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世界杯官方入口:什么是耦合?

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发布时间:2021-11-03来源:浙江日报作者:吴飞0

字为左右结构,左为、右同。是中国起源最早的一种翻土农具,指的是成双不奇。以左右结构所形成的指两人并肩而耕,联合使用农具耕地。很显然,耦合指两个或两个以上的体系或两种运动形式之间通过各种交互作用而彼此影响,从而联合起来产生增力,协同完成特定任务的现象。

耦合的机制

耦合机制催生的现象普遍存在于大千世界之中,如宏观天体世界因引力场交互而呈现的斗转星移、节气变迁和昼夜交替,微观物质世界因微小粒子(如原子、电子、夸克等)交互作用力而展示井然有序的物质合成与生命演化,其背后是强相互作用力、电磁力、弱相互作用力、引力这四种基本力所萌发的内在耦合效应。人类社会中因社会分工和个体差异,不同个体之间通过协作、竞争和激励等耦合方式,呈现所特有的群体智能,体现整体大于部分总和的涌现性特点。

乔治·帕里西(Giorgio Parisi )因揭示了从原子级到行星级尺度等复杂物理系统的无序性与波动之间的相互作用而获得2021年诺贝尔物理学奖。这些研究使得我们能够从无序表观中发现隐藏模式,知其然、且知其所以然地更深入了解复杂物理系统的性质和演化。

用系统论观点看耦合

耦合是两个或两个以上体系协同在一起产生增力,完成任何单一体系或不完全体系无法完成的任务,这使得被耦合的体系组成了一个完整系统,因此讨论耦合需要从系统论观点出发。系统论是从整体出发来研究系统中各个组成要素结构、功能、行为和动态之间的相互关系的学问,其既要求把握局部重点工作又注重胸怀全局大势,以实现系统的最优目标。恩格斯曾指出世界不是既成事物的集合体,而是过程的集合体,也就是说一切事物只有经过一定的过程才能实现自身的发展,世界是作为过程而存在、作为过程而发展的。任何事物发展的过程之得以实现,其动力主要来自于该事物内部要素之间的相互作用,世界是普遍联系的整体和永恒发展的过程。

一个系统内所有要素的无组织综合也可以成为整体,但是其无法成为一个系统,一个系统所具有的整体性是在一定组织结构基础上得以呈现,即要求系统内所组成要素要以事先设计的途径和机理相互联系、相互作用耦合而成,才具备系统的整体性。三个和尚无水喝、三个臭皮匠顶一个诸葛亮,前者是一个系统内所有组成要素进行了拼盘式总和,但总和结果因缺乏内生动力而难以成有目的的系统;后者是一个系统内所有要素被关联耦合,体现了系统的目的性。可见,系统中各个组成要素之间的相互配合、有机耦合使得系统具备整体性、有序性、动态性、目的性等特点。

耦合在数字时代的意义

在数字经济时代,数据已与土地、劳动力、资本、技术等并列为一种新的生产要素。人类社会、物理世界和信息空间不断耦合形成的三元空间中映照着工作、生活和生产的规律和模式,推动计算模式从继实验观测(从对自然现象的观测中总结规律)、理论推导(从科学实验中推导规律)和仿真模拟(从对复杂现象的模拟中进行科学研究)之后进入一种新方式,即数据密集驱动计算新范式。

在这一新计算范式时代,小到一个系统、大到一个行业,需要加强顶层设计,主动打破制约各个关联要素有机耦合式计算过程中可能存在的藩篱,加强集成式、融合式创新,形成综合生态系统(ecosystem system)。在这样的良好生态系统中,每一个耦合要素方可内驱成势、乘势成长,进而推动系统本身演化完善。

(作者:吴飞,世界杯官方入口上海高等研究院常务副院长、世界杯官方入口人工智能研究所所长。原载于《浙江日报》理论周刊2021111日。)

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