信息科学与中医研究.ppt

19.6.18,1,信息科学与中医研究,钟义信 北京邮电大学 ,19.6.18,2,目 录,1、信息科学简介,2、中医研究的信息问题,19.6.18,3,一、信息科学简介,19.6.18,4,认知主体 知识,客体对象（人或物）,信息,策略,信息问题的抽象模型,19.6.18,5,基本概念,信息 事物的信息（称为“本体论信息”）是事物的运动状态 及其变化方式的自我表述。,人们所获得的某事物的信息（称为“认识论信息”）， 是主体关于该事物的运动状态及其变化方式的表述。,由于主体具有“感知能力”、“理解能力”和“目的属性”， 认识论信息就相应地具有了三个分量，即： “语法信息”（状态/方式的形式） “语义信息”（状态/方式的内容） “语用信息”（状态/方式的效用）,19.6.18,6,基本概念,符号,客体,主体,语法信息,符号序列 （形式结构）,序列内容,序列价值,语义信息,语用信息,全信息：语法信息、语义信息、语用信息的有机整体。,认识论信息（全信息）的概念,19.6.18,7,基本概念,本体论信息的表示,x1 x2 xn xN,c1 c2 cn cN,认识论信息的表示,x1 x2 xn xN,c1 c2 cn cN,t1 t2 tn tN,u1 u2 un uN,状态,状态的肯定度,状态,状态的肯定度,状态的真实度,状态的效用度,19.6.18,8,基本概念,知识 主体关于某类事物的知识，是主体关于该类事物的运动 状态及其变化规律的表述。 由定义可知，知识可以由信息提炼而成。,由于主体具有感知能力、理解能力和目的属性，只是也 具有形态性知识、内容性知识、价值性知识三个分量。,知识不是一成不变的东西，按照生长成熟程度，它具有经验性知识、规范性知识、常识性知识的生长过程。有时， 本能性知识也回归入常识性知识这一类。,19.6.18,9,本能性知识,经验性知识,规范性知识,常识性知识,知识的内生态系统,信息,基本概念,19.6.18,10,信息认知,策略生成,知识的外生态系统,信息,基本概念,知识,智能,19.6.18,11,基本概念,策略 解决问题的方法、步骤和程序,智能 针对给定的“问题”、“约束”、“问题求解目标”，有针对性地获取相关信息、并把信息提炼成为知识、进而在目标引导下把信息和知识激活为解决问题的智能策略和相应的智能行为、最终解决问题、满足约束、达到目标的能力。,策略是知识的升华，知识来源于信息。因此，智能求解 的过程应是“信息-知识-智能”的转换。,19.6.18,12,信息科学的基本定义,信息科学是 以信息为研究对象、,以信息过程的规律为研究内容、,以信息科学方法论为研究方法、,以扩展人的信息功能（它的整体就是智能）为研究目的,的一门横断科学。,19.6.18,13,基本过程的基本模型,问题/约束,信息获取,信息传递,信息处理,信息认知,策略生成,策略传递,策略执行,认识论信息,知识,智能策略,智能 行为,本体论 信息,认识论信息,智能策略,19.6.18,14,信息科学的研究内容：信息与信息转换,- 信息理论：定性（定义、性质、功能），定量（度量方法）,- 信息获取：直接获取（感测），间接获取（检索）,- 信息表示：充分性，简洁性，机器可读性,- 信息存取：明确性，高效性，方便性,- 信息传递：时效性，可靠性，安全性,- 信息处理：为便于应用而进行的操作,- 信息认知：把信息转换为知识（由表及里）,- 策略生成：由信息和知识生成解决问题的策略,- 策略执行：把策略转换成为解决问题的行为,- 系统优化：行为效果的反馈与策略调整,19.6.18,15,信息科学的研究方法：新的方法论,- 信息分析方法（认识系统）,- 信息综合方法（设计系统）,- 信息系统进化方法（优化系统）,- 信息、能量、物质三位一体准则,- 信息、知识、智能升华转换准则,科学研究方法论的变革：笼而统之；分而治之；分合互动。,“分而治之”的缺点：忽视表现“要素之间相互作用的”信息。,信息科学方法论的要点：三个方法，两个准则。,19.6.18,16,方法论变革的动因,古代,近代,现代,物质 对象,物质-能量 对象,物质-能量-信息 对象,表层观察,深入研究,全局处理,笼而统之,分而治之,分合互动,对象,目标,方法,19.6.18,17,方法论转变的方式,量变与质变的规律,时间,影 响 度,目前：“文火煮鱼”期,19.6.18,18,信息科学的研究目标：智能机器,问题/约束,信息获取,信息传递,信息处理,信息认知,策略生成,策略传递,策略执行,感觉 器官,传导 神经,思维器官,传导 神经,效应 器官,19.6.18,19,智能机器与人类的关系,劳动者,劳动对象,工具,科学技术,创制先进工具，扩展人类能力，构成社会生产力,资源,19.6.18,20,智能机器与人类的关系,科学技术辅人律,科学技术拟人律,科学技术共生律,19.6.18,21,发展趋势,- 继续深化信息理论的研究,- 强化对于信息转换规律的研究,- 扩展“信息与信息转换理论”在各领域的应用,19.6.18,22,近期进展：人工智能理论的三分归一,人工智能的研究存在三大学派：结构模拟（神经网络）， 功能模拟（专家系统），行为模拟（感知-动作系统）,根据“知识内生态理论”，我们发现：三大学派原来可以在机制主义方法框架内实现和谐统一。,机制主义 信息 知识 智能策略,结构主义 信息 经验性知识 经验型智能策略,功能主义 信息 规范性知识 规范性智能策略,行为主义 信息 常识性知识 常识性智能策略,后来，我们提出“机制主义”方法：信息-知识-智能转换。,19.6.18,23,二、中医研究的信息问题,19.6.18,24,医疗过程的信息模型,患者/环境,信息获取,信息传递,信息处理,信息认知,策略生成,策略传递,策略执行,观察,诊断与处方,治疗,19.6.18,25,信息模型的医学解释,信息获取：望闻问切（中医）；解剖+化验+测量（西医）,信息传递：医生感知（中医）；数据传输（西医）,信息处理：系统经验处理（中医）；局部信息加工（西医）,策略传递：医生处方（中医；西医）,策略执行：医生施治（中医；西医）,信息来源：人体的健康状态及其变化方式（症候）,信息认知：系统辨证（中医）；相关部位诊断（西医）,策略生成：辨证施治（中医）；“头痛治头”（西医）,19.6.18,26,医学研究的方法论,医学研究的对象是一个高度复杂的系统,复杂系统的研究有不同的途径：,结构研究（解剖观察）,功能研究（能力观察）,行为研究（外表观察）,机制研究（病理分析）,中医：全面观察；经验性辩证推断；系统施治（辨证施治） 西医：深入观察，分析性病理推断，局部施治（分而治之）,19.6.18,27,观察 诊断（信息 知识）,由现象到本质，符合人类认识的基本规律。但是，由现象到本质，需要经过质的飞跃，即“认知”。,这个飞跃的基本形态，是“归纳”与“抽象”。但是，归纳算法的重要特点是不能保真。,医学“由观察到诊断”的过程，等效于信息科学“由信息到知识”的认知过程，可见，医学研究与信息（智能）科学的研究有异曲同工之妙。,19.6.18,28,诊断 处方（知识 策略）,医学“由诊断生成处方”的过程对应于信息科学“由知识生成策略”的过程，这实际上是“另一个飞跃” 决策，它要完成由理论到实践的飞跃。,如果知识是完备的，由知识生成策略可以得到唯一的正确策略。但是，在复杂情况下，存在大量的不确定性，“知识的完备性”难以成立。因此策略未必正确，需要实践的检验。,在实施治疗之后必须观察疗效，以获得新的信息，并以 此调整对病因的认识和治疗的策略 反馈优化过程。这里再次看到：医学研究与信息（智能）科学研究确实异曲同工。,19.6.18,29,信息-知识-智能转换的研究,信息获取：望闻问切得到的信息 信息的规范表示,信息传递：医生的传导神经系统 规范信息的共享,信息处理：医生的思维系统对信息进行加工 信息的加工,策略传递：医生把方案写成治疗策略 - 策略的规范表示,策略执行：医生对病人实施治疗 策略的实施,信息来源：人体的健康状态及其变化方式（症候）,信息认知：医生在思维系统形成疾病的知识 信息-知识转换,策略生成：医生的思维系统形成的治疗方案 知识-策略转换,19.6.18,30,几个基本问题,2