可拓学：一门本土原创学科的创建与兴起*

薛中营

(中国科学院 自然科学史研究所，北京 100190)



可拓学：一门本土原创学科的创建与兴起*

薛中营

(中国科学院 自然科学史研究所，北京 100190)

国内学科史目前较多关注西方舶来的学科，较少关注中国本土原创学科.可拓学是一门难得的经过30年发展的本土原创学科，梳理其发展历程对了解我国本土原创学科的建制化过程具有重要意义.文章根据学科发展的一般规律将其发展历程划分为三个时期，即源头创新期、创新密集期、完善与扩散期，并研究了其理论研究、应用实践和制度建设等方面的发展脉络.

蔡文；可拓学；物元分析；发展历程；学科史；建制化

可拓学*早期称“物元分析”,1995年改称“可拓学”.是用形式化的模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，并用于解决矛盾问题的学科，是数学、哲学和工程学交叉而成的新学科.其研究对象是客观世界的矛盾问题，即指人们要达到目标在现有的条件下无法实现的问题.[1]可拓学关注解决“曹冲称象”这类矛盾问题有无规律可循，能否转变为可操作的模型化、程序化的思考过程.可拓学的目标是借助这种规律与计算机结合，提高机器的智能水平和解决矛盾问题的能力，在现实生活和经济应用领域创造价值.

笔者根据学科发展的一般规律[2]将其发展历程划分为三个时期，即源头创新期、创新密集期、完善与扩散期.1)源头创新期间，总是有来自于经验的新现象或来自于旧理论的缺陷引起学者的关注，面对这一问题一般有不同学者给出不同的解释进行理论、方法和技术竞争，而由某一两位学者英雄最先完成经典著作创立新学科.2)创新密集期间，经典著作由于新颖性，能解决新问题或具有指导意义，吸引更多追随者加入这项研究，继而建立起学会、期刊、研究机构完成初步的建制化，逐渐取得学科内部的同行承认，并确立了学科的基本问题和主导理论.3)完善与扩散期间，主要修葺主导理论并加强理论应用研究，学科理论横向和纵深发展更加细化和系统.这一时期学者关注理论如何传播出去，如何在实践中创造价值，如何使新学科得到相邻学科的学者和社会的承认.当学科内涵不断创新、积累，有可能会有新现象无法用学科主导理论解释，对旧的学科主导理论形成挑战，进而会进入新的发展周期.

1 源头创新期(1976-1983年)

蔡文在1964年从中山大学数学系毕业后，被分配到广东工学院(现为广东工业大学)做一名数学老师.后来被派到农村搞“四清”和 “文化大革命”，在农村度过了十年.生活中的许多小事，引起了具有数学背景的蔡文的注意.例如，“当他设计一个小工厂的平面配置时，一处长80厘米的地方要放长30厘米的电机和60厘米的变速箱.正当他发愁时，厂长点拨说：‘把两件东西叠起来放不就行了’.”[3]“有一次，蔡文看到几个工人把一个竖立起来比房门高出一截的配电盘放倒后，就轻而易举地搬进了电工房.”[4]582蔡文经过深思，懵懂地觉得经典数学有时难以直接解决现实中“条件”和“目标”相矛盾的问题，总是需要经过某种转换，典型的例子就是“曹冲称象”.这些转换是否有规律，可否用数学的程式来表达，是后来蔡文研究经典数学不足并创立可拓学的出发点.

1976年，蔡文*蔡文,研究员,国家级有突出贡献专家,新学科可拓学的创立者,中国人工智能学会可拓工程专业委员会主任.选择了可拓性研究——如何使人和计算机按程序去处理问题，作为自己的研究方向.1976—1983年，蔡文在校研读经典数学，发现经典数学只研究解决现实世界中互不矛盾的相容问题，却很少研究或回避那些相互矛盾的问题.经典数学之所以不能解决“不相容”问题，在于它只研究事物的数量关系，忽视了事物还有特征与质量两个基本要素.[4]583

几经波折，经过汪培庄*汪培庄,中国模糊数学与模糊系统学领域著名教授.、任平*任平,后为暨南大学数学系教授.等数学同行的帮助，蔡文的论文——《可拓集合和不相容问题》于1983年发表在《科学探索学报》上.该文的发表立即在国内外学术界激起了强烈反响，宣告新学科的诞生.美国诺贝尔奖奖金得主西蒙教授、中国模糊学会副理事长汪培庄教授和吴从炘*吴从炘,教授,我国著名泛函分析专家,主要从事泛函分析和模糊数学研究.教授等均对该文新颖的研究工作给予了好评.这篇论文提出了“可拓集合”的概念，使对集合的研究从康托集合和模糊集合的静态分类，发展为从变化的角度研究变换下事物的分类和分类的变化，从而使可拓集成为人类解决矛盾问题的集合论基础.该文还提出了探讨事物的可拓性，以及解决矛盾问题的研究方向[5]，具有指导意义.

2 创新密集期(1983-2003年)

论文发表以后，关于物元分析如何发展，蔡文曾经与武汉建材学院(现武汉工业大学)的张南伦*张南伦，现为武汉工业大学教授.有过一次关于学科发展动力的讨论,结论是：一门学科发展的动力，在于学科能否为社会实际所应用.[6]107蔡文等可拓学者在这一时期的前期侧重于物元分析的应用实践，希望通过应用实践的成功推动更多人加入物元分析的研究.

应用实践方面.蔡文等可拓学者不仅在1985年举办讲习班，把物元分析变换方法应用于新产品构思和价格工程上[4]584，还从1986年起将物元分析方法应用到政府的规划研究上.蔡文等人利用物元分析的可拓决策方法做出广东省1990年[7]和2000年环境保护投资的预测研究[8]34，承担了“广东省社会经济发展战略重点和突破手段”这一课题，参与了“广东省科技发展战略”和“振兴广东科技若干建议”的研究，开展了大中企业的发展战略研究[4]581—582.后来，蔡文等人还承担了《转换桥与海南经济》、《转换桥与广东经济》等课题.[9]1989至1990年，蔡文把“决策系统中的处理矛盾冲突问题的规律研究”的理论成果用于分析广州经济，制定了广州发展高技术的决策方案——“发展高科技，带动广州经济”.[8]34

蔡文等人不仅利用物元分析方法解决了实际问题，获得了政府的信任，提高了物元分析的影响力，还通过加强研究组织建设、人才培养机制和学术交流传播机制等，规范了可拓学的研究.

研究组织建设方面.1984年，蔡文组建了全国性的研究组织——广东物元分析研究中心.1986年，蔡文由于利用物元分析的方法，为国家重点工程项目解决了关键性的问题，被国家科委批准为“国家级有突出贡献的专家”.[10]时任省长叶选平得知蔡文的研究成果，希望蔡文专职搞研究.于是广东工学院让蔡文脱离教学岗位专职研究可拓学，并于9月份成立了世界上第一个专职从事物元分析研究的机构——广东工学院物元分析研究室(后为广东工业大学可拓学与创新方法研究所).在可拓学后来的发展中，研究所起着核心和基地的作用.1987年，物元分析学者创建了自己的学会——中国现代设计法研究会物元分析学会，2001年发展为全国性的二级学会——中国人工智能学会可拓工程专业委员会，形成了学术共同体.

人才培养和学术交流传播机制方面.1984年，受省科协资助4000元，创办宣传阵地——《智囊与物元分析》杂志，面向全国发行，成为专家学者重要的学术阵地和展示其成果的舞台.1985年7月，在广州召开了第一届全国可拓学年会，截至2011年共举办了13届可拓学年会，成为可拓学者重要的学术交流平台.1993年起，广东工业大学可拓学与创新方法研究所打破了四合院式的研究体制，开始面向全国招收可拓学研究学者.截至2012年4月开展了19期，共培养可拓学研究学者61位.蔡文在招收十多期研究学者之后，1996年开始招收第一届可拓学硕士研究生，并开始合作培养博士生.这一时期，可拓学者还通过培训班、讲座、学术讨论会、期刊、报纸等多种形式，向国内外学者传播理论，日本、中国香港和台湾地区最早有学者接受学习可拓学.

由于可拓学应用实践方面取得的成就，加之1985年汪培庄等14名专家对《可拓集合和不相容问题》写出书面鉴定，肯定了这项研究工作.其中不少专家认为，该文提出了一门新学科.[8]33这些有利因素均促使可拓学获得国家自然科学基金委员会的资助.从1988年开始，国家自然科学基金委员会用6个课题支持广东工业大学可拓工程研究所进行物元分析这项原创性研究.这些国家自然科学基金在资金上提供了保障，加速了物元分析的原创性研究以及和与决策、营销、策划、资源管理等领域的结合，开拓了可拓决策、可拓营销、可拓策划等新的研究领域[11]，在完善可拓学理论发展方面无疑是非常重要的.据不完全统计，截至2013年，国家自然科学基金有关的可拓学项目多达64项，支持多领域学者开展应用性研究，取得多项创新性成果.

应用实践能完善理论，但毕竟不能替代理论创新，一个学科的发展终究要靠理论的系统科学.在进行一系列的应用实践后，可拓学者开始总结前期理论和应用实践的经验，尤其在1988年受到了国家自然科学基金的资助的情况下，之后将工作的侧重点开始逐步转向了理论研究.

理论研究方面.在1987年出版了蔡文的《物元分析》，该书是可拓学领域的第一本专著，主要是对十年来理论的发展进行归纳，标志着物元分析的理论框架初步形成.[4]581后来又陆续出版了《可拓工程方法》(1990)、《可拓营销》(1990)、《物元模型及其应用》(1994)、《从物元分析到可拓学》(1995)、《物元动态系统分析》(1996)、中文简体字版《可拓工程方法》(1997)和中文简体版《可拓营销》(2000)、《可拓策划》(2002)、《可拓逻辑初步》(2003)等一系列重要专著.

《物元模型及其应用》建立了学科的理论支柱“物元理论”和“可拓集合论”，“物元理论”后来发展为“基元理论”.《可拓逻辑初步》是可拓逻辑的第一部专著，标志着可拓逻辑的体系和框架已经初步建立起来了.至此，可拓学的主导理论“可拓论”的三大理论支柱“基元理论”、“可拓集合论”和“可拓逻辑”均建立起来了，标志着可拓学的主导理论也得以确立，建立起了初步的学科体系.随着可拓学的研究组织、学会、期刊等的建立，可拓学初步完成了建制化，并且受到了学科内同行的认可，学科发展开始由创新密集期向完善与扩散期转变.

3 完善与扩散期 (2003-)

可拓学者在这一时期一方面陆续出版著作对学科理论进行完善，丰富其学科内涵，使其更加精致化；另一方面通过研制可拓软件，试图在提高人工智能方面实现突破，实现可拓学的应用价值.可拓学者还努力培养海外可拓学者，努力使可拓学走向国际化.

理论研究方面.这一时期的理论研究涌现了一批新的应用理论研究成果，《可拓策略生成系统》(2006)、《可拓工程》(2007)、《可拓集与可拓数据挖掘》(2008)、《可拓设计》(2010)、《可拓数据挖掘方法及其计算机实现》(2010)等专著相继出版，使可拓学不断向纵深发展.这些专著均是国家自然科学基金委员会的项目支持成果，开拓了一系列新的交叉研究领域.其中，“可拓论及其应用研究”项目在2004年得到了以吴文俊和李幼平为首的鉴定委员会的鉴定，认为可拓学是一门“原创性学科”.[12]截至2013年，可拓学者已陆续出版了20本专著，可拓学的理论体系日臻完善.

人才培养和学术交流传播机制方面.可拓学者在这一时期加强了对海外传播的力度.不仅先后出版了《Extension Engineering Methods》(2003)、《Extenics in Higher Dimensions》(2012)、《Extenics:Theory,Method and Application》(2013)和《Extenics and Innovation Methods》(2013)共4本英文专著，还从2012年起开展了四期“可拓学国际研究学者”学术活动.自2005年以来参与可拓学研究的海外学者有所增多，美国学者弗劳兰丁(Florentin Smarandache)在2006年把可拓学介绍到美国，并专注于理论研究.而印度、日本和罗马尼亚等学者更关注于可拓学的实际应用，将可拓学的方法应用到了计算机分布系统、智能远程教学系统、机器人等上.[13]

研究组织建设方面.可拓学的研究也受到了科学界的重视，2005香山科学会议召开了可拓学的专题讨论会，认同可拓学是一门新兴学科.根据香山会议指示，次年可拓学者成立可拓学学术委员会和“中国人工智能学会可拓工程专业委员会青年部”，研究组织建设制度化迈进了重要一步.

应用实践方面.2005年以来，可拓学者们开始有意识地把研究的重点从基础理论研究转向应用研究.自2005年召开第一次可拓软件研制讨论会以来，后于2008年首次开设了可拓软件演示与研讨专题，后来每两年召开一次软件研制讨论会.目前，据不完全统计在可拓软件研讨会演示的软件至少有11种，已获得的软件著作权至少有10种，至少有8种软件获得或受理专利.[14]但目前的软件研制仍处于试验阶段，离实际应用还有一段距离.从蔡文在2010年和2011年先后受贝尔和IBM的邀请做可拓学与产品构思、计算机领域应用的讲座来看，可拓学在计算机领域的应用价值正日益得到关注.

2013年8月16至18日，首届可拓学与创新国际研讨会暨可拓学创立30周年庆典在京召开.会议宣读了“可拓学宣言”，决定成立“国际可拓学与创新方法学会筹备委员会”，成立“国际可拓学学报筹办委员会”，确定2015年召开“第2届可拓学与创新方法国际大会”.这一系列举措，必将对可拓学研究走向国际化起到积极的推动作用.

4 结语

蔡文等可拓学者早期面临着研究资金窘迫的困难，1992年以前主要靠自筹[15]，但也受到政府和学校的部分资助.1992年起，学校每年拨给蔡文5000元专款.从1996年起，科研经费增加，每年拨给4万元.[3]早期，蔡文参加国际会议和创办宣传期刊均受到了政府的资助.后来，国家自然科学基金委员会的项目如雪中送炭般帮助可拓学研究渡过了难关.可以看出，可拓学之所以得到较快发展，其一是因为可拓学者不仅在学术上努力钻研，还竭力证实可拓学的应用价值，并想尽办法把可拓学推广出去；其二是汪培庄等专家的同行评议和国家的资金支持.但是，目前可拓学也受制于现有的评价体系，例如没有列入学科目录和不能申报博士点是其发展的瓶颈.如何正确构建和使用学科评价体系，如何甄别学科真伪并适时扶持本土原创学科，甚至如何制定适合本土原创学科发展的学科政策，是值得深思的问题.相对于其他本土原创学科，可拓学无疑是幸运的，在现有的原创学科生存环境中其发展策略和制度化过程也是值得借鉴的.

致 谢：我的导师刘益东研究员对本文给予了孜孜不倦的指导和启发性的研究思路与建议，我的师兄黄磊博士给予了慷慨支持和帮助，特此感谢.

[1]蔡文,杨春燕,王光华.一门新的交叉学科——可拓学[J].中国科学基金,2004 (5):268.

[2]中国科学院,国家自然科学基金委员会.未来10年中国学科发展规律·总论[M].北京:科学出版社,2012：12-14.

[3]佚名.情倾科学 矢志开拓——记可拓学创立者、国家级有突出贡献专家蔡文[N/OL].粤海同心,2001(12).http://web.gdut.edu.cn/～xcb/main/xiaobao70.htm#10.

[4]刘婉玲.揭开奇智者的秘密——记“物元分析”学说的创立者蔡文[C]∥ 王秀柔,周新宇.星光灿烂.北京:科学普及出版社,1990.

[5]蔡文.可拓论及其应用[J].科学通报,1999,44(7).

[6]欣锋,耀泉.蔡文和萌芽中的学科——“物元分析”简介附录“可拓之路”[J].锦州工学院学报,1986(1).

[7]蔡文.物元分析[M].广州:广东高等教育出版社,1987.

[8]姜玉声,朱焕志.集合论思想的演变及在当代中国的发展[J].自然辩证法研究,1995,11(6).

[9]蔡国梁,张炳汉,廖靖宇,等.可拓学及其经济应用[J].河南科学,1998,16(3).

[10]杜德文.谈《物元分析》新学科[J].石油化工高等学校学报,1994,7(21).

[11]杨春燕.我国管理可拓工程研究进展[J].中国科学基金,2010 (1).

[12]蔡文,杨春燕.可拓学的应用研究、普及与推广(综述)[J].数学的实践与知识,2010,40(7).

[13]蔡文,杨春燕.可拓学的基础理论与方法体系[J].科学通报,2013,58(13):1197.

[14]杨春燕,李兴森.可拓创新方法及其应用研究进展[J].工业工程,2012,15(1):135.

[15]志清,吴爱芳,聂寒非,等.只有历史才能评价我这个小人物[N/OL].南方日报,2003-11-15.http://web.gdut.edu.cn/～extenics/312.htm.

[责任编辑 黄祖宾]

[责任校对 苏 琴]

Extenics:the Creation and Rise of a Local Original Discipline

XUE Zhong-ying

(InstitutefortheHistoryofNaturalSciences,CAS,Beijing100190,China)

Disciplinary histories in domestic are currently more concerned about western exotic disciplines,but less concerned about China's local original disciplines.Extenics is a rare local original discipline after 30 years of development.Combing the development process of Extenics is significant to understand the process of the institutionalization of local original disciplines.Based on the general development law of disciplines,the development process of Extenics is divided into three stages:the innovation source period,the innovation-intensive period and the improvement and diffusion period.This article also studies the development context of original theory,application,institutionalization and other aspects.

Cai Wen; Extenics; Development process; Disciplinary history; Institutionalization

2016-01-10.

薛中营(1989-)，河南开封人，中国科学院自然科学史研究所在读硕士生，研究方向:科学技术史、科技战略、科学技术与社会.

N092

A

1673-8462(2016)03-0038-04