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SOQPSK-TG信號可以在OQPSK的基礎上由CPM的形式表示。二進制序列映射為NRZ碼序列后進行預編碼,再將所得信息插值,經過脈沖成形濾波后積分得到相位調制信息,利用正余弦查找表取得基帶同相和正交分量,最后通過正交調制可以獲得SO-QPSK-TG信號。SOQPSK-TG與BPSK,QPSK,GMSK信號功率譜比較,如圖1所示。由于SOQPSK-TG調制方式相對傳統(tǒng)BPSK、QPSK調制方式消除了載波相位±π/2或±π的突變現(xiàn)象,相對于GMSK調制方式,載波相位不僅可以在±π/2內連續(xù)變化,還可以保持不變。因此從圖1中可以看出SOQPSK-TG調制方式功率譜密度更為緊湊,滾降速度快,頻譜利用率高,因此能夠滿足目前衛(wèi)星通信領域對頻譜性能的要求。又因為其具有恒包絡特性,放大器的非線性對其解調影響不大,因此功率利用率高,滿足衛(wèi)星對低功耗的要求。
2SOQPSK-TG的極化分集接收
經過高斯信道傳輸后的衛(wèi)星接收信號可表示為,本文設計的極化分集接收系統(tǒng)首先通過ADC將接收的兩路圓極化信號(左旋極化、右旋極化)轉換為數(shù)字信號,然后經過自動增益控制環(huán)路(Au-tomaticgaincontrol,AGC)、差模環(huán)(Differentialmodeloop,DML)、最大比合并(Maximumratiocombining,MRC)、共模環(huán)、定時同步環(huán)路,得到解調信號,整體框圖如圖2所示。
2.1自動增益控制環(huán)路衛(wèi)星通信信道衰落使得接收信號的包絡會產生起伏,幅度變化可以相差幾十分貝,本文給出的MRC算法、載波恢復算法和時鐘恢復算法都要求輸入端的兩路信號幅度保持恒定不變,可見AGC在系統(tǒng)中至關重要。因此需要通過AGC調節(jié)接收信號的增益,使接收機輸出電壓恒定或基本不變,提高系統(tǒng)性能。其數(shù)學模型如下A(n+1)=A(n)+βR-A(n)x(n[])(8)式中:A(n)為AGC的調節(jié)增益,R為增益門限,β為增益步長。經過當前時刻增益A(n)所得的信號A(n)x(n)與門限R作比較,若小于門限則會增大下一個時刻的增益A(n+1),同理若大于門限則減小下一時刻的增益,使輸出信號基本維持在門限附近。增益步長β越小,幅度收斂越慢,捕獲時間越長,誤差越小,即波形失真越小;反之β越大,收斂越快,捕獲時間越短,誤差越大。
2.2差模環(huán)到達接收機的兩路信號由于相位或本振頻率不一致會引入一定的相位偏移和頻率偏移,而MRC算法要求兩路信號同頻、同相后才能加權合并,取得增益,因此必須完成兩路信號的同頻同相處理。兩路信號經過下變頻、低通濾波后通過鑒相器將所得的誤差信號分為兩路,通過環(huán)路濾波器后以相反的極性調整數(shù)字控制振蕩器(Numericalcontrolledoscillator,NCO),使兩路信號以相反的方向被推到同一個公共頻率上,實現(xiàn)兩路信號的同頻同相鎖定。SOQPSK-TG信號的差模環(huán)算法模型推導如下,設經過AGC后的兩路信號分別。
2.3最大比合并常用的極化分集接收合并方式有3種:等增益合并、選擇合并和最大比合并。本文采用分集增益最佳的最大比合并算法[25],其原理是通過AGC所獲得的加權系數(shù)對兩路信號進行加權合并,使信噪比較大的一路獲得較大的權值,信噪比較小的一路獲得較小的權值。設so為合并輸出信號電壓,αi為各支路加權系數(shù),si為各支路輸入信號電壓,N為支路個數(shù)。假設各支路噪聲不相干,因此合并輸出噪聲功率n2o應為各支路輸入噪聲功率n2i之和,可得合并輸出信噪比γo為當且僅當各支路信號電壓與加權噪聲功率之比相等時,輸出達到最大值,此時分集增益為N。
2.4共模環(huán)衛(wèi)星相對地面的高速運動會使信號載波產生多普勒頻率分量,這就要求接收機有較強的頻移捕獲能力、較快的同步速度以及較高的同步精度。本文采用同相正交環(huán)算法對載波進行恢復。
3仿真驗證
仿真條件:信號中頻f0=32MHz,下變頻后載波fR=fL=4MHz,每周期采樣點數(shù)Nc=32,采樣率fs=128MHz,碼元個數(shù)Num=800,每個碼元采樣點數(shù)Ns=64,接收信號為正弦起伏包絡,起伏范圍為20dB,兩路輸入信號頻差Δf=2.56kHz,相差Δφ=π/4,多普勒頻移fd=6.4kHz,噪聲為高斯噪聲,信噪比SNR=15dB,各環(huán)路仿真結果見圖3~10。上述仿真結果表明,自動增益控制環(huán)路能夠較好地恒定輸入電平,如圖3,4所示;差模環(huán)、共模環(huán)能夠準確跟蹤兩路輸入信號頻差、相差及多普勒頻移,如圖5~8所示;最大比合并模塊能夠使得信噪比較差的一路得到補償,如圖9所示;最后的解調結果如圖10所示,在最大起伏為20dB條件下,通過分集接收實現(xiàn)了正確解調。為進一步驗證本文所提算法性能,圖11給出了分集接收SOQPSK-TG衛(wèi)星通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)BPSK衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能對比結果。對比結果表明,極化分集SOQPSK-TG傳輸系統(tǒng)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)BPSK系統(tǒng),在最大起伏為20dB條件下,可獲得5~10dB平均信噪比增益。
4結束語
【論文摘要】微積分是與應用聯(lián)系發(fā)展起來的,它是數(shù)學的一個重要的分支,其應用與發(fā)展已廣泛的滲透到了物理學,化學,經濟學等各個自然科學之中,是我們學習各門學科的重要工具。
微積分學是微分學和積分學的統(tǒng)稱,它的創(chuàng)立,被譽為“人類精神的最高勝利”。在數(shù)學史上,它的發(fā)展為現(xiàn)代數(shù)學做出了不朽的功績。恩格斯曾經指出:微積分是變量數(shù)學最重要的部分,是數(shù)學的一個重要的分支,它實現(xiàn)帶科學技術以及自然科學的各個分支中被廣泛應用的最重要的數(shù)學工具。凡是復雜圖形的研究,化學反映過程的分析,物理方面的應用,以及彈道﹑氣象的計算,人造衛(wèi)星軌跡的計算,運動狀態(tài)的分析等等,都要用得到微積分。正是由于微積分的廣泛的應用,才使得我們人類在數(shù)學﹑科學技術﹑經濟等方面得到了長足的發(fā)展,解決了許多的困難。以下將講述一下定積分在計算圖行面積和體積,初等數(shù)學中的一些應用。
一、在計算圖形面積和立體圖形體積上的應用
在學習和生活中,我們常常會遇到一些計算圖形面積和體積的問題,而且這些圖形大多是無規(guī)則的,對這些圖形的計算,如果用我們中學的計算面積和體積的數(shù)學公式是無法解決,因為中學所學的這些公式都是對比較規(guī)則圖形實用。但是我們應用了定積分,這樣的問題就可迎韌而解。
1.計算平面圖形的面積
例1.求拋物線y=x2與直線x+y=2所圍的平面圖形的面積。
分析:根據題目,我以在坐標系們可中畫出y=x2和x+y=2所圍的圖形,即(圖一)其中陰影部分就是所要求的平面圖形的面積。
解:由于拋物線y=x2與直線x+y=2在A(-2,4)及B(1,1)相交,
所以S=f(x)dx,其中f(x)=(2﹣x)﹣x2(-2≤x≤1),于是有
S=[(2-x)-x2]dx=(2x--)]1-2=9/2
2.求立體圖形的體積
用類似求圖形面積的思想,我們也可以求一個立體圖形的體積,例如求一個木塊的體積,我們可以利用微元法,把木塊劃分成n份小塊,其每一小塊的體積厚度為xi,假設每一小塊的橫截面積為A(x)i則此小塊的體積大約為A(xi)xi,從而將其所有的小塊相加,我們可以得到其體積為V≈A(xi)xi,并且當其厚度xi趨于零時,由定積分定義有V=A(x)dx(其中a與b分別為計算體積時的起始值和終了值)。對于旋轉體的體積,由于其平面截得旋轉體的截面是一個圓,則設曲線y=f(x),其截面面積為A(x)=?仔[f(x)]2。于是,所求體積為V=A(x)dx=?仔[f(x)]2dx。
例2.一塊由直線y=a和直線x=3a及弧y2=ax,(a>0a≤x≤3a)所共圍成的區(qū)域,以x軸為軸旋轉一周所形成的體積是多少?
分析:(圖二)斜線區(qū)域即為題意所指的區(qū)域,其旋轉積求法,可將區(qū)域ABQD的旋轉體積減去區(qū)域ABCD的旋轉體積,即為所求。
解:首先來求區(qū)域ABQD的旋轉體積:
V1=?仔?琢xdx=?仔?琢|=4?仔?琢3
而區(qū)域ABCD的旋轉體積為一個其半徑為a,高為2a的圓柱體,則V2=?仔?琢2•;2?琢=2?仔?琢3
區(qū)域CDQ的旋轉體積為:V=V1-V2=4?仔?琢3-2?仔?琢3=2?仔?琢3
二、在初等數(shù)學中的應用
近些年來,定積分還越來越多的被應用到初等數(shù)學中的一些問題上面來,下面就來討論一下定積分在證明不等式,等式和一些數(shù)列的極限方面的應用。
1.證明不等式和等式
在運用積分來證明不等式時,一般要利用到積分的如下性質:設f(x)與g(x)為定義在[a,b]上的兩個可積函數(shù),若f(x)≤g(x),x∈[a,b],則有:f(x)dx≤g(x)dx.
例3.設n∈N,求證:1n(n+1)<1++……+<1+1nn
證明:設是i任意一自然數(shù),則有:
dx=1n|=1n-1n=1n-1n
在區(qū)間(,)上顯然有i<=idx從而得:1n-1n<………(1)
<1n-1n…………(2)
由(1)式得:[1n-1n]<,所以有1n<
由(2)式得:=1+<1+[1n-1n]=1+1n
于是,綜上所述:1n<1++……+<1+1n
以上是應用定積分的性質證明不等式,下面再看關于等式的證明。(注意:在運用定積分證明等式時,要根據等式的特點,作輔助函數(shù),然后再直接積分從而證明等式。)
例4.證明:c+++……+=
證明:設f(x)=c+cx+……+cx=(1+x)n
f(x)dx=cx+x2+……+x
同時又有:(1+x)ndx=
cx+x2+……+x=
當x=1時,可得:c+++……+=
此外,定積分還可用來求和式,根據微分與積分互為逆運算的關系,先對和式積分,利用已知數(shù)列的和式得到積分和,再求導數(shù)即可,這里就不在介紹了。
2.求數(shù)列和的極限
在實際的學習中,我們會發(fā)現(xiàn)在計算一些數(shù)列和的極限時,可以利用定積分的計算法來求某些可以看成是積分和式的數(shù)列極限,這樣,我們可得出一種求極限的新方法:若f(x)在[a,b]上連續(xù),將[a,b]等分為幾個小區(qū)間,x=記分點為:?琢=x0于是:f(x0+ix)x=f(x)dx,并且有些數(shù)列的一般項?琢n總可以設法寫成?琢n=f(x0+ix)x,因此,有些數(shù)列的極限問題,則可以轉化為定積分的計算問題。
例5.求:(++……+)
解:原式=(++……+)•;=•;
取f(x)=且在[0,1]上連續(xù),將[0,1]分成n個小區(qū)間,則有x=,分點為:0<<<……<<=1,于是有:f(x0+ix)x=•;,由定積分的存在定理有:原式=•;=dx=1n(1+x)|=1n2。
總而言之,微積分是與應用聯(lián)系發(fā)展起來的。微積分的應用推動了數(shù)學的發(fā)展,同時也極大的推動了天
文學,物理學,化學,工程學,經濟學等自然科學,社會科學及應用科學各個分支中的發(fā)展,而且隨著人類認識的不斷發(fā)展,微積分正指引著人類走向認知的殿堂。
參考文獻:
最近美國總統(tǒng)發(fā)表演講,說美國經濟到了最危險的時候,破天荒要求所有的兩黨到白宮開會討論商量對策,而且要提供一個緊急計劃來搶救美國的金融市場。從一個小小的“次貸危機”演變成現(xiàn)在這個樣子,其過程在過去似乎不為人們所注意,大家認為這只是金融機構之間的事。如今它已經變成了一個全球金融風暴,而且可能是災難性的。
那么,我們來看看“次貸危機”究竟是如何演變的。首先是從次債開始的。次債是區(qū)別于正債的,是從房產債開始的。正債怎么理解?比如大家去買房子,大部分人要去銀行貸款,銀行會提出三個條件:抵押、首付和收入能力。一旦這三個條件都滿足以后,銀行會發(fā)出貸款。這筆貸款的期限一般都是二三十年,是很長期的,但是銀行不可能等到二三十年后才收回來這些錢,因為如果這樣的話,銀行的流動性就會受到很大的影響。因此銀行就會把房貸進行打包出賣,這就是按揭貸款證券化。從銀行來講,它把按揭貸款打包,然后變成債券,然后投資者進行投資,使得銀行獲得現(xiàn)金,銀行再給個人發(fā)放貸款:對這個投資者來說,由于銀行貸款是要還款的,是要有利息的,利息就變成了這個債券的主要收入。那么,盡管是銀行發(fā)放貸款,但它的收益權是歸債券的持有者所有的。
次債跟正債的唯一差別就是信用相對比較低,不考慮貸款者的收入能力。2001年以后美國的高科技泡沫破滅了。按理說,美國經濟應該轉入一個衰退。但是美國經濟沒有怎么衰退,就是靠這個一一不顧信用發(fā)放貸款,滿足并鼓勵買房子,通過買房子來刺激金融的發(fā)展。結果就是次貸的規(guī)模越來越大。但是,畢竟次貸是有違約風險的,于是金融機構把它再拆開,一部分變成了期權,跟CDO方向是相反的,它就變成了CDS。CDS再衍生,它會指數(shù)化,然后做指數(shù)的期權。
在這個過程中,次級貸款變成了各種各樣的衍生工具,一直擴散到整個國際市場。當房價上升的時候很多老百姓的生活都是靠貸款,聽起來匪夷所思,但實際就是這樣。比如說,我可能沒有錢,但是銀行給我貸款,我在長安街買了一套房子,價值100萬。由于長安街的房子在過去幾年中一直是升值的,那個房子升值到150萬,然后到銀行再作抵押,就又可以貸出款來。那就是說,我只要在長安街買一套房子,然后房子升值,那我的生活費就可以在貸款中得到,這個鏈條一下子就非常之長了。但是房價不可能永遠是漲的,一旦要有回頭,那我這馬上就會出問題,因為我沒有拿一分錢買房,我也沒有支付能力,房價一跌銀行資產就貶值了,就無法貸款。不能貸款我的生活就會出現(xiàn)問題,然后銀行再逼債的時候我又沒有錢,那銀行就要把房子收回去。銀行再去賣房子,巨額性存款就得產生。而它產生在去年的三月份,就是突然發(fā)現(xiàn)次級貸款的違約率在不斷上升。次級貸款違約率上升意味著所有的投資者衍生工具收益不僅是往下走,而且可能會變負。這時候,當整個債券價格下跌,就意味著發(fā)生了局部的虧損。如果虧損,要么撐住,要么就是把東西賣出去,然后越賣就越低,越低就越虧。在2007年的八月份,兩家對沖基金就了。對沖基金是杠桿的作用,對沖基金通常支付5.10%,但是他可以做到百分之百的業(yè)務,也就是說它的杠桿倍數(shù)在20倍左右,這個也是比較正常的,通常競爭對手可以達到40倍,那么它是靠大量的市場融資來買這些債券的。債券就開始下跌了,下跌就得賣,賣就得虧,越賣越虧,最后倒閉,像2007年八月份就開始出現(xiàn)了。
這個時候,問題就開始波及到金融機構,之后會有一個資產減記過程。銀行等金融機構都有資產負債表,理論上來說,資產占50%、負債占50%的狀態(tài)是最安全的,等于錢剛好完全還掉債。當然各個行業(yè)之間是不太一樣,中國企業(yè)資產負債率相對是比較高的。銀行是很特殊的機構,是完全靠杠桿的。《巴塞爾協(xié)議》要求銀行要達到8%的資本充足率。換言之,做銀行的只要有8%的錢,就可以做百分之百的業(yè)務。有8%的資本就可以吸收100%的存款,這個杠桿是12.5倍。當銀行嚴重虧損的時候,它的資產負債表是不平的。調整資產負債表的不平,一般只有兩種方式:第一種方式是增加資本,然后來做平衡。我們可以看到金融機構從2007年開始,全部都在全球募集資金。第二個方式就是把它的債務和資產進行出讓。調整資產負債表的過程就是資產減記。由于美國的會計制度非常之嚴格,要求銀行必須得減記,于是大量的銀行就開始減記,通常有兩條路:要么找投資者,要么縮小業(yè)務。找投資者比較困難,于是銀行就開始出讓業(yè)務。當各個銀行紛紛開始出讓的時候,然后這個價格會持續(xù)下跌,越跌越虧,越虧越賣,于是“次貸”馬上就波及到正債。銀行剛開始賣不太好的(次債),但是到后來還是不行,于是就得賣好的(正債)。結果好的也跌價,于是就賣更好的,那么“次貸危機”就開始向其他金融市場蔓延。整個次貸大概只有六千億美元,但是經過這么一個過程,現(xiàn)在大概損失已經超過15,000億美元,而且還在繼續(xù)惡化中。
那么這次金融危機對中國的金融體系產生了哪些影響呢?我認為,中國的金融體系受到的直接沖擊很小。說到底,中國是一個大國,它的經濟增長的支撐點可以有多個。但是,有一點必須明白,我國經濟增長的基礎必須重新放在依靠內需及技術進步的軌道上來,而不能再寄望于歐美的虛擬經濟造成的“市場”的復蘇與擴大。這種轉變迫在眉睫!唯有這樣,以中國為首的亞洲國家才有可能與西方經濟發(fā)展周期相脫節(jié),從而避過這場危機。中國是有能力和可能做到這點的,因為中國的財政有盈余、順差也能保持下去。
從未來的發(fā)展趨勢看,我們面臨三個挑戰(zhàn):
第一個挑戰(zhàn),我們要弄清楚,金融是干什么的?假如我們的理解是正確的,就是金融機構是處置風險的,那么這個時候的金融機構是沒有處置風險的,而且會放大風險。從短期來看,這次問題的出現(xiàn)是因為杠桿倍數(shù)過高。那么,杠桿倍數(shù)是不是應該納入監(jiān)管?這就意味著整個我們所知的經營規(guī)則都在發(fā)生變化。
我們現(xiàn)在看到的有以下幾個變化:第一,1933年以后,為了防止風險擴散的傳遞,美國是把銀行拆開了,就是做資本市場業(yè)務的不能跟商業(yè)銀行混在一塊。現(xiàn)在回去了,這是對資本市場運行規(guī)則的挑戰(zhàn)。第二是金融衍生工具。目前受影響最大的是金融衍生品,其次是權益類和股票證券,再次才是信貸。至少有一條沒有受到傷害,就是美國銀行的清算支付系統(tǒng)還是完善的。問題主要發(fā)生在衍生品,衍生品的最大問題是杠桿問題。因此有很多沒有進入監(jiān)管視野的機構必須被監(jiān)管,比如說對沖基金。這意味著將來我們企業(yè)的融資環(huán)境和融資條件都會發(fā)生變化。中國的金融是剛剛起步的,是改革開放以后才有了金融的。過去很多都是按照國際規(guī)則在做的,現(xiàn)在國際規(guī)則發(fā)生變化了,可能中國的融資也會重新有一些安排和考慮了。這對于企業(yè)來說可能也是一個挑戰(zhàn),國內外的融資環(huán)境會受到深刻的影響。
第二個挑戰(zhàn)是這次“次貸危機”對實體經濟意味著什么?我們知道,這次“次貸危機”是虛擬經濟方面出了問題,實體經濟受的影響還不是很大。但是這也證明了一件事,虛擬經濟不可能脫離實體經濟走得太遠。反過來,虛擬經濟一定會影響到實體經濟,尤其在美國。美國儲蓄率是全世界最低的,甚至是負儲蓄。美國人的消費全是靠透支的,而金融創(chuàng)新就是為透支未來創(chuàng)造了一個方便的條件,可以通過借錢來提前消費。過去是說把未來的收入拿到現(xiàn)在來消費,而這次事件告訴我們,沒有收入也可以借錢消費。就像剛才說的買房子的例子,如果資產升值了,那把升值部分還可以再抵押,拿到錢去消費。只要房子持續(xù)升值那就能一直消費。
當然房價不可能一直漲,當下跌的時候,就是一個“去杠桿化”,消費收縮的倍數(shù)也非常大。所以我們看到美國消費下降速度非常快。而美國也是全球最大的消費市場,很多國家對美國是作為出口國,可是當美國消費下降的時候,就會出現(xiàn)問題。現(xiàn)在可以看到,第一,美國的汽車行業(yè)是最主要的支柱行業(yè),已經全部出現(xiàn)困難,這是跟住房相關的,住房銷售量上個月是17年最低。我們知道,在傳統(tǒng)的美國,在80年代以前,實體上有三個支柱行業(yè),住房、鋼鐵、汽車。鋼鐵早就不行了,而另外兩個行業(yè)已經受到了很嚴重的影響。那么,最核心的是消費收縮,它對全球的出口有著巨大的影響,對中國的影響也很大。在沿海地區(qū)很多中小企業(yè)倒閉很大程度上是跟這個相關的。當然除了內部的因素一一成本上升、人民幣匯率變動這些因素以外,很重要的原因是市場開始萎縮了,沒有訂單了。有些小企業(yè)在過去是美國人利用中國的條件,是賒銷的,拿中國的貸款,把貨發(fā)過去,幾個月之后再回過來。那么現(xiàn)在很多美國企業(yè)倒閉了,貨款都回不來了,于是就雪上加霜了。這一下就把浙江和珠三角的問題都突出出來,本來中小企業(yè)本小利微,流動資金就比較困難。現(xiàn)在一方面成本漲,另一方面貨款收不回來,那只有關門了。
目前中小企業(yè)占了中國企業(yè)數(shù)目的99%以上,那么如果出現(xiàn)一個很大規(guī)模的倒閉浪潮,就會對中國經濟造成非常巨大的傷害。所以政策要在轉向扶植中小企業(yè),包括貸款、減稅,也包括各種各樣的獎勵,比如個體戶,工商管理費都免征稅了,是從9月1日開始的。那么,貸款方面開始向中小企業(yè)貸款,大的銀行是5%,小的銀行10%,然后增加信貸額度,專門用于中小企業(yè)。同時,利率下降,小銀行準備金率繼續(xù)下降,讓它有錢支持中小企業(yè)。在金融創(chuàng)新方面,過去中小企業(yè)依賴的一些資金來源也都開始做一些新的安排,比如說過去的地下金融讓它浮出水面,同時銀行的信貸技術也在發(fā)生變化。第一,知識產權現(xiàn)在可以抵押了。你的無形資產可以抵押來融資了。第二,現(xiàn)金流控制,只要有現(xiàn)金流,把現(xiàn)金流借給銀行,銀行就會放貸款。第三,在很多情況下,時間安排得很快。就是今天要進貨,就今天到銀行貸款,來減少中小企業(yè)的成本。
但是,不管怎么說,目前實體經濟是在收縮中。剛才我們說,這個冬天預計不會太冷,但是持續(xù)的時間會非常長。那么,現(xiàn)在通常有三個估計,最樂觀的估計認為它會持續(xù)一年到一年半,明年是最困難的一年,明年年底或2010年年初可能基本上全球經濟會恢復。那么,全球經濟恢復當然對出口、對國際貿易是有好處的。但是,這是最樂觀的估計。一般客觀的估計,認為至少要持續(xù)到兩、三年,就是2010年以后。那么,最為悲觀的估計可能是看不到頭。這三種估計的原因是什么了?目前美國的債務對GDP的比率達到如此高位,這是不能維持的,一定要回落到正常的水平。盡管我們不知道什么叫正常水平,但是看來有相當大的回落空間。如果政府干預,回落速度會比較慢,但是時間會拉長,這么說是有道理的。因為,房貸與GDP做一個比率的話,就會看到,美國的房貸、英國的房貸占了GDP的70%。日本在90年代末出現(xiàn)日本泡沫經濟,房價飛漲,日本經濟陷入危機,當時它的比率只有不到50%。香港十年以前金融危機,房價變成負資產很多人陷入負資產,房價急速下落,當時它的比率不到30%。當然,我們不能拿日本和香港來說事。今天的情況和昨天的情況不一樣,但是做一個比較的話,那么就會看到,這個要恢復一個正常的比率,時間要很長的。因為美國這次出的最大的問題就是房貸,而我們知道,如果拿日本作為一個參照的話,日本消化完了以后是從90年代初到2005、2006年才開始起色,15年的時間日本經濟才開始恢復,才開始有正的增長。那么,這可能是一個比較可怕的說法,這樣的話時間就會持續(xù)比較長。
第三個挑戰(zhàn),是對以美元為中心的國際貨幣體系的挑戰(zhàn),這是很重要的挑戰(zhàn)。我們解釋一下什么叫以美元為中心的國際貨幣體系。這是世界政治經濟體系的三大支柱之一。二次大戰(zhàn)以后,重建世界的秩序。那么,政治秩序是什么東西呢?是以《聯(lián)合國》為基礎的聯(lián)合國體制。那么,在實體經濟方面,就是以關貿總協(xié)定為基礎的,到現(xiàn)在就是WTO的自由貿易體制。在金融方面是什么呢?就是布林頓森林貨幣體系。這被認為是后來奠定二戰(zhàn)以后世界和平的幾大支柱,一個是政治制度,就是聯(lián)合國體系;一個就是實體經濟制度,就是關貿總協(xié)定,后來現(xiàn)在變成WTO了;第三個就是貨幣體系。
那么,這個貨幣體系當時建立的時候是有三條的。第一條,就是美元對黃金的問題。二戰(zhàn)以后,美國大概占全球黃金儲備的70%。而黃金是作為一個最重要的計價國際貨幣。而第一條就是美元要跟黃金掛鉤,就是一盎司黃金等于35美元。第二條是各國貨幣與美元掛鉤,就是說,各國貨幣通過跟美元掛鉤間接的跟黃金掛鉤。第三條,在這個情況下,原先是固定匯率制,后來是個浮動匯率,但都是盯住美元的匯率,這就意味著各國有責任維護這樣一個貨幣體系,這個貨幣體系的中心就是美元,所以就得維護美元的穩(wěn)定,就是匯率,這是貨幣體系的核心要點。那么,這個體系會出現(xiàn)經濟學講的一個特別現(xiàn)象,這個現(xiàn)象叫特里芬難題。它是這樣一個難題:就是一旦這個國家,比如說美元作為中心貨幣的時候,它對外必須要有逆差。但是,如果一個貨幣長期處于一個逆差狀態(tài),那么它一定是要貶值的,一定是不穩(wěn)定的。
實際上二戰(zhàn)以后,美元的這個難題是一個演變過程,簡單解釋一下。在40年代末50年代初,全球是美元化的,因為美國是順差,全球的經濟沒有辦法維持,所以有了歐洲的救援計劃,“馬歇爾計劃”,這是通過美國的國際援助,讓你可以買美國的東西,在朝鮮戰(zhàn)爭期間對日本的援助實際上都有這個含義。這樣,美元就開始有了逆差。在50年代好像還相安無事,但60年代就出問題了。就是說如果長期持逆差,美元是不穩(wěn)的。于是60年代出現(xiàn)了美元危機。就是說手上有一大堆美元,但又不想買東西,又因為美元跟黃金掛鉤,而且是一盎司等于35美元,那35美元買一盎司的黃金行不行。那么市場上就開始拋售美元,開始買黃金。美國人當年還是有錢的,行,那就兌吧。在整個60年代,這樣一種美元危機,就是大家拿美元去換黃金的事發(fā)生了十次,到70年代美國人發(fā)現(xiàn)不行了。于是尼克松政府宣布美元和黃金脫鉤,脫鉤什么意思呢?就是我不兌,我不管。想拿美元來換黃金不行了,不承諾這件事了。這一脫鉤,黃金就非漲不可,那么大量的美元也回不到美國了,因為它不兌了,這時候就知道歐洲美元的來歷了。那么,后來就變成大量石油輸出國組織持有大量美元,就是石油美元。這時候由于它不兌了,跟黃金也沒有關系了,于是它就改成浮動匯率了。但是,浮動匯率制以后并沒有改變特里芬難題的本質。美元依然是全球的中心貨幣,就是說支付、結算、計價都是按美元的,美元依然在全世界流通,美元依然是中心貨幣。那么,在這種情況下,客觀上就要求美國的中央銀行成為一個全球的中央銀行。所謂全球的中央銀行,是由于貨幣政策,而貨幣政策最重要的含義就是幣值穩(wěn)定。但是,美國的中央銀行畢竟是美國的中央銀行,它做不到,它一定要服從美國的利益,而不是全球的利益。
從長期來講,這樣發(fā)展下去,以美元為中心的國際貨幣體系就會面臨著崩潰、面臨著的風險。那么,一旦一個國際貨幣體系了以后,那我們不敢說天塌下來了,但至少是覆巢之下無完卵,大個的砸死,小個的肯定也要砸死了。所以,要國際救援。長期來看這是一個國際貨幣體系的安全問題。再說嚴重一點,是有前車可鑒的。大家知道二次大戰(zhàn)的爆發(fā)其中很重要的原因就是跟金本位制度崩潰相關的。然后各國開始采取保護主義,最后導致了戰(zhàn)爭。所以我們說國際貨幣體系的安全是非常之重要的。
目前不能讓這個體系出很大的問題,到這個時候再爭取時間來修補這個體系,或者改善這個體系。那么,人們通常預計這是人民幣國際化的最好時機,就是人民幣開始成為一個國際的貨幣,至少在一個區(qū)域中間會成為一個主要的貨幣。我們認為,比如說2010年,中國與東盟投資貿易自由化。而投資貿易自由化一定會有一個主導的貨幣,那么人民幣的希望很大。上海合作組織的國家,是跟中國經濟關系非常密切的,中國的石油很多要從那邊過來。那這個組織向經濟方向過渡,在這種情況下,人民幣是有可能形成一個區(qū)域性的貨幣。而這個趨勢可能對今后的企業(yè)出口有一定幫助的。
上述這三個挑戰(zhàn),你會發(fā)現(xiàn)它集中了一點,就是這場金融危機是有史以來人們沒有見過的。沒有見過并不是說它的威力有多大,而是說它可能預示著規(guī)則正在發(fā)生變化,這個世界正在發(fā)生變化。這個變化不是量的變化,而是在規(guī)則、在制度層面都有變化,這可能對我們傳統(tǒng)的很多東西都有很大的挑戰(zhàn)。那么,我們得了解周邊乃至這個世界到底發(fā)生了什么。然后,通過解讀得知它給我們帶來什么樣的影響,從而希望能在一個不確定的未來,不確定的世界中找出相對確定的未來。
Ps:我們的寒假作業(yè)有一項是:對金融危機的成因和各國政府對其采取的救助措施,談談自己對這次金融風暴的看法和觀點(論文形式,2000字左右)。以下是我的論文,請各位有經驗的讀者給我提提意見,謝謝合作!
一、我所理解的“金融危機”成因
我認為導致次貸危機的原因是美國政府的目光短淺和過于自信。
1.次貸危機的產生
根據資料,我了解到,所有的一切都起源于“次貸危機”。1999年,互聯(lián)網開始流行。在布什時代,互聯(lián)網的熱潮逐漸退去了,美國要尋找新的經濟活力。于是,他們將目光集中在了房地產上。政府提供60倍的按揭貸款。所以申請貸款的人越來越多。2007年,美國人的按揭貸款已和國內生產總值一樣大。而且,后來有很多申請貸款的人無法還款,這種無法還款的比率越來越高,引發(fā)了次貸危機。
2.全球金融危機的產生
次貸危機,是不足以產生金融危機的。2000年,在美國出現(xiàn)了一種法律監(jiān)管不是很完善的CDS信用違約互換,CDS成為了最時髦的金融產品。因為沒有很強的法律監(jiān)管,CDS這個金融產品被越來越廣泛地使用。在發(fā)生次貸危機的同時,還發(fā)生了一些事情。以前美國證監(jiān)會規(guī)定只有在股票上漲時才可以賣空,現(xiàn)在股票下跌時也可以賣空。這個變化加速了股票的下滑。以上內容加上次貸危機、CDS的膨脹和大企業(yè)的降息,引發(fā)了金融危機。
3.我的觀點和想法
這次金融危機是政策上失誤所造成的后果。政府在決定按揭貸款這一政策的時候,沒有考慮這一政策的弊端,沒有為自己的決策留后路,而是一味地追求經濟騰飛。政府、組織似乎是照顧了中低收入的人民,卻使企業(yè)與公司虧損、破產。經濟是一條環(huán)環(huán)相扣的鏈子,從小商鋪到企業(yè),從股票到銀行……一環(huán)連一環(huán),一個環(huán)會影響相鄰的兩個環(huán)。如同多米諾骨牌一般,事情發(fā)生得太快,連政府都來不及控制,只能花費大把的資金追隨在事態(tài)后面,試圖控制大局。
次貸危機的“危”在于貸款款額過大,就算人民把貸款全部還清,國內生產總值就全部賠進去了,美國的經濟將無法自給。何況,人民無法還清貸款。再加上,政府為了刺激經濟,不斷降息,會導致通貨膨脹;錢不值錢,貸款的窟窿不但沒有變化,還有可能會緩慢變大,形成了惡性循環(huán)。從上述資料看,政府似乎是非常富裕的,但是那些資金都是從各種稅中來的,且其中企業(yè)、公司所交的稅占大多數(shù)。很多企業(yè)、公司都因為政府的降息,導致收入減少,股票也因為美國證監(jiān)會的政策改變而一路下跌,越下跌,賣空的人越多,也形成了一個惡性循環(huán),把企業(yè)、公司的本金全部抵消了。而且美國是一個影響力巨大的發(fā)達國家,每個國家?guī)缀醵己兔绹懈鱾€方面的關聯(lián),美國出了事,世界必定都會受影響;因此美國的金融風暴就刮遍了全球。
二、各國政府如何面對金融危機
“救市”這個詞是在“金融危機”后出現(xiàn)的。“救市”的意思就是對金融危機采取救助措施。
平息金融風暴的方法我并不十分了解,但是我認為現(xiàn)在各國政府使用的方法只能緩解暫時發(fā)生的狀況。要真正平息金融風暴,我認為需要長一些的時間。畢竟金融風暴就是慢慢到來的,所以我們要做的是等待以及在最短的時間內醞釀出最好的解決方法。
1.各國采取的措施
金融危機發(fā)生以后,各國政府都采取了一定的救市措施。主要采取措施的是美國和歐洲的許多國家,舉幾個例子:
德國政府將拿出最多5000億歐元用于救市,英國政府宣布向皇家蘇格蘭銀行、哈利法克斯銀行和萊斯銀行注資370億英鎊,法國將拿出最多3600億歐元用于金融救助。而美國則已撥出7000億美元救市,還有4500億備用。政府只有撥出大量的資金,才能填補貸款和股票下跌形成的經濟漏洞。
這些出資救市的國家基本上是發(fā)達國家,而我們生活的亞洲似乎沒有受到非常嚴重的打擊,這對我們來說算是一件幸運的事情。
2.我的觀點和想法
如上述觀點一樣,我認為金融風暴不是能輕易平息的。其實美國政府撥款救市的原因不僅是因為要維持國家正常運作,還有安定民心,重新給予企業(yè)、公司信心的作用。它要告訴人們:“既然這個經濟漏洞已經出現(xiàn)了,就要有耐心,有信心。”
我認為除美國外受金融危機影響較大的國家應該循序漸進,不要浪費太多資金用于環(huán)緩解暫時的經濟困難,應該想辦法讓大企業(yè)、公司恢復運作能力,因為一個國家的財力大部分是靠這些企業(yè)、公司作基礎的。
而關于美國的救市措施80年前,美國也曾經有過一次經濟大蕭條。當時的政府就通過把投資銀行和商業(yè)銀行分開營業(yè)從而降低了商業(yè)銀行的風險,保證了儲蓄用戶的利益。再經過時間的磨合,和財富的積累,使美國的經濟又飛上了世界的頂端。然而現(xiàn)在,我們又面臨了更大的金融危機,所以,我認為美國的企業(yè)家、政府應該用長遠的眼光研究出一套完善的救市計劃。我認為美國政府首先應該解決的問題是保證人民的生活質量,第二步才去考慮怎樣填補經濟漏洞,最后再考慮如何使美國經濟再度騰飛。
三、總結和疑問
1.總結
對于這次金融風暴的成因,我的觀點是:這是政策有漏洞導致的全球性災難。而對于各國救助措施我的觀點是:每個國家都應該循序漸進,制定長遠的計劃,保證人民生活質量,并且盡快讓企業(yè)恢復生產力,拉動經濟的腳步。
2.疑問
1.起源于美國的金融風暴影響了許多國家,包括中國也受到了一定的影響,但是并不如歐美國家嚴重,為什么我們身邊很多人都開始節(jié)儉,營業(yè)場所也開始降價呢?
從本世紀70年代開始就有不少的計算機科學家預言“能夠思維的計算機”很快就會問世。但是,到目前為止,即使全世界最高級的計算機也還始終只是一臺按照人編制的程序工作的“機器”。在現(xiàn)代機器剛剛發(fā)明出來之時,不少人希望能夠制造出一旦發(fā)動就不再需要新的能量、能夠永遠運轉不停的“永動機”。后來,科學家們能夠最終能從理論上證明“制造永動機”的不可能。我們現(xiàn)在雖然不能象科學家們證明“永動機不可能”那樣證明“計算機不能思維”。但至少可以從邏輯上對這個問題作出一個初步的判斷。
一、從計算機語言的角度證明計算機不能象人的大腦那樣工作
許多計算機科學認為將來的計算機能夠象人的大腦那樣思維的主要原因是因為人類使用語言思維,計算機也可以使用計算機語言。這樣,計算機最終能夠象人的大腦那樣思維。
在這里,贊同計算機能夠象人的大腦那樣思維的計算機科學家犯了如下邏輯上的錯誤:先把人類思維簡單地等同于語言思維,再把計算機語言簡單地等同于人類語言。這樣,人是用語言思維的,凡是能夠使用語言的“事物”---不管是人還是機器,都能夠“思維”。我們可以通過人類語言和計算機語言的對比來證明:在現(xiàn)有的計算機硬件水平上,無論采用什么高級的計算機語言,計算機都不可能象人的大腦那樣思維。
1.人類自然語言的特點
人類自然語言既是交流的工具,又是認知的工具,同時也是思維的工具。由于人類自然語言同時要滿足這三種功能,它就必須達到如下要求:思想、方法、對象三者同時融于語言之中。這就是人類自然語言的“三位一體性”。如果沒有這種“三位一體性”,人類自然語言對人類就失去了意義。試想,如果我們用語言交流,雙方卻不能通過語言知曉對方的思想和思維的對象以及方法;我們用語言認知,卻不能用語言把握對象、掌握方法和認知目的;我們用語言思維,我們卻不知用的什么方法,思維的對象是什么,用什么觀念控制思維。在這樣的情況下,語言對人類還有什么意義呢?與此相應,人類自然語言要同時滿足這三個功能,就必須是具有相當程度的不確定性。這也就人類自然語言的“說不準原理”,即在任何一種語境中,語詞所指稱的對象都只是相對確定的。
人類自然語言的這種“說不準”的特點決定了人類大腦思維過程的模糊性。現(xiàn)代神經生理學和神經心理學等學科的研究已經證明,人的大腦左、右半腦是有相當分工的。對于大多數(shù)人來說,語音語詞存儲在大腦的左頭腦,視覺表象或“圖景”存儲在大腦的右半腦。大腦思維過程的模糊性就是,人類大腦左半腦中的語詞與右半腦中的“圖景”是一種非常模糊的對應關系。這種模糊的對應關系使得人類大腦根本不可能象電腦那樣快速準確地“計算”。然而,正是這種模糊性給人類以極大的適應性,使得人類能夠在極端不同的環(huán)境條件下生存。人類自然語言具有極大的模糊性,但人類所處的自然環(huán)境具有一定程度的同一性,外部世界通過視覺進入人類大腦右半腦的信息具有一定程度的同一性和確定性,大腦右半腦處理這些外部信息的機制具有一定程度的同一性和確定性,大腦左半腦的語詞與其指稱的大腦右半腦的“圖景”也具有一定程度的同一性和確定性,人類在交流過程中使用的語詞對外部事物的指稱也具有一定程度的同一性和確定性。人類依靠這一定程度的同一性和確定性,通過相互交流達到一定程度的合作,通過在這種合作過程中不斷地試錯,進而有效地適應環(huán)境。這樣,人也就成為萬物之靈。
2.計算機沒有主體,計算機語言沒有思想
我們是否能在現(xiàn)有的集成電路的技術之上,“創(chuàng)造”出一種新的計算機語言,使計算機能夠象我們人類大腦那樣工作呢?這似乎是不可能的。計算機是沒有“主體”的。一個沒有主體的機器卻要使用必須有主體才能使用的語言,似乎從邏輯上也說不通過。現(xiàn)有的計算機的命令語句全部是祈使語句。而人類自然語言中,每一句話都包含著說話的主體,只是我們習慣地省略掉了這個主體。比如,我們對某人說“Copythefile.”時,全部語句是“Iwantyoutocopythefile.”在這里,“I”是主體,“you”是“I”祈使的對象,“tocopythefile”是“I”祈使的對象的行為。而在計算機語言中,“I”是我們操作計算機的人,“you”則是計算機,“tocopythefile”則是計算機的行為。我們通過對計算機語言的分析,也可以看出,計算機是沒有主體的。在我們還沒有創(chuàng)造出具有主體性的計算機之前,我們不可能為計算機“創(chuàng)造”出一種能夠使用必須具有主體性才能使用的語言。
計算機之所以能夠比人類大腦更加快速準確地“計算”,正是在計算機克服了人類自然語言上述“三位一體性”的“缺陷”。計算機能夠快速、準確地“計算”的最基本的原因,就是硬件與軟件的分離、程序與數(shù)據的分離。這實際上也就是將我們人類自然語言中的思想與方法、方法與對象、思想與對象實行了分離。由于這些分離,使得計算機的程序語言中的命令與數(shù)據,都能非常精確地指稱計算機內存里面的確定區(qū)域。這樣,計算機“計算”的時候,就不會象人類大腦那樣,左半腦中的一個語詞指稱的是一個幾乎難以確切地劃分出“邊界”的右半腦中的圖景,而是一塊有著確定“地址”的內存區(qū)域。這樣,計算機就能夠達到快速準確地“計算”了。
計算機語言沒有思想。計算機語言的“思想”存在于編制程序的人的大腦之中,這就將使計算機語言的思想與方法分離了。計算機的程序語言是一種高度形式化的語言,這種語言與它要處理的對象是嚴格分離的。而計算機語言所要處理的對象,僅僅是數(shù)據。即使我們稱現(xiàn)在的計算機能夠處理“圖象”和“聲音”,它也是把這些圖象和聲音變成了數(shù)據之后進行處理的。這樣,計算機語言又達到了方法與對象的分離。由于計算機語言沒有思想,當然就談不上思想與對象的分離。而我們之所以能夠有效地利用計算機,其中最關鍵的一條也就是我們把需要計算機處理的信息變成了“數(shù)據”。這同樣使得我們的思想---我們不同的人之間的關于世界的看法與對象分離了。
因為,數(shù)據一旦采集之后,就成為一種“客觀”的東西,無論我們用什么樣的觀點看待和處理這些數(shù)據,但是,數(shù)據本身卻不會變化了。由于計算機語言能夠達到幫助我們人類在處理信息的過程中使思想與方法、方法與對象、思想與對象三者之間達到非常有效的分離,計算機也就能夠為我們做很多的工作。而這一點,則正是計算機的優(yōu)勢。
3.現(xiàn)有的計算機不可能象人的大腦那樣思維
通過從計算機語言的角度對計算機的功能的分析,我們可以知道,我們能夠使用計算機語言使計算機好好地為我們工作,正是因為計算機語言幫助我們克服了人類自然語言“三位一體”的“缺陷”,使人類自然語言中的思想與方法、方法與對象、思想與對象在計算機語言中產生了較高程度的分離。計算機及計算機網絡能夠在我們生活中起到那樣巨大的作用,最基本的原因就是硬件和軟件的分離、程序和數(shù)據的分離。硬件和軟件的分離并不僅僅只是在計算機技術之中,現(xiàn)代任何工程技術就實行了這種分離。現(xiàn)代大工業(yè)機器生產,其硬件和軟件都實行了分離。否則,人們不可能在全世界各地生產元部件,然后再在產品的需要地組裝。今天,人們可以在全世界各地生產計算機的各種元件和部分,也是由于人們共同使用的是高度形式化的數(shù)字邏輯和機器語言。而程序和數(shù)據的分離,則是計算機信息處理技術中的一項最重要的革新,計算機網絡充分利用了這種技術,使得人們可以在世界各地相對獨立地編制程序和收集數(shù)據。而這些程序和數(shù)據卻可以通過網絡使各種不同的計算機共同享用。
從上面的證明中可以看出,計算機能夠達高速、準確地“計算”,其關鍵原因就在于計算機沒有主體,計算機語言沒有思想。這就使得不同的人們能夠有效地利用計算機使人類的思維過程中將思想、方法和對象分離開來。由于這種分離作用,不同地區(qū)的、不同民族的、不同語言的人們可以在計算機網絡上共享信息資源。
在計算機語言的思想、對象和方法的分離的基礎上,計算機語言中的命令、變量和常量與計算機存貯器里面的一定的區(qū)域有著嚴格的指稱關系,這樣,計算機就能夠快速、準確地尋址和計算。盡管現(xiàn)代高級計算機的“計算”速度及其準確性令我們吃驚,但是,由于計算機是一臺沒有主體的機器,計算機語言是一種沒有思想的語言,要這種使用沒有思想的語言的沒有主體的機器象人的大腦那樣思維是根本不可能的。并且,我們不可能創(chuàng)造出一種具有“思想”的計算機語言,讓沒有主體的計算機使用。這似乎在邏輯上是始終講不通的。就象人類教動物學說話至少有幾百年的歷史了,但目前還沒有成功的一例。動物之所以不能象人一樣的說話和思維,就是無論如何,它們是沒有主體的。計算機的內部結構比動物的大腦不知簡單多少倍,讓這樣簡單的、沒有主體的機器使用人類這樣復雜的語言、象人的大腦那樣工作,簡直是不可思議的。
二、從計算機硬件的角度證明計算機不能象人的大腦那樣工作
既然我們不能讓沒有主體的計算機使用具有思想的語言,那么,我們是否可以在不久的將來制造出某種具有主體的計算機,使其能夠使用某種具有思想的語言,象我們的大腦那樣工作呢?從邏輯上來說,這似乎也是不可能的。因為,“主體性”的產生是一種極其復雜的自組織過程。要制造出一種具有高度自組織過程的計算機,似乎也是不可能的。
1.人類難以制造出象大腦神經細胞那樣復雜的計算機“元件”
如果我們要制造出一臺具有高度“自組織“過程的計算機,首先就必須使這種計算機的“元件”具有某種“獨立性”。目前人類的制造技術雖然達到了極其高級的水平,但是,要制造出象大腦神經細胞那樣的“元件”還是非常困難的。盡管目前的神經網絡計算機或生物技術似乎有了一些“起色”,但與人類神經細胞相比,差距還是十分大的。人類大腦的神經細胞是生命進化幾十萬年甚至幾百萬年的產物。到目前為止,人類還只是了解到其運行機制的極其有限的內容。
2.人類沒有能力將類似于大腦神經細胞的“元件”裝配在一起
即使人類能夠制造出象大腦神經細胞那樣復雜的元件,人類有沒有技術將其“裝配”得象大腦神經網絡那樣工作。目前的計算機能夠這樣快速地工作,其根本原因是因為計算機的集成電路中的各種各樣的“開關”的連結沒有人的大腦神經細胞之間通過神經末梢連結那樣復雜。如果計算機技術發(fā)展的程度達到了能夠把現(xiàn)在的一個個的“開關”變成象人的大腦中的一個個的“神經細胞”一樣的機制,人類也可無法將這些神經細胞連結在一起有效地工作。因為,這些“神經細胞”有了某種“獨立性”,其“行為”也就具有了相當程度的“任意性”,計算機科學家也就再也無法讓它們象現(xiàn)在的集成電路中的“開關”那樣按“規(guī)律”活動了。人類神經細胞連結成神經網絡,是人類生命進化幾十萬年甚至幾百萬年的結果。在這個進化過程之中,神經細胞通過其神經末梢的電子躍遷、離子藕合的過程經過了長期的環(huán)境適應和內部調適。這個過程是極其復雜的,并且仍然還在進化。就目前人類的知識和技術,以及人類智力的有限性,要想人工制造出象人類大腦神經網絡這樣的“造化之物”是極其困難的。
3.計算機科學家沒有辦法將上述“裝配”方法說出來
即使個別的計算機科學家碰巧想出了某種能夠將這些復雜的元件連結在一起的方法,這個計算機科學家也難以將這種方法“說”出來。現(xiàn)代科學技術能夠產生巨大的作用,關鍵的愿意是因為科學家具有“科學”這種共同語言。科學家能夠通過學習和使用這種共同的語言進行合作。某個計算機科學家或許能夠通過自己的反復操作、或偶然的機遇將某些類似于大腦神經細胞的“元件”連結在一起,使其正常“工作”。但是,如果這個科學不能使用共同語言將這種方法表述出來,其他的科學家也就難以學習這種方法。這就如同中國古代的“小人”們創(chuàng)造出無數(shù)世界領先的技術,但由于中國古代的文字語言只供“君子”論“道”而不論“器”,中國古代也就沒有一種有效的語言將這些技術轉化為人類可能普遍享用的科學。
4.計算機科學家沒有能夠進行共同操作的形式化語言
即使個別的計算機科學家“發(fā)明”了能夠說出這種方法的“私人語言”,計算機科學家也難以用其作為交流的工具。科學技術的發(fā)展依賴于共同的語言,但是,這種語言還必須高度形式化的語言。如果某個科學家能夠用自己的“私人語言”表述這個過程,其他的科學家或許能在一定的程度上理解某個科學家
所說的,但是,這種語言并沒有高度的形式化,科學家難以用這種語言進行某些可重復性的操作,科學家也同樣難以使用這種方法。現(xiàn)代計算機的研究和制造是在無數(shù)的計算機專家分工合作的基礎上進行的。這種分工合作的基礎,從硬件的角度來說,就是計算機專家能夠合作標準的計算機機器語言---實際上就是數(shù)字電子線路語言。從軟件的角度來說,就是可以共同使用的高級程序語言。如果沒有這兩種高度形式化的語言,計算機的研究和制造、計算機的推廣和使用都是不可能的。
通過上面的說明,我們可以知道:第一,人類難以制造出象大腦神經細胞那樣復雜的計算機“元件”;第二,即使制造出這樣復雜的元件,人類難以將其有效地“裝配”在一起,讓它們正常的“工作”;第三,即使某些科學家能夠在經驗上想出某些辦法讓將這些元件裝配在一起“正常”的工作,但這些科學家無法將這種方法“說”出來,第四,即使這些科學家用“私人語言”將這種方法“說”了出來,但由于這種語言不可能形式化,其他的科學家也難以理解。由于這四個方面的原因,要從計算機硬件的方面來制造出“象人的大腦那樣思維”的計算機似乎也是不可能的。
三、計算機不能象人的大腦那樣工作
通過上面從計算機語言和計算機硬件兩個角度的論證,我們知道,要使計算機能夠象人類大腦那樣思維,必須具備如下條件。
第一,必須制造出具有“主體”的計算機。
第二,必須創(chuàng)造出具有“思想”的語言。
第三,必須使這種具有“主體”的計算機接受這種有“思想”的語言。
要滿足第一個條件,就必須制造出具有一定“獨立性”和“任意性”的計算機“元件”。人類要制造出這種具有一定“獨立性”和“任意性”的“元件”的可能性是非常之小的。因為人類大腦神經細胞是生命進化的產物,其復雜程度是現(xiàn)在的集成電路僅僅用“開關”來控制電子流動難以比擬的,也是人類難以在實驗室內控制生產的。并且,即使制造出具有某種“獨立性”和“任意性”的元件,人類就不可能讓它們按人類的“意志”裝配在一起。因為使用語言包括人類自然語言和科學語言說明復雜系統(tǒng)具有如下困境:僅僅描述單個“元件”的行為,并不能說明整體的行為;描述整體的行為,就只能是極為近似的。用這種極其近似的語言描述這種新的類似于神經網絡的整體狀況還勉強,要用這種語言制造計算機,則幾乎是不可能的。這樣,人類制造出某種具有“主體”的計算機的希望是非常眇茫的。制造計算機是一個復雜的合作過程,在這個合作的過程,沒有形式化的共同語言,合作就無法進行。
前面我們已經說明,在現(xiàn)有的計算機技術條件下,僅僅使用軟件的方法即依靠計算機語言的發(fā)展是不可能計算機象人類大腦那樣思維的。這樣,即使我們的計算機技術發(fā)展到了能夠滿足上述第一個條件的水平,我們也難以為這些計算機“創(chuàng)造”出一種有思想的語言。
即使我們同時滿足了制造出了一部有主體的計算機,創(chuàng)造出了一種有思想的語言,我們也不可能將作為硬件的計算機和作為軟件的語言有效地結合在一起。如果這些機器具有了“主體性”,他們自己就會“創(chuàng)造”自己的語言,它們怎么還會接受人類為它安排的語言呢?
這樣,我們可以說,就人類的智力和技術水平,要使計算機能夠象人類大腦那樣工作雖然難以說是不可能的,但確實是極其困難的。
四、計算機思維的神話產生的邏輯原因
很多計算機科學家之所以相信計算機能夠思維,是因為他們犯了如下的邏輯錯誤:一是把思維等同于語言思維,二是把計算機語言等同于人類自然語言。由于這兩個等同,計算機科學家自然就會產生第三個等同:把計算機信息處理的過程等同于大腦思維過程。
我們要對某些超越了人類認知能力的事物作出解釋,一般采用的是用某種神秘的“實在”來解釋它。由于我們對自然和社會運轉的規(guī)律所知甚少,我們就用“上帝”、“天道”之類的東西解釋自然和社會所發(fā)生的一切。由于我們對我們的“精神”所知甚少,我們用“靈魂”解釋我們的“精神”。由于我們對我們的歷史還所知甚少,我們就用“文明”或“文化”來解釋我們的歷史。雖然計算機是由人按照一定的自然規(guī)律制造出來的,但由于其內部工作過程的復雜性和層次性,普通人要了解計算機的工作原理也是非常困難的。計算機科學家可以用專業(yè)術語將計算機的工作原理和工作過程解釋得清清楚楚,但是,這些解釋對普通人來說,無異于“天書”。這樣,科學家和專業(yè)技術人員就必須用“擬人化”的方法和語言解釋計算機的工作過程。然而,面對一個由人按照一定的規(guī)律制造出來的計算機,計算機科學家不可能再用“靈魂”、“精靈”之類的話語來予以說明:計算機科學家不可能說計算機之所以工作是因為其內部有一個“小精靈”。在這種情況下,選用什么樣的話語來解釋計算機的工作過程呢?“思維”就是一個最恰當?shù)男g語。如果我們說計算機能夠思維,任何人都會“理解”這個工作過程,盡管普通人幾乎沒有對“思維”做過什么研究,但任何人都時時刻刻在思維。使用“思維”這個術語解釋計算機的工作過程,科學家和普通人之間就有了“共同語言”。從使用“思維”這個術語解釋計算機的工作過程開始,計算機能夠思維的神話也就開始產生了。或者說,當計算機科學家開始用“思維”這個術語解釋計算機的工作過程,相當一部分計算機科學家也就開始相信計算機能夠思維,計算機科學家也就開始制造“計算機能夠思維”的神話。
對于計算機科學家,什么是思維呢?計算機科學家一想到思維,自然就會想到語言。無論誰都知道,我們的有意識的思維是利用語言進行的。一想到語言,馬上就把計算機程序語言與人類自然語言等同起來。這樣,如下的結論就會自然產生:思維就是語言思維,計算機使用語言處理信息,人使用語言進行思維,計算機也就能夠象人一樣思維。
很多計算機科學家之所以產生相信“計算機能夠思維”,其重要原因之一是通過計算機工作過程和大腦工作過程的“形式上的”對比,發(fā)現(xiàn)了某種共同的東西。這種共同的東西就是所謂的“信息處理”。計算機能夠“接受”信息,“儲存”信息、處理信息、輸出信息。而我們人則同樣可以接受信息---聽、看、閱讀等,儲存信息---記憶,處理信息---思考,輸出信息---說、選擇性地看、作出反應、閱讀等。這也就是說,大腦工作過程與計算機工作過程有著某種形式上的可比性。本來,類比是人類把握外部世界的一種重要方式
,形式化的類比更人類思維的一種最重要的方式。利用大腦工作與計算機工作的類比,得出某種形式上的一致性,并用這種一致性做為探索大腦奧秘的某種手段,這一切都無可非議。但是,僅僅因為計算機處理信息的方式和人對外部世界的感受和反應的方式具有某種形式上的可比性就把計算機信息處理的過程和大腦的思維過程看作相同的東西,首先就犯了一個邏輯上的重大錯誤。
前面我們已經說明了人類自然語言與計算機語言的差別。我們說語言是思維的工具,并不是說語言就是思維。而我們之所以經常產生語言就是思維的錯誤結論,正是因為前面所說的語言的“三位一體”性---即我們的思維過程中的思維、方法、對象都融合在語言之中。然而,在計算機語言中,這種三位一體性得到了嚴格的分離。這樣,計算機就不可能象人類大腦那樣思維。同時,這也是計算機能夠在“計算”方面比人類大腦迅速準確得多的原因。