复杂系统仿真：穿透信息化战争“迷雾”的利器

复杂系统仿真：穿透信息化战争“迷雾”的利器

专家小传：金士尧，1961年毕业于哈尔滨军事工程学院。现为国防科技大学教授，计算机科学与技术一级学科博士生导师，“并行与分布处理国家重点实验室”和“军用仿真机与人机接口重点实验室”学术带头人。解放军卫星总站博士后流动站副主任，国防科技大学科技委员会委员。

时间：2006年五一前夕

地点：国防科技大学并行与分布处理国家重点实验室

记者：您一直致力于研究计算机仿真，现代计算机仿真有什么新的进展？

金士尧：计算机仿真是继理论分析、科学实验之后的促进人类社会进步、科学技术发展的第三种探索创新手段。计算机仿真已经从纯数学仿真，实物在回路中的数学与实物混合仿真，发展到现在的人在回路的智能化仿真。从仿真的深度和广度来看，计算机仿真已从单系统单设备仿真，发展到多系统体系仿真，目前国内外正在研究复杂系统仿真。为迎接新世纪的挑战，2001年世界计算机仿真大会确定的主题是：“用仿真来构造世界，用仿真来构造未来。”因此，无论是国家经济建设，还是国防现代化都离不开计算机仿真。记者：请您谈一谈计算机仿真在新军事变革中的作用。

金士尧：计算机仿真在科技强军中的作用有三个方面：首先是加速我军现代化，其次是提高武器装备的效能和部队的战斗力，第三是节省国防开支。目前计算机仿真已经应用到国防与部队建设的方方面面，包括装备的采办、武器的研制、作战训练、武器对抗、战场评估以及国防工程建设等。例如研制某种武器，经过数百次的纯数学仿真，再经过几十次的半实物仿真（设备在回路中的仿真），可以确保一次实弹打靶成功；再例如，不调动部队，通过网络完成虚拟战争，实现军事演习，达到作战训练的目的。但是，目前的计算机仿真都属于常规的系统仿真，它们的仿真对象都可以用数学公式来描述，对象之间的关联相对确定，大多属于规则演化，还没有上升到复杂系统仿真的更高层次。

记者：什么是复杂系统仿真，它与一般的系统仿真有什么区别？也就是说，复杂系统仿真有什么特点？

金士尧：现代系统论的开创者冯·贝塔朗菲根据系统自身的表征，将系统定义为“相互作用的多元素复合体”。系统具有多元性、相关性和整体性等主要特性。我国科学家钱学森将系统定义为：由相互制约的各个组成部分形成具有一定功能的整体。

系统科学把系统整体才具有、而孤立的组成部分及其总和不具备的性质，定义为系统整体的涌现性。

复杂系统是具有系统整体涌现性的系统。整体的涌现性主要是由系统组成部分按照它们的关联性相互作用、相互补充、相互制约而激发出来的。其关联性描述非常复杂，一般难以用数学工具进行描述。科学家希尔伯特·西蒙指出：“已知系统组成部分的性质及其之间的相互关系，也很难把整体的性质推断出来”，通俗的说法即“系统的整体性质大于部分之和”。

记者：复杂系统好像是不可捉摸的系统。那么，如何来研究复杂系统呢？

金士尧：研究复杂系统不可能也不应该采用传统的笛卡儿还原法。还原法的基本思想是将整体分解为部分去研究，并认为部分弄清楚了，整体也就迎刃而解。研究复杂系统的困难在于系统的整体性和整体的涌现性。突变论的创始者勒内·托姆建议采用动力学的方法来研

究复杂系统，既要从局部走向整体，又要从整体走向局部。对于从局部走向整体，数学中是解析性概念；对于整体走向局部，数学中是奇点概念。我国著名科学家钱学森等主张采用辩证逼近法来研究复杂系统，即从定性到定量综合集成。

记者：复杂系统仿真的军事应用前景如何？

金士尧：战争系统属于复杂系统范畴，主要原因有：第一，战争系统是由许多具有自主能力的作战单元组成；第二，作战过程中由于多方的对抗和协同，所形成的状态很难稳定；第三，战争具有许多不确定的因素，导致系统的状态演化结果不能确定，因而战争过程是不可重复的，充满了必然的偶然性。归结到一点，战争系统的各个组成部分在分解以后，不能反映战争系统的整体特性，特别是在“人”作为系统的组成部分时，这一点更为突出。

为了打赢现代化信息战争，必须研究复杂系统仿真，特别是人在回路中的作战仿真。美国已经将复杂系统仿真的初步成果运用到阿富汗战争和伊拉克战争中，世界先进的军事强国都在利用复杂系统仿真进行“网络中心战”的研究。

我们针对复杂系统及其整体性研究提出了时空结构法，进行了趋势预测、危机处理及决策支持的初步探索。

希望通过复杂系统仿真的军事应用，能够拨开信息化战争的“迷雾”，提高我军指挥与控制决策的效率和科学性，赋予部队更高的应变能力和战斗力，为我军的新军事变革、打赢信息化战争提供新的利器