數(shù)字虛擬類推的建立與應(yīng)用

摘要：邏輯史上曾經(jīng)建立了事物類推、模型類推兩種基本的類比推理類型。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，“賽博空間”生成了，虛擬實(shí)在得到應(yīng)用，由此，邏輯學(xué)則可建立新型的虛擬類推。這種新型類推具有全面性、動(dòng)態(tài)性、精確性、前瞻性、條件性和或然性的基本性質(zhì)，建立虛擬類推具有重大的理論意義、社會(huì)意義和認(rèn)識(shí)意義。虛擬類推已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，并將在更廣闊的范圍得到應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：類比推理；虛擬類推；虛擬實(shí)在

中圖分類號(hào)：Ｂ812．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：1003－854Ｘ（2007）03－0077－04

計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)得到飛速發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展也幾乎離不開(kāi)計(jì)算機(jī)。在這個(gè)過(guò)程中，相對(duì)于物理空間的電子空間——“賽博空間”誕生了，相對(duì)于現(xiàn)實(shí)物理實(shí)在的電子實(shí)在——“虛擬實(shí)在”產(chǎn)生了。這些新東西不僅帶來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的巨大進(jìn)步，而且對(duì)人的思想認(rèn)識(shí)帶來(lái)新的沖擊。在虛擬實(shí)在的廣泛應(yīng)用中，一種新型的類比推理——數(shù)字虛擬類推也問(wèn)世了，并在眾多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

一、邏輯史上的類比推理

類比推理是與演繹推理、歸納推理并列的、獨(dú)立的推理類型，但現(xiàn)行邏輯學(xué)對(duì)它的研究是很弱的。不過(guò)從邏輯史上看，類比推理比歸納推理還要古老，而且在長(zhǎng)期的發(fā)展歷程中也產(chǎn)生過(guò)多種類型和形式。

邏輯三大發(fā)祥地，都對(duì)類比推理作出了自己的研究。在古希臘，邏輯之父亞里士多德在《工具論》中將類比推理稱作“例證”，并說(shuō)：“當(dāng)兩種特殊事物附屬于同一名詞，而且其中之一已經(jīng)知道時(shí)，借例證去論證。在古代中國(guó)，邏輯先驅(qū)將類比推理稱作“辟”或“譬”，《墨經(jīng)》還給出了類推的定義：“辟也者，舉他物而以明之也?！雹?戰(zhàn)國(guó)時(shí)期“善譬”的惠施更明確地闡述道：“以其所知喻其所不知而使人知之?！鼻貪h以后，中國(guó)人逐漸將“譬”稱為“比類”、“類比”和“類推”。在古印度，富有自己特色的佛教邏輯因明學(xué)以古正理的“五支作法”為基礎(chǔ)，其宗（論題）、因（理由）、喻（例證）、合（應(yīng)用）、結(jié)（結(jié)論）五支作法的形式實(shí)際上就是類比推理。

以上三個(gè)邏輯發(fā)祥地產(chǎn)生了表達(dá)方式不盡相同的類比推理，但從基本類型上講它們卻是一致的，即它們都是在兩類實(shí)際存在的事物中進(jìn)行的，都屬于“事物——事物型”類推。這個(gè)基本類型在我國(guó)現(xiàn)行的邏輯教科書中用公式作了如下表述：

Ａ事物有ａ、ｂ、ｃ、ｄ屬性，

Ｂ事物有ａ、ｂ、ｃ屬性，

所以，Ｂ事物也有ｄ屬性。

在這個(gè)基本公式的基礎(chǔ)上，近現(xiàn)代一些邏輯學(xué)者又對(duì)類比推理進(jìn)行了深入研究，提出了定性類比、定量類比（協(xié)變類比）、定性與定量相結(jié)合的類比（綜合類比），并在定性類比中又分出了質(zhì)料類比（性質(zhì)類比）、形式類比（因果類比）和對(duì)稱類比，另外還有關(guān)系類比和條件類比等。

隨著工業(yè)社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)谥圃熘T如汽車、飛機(jī)等復(fù)雜貴重產(chǎn)品和進(jìn)行水利工程、大型建筑工程時(shí)，除了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)外，還要先制作仿真模型進(jìn)行模擬試驗(yàn)，再根據(jù)結(jié)果投入實(shí)際生產(chǎn)。于是，在試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃褪挛镌椭羞M(jìn)行類推的新的類比推理類型，即“模型——原型型”類推產(chǎn)生了。隨著現(xiàn)代工程技術(shù)科學(xué)和上世紀(jì)60年代仿生學(xué)的發(fā)展，人們開(kāi)始雙向運(yùn)用這種類型的類比推理。在研制宇宙飛船、水電工程等等時(shí)，人們根據(jù)模型試驗(yàn)的性能來(lái)推斷研制原型的性能，應(yīng)用的是由模型向原型過(guò)渡的類比推理形式：

試驗(yàn)?zāi)Ｐ停海?、ｂ、ｃ、?/p>

研制原型：ａ、ｂ、ｃ

所以，研制原型也具有ｄ

在研制電子蛙眼、雷達(dá)等等仿生產(chǎn)品時(shí)，人們則根據(jù)自然生物某些器官的特性推斷生物制品的性能，應(yīng)用的是由自然原型向技術(shù)模型過(guò)渡的類比推理形式：

自然原型：ａ、ｂ、ｃ、ｄ

技術(shù)模型：ａ、ｂ、ｃ

所以，技術(shù)模型也具有ｄ

從以上敘述中，我們了解到歷史上的類比推理有兩種基本類型，可以簡(jiǎn)要稱之為“事物類推”和“模型類推”。

二、虛擬類推的建立

2002年7月4日，人類歷史上最大規(guī)模的人為放水沖沙在河南濟(jì)源小浪底水庫(kù)拉開(kāi)序幕。這次持續(xù)十天的黃河放水沖沙，收到了良好的效果，為根治黃河水患的千年大計(jì)找到了一條高科技道路。這么一個(gè)大工程，自然需要科技人員的精心設(shè)計(jì)和論證。為了這次沖沙能夠取得預(yù)期成果，科技人員實(shí)際上研究了三條黃河：一條是自然存在的實(shí)際黃河，一條是實(shí)驗(yàn)室中制造的模擬黃河，另外一條則是根據(jù)收集的各種有關(guān)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上構(gòu)建的數(shù)字虛擬黃河。

過(guò)去的科學(xué)研究大多在實(shí)驗(yàn)室的模型中模擬進(jìn)行，現(xiàn)在越來(lái)越多的科學(xué)研究則在計(jì)算機(jī)的虛擬世界中虛擬進(jìn)行。人們將現(xiàn)實(shí)世界的事物數(shù)字化、虛擬化，在賽博空間建成虛擬實(shí)在事物，然后通過(guò)人機(jī)互動(dòng)，將研究結(jié)果應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)之中。“賽博空間”，它是由美國(guó)科幻小說(shuō)家威廉·吉布森（Ｗｉｌｌｉａｍ Ｇｉｂｓｏｎ）在1984年提出來(lái)的。他將網(wǎng)絡(luò)世界中出現(xiàn)的那些“超實(shí)”現(xiàn)象所存在的場(chǎng)所稱為“ｃｙｂｅｒｓｐａｃｅ”，即賽博空間，并在小說(shuō)《網(wǎng)絡(luò)巫師》中第一次采用了這個(gè)術(shù)語(yǔ)。在現(xiàn)實(shí)性世界中，物理實(shí)在是通過(guò)物理空間來(lái)顯示它的存在性；而虛擬實(shí)在則要通過(guò)賽博空間來(lái)顯示它的存在性。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，賽博空間就是虛擬實(shí)在出現(xiàn)的空間。在這樣一個(gè)電子空間條件下，作為主體的人雖不能直接在場(chǎng)或出場(chǎng)，但卻有身臨其境的空間感覺(jué)，能夠與其交互作用，或者說(shuō)能夠進(jìn)行信息的輸入、處理和輸出②。那么，賽博空間中的虛擬實(shí)在是從哪里來(lái)的，虛擬實(shí)在又要應(yīng)用到哪里去呢？毫無(wú)疑問(wèn)，虛擬實(shí)在是由現(xiàn)實(shí)物理空間中的事物轉(zhuǎn)化而來(lái)的，不管是“數(shù)字黃河”還是“虛擬人”等等，都是由現(xiàn)實(shí)的黃河、現(xiàn)實(shí)的人經(jīng)過(guò)數(shù)字信息處理后在電腦中生成的；而這些虛擬實(shí)在，歸根到底還是要應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)之中，如進(jìn)行現(xiàn)實(shí)的黃河沖沙，現(xiàn)實(shí)的人體治療、整容等。從邏輯角度分析，其思維進(jìn)程就是這樣兩個(gè)過(guò)程：一是由現(xiàn)實(shí)物轉(zhuǎn)化成虛擬物，二是由虛擬物推廣到現(xiàn)實(shí)物。由此可見(jiàn)，這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)就是在應(yīng)用類比推理，是類比認(rèn)知過(guò)程。因?yàn)轭惐韧评砭褪菍⒁粋€(gè)事物的特性推及另一事物。但這個(gè)過(guò)程又不是簡(jiǎn)單應(yīng)用傳統(tǒng)的類比推理，因?yàn)樗窃谖锢韺?shí)在與虛擬實(shí)在之間、在人機(jī)互動(dòng)之中完成的，而且這里的“虛擬實(shí)在事物”與“現(xiàn)實(shí)物理實(shí)在事物”，是具有對(duì)等性的（現(xiàn)實(shí)有條物理實(shí)在的黃河，我們則可在計(jì)算機(jī)中生成“虛擬實(shí)在的黃河”，兩者在很高程度上具有一致性；現(xiàn)實(shí)有架飛機(jī)Ａ，網(wǎng)絡(luò)上也可生成虛擬飛機(jī)Ａ＇，Ａ與Ａ＇同樣具有較高程度的對(duì)等性）。因此，必須建立一種全新類型的類比推理，才能將這一過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確的邏輯描述。

另外，既然屬性上對(duì)等，我們就可以通過(guò)對(duì)虛擬的東西進(jìn)行動(dòng)態(tài)的、深入的研究，再將研究的結(jié)果應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)事物；也可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)事物的研究，將研究結(jié)果作用到虛擬事物身上得到某種驗(yàn)證。所以，這種類比推理也是可以雙向進(jìn)行的。于是，一種全新類型的雙向類比推理“虛擬——現(xiàn)實(shí)型”數(shù)字虛擬類比推理就可以建立起來(lái)了。

虛擬類推以信息社會(huì)的到來(lái)和賽博空間的出現(xiàn)為其產(chǎn)生的歷史前提，以數(shù)字化手段和虛擬化軟件為其技術(shù)前提。下邊，結(jié)合實(shí)例分析，我們建立虛擬類推的兩種具體形式。

（一）從虛擬實(shí)在到現(xiàn)實(shí)存在的虛擬類推

這種類推是先將現(xiàn)實(shí)對(duì)象數(shù)字化，在賽博空間生成與現(xiàn)實(shí)對(duì)象基本一致的虛擬實(shí)在；再對(duì)虛擬實(shí)在進(jìn)行刺激，取得虛擬世界的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果；最后，推斷虛擬世界的經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)作用的經(jīng)驗(yàn)一致。

一名下頜過(guò)于寬大的30歲女人，對(duì)自己的臉型不滿，來(lái)到廣州軍區(qū)總醫(yī)院要求整形。中國(guó)“數(shù)字人之父”鐘世鎮(zhèn)院士的高徒齊向東博士，為她拍攝了不同角度的數(shù)碼相片，并將其頭部的ＣＴ圖像掃描到計(jì)算機(jī)中，由此生成這名女士的三維顱骨模型。2005年9月4日晚6時(shí)，齊博士先在南方醫(yī)科大學(xué)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，“主刀”進(jìn)行虛擬整形手術(shù)。博士利用“安琪兒定量分析系統(tǒng)”，設(shè)計(jì)出符合“東方經(jīng)典美”的截骨線，然后手握“雕刻刀”開(kāi)始了在電腦屏幕上的“手術(shù)”。她伴隨著音效割開(kāi)了電腦中女士的皮膚，露出了軟組織。手術(shù)刀繼續(xù)探入，突然，手一頓，刀上的觸覺(jué)感應(yīng)裝置提示：碰到硬物！果然，白色的下頜骨暴露出來(lái)。于是，手術(shù)刀換成了“磨鉆”，一陣尖利的電鋸聲響起。接著，齊博士開(kāi)始切割、打磨，準(zhǔn)確無(wú)誤地切削掉過(guò)多的下頜骨，打造出一個(gè)美麗的面龐。虛擬整形手術(shù)成功了。幾天后，齊博士在廣州軍區(qū)總醫(yī)院為那名女士實(shí)施了真實(shí)的手術(shù)，將其打造成具有東方經(jīng)典美貌的女人③。以上過(guò)程可用邏輯推理表示為：

該女士頭部Ａ數(shù)字化為電腦圖像Ａ＇，

對(duì)Ａ＇進(jìn)行虛擬寬下頜切割手術(shù)得到虛擬“東方

經(jīng)典美”結(jié)果，

所以，對(duì)該女士頭部Ａ實(shí)施這種手術(shù)也將會(huì)產(chǎn)

生“東方經(jīng)典美”結(jié)果。

再對(duì)這個(gè)結(jié)果進(jìn)行抽象，就可得到從虛擬實(shí)在到現(xiàn)實(shí)存在的虛擬類推形式：

現(xiàn)實(shí)對(duì)象Ａ數(shù)字化為虛擬對(duì)象Ａ＇，

對(duì)Ａ＇輸入ａ＇則輸出ｂ＇，

所以，對(duì)Ａ作用ａ也會(huì)產(chǎn)生ｂ。

這個(gè)公式與事物類推和模擬類推的公式相比較，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它與它們?cè)谝韵聝牲c(diǎn)上是不同的：一是將ａ、ｂ、ｃ一系列相同屬性的符號(hào)變成了“現(xiàn)實(shí)對(duì)象Ａ數(shù)字化為虛擬對(duì)象Ａ＇”，說(shuō)明虛擬類推不是簡(jiǎn)單地列出兩對(duì)象在一系列屬性上的相同點(diǎn)，而是全方位地建立兩對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系（對(duì)等性）；二是將新屬性ｄ變成了蘊(yùn)涵式的“輸入ａ＇則輸出ｂ＇”、“作用ａ會(huì)產(chǎn)生ｂ”，說(shuō)明虛擬類推不是靜態(tài)地推出一個(gè)新屬性，而是動(dòng)態(tài)地從一個(gè)仿真過(guò)程推出整體的現(xiàn)實(shí)過(guò)程。

（二）從現(xiàn)實(shí)存在到虛擬實(shí)在的虛擬類推

這種類推也需要先將現(xiàn)實(shí)對(duì)象數(shù)字化，生成賽博空間的虛擬實(shí)在；然后則根據(jù)對(duì)現(xiàn)實(shí)事物進(jìn)行某種作用產(chǎn)生某種結(jié)果，推斷對(duì)虛擬實(shí)在進(jìn)行這種作用也會(huì)得到某種類似的結(jié)果，從而確證某個(gè)結(jié)論。

美國(guó)密歇根州立大學(xué)的電腦科學(xué)家、生物學(xué)家和哲學(xué)家將200臺(tái)電腦連在一起，制造了若干能在幾分鐘內(nèi)復(fù)制自己的幾萬(wàn)個(gè)副本的數(shù)字生物體。這些生物體能以與脫氧核糖核酸的變異方式大致相同的方式發(fā)生變異。通過(guò)“阿維達(dá)”（意為“渴望”）軟件，研究者掃描電腦屏幕上如同瀑布一樣傾瀉的一行行數(shù)字，追蹤一代代數(shù)字生物體的出生、生存和死亡，進(jìn)行生物進(jìn)化過(guò)程的模擬。而早在1988年，微生物學(xué)家理查德·蘭斯基就一直在進(jìn)行生物進(jìn)化試驗(yàn)。他利用一個(gè)大腸桿菌進(jìn)行繁殖試驗(yàn)觀察，將它的后代創(chuàng)建成12個(gè)分別的菌落，然后用一種營(yíng)養(yǎng)很差的葡萄糖喂養(yǎng)它們。這樣，就產(chǎn)生了一種強(qiáng)烈的激勵(lì)因素，使它們進(jìn)化出生存的新方式。17年來(lái)，這些菌落經(jīng)過(guò)了3．5萬(wàn)個(gè)世代。經(jīng)過(guò)分析研究顯示，自然選擇是實(shí)實(shí)在在的，12個(gè)菌落都進(jìn)化了，其繁殖速度幾乎比祖先快一倍，其細(xì)胞也增大了一倍。出乎意料的是，這些變化不是以一種平穩(wěn)的和線性的過(guò)程展現(xiàn)，而是以一陣陣突變的方式進(jìn)化，隨后是幾百代很小的變化，然后又是突變。后來(lái)，蘭斯基應(yīng)用阿維達(dá)軟件建立了這些細(xì)菌菌落的數(shù)字版本，通過(guò)敲擊鍵盤快速進(jìn)行試驗(yàn)、記錄、研究，一個(gè)小時(shí)的成果等于幾年的成果，并最終得到了與前述研究類似的結(jié)論。我們將蘭斯基的研究過(guò)程整理成下邊的形式：

現(xiàn)實(shí)大腸桿菌Ａ數(shù)字化為虛擬大腸桿菌Ａ＇，

喂養(yǎng)Ａ結(jié)果呈現(xiàn)出自然選擇和突變、漸變交替

的進(jìn)化，

所以，同樣作用Ａ＇也會(huì)呈現(xiàn)自然選擇和突變、

漸變交替的進(jìn)化過(guò)程。

同樣進(jìn)行概括，我們也能得到從現(xiàn)實(shí)存在到虛擬實(shí)在的虛擬類推形式：

現(xiàn)實(shí)對(duì)象Ａ數(shù)字化為虛擬對(duì)象Ａ＇，

對(duì)Ａ曾作用ａ得到ｂ，

所以，對(duì)Ａ＇作用ａ＇也會(huì)產(chǎn)生ｂ＇。

這個(gè)公式表明，現(xiàn)實(shí)事物的經(jīng)驗(yàn)在電腦虛擬世界中得到了驗(yàn)證。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，人們不但越來(lái)越依賴計(jì)算機(jī)，而且也越來(lái)越相信計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)這種虛擬類推的驗(yàn)證，人們覺(jué)得某個(gè)結(jié)論更加可靠了。

三、建立虛擬類推的意義

如果說(shuō)事物類推和模型類推是人類發(fā)現(xiàn)、發(fā)明的重要工具，是重要的創(chuàng)新思維方法的話，那么毫無(wú)疑問(wèn)，虛擬類推的建立將有著更為特殊重要的意義。

（一）理論意義

從邏輯理論角度看，建立虛擬類推的意義主要有以下三點(diǎn)：

第一，豐富了類比推理的內(nèi)容。虛擬類推一建立，就使類比推理的類型由事物類推、模型類推兩種，增加為包括虛擬類推在內(nèi)的三種，初步形成類比推理體系。

第二，夯實(shí)了假說(shuō)的基礎(chǔ)。建立、發(fā)展和驗(yàn)證假說(shuō)，都要用類比推理，也越來(lái)越需要虛擬類推的支持。

第三，加強(qiáng)了類比論證的功能。以前我們很少提及類比論證，可能是因?yàn)轭惐韧评斫Y(jié)論的可靠程度不高。但虛擬類推則不同，其結(jié)論可靠程度極高。

（二）社會(huì)意義

虛擬類推在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，必將產(chǎn)生良好的社會(huì)影響?，F(xiàn)在，世界上已經(jīng)誕生以實(shí)現(xiàn)“虛擬試驗(yàn)空間”（ＶＴＯＳ）為戰(zhàn)略目標(biāo)的達(dá)索系統(tǒng)公司和ＥＳＩ集團(tuán)。建立虛擬類推的主要社會(huì)意義總結(jié)如下：

第一，節(jié)約社會(huì)成本，這是其經(jīng)濟(jì)性意義。達(dá)索系統(tǒng)公司和ＥＳＩ集團(tuán)研究的虛擬原型和虛擬制造方案旨在用較低的成本改善產(chǎn)品的性能質(zhì)量，縮短研制周期。

第二，提高社會(huì)效率，這是其高效性意義。如自然生物進(jìn)化過(guò)程是非常緩慢的，但數(shù)字生物的進(jìn)化過(guò)程則以難以想象的速度進(jìn)行。它可以縮短大型項(xiàng)目的研制周期，極大提高工作效率。

第三，防范社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，這是其預(yù)測(cè)性意義。美國(guó)加州大學(xué)地震學(xué)家約翰尼·朗德?tīng)柵c他的同事，構(gòu)建了“虛擬加州”，并依此對(duì)圣安德烈亞斯斷層（位于太平洋板塊與北美板塊之間）進(jìn)行分析，模擬未來(lái)4萬(wàn)年的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)果表明未來(lái)20年舊金山發(fā)生大地震的可能性為25％，未來(lái)45年發(fā)生的可能性是50％，而未來(lái)80年發(fā)生大地震的可能性高達(dá)75％。意大利人對(duì)那不勒斯附近的活火山也進(jìn)行了類似的預(yù)測(cè)。這些預(yù)測(cè)，對(duì)防范社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)的意義是無(wú)比巨大的。

（三）認(rèn)識(shí)意義

賽博空間的建立拓展了人類認(rèn)識(shí)，虛擬類推的建立也將對(duì)人的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生深刻影響。

第一，極大促進(jìn)人的創(chuàng)新思維活動(dòng)。虛擬類推已經(jīng)或正在成為創(chuàng)新思維活動(dòng)的非常重要的工具，它必將加快高科技發(fā)展的步伐，極大豐富人類創(chuàng)造發(fā)明的成果。

第二，極大拓展人類認(rèn)識(shí)的空間。遙遠(yuǎn)的星體、微觀的世界，還有如同太陽(yáng)無(wú)法接近的星體，過(guò)去對(duì)它們的研究只能靠暗箱法等有限的方法進(jìn)行猜測(cè)。現(xiàn)在我們可以或者能夠建立這些物體的虛擬實(shí)在，然后就可應(yīng)用虛擬類推，進(jìn)行全方位的研究了。

第三，極大延伸人類認(rèn)識(shí)的時(shí)間。地質(zhì)年代的變遷、生物的進(jìn)化歷程等，是以百萬(wàn)年、億年計(jì)的，人類無(wú)法親歷。過(guò)去的研究只是依靠考古的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行間接的研究，現(xiàn)在如同上邊對(duì)進(jìn)化論的檢驗(yàn)一樣，可以在虛擬世界中急速加快其演進(jìn)過(guò)程，作出類比結(jié)論。

最后，虛擬類推有助于人們的認(rèn)識(shí)日趨深入、全面，促進(jìn)認(rèn)識(shí)水平的提高。通過(guò)虛擬類推人們可以更方便地深入到事物的內(nèi)部，對(duì)事物進(jìn)行全面系統(tǒng)的類比研究。因而，在虛擬類推作用下，人類的認(rèn)識(shí)水平將得到全面的提高。

四、虛擬類推的性質(zhì)和邏輯要求

綜上所述，我們可以給出這種新型類推的定義：數(shù)字虛擬類比推理是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的，在虛擬與現(xiàn)實(shí)之間進(jìn)行類推的推理。

根據(jù)以上討論和這個(gè)定義，虛擬類推的基本性質(zhì)應(yīng)該表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

第一，全面性。虛擬實(shí)在是對(duì)現(xiàn)實(shí)對(duì)象的全面模擬，不是兩對(duì)象的有限屬性ａ、ｂ、ｃ的相同或相似；虛擬類推可以同時(shí)進(jìn)行多方面的輸入、輸出，并始終伴隨著完整的包含聲、形、色等在內(nèi)的三維或多維的效果，得到綜合各種新屬性的整體結(jié)論。

第二，動(dòng)態(tài)性?！疤摂M”一詞本身就是一個(gè)動(dòng)態(tài)詞，它是指通過(guò)數(shù)字化手段對(duì)現(xiàn)實(shí)物質(zhì)世界的動(dòng)態(tài)模擬。公式里“輸入ａ＇則輸出ｂ＇”、“作用ａ得到ｂ”的蘊(yùn)涵式描述，也表明這種類推是動(dòng)態(tài)地進(jìn)行的，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)刺激，得到對(duì)刺激進(jìn)行反應(yīng)的結(jié)果。這與其他兩種類推通過(guò)靜態(tài)特性分析，將一事物的屬性推及到另一事物身上有著質(zhì)的區(qū)別。

第三，精確性。由于數(shù)據(jù)采集的全面性，計(jì)算機(jī)處理的精密性，使得這種類推能夠精確地在虛擬空間中進(jìn)行，并得到極為精確的結(jié)論，其結(jié)論的可靠程度也自然相當(dāng)高，進(jìn)而使它具備了論證的功能。

第四，前瞻性。任何推理都有預(yù)測(cè)的功能，而虛擬類推的預(yù)測(cè)可以不局限在抽象的預(yù)測(cè)上，而是能夠感受到可視的整體預(yù)測(cè)，即可以“前瞻”。人們根據(jù)前瞻，可及時(shí)對(duì)對(duì)象進(jìn)行優(yōu)化完善，從而追求較為理想的預(yù)測(cè)結(jié)論。拿虛擬制造來(lái)說(shuō)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或造出現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品之前，就能預(yù)測(cè)或感受未來(lái)產(chǎn)品的形態(tài)、行為和性能，然后適時(shí)調(diào)整方案，作出最后決策。

第五，條件性。虛擬類推的歷史前提和技術(shù)前提說(shuō)明它是在高科技的、高要求的條件下完成的，必須借助具有強(qiáng)大功能的軟件才能實(shí)現(xiàn)。比如，支持虛擬制造的軟件，應(yīng)有以下功能：建立實(shí)時(shí)交互的虛擬環(huán)境，模型可視化，設(shè)計(jì)分析，虛擬環(huán)境漫游，離散事件過(guò)程仿真，三維工程動(dòng)畫等。

第六，或然性。虛擬和現(xiàn)實(shí)永遠(yuǎn)不能劃等號(hào)，再全面的數(shù)字采集也不是絕對(duì)的全面，再周密的軟件也會(huì)存在缺陷，類比推理就是一種或然推理，虛擬類推也不例外。正因?yàn)槿绱?，?jīng)過(guò)虛擬類推后，試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)仍然是需要的。

虛擬類推的或然性決定了它仍然存在提高結(jié)論可靠程度的問(wèn)題，我們還是要對(duì)它提出一些邏輯要求：一是用于數(shù)字化的現(xiàn)實(shí)原型應(yīng)當(dāng)是典型的，否則就可稱之為犯了“非典型類推”的邏輯錯(cuò)誤；二是數(shù)據(jù)采集要盡可能多，盡可能全，不然就是犯了“非全面類推”的錯(cuò)誤；三是應(yīng)用軟件要盡量沒(méi)有缺陷，違背此要求的錯(cuò)誤就是“非合理類推”。有相應(yīng)的軟件才能進(jìn)行虛擬類推，但用于虛擬類推的軟件如果太簡(jiǎn)單，并有不少缺陷，類推的結(jié)果就不大可信了。

五、虛擬類推的廣泛應(yīng)用

計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)在今天的發(fā)展，創(chuàng)造了一個(gè)比波普爾世界3更具自主性并與物理世界在本體論上具有某種對(duì)等性的新世界——“虛擬世界”。盡管這個(gè)世界僅有幾十年的歷史，可其主要構(gòu)成成分——“虛擬實(shí)在”和伴隨其中的虛擬類推已在非常廣泛的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

在制造業(yè)，虛擬制造從上世紀(jì)80年代提出、90年代得到長(zhǎng)足發(fā)展。1989年，美國(guó)馬薩諸塞州的一個(gè)研究所就提交了一份“虛擬制造”報(bào)告，并指出這一技術(shù)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)和早期性能評(píng)價(jià)方面的優(yōu)勢(shì)。1993年，美國(guó)愛(ài)荷華大學(xué)在一份“制造技術(shù)的虛擬環(huán)境”的報(bào)告中，提出了建立包括評(píng)估系統(tǒng)、裝配計(jì)劃、材料去除過(guò)程模擬及離線編程等技術(shù)在內(nèi)的虛擬制造的支持環(huán)境。德國(guó)在世紀(jì)交替的四年里，組織53個(gè)合作單位的250個(gè)強(qiáng)兵強(qiáng)將組成ｉＶｉＰ產(chǎn)品開(kāi)發(fā)課題組，共同研究基于ＩＴ技術(shù)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。虛擬技術(shù)的研究成果已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用，并結(jié)出了豐碩的果實(shí)——波音飛機(jī)公司利用此技術(shù)制造新型777客機(jī)，其開(kāi)發(fā)周期由8年縮短至5年，并實(shí)現(xiàn)一次試飛成功；福特汽車公司運(yùn)用裝配仿真、虛擬成形提高產(chǎn)品的空氣動(dòng)力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)和表面建模的效果；德國(guó)寶馬汽車公司的虛擬裝配系統(tǒng)能識(shí)別語(yǔ)音輸入，完成相應(yīng)操作，當(dāng)發(fā)生干涉碰撞時(shí)能發(fā)出聲音報(bào)警，從而大大提高產(chǎn)品的安全性能④。

在大型工程上，虛擬類推更是大顯身手。人類歷史上最大規(guī)模的人為放水沖沙試驗(yàn)和實(shí)施過(guò)程，充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。

在軍事上、醫(yī)學(xué)上、人員培訓(xùn)上、虛擬類推都得到了廣泛的應(yīng)用。

此外，對(duì)現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也可進(jìn)行虛擬實(shí)在研究，從而有效地提高網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的可靠性和準(zhǔn)確性，明顯降低網(wǎng)絡(luò)投資風(fēng)險(xiǎn)，減少不必要的投資浪費(fèi)，這就是網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)。通過(guò)在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造虛擬的環(huán)境來(lái)反映現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過(guò)數(shù)學(xué)的方法或動(dòng)態(tài)的蒙特卡羅方法來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)中的網(wǎng)絡(luò)行為，設(shè)計(jì)出能在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用的、最佳的有線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面無(wú)線通信系統(tǒng)等?，F(xiàn)在已經(jīng)投入使用的ＣＤＭＡＨ和ＧＰＲＳ，都是這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的。

總之，虛擬類推已經(jīng)在眾多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，并將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。研究虛擬類推將更加促進(jìn)和拓展其應(yīng)用范圍。

注釋：

① 詹劍峰：《墨家的形式邏輯》，湖北人民出版社1979年版，第149頁(yè)。

② 張怡、酈全民、陳敬全：《虛擬認(rèn)識(shí)論》，學(xué)林出版社2003年版，第63－64頁(yè)。

③ 陳輝：《直擊虛擬手術(shù)》，《羊城晚報(bào)》2005年9月5日。

④ 嚴(yán)雋琪等：《虛擬制造的理論、技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)踐》，上海交通大學(xué)出版社2003年版，第3頁(yè)。

（責(zé)任編輯陳金清）