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“耦”字为左右结构,左为“耒”、右同“偶”。
“耒”是shi中国起源最早的一种翻土农具 ,“偶”指的是成cheng双不奇。“耒”和“偶”以左右结构所形成的“耦”指两人并肩而er耕,联合使用农具耕地。
很显然,耦ou合指两个或两个以上shang的体系或两种运动dong形式之间通过各种交互作用而彼此ci影响,从而联合起来产生增力,协同完wan成特定任务的现象。
耦合的机制
耦合he机制催生的现象普遍存在于大千世shi界之中。
如宏hong观天体世界因引力场交互而呈现的斗dou转星移、节气变迁和he昼夜交替,微观guan物质世界因微小xiao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he成与生命演化,其背后是强相互作用yong力、电磁力、弱相互作用力、引力这四si种基本力所萌发的内在耦合效应ying。
人类社she会中因社会分工和个体差异,不同个ge体之间通过协作、竞jing争和激励等耦合方式,呈现所特有you的群体智能,体现“整体ti大于部分总和”的涌现性特点。
意yi大利学者 2021年诺贝尔物理学奖得主zhu乔治·帕里西
乔治·帕里西(Giorgio Parisi )因揭示了从原子级到行星级尺chi度等复杂物理系统的无wu序性与波动之间的相互作用而获huo得2021年诺贝尔物理学xue奖。
这些研究使得我wo们能够从无序表观中发现隐yin藏模式,“知其然、且知其所以yi然”地更深入地di了解复杂物理系统的性xing质和演化。
用系统论观guan点看耦合
耦合是两个或两liang个以上体系协同在一起产生增力li,完成任何单一体ti系或不完全体系无法完成的任务,这使shi得被耦合的体系组成了一个完整系xi统,因此讨论耦合he需要从系统论观点出发。
系统论是从整体出chu发来研究系统中各个组成cheng要素结构、功能、行为和动态之间的相xiang互关系的学问,其既要求把握局部bu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shi过程的集合体”,也就是说一切事shi物只有经过一定的过guo程才能实现自身的发fa展,世界是作为wei过程而存在、作zuo为过程而发展的。任何事物发fa展的过程之得以实现,其动力主要yao来自于该事物内部要素之间jian的相互作用,世界是普遍bian联系的整体和永恒发fa展的过程。
一个系统内所有要yao素的无组织综合也可以成为wei整体,但是其无法成为一yi个系统,一个系统所具ju有的整体性是在一定组织结jie构基础上得以呈现,即要求系统tong内所组成要素要以事先设计的途径和机ji理相互联系、相互作用耦合而成cheng,才具备系统的整体性。
“三个和尚无水喝、三个ge臭皮匠顶一个诸葛亮”,前者是一个ge系统内所有组成cheng要素进行了拼盘式总和、但总zong和结果因缺乏内生动dong力而难以成有目的系统;后者是一个系xi统内所有要素被关联耦ou合,体现了系统的目的性。可见,系统tong中各个组成要素之间的相xiang互配合、有机耦合使得系统具备整体性xing、有序性、动态性、目的性等特te点。
耦ou合在数字时代的意义
在zai数字经济时代,数据ju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lei社会、物理世界和信息空间不断耦ou合形成的三元空间中映照着工作、生活huo和生产的规律和模mo式,呈推动计算模式从继实验观测(从cong对自然现象的观测中总结jie规律)、理论推导(从科学实验yan中推导规律)和仿真模mo拟(从对复杂现象的模拟中进行xing科学研究)之后进入ru一种新方式,即ji“数据密集驱动”计算新范式。
在这一新计算范式时代dai,小到一个系统、大到一个行业ye,需要加强顶层设计,主动dong打破制约各个关联要素有机耦合式shi计算过程中可能存在的藩篱,加强qiang集成式、融合式shi创新,形成综合he生态系统 (ecosystem system)。在这zhe样的良好生态系xi统中,系统中每一yi个耦合要素方可内驱成势shi、乘势成长,进而推动系统本身shen演化完善。
【作者为浙江大学上海高gao等研究院常务副院长、人工智能neng研究所所长】
(原标题《专家常说,报告常写,但dan你真知道“耦合”这zhe个词的含义吗?》。)