آرشیو پنجشنبه ۹ اسفند ۱۳۹۷، شماره ۳۳۷۸
علم
۸
فیزیک در دنیای ما

منطق فازی و اصالت نگرش نسبی

سمیه خادملو (استادیار دانشکده ریاضی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل)

این روزها بیش از هر زمان دیگری بشر نیازمند فهم آن است که خیر مطلق و شر قطعی وجود ندارد. گاه در استدلال هایمان به دلیل وضوح و صراحت گزاره ها، به سادگی و بدون تردید درمی یابیم که آیا گزاره ای صحیح است یا خیر؟ این واقعیت از آنجا ناشی می شود که داده ها از یک دنیای واقعی قابل آزمون برآمده اند؛ اما در بسیاری از پدیده ها ما با اطلاعات و دانش قطعی سروکار نداریم. مثلا در ارزیابی درستی یا نادرستی گزاره های زیر ملاک دقیقی وجود ندارد؛ اینکه امروز هوا گرم است یا مثلا ثریا زیباست. جملات فوق و عباراتی از این دست را که اغلب درصدد توصیف و بررسی کیفیت ماجرایی هستند، می توان از جوانب مختلف مورد بررسی قرار داد و بسیار محتمل است از نظر شخصی درست و از منظر شخص دیگری نادرست باشد.

به دلیل ساختار متنوع در مغز افراد، تفاوت در نحوه اندیشیدن و کثرت در آرا، همواره عبارات و کلماتی را می توان یافت که مرزهای روشنی برای تعریف ندارند. کلماتی مانند خوب، بد، جوان، زیبا، گران، خیر، شر و... بنابراین هر نوع بیان واقعیت، یکسره درست یا نادرست نیست. در واقع حقیقت چیزی بین درستی کامل و نادرستی کامل است. چیزی بین صفر و یک، یعنی مفهومی چندارزشی یا خاکستری در نقطه مقابل منطق ارسطویی. منطق فازی با نگاهی خاکستری به جهان هستی، در جست وجوی واقعیت و یافتن توصیف شهودی و دقیق تر از آن است؛ با ویران کردن نگاه قطعی به واقعیت و اندیشیدن به شیوه سیال و منعطف. این نگرش، اولین بار در سال 1965 توسط پرفسور لطف علی رحیم اوغلوعسکرزاده (زاده 15 بهمن 1299، برابر با چهارم فوریه 1921 در باکو و درگذشته 16 شهریور 1396، برابر با ششم سپتامبر 2017 در برکلی) استاد ایرانی الاصل دانشگاه برکلی کالیفرنیا، در مقاله ای با عنوان مجموعه های فازی (Fuzzy sets) مطرح شد. این مقاله را می توان نخستین قدم در راه رسیدن به نگرشی فازی در عرصه علوم و ریاضیات عنوان کرد. واژه فازی در فرهنگ لغت آکسفورد به صورت مبهم، گنگ، نادقیق، پرزدار و مغشوش تعریف شده است؛ هرچند اکنون دیگر به عنوان شاخه ای از منطق ریاضی با بیشترین قابلیت در کاربرد را در ذهن تداعی می کند. پرفسور لطفی عسکرزاده که همگان او را با نام لطفی زاده می شناسند، با توجه به منطق به کاررفته در دستگاه های دیجیتال متوجه شد که این دستگاه ها توانایی شبیه سازی تفکرات و ایده های ذهن انسان را ندارند و نمی توانند مانند انسان فکر کنند، زیرا منطق دیجیتال برای هر تصمیم فقط دو وضعیت درست (True) و غلط (False) را در نظر می گیرد، درحالی که تفکر انسانی درجاتی از درستی یا نادرستی را برای تصمیم در نظر می گیرد.

لطفی زاده در پاسخ به این سوال که چرا کلمه فازی را برای این نظریه انتخاب کرده است، می گوید: «من کلمه فازی را انتخاب کردم چون احساس می کردم این کلمه با بیشترین دقت، آنچه را در این نظریه آمده است، توصیف می کند». می توان رویکرد منطق فازی را به شکلی تصور کرد که به جای درنظرگرفتن دو وضعیت مثلا سیاه یا سفید، طیفی از رنگ خاکستری را جایگزین کرد که از یک طرف به رنگ سفید و از طرف دیگر به رنگ سیاه محدود می شود. شاید بتوان گفت دو حادثه مهم در اوایل قرن بیستم منجر به شکل گیری منطق فازی شد: اولی به تصویرکشیدن پارادوکس های کلاسیک یونانی بر مبنای ریاضیات مدرن توسط برتراند راسل، ریاضی دان انگلیسی و دومی هم کشف اصل عدم قطعیت در فیزیک کوانتومی توسط ورنر هایزنبرگ فیزیک دان آلمانی. پس از طرح این ایده، همانند تمام دانش های نوبنیاد، بسیاری برآشفتند و تلاش های فراوانی در انکار و ابطال آن صورت گرفت. عده ای آن را مخالف صراحت و قطعیت علم خواندند و گروهی آن را همان نظریه احتمالات قلمداد کردند، با ظاهری مدرن و زیباتر. دهه 1960 دهه به چالش کشیدن و انکار نظریه فازی بود. هیچ یک از مراکز پژوهشی، نظریه فازی را به عنوان یک زمینه تحقیقات جدید جدی نگرفتند، اما در دهه 1970، به کاربردهای عملی نظریه فازی توجه شد و دیدگاه های شک برانگیز درباره ماهیت وجودی نظریه فازی مرتفع شد. پس از آن مهندسان ژاپنی به سرعت دریافتند که کنترل کننده های فازی به سهولت قابل طراحی بوده و در مورد بسیاری مسائل می توان از آنها استفاده کرد.

به علت اینکه کنترل فازی به یک مدل ریاضی نیاز ندارد، می توان آن را در مورد بسیاری از سیستم هایی که به وسیله نظریه کنترل متعارف قابل پیاده سازی نیستند، به کار برد. شرکت های مطرح مشغول کار روی ربات فازی شدند. ماشینی که از راه دور کنترل می شد و خودش به تنهایی عمل پارک را انجام می داد. شرکت هیتاچی کار روی سیستم کنترل قطار زیرزمینی سندایی را آغاز کرد و سرانجام در سال 1987 پروژه به ثمر نشست و یکی از پیشرفته ترین سیستم های قطار زیرزمینی را در جهان به وجود آورد. در دومین کنفرانس سیستم های فازی که در توکیو برگزار شد، درست سه روز بعد از افتتاح قطار زیرزمینی سندایی، هیروتا یک ربات فازی را به نمایش گذاشت که پینگ پونگ بازی می کرد. یاماکاوا نیز سیستم فازی را نشان داد که پاندولی معکوس را در حالت تعادل نشان می داد. پس از این کنفرانس، توجه مهندسان، دولتمردان و تجار جلب و زمینه های پیشرفت نظریه فازی فراهم شد.

در سال 1990 با پیشرفت چشمگیر ژاپن در عرضه وسایل الکترونیکی، کلمه «فازی» در آن کشور به عنوان مهم ترین واژه و کلمه سال انتخاب شد. هم اکنون پس از گذشت بیش از 50 سال از ابداع این نظریه، در حوزه های مختلفی مانند هوش مصنوعی و نظریه کنترل از منطق فازی استفاده می شود. با استفاده از منطق فازی در این زمینه ها، رایانه ها قادر هستند بر اساس داده های غیرقطعی و غیرصریح، محاسبه و تصمیم سازی کنند.

بسط و گسترش منطق فازی و تئوری مجموعه های فازی به دلیل ابهام و عدم قطعیتی بوده که در مسائل پیرامون ما وجود دارد و به همین جهت در منطق فازی (با وجود منطق دوارزشی) گستره ای از ارزش ها تعریف شده است تا ما قادر باشیم احساسات و تفکرات مان را بدون ملاحظات به مخاطبان خود انتقال دهیم. تفکر فازی از نگاه جامعه شناسانه، انعطاف مطلوب و کارآمد را به همراه دارد و موجب گسترش اعتماد، درک متقابل، پذیرش و تحمل آرای غیرهمسو خواهد شد. بدون اغراق شاید اگر زندگی روزمره ما آمیخته با مفهوم فازی شود، توانایی ما برای برقراری ارتباط صادقانه تر فراهم شود. آن گاه شاید قادر شویم با شهامت بیشتری از ضعف هایمان، احساسات و تفکراتمان سخن گوییم و اینکه شاید الزاما خواسته ذهنی ما و تصمیمات مان صحیح نبوده است. اینکه بپذیریم درک مخاطب از جمله ما، پذیرش آن و باور باطنی به آن می تواند با آنچه مقصود ما بوده همخوانی کامل نداشته باشد.