① 基於物元分析法的小秦嶺金礦區地質環境評價
邢永強1鄭釗2吳梅1潘元慶1方士軍1
(1.河南省國土資源科學研究院,鄭州 450016;2.天津大學建築工程學院,天津 300072)
《河南科學》,文章編號:1004-3918-(2008)-03-0353-04
摘要 近年來,隨著人類對小秦嶺金礦區開發活動的不斷增強,當地地質環境已受到嚴重破壞,評價小秦嶺礦區的地質環境狀況對於今後的礦山恢復治理工作有重要的指導意義。本文選取物元分析法來開展評價工作,首先根據實地調查結果並按照區域差異性原則,將小秦嶺金礦區劃分為87個評價單元,接著選取了評價指標和評價標准,確定出各指標的權重系數,在此基礎上開展小秦嶺金礦區地質環境質量綜合評價工作。研究結果表明:小秦嶺礦區整體地質環境狀況不容樂觀,特別是西南部強烈的采礦活動對地質環境造成極大破壞,是今後礦山地質環境恢復治理的重點。
關鍵詞 小秦嶺 物元分析法 地質環境評價
小秦嶺金礦區是我國四大黃金產地之一,自20世紀60年代中期以來,這里發現了1 200條含金礦脈,已探明黃金儲量約400 余t。當地礦業經濟發展很快,特別是20世紀80年代礦山采選企業迅速發展,礦區內有國家和地方黃金企業數十家,礦山坑口數千個,礦業已成為靈寶市的支柱產業。然而,由於我國礦業資源的管理、開發體制很不健全,小秦嶺金礦區在淘金者的亂采濫挖下,不可再生的礦業資源和礦區地質環境遭到了嚴重的破壞。此外,人為的破壞還給該地區帶來了滑坡、泥石流、地面坍塌等地質災害。因此,運用適當的方法對小秦嶺金礦區地質環境進行綜合評價,對以後開展礦山恢復治理工作有重要的指導意義。
1 研究區地質環境概況
1.1 自然概況
小秦嶺金礦區位於河南省西部靈寶市境內的豫、陝、晉三省交界處,地理坐標為北緯34°24′~34°30′,東經110°21′~110°34′,礦區屬暖溫帶半乾旱大陸性季風氣候,四季分明,年平均氣溫26.1℃,年平均降水量645.8mm,7~9月份降水量佔全年降水量的50.8%,且多暴雨,具年內降水量分布不均勻的特點。
礦區以西峪為界,峪東屬靈寶市豫靈鎮,峪西歸陝西省潼關縣。北部以小秦嶺北緣斷裂為界,為中新生代靈寶斷陷盆地-黃土丘陵區;南以松樹地—周家山斷裂為界,為朱陽鎮斷陷帶。礦區山脊高程多在1 000m以上,總體地形具有南北低、中間高,西高東低的地形變化特徵。區內山嶺起伏,溝壑縱橫,具有谷窄、坡陡地形險要之特點。
礦區地層具有典型華北型的前寒武結晶基底和中元古代以來的蓋層結構。基底主要由新太古界太華群(Ar2)和古元古界(Pt1)組成,蓋層以區域性構造不整合上覆於結晶基底之上,主要由中新元古界熊耳群(Pt2-1)、震旦系(Pt3),寒武系及新生界組成,基本上不發育晚古生代和中生代地層。礦區為中山地貌類型、溝谷深切、地形起伏變化大,斷裂構造發育,地層及岩石相對破碎,局部山體不穩定,易形成崩塌、滑坡和泥石流災害,工程地質條件不良。
1.2 礦山開采現狀調查
2006年9月,由河南省國土資源研究院組織相關人員對小秦嶺金礦區內的27座主要礦山開采現狀進行調查統計,其中21座金礦的采礦規模為4 165t/日,占總的采礦規模的74.7%;年產值3.67億元,占年總產值的89.3%。可見,雖然小秦嶺金礦區除金礦開采外尚有其他礦產資源的採集,但金礦開採的年產值收入遠大於其他礦業開采。因此,金礦礦坑所在地區應作為地質環境評價的主要對象。
1.3 礦山地質問題
1.3.1 礦渣廢水排放嚴重
調查顯示這27座礦山的產出固體廢棄物量為119.34萬t/年,尾礦量122.17萬t/年,合計產生礦渣241.51萬t/年;固體廢棄物現積存量為1 653.32萬t,尾礦現積存量為1 644.75萬t,合計礦渣積存量3 298.07萬t。總的年廢水外排量為379萬m3,其中以Ⅲ類水為主,其中部分礦山排放的選礦廢水,造成水質污染較嚴重,為Ⅳ和Ⅴ類。在各類礦山中,礦渣和廢水的生產和積存主要來自於金礦開采。21座金礦生產的礦渣量占礦渣生產總量的96.5%,礦渣積存量占礦渣積存總量的99.5%。
1.3.2 礦山開采引發地質災害
小秦嶺金礦區大多數礦山都屬於地下開采,而深部的采礦活動必然對山體的穩定性造成威脅,雖然地質災害的發生有其特定地質條件,但也與工程活動密切相關。過去的20多年內,由於開采礦山引發的諸如滑坡、泥石流、崩塌、地面坍塌等地質災害達30多起,其中最為嚴重的兩次是:①1996年8月,大西峪、文峪發生泥石流,沖毀礦區公路13km、通訊線路3km,房屋、設備多有損壞,直接經濟損失690萬元,間接經濟損失663萬元;②1987年11月1日,大湖峪口東山發生滑坡,滑體長192m,寬80~120m,總體積約40萬m3,造成空壓機房、職工宿舍被摧毀,礦山停產達一年之久,直接經濟損失在700萬元以上。由此可見,由於開采礦山所引發的地質災害給當地人民生命財產安全和社會經濟穩定發展造成極大威脅。
2 評價模型的選取
人類對地質災害危險性綜合評價的研究經歷了很長時間,20世紀70年代初,Hewitt等提出「一地多災」的研究構想;基於Hewitt的研究思路,Puget Sound的研究人員針對本區洪水、地震、風暴、火山等災害分別製作潛在損失圖;80年代後,Van Westen等在GIS系統支持下進行了山地地質災害風險分析研究。我國從20世紀90年代相繼開展區域地質災害危險性的評價工作,例如,張業成等(2003年)針對我國崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷等災害,建立了地質災害危險性指數評價模型和危險性評價分析模型;王家鼎(1996年)利用模糊信息優化處理技術建立了城市綜合地質災害的評價模型等,我國已建立多種地質災害危險性評價模型。
目前,礦山地質環境評價多採用多指標綜合評價方法,常用方法有模糊綜合評價法(萬金寶等,2006)、灰色關聯綜合法(王國富等,2001)、物元分析法(高軍省,2007)等,但很難斷定哪種方法評價的結果最准確、最客觀。模糊綜合評價和灰色關聯綜合法已被廣泛運用於地質環境評價,但是由於它們本身在評價地質環境中所具有的模糊性和不確定性,往往會造成評價結果失真。經過篩選本文選用物元分析法,它具有以下特點:①可以將復雜問題抽象為形象化的模型,並應用這些模型研究基本理論,提出相應的應用方法;②可以建立事物多指標性能參數的質量評定模型,並能以定量的數值表示評定結果,從而能夠較完整地反映事物質量的綜合水平;③方法簡單可操作,易計算機進行編程處理;④物元分析法還未被運用於礦山地質環境評價。
物元分析法原理為:對評價對象建立物元矩陣,經典域、節域矩陣,用關聯函數計算綜合關聯度,根據綜合關聯度的不同取值范圍作為礦山地質環境的評價標准,確定評價結果所屬等級。物元分析法的具體計算步驟見高軍省(2007)《基於物元理論的水環境質量綜合評價方法及其應用》。
3 小秦嶺礦區地質環境綜合評價
3.1 評價單元劃分
結合對小秦嶺金礦區的實地調研結果,並遵照客觀、公正、科學地反映礦區地質環境區域差異的原則,將評價區劃分了87個評價單元。採用先定性分析礦區的主要地質環境問題,並綜合考慮地形地貌特徵、水系發育特徵、人類活動強度等因素,對礦區內問題比較突出的地區劃定評價單元網格;對於其餘地區,則按照3km×3km的正方形網格來劃分評價單元,在單元劃分的同時還注意與行政界域、水系界域的相互包容以及對邊緣單元、小單元的適當合並。此外,在遵循地質環境客觀特徵的基礎上,還考慮到兼顧局部特殊要求的情況,如在豫陝兩省交界的地區則按照行政分區邊界來劃定。劃分結果如下:單元dx1、dx2為大西峪區間;w1~w4為文峪區間;單元z1~z3為棗香峪區間;單元dh1~dh3為大湖峪區間;單元zy為藏馬峪和閻家峪區間;單元f為夫夫峪區間;單元g為觀音峪區間;單元j為荊山峪區間;單元i1~i10 為蒼珠峪、白花峪、槍馬峪、楊砦峪、朱家峪相應的區間;單元1~單元61是按照正方形網格與各類界域邊界交匯並進行適當合並或裁減的評價單元。
3.2 評價指標選擇及其評價標准
在綜合比較成玉祥等(2007)、徐友寧等(2003)、蔡斌等(2006)關於選取評價指標研究成果的基礎上,從小秦嶺金礦區地質環境現狀條件出發,綜合考慮研究區自然條件、人類活動影響、資料收集情況等因素,選擇了地表坡度、岩土體抗侵蝕性、植被覆蓋率、年降水量、地質災害、水土流失、地表水污染、人類工程活動強度、礦渣堆積量9個評價指標。
對於選取的評價指標,按照地質環境質量「優」、「良」、「中」、「差」、「極差」劃分為5個級別,各級別相應指標的標准值如表1所示。
表1 小秦嶺金礦區地質環境評價指標分級標准Table1 Index classification standard of geology environmental in Xiaoqin hill goldfield
3.3 確定權重系數
目前系數確定的方法很多,大致可分為德爾菲、層次分析等主觀賦權法和主成分分析、因子分析等客觀賦權法,運用主觀賦權法摻雜了決策者的主觀隨意性,而運用客觀賦權法卻缺乏決策者的意願,故本次研究採用主觀賦權與客觀賦權相結合的方法,先由主成分-因子分析賦權法計算出一組初始權重,再帶入評價模型進行計算,如果計算結果合理則直接採用該指標權重,如果計算結果差別較大,則在初始權重的基礎上再進行適當微調,最終求出一組合理的權重系數,如表2。
表2 評價指標的權重系數Table2 Weighing coefficient of evaluation index
3.4 小秦嶺礦區地質環境評價結果及分析
運用物元分析法,用VB語言編制相應的計算程序,結合各單元評價指標的量值和小秦嶺金礦區實地調研情況,給定地質環境質量評價的最終結果,見表3和圖1。
表3 小秦嶺金礦區地質環境質量評價結果Table3 Evaluative result of geologic environmental quality in Xiaoqin hill goldfield
圖1 小秦嶺金礦區地質環境質量評價效果圖
Fig.1 Evaluative result map of geologic environmental quality in Xiaoqin hill goldfield
從表3可以看出,「優」等級別評價單元12個、「良」等級別評價單元23個、「中」等級別評價單元36個、「差」等級別評價單元10個、「極差」等級別評價單元6個。
「極差」等級別單元序號為w1,w3,z1,dh1,i5,i8;「差」等級別單元序號為38,46,dx1,dx2,w2,z2,i1,i3,i4,i6,這些單元主要分布在礦區的西南部,由於這些單元所在地區礦坑密集、采礦活動劇烈,對地質環境造成了極壞的影響,該地區地質災害的發生幾率大大高於礦區的其他地區,今後應作為礦山環境恢復治理工作的重點。
「中」、「良」等級的單元分布在泥石流溝的四周,起到過渡和緩沖的作用;在遠離人類活動的東南部區域,有「優」等級的區域存在。總體來看,小秦嶺礦區東南部地區環境質量最好,中部其次,西南部最差。
4 結論
(1)小秦嶺金礦區地質環境具有問題種類多、危害程度大等特點,選取能全面反映礦山地質環境和礦山開采活動狀況的9個要素因子作為評價對象,較為合理。
(2)物元分析法計算方便,對屬於相同級別的檢測單元間的差別亦可分區,對小秦嶺礦區地質環境評價可行,可靠。
(3)小秦嶺西南部采礦活動對地質環境的影響較為嚴重,今後應作為礦山環境恢復治理的重點。
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Geological Environment Evaluation of Xiaoqinling Hill Goldfield Based on Matter Element Analysis Method
Xing Yong-qiang1Zheng Zhao2Wu Mei1Pan Yuan-qing1Fang Shi-jun1
(1.Henan Land and Resources Research Institute,Zhengzhou 450016;2.College of Civil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072)
Abstract:In recent years,the geological environment of Xiaoqin hill mining area was damaged seriously with the increasing of mining in this area.It is needed to evaluate the situation of local geological environment for the sake of further recover and maintenance of the mine.Matter element analysis method was employed.The mining area was divided into 87 evaluation units according to field investigation which follows the principles of difference.Then the standard and evaluation index were set to fix the weighting coefficients of different indexes,based on which the integral evaluation of the geological environment of Xiaoqin hill gold mining area was made.The results show that the geological situation is aggravating because of the intense mining,especially that in the southwest of the area which should be focused on in future works.
Key words:Xiaoqin hill;matter element analysis method;geological environment evaluation
② 什麼是物元理論
物元理論是利用物元模型解決實際問題,既可以利用物元可拓性的物元方法,又可以採用可拓集合
理論,通過關聯函數進行定量計算 。 物元理論的基本單位是物元,是以事物 、事物特徵和該特徵的量值三者所組成的三元組,記作 R=(事物,特徵,量值)。在曹沖稱象的故事中,目的可用(大象 、重量 、x斤)表示,條件可用(小秤 、稱量 、x斤)表示,曹沖把前者換為(石頭,重量,x斤)這個間題就解決了。
物元的概念正確反映了質與量之間的關系,可以更貼切地描述客觀事物變化的過程。不同的物體可以有相同的特徵元,用同征物元表示。事物變化的可能性稱為物元的可拓性 。 事物的變化以物元的變換來描述 ,物元理論的核心就是研究物元的可拓性和物元的變換以及物元變換的性質。物元集合的主要內容是定量描述事物的可變性 ,通過建立關聯函數進行計算 。
這個理論不是一下就能說清楚,你最好找本書自己看看,會更好理解。
③ 可拓學的介紹
作者:陳文慧
香港的交通規則是汽車靠左行駛,而內地的汽車則靠右行駛。你是否想過,如果將這兩個不同運行規則的交通系統連接在一起會怎樣呢?這似乎是個令人頭疼的問題,但深圳修建的黃崗橋使得靠左行駛的香港來車經過它,自動變成靠右行駛進入內地,同樣內地來車經過它進入香港時也變成靠左行駛。這樣這個矛盾問題就迎刃而解了。事實上,諸如此類的矛盾問題比比皆是,我們遇到它們是否都能找到解決的辦法呢?
如今有一門新興學科,它能讓我們面對這些復雜的矛盾問題變得聰明起來,它就是可拓學。
可拓學(早期稱物元分析)是由我國學者蔡文研究員在1983年創立的一門新學科。它以不相容問題為研究中心,去尋求事物矛盾的內在機制。建立物元模型,通過各種變換去尋求事物的解是物元分析解決不相容問題的一般方法。
可拓學的邏輯細胞為物元,表示為:
R=(N, c, v),N為事物的名稱,c為特徵,v為量值。
如上面中國內地的交通系統的物元模型為:R=(中國內地,交通規則,靠右行駛),假如描述一個事物可以用多個不同的特徵,那麼相應就會有多個不同的量值。
定義了物元以後,我們就可以定義物元變換, 所謂物元變換,就是對物元中的三要素進行相應的變化從而得到新的物元。通過物元變換可以把不同的物元聯系起來形成一個交織在一起的物元的網路。
在給定了物元和物元變換之後,還要對可能的變換和物元進行評價,這就是由可拓集完成的,所謂可拓集可以寫成:A={(x,y)|x∈U,y∈R},其中U是論域R是實數域,y叫做關聯度。按照y的大小可以把論域中的元素分成隸屬於A,不屬於A和可拓隸屬於A三種情況。對所有可能由變換得到的物元集合作為論域,在論域上建立可拓集合,然後就可以利用可拓學的菱形思維方法進行問題的求解。
可拓學作為「介於試驗與數學之間的一門邊緣學科」(諾貝爾獎獲得者H.A.Simom)與數學、哲學、行為科學有著不可分割的聯系。經過十多年的發展,在理論上,可拓學已初步形成了其特有的理論框架;目前,可拓學正向應用方向發展。可拓工程作為可拓學特有的方法,在產品設計,企業策劃,過程式控制制,識別與評價,技術科學與人工智慧領域有著廣泛的應用前景。可拓學作為中國人自己創立的學科是中華民族的驕傲,它的國際影響也不斷擴大,創始人蔡文被評為「本世紀最後25年最傑出的25位科學家」之一:可拓學第一本專著《物元分析》被評為「二十世紀科學名著」。
其相關資料如下:
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蔡文,《物元分析》,廣東高教出版社,1987 (第一本專著)
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蔡文,楊春燕,林偉初《可拓工程方法》科學出版社,1997(從理論到應用)
蔡文,楊春燕《可拓營銷》科學技術文獻出版社, 2000 (應用性專著)
可拓學著作 名 稱 出 版 者 時 間 可拓集與可拓數據挖掘 科學出版社 2008 可拓工程 科學出版社 2007 可拓策略生成系統 科學出版社 2006 EXTENSION ENGINEERING
METHODS 科學出版社 2003 可拓邏輯初步 科學出版社 2003 可拓策劃 科學出版社 2002 可拓營銷 科學技術文獻出版社 2000 可拓工程方法 科學出版社 1997 物元模型及其應用 科學技術文獻出版社 1994 物元分析 廣東高等教育出版社 1987 英文版 EXTENSION ENGINEERING
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⑤ 節域物元、和積法、可拓模糊層次分析法,這三個詞的英文都應該怎麼說呢謝謝!
我剛寫完有這幾個詞的論文。
節域物元:Segment Field Matter-element
和積法:Asymptotic Normalization Coefficient(ANC)
可拓模糊層次分析法:Extension Fuzzy AHP method
層次分析法(AHP):Analytic Hierarchy Process
至少我在文章里是這么用的,不算權威
⑥ 可拓法下的潛力評價
(一)數據歸一化處理
由於各個評價因子的量化值有所不同,指標值的數字大小不能統一地反映出級別的高低,這給災毀土地的復墾潛力評價帶來了很大的難度,故將各評價指標值進行歸一化處理,處理方法為Ci′=(Ci-Cimin)/(Cimax-Cimin)或Ci′=(Cimax-Ci)/(Cimax-Cimin)。歸一化是一種無量綱處理手段,使物理系統數值的絕對值變成某種相對值關系,本次以Ⅴ級標准值為基礎,取值為1,其他級別計算結果見表5-29,同理對土樣評價因子測量值作歸一化處理。
表5-29 各評價指標歸一化處理表
(二)計算權系數
各評價因子的權系數可採用公式(5-16)計算,但是為了讓評價結果的數據與前面兩種方法進行比較,故各評價因子的權重統一按照層次分析法中計算所得,即表5-23中數據。
(三)計算關聯度
根據公式(5-15)和公式(5-17)計算各評價對象的綜合關聯度,計算結果見表5-30。
表5-30 各評價指標關聯度計算表
續表
從計算結果得出,自然條件的最大關聯值為0.463,對應的復墾潛力評價等級為Ⅱ級,即復墾潛力大;基礎設施條件最大關聯度等級為0.247,對應的復墾潛力評價等級為Ⅲ級,即為潛力較大;社會經濟條件的最大關聯度等級為0.271,對應的復墾潛力評價等級為Ⅰ級,即為潛力很大。而該評價區域的最大值為0.873,對應等級為Ⅱ級,說明該區域復墾為耕地的潛力大。
⑦ 可拓中經典域是什麼意思
經典域 classical field指物元分析中描述事物可變性的數學模式。所謂在某種限制下對象集U上一個可拓集合,指對任...可拓域通過映射、變換可以成為經典域。在給定限制下,非域中的元素u不能轉化為y∈X。
⑧ 可拓學的簡介
研究事物拓展的可能性和開拓創新的規律與方法,並用以解決矛盾問題,有別於生物學、機械學,電工學等縱向學科,是與數學,系統論,資訊理論,控制論等相類似的橫斷學科。
可拓學是一門交叉學科,它的基本理論是可拓論,特有的方法是可拓方法。
可拓工程是可拓論和可拓方法在各個領域的應用。該研究從1976年開始,1983年發表第一篇論文。
目前,已形成初步的理論框架,並建立了在人工智慧、計算機、管理、控制、檢測等領域的應用方法 。 現實世界存在很多矛盾問題,如用一根最多稱200千克重的秤,卻要稱數噸重的大象,公安部門憑借少量的信息,卻要偵破復雜的案件,發明者根據少量的功能要求,卻要構思復雜的新產品,靠左行駛的公路系統和靠右行駛的公路系統要連接成一個大系統。
這些問題於人們的生活和工作中無處不在。
人類社會就是在處理各種各樣的矛盾問題中發展起來的,通過總結古往今來種種矛盾現象的表現與處理方法,經過形式化、邏輯化與數學化,形成一門原創性的學問:可拓學。
可拓學是用形式化模型研究事物拓展的可能性和開拓創新的規律與方法,並用於解決矛盾問題的科學。
通俗地說,可拓學研究產生創意的理論和方法,成為生產創意的理論依據和方法來源。
可拓學的研究對象是矛盾問題,基本理論是可拓論,方法體系是可拓方法(由於這些方法特別適合於創新,因此也被稱為可拓創新方法),邏輯基礎是可拓邏輯,與各領域的交叉融合形成可拓工程。
可拓論、可拓創新方法和可拓工程構成了可拓學。
中國科學院吳文俊院士和中國工程院李幼平院士為首的鑒定委員會對「可拓論及其應用研究」的鑒定。
鑒定意見:《可拓論及其應用研究》總結古往今來種種矛盾現象的表現與處理方法,經過形式化、邏輯化與數學化,形成一門原創性的學問。
可拓學。可拓學的推廣應用,又形成 「可拓工程方法」。
1988年至今,國家自然科學基金用6個項目支持可拓學的研究。
本項目是20多年來可拓學理論框架和方法體系研究成果的綜合。
本項目用形式化語言描述物、事與關系,研究化解矛盾問題的形式化方法,把哲學上用自然語言表示的規律與邏輯,轉化為用計算機可操作、可處理的方法體系。
我們還沒有見到國內外有人做過如此全面深入的類似工作。
我們一致認為,這是一項值得支持、獎勵與繼續發展的原創性成果。
基元理論、可拓集合理論和可拓邏輯是可拓論的三大支柱。
其中,基元理論用物元、事元與關系元描述被研究對象,可拓集合理論是在康托集合與模糊集合之後的一項創造,它對實變函數中距離的概念加以拓展,引入描述客觀事物性質變化的關聯函數工具,為表達矛盾問題的轉化提供了定量手段,可拓邏輯則是辨證邏輯和形式邏輯的科學集成。
本項目為計算機幫助工程領域處理矛盾問題提供了基礎理論和基礎方法。
已經在控制與檢測、人工智慧與計算機、經濟與管理等領域得到初步的應用,表明可拓學方法在工程技術領域將有廣闊的應用前景。
在人工智慧方面,本項目建立了描述信息和知識的一種新模型,為生成策略提供了可操作的方法。
綜上所述,經歷20多年連續研究,蔡文教授等人已經建立一門橫跨哲學、數學與工程的新學科—可拓學,它是一門由我國科學家自已建立的、具有深遠價值的原創性學科,應當給予支持與獎勵。
⑨ 物元可拓模型中關聯系數都為負值怎麼辦
我剛寫完有這幾個詞的論文。
節域物元:Segment Field Matter-element
和積法:Asymptotic Normalization Coefficient(ANC)
可拓模糊層次分析法:Extension Fuzzy AHP method
層次分析法(AHP):Analytic Hierarchy Process
至少我在文章里是這么用的,不算權威
⑩ 可拓學怎麼樣
解析
可拓學(英文名為 extenics)是以廣東工業大學的蔡文研究員為首的中國學者創立的新學科。研究事物拓展的可能性和開拓創新的規律與方法,並用以解決矛盾問題,有別於生物學,機械學,電工學等縱向學科,是與數學,系統論,資訊理論,控制論等相類似的橫斷學科。 可拓學是一門交叉學科,它的基本理論是可拓論,特有的方法是可拓方法。可拓工程是可拓論和可拓方法在各個領域的應用。該研究從1976年開始,1983年發表第一篇論文。目前,已形成初步的理論框架,並建立了在人工智慧、計算機、管理、控制、檢測等領域的應用方法 。從廣東發展到大陸各省,逐步發展到香港、台灣,美國、日本、南美洲等地。建立了專職的研究所和全國性的二級學會,得到了海內外學者的高度評價。
編輯本段可拓學的意義
中國科學院吳文俊院士和中國工程院李幼平院士為首的鑒定委員會對「可拓論及其應用研究」的鑒定 鑒定意見 《可拓論及其應用研究》總結古往今來種種矛盾現象的表現與處理方法,經過形式化、邏輯化與數學化,形成一門原創性的學問:可拓學。可拓學的推廣應用,又形成 「可拓工程方法」。 1988年至今,國家自然科學基金用6個項目支持可拓學的研究。 本項目是20多年來可拓學理論框架和方法體系研究成果的綜合。本項目用形式化語言描述物、事與關系,研究化解矛盾問題的形式化方法,把哲學上用自然語言表示的規律與邏輯,轉化為用計算機可操作、可處理的方法體系。到現在為止,我們還沒有見到國內外有人做過如此全面深入的類似工作。我們一致認為,這是一項值得支持、獎勵與繼續發展的原創性成果。 基元理論、可拓集合理論和可拓邏輯是可拓論的三大支柱。其中,基元理論用物元、事元與關系元描述被研究對象;可拓集合理論是在康托集合與模糊集合之後的一項創造,它對實變函數中距離的概念加以拓展,引入描述客觀事物性質變化的關聯函數工具,為表達矛盾問題的轉化提供了定量手段;可拓邏輯則是辨證邏輯和形式邏輯的科學集成。 本項目為計算機幫助工程領域處理矛盾問題提供了基礎理論和基礎方法。目前,已經在控制與檢測、人工智慧與計算機、經濟與管理等領域得到初步的應用,表明可拓學方法在工程技術領域將有廣闊的應用前景。 在人工智慧方面,本項目建立了描述信息和知識的一種新模型,為生成策略提供了可操作的方法。 綜上所述,經歷20多年連續研究,蔡文教授等人已經建立一門橫跨哲學、數學與工程的新學科--可拓學,它是一門由我國科學家自已建立的、具有深遠價值的原創性學科,應當給予支持與獎勵。
編輯本段可拓學的框架
可拓學的研究對象:客觀世界中的矛盾問題 可拓學的邏輯細胞:基元(物元、事元和關系元) 可拓學的邏輯基礎:可拓邏輯 可拓學的基本理論是可拓論 可拓學的基本方法是可拓方法
編輯本段可拓論
可拓論研究事物拓展的可能性和開拓創新的規律,是可拓學的基本理論。 可拓論的三個支柱是基元理論、可拓集合理論和可拓邏輯。 基元理論包括可拓分析理論、共軛分析理論和可拓變換理論。 可拓集合理論包括可拓集合和關聯函數等。 可拓邏輯是以形式邏輯的形式和辯證邏輯的思想結合而產生的新型邏輯。 可拓論、可拓方法和可拓工程構成可拓學。
編輯本段可拓方法
編輯本段可拓工程
可拓論與可拓方法在實際領域中的應用方法與技術,稱為可拓工程。其中有: 可拓控制技術, 可拓故障診斷方法, 可拓策劃方法, 可拓策略生成技術, 可拓信息技術, 可拓搜索技術, 可拓刑偵技術, 可拓設計技術, 可拓決策方法, 可拓營銷方法, 可拓檢測技術, 可拓論與可拓方法應用到各個部門會出現: 工業可拓工程 醫學可拓工程 農業可拓工程 軍事可拓工程
編輯本段發展歷史
概念和思想的孕育階段,(1976年—1983年)提出研究方向 其開創性論文為 「可拓集合和不兼容問題」 理論和方法的研究(1983年—現在) 應用與推廣(現在)
編輯本段目前的應用研究熱點
可拓學與人工智慧 可拓學與計算機技術 可拓控制 - 可拓檢測 可拓決策 - 可拓營銷 - 可拓策劃 可拓學在網路的應用—策略搜索引擎 可拓學在數據挖掘中的應用—可拓數據挖掘 可拓學在企業自主創新中的應用
編輯本段可拓學介紹
作者:陳文慧 香港的交通規則是汽車靠左行駛,而內地的汽車則靠右行駛。你是否想過,如果將這兩個不同運行規則的交通系統連接在一起會怎樣呢?這似乎是個令人頭疼的問題,但深圳修建的黃崗橋使得靠左行駛的香港來車經過它,自動變成靠右行駛進入內地,同樣內地來車經過它進入香港時也變成靠左行駛。這樣這個矛盾問題就迎刃而解了。事實上,諸如此類的矛盾問題比比皆是,我們遇到它們是否都能找到解決的辦法呢? 如今有一門新興學科,它能讓我們面對這些復雜的矛盾問題變得聰明起來,它就是可拓學。 可拓學(早期稱物元分析)是由我國學者蔡文研究員在1983年創立的一門新學科。它以不相容問題為研究中心,去尋求事物矛盾的內在機制。建立物元模型,通過各種變換去尋求事物的解是物元分析解決不相容問題的一般方法。 可拓學的邏輯細胞為物元,表示為: R=(N, c, v),N為事物的名稱,c為特徵,v為量值。 如上面中國內地的交通系統的物元模型為:R=(中國內地,交通規則,靠右行駛),假如描述一個事物可以用多個不同的特徵,那麼相應就會有多個不同的量值。 定義了物元以後,我們就可以定義物元變換, 所謂物元變換,就是對物元中的三要素進行相應的變化從而得到新的物元。通過物元變換可以把不同的物元聯系起來形成一個交織在一起的物元的網路。 在給定了物元和物元變換之後,還要對可能的變換和物元進行評價,這就是由可拓集完成的,所謂可拓集可以寫成:A={(x,y)|x∈U,y∈R},其中U是論域R是實數域,y叫做關聯度。按照y的大小可以把論域中的元素分成隸屬於A,不屬於A和可拓隸屬於A三種情況。對所有可能由變換得到的物元集合作為論域,在論域上建立可拓集合,然後就可以利用可拓學的菱形思維方法進行問題的求解。 可拓學作為「介於試驗與數學之間的一門邊緣學科」(諾貝爾獎獲得者H.A.Simom)與數學、哲學、行為科學有著不可分割的聯系。經過十多年的發展,在理論上,可拓學已初步形成了其特有的理論框架;目前,可拓學正向應用方向發展。可拓工程作為可拓學特有的方法,在產品設計,企業策劃,過程式控制制,識別與評價,技術科學與人工智慧領域有著廣泛的應用前景。可拓學作為中國人自己創立的學科是中華民族的驕傲,它的國際影響也不斷擴大,創始人蔡文被評為「本世紀最後25年最傑出的25位科學家」之一:可拓學第一本專著《物元分析》被評為「二十世紀科學名著」。 其相關資料如下: 蔡文,《可拓集合和不相容問題》,科學探索學報,1983(1)(第一篇論文) 蔡文,《物元分析》,廣東高教出版社,1987 (第一本專著) 蔡文,《物元模型及其應用》,科學技術文獻出版社,1994 (總結性專著) 蔡文,楊春燕,林偉初《可拓工程方法》科學出版社,1997(從理論到應用) 蔡文,楊春燕《可拓營銷》科學技術文獻出版社, 2000 (應用性專著)