作者:王学健 来源:科学时报 发布时间:2009-11-6 9:00:30
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中国科协第37期学术沙龙聚焦仿真科学内涵
 
[科学时报 王学健报道]举世瞩目的新中国成立60周年庆典活动中,正是有了现代仿真技术的参与,才使得近20万游行群众步调一致、协调有序。经过40多年的发展,仿真科学与技术已在我国国防、航空、航天、能源、交通、医疗、教育等诸多领域成为不可缺少的研究手段,并且在工业、农业、商业众多领域广泛使用。
 
有着广泛应用并已形成完整学科的仿真科学,却在日前举行的中国科协新观点新学说学术沙龙上成为专家们争论的焦点。在以“仿真是基于模型的实验”为主题的中国科协第37期新观点新学说学术沙龙上,专家们围绕仿真与科学理论、科学实验的关系,什么是仿真科学的内涵等问题展开讨论。
 
在学术沙龙上,以北京航空航天大学教授张霖为代表的一部分专家认为,仿真不能简单说成是基于模型的实验。
 
张霖援引中国系统仿真学会关于现代仿真技术的定义:以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础,以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具,根据对系统仿真的目的,建立并利用系统模型对已有的或设想的系统进行研究、分析、试验、运行和评估(系统全生命周期活动)的一门多学科的综合性技术。
 
“在方法论上讲,仿真与实验有相似之处,即仿真利用系统模型在人为控制的环境和条件下,对系统进行研究、分析和试验。仿真所采用的分析、观察、对比、评估、试验等手段也与实验研究有共同之处。”张霖说,“从这个角度看,仿真是实验的一种,小于实验。”但是从现代仿真的工具来看,它已扩展了实验的工具,是一种以计算机及信息技术为主要工具的虚拟实验方法。再从作用上看,现代仿真已参与系统全生命周期活动,是对世界或对象(系统)进行认识和改造的手段与重要工具,因此仿真又大于实验。
 
张霖最后给出的结论是,仿真与实验有异同,它们相互补充,共同发展。
 
空军工程大学教授刘兴堂也认为,“仿真是基于模型的实验”的提法既不确切又不全面,仿真有着远远不止于此的丰富内涵和广泛活动。
 
刘兴堂说,首先,仿真是一种既古老而又崭新的工程方法和技术。它与理论研究、实验研究共同构成了人类认识社会和改造社会的基本活动及有效手段,能够以其他方法和技术无法替代的独特功能,为决策者、设计师和工程技术人员在面对一些重大复杂棘手问题时,提供一个灵活、适用的环境,检验其关键性见解,创造新观点、发现新问题,高效帮助人们进行科学推断与决策。
 
其次,仿真是一种应用领域最广泛的模型研究。它以其无毒、无害、无破坏性、可多次重复、安全、经济、可控、不受气象气候条件和场地空间限制的优势,成为继理论研究之后的现代科技研究的重要手段。事实证明,目前,凡是有科学研究的地方都离不开仿真的支持,特别是当采用传统理论研究和实验研究不能奏效时,势必转而应用仿真手段。
 
第三,仿真是一种复杂人—机训练的最好工具。随着自然界和人类社会发展的不断复杂化,高级人—机训练工具的开发及应用越来越迫切,大型工业过程控制模拟训练是这样,宇航探测仿真培训同样需要,现代作战模拟演练更是如此。
 
第四,仿真科学与技术紧系国计民生和国防建设,在众多领域的需求牵引和多学科技术特别是信息技术和计算机技术的推动下,近年来进步异常迅速,已形成较为完整的理论、方法、技术及应用体系,成为共用的、战略性科学技术,并朝着网络化、智能化、虚拟化和自动化的方向发展。
 
像张霖和刘兴堂这样,认为“仿真是基于模型的实验”的提法不全面,仅是沙龙上的一种观点。
 
持第二类观点的专家则认为,仿真就是基于模型的实验。
 
在为期两天的学术沙龙上,专家们对仿真是基于模型的重要科学研究手段、仿真已经成为科学研究的第三种方法等等观点也有不同的看法。
 
此次学术沙龙的召集人,北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院院长、中国工程院院士李伯虎说,虽然大家在沙龙上的观点不尽统一,但通过研讨,与会专家对仿真的内涵以及仿真与实验的异同有了进一步的认识,并且也提出了值得进一步探讨的与主题有关的问题,达到了“倡导自由学术探索,鼓励学术争鸣,活跃学术氛围,促进原始创新”的良好效果。
 
学术沙龙的另一位召集人,清华大学自动化系教授肖田元也表示,争论促进了对仿真学科与仿真研究的进一步发展。
 
《科学时报》 (2009-11-6 A2 国内)
 
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