未来技术与气象信息化

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1、未来技术与气象信息化　　一、引言：已现端倪的未来技术　　一旦一个星球上诞生了生命，这颗星球上便必然会诞生技术。因为通过技术来扩大生命体的生理能力，对其生存而言是非常奏效的。技术使得生命体逐渐具备自身适应并支配所处生态环境的能力，技术也使人类从蒙昧走向文明。人类几千年的文明史、尤其是近代数次工业革命对人类社会进步所产生的巨大推动作用充分说明，技术进步是人类社会进步的火车头。　　沿着技术进步和人类社会发展的轨迹，科学家、人类学家、历史学家、社会学家、哲学家以及不同的学者和流派之间会因之得出许多发人深思的结论，并配以大量的佐证。对于未来技术，未来

2、学家们也已经和正在做出一系列案例丰富、逻辑严谨合理的展望和预判，有些令人兴奋、有些令人惊叹、有些令人困惑，还有一些则令人毛骨悚然甚至绝望。　　笔者不敢忝列其中，只是出于对未来的好奇，希望通过对未来技术的了解和发展脉络的掌握，探知可以预知的未来社会的大致轮廓，以及笔者所处行业――气象部门――未来的大致情形。31　　可称之为未来技术者浩如烟海，属于未来信息技术者亦无法尽述。职业所限，笔者只能根据自己的视野以及对气象部门工作特点的理解，在众多未来信息技术中选择极其有限的几项，这些技术大部与气象部门现行工作直接有关联，且或最为人们所关注、或已呼之欲

3、出、或虽几经沉浮却被寄托着太多期望，或虽已大致成熟但却尚未引起足够关注；并试图通过对这些技术的应用分析，勾勒出笔者心目中气象部门未来工作的大致轮廓。　　为简略计，下文中仍称这些未来信息技术为“未来技术”。　　二、人工智能和认知计算　　（一）人工智能　　1.概述　　人工智能（ArtificialIntelligence，英文缩写AI），是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图研究人类智能活动的规律，了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反

4、应的智能机器，去完成以往需要人的智力才能胜任的工作；亦即：人工智能是一门研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术的学科。该领域研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面；研究方法主要有：大脑模拟、符号处理、子符号法、统计学法、集成方法等；涉及到的学科除计算机科学外，还包括信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科，几乎囊括了自然科学和社会科学的各个领域。人工智能与思维科学

5、的关系是实践和理论的关系，它处于思维科学的技术应用层次，是思维科学的一个应用分支。31　　人的思维活动有简单和复杂之分，如：算术计算、学习、思考、规划，乃至顿悟和创造等。20世纪40年代以前，繁重的科学和工程计算原本是需要由人脑来承担的，那时研究由机器来完成这些复杂繁重科学计算的工作无疑属于人工智能的范畴；如今电子计算机不但能够完成这些计算，而且比人脑做得更快且更加准确，因此当代人已不再把这种计算看作是“需要人类智能才能完成的复杂任务”，亦即人工智能的范畴了。由此可见，随着时代的变化，人工智能这门科学的具体目标是在不断发展着的，而且不断转向

6、更有意义、更加困难的目标。　　就其本质而言，人工智能是对人的思维的信息过程的模拟。而对于人的思维模拟可以有两条道路分别进行，一是结构模拟，仿照人脑的结构机制，制造出“类人脑”的机器；二是功能模拟，暂时撇开人脑的内部结构，而对其功能过程进行模拟。现代电子计算机的产生便是对人脑思维功能的模拟，是对人脑思维的信息获取、存储、处理和表达等全过程的模拟。　　2.分类　　总体来讲，对人工智能的定义大致可划分为四种，即机器“像人一样思考”、“像人一样行动”、“理性地思考”和“理性地行动”（这里的“行动”应广义地理解为采取行动，或制定行动的决策，而不只限于

7、肢体动作）。就类别而言，人工智能可分为“强”、“弱”两大类：　　强人工智能（BOTTOM-UPAI）：强人工智能观点认为有可能制造出真正能够推理（REASONING）和解决问题（PROBLEM_SOLVING）的智能机器，并且，这样的机器能够被认为是有知觉、有自我意识的。强人工智能可再细分为两类：（1）类人的人工智能，即机器的思考和推理就像人的思维一样。（2）非类人的人工智能，即机器能够产生与人完全不一样的知觉和意识，使用和人类思考完全不一样的推理方式。31　　弱人工智能（TOP-DOWNAI）：弱人工智能观点认为不可能制造出能够真正地推理

8、（REASONING）和解决问题（PROBLEM_SOLVING）的智能机器，这些机器只不过看起来像是智能的，但是并不真正拥有智能，也不会有自主意识。　　目前主流科研力量大部集中