偉大科學家錢學森關(guān)于人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程的重要論述

　　1985年10月21日

　　人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程，這是一項很重要的工作，因為過去我們對精神與物質(zhì)，主觀與客觀，人與武器，這些問題只能從哲學的角度論述，要具體化好像就沒有辦法，不能定量，也不能嚴格地科學地分析，雖然從哲學的角度說，那些話都是對的，但是要具體地用，比如，用到國防科學技術(shù)方面，那就不是一個科學問題了，用科學的方法，計算的方法，分析的方法不能解決這個問題。但是，這么一個狀態(tài)到最近10年我看開始有了變化，主要是由于自然科學技術(shù)的發(fā)展，對于人，在人的生理、功能、心理以至于腦科學方面的發(fā)展。這些發(fā)展，在座的同志都很清楚，你們是這方面的專家。然而在這些發(fā)展的同時還有另一方面的發(fā)展——就是系統(tǒng)科學的發(fā)展，它可能把這各個領(lǐng)域里的發(fā)展綜合起來，由量變到質(zhì)變，產(chǎn)生一個飛躍。你們所(指航天醫(yī)學工程研究所，下同)提出來的人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程，把人、機器跟整個客觀環(huán)境連在一起來考慮，這就跟單個考慮人、考慮環(huán)境不一樣，這就是辯證法，綜合了，辯證統(tǒng)一了。因此，你們所提出這個問題——人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程——對于國防科學技術(shù)是有深遠意義的。從武器系統(tǒng)來講，人跟武器結(jié)合起來了，而且結(jié)合得越來越深入了，因為現(xiàn)在已經(jīng)有了人工智能、專家系統(tǒng)這些方面的發(fā)展，把很復雜的一個武器系統(tǒng)中人操作武器系統(tǒng)所忙不過來的、來不及解決的很多問題可以讓電子計算機來解決，也就是說人的操作已經(jīng)分了工，一部分操作、控制武器的功能已經(jīng)讓機器去做，人要騰出手來作更高級的判斷和決策。所以，人-機-環(huán)境系統(tǒng)中人跟機器的分工和過去不一樣，這是個大問題。舉例來說，里根提出的SDI(即美國的“星球大戰(zhàn)計劃”，又稱“戰(zhàn)略防御設(shè)想”，是英文Strategic Defence Initiative 的縮寫)，那個東西差不多完全是人工智能，是機器、計算機所操作的，因為不可能用人來操作，要兩、三分鐘內(nèi)打掉幾萬個目標，不可能由人來操作，這是個極端的例子。現(xiàn)在他做得成做不成還是問題，但是他想那么做，朝那個方向走，這方面他們還是有基礎(chǔ)的。就是現(xiàn)在更簡單一點的系統(tǒng)，最簡單的像飛機的操作，大概10年前曾經(jīng)爭論得很厲害，說是不是把駕駛艙里面儀器的信息綜合起來，經(jīng)過電子計算機的處理然后顯示給駕駛員，把條理分得很清楚，而不是像過去那樣，駕駛員一個一個儀表讀。實際上有好幾百個表，駕駛員忙碌時怎么讀得下來。這個問題剛剛提出時，也有人反對，說機器靠不住，計算機怎么靠得住。經(jīng)過10來年的爭論到現(xiàn)在，實際上飛機的駕駛艙里就完全用計算機處理了。就這一問題來看，人跟機器的關(guān)系有很大變化。在復雜的武器系統(tǒng)中，完全靠人去操作不大可能，人沒有這個本事。所謂自主化，即使一些比較簡單的操作不需要人去參與就可以執(zhí)行，人是在更高層次上進行管理和決策，這就叫自主化。自主化比自動化更進一步了。這在武器系統(tǒng)里已經(jīng)開始，將來一定是向這個方向發(fā)展。武器系統(tǒng)越來越復雜，比現(xiàn)在還要復雜，不得不這樣做了。所以，人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程就提到日程上來了。

　　國防科工委(現(xiàn)總裝備部,下同)指示科技委下個月下旬要開一個會，國防科技的發(fā)展戰(zhàn)略討論會。我覺得你們所在那個討論會上應該有一個報告(按錢學森同志的這一指示，其后由龍升照同志主筆撰寫了題為《加強人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程(學)研究，促進武器裝備研制的發(fā)展》的報告，并由陳信同志在戰(zhàn)略討論會上進行了宣讀)，講為什么我們在中國要發(fā)展人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程，它對我們國家國防技術(shù)發(fā)展的意義。而且我今天要向同志們講一個消息，就是現(xiàn)在這個報告是排上日程了，但是我看，我們現(xiàn)在搞國防科學技術(shù)的同志都不認識這個問題，所以說只有你們所的同志認識這個問題吧，其他的同志幾乎是不認識的。

　　科技委的會11月20日召開，你們研究所的報告無論如何要在11月中旬準備好、印好。我今天講一講這么一項任務(wù)，確實很重要，對于我們中國的國防科學技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略是很重要的問題，請大家努力吧。

(摘自《人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究進展(第一卷)》,p1～2.北京科學技術(shù)出版社,1993)

　　1985年10月28日

　　提點意見，也是接前兩次講過的，我在這兒一直宣傳，就是同志們的工作對今后科學的發(fā)展以至國家建設(shè)都具有重要的意義。……作為應用研究所，你們的人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程的發(fā)展，肯定是一次技術(shù)革命，它與即將到來的人工智能機有著密切的聯(lián)系。不管我們是否認識到這個高度，……人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究確實非常重要。

(摘自《人體科學與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p306～307.人民出版社，1996)

　　1985年11月25日

　　老人有個缺點，反應慢，我想假如僅僅是反應慢這么一個問題，這是可以解決的，就是在一個系統(tǒng)即機器和人之間加一個智能機，現(xiàn)在稱人工智能，智能機可以解決反應慢的問題，因為反應慢是有規(guī)律的，就可以用機器，這個問題很重要，實際上年輕人也有很緊張很復雜的情況，如果他們的反應還跟不上，中間可加智能機?，F(xiàn)在光是人操作武器不行，人操作武器時要有智能機的幫助。所以將來人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程上還要加一個，要考慮的不能光是人、環(huán)境、機器；人、環(huán)境、機器中間還要加一個智能機，即人工智能，作為人的輔助的手段，幫助人做工作。我們現(xiàn)在考慮人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程似乎應該有這么一個因素。我剛才來的時候就跟陳所長特別講到，人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程現(xiàn)在的內(nèi)容更復雜了，加了一個智能機，人工智能這些東西。會上我們也要請幾位同志專門講一下，其中有一位現(xiàn)在是系統(tǒng)所的，叫常夢雄。他專門搞電子化作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)，他就非常強調(diào)電子化作指揮系統(tǒng)中指揮員與顯示之間還得有一個人工智能機器幫助人（指揮員）做他力所不能及的事。人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程里，除了我們以前講的人、機器、環(huán)境，還得加一個智能機。

(摘自《人體科學與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p325～326.人民出版社，1996)

　　1986年2月28日

　　國外對我們這些工作的評價是相當高的，陳信同志等幾次參加國際活動，其中規(guī)模較大的有去年參加墨西哥召開的國際航空航天醫(yī)學會議和今年到美國宇航局的活動，當我們把這些學術(shù)觀點公布于世界同行之后，得到是贊許。于是我想，我們中國人也別老看不起自己，可以說我們在人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程以及航天醫(yī)學這些方面的學術(shù)觀點、學術(shù)思想當前在世界上是領(lǐng)先的，不是落后的！

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　　我們現(xiàn)在碰到的一個具體問題就是電子計算機跟人怎么結(jié)合在一起。昨天我參加一個系統(tǒng)學的學術(shù)討論會，有人講了電子化指揮系統(tǒng)的問題。我說電子化指揮系統(tǒng)到底是什么？實際上就是人-指揮員的決策跟大量的電子計算機處理的信息怎么配合，這實際上還是個人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程問題，……當然，這個電子化指揮系統(tǒng)是軍事上的。我認為所謂辦公室自動化實際上也是這么個問題，不過人不是軍事指揮員，而是辦公室的各級領(lǐng)導。自動化就是用電子計算機處理。同樣，再推而廣之，現(xiàn)在講的所謂各種信息系統(tǒng)，如為了宏觀地控制或調(diào)節(jié)而建立的經(jīng)濟信息系統(tǒng)，也是一個決策與信息結(jié)合的問題，而這些問題最后還是靠人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程，所以同志們想一想，這難道不是技術(shù)革命？

(摘自《人體科學與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p332;p335.人民出版社，1996)

　　1986年3月3日

　　人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程這方面的研究工作分量要加重，因為在這方面國外的發(fā)展，我們自己做的工作，還有所外做的工作，也是不少的。國外的發(fā)展運用到國防技術(shù)方面和民用方面的量都很大，特別是他們最近的發(fā)展道路是：人和武器的中間遠得再加一個，即人加電子計算機加武器加環(huán)境這樣一個系統(tǒng)。我們也是這樣想的，雖然我們沒有說人-電子計算機-武器-環(huán)境系統(tǒng)，但我們的人-機-環(huán)境系統(tǒng)是包括這個內(nèi)容的。這方面的發(fā)展看來已提到日程上來，我們要注意了。今后的國防技術(shù)的發(fā)展恐怕必然要走這條路。人、機要結(jié)合起來，這中間要有電子計算機。人，電子計算機和武器裝備要結(jié)合起來。這個問題已經(jīng)很重要了，光是人加武器裝備已經(jīng)不行了，還要加一個電子計算機，這個電子計算機要能盡量代替人的一部分工作，也就是采用專家系統(tǒng)，人工智能機這類東西。國外在這些方面的發(fā)展也是很多的，你們一定看過這個了，我最近拿到一本《人-機系統(tǒng)研究的最近發(fā)展》。這是1984年的，恐怕每年一本。其中內(nèi)容就是我們說的這些。這樣，我們的討論會恐怕得把這個內(nèi)容加進去，因為人-機-環(huán)境系統(tǒng)是我們所自己講的，現(xiàn)在這個任務(wù)已經(jīng)不是我們自己講的，是領(lǐng)導給我們所的任務(wù)，而且認為這是國防科學技術(shù)發(fā)展里面的一個重要方面。

(摘自《人體科學與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p337～338.人民出版社，1996)

　　1986年4月28日

　　請考慮一下，你搞的人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程里面要不要考慮思維科學的問題。這也是前幾天聽了高技術(shù)的討論會，講機器人的，講自動化的專題的教授講的，簡單地說：從前人用自己直接作用于自然界，改造客觀世界，后來人進步了，中間加了一個工具，人用工具然后再作用到自然界，這是工具。后來更進步了，人操作機器，機器上有工具，工具再作用在材料，這又復雜了一層。未來的世界是什么呢？人首先接觸的是智能機，機器人，機器人在控制那個機器，機器上有工具，然后再作用到自然界。人，機器人或者智能機，然后是機器，工具，自然界五個層次，他講這個的時候反復強調(diào)，人跟智能機或機器人的作用是很重要的一個環(huán)節(jié)。我腦子想，他講的這個重要環(huán)節(jié)到底重要在哪里？我想是這樣的，智能機跟機器人它要跟人合作，不能打架，打架就壞了，或者鬧別扭，就是說智能機跟機器人提供的信息恰恰是人所需要的就重要了。怎么恰恰就是人需要的呢？那就是說你要了解人到底是怎么思維的，這個決策是怎么選的，這不就是思維科學的問題嗎？這就是我看了您那個人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程計劃里頭似乎缺少一點思維科學，同志們不是不知道，而是知道，但是同志們沒有把思維科學跟人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程這個問題聯(lián)系起來，你要聯(lián)系起來，再加上人體科學這部分，那么思維科學在我們這個所里就應該受到重視了。我這么想對不對，今天在這說出來，大家可以批評?？傊?，我在這里提倡的就是大家動腦筋。新的東西，創(chuàng)造性的東西恰恰出現(xiàn)在你從前沒有想到的東西，從前沒有想到的東西你現(xiàn)在要想到，要最快的想到。就是我們要對新的事物要很敏感，要老是再想，出了新的東西跟我現(xiàn)在做的工作有什么關(guān)系，對我有什么啟發(fā)，不要老滿足我歷來的思路、歷來所注意的問題就一直這么搞下去。我說這不行。我勸大家對新生事物要敏感，要經(jīng)常想一想，別人專行的東西對我作的這個工作有什么關(guān)系，大家都這么想，我們的工作可以做得更好。

(摘自《人體科學與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p358～359.人民出版社，1996)

　　1986年6月16日

　　有一點是我沒來以前就想到的問題，從前也談過，就是人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程。我想現(xiàn)在這個人-機中間還有一個環(huán)節(jié)，非常重要，即智能機，或叫人工智能，或叫專家系統(tǒng)，就是中間加上有智能的電子計算機。我最近看了一些材料，國外考慮的新式武器大概都包括這個內(nèi)容，沒有什么人直接操縱武器，人操縱武器之間還有一個環(huán)節(jié)，智能機。這個智能也不是很高的智能，只是將有經(jīng)驗的人或者用武器打仗的這套經(jīng)驗形成電子計算機能夠使用的一些規(guī)律，在實際操作中電子計算機就可以顯示出該怎么打。這樣就使一般的人或因兩個緣故（經(jīng)驗不夠；情況復雜引起緊張，緊張容易出錯）的情況下提高其作戰(zhàn)操作能力，這是很重要的?，F(xiàn)在美國已經(jīng)在考慮這個問題，它的戰(zhàn)斗機已有這種功能，不完全靠駕駛員自己，還靠機器，機器總結(jié)了以前所有使用這種飛機的最好的經(jīng)驗。我想，對這個問題，我們是應該考慮的。我們完全有這個條件，我們不是有很多搞計算機和電子的人嗎，也有搞心理的人，這是個好機會。這也是人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程這個總題目里需要的。

(摘自《人體科學與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p371～372.人民出版社，1996)

　　1987年8月7日

　　我覺得我們這個人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程要想得更遠一些，想到2000年，想到21世紀。當然要靠人，但人跟機器，跟人機使用的環(huán)境關(guān)系更錯綜復雜，或者說人跟機器更緊密。這個機器包括計算機。這樣一個問題恐怕要考慮，譬如說機器人也會出現(xiàn)在我們這個人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程里面，而且機器人跟我最近看到的一個美國人在考慮空間站的進一步發(fā)展所說的機器人不是現(xiàn)在的這種機器人，現(xiàn)在的機器人大概只有一個胳膊，單臂的，做一件事情，比如生產(chǎn)線上用來噴漆的機器人，再有搞裝配的機器人，大概就是一個胳膊一只手。但將來要考慮的機器人，要好多個胳膊，實際上是好多個機器協(xié)同工作的。這個問題就復雜得多了。兩個胳膊都在那兒工作別打架呀！何況多臂多個機器人在那兒工作，這是一個新問題。再說計算機，計算機現(xiàn)在最熱的一個熱門是讓計算機有智慧，或者有人的一部分智慧，叫智能機。這是最熱門的一個事情?，F(xiàn)在像美國、日本、西德，歐洲都在搞這個事情，搞競賽。我認為這個問題可以這樣說，現(xiàn)在的計算機可能說是最笨的機器。就是這么一個笨得不得了的機器已經(jīng)對我們技術(shù)的發(fā)展起了這么大的作用。這是在計算機早年包括我這樣的人所從來沒有想到的。那個時候認為計算機么，無非是計算計算了，但現(xiàn)在很清楚，計算機是影響了整個科學技術(shù)的社會發(fā)展。假定它有智能了，那簡直是不得了的事情?？梢娛菬衢T了。各國都在做這個事情，也就是說把計算機變成高度并行的運算機。人的神經(jīng)系統(tǒng)是高度并行的。所謂人的創(chuàng)造性——智能，最主要的恐怕就是這個。我們常常說一個人想問題簡單，就是單線地想問題。如果這個人聰明，他不是單線地，是好多線地想問題。這就是說人的智能是高度并行?，F(xiàn)在國外研究的就是高度并行的計算機?？梢耘e個例子。美國在麻省理工學院有個很年輕的學生，1978年才大學畢業(yè)，后來留在學校寫博士論文，他花了很大的勁，到1985年才寫出來。他這個博十論文是什么東西呢？就是高度并行的計算機系統(tǒng)。并行到什么程度呢？就是把一個單元里邊包括運算和信息儲存，可以直接運算、儲存信息連接在一起。以16個單元做在1塊芯片上，32塊芯片為1塊板（電路板），一共有120多塊電路板。你可以想想是多少個單元，6萬多單元，且6萬多個單元都是并行的。這跟人的神經(jīng)系統(tǒng)相似了。這是1978年才大學畢業(yè)的人，到1985年寫出博士論文，博士論文寫出來后，機器的設(shè)想已經(jīng)出來了，于是他得到了美國機器人協(xié)會的獎，同時又得到美國國防部的預先研究計劃局的合同。預先研究計劃局說，你把這個機器做出來我就買你的這個機器，并且資助他。這個年輕人就離開麻省理工學院，自己開了一個公司，專門做這個機器。這個公司的名字也很奇怪，叫思維機器的公司。他很快做出來了，而且另外又賣了十幾臺。這個機器做許多事情比我們一般的計算機要快多了。比著名的Kery I還要快，比我們的銀河號還要快。這是一個例子。另外，我最近收到了電子工業(yè)部原來技術(shù)局副局長，他也是中國科學院的學部委員，今天給我的一個材料。他到美國，加州理工學院搞電子計算機的教授給他看了這個教授寫的一本書，他把書中的幾章要來了復制以后給我看。書里講什么東西呢？也是講高度并聯(lián)。他說用硅片來模擬神經(jīng)元。這思路是一樣的。我說的這兩個例子是說明世界上爭搶得最厲害的是智能機。智能機出來了，結(jié)合到我們?nèi)?機-環(huán)境系統(tǒng)里，比如說打仗，那是要大大超出現(xiàn)在我們能想到的一個戰(zhàn)斗集體的能力，再加上我們現(xiàn)在做各方面的工作，如環(huán)境醫(yī)學、微重力科學。我們應該考慮把這些東西結(jié)合在一起會有什么變化。古老的東西，所謂工效學，現(xiàn)在還要進一步研究。有位同志寫了一篇東西在《大自然探索》發(fā)表了，叫認知工程，就是認知心理學。

　　我們說到2000年，預研里頭如果覺得有道理，就在人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程的題目下有一個遠期的設(shè)想，就要作預先研究。

(摘自《人體科學與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p488～489.人民出版社，1996)

　　1993年10月22日

　　龍升照同志：

　　我收到您主編的《人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究進展（第一卷）》，翻看了之后，感到非常高興，1985年秋提出的一個想法，現(xiàn)在8年之后已赫然成書，500多頁的巨卷！而且研究范圍已大大超出原來航天，內(nèi)容涉及航空、航天、兵器、電子、能源、交通，電力、煤炭、冶金、體育、康復、管理……等領(lǐng)域！你們是在社會主義中國開創(chuàng)了這門重要現(xiàn)代科學技術(shù)！

　　                              此致

　　敬禮！

　　                                           錢學森(簽名)

(摘自《人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究進展(第二卷)》,扉頁.北京科學技術(shù)出版社，1995)

（文獻來源：《人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究進展(第五卷)》，海洋出版社，2001）