计算机应用影响以及研究探讨论文（共4篇）(2)

　　在具体工程活动目标主导下，仿真实践起始于从目标到需求的转译活动。工程目标指向的是工程中某个阶段需要达成的具体预期，而需求表征的是计算机仿真能为工程活动目标提供什么支持，两者并非一回事。需求描述是对仿真问题的恰当说明和回答，这是计算机仿真的逻辑起点。按照需求描述，建构概念模型，概念模型是对工程系统的“组成、原理、要求、目标等，用文字、图表、技术规范、工作流程等文档来描述，反映系统中各种事物、实体、过程的相互关系和最终结果，以此对系统进行非形式化的概念描述”[7]。概念模型是建构数学模型的直接依据，数学模型主要解决的是数学化的表达问题，在此基础上，运用合适的编程语言和具体的仿真工具完成计算机仿真模型的构建，此后进入仿真实验和实验结果分析运用环节。

　　犹如仿真实践起始于从目标到需求的转译，仿真活动的终结起始于仿真结果从仿真工程师到面向用户需求的转译。对于仿真工程师而言，他所期望的结果展现往往是以原初数据或简明的形式化方式来表达，但不影响其对数据的解读。譬如，对交通网络结构的仿真，仿真工程师往往只要抽象其拓扑关系即可，并凭借其经验、技术等能够比较自然地完成从拓扑关系到实际交通网络的映射。然而，对于大多数“用户”而言，通常需要借助可视化的方式来辅助理解仿真结果。普通用户若看到交通网络数学形式的拓扑结构，是很难想象如何映射到真实的交通网络。此时，仿真工程师应按照不同的用户需求，对仿真结果进行形象化、可视化、相似化的表达，以便于服务决策论证或说服沟通。仿真结果得到用户的接受和信任，往往意味着仿真活动的终结。

　　2工程中计算机仿真“网络”的行动者分析

　　上文所述的逻辑结构，只是给出了工程中计算机仿真的一般性的实践结构，然而，这种分析还不能充分表达工程活动与科学活动等其他活动区别的本质性特征。工程活动是面向实践的，要解决的是实践问题，处处存在人的力量、物质力量的冲撞。拉图尔认为，应该把科学（包括技术和社会）看作是一个人类的力量和非人类的力量（物质的）共同作用的领域。[8]如果把仿真整个实践结构看成一个动态的网络，在网络中工程师群体等人类的力量与仿真工具等非人力量相互交织，共同演化直至仿真实践活动的终结。

　　在分析仿真行动者网络中，我们倾向于采取后人类主义而非绝对的人类中心主义思考范式，认为在计算机仿真实践活动中，人与非人存在一种“合作”。换言之，仿真实践过程中，人对仿真工具（即物质力量）的规训并不是能够轻而易举规避或操纵，其实也未必需要规避。工具规训的存在恰恰是工具本身价值所在。

　　2.1行动者网络结构

　　计算机仿真行动者网络涉及人与非人，通过信息（工程活动目标对计算机仿真提出的需求）为纽带，把两类行动者连接成一个动态的网络。网络结构可区分为两个环路，环路1，主要由计算机仿真工程师，以及工程决策者、相关领域工程师、工程本身的利益相关者（这往往表现为当计算机仿真主要用于说服性功能时尤为明显）组成；环路2，主要由模型、仿真语言和工具、计算机、数据等非人行动者组成。仿真工程师是连接环路1和环路2的枢纽性节点。网络结构的概略描述如图2所示。

　　2.2行动者网络中的“人”

　　2.2.1仿真工程师

　　对于直接进行计算机仿真活动的工程师而言，其是整个仿真网络的关键节点，承担着在“物质世界”（这个世界，其与工程活动相关人员的交互，也即上文所言的交互类型1）与“数学世界”和“计算世界”（其与非人行动者的交互，即上文所述的交互类型2）沟通与执行的责任。仿真工程师不仅要理解工程的意图，架起与工程决策者、其他领域工程人员沟通的桥梁；还应作为“中介”，架起物质世界到数学世界和计算世界连接的桥梁，并完成全部过程的操作。

　　2.2.2工程决策者、领域工程师

　　对于工程决策者、领域工程师而言，往往是工程意图的传递者、工程专门领域知识的提供者、仿真结果的接收者。正确传递工程意图，帮助计算机仿真工程师理解工程，是这类行动者需要完成的工作。以笔者多年参与有关工程活动组织管理实践看，计算机仿真活动十分容易演变成仿真人员的“独角戏”。原因大抵有两个，一是专业领域知识日益精细，即仿真活动的跨学科性越来越突出，使得相互沟通的门槛和成本剧增；二是对仿真活动本质理解不够所致。仿真的起点，在于对仿的对象的理解认识，而仿真人员又往往过于关注仿的过程。两类实践活动存在事实上的沟通“鸿沟”，双方都应该向对方靠拢，而不是彼此远离。

　　2.2.3工程活动其他相关者

　　这主要指的是涉及工程建造过程中的利益相关者、工程实施和管理过程中的工程实践参与者，是仿真结果的接收者，有时也是仿真需求的提供方。这类人员对于仿真活动而言，更多的是被动参与，但又具有能动性。在仿真结果的表达方式上，譬如工程活动的建造流程演示、空间布局等信息传递，若不考虑受众实际，仿真结果就难以起到预期的论证和说服作用。此时看似被动的行动者，往往成为了接受理解仿真结果的能动者。

　　2.3行动者网络中的“非人”

　　2.3.1模型

　　“在工程系统分析中通常通过建立相应的结构模型、数学模型或仿真模型等来规范分析各种备选方案。”[9]计算机仿真过程，关键是建模。模型是仿真的基础。“建模是对实体、自然环境、人的行为的抽象描述。”[10]从对计算机仿真的逻辑结构分析可以看出，模型的构建过程存在3次转译：①从工程目标出发到需求描述进而建立的概念模型；②从概念模型到数学模型；③从数学模型到计算机仿真模型。每一次的转译，既是抽象、简化的过程，又往往伴随着逐步失真的过程，也是一个不断祛除和增加信息“噪声”的过程。因此，如何保证模型与真实系统的一致性，是模型构建进程的关键环节。实践中，模型的构建和确定并非一蹴而就，存在一个校验调整、迭代进化的过程。

　　2.3.2仿真软件（工具）

　　这是计算机仿真技术专业化的基本标志。仿真软件的发明使得仿真人员与计算机进行交互更加便捷。从20世纪50年代汇编语言开始，仿真软件得到了快速发展，从而使得仿真技术在各个领域的扩散运用成为可能。从一定程度上讲，仿真软件使得从数学模型甚至计算机仿真模型成为“黑箱”性质的工具，大大简化了模型的构建过程。甚至对于仿真工程师而言未必需要完全了解仿真软件的内部运行机理，而只需作为一种功能性的工具，基于此工具展开特定对象和任务的建模仿真工作。这类仿真工具，已成为一个封装好的“黑箱”。在非人行动者中，仿真软件（工具）是最具有能动性的一类行动者。这种能动性对于仿真工具的发明者而言一般是可控的，用海德格尔的话说是“上手”之物。然而，相对于广大用户而言，仿真工具的能动性是内生的，即工具本身具有“自组织”属性，赋予一定的参数，能够自动计算生成仿真数据。在这个意义上，用户要驾驭仿真工具，往往会经历一个从“在手”到“上手”的过程。因此，仿真工具的“黑箱”性质对于仿真人员未必是“福音”，使其“白箱”化才能更好地理解仿真、操作仿真。仿真工具的选取使用，是仿真实践活动中不可回避的问题。一方面，对其选择自然与工程活动对象属性直接相关；另一方面，也与仿真工程师的专业背景和习惯偏好密切相关。

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