什么东西数不清
1.模糊数学.
模糊数学是数学中的一门新兴学科,其前途未可限量。
1965年,《模糊集合》的论文发表了。作者是著名控制论专家、美国加利福尼亚州立大学的扎德(L.A.Zadeh)教授。
康托的集合论已成为现代数学的基础,如今有人要修改集合的概念,当然是一件破天荒的事。扎德的模糊集的概念奠定了模糊性理论的基础。
这一理论由于在处理复杂系统特别是有人干预的系统方面的简捷与有力,某种程度上弥补了经典数学与统计数学的不足,迅速受到广泛的重视。近40年来,这个领域从理论到应用,从软技术到硬技术都取得了丰硕成果,对相关领域和技术特别是一些高新技术的发展产生了日益显著的影响。
有一个古老的希腊悖论,是这样说的:“一粒种子肯定不叫一堆,两粒也不是,三粒也不是……另一方面,所有的人都同意,一亿粒种子肯定叫一堆。那么,适当的界限在哪里?我们能不能说,123585粒种子不叫一堆而123586粒就构成一堆?”确实,“一粒”和“一堆”是有区别的两个概念。
但是,它们的区别是逐渐的,而不是突变的,两者之间并不存在明确的界限。换句话说,“一堆”这个概念带有某种程度的模糊性。
类似的概念,如“年老”、“高个子”、“年轻人”、“很大”、“聪明”、“漂亮的人”、“价廉物美”等等,不胜枚举。经典集合论中,在确定一个元素是否属于某集合时,只能有两种回答:“是”或者“不是”。
我们可以用两个值0或1加以描述,属于集合的元素用1表示,不属于集合的元素用0表示。然而上面提到的“年老”、“高个子”、“年轻人”、“很大”、“聪明”、“漂亮的人”、“价廉物美” 等情况要复杂得多。
假如规定身高1.8米算属于高个子范围,那么,1.79米的算不算?照经典集合论的观点看:不算。但这似乎很有些悖于情理。
如果用一个圆,以圆内和圆周上的点表示集A,而且圆外的点表示不属于A。A的边界显然是圆周。
这是经典集合的图示。现在,设想将高个子的集合用图表示,则它的边界将是模糊的,即可变。
因为一个元素(例如身高1.75米的人)虽然不是100%的高个子,却还算比较高,在某种程度上属于高个子集合。这时一个元素是否属于集合,不能光用0和1两个数字表示,而可以取0和1之间的任何实数。
例如对1.75米的身高,可以说具有70%属于高个子集合的程度。这样做似乎罗嗦,但却比较合乎实际。
精确和模糊,是一对矛盾。根据不同情况有时要求精确,有时要求模糊。
比如打仗,指挥员下达命令:“拂晓发起总攻。”这就乱套了。
这时,一定要求精确:“*月*日清晨六时正发起总攻。”我们在一些旧电影中还能看到各个阵地的指挥员在接受命令前对对表的镜头,生怕出个半分十秒的误差。
但是,物极必反。如果事事要求精确,人们就简直无法顺利的交流思想——两人见面,问:“你好吗?”可是,什么叫“好”,又有谁能给“好”下个精确的定义?有些现象本质上就是模糊的,如果硬要使之精确,自然难以符合实际。
例如,考核学生成绩,规定满60分为合格。但是,59分和60分之间究竟有多大差异,仅据1分之差来区别及格和不及格,其根据是不充分的。
不仅普遍存在着边界模糊的集合,就是人类的思维,也带有模糊的特色。有些现象是精确的,但是,适当的模糊化可能使问题得到简化,灵活性大为提高。
例如,在地里摘玉米,若要找一个最大的,那很麻烦,而且近乎迂腐。我们必须把玉米地里所有的玉米都测量一下,再加以比较才能确定。
它的工作量跟玉米地面积成正比。土地面积越大,工作越困难。
然而,只要稍为改变一下问题的提法:不要求找最大的玉米,而是找比较大的,即按通常的说法,到地里摘个大玉米。这时,问题从精确变成了模糊,但同时也从不必要的复杂变成意外的简单,挑不多的几个就可以满足要求。
工作量甚至跟土地无关。因此,过分的精确实际成了迂腐,适当的模糊反而灵活。
显然,玉米的大小,取决于它的长度、体积和重量 。大小虽是模糊概念,但长度、体积、重量等在理论上都可以是精确的。
然而,人们在实际判断玉米大小时,通常并不需要测定这些精确值。同样,模糊的“堆”的概念是建立在精确的“粒”的基础上,而人们在判断眼前的东西叫不叫一堆时,从来不用去数“粒”。
有时,人们把模糊性看成一种物理现象。近的东西看得清,远的东西看不清,一般的说,越远越模糊。
但是,也有例外的情况:站在海边,海岸线是模糊的;从高空向下眺望,海岸线却显得十分清晰。太高了,又模糊。
精确与模糊,有本质区别,但又有内在联系,两者相互矛盾、相互依存也可相互转化。所以,精确性的另一半是模糊。
对模糊性的讨论,可以追溯得很早。20世纪的大哲学家罗素(B.Russel)在1923年一篇题为《含糊性》(Vagueness)的论文里专门论述过我们今天称之为“模糊性”的问题(严格地说,两者梢有区。
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