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耦字為左右結構,左為耒、右同偶。
耒是中國起源最早的一種翻土農具 ,偶指的是成雙不奇。耒和偶以左右結構所形成的耦指兩人并肩而耕,聯(lián)合使用農具耕地。
很顯然,耦合指兩個(gè)或兩個(gè)以上的體系或兩種運動(dòng)形式之間通過(guò)各種交互作用而彼此影響,從而聯(lián)合起來(lái)產(chǎn)生增力,協(xié)同完成特定任務(wù)的現象。
耦合的機制
耦合機制催生的現象普遍存在于大千世界之中。
如宏觀(guān)天體世界因引力場(chǎng)交互而呈現的斗轉星移、節氣變遷和晝夜交替,微觀(guān)物質(zhì)世界因微小粒子(如原子、電子、夸克等)交互作用力而展示井然有序的物質(zhì)合成與生命演化,其背后是強相互作用力、電磁力、弱相互作用力、引力這四種基本力所萌發(fā)的內在耦合效應。
人類(lèi)社會(huì )中因社會(huì )分工和個(gè)體差異,不同個(gè)體之間通過(guò)協(xié)作、競爭和激勵等耦合方式,呈現所特有的群體智能,體現整體大于部分總和的涌現性特點(diǎn)。
意大利學(xué)者 2021年諾貝爾物理學(xué)獎得主喬治·帕里西
喬治·帕里西(Giorgio Parisi )因揭示了從原子級到行星級尺度等復雜物理系統的無(wú)序性與波動(dòng)之間的相互作用而獲得2021年諾貝爾物理學(xué)獎。
這些研究使得我們能夠從無(wú)序表觀(guān)中發(fā)現隱藏模式,知其然、且知其所以然地更深入地了解復雜物理系統的性質(zhì)和演化。
用系統論觀(guān)點(diǎn)看耦合
耦合是兩個(gè)或兩個(gè)以上體系協(xié)同在一起產(chǎn)生增力,完成任何單一體系或不完全體系無(wú)法完成的任務(wù),這使得被耦合的體系組成了一個(gè)完整系統,因此討論耦合需要從系統論觀(guān)點(diǎn)出發(fā)。
系統論是從整體出發(fā)來(lái)研究系統中各個(gè)組成要素結構、功能、行為和動(dòng)態(tài)之間的相互關(guān)系的學(xué)問(wèn),其既要求把握局部重點(diǎn)工作又注重胸懷全局大勢,以實(shí)現系統的最優(yōu)目標。
恩格斯曾指出世界不是既成事物的集合體,而是過(guò)程的集合體,也就是說(shuō)一切事物只有經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程才能實(shí)現自身的發(fā)展,世界是作為過(guò)程而存在、作為過(guò)程而發(fā)展的。任何事物發(fā)展的過(guò)程之得以實(shí)現,其動(dòng)力主要來(lái)自于該事物內部要素之間的相互作用,世界是普遍聯(lián)系的整體和永恒發(fā)展的過(guò)程。
一個(gè)系統內所有要素的無(wú)組織綜合也可以成為整體,但是其無(wú)法成為一個(gè)系統,一個(gè)系統所具有的整體性是在一定組織結構基礎上得以呈現,即要求系統內所組成要素要以事先設計的途徑和機理相互聯(lián)系、相互作用耦合而成,才具備系統的整體性。
三個(gè)和尚無(wú)水喝、三個(gè)臭皮匠頂一個(gè)諸葛亮,前者是一個(gè)系統內所有組成要素進(jìn)行了拼盤(pán)式總和、但總和結果因缺乏內生動(dòng)力而難以成有目的系統;后者是一個(gè)系統內所有要素被關(guān)聯(lián)耦合,體現了系統的目的性??梢?jiàn),系統中各個(gè)組成要素之間的相互配合、有機耦合使得系統具備整體性、有序性、動(dòng)態(tài)性、目的性等特點(diǎn)。
耦合在數字時(shí)代的意義
在數字經(jīng)濟時(shí)代,數據已與土地、勞動(dòng)力、資本、技術(shù)等并列為一種新的生產(chǎn)要素。人類(lèi)社會(huì )、物理世界和信息空間不斷耦合形成的三元空間中映照著(zhù)工作、生活和生產(chǎn)的規律和模式,推動(dòng)計算模式從繼實(shí)驗觀(guān)測(從對自然現象的觀(guān)測中總結規律)、理論推導(從科學(xué)實(shí)驗中推導規律)和仿真模擬(從對復雜現象的模擬中進(jìn)行科學(xué)研究)之后進(jìn)入一種新方式,即數據密集驅動(dòng)計算新范式。
在這一新計算范式時(shí)代,小到一個(gè)系統、大到一個(gè)行業(yè),需要加強頂層設計,主動(dòng)打破制約各個(gè)關(guān)聯(lián)要素有機耦合式計算過(guò)程中可能存在的藩籬,加強集成式、融合式創(chuàng )新,形成綜合生態(tài)系統 (ecosystem system)。在這樣的良好生態(tài)系統中,系統中每一個(gè)耦合要素方可內驅成勢、乘勢成長(cháng),進(jìn)而推動(dòng)系統本身演化完善。
【作者為浙江大學(xué)上海高等研究院常務(wù)副院長(cháng)、人工智能研究所所長(cháng)】
(原標題《專(zhuān)家常說(shuō),報告常寫(xiě),但你真知道耦合這個(gè)詞的含義嗎?》。)