创新计算研究课件.ppt

1、许高攀“创造性思维是指思维的结果具有明显的创造性思维是指思维的结果具有明显的新颖性新颖性和独占性。和独占性。”吴明喜，湖北社会科学。吴明喜，湖北社会科学。“创造性思维活动是指相对传统思维而言创造性思维活动是指相对传统思维而言,一切一切具有具有创新性质创新性质的思维的思维整体性过程。整体性过程。”刘卫平，刘卫平，益阳师专学报。益阳师专学报。“创造性思维活动是一种能产生创造性思维活动是一种能产生新颖思维结果新颖思维结果也也即创造性设想。即创造性设想。”庄寿强庄寿强,发明与革新。发明与革新。“创造性思维是一种创造性思维是一种不断开拓人类知识新领域不断开拓人类知识新领域，开创人类知识新成果的积极的思维

2、活动，是人开创人类知识新成果的积极的思维活动，是人类思维的最高形。类思维的最高形。”陶国福，上海社科院学术陶国福，上海社科院学术季刊。季刊。“政策分析中的创造性思维是指政策分析中的创造性思维是指广义的创造性思广义的创造性思维维，即相对于以往政策分析中认识问题，即相对于以往政策分析中认识问题,解决问解决问题的思维而言，一切具有创新性质的思维过程题的思维而言，一切具有创新性质的思维过程都是创造性思维。都是创造性思维。”陈振明，政策科学。陈振明，政策科学。张综亮认为创造性思维具有张综亮认为创造性思维具有多向性、整体性、批判多向性、整体性、批判性、直觉性性、直觉性。陶国福认为创造性思维具有陶国福认为创

3、造性思维具有独立性、求异性、想象独立性、求异性、想象性、灵感性、跨越性性、灵感性、跨越性。黄云超认为创造性思维的特征有四黄云超认为创造性思维的特征有四:首先创造性思首先创造性思维主体在工作中具有较强的维主体在工作中具有较强的自控力、自发性、冲动自控力、自发性、冲动性和持久性性和持久性；其次创造性思维过程具有；其次创造性思维过程具有动态性和联动态性和联系性系性；再次创造性思维的结果具有；再次创造性思维的结果具有创新性、预见性创新性、预见性；第四创造性思维具有；第四创造性思维具有逆向性逆向性。寇东泉和刘电之认为创造性思维具有寇东泉和刘电之认为创造性思维具有新颖独特性、新颖独特性、价值性、跳跃性、综

4、合性、敏捷性价值性、跳跃性、综合性、敏捷性。陈振明在编著的陈振明在编著的“政策科学政策科学”认为创造性思维既是认为创造性思维既是心心理理的过程的过程,又是又是逻辑逻辑的过程；创造性思维既是的过程；创造性思维既是突发突发的、偶然的、又是渐进、必然的的、偶然的、又是渐进、必然的;创造性思维既以创造性思维既以创新性为目标创新性为目标,又以传统性为基础。又以传统性为基础。关于创造性思维的特征学者做出的很多论述关于创造性思维的特征学者做出的很多论述,归纳起归纳起来有来有代表性的特征代表性的特征有这么三个主要方面有这么三个主要方面:积极的求异性积极的求异性。它表现为无论是思考问题的方式。它表现为无论是思考

5、问题的方式,方法方法,还是思维活动结果等方面还是思维活动结果等方面,都与传统思维活动都与传统思维活动存在着不同的新颖之处。存在着不同的新颖之处。系统的整体性系统的整体性。具体表现在创造性思维结构的层次。具体表现在创造性思维结构的层次性性.任何事物的结构都具有层次次那个的特征任何事物的结构都具有层次次那个的特征,创造创造性思维具有以下基本层次性思维具有以下基本层次:脑生理结构、心理结构脑生理结构、心理结构、构成要素结构、能力结构、形式结构。、构成要素结构、能力结构、形式结构。创新思维的动态灵活性创新思维的动态灵活性。主要体现在。主要体现在:及时变换思及时变换思维的角度和方位、举一反三、触类旁通、

6、从一个思维的角度和方位、举一反三、触类旁通、从一个思路或方向变通到另一个方向路或方向变通到另一个方向;及时抛弃一些旧的思及时抛弃一些旧的思维观念的旧的思维方式维观念的旧的思维方式,转向新的思维方式和新的转向新的思维方式和新的思维材料。思维材料。创新计算有其特殊的内在规律，须避开人的创新计算有其特殊的内在规律，须避开人的惰惰性与定向思考性与定向思考才能创造出高价值的成果，理解和发才能创造出高价值的成果，理解和发现这些规律是极其复杂的，需要艰苦的探索过程，现这些规律是极其复杂的，需要艰苦的探索过程，但不是不可认知的问题，人们正在孜孜不倦地运用但不是不可认知的问题，人们正在孜孜不倦地运用科学的方法探

7、索其本质和机理，研究这些方法的最科学的方法探索其本质和机理，研究这些方法的最新进展是进一步研究的起点。最新进展包括新进展是进一步研究的起点。最新进展包括:创新的创新的心理与认知心理与认知理论理论创新创新计算理论计算理论发散性发散性思维计算思维计算收敛性收敛性思维计算思维计算创新计算的创新计算的评价准则评价准则创新计算的创新计算的应用应用创新计算创新计算研究意义研究意义创新的创新的心理及认知心理及认知理论理论创新的创新的计算模型计算模型发散性发散性思维计算思维计算收敛性收敛性思维思维评价模型评价模型创新计算的创新计算的发展趋势发展趋势 胡锦涛总书记指出：胡锦涛总书记指出：“科技创新能力是一科技创

8、新能力是一个国家科技事业发展的决定性因素，是国家竞个国家科技事业发展的决定性因素，是国家竞争力的核心，是强国富民的重要基础，是国家争力的核心，是强国富民的重要基础，是国家安全的重要保证安全的重要保证”。“提高我国科技自主创新提高我国科技自主创新能力，一是要紧紧扭住为国家发展服务这个中能力，一是要紧紧扭住为国家发展服务这个中心任务，坚持贯彻经济建设必须依靠科学技术心任务，坚持贯彻经济建设必须依靠科学技术、科学技术必须面向经济建设的战略方针，着、科学技术必须面向经济建设的战略方针，着力提高解决当前和未来我国经济社会发展的重力提高解决当前和未来我国经济社会发展的重大科技问题的能力，着力提高为落实科学

9、发展大科技问题的能力，着力提高为落实科学发展观提供知识基础和技术支撑的能力，着力提高观提供知识基础和技术支撑的能力，着力提高保障国家安全、应对世界新军事变革的能力，保障国家安全、应对世界新军事变革的能力，努力攀登世界科技高峰努力攀登世界科技高峰”。创新计算可显著地促进经济增长，同时也创新计算可显著地促进经济增长，同时也有助于理解创造心理的有助于理解创造心理的本质本质。目前主要有。目前主要有两类方法：两类方法：心理学方法心理学方法,依赖于人的心理因素而难以形依赖于人的心理因素而难以形式化，如头脑风暴法；式化，如头脑风暴法；系统化方法系统化方法,建立形式模型，将更多的注意建立形式模型，将更多的注意

10、力放在刻画人类认知能力的那一部分，如力放在刻画人类认知能力的那一部分，如物场分析法。物场分析法。两种方法不能截然分开：一方面，创造性两种方法不能截然分开：一方面，创造性的解或发明常常需要领域间知识的的解或发明常常需要领域间知识的转移转移，这种，这种转移的实现需要模型化人类的某些创造性思维；转移的实现需要模型化人类的某些创造性思维；另一方面，系统要实现，必然要建立另一方面，系统要实现，必然要建立形式模型形式模型，采用采用系统化系统化方法，但是目前的形式模型很少模方法，但是目前的形式模型很少模拟人类的创造性思维，也缺乏理论基础，因而拟人类的创造性思维，也缺乏理论基础，因而系统的创新能力很有限。系统

11、的创新能力很有限。创新计算有其特殊的内在规律，这些规律创新计算有其特殊的内在规律，这些规律不同于一般专家系统的知识处理法则，那么当不同于一般专家系统的知识处理法则，那么当我们试图我们试图赋予系统以创新能力赋予系统以创新能力时，它时，它如何如何实现实现创新？回答这个问题意味着对创造心理的本质创新？回答这个问题意味着对创造心理的本质理解，必须集成心理学中的某些理论和方法，理解，必须集成心理学中的某些理论和方法，这使得现有的人工智能理论与方法存在困难。这使得现有的人工智能理论与方法存在困难。创造创造是指得到新的、意想不到的、有价是指得到新的、意想不到的、有价值的观念。值的观念。Foder研究认为研究

12、认为爱好、狂躁的情爱好、狂躁的情绪、压抑绪、压抑同创造有极大的关系，它们容易同创造有极大的关系，它们容易将概念和感知将概念和感知按不一致的方式组合按不一致的方式组合，也容，也容易将非常松散的来源于不同领域的观点加易将非常松散的来源于不同领域的观点加以组合而产生创造。以组合而产生创造。VanGundy根据对根据对31种提高创造生思维技术的研究指出，种提高创造生思维技术的研究指出，突然突然事件和不一致现象事件和不一致现象常常是新假设的来源，常常是新假设的来源，进而导致理论上的突破。进而导致理论上的突破。张丽华教授强调思维的社会化，提出了心张丽华教授强调思维的社会化，提出了心理自组织理论，认为思维的

13、基本原则是理自组织理论，认为思维的基本原则是快乐原快乐原则则，思维方法是对基本思维类型的组合思维方法是对基本思维类型的组合。Klein对群体创造活动的研究表明对群体创造活动的研究表明：“优秀优秀成员组成员组”比整体产生更好的创新思维，而整体比整体产生更好的创新思维，而整体比个体强。比个体强。原因是群体中的个体可获得更多的原因是群体中的个体可获得更多的信息，并可通过信息，并可通过观点交叉观点交叉促进创造性思维的产促进创造性思维的产生，这就是头脑风暴发明技法的依据。但是这生，这就是头脑风暴发明技法的依据。但是这类方法并不总有效，如果有相同的背景，或者类方法并不总有效，如果有相同的背景，或者群体的知

14、识太分散，或具有不同的目标，那么群体的知识太分散，或具有不同的目标，那么产生创造就有很多困难。产生创造就有很多困难。创造理论最典型的是创造理论最典型的是Wallas的四阶段理论，的四阶段理论，包括包括准备、苦思、顿悟、验证准备、苦思、顿悟、验证四个过程。四个过程。Malaga提出的创造理论与提出的创造理论与Wallas的理论的理论类似，不同的是他的理论同时强调类似，不同的是他的理论同时强调创造过程、创造过程、主体创造能力和创造环境主体创造能力和创造环境。Strzalecki认为理解创新机制必须采用认为理解创新机制必须采用多多变量和多学科交叉方法变量和多学科交叉方法，他提出的，他提出的基于类型的

15、基于类型的创造模型是一种系统化方法创造模型是一种系统化方法，通过认知运算的，通过认知运算的上位构造形成上位构造形成层次化结构层次化结构，从而能够实现问题，从而能够实现问题的独创性解，摆脱定势思维和产生遥远联想等。的独创性解，摆脱定势思维和产生遥远联想等。Boden认为创新来源于认为创新来源于概念系统表达的概念系统表达的转换，转换越根本，转换的维越根本，则转换，转换越根本，转换的维越根本，则创新解就越不同创新解就越不同。但是如果转换过于极端，。但是如果转换过于极端，转换的新结构很可能是无用的。转换的新结构很可能是无用的。MacCormac指出这主要是由于创新问题的指出这主要是由于创新问题的非确定

16、特征非确定特征使得其解不能依靠简单的信息使得其解不能依靠简单的信息收集和综合，相关信息不能预先预测和准收集和综合，相关信息不能预先预测和准备，而是根据思维的过程而变化，但是变备，而是根据思维的过程而变化，但是变化的路径无法预测。因此目前大多数创造化的路径无法预测。因此目前大多数创造只只对已有的模式做少量的修改，以探索其对已有的模式做少量的修改，以探索其内容，边界和潜力，创造能力很有限内容，边界和潜力，创造能力很有限。李德华教授提出了创造性思维的李德华教授提出了创造性思维的可能性可能性构造空间理论基础构造空间理论基础，该理论认为创造性思，该理论认为创造性思维的本质是构造充分大的针对研究对象的维的

17、本质是构造充分大的针对研究对象的可能性构造空间可能性构造空间，在这个空间中进行，在这个空间中进行选择、选择、检测检测后，找到新的构造对象。理论的进一后，找到新的构造对象。理论的进一步发展是检测和选择算子的形式化实现。步发展是检测和选择算子的形式化实现。创造性思维来源于创造性思维来源于不一致现象和遥远领域不一致现象和遥远领域观点的交叉组合观点的交叉组合，以及，以及概念系统的转换概念系统的转换，问题的关键在于如何产生和判断不一致现问题的关键在于如何产生和判断不一致现象，以及如何产生遥远而有逻辑的联系，象，以及如何产生遥远而有逻辑的联系，这还需要更深入的研究。这还需要更深入的研究。Dubischar

18、提出了基于提出了基于随机过程的动力学随机过程的动力学认知模型。认知模型。他认为随机因素是不可消除的，因而采用他认为随机因素是不可消除的，因而采用p-adic数域上数域上的随机动力学系统来描述潜意识。他的研究表明，存在的随机动力学系统来描述潜意识。他的研究表明，存在一类一类p-adic随机动力学的随机动力学的吸引子是确定的吸引子是确定的，但不是随机，但不是随机出现的，这意味着出现的，这意味着思维是稳定的思维是稳定的。他的动力学模型还可。他的动力学模型还可解释其他认知现象，但是没有实验数据的支持。解释其他认知现象，但是没有实验数据的支持。Khrennikov提出了处理意识与潜意识的信息模型：提出了

19、处理意识与潜意识的信息模型：意识用经典的意识用经典的牛顿力学描述牛顿力学描述；潜意识用量子力学的；潜意识用量子力学的波模波模型描述型描述。该模型强调了心理时间与物理时间的无关性等。该模型强调了心理时间与物理时间的无关性等观点，但是还没有看到心理时间本身的非均匀性，特别观点，但是还没有看到心理时间本身的非均匀性，特别是心理规律有自己的特殊性，不能简单地类比。类似的是心理规律有自己的特殊性，不能简单地类比。类似的量子心理动力学模型量子心理动力学模型也采用也采用波函数波函数描述记忆与思维，利描述记忆与思维，利用频率和波长的变化产生所看见的概念。用频率和波长的变化产生所看见的概念。Albeverio提

20、出了基于提出了基于动力学的记忆检索模型动力学的记忆检索模型，记忆的依据就是记忆的依据就是p-adic数度量下的开数。数度量下的开数。Csikszentmihalyi提出了提出了创造的动力学框架创造的动力学框架，包括包括个体、场和域个体、场和域。框架可解释历史创造和社会文。框架可解释历史创造和社会文化创造，但是对个体，它仅抽象地提到动机、情感、化创造，但是对个体，它仅抽象地提到动机、情感、认知、经验等问题，缺乏可操作性。因此刘玉屯教认知、经验等问题，缺乏可操作性。因此刘玉屯教授提出了授提出了双重生成和测试模型双重生成和测试模型，认为解的测试不仅，认为解的测试不仅要满足形式和功能约束，而且还要是反

21、常规的和原要满足形式和功能约束，而且还要是反常规的和原始性的，需要应用意想不到的、反常规的过程或规始性的，需要应用意想不到的、反常规的过程或规则来改变当前状态以获取创新解。则来改变当前状态以获取创新解。目前的动力学模型是对物理动力学规律的简单目前的动力学模型是对物理动力学规律的简单类比，或者是抽象的启发式方法，都不包含多层次类比，或者是抽象的启发式方法，都不包含多层次的内在时间尺度变化，因此没有反映思维的内在时间尺度变化，因此没有反映思维时空的弯时空的弯曲性曲性等规律。等规律。Emblemsvag提出过程思维，认为变化是提出过程思维，认为变化是世界和生活的本质，世界和生活的本质，变化的理解就是

22、过程变化的理解就是过程。过。过程思维与程思维与Hegel提出的辩证思维类似，都认为提出的辩证思维类似，都认为任何变化都包含任何变化都包含正、反和综合正、反和综合3个过程。个过程。Hoffman则采用则采用时空理论和集合理论时空理论和集合理论来来研究辩证思维，他提出的理论指出：（研究辩证思维，他提出的理论指出：（1）反反事实是普遍存在的事实是普遍存在的；（；（2）辩证心理学的研究）辩证心理学的研究内容和心理信息处理中的内容内容和心理信息处理中的内容同形同形；（；（3）集）集合分类的合分类的对称差运算对称差运算$（异或）是重要的，进（异或）是重要的，进而用而用辩证思维对辩证思维对（$，$）矛盾体讨

23、论）矛盾体讨论短时记短时记忆和长时记忆、分类结构、知识和学习忆和长时记忆、分类结构、知识和学习等概念。等概念。辩证思维与系统思维辩证思维与系统思维不同：系统思维从不同：系统思维从局局部关注整体部关注整体，强调关系而忽略变化；辩证，强调关系而忽略变化；辩证思维则不仅包含系统思维，而且强调思维则不仅包含系统思维，而且强调变化变化。辩证思维和辩证心理学使用的公理都是对辩证思维和辩证心理学使用的公理都是对立统一和斗争。按照心理和形而上学，辩立统一和斗争。按照心理和形而上学，辩证思维比量子心理学更有意义。证思维比量子心理学更有意义。1CASE推理框架推理框架 Ashwin Ram以以CASE推理为基础建

24、立了推理为基础建立了创造性推理理论框架创造性推理理论框架，该框架将创新思维过程，该框架将创新思维过程分为分为问题求解与问题重写问题求解与问题重写，情况与模型检索，情况与模型检索，求精与改善，以及评价等部分。求精与改善，以及评价等部分。Watson更具体地探讨了更具体地探讨了CASE的的表示、表示、检索、改善检索、改善，以及维护中体现创造性要注意的，以及维护中体现创造性要注意的若干问题。若干问题。Faro采用采用遗传算法遗传算法来研究来研究CASE库的维护库的维护问题。问题。但是但是CASE推理是推理是基于经验基于经验的，而经验通常鼓励保守的，而经验通常鼓励保守并且把思维局限于过去的边界内，从而

25、妨碍新思想的产并且把思维局限于过去的边界内，从而妨碍新思想的产生，因此生，因此Jacob提出了提出了基于基于CASE模板模板的创造理论，他的创造理论，他将将CASE模板分为两类：模板分为两类：第第1类是可类是可预先建立的模板预先建立的模板，因而利用它产生的创造，因而利用它产生的创造难以令人惊奇；难以令人惊奇；第第2类为不能预先建立的潜在模板，它需要应用内类为不能预先建立的潜在模板，它需要应用内在信息预测的方法来产生创新概念。潜在模板可用来产在信息预测的方法来产生创新概念。潜在模板可用来产生生原始性创新原始性创新，特别是它适合于解决非良性定义的困难，特别是它适合于解决非良性定义的困难问题。问题。

26、CASE推理的优点是无须预定义规则，灵活，而且推理的优点是无须预定义规则，灵活，而且经济，但是它强调的是新问题与已有经济，但是它强调的是新问题与已有CASE之间的逻辑之间的逻辑联系，其创造性仅表现在联系，其创造性仅表现在后来的修改后来的修改，大多数属于，大多数属于改良改良式式思维，而不可能是思维，而不可能是革命性革命性的创造，因此利用的创造，因此利用CASE推推理框架构造智能系统时需要在创新、经济和时间方面求理框架构造智能系统时需要在创新、经济和时间方面求取平衡。取平衡。2基于演化的创新框架基于演化的创新框架 Simonton认为认为进化理论中的自然选择进化理论中的自然选择过过程可用来产生创造

27、，其基本观点是，产生创造程可用来产生创造，其基本观点是，产生创造的过程分为两个阶段：的过程分为两个阶段：盲目变化和选择盲目变化和选择。前者。前者是是发散性思维发散性思维的模拟，可产生大量的观点；后的模拟，可产生大量的观点；后者则对产生的观点者则对产生的观点选择和抛弃选择和抛弃。基于进化理论的计算框架已在实际中使用。基于进化理论的计算框架已在实际中使用。例如例如Vico将遗传算法和神经网络技术用于产生将遗传算法和神经网络技术用于产生创新解，创新解，遗传算法遗传算法用于产生创新解，而用于产生创新解，而神经网神经网络络用于计算创新解的适应值。用于计算创新解的适应值。Sun更深入地提出了更深入地提出了

28、基于模糊推理的神经基于模糊推理的神经网络网络选择方法，用于选择创新解。但是神经网选择方法，用于选择创新解。但是神经网络需要训练数据和人工的交互干预，因此实现络需要训练数据和人工的交互干预，因此实现的系统只是一个基于头脑风暴法的系统，创造的系统只是一个基于头脑风暴法的系统，创造性极大地依赖于人工准备的数据和判断。性极大地依赖于人工准备的数据和判断。文贵华提出了一种支持自动评价的演化模文贵华提出了一种支持自动评价的演化模型，该模型认为产品创新设计过程是一个朝着型，该模型认为产品创新设计过程是一个朝着某种测度下某个极大值不断演化的过程，演化某种测度下某个极大值不断演化的过程，演化框架采用框架采用开放

29、的遗传算法开放的遗传算法，允许在演化过程中，允许在演化过程中通过创造性联想算法引入新的物种，从而通过创造性联想算法引入新的物种，从而突破突破初始种群的边界限制初始种群的边界限制。该框架的评价机制是自。该框架的评价机制是自动的，可以不需要人工的干预，但是研制合理动的，可以不需要人工的干预，但是研制合理的创造评价算法仍然是这个框架的主要困难。的创造评价算法仍然是这个框架的主要困难。3神经网络神经网络 原则上神经网络可用来实现创新思维，原则上神经网络可用来实现创新思维，只是目前还很困难。只是目前还很困难。Jani尝试了用神经网络实现类比推理的尝试了用神经网络实现类比推理的过程，不但过程，不但实现复杂

30、实现复杂，而且，而且缺乏灵活性缺乏灵活性。主要原因是神经网络所使用的都是基于主要原因是神经网络所使用的都是基于Hebbian学习规则，类比推理所用的联想学习规则，类比推理所用的联想是靠两者之间的共鸣来完成的，但是联想是靠两者之间的共鸣来完成的，但是联想的的加强或减弱加强或减弱并不能反映神经元之间的关并不能反映神经元之间的关系或性质。系或性质。4搜索框架搜索框架 Scott在问题求解的框架中解决创造性问题在问题求解的框架中解决创造性问题求解问题，他将创造性问题求解定义为求解问题，他将创造性问题求解定义为隐含知隐含知识空间的搜索问题识空间的搜索问题，具体包括，具体包括3类：（类：（1）如）如何将创

31、造性思维何将创造性思维集成集成到问题的求解中；（到问题的求解中；（2）如何在巨大的隐含知识空间中如何在巨大的隐含知识空间中搜索搜索相关知识；相关知识；（3）如何）如何应用应用搜索到的知识。搜索到的知识。他提出一个他提出一个问题转换搜索模型问题转换搜索模型，通过不断，通过不断变换问题规范来求解问题。这基本上仍然是变换问题规范来求解问题。这基本上仍然是Simon的思路，也是很多实际系统中使用的的思路，也是很多实际系统中使用的策略，如策略，如Gero提出的产品概念创新原型，提出的产品概念创新原型，Gero提出的提出的Function-behavior-structure创新计算框架等，这些表明创新思

32、维计算的实创新计算框架等，这些表明创新思维计算的实际应用非常有限。际应用非常有限。1组合创造组合创造 Koichi Hori认为创造活动中的许多概念都认为创造活动中的许多概念都是通过是通过组合方法组合方法产生的。产生的。Boden认为组合创造认为组合创造就是就是相似观点的组合相似观点的组合，并能产生令人惊奇的结，并能产生令人惊奇的结果。果。Zahavy对组合过程进行了详细研究，认对组合过程进行了详细研究，认为组合过程就是为组合过程就是构造性思维构造性思维，特别是可用来克，特别是可用来克服问题的内在困难。服问题的内在困难。Frances提出的组合方法提出的组合方法是对知识、交互和推理的是对知识、

33、交互和推理的层次化层次化。孙守迁教授。孙守迁教授提出了组合创新设计的系统化方法，并实现了提出了组合创新设计的系统化方法，并实现了组合创新的原型系统。潘云鹤院士提出的组合创新的原型系统。潘云鹤院士提出的创新创新综合推理综合推理也是一种组合，但他将创新思维的点、也是一种组合，但他将创新思维的点、线推理推广到面推理，从而实现了创新计算向线推理推广到面推理，从而实现了创新计算向几何的推广。几何的推广。组合创造也是高度复杂的，其创造性极组合创造也是高度复杂的，其创造性极大地依赖于大地依赖于组合源的选择算法组合源的选择算法，很清楚，很清楚，从知识库中随意选择是简单的，但在具体从知识库中随意选择是简单的，但

34、在具体的环境中，这种选择可能是无效的或不合的环境中，这种选择可能是无效的或不合适的，人们必须研究适的，人们必须研究创造性联想创造性联想的模拟。的模拟。因此组合创造需要同创造性联想的模拟结因此组合创造需要同创造性联想的模拟结合起来才能产生有用的创造。合起来才能产生有用的创造。2转换创造转换创造 转换创造解释了人类转换创造解释了人类通过外化知识结构通过外化知识结构来探索来探索新知识的方法和机制，其中的关键是新知识的方法和机制，其中的关键是理解原有的概理解原有的概念模式，并将其作为类型表达，进而定义类型上的念模式，并将其作为类型表达，进而定义类型上的转换操作转换操作。转换创造的特征是转换创造的特征是

35、整体性整体性的，它使相关特征突的，它使相关特征突然出现在假定的解释中，这主要是由于创新问题和然出现在假定的解释中，这主要是由于创新问题和创新解之间的关系是创新解之间的关系是模糊的模糊的，而且人类感知受到限，而且人类感知受到限制。制。因此创新设计者应把未知领域的部分映射作为因此创新设计者应把未知领域的部分映射作为设计，而不是寻找已经存在的相似情况。设计，而不是寻找已经存在的相似情况。Gero认为创造意味着认为创造意味着突破知识边界突破知识边界，扩展设计，扩展设计空间等，因此对规则约束条件的细微转换也是创新空间等，因此对规则约束条件的细微转换也是创新的一种可行方法。的一种可行方法。创造的计算理论还

36、有很多问题，特别是研究现创造的计算理论还有很多问题，特别是研究现状分散，多种理论、概念和方法并存，状分散，多种理论、概念和方法并存，混乱并充满混乱并充满矛盾矛盾。同时现在的理论研究带有明显的。同时现在的理论研究带有明显的实践烙印实践烙印。但是发展的趋势表明需要一种统一的理论框架，但是发展的趋势表明需要一种统一的理论框架，能够对能够对学习、记忆、推理、感知、动机学习、记忆、推理、感知、动机等提供一致等提供一致的理解。这个理论不仅限于本领域内的交叉结合，的理解。这个理论不仅限于本领域内的交叉结合，而且应向其他领域延伸。显然不能希望这个理论是而且应向其他领域延伸。显然不能希望这个理论是一个像牛顿运动

37、定律之类的若干简单的方程集合或一个像牛顿运动定律之类的若干简单的方程集合或定律集合，它必须是更深层次的理论，能够解释推定律集合，它必须是更深层次的理论，能够解释推论的心理来源，并且与创造的心理理论保持一致，论的心理来源，并且与创造的心理理论保持一致，因此统一的理论框架应是因此统一的理论框架应是动力学、辩证逻辑和心理动力学、辩证逻辑和心理学理论学理论的综合。另外，从创新系统的构造角度看，的综合。另外，从创新系统的构造角度看，创新计算的推理框架不能是创新计算的推理框架不能是分散的分散的，而应以，而应以演化框演化框架架为主，为主，集成集成CASE推理框架推理框架，然后在集成的推理，然后在集成的推理框

38、架内发展具体的框架内发展具体的创造算法创造算法。1.发发散性思散性思维维也也称辐称辐射思射思维、维、放射思放射思维、扩维、扩散思散思维维和求和求异异思思维维。2.收性收性敛敛思思维又称辐维又称辐合思合思维、维、求同思求同思维维和集中思和集中思维。维。发散性思维是创造的必要条件，用于发散性思维是创造的必要条件，用于实现领域实现领域间知识的转移间知识的转移。陈启全教授认为发散性思维包括的陈启全教授认为发散性思维包括的遥远联想和遥远联想和模式转换模式转换等，如概念捕获系统的概念数据库中的所等，如概念捕获系统的概念数据库中的所有项可通过联想交叉访问，从而实现发散性思维。有项可通过联想交叉访问，从而实现

39、发散性思维。Koestler用用“bisociative thinking”来表达两个来表达两个不相关对象不相关对象在创造性活动中的联系。在创造性活动中的联系。Boden认为许多创造都极大地依赖于认为许多创造都极大地依赖于联想能力联想能力。Bouchad的头脑风暴法的实质是的头脑风暴法的实质是刺激刺激每个成员每个成员产生更为产生更为广泛的联想广泛的联想，从而获得更多的创造性观点。，从而获得更多的创造性观点。Mednick认为联想思维可导致认为联想思维可导致新的新的概念。联想概念。联想还可能是奇异的，他的理论与还可能是奇异的，他的理论与Jamison提出的理论提出的理论一致，联想的速度和数量多，

40、个体越有可能产生一致，联想的速度和数量多，个体越有可能产生遥遥远但有逻辑远但有逻辑的联想。的联想。相似性相似性思维是思维是类比类比的基础，是一种重要的认知能力。李波的基础，是一种重要的认知能力。李波教授建立了教授建立了基于突出特征基于突出特征的相似性情况搜索算法，认为突出的相似性情况搜索算法，认为突出特征最容易引起联想。文贵华根据特征最容易引起联想。文贵华根据相似性思维相似性思维和和拓扑学拓扑学建立建立了联想的了联想的空间模型空间模型，联想过程及联想的创造性由，联想过程及联想的创造性由拓扑变换拓扑变换来来定义。同时相似情况的定义。同时相似情况的选择选择是十分重要的，如果仅采用预先是十分重要的，

41、如果仅采用预先给定的阈值来判断，那么无法体现思维的创造性联想，并提给定的阈值来判断，那么无法体现思维的创造性联想，并提出了基于出了基于模拟退火原理模拟退火原理的判定算法，对相似度低于设定阈值的判定算法，对相似度低于设定阈值的情况，系统仍有极小的概率想起它。的情况，系统仍有极小的概率想起它。逆向逆向思维是一种重要的辩证思维，可用于产生崭新的观念。思维是一种重要的辩证思维，可用于产生崭新的观念。很多人从软科学的角度对其研究，如发明创造学将其归为很多人从软科学的角度对其研究，如发明创造学将其归为物物场分析法场分析法。文贵华从计算模型的角度提出了。文贵华从计算模型的角度提出了基于对立的联想基于对立的联

42、想模型模型通过通过建立先验的样本空间和一组对立判定规则建立先验的样本空间和一组对立判定规则，可自动，可自动地判定任何两个对象是否对立，进而探讨了如何地判定任何两个对象是否对立，进而探讨了如何组合和转换组合和转换对立对象来产生新发明的措施。对立对象来产生新发明的措施。Miyata建立了建立了模糊的模型逆模糊的模型逆绎推理模型绎推理模型，并将该应用于信息查询以获取难以想象的相关，并将该应用于信息查询以获取难以想象的相关信息，从而有力地支持了系统的创造性问题求解。模糊逆绎信息，从而有力地支持了系统的创造性问题求解。模糊逆绎推理模型是对推理规则进行推理模型是对推理规则进行逆变换逆变换，因此它实质上是，

43、因此它实质上是对立创对立创造造的特例。的特例。联想的目的是联想的目的是获取相关的信息获取相关的信息，以此扩大，以此扩大认识的手段，比如高度创造性思维的人能够联认识的手段，比如高度创造性思维的人能够联想起表面看来毫不相关的事物，这种极性关联想起表面看来毫不相关的事物，这种极性关联的思想常常导致科学研究上的重大突破，据此的思想常常导致科学研究上的重大突破，据此文贵华提出了信息域概念以及一组关于信息域文贵华提出了信息域概念以及一组关于信息域的基本假定，进而通过建立信息域概念以及一的基本假定，进而通过建立信息域概念以及一组关于信息域的基本假定，进而通过建立信息组关于信息域的基本假定，进而通过建立信息域

44、概念以及一组关于信息域的基本假定，进而域概念以及一组关于信息域的基本假定，进而通过建立信息域通过建立信息域前后向关联矩阵和模拟退火前后向关联矩阵和模拟退火原原理建立了创造性联想模型，利用这个模型能确理建立了创造性联想模型，利用这个模型能确定产生创造所需要的相关信息。定产生创造所需要的相关信息。脑中的脑中的混沌现象混沌现象是一种智能的本质特征。是一种智能的本质特征。根据混沌理论，混沌是可以根据混沌理论，混沌是可以定性预测的定性预测的。基于。基于思维的惯性规律，文贵华提出根据过去的联想思维的惯性规律，文贵华提出根据过去的联想历史及所计算出的指数规律提出了基于混沌的历史及所计算出的指数规律提出了基于

45、混沌的创造性创造性联想指数算法联想指数算法，当常规联想连续多次失，当常规联想连续多次失败时，系统陷入苦想阶段，并尝试采用指数联败时，系统陷入苦想阶段，并尝试采用指数联想模式来寻找想模式来寻找“顿悟顿悟”。由于指数联想模式是对。由于指数联想模式是对测度序列的预测，因而必然存在误差，只有在测度序列的预测，因而必然存在误差，只有在合理的误差范围内才可能受到思维惯性的影响，合理的误差范围内才可能受到思维惯性的影响，从而产生奇异性联想。创造性指数联想算法具从而产生奇异性联想。创造性指数联想算法具有很好的应用前景，如系统可通过学习人类创有很好的应用前景，如系统可通过学习人类创造性思维的过程而产生灵感。造性

46、思维的过程而产生灵感。目前联想思维在目前联想思维在AI中还没有得到足够的重视，中还没有得到足够的重视，已研究的联想方法大多数也是已研究的联想方法大多数也是确定性确定性的，不能反映的，不能反映创造性联想的本质，也没有研究联想的创造性联想的本质，也没有研究联想的动态过程动态过程。联想图联想图是对联想过程的整体刻画，既考虑了多是对联想过程的整体刻画，既考虑了多种联想方法的集成，又静态地分析了联想过程中的种联想方法的集成，又静态地分析了联想过程中的若干静态特性，如创造性等，但缺乏动态性分析。若干静态特性，如创造性等，但缺乏动态性分析。事实上，创造性思维过程是复杂混沌动力系统事实上，创造性思维过程是复杂

47、混沌动力系统的的演化演化过程，过程，分形模型分形模型能够合理地刻画许多创造性能够合理地刻画许多创造性联想特征，如用分维度量创造程序等，但是模型是联想特征，如用分维度量创造程序等，但是模型是不可操作的，它仅指出了创造性联想的不可操作的，它仅指出了创造性联想的启发准则和启发准则和度量准则度量准则，但未给出具体的创造性联想方法，因此，但未给出具体的创造性联想方法，因此它仅适用于创造性联想的它仅适用于创造性联想的评价系统评价系统，而不能作为创，而不能作为创造性造性联想模型联想模型。收敛性思维是指主体从已有的知识收敛性思维是指主体从已有的知识经验经验出发，出发，围绕既定核心围绕既定核心进行全方位的思考，

48、进行全方位的思考，运用运用比较、排除、综合、概括比较、排除、综合、概括等方法，最等方法，最终确定一个解决问题的终确定一个解决问题的最佳方案最佳方案的思维方的思维方式。隐形飞机的研制，便是运用收敛性思式。隐形飞机的研制，便是运用收敛性思维的结果。这种飞机，机身和机翼造型独维的结果。这种飞机，机身和机翼造型独特，包覆隐身材料，加装红外挡板等，以特，包覆隐身材料，加装红外挡板等，以减弱雷达反射波和红外辐射，使其不易被减弱雷达反射波和红外辐射，使其不易被探测设备发现，从而达到探测设备发现，从而达到“隐形隐形”的目的。的目的。Stralechi提出来了通过工程中的创造性问题求解来提出来了通过工程中的创造

49、性问题求解来研究创造性评价模型，他认为解决问题的类型、启发式研究创造性评价模型，他认为解决问题的类型、启发式规则、元规则，以及构造创造性行为表等都是测验和评规则、元规则，以及构造创造性行为表等都是测验和评价专家创造性的有效措施。他的研究结果表明是价专家创造性的有效措施。他的研究结果表明是智能的智能的类型类型而不是智能的数量决定了突破性创新。而不是智能的数量决定了突破性创新。Ronald认为创造不但与认为创造不但与类型类型有关，而且与有关，而且与类型的组类型的组合合有关。有关。Maimon做了具体的工作，提出了判断是否创做了具体的工作，提出了判断是否创新的一个联合充分条件集合，其中定性条件可改变

50、元素新的一个联合充分条件集合，其中定性条件可改变元素之间的之间的直接关系、反向关系直接关系、反向关系等，闭世界条件限制了修改等，闭世界条件限制了修改的类型，将修改局限于系统的边界内。的类型，将修改局限于系统的边界内。Braha采用采用信息熵信息熵来度量产品的结构和功能复杂性，来度量产品的结构和功能复杂性，但是没有同创新联系起来，而且也缺乏细致深入的理论但是没有同创新联系起来，而且也缺乏细致深入的理论分析。分析。文贵华提出文贵华提出新颖性和复杂性新颖性和复杂性的综合测度，以实现产的综合测度，以实现产品创新演化模型中的创新解度量，从而完成产品的自动品创新演化模型中的创新解度量，从而完成产品的自动创