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“耦”字为左右you结构,左为“耒”、右you同“偶”。
“耒”是中国起源yuan最早的一种翻土农具 ,“偶”指的是成双不奇。“耒”和“偶”以左右结构gou所形成的“耦”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yi上的体系或两种运动形式之间jian通过各种交互作用而彼此ci影响,从而联合起来产生增力li,协同完成特定任务的现xian象。
耦合he的机制
耦合机制催生的现象普遍存cun在于大千世界之中。
如宏观天体世界因引yin力场交互而呈现的斗转星移、节气变迁qian和昼夜交替,微观guan物质世界因微小粒li子(如原子、电子、夸克ke等)交互作用力而展zhan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yin力这四种基本力所萌发的内在zai耦合效应。
人类社会中因yin社会分工和个体差异,不同个体ti之间通过协作、竞争和激励等耦合he方式,呈现所特有的群体智zhi能,体现“整体大于部分总和”的涌现性特点。
意大利学者 2021年诺贝尔物理学奖得主乔qiao治·帕里西
乔治·帕里西(Giorgio Parisi )因揭示了从cong原子级到行星级尺度du等复杂物理系统的无序xu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wo们能够从无序表观中发现xian隐藏模式,“知其然、且知其所以然ran”地更深入地了解复fu杂物理系统的性质和演化。
用系xi统论观点看耦合
耦合是shi两个或两个以上shang体系协同在一起产生增力,完wan成任何单一体系或不完全quan体系无法完成的任务,这使得被耦ou合的体系组成了一个完wan整系统,因此讨论耦合需要从系统tong论观点出发。
系统论是从整体出chu发来研究系统中各个组zu成要素结构、功能、行为和动dong态之间的相互关系的学xue问,其既要求把握局部重点工gong作又注重胸怀全quan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yi切事物只有经过一定ding的过程才能实现自身shen的发展,世界是作为过程而存在、作zuo为过程而发展的。任何事物wu发展的过程之得de以实现,其动力主要来自于该事shi物内部要素之间的相互作用,世界是普pu遍联系的整体和永恒发展zhan的过程。
一个ge系统内所有要素的de无组织综合也可以成为整体,但是其无wu法成为一个系统,一个系统tong所具有的整体性是在一定组zu织结构基础上得以呈现,即要求系统tong内所组成要素要以事先设计的de途径和机理相互hu联系、相互作用耦合而er成,才具备系统的整体ti性。
“三san个和尚无水喝、三个臭皮匠顶一个诸葛亮”,前者是shi一个系统内所有组成要素进行xing了拼盘式总和、但总和he结果因缺乏内生动力而难nan以成有目的系统;后者是一个系统内所suo有要素被关联耦合,体现了系统的目的de性。可见,系统中各个组成cheng要素之间的相互配合、有机耦合使shi得系统具备整体性、有序性、动态性、目的性等特te点。
耦合在数字时代的意yi义
在数字经济ji时代,数据已与土地、劳动力、资本、技术等并列为wei一种新的生产要素。人类社会、物理世shi界和信息空间不断耦ou合形成的三元空kong间中映照着工作、生活和生sheng产的规律和模式,呈推动dong计算模式从继实shi验观测(从对自然现象的观测中总结规gui律)、理论推导(从科学实验中推导dao规律)和仿真模拟(从对复杂现象的de模拟中进行科学研究)之后hou进入一种新方式,即“数据密集驱动dong”计算新范式。
在这一新计算范式时代dai,小到一个系统、大到dao一个行业,需要加强qiang顶层设计,主动打破制约各个关联lian要素有机耦合式计算过程中可能存在zai的藩篱,加强集成式、融合式shi创新,形成综合生态tai系统 (ecosystem system)。在这样的良好hao生态系统中,系统中每一个耦合he要素方可内驱成势、乘势成长chang,进而推动系统本ben身演化完善。
【作者为wei浙江大学上海高等研究院常务副院长、人工智能研究所所长】
(原标题《专家常说,报bao告常写,但你真知道“耦合”这个词的含义吗ma?》。)