正建立起来，办学形式单一化情况尚未真正得到改变，学科与专业设置同社会环境需求及公众需求尚有差距，这些教育层次结构、教育类型结构、办学形式结构和教育管理体制结构的问题，反映了教育系统状况的低级有序程度。当然，我国教育没有停止改革发展的步伐，但这种改革发展在宏观态上处于“稳定”状态，即处于围绕在平均效应的微涨落，如个别地区、个别教育组织在特定条件下的教育改革与教育实验，况且难免将教育均衡发展误解为平均发展，因此整体上尚未发生能够引起系统宏观态有序的巨涨落。推进我国教育系统有序结构的形成及教育系统演化，需要我们正确认识教育内外部的涨落现象，掌握和控制好教育巨涨落的机遇。

5复杂系统内部要素之间的非线性作用，引发系统发生整体演变，复杂教育系统要寻找演化或变革的动力

无论是非平衡是有序之源，还是涨落导致有序，系统的演化都要通过系统内部要素的相互作用来实现。究竟是什么力量使得系统发生宏观态的改变并形成有序状态，复杂系统研究揭示了非线性作用在系统演化中的作用。需要指出的是，线性关系只是非线性关系的一个特例，是一种简单的比例关系，系统内部各部分的贡献是相互独立的，非线性关系是对这种简单关系的偏离，系统内各部分之间彼此影响且发生耦合作用，非线性系统中各种因素的独立性就丧失了，整体不等于部分之和，叠加原理不复存在。系统内部存在着的非线性相互作用，在平衡态和衡态，涨落是一种破坏稳定有序的干扰，但在远离平衡态条件下，在临界点处，非线性作用将微涨落放大为巨涨落，产生新的分支，实现突变并达到新的有序状态。非线性相互作用有三个明显的特点：一是叠加失效，产生新质，系统内多项变化不均匀，不成比例，不具有加和性，系统的整体性质不等于各个孤立部分性质的机械叠加，出现了一种各个孤立要素不曾有的系统新质；二是非独立性，相干协同，构成系统的各个要素之间并非各自独立、互不干涉，而是交叉渗透、互相影响、互相制约，融合在一起产生了相干协同效应；三是多元可能，多重选择，系统演化没有唯一的解，解是多元可能的，且不稳定，随时间、地点和条件的不同而变化，系统具有多重选择性，在系统演化中预先包含了系统失稳（对称性破缺）以后进入新的稳定态的多种可能性，即确定了系统演化的可能方向和途径。教育系统演化中内部非线性相互作用是不容忽视的，人是教育系统的基本要素和主体，教育系统中的人群不是简单的排列聚集，而是有着各自的主观感受，人在价值观念、文化知识、行为方式方面进行着相互交流与选择，在非线性相互作用过程中，知识的积累与迁移、个体的成长与教育组织、教育系统的发展会出现多重选择、多种可能的情况，从而导致改变个体与系统演化的宏观状态。实际上，在目前教育实际中，存在着线性作用和非线性作用两种情况。在教学和学习领域，学习的过程实际上是一个复杂系统演化的过程，人的大脑有着复杂的演化机理，人们的学习过程和学习效果几乎很难被确切规定，“举一反三”、“教学相长”、启发式教学、多感官系统学习、社会实践、探究性学习等则是教与学非线性作用的体现，诸如“我说你听”、“死记硬背”、“照本宣科”等是过分强调线性作用的表现；在教育管理领域，过多地从投入产出角度或用外部指令调节教育现象和解决教育问题，是一种线性思维的管理行为。教育系统内部的非线性相互作用，不仅仅是系统的一个特征，更主要的是，非线性相互作用是一种力量。这种力量拒绝系统及系统中个体的平庸发展和常规发展，它促使新的质变产生，推动教育系统及各主体向高级阶段演化。

6复杂系统的演化是自组织过程，区分自组织和他组织的特性，把握教育系统演变自组织的适应性

复杂系统研究的系统演化就是系统的自组织过程。组织这一概念人们已经耳熟能详，复杂系统研究所说的自组织是指由诸多要素按照一定方式相互联系起来的系统，也可以指系统内的有序结构形成过程。自组织理论是20世纪60年代末期开始建立并发展起来的一种系统理论，是复杂系统研究的重要的理论基础和成果。自组织理论的研究对象主要是复杂自组织系统（生命系统、社会系统）的形成和发展机制问题，即在一定条件下，系统是如何自动地由无序走向有序，由低级有序走向高级有序的。本文所介绍和讨论的问题，既是自组织理论的基本内容，也是自组织过程形成与演化的基本条件。德国理论物理学家哈肯认为，从组织的进化形式来看，可以把它分为两类：他组织和自组织。复杂系统研究指出了自组织与他组织的各自特征：（1）外部指令作用的不同，他组织系统是靠外部指令而形成组织，自组织系统是不完全依靠外部指令而形成的，系统按照相互默契的某种规则，各尽其责而又协调地自动地形成有序结构；（2）环境关系的不同，自组织系统是开放系统，同环境有着广泛互动，他组织系统是封闭系统，基本隔绝了同环境互动；（3）结构功能的不同，自组织系统内部结构具有层次性，主动创新能力与适应能力强，他组织系统内部结构简单，创新能力和适应能力极为欠缺；（4）目的性不同，自组织系统演化有较强的目的性，反之亦然，他组织系统缺少系统演化的目的性，这在生命系统、社会系统尤为明显。教育的产生，最初是纯粹的自发的自组织行为，如今，教育系统成为一个十分庞大的组织系统。在各类社会组织日益增多且相互牵涉关联的条件下，教育系统亦即教育组织（在复杂系统研究中，系统和组织是紧密关联并互换使用的概念）的演化是自组织与他组织的统一，在我国目前教育体制中，教育的他组织显得更加重要。需要指出的是，自组织是系统演化的主因和动因，他组织是系统演化的条件和环境，他组织再强大也不能代替系统的自组织功能。哈肯曾这样描述，如果一群工人由另一个工人即所谓的工头发号施令，那么得到的是一种用于生产某种产品的组织行为，而这种行为绝不是自组织；自组织意味着没有工头的外部命令，但工人通过某种相互了解而互相配合，每个人根据“役使”他们行为的集体概念而工作。如果一个教育组织完全按照外部指令要求来运行，或者外部“行政命令”一味规定教育组织的行为，都会削弱甚至扼杀教育系统的自组织功能。学校是教育系统中的主要主体，应适度依靠他组织的力量，发挥自身自组织的力量。一个学校自组织功能愈强，其保持和产生新功能的能力也就愈强，这或许是在强调“办学特色”、“特色学校”中应予以特别关注的思路。

7智能性、生命性是复杂系统的典型特征，不可低估信息在系统演化中的作用，教育系统应该是典型的复杂系统

系统论的问世，一开始就是指向有机系统的，尽管耗散结构理论从热力学第二定律出发研究有关物理化学问题，但最终也是指向了生物界，耗散结构学派的有关学者甚至利用其学说研究城市管理问题。生物体不断与外界进行物质和能量的交换，通过新陈代谢维持生命，是一种远离平衡的高度有序的结构。生命系统是复杂系统研究不能回避的领域，事实上复杂系统研究对生命系统也进行了深入的探讨，如哈肯就曾出版《大脑工作原理》。生物系统是一个多样性的世界，低级生命与高级生命、动物与人类在统一的生命系统中各自有其显著的特征，呈现为不同的演化过程，自然不可一概而论。作为高级生命系统的人，以及由人作为参与者的社会系统，其存在与演化的特殊的机制机理是什么呢？复杂系统研究强调信息在系统演化中的作用，提出了复杂系统的智能性特征。系统在演化过程中与环境进行物质循环、能量流动、信息传递，这三者在其中的地位和作用是不同的。能量流动是生命系统的动力，具有单向、递减、不循环的特点；物质循环是生命系统的基础，生物体的元素在生物群落和无机环境之间进行的循环；信息传递调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定，信息传递具有双向交换、再生扩大的特点。信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态。这意味着系统内的元素或主体的行为遵循一定的规则，根据“环境”和接收的信息来调整自身的状态和行为，并且主体通常有能力来根据各种信息调整规则，产生以前从未有过的新规则。系统在整体上显现出更高层次、更加复杂、更具协调职能的有序性。这里，我们看到了信息在生命、社会复杂系统演化中的革命性的作用，就物质循环、能量流动而言，是一般系统演化所必备的，一些简单系统、无机系统甚至有这两项就足够了，随着生命、社会复杂系统从低级向高级形态的发展，由于信息传递的介入和增强，系统结构更具层次性，系统功能日益强大，系统有序程度日益增强，甚至能够部分再现物质循环、能量流动的过程。在保障所需的物质循环、能量流动的基础上，人类个体从婴儿到成年的过程中、人类社会从传统农业社会到现代社会的过程中，促进复杂系统演化的具有革命性作用的正是信息交流的作用。在这个意义上说，信息交流决定着系统智能性。在教育实践中，人们对信息这个名词并不陌生，教育信息化作为口号和愿景已经唱响多年了，产生了诸多冠之以“信息”名头的教育机构。坦率地说，人们在大多数情况下所说的教育信息化实际上只是教育信息技术化，甚至仅仅是信息终端设备而已，人们嘴上所谓的“信息”也不过是消息的代名词，这不是真正意义上的教育信息化。究其原因，在于人们对教育信息化的认识仅停留在工具性判断上，尚未从认识论的高度形成对教育信息化的价值判断。复杂系统研究认为，信息是与物质、能量相并列的客观世界和人类生存的三大要素之一，在这三大要素中，科学研究的兴趣开始从复杂系统的实体、实物转向信息和非线性相互作用。现代社会的发展需要充足的物质与能量，更离不开强大的信息流，当不可再生物质、能源即将消耗殆尽的时候，信息则提供了物质、能源再生和开发利用的基础和力量，当人们对生存环境、生活处境发生困惑的时候，信息提供人们认识世界、适应世界的思想和知识。这里讨论的信息，远不像消息、资料、工具那样简单狭义，复杂系统研究的信息应该是能够促进系统演化的科学技术、文化知识、价值观念及其传播载体。这样看来，教育系统似乎占居了独上高楼的境地，教育系统是传递信息、聚集信息、衍生信息的特殊领域，它所培养的具有信息素养的人，成为促进个体生命复杂系统演化的主体和置身社会复杂系统演化的参与者，教育复杂系统的演化，除去建筑设施、资金保障等因素外，发现、传播、衍生信息的能力则成为唯一起着革命性作用的关键因素。

8结语

第9篇：量子计算基本特征范文

中美自1972年恢复邦交关系正常化以来,双边贸易不平衡问题的发展经历了三个阶段。即互有贸易逆差阶段、中方持续贸易逆差阶段和美方持续贸易逆差阶段。中美双方对第一阶段的时间统计是一致的,即从1972年~1977年。而对第二、三阶段的时间统计,双方存在较大分歧。中方统计,从1978年~1992年的15年间,中方为持续贸易逆差国,逆差总额高达253.6亿美元。而按美方统计,美方仅在1978年至1982年的5年间为持续贸易顺差,1983年起至2003年一直为持续贸易逆差,逆差总额已高达6656.9亿美元,平均每年大约为316亿美元,中国从1994年起取代日本成为美国的最大逆差国。

虽然从理论上分析,美国的一系列经济发展数据已难以支撑持续的巨额贸易逆差,但中美贸易不平衡的发展趋势却没有任何改变的迹象。在中国入世后的第二年(2003年),美国对华贸易逆差达到了有史以来的最高值586.1亿美元(中方统计)/1239.61亿美元(美方统计)(见图1)。对于造成双边贸易不平衡的原因,中美两国自20世纪90年代起争论就没有停止过。之所以在这个问题上争议不断,主要在于它涉及到两国应当采取的解决方式以及应当承担的主要责任。美方认为两国贸易不平衡是由以下几方面的原因引起的:(1)美国产品遭遇中国贸易壁垒、缺乏市场准入;(2)中国缺乏政策的透明度;(3)“中国对人权、劳工权以及环保的滥用,以及拒绝遵守这些领域的国际标准使其获得不公平的增大美国贸易赤字的贸易优势。”①(4)未来的不可预见性;②(5)中国有意压低工人工资,有意操纵人民币汇率,压低人民币值,以促进出口。对于此问题的解决,美方善于使用的政策工具有:增加进口配额、限制自华进口;加大反倾销调查力度、阻止中国产品的进口;贸易制裁等。

中方则认为两国贸易不平衡主要是由于美国因素造成的:(1)美国的统计夸大了中国的对美出口;(2)美国使用的原产地规则难以全面衡量中美贸易平衡的状况;(3)美国对华出口管制是造成双边贸易不平衡的主要因素。中国使用的政策工具有:合理解释贸易不平衡的原因;改善与其他国家的贸易关系以防美国可能使用的贸易制裁;贸易报复等。

二、对中美贸易不平衡问题的深层次分析

中美两国作为目前世界上经济增长最快的发展中国家和经济最发达的资本主义国家,两国贸易发展出现不平衡具有某种程度上的必然性。这种必然性既是由发展中国家和发达国家本身经济的发展特点决定、也是由全球化时代的国际分工所决定的。由于国际贸易是国际分工的外在表现,是各国资源在世界范围内的重新配置方式,所以必须结合中美两国各自的整体经济状况以及在国际分工格局中地位的动态变化来考察这种东向贸易和西向贸易所导致的不平衡关系。

1.从中国对外贸易自身的特点来看中美贸易不平衡

中国人口众多,劳动力资源十分丰富。根据国际贸易的比较优势理论,中国在纺织、服装、玩具、皮靴等劳动密集型产品的加工出口方面具有比较大的国际竞争优势,所以中国对美出口的产品中70%以上属于“两头在外”的来料加工出口和进料加工装配出口,即所谓的加工贸易出口。也就是说,我国目前的出口商品中包括了相当一部分为出口而进口的商品,从理论上说,加工贸易必然会使处在加工环节的国家出现加工贸易顺差。因为作为从事加工贸易的国家,总是要通过对为了出口而进口的原材料进行加工,赚取加工

费用,然后再以更高的价格出口。

根据中国海关的统计显示,中国加工贸易的原材料和零部件主要来自周边国家和地区,出口主要市场则为美、日、欧国家。2002年,我国加工贸易进口来源地依次为:日本、中国的台湾省、东盟和韩国,占加工贸易进口总值的65%。同期,我国以加工贸易方式分别对美国、日本和欧盟出口468亿美元、281.5亿美元和261.4亿美元,对美、日、欧三个市场的出口合计占到加工贸易出口总值的56.2%。表面上看,中国从对美加工贸易出口中获取了较大的顺差,但实际上中国仅赚取很少一部分加工费而已。另外,由于近年来外商投资企业成为中国加工贸易出口的主要增长点,中国赚取的少量加工费也被外商所分享,中国实际获取的利润进一步减少。因此,所谓美国对华“贸易逆差”背后却隐藏了美国企业的巨额隐性收益。

中美贸易中的香港转口因素是双边贸易关系的另外一个显著特点。无论是中国对美国的东向贸易还是美国对中国的西向贸易,其中有相当一部分都是通过香港转口进行的。因此,如何处理和统计两国贸易中的香港转口份额成为中美贸易不平衡规模之争的关键。一方面,美国把经香港转口的中国产品价值全部算入中国对美国的出口,实际上,就把货物在香港的附加值也归为了中国的出口收入;与此同时,美国又把经香港转口到中国大陆的美国产品排除在对华出口之外,这样就使得美国对华贸易赤字统计夸大了。另一方面,中国也把美国经香港转口产品的全部价值都算成是美国对中国的出口,中国报告的美国贸易逆差数字就低估了。如何修正通过香港转口贸易带来的双边贸易不平衡规模,中美商贸联委会贸易统计小组分析的结论是,中国出口货物经香港转口到美国的平均增值率高达40.7%,远高于一般情况下的转口增值率;一些主要转口货物,如玩具和针织服装等,增值率甚至超过100%。但不管如何,中国对美国贸易存在顺差,这是一个不争的事实,但是这种贸易顺差没有美方统计的那么大,这也是一个事实。随着中国对外贸易中香港转口份额的下降,中美贸易不平衡的规模能否会走向客观化,对未来中美经贸关系的发展影响将十分巨大。

2.从经济全球化背景下的国际分工看中美贸易不平衡

经济全球化除了商品、服务、生产要素与信息的跨国界流动外,还包括通过国际分工,在世界范围内组织生产与销售,也就是说,生产的全球化对国际分工的内容、形式和作用机制都产生了重大影响。因此,传统的国际收支统计已难以准确、客观地反映国际分工利益的分配关系。只有在经济全球化的大背景下,才能把握中美贸易不平衡问题的实质。

从近年中美贸易的主要商品结构来看,双边贸易不平衡基本属于中国与美国之间合理的国际分工,并由中国发挥两个比较优势———产业之间的比较优势与产业内部的比较优势所导致的结果。③根据美国商务部的统计,2002年中国对美出口排在前五项的商品分别是杂项制品(18.44%)、办公用机械及自动数据处理设备(11.7%)、电信及声音的录制及重放装置设备(10.74%)、鞋靴(8.7%)、电力机械气具(8.09%)。单从以上数据来看,中国近年来对美出口以纺织服装为主的经贸格局已经开始发生变化,计算机通讯类产品的出口份额在上升。根据中国海关统计,2003年上半年中国高新技术产品进出口总额达948.95亿美元,比上年同期增长50.67%,高出全国外贸进出口增幅11个百分点,但其中一个很重要的问题是中国高新技术产品出口的主流仍然是加工贸易方式,具体说加工贸易方式出口额占高新技术产品出口总额的89.65%,因此中国对美出口实质上仍然是以劳动密集型产品为主。而根据美中商务中心的统计,1997~2001年美国对华出口的20种主要产品中,出口额排在前5位的分别是:飞机、通讯设备、显像管、含油种、以及自动数据处理机器。美对华产品出口明显属于高技术设计与营销为主的技术密集型、资本密集型产品发及具有较强国际竞争力的农产品。中美两国贸易产品的各自优势,充分体现了经济全球化时代全球产业链的内部分工,中美两国之间并不是在同一个水平上的竞争关系,而是优势互补的分工合作关系。但是由于美国一直对华实行严厉的高技术出口管制,使美国对华比较优势难以发挥,双方产品的优势互补也难以补充地体现出来,这是中美贸易不平衡的最根本原因。

3.从亚太地区产业结构的调整及边际产业的转移看中美贸易不平衡

自20世纪80年代中期以来,中国周边国家和地区进行产业结构的升级和调整,把其在国内已经丧失比较优势的劳动密集型产业和对欧美出口摩擦较大的商品的加工组装工序转移到中国,由此形成了中国从这些国家和地区进口原材料及零配件等,在国内进行加工组装,然后出口到美国和欧洲国家的加工贸易格局。因此,亚太地区产业结构的调整使中国成为劳动密集型产品的主要生产基地,这些国家在向中国转移产业的同时,也将其在美国的一部分市场和对美贸易顺差转移给了中国。可以说,中美贸易问题是东亚和东南亚地区作为一个整体与美国的经贸关系在世界经济全球化过程中的延续,体现出中国在国际分工格局中的地位。

对于亚太地区产业结构的调整给中美贸易不平衡带来的影响,美国许多专家学者给予了客观的理解与分析。华盛顿策略和国际问题研究中心国际商业部主任凯兹指出“在看贸易赤字问题时不应该只看美中之间的贸易,还应该看一看其它亚洲国家的情况,因为中国正在从马来西亚、泰国和印度尼西亚抢生意。本来在那些国家生产的一些产品现在转移到中国去制造了。美国的贸易赤字正在转移,从对这些国家的贸易赤字转移到对中国的贸易赤字,因为中国更具有相对优势。”美国国际经济研究所也通过研究证明,90%的美国自华进口只是替代了来自东亚和东南亚低工资经济体的进口大部分是低技术含量的电子机械、玩具、皮靴和服装,只是10%的自华进口直接与美国的产品形成竞争。④所以说,对美中贸易赤字的争论,总的看来感情的色彩多于理智的成分。

4.从美国经济自身结构看中美贸易不平衡

美国出现巨额外贸逆差的原因之一是由其基本经济和制度因素的作用决定的。一方面,战后世界科技革命的蓬勃发展,引发了世界产业发展史中第三次大规模的产业转移。美国跨国公司利用其拥有的多种垄断优势,在发展中国家大量投资,将劳动密集型、资源和能源消耗型及污染大的行业和低附加值的加工行业和工序向发展中国家转移,使美国与发展中国家在原有的垂直分工体系外日益建立起水平分工体系。这种分工体系反映在商品结构的变化中就是矿物燃料和制成品(包括服装、鞋类、玩具等轻工类产品及电动机械、金属加工等机电类产品)出现大量逆差。另一方面,进入20世纪90年代后,美国进一步利用其科技优势、生产优势等塑造出对美国最有利的国际分工格局,跨国公司的内部贸易以及与国外的产业内贸易成为美国贸易赤字剧增的主要原因。

此外,美国跨国公司在世界各地有大量子公司,把原本由本国生产或出口的大量商品及服务转化为海外子公司的巨额生产与出口,并相应地增加美国公司从其海外子公司对美国的进口,从而扩大了美国的“外贸逆差”。这样简单的进出口统计,就把真实的经济关系掩盖了,歪曲了。在中美经贸关系中,近年来美国跨国公司对中国的投资日益增加正在成为双边贸易不平衡加剧的重要因素。根据中国商务部的统计,截止2002年底,美对华投资项目累计达37212个,涉及合同外资762.53亿美元,美方实际投入403.79亿美元,“面对激烈的国际竞争,越来越多的美国跨国公司正把中国作为它们的出口平台”。⑤因此,随着美国对华市场投资的不断向纵深发展,通过在华子公司的出口而不是由美国直接对华出口将会造成美国对华出口数额的进一步减少,中美贸易不平衡的规模有可能再次扩大,短期内单边倒的趋势难以真正改善。

三、中美贸易不平衡对两国及双边经贸关系的影响

中美贸易不平衡不仅对两国各自经济的发展有重要影响,而且也对两国经贸关系有着重要影响,这两种影响相互作用、相互推动。当两国都认为它对自身经济发展有好处时,才会促进双边经贸关系的发展,否则就会成为双边经贸关系发展的阻碍。

1.对美国的影响

美对华贸易逆差的积极作用主要表现在以下两个方面:一是大量廉价的中国产品进入美国市场使得美国消费者可以在保持原有福利的情况下节省大笔的开支,弥补了其国内相关产业的不足,提高了国内的总有效供给,弥补了消费缺口,抑制了通货膨胀发生,为实现低通货膨胀下的经济增长创造了宽松的经济环境。二是由进出口商品结构的调整而带来的美对华贸易逆差,优化了美国资源的配置,实现了产业的高级化,使其能够最大限度地获取经济全球化和国际分工的好处。但由于巨额贸易逆差需要巨大的资本流入才能弥补,所以一旦国际资本流动出现变化,美元的强势或者经济发展的稳定性就会受到影响,这也正是经济学家们认为美国贸易逆差难以持续的根本原因所在。当然,美国也有不少人士认为对华巨额贸易逆差对美国经济带来负面作用,他们认为“美国对华贸易政策不是贸易,是对中国的外国援助。”⑥“这样一种不平衡的关系对美国的工资和就业以及美国制造业的健康发展带来了令人忧虑的影响”等等。⑦

2.对中国的影响

由于中国对美出口的快速增长,中国对美巨额贸易顺差为中国实现整体外贸顺差奠定了基础,这对于增加中国的外汇储备,改善我国外汇资源短缺的状况起了十分重要的作用,也有利于提高我国的综合国力和宏观调控能力,增强了海内外对中国经济和货币的信心,夯实我国加快改革开放和抵御外部冲击的物质基础。同时,中国对美劳动密集型产品的出口,有利于解决中国庞大的就业问题,对中国转化剩余劳动力提供了有利条件。但中国对美巨额贸易顺差也给中国带来了不容忽视的问题:一方面,我国外汇储备约1/3用于购买美国国库券,实际上已经在一定程度上陷入“斯蒂格利茨陷阱”之中,中国以巨额出口退税补贴美国消费者,大量中国对美贸易盈余的好处重新流回美国,等于支持了美国经济的发展,对中国的GDP增长也是一种巨大损失。例如,一个玩具离开中国工厂时值2美元,到达美国时加上成本值3美元。而美国消费者将以10美元购买这个玩具,由于进口花费为3美元,那么这个玩具的销售增加了美国7美元的GDP。由于向美国出口商品价值的利润为美国的进口商和中国的外资投资商所进一步挤压,那么出口盈利率事实上可能是负值。中国2002年427亿美元的对美出口直接导致中国854亿美元的GDP损失(如果这些产品在中国国内消费的话)。如果根据购买力平价计算,GDP损失将更大,约为出口价值的4倍。因此,中国对美出口盈余越大,意味着商品和服务的进与出之间的缺口越大,从而对中国GDP的负面影响越大。另一方面,中国对美巨额贸易顺差导致中国对美经济依存度远远高于美国对华经济依存度,这种不对称的经济依存关系极大地限制了中国对美外交的主动权,使中国在处理与美摩擦时总是处于被动地位。

3.对双边经贸关系的影响

目前中美贸易不平衡问题已经上升为一个极大的经济和政治问题,更有甚者认为“贸易不平衡是当前中美经贸关系的唯一问题”,⑧因此能否处理好、何时处理好这一问题对中美经贸关系的发展至关重要。根据以往的经验,巨额贸易逆差已经成为美国发动贸易战以获取全球化利益的强大“武器”,在其他国家一再鼓励出口,甚至经济发展严重依赖出口的情况下,美国就会以“公平贸易”为幌子,频频挑起贸易战,20世纪80年代美日经济摩擦、90年代以来的美中经贸摩擦就是典型的例证。具体来讲,如果中美贸易不平衡的趋势持续下去,美国政府重点会在以下三个方面对华施压:(1)在人民币汇率方面,中美贸易逆差已经成为美国对中国的汇率政策进行攻击的主要依据,因此美国会不时要求人民币升值,以减少美国对华贸易赤字,这一问题在当前正愈演愈烈。(2)在反倾销方面,基于中国产品对美国市场的冲击,美国会判定更多的中国企业产品对美构成倾销,从而加大对中国企业的反倾销调查力度,2002年上半年美国对华反倾销调查立案就达到十几起。(3)在出口补贴方面,美国会要求中国减少对其出口美国产品的补贴,削减出口退税力度,以削弱中国产品在美国的竞争力。总之,中美贸易不平衡问题将越来越会成为阻碍双边经贸关系顺利发展的障碍,增大双边经贸摩擦的频率,对双边经贸关系的总体影响是负面的、消极的。正因为如此,中美双方都应该重视这个问题,采取切实有效措施,尽可能使双边贸易朝平衡方面发展。

四、中美贸易不平衡的未来走势与展望

任何一国在对外贸易中不可能永远处于顺差地位,也不可能永远处于逆差地位。因此中美贸易不平衡的最终趋势应该是走向双边平衡。然而就短期来看,对决定中美贸易状况的几种因素进行分析是十分必要的。他们当中既有改善双边贸易不平衡的有利因素,也有恶化双边贸易不平衡的不利因素。中美贸易不平衡的未来趋势究竟往哪个方向发展,取决于这几种有利因素和不利因素之间的相互博奕。

因素一,以加工贸易为主体的中国对外贸易整体顺差决定了中美贸易不平衡短期内难以改变。我国的加工贸易从1989年以来一直是顺差,而且顺差额持续稳定增长,从1989年的26亿美元迅速增加到2002年的577亿美元。目前,我国加工贸易所占中国对外贸易比重超过了55%,这就决定了我国现阶段对外贸易顺差的这种势头应该还会延续,也就是说我国对外贸易的基本特征是顺差而不是逆差。由于美国是中国加工贸易产品出口的最大市场,特别是近年来中国对美加工贸易产品出口正在由劳动密集型产品扩大到高技术产品出口,因此中国对美贸易顺差短期内可能会继续加大。

因素二,随着美国对华直接投资的扩大,中美贸易不平衡的趋势也有可能加大。目前,美国对外直接投资额仍然主要集中在欧洲、加拿大、日本等发达国家和地区,对中国的直接投资额在美国对外直接投资总额中所占的比重非常小。但是,从长期来看,由于中国市场的进一步开放,美国跨国公司势必将会加大对华直接投资的力度,使得其对中国市场的投资不断向纵深发展,这样通过在华子公司的出口而不是由美国直接对华出口又将会造成美国对华出口数额的进一步减少,中美贸易不平衡问题也有可能再次恶化而不是改善。