1.6 人造工程体系的复杂性

1.6.1 人造工程系统的发展

根据科学、技术与工程的三元论观点，三者相互依存但又各有特点。科学重在探索和发现，技术重在创新与发明，而工程则重在集成与构建。科学是技术的理论基础，技术是科学应用的载体，同时技术的创新也推动了科学的更进一步发展，工程是科学与技术的集成应用，既为科学与技术的发展提供需求牵引，又为二者的发展创造新的条件。人造工程系统是科学、技术、工程共同作用的产物。

人类早期的人造工程系统主要用于农业、战争和墓葬，如农业工具、水利设施（都江堰）、战争武器、防御工事（长城）和帝王陵墓等，体现的科学和技术成分较少。直到第一次工业革命，蒸汽机的出现，机械动力代替人力，科学与人造工程系统第一次紧密结合起来，大大提升了人类的生产力水平，同时也激起了人们开展以物理和化学为代表的自然科学研究的热忱。到了第二次工业革命，科学界掀起了一股“发现新的科学规律、指导新的技术发明，并投入新的工程应用中去”的风潮，电气化迅速代替了蒸汽动力，人造工程系统中科学与技术的成分越来越丰富。

此时的人造工程系统还只属于无机世界的范畴，直到第三次工业革命，维纳的控制论将电子元件与机械装置连接在一起，形成了稳定的、自动化控制的系统。更重要的是，控制论中的反馈机制与学习机制突破了无机世界与有机世界的界限，使人造工程系统理论上开始具备展现有机世界适应性的能力，再加上计算机的问世和发展，存储、记忆、反馈与学习，给人造工程系统插上了遐想的翅膀——无机的人造工程系统能否展现出类人的智慧？于是人工智能、元胞自动机、遗传算法等与人工生命理论相关的研究相继问世，以计算机为中心的人造工程系统的新形态基本成型。

近年来，云计算、大数据、机器学习、物联网和快速无线网络技术的飞速发展将人工智能技术推到了人类技术发展的前沿，AlphaGo、“波士顿”机器人、自动驾驶汽车以及已经普遍应用的人脸识别、语音识别等技术展现了人工智能技术在追寻类人智能的道路上不断突破新的高度，人工智能技术是否会失控已经引起了人类的焦虑。在工业制造领域，以自感知、自优化配置与定制化生产为特征的信息物理融合系统（CPS）技术方兴未艾，进一步体现了生命有机系统的适应性特性对工业制造系统的赋能作用，同时也开启了第四次工业革命的大门。在人类技术发展的历史上，战争需求从未缺席，在武器装备领域，体系化、无人化与智能化的发展趋势也激发了无人自主作战技术的发展，大大改变了未来战争对抗的形态。我们在实践中也探索性地提出了全新的体系生命力理论，赋予人造工程系统自感知、自恢复、自学习和自进化的能力，希望人造工程系统在从无机系统跨向有机系统的道路上走得更远。