主题为“智能模拟、思维模式和认知模型”的第93期东方科技论坛于2007年5月19日在华东师范大学小礼堂举行。中国工程院副院长潘云鹤院士担任论坛主席，中国科学院计算技术研究所诸葛海研究员和上海嵌入式系统研究所副所长、华东师范大学软件学院副院长董军教授共同担任论坛执行主席。中国科协副主席韦钰院士，复旦大学陆汝钤院士，中国科学院上海生命科学院李朝义院士，华东师范大学校长俞立中教授，上海市科委陈克宏副主任等30余位专家、学者参加了研讨会。
众所周知，对诸如四色定理的证明、解密码之类的可以相对跟环境隔离的、看起来很困难的任务而言，目前的计算机系统可以超过受专门训练的人；而对一些最通常的、由长期进化形成的认知功能，比如艺术创作、图像识别、下棋时的辨图与直觉等，历经几十年发展的人工智能系统还不如婴儿。思维模拟无论距智能的基本能力，还是离人们的预期都很遥远。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006-2020年）鼓励生命科学、信息科学、认知科学等的多学科的交融，并要求研究思维等脑高级认知功能的过程及其神经基础。
以医疗诊断为例。国务院《关于发展城市社区卫生服务的指导意见》提出了到2010年实现“人人享有基本医疗和公共卫生服务”的蓝图。因此，医疗保健设备的“无线化”、“便携式”、“家庭化”是必然的发展方向，如用于心、肺音的听诊，脑电、心电信号识别的无线便携式设备。这里的核心问题是使计算机能快速地模拟医疗专家对病症的识别过程。目前世界范围内自动识别未能普及的原因在于医学波形/图像的复杂和由此所造成的诊断错误。这类过程是以经验为基础的特征识别和分类问题，基于经验的思维模拟在这里居于重要地位。其解决依赖于认知神经科学的新结论。
本次论坛以学科交叉为基本途径，从微观的认知神经科学新进展和宏观的计算机模拟两方面，广泛交流有新意的和探索性的工作，充分讨论有关智能模拟、思维模式和认知模型方面的现有问题，以图进一步明确瓶颈所在，凝炼研究方向，提出有实际需求的科学问题，例如面向具体领域的基于经验的认知和思维模拟途径，包括生物特征的识别原则与分类方法，艺术创作的过程模型和模拟手段等。从而，为实现国家中长期规划提出的目标和任务给出比较确切的问题、提供有益的参考、做好积极的准备，最终为科学技术和社会经济的发展做出更大的贡献。经过热烈讨论、广泛交流，形成如下建议。
1、从已有的进步看，思维模拟得以发展，使用的是现代数学工具，而不管人脑中的信息处理过程。目前有关人脑的成果，或者如大脑皮层的功能定位过于宏观，或者如许多神经生理学的实验过于微观，人类尚未将大脑微观结构与思维宏观过程之间的纽带了解清楚。应当从最根本的概念和方法论，也就是把智能上看成计算的根本指导思想上去找原因。大脑的智力活动应该从进化的角度、从社会和历史发展约束的角度来研究才能得到理解。
2、从智能模拟、思维模式到认知模型是一个逐步前进的过程，内涵丰富。模拟指在当今计算机上的模拟，依然可以基于大量计算，它不是人脑真实的思维过程；对真实的思维的了解有赖于认知神经科学的结论，即一些形象思维模式的确定，不仅是心理学实验；在此基础上才可能获得认知模型。
3、人类希望从突触、神经元等微观水平到全脑、行为等宏观水平上理解在感知客体、形成表象、使用语言、记忆特征、实施推理时的信息加工过程及其机制，但这是十分艰巨的任务，需要认知神经科学的更丰富的结论，目前尚无进一步进行计算机建模的实验依据。认知神经科学和计算机领域的专家要加强合作和交流，促进学科的进一步交叉，积极从两头向对方靠近。
4、人的思维并不是纯逻辑结构，而是形象思维与逻辑思维、直觉（感情、顿悟、创新）和逻辑并重，并且深受经验的影响。一流的专家在其专门领域内需要学会大量模式，他们能一眼就看出这些模式并从长时记忆中抽取与这些模式相关的信息。因此在弄清脑的结构和机理之前，充分重视专家的经验和形象思维对于推动智能模拟有极为重要的意义。比如书法、音乐艺术创作与经验和形象思维密切相关，医疗诊断的结果强烈依赖于经验。经典的模式识别方法在进行计算机辅助诊断时未能很好地解决问题的根本原因之一就是其过分强调“计算”而忽略经验和形象思维的作用。诸如此类的过程以及基于这些过程的计算机模拟工作应该引起更大的重视和进行更多的研究，需要整合认知神经科学、思维模拟、人工智能、计算机科学和医学等学科的力量来探索，而其结果有丰富的学术意义、明显的社会效益和巨大的经济价值。
5、政府对有明确社会需求、创新性强，且有中国文化特色的研究进行分阶段、有规划的长期投入，结合国家发展规划组织交叉科学和技术创新工作。
会议摘要
社会计算的基础理论及应用
王飞跃（中国科学院自动化研究所）
社会计算的核心内容是面向社会活动、社会过程和社会组织的计算理论和方法。计算的发展经历了科学计算、生命或生物计算到社会计算三个阶段。解析模式与基于经验的模型、可模拟模型与不可模拟模型之间的相互转换的核心问题分为四个层次：逻辑层次、计算层次、表述层次及目前的方法——语言动力学方法。在以人工社会、计算实验、平行执行为框架的社会计算方法及其应用基础上，进一步讨论社会计算与智能模拟、思维模式和认知模型之间的相互关系。社会计算能够在社会发展中发挥重要作用的关键一步就是智能模拟的实现，特别是涉及人的主动行为的智能建模。更进一步指出，人的建模在宏观上的根据是人的思维模式，在微观上的基础就是人的认知模型。
音乐认知与计算
周昌乐（厦门大学艺术认知与计算实验室）
在机器音乐研究中，最为核心的研究内容之一就是算法作曲的研究，它试图使用某个形式化的过程使人（或作曲家）在利用计算机进行音乐创作时的介入程度达到最小的研究。特别针对二部创意曲的算法作曲问题，给出采用软计算方法来实现机器自动作曲的例子。在古琴音乐脑电实验分析方面，通过被试者在分别倾听钢琴与古琴音乐时的脑电图进行比较分析发现，两者在前额区与左右颞页的脑电活跃分布上有较大差异，得出了比莫扎特效应还要有意义的结果。在古琴音乐的计算模拟方面，展开了数字化琴曲库的建设、简字谱识别与分析的预处理、编码与自动输入输出等算法作曲相关工作。
思维、经验及其模拟：问题、实例和途径
董军（华东师范大学软件学院）
讨论思维模拟的瓶颈和可能途径，并以有广泛社会需求的便携式无线心电图设备中的识别与分类方法为例进行说明。目前计算机检测的准确率远未达到临床心血管医生目测的水平，而由认知神经科学可知，识别可以由粗到细分层进行，而且不同的特征识别由不同的功能块实现。有经验的医生凭记忆中的模板或模板特征能迅速判断心电图反映了什么病症，是一个综合的、宏观的特征识别与匹配过程。通过在专家经验基础上对思维过程作模拟，来获得心电图的识别、分类结果是可取的方法。要弄清本质上十分复杂的特征识别过程，需认知神经科学的进一步的结论。
书法创作模拟系统的初步研究
徐颂华（浙江大学计算机学院）
基于综合推理的创新思维模型，探索了计算机艺术中创造性思维的数学建模及其机器智能模拟问题。通过对汉字书法作品的图像采用分层次的结构化知识表示方法，赋予计算机在艺术创作等形象思维领域想象力和创造能力。计算机在学习了有限的输入字帖后，能够实时地在一个创作可能性空间里独立创作出风格不同的计算机书法作品。进一步，通过应用综合推理的思维创新模型到书法创作领域的实验，对于综合推理模型本身有了更深的认识并提出改进意见，这个过程中同样存在着约束满足需求，而审美约束是不容易表达但必须考虑的。
面向应用的知识获取与提炼
郭朝晖（宝钢研究院）
企业中技术人员的日常工作任务是解决具体问题。要衡量获取知识的方法、内容和处理方式的好坏，唯一的标准是它是否便于应用，即用最小的代价、最快的速度应用。对解决问题来说，直接使用个性化的、针对具体对象的知识，要比直接用科学理论知识要经济得多、效率要高得多。而多数具体问题都是要在限定的时间和成本下解决的，低效的解决方法就意味着失败。所以，那些擅长于解决具体问题的人，一般是对具体问题的了解特别深、察觉知识适用的条件、了解知识有效区域的人。通常需有两类知识：一类知识是获取所需要知识的通道，一类知识是打开这个通道的条件。
海马神经元网络的信息处理
林龙年（华东师范大学脑功能与基因组学实验室）
运用多通道在体记录技术，发现在小鼠海马CA1区存在编码“窝”概念的神经元。这些神经元不仅对它自己睡觉的“窝”有反应，而且对不同形状和质地的新做的窝也有反应。这些“窝细胞”对“窝”的反应并不依赖于各种“窝”的具体形状、质地、味道等属性，而体现出一种编码“窝”概念的特点。另外，在小鼠海马CA1区存在对三种惊吓刺激有反应的神经元。对惊吓刺激的信息编码表现出分组编码特性，一些具特定反应特征的神经元，组成了基本的神经编码单元，可据此将小鼠海马CA1区神经元网络对任何一种惊吓刺激的编码表征为一串唯一的二进制数字，此种信息编码方式有可能是小鼠情景记忆过程中实时神经编码的基础。
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