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已有 21530 次阅读 2017-11-20 18:19 |系统分类:观点评述

如何将Zadeh开创的事业传承下去，并发扬光大

王立新

中国科学院大学

一、Zadeh的功与过

l   功：模糊理论的理论基石 -- 模糊集合，模糊规则，模糊推理，… -- 几乎都是由Zadeh提出的；所以Zadeh为模糊之父。

l   过：（模糊领域是否能发展的更好？）

1.对模糊集合本质的认识，是否正确（是不确定性，还是连续性）？

    模糊集合与传统集合都由隶属函数定义，所不同的是：一个是连续隶属函数，一个是离散隶属函数，这里没有不确定性问题，因为两个函数都是确定性函数，只不过一个是连续、一个是离散而已，其本质是“连续vs离散”的问题。

    连续与离散的区别，是科学界普遍存在的一个本质性区别：连续系统vs离散系统，连续信号vs离散信号，模拟电路vs数字电路，微分方程vs差分方程，连续博弈vs离散博弈，……

    所以，如果从一开始就叫做“continuous sets”，从“连续vs离散”的视角来发展模糊理论，而不是一开始就从不确定性出发，与概率论对着干，那么领域是否应该会有更好的发展呢？

2．Fuzzy这个词的选择，是否合适？

l  首先，一个好的名字应该能准确、简洁地描述其本质，而fuzzy没有

l  再者，“Fuzzy”这个词在英文中的第一反应是“朦朦胧胧的”，常用来形容可爱的毛绒玩具，如“a fuzzy teddy bear”；所以：

“fuzzy set”中文翻译应该是：“朦集合”（特朦的集合，简称“朦集”，好笑吧；英语为母语的人听到“fuzzy set”的第一反应，和我们听到“朦集”的第一反应是一样的）

3．将已有的理论、方法重新组合打包，给予新的诠释，就形成所谓新的理论，这种研究风格对学科发展的示范作用，是否正面？

n  软计算：提出一个概念（对不确定、不精确及不完全真值的容错），然后将已有的相关理论都放进去（模糊逻辑、神经网络、概论推理，遗传算法、混沌理论等）

n  词计算：模糊集合运算的另外一种诠释

n  粒计算：不同的尺度有不同的理论与方法，比如：离子->原子->分子->细胞->…，各有不同的理论，这是科学常识，不是新的理论

二、模糊领域的现状 -- 八个思考

1.过多地发表改进型（incremental）论文，对领域及研究者自身的发展是否有利？

n  我们领域的“全球高被引用科学家”特别多，我们真的很牛吗？

n  人为作高影响因子，对学科的声誉与发展，真的是好处大于坏处吗？

2.先有理论再去找应用，还是从实际问题出发去发展理论？

n  模糊领域的新理论特别多：

·    interval sets (Moore, 1966),

·    L-fuzzy sets (Goguen, 1967),

·    flou sets (Gentilhomme, 1968),

·    Boolean-valued fuzzy sets (Brown, 1971),

·    type-2 fuzzy sets and type-n fuzzy sets (Zadeh, 1975),

·    set-valued sets (Chapin, 1974; 1975),

·    interval-valued fuzzy sets (Grattan-Guinness, 1975; Jahn,1975; Sambuc, 1975; Zadeh, 1975),

·    functions as generalizations of fuzzy sets and multisets(Lake, 1976),

·    level fuzzy sets (Radecki, 1977)

·    underdetermined sets (Narinyani, 1980),

·    rough sets (Pawlak, 1982),

·    intuitionistic fuzzy sets (Atanassov, 1983),

·    fuzzy multisets (Yager, 1986),

·    intuitionistic L-fuzzy sets (Atanassov,1986),

·    rough multisets (Grzymala-Busse, 1987),

·    fuzzy rough sets (Nakamura, 1988),

·    real-valued fuzzy sets (Blizard, 1989),

·     named sets (Burgin, 1990),

·    vague sets (Wen-Lung Gau and Buehrer, 1993),

·    Q-sets (Gylys, 1994)

·    shadowed sets (Pedrycz, 1998),

·    α-level sets (Yao, 1997),

·    genuine sets (Demirci, 1999),

·    soft sets (Molodtsov, 1999),

·    intuitionistic fuzzy rough sets (Cornelis, De Cock andKerre, 2003)

·    blurry sets (Smith, 2004)

·    L-fuzzy rough sets (Radzikowska and Kerre, 2004),

·    generalized rough fuzzy sets (Feng, 2010)

·    rough intuitionistic fuzzy sets (Thomas and Nair, 2011),

·    soft rough fuzzy sets (Meng, Zhang and Qin, 2011)

·    soft fuzzy rough sets (Meng, Zhang and Qin, 2011)

·    soft multisets (Alkhazaleh, Salleh and Hassan, 2011)

·    fuzzy soft multisets (Alkhazaleh and Salleh, 2012)

·    bipolar fuzzy sets (Wen-Ran Zhang, 1998)

·    multi-fuzzy sets (Sabu Sebastian, 2009)

n  而反观概率论，核心理论很少，比如概率推理，就一个贝叶斯公式：

P(A|B)=P(B|A)P(A)/P(B)

简单明了

n  深度神经网络专注图像识别、语音识别等具体问题，多年积累，终获成功

3.将已有的理论与方法重新组合打包，贴上新的标签，就是新的理论了吗？

n  软计算：{模糊逻辑、神经网络、概论推理，遗传算法、混沌理论、等等}

n  词计算：模糊集合运算的另外一种说法

n  粒计算：科学常识

4.模糊系统的核心软件为什么没有人去把它做好？（与机器学习的众多软件相比）

n MATLAB模糊系统软件包很不实用，为什么没有人重新编写？WM方法很好用的

5.模糊理论的发展，越来越与其它领域融合，还是越来越孤立？

n  当然是越来越孤立了，大佬们自我陶醉，听不进质疑的声音，比如：

L. X. Wang, “A new look at type2fuzzy sets and type2 fuzzy logic systems,” IEEETrans. on  Fuzzy Systems, Vol. 25, No. 3, pp. 693-706, 2017.

J.M. Mendel and D. Wu, “Critiqueof ‘A new look at type2 fuzzy sets and type2 fuzzy logic  systems’,” IEEE Trans. on Fuzzy Systems, Vol. 25,No. 3, pp. 725-727, 2017.

6.随着Zadeh去世，Berkeley这个模糊大本营已消失，模糊理论“你在他乡还好吗”？

n  美国：几乎是零

n  欧洲：零敲碎打

n  中国：游击队（打一枪换一个地方）

n  印度等其它：少见比较好的论文

7.老、中、青模糊研究者各自的优势与劣势有哪些？

n  老、中、青是按年龄划分的吗？

n  国内强调团队建设，要成为“领军人物”（“领导别人做科研的人物”），使得研究者过早地离开了科学创造的第一线；人未老、心已老

8.与其它学科相比，模糊领域对于新概念、新理论、新方法有着更加宽容与接纳的氛围，这是模糊领域的优势、还是劣势？

n  各50%吧

n  Zadeh对几乎所有人都非常客气，你知道为什么吗？

三、 模糊领域的未来 -- 四个方向

1. 人工智能下一个热点是什么？-- 专家系统的强势回归。从大数据到大知识再到大智慧，这是必然趋势，模糊系统作为天然的“数据知识转换器”将大有可为

n 人工智能的“符号主义”与“连接主义”；符号主义的代表是专家系统，连接主义的代表是深度神经网络；“连接主义”大胜“符号主义”，为什么？

n 为什么现有的专家系统成功的很少？因为专家系统中的“符号”是离散的，形成的树状结构很快就无法操作，也无法有效利用大数据。

n 模糊系统是“连续符号的专家系统”，即可以有效利用“连接主义”所使用的大数据，同时也拥有“符号主义”的可解释性知识表达与逻辑推理，是人工智能更高层次应用的自然选择；问题是：

n 模糊研究者们做好准备了吗？

2.  模糊理论回归Zadeh最初的设想（不忘初心），为解决经济、金融、社会心理等领域的重要问题提供一系列有效的数学模型与方法

l  投机动态系统理论

n社会系统（人与人相互作用形成的系统，比如经济系统、金融系统）与自然系统，作为科学研究对象，有什么大的区别？

自然系统：牛顿定律，相对论，量子力学，…

社会系统：人类还没有找到“社会系统的牛顿定律”

n  思考：人，有没有不变的、定律性的行为呢？

人性是不变的，人的贪婪与恐惧一直都没有变。

n  股票价格的动态变化，一个核心的推动力，就是人的贪婪与恐惧的相互作用

......

nQuestion：理论很好，能赚钱吗？（赚钱是硬道理！）

能：股票大户跟踪器

......

l  模糊舆情网络理论

n  人是社会动物，人的社交网络是其投资行为重要的决定因素

n  模糊舆情网络理论：研究投资者社交网络与股票价格的相互作用的数学理论

基本思路：“酒逢知己千杯少，话不投机半句多”

......

nAgain, Question：理论很好，能赚钱吗？（赚钱是硬道理！）

能：准确预测股票价格变化趋势的延续或者反转

......

3.大力发展多层结构的深度模糊系统，在达到深度神经网络性能的同时，利用其结构与参数的可解释性，实现深度神经网络难于实现的知识提取、经验总结及推广，像人那样不仅知其然，而且知其所以然。

L.X. Wang, “Analysis and design of hierarchical fuzzy systems,” IEEE Trans. on Fuzzy Systems, Vol. 7,No. 5, pp. 617-624, 1999.

L.X. Wang, “Universal approximation by hierarchical fuzzy systems,” Fuzzy Sets and Systems, Vol. 93, pp.223-230, 1998.

二十年前的论文了，可惜没有太多人跟着做（两篇论文在google scholar上的引用加起来只有490次）

4. 从“连续vs离散”的视角重新梳理与发展模糊理论，旗帜鲜明地喊出“连续集合”（continuous sets）、“连续逻辑”（continuous logic），重整破碎的山河？

n  《连续集合上的微积分与微分方程》

n  《连续逻辑与连续符号专家系统》

n   …

心若在，梦就在，天地之间，还有真爱（fuzzy research）

看成败，人生豪迈，只不过是，从头再来…