20世纪80年代初期，在我国改革开放快速推进，社会、经济与科学技术迅猛发展的大背景下，华中理工大学邓聚龙教授创立了灰色系统理论。该理论以“部分信息已知，部分信息未知”的“少数据”、“贫信息”不确定性系统为研究对象，恰顺应了国家改革开放和经济建设对少数据、贫信息不确定性系统分析、建模、预测、决策方法的迫切需要，马上受到人们的高度重视并快速成长起来。

    自1983年起，刘思峰教授就开始投身于灰色系统理论学习和研究。他于20世纪80年代提出缓冲算子、灰色绝对关联度、灰色定权聚类评估模型及灰色矩阵定位系数等系列新模型和新概念；20世纪90年代，他又提出缓冲算子及其公理系统、广义灰色关联度、灰数及其信息含量测度、LPGP漂移及定位求解、GM（1，1）模型的适用范围、灰色经济计量学模型、灰色生产函数模型等，受到国内外同行的关注和肯定，一些结果还被多位同行专家在其著作中专章介绍；进入新世纪之后，他提出一般灰数的概念、基于“核”和灰度的灰代数系统、均值差分GM(1,1)模型、原始差分GM(1,1)模型和系列离散GM(1,1)模型，并拓展了GM模型体系；构建了基于相似性和接近性视角的新型灰色关联分析模型、基于灰色绝对关联度和三维空间中的距离构造出三维灰色关联分析模型，为基于不同视角测度序列之间的相互关系和面板数据之间关系的分析和测度提供了有效方法和工具；所提出的基于端点和中心点混合三角白化权函数的新型灰色聚类评估模型，为解决贫信息不确定性系统评估问题提供了新方法；所提出的两阶段灰色综合测度决策模型，解决了灰色聚类系数向量之各分量均衡取值或灰色聚类系数向量有若干个位于前列的主分量取值相近，难以取舍的综合决策问题；构建了能够同时表征加分和减分因素的四种新型一致效果测度函数，将灰靶临界值设计为一致效果测度函数的正负分界点，由此提出了一种新的多目标加权灰靶决策模型。

　　新的灰色系统理论研究框架和技术方法体系已被人们广泛接受。其中英文专著被国内外数百所高校采用为教科书；研究成果在高档数控机床与基础制造技术、大型油气田及煤层气开发、水体污染控制与治理、大型飞机等国家科技重大专项和一百多项“973”、“863”、国家科技支撑计划、国家自然科学基金重大、重点项目研究中得到实际应用，对我国科技进步和创新产生了重要作用。

　　自20世纪90年代以来，刘思峰教授遵照其导师邓聚龙教授的嘱托，在灰色系统理论的普及推广和国际交流方面倾注了大量心血，争取到国际国内许多重要学术组织如IEEE，WOSC、中国高等科学技术中心和中国优选法统筹法与经济数学研究会等的大力支持，发起成立了中国（双法）灰色系统专业委员会和全球性的学术组织IEEE灰色系统委员会；先后在重要国际会议组织了14次灰色系统专题会议，主持召开了4次IEEE灰色系统与智能服务国际会议和16次全国灰色系统学术会议；2012年，获英国De Montfort大学支持，与英国杨英杰教授共同策划并发起组建了欧洲灰色系统研究协作网，召开了首届协作网会议，为推动灰色系统理论这一中国人原创的新学科走向世界学术舞台做出了重大贡献。

　　刘思峰教授的工作得到国际学术界充分肯定。2002年，他荣获系统与控制世界组织奖，是我国学者首次获得该项奖励；2008年，刘思峰教授当选为系统与控制世界组织荣誉会士(Honorary Fellow)，是第一位获此殊荣的中国学者。2013年，刘思峰教授入选欧盟第7研究框架玛丽•居里国际人才引进计划Fellow（GS-A-DM-DS FP7-PEOPLE-2013-IIF 629051）,经过欧盟委员会严格评审，成为从各成员国推荐的数千名优秀学者中选拔的184位杰出学者中的一员，也是倾力研究、传播中国原创科学理论的中国本土成长学者入选该计划的第一人。

　　在南京航空航天大学，灰色系统理论已成为本科生、硕士生、博士生的一门重要课程，并为全校各专业学生开设了选修课。
2008年，灰色系统理论入选国家精品课程；2013年，又被遴选为国家精品资源共享课程，成为向所有灰色系统爱好者免费开放的学习园地。

　　在此，特向读者推荐这本集科学性、创新性、通俗性、可读性、实用性于一体的灰色系统理论著作，我深信：她的出版将会大大推动灰色系统理论这门新学科的发展和传播，大大促进相关科学的发展和工程的实际应用。

　　南京航空航天大学教授
　　中国科学院院士

　　2014年1月15日


　　《灰色系统理论及其应用（第7版）》序二（中文译文）

　　系统和控制世界组织主席Robert Vallee先生关于“人类生活在灰色之中”的论断高度概括了人们接受和处理不确定性的需要。在承认和容忍灰色或不确定性的背景下，人们运用各种不同的数学方法以实现某些目标。其中包括因R.A. Fisher在农业实验中的应用而得到迅速发展的基于概率论的经典统计理论[许多教科书中都有详细论述，如Krzanowski（2007）]，以及后来发展起来的“模糊”方法（L. A. Zadeh，1965）和灰色系统理论（邓聚龙，1982）等。

　　Klir（1989，2006）论证了基于概率论的经典方法无法满足所有需求的观点。他参照D-S证据推理，论证了D-S证据推理关于可信度和合理性的测度与经典的概率估计理论有明显区别。“模糊”方法则需要估计模糊集中元素的隶属度，这不同于概率而且处理方法也不一样。模糊方法的价值业已被大量成功应用所证明。如林(2004)等人在Kyberbetes 出版的灰色系统专辑上的文章所述，灰色系统理论也得到成功应用。关于灰色系统的其他重要贡献有刘思峰的综述（2009）、方等人的著作（2010）、刘和林的著作（2011）等。

　　人们设计和调整不确定数学方法的操作以实现某种目标，通常并不考虑导致不确定性的潜在原因。这些方法具有普适性，而且对于潜在原因的特征相当不敏感。

　　严格说来，一些数学方法并不像使用者所想象的那么稳健。例如统计学的标准理论要求数据满足正态分布或高斯分布，而实际情况常常并非如此。避免对数据分布形式的依赖可以借助基于数值排序的非参数统计方法，而很多统计学家也强烈推荐这一方法。

　　我们试图从基本层面上探寻不确定性的根源。如前所述，现有不确定性设计和评价技术对此关注不多；另一方面，对问题基本层面的探究往往会产生新的、有价值的领悟，而这些领悟在一开始并不明显。

　　要解释为什么世界是灰色的或者不确定的，首先需要搞清楚为什么未来并不是黑色的或完全未知的。如果我们所谓的“知道”意味着“确定地知道”，那么未来的确是未知的（Andrew，1994）。

　　当我们考虑科学本质时，还有另一个关于黑色未来世界的观点。科学理论具有经验性，仅仅是最适用于最新观察的一个假说。虽然有些理论确实经受了时间的检验，并且似乎不可能被抛弃。但我们要牢记波普（1972）的话：理论不能被证实，却能被证伪。

　　虽然波普的观点肯定了未来难以确知的论断，但是仍然有一些科学理论和一些基于适应性和学习行为的非正式归纳经受住了时间的检验，让我们看到世界是灰色的而不是黑色的。我们能够生活于斯并且运用学习能力，享受科技进步的成果，而不必无所不知。

　　即使我们假设科学理论是正确的，仍有多种方式导致不确定性产生。近几十年来产生的混沌理论[Gleick（1988）曾有较多研究]表明，很多系统即使在原子层面上其交互作用是确定的、可理解的，但实质上仍是不可预测的。其原因是初值敏感性，亦被Gleick半开玩笑地称作“蝴蝶效应”。他说今天一只蝴蝶在中国扇动翅膀，可能会导致下个月纽约的一场大风暴。

　　全球气象系统是混沌系统一个最好的例子，其它的例子还有生物、社会、经济系统等等。即使一些十分简单的系统也存在混沌现象，如玩具操控的变化等。

　　除混沌问题外，另一个导致不确定性的原因是用来监测系统的传感器数量有限。如由许多地面、海上和空中监测点组成的全球气象监测系统，至多也只能做到粗采样。人造卫星的出现使气象监测能力得到有效提高，短期天气预报的精度随之大幅上升。

　　然而，气象和其它环境因子的观测还受到诸多限制，如在现有技术条件下有些地方根本无法放置传感器，而且很难想象技术发展何时能解决这一问题。例如，天气受到太阳耀斑的产生、粒子流进入太空并轰击地球等太阳内部状况的影响；距离我们更近的地震和火山爆发由地球深处状况引发，而我们无法在太阳内部和地球深处放置传感器。像这些妨碍监测的情形是不确定性的另一个来源。

　　如前所述，即使在原子层面事件完全确定，以“蝴蝶效应”为代表的初始条件敏感性仍然会发生。例如在数字计算机仿真中可以观察到，仿真条件发生微小的改变会产生完全不同的结果。因其运算基于物理原子事件的大量冗余，计算机可以认为是确定性的。然而，量子力学阐明了事件在原子层面具有不确定性。海森堡不确定性原理和基于概率的薛定谔方程表明了不确定性的另一个来源。

　　Von Foerster在其早期一篇有影响力的论文（Von Foerster，1950）中阐明了他将遗忘视为概率量子事件对人类记忆的观察。这有助于确定量子事件作为不确定性来源的重要性，并且提醒我们除了已经提到的来源，存储、获得、传播数据方法的缺陷也会导致不确定性。

　　关于生物体数据的不确定性十分明显，包括那些曾促进经典统计学方法发展的农业实验数据。人类参与的社会经济系统数据也明显具有不确定性。随着Forrester（1961）提出并被Meadows（1972）等人在研究中大量应用的“世界模型”的热度减退，人类行为具有不可预测性的观点逐渐得到认可。世界模型试图用一组微分方程表达经济系统，而人类的行为方式却不宜这样表达。人类在探索、描绘环境的过程中可能会有意借助“掷骰子”的方法，也可能为了在竞争中迷惑对手，或为吸引注意力而“掷骰子”。

    人类，或是生物在某种程度上所具有的这种特殊能力，可以看成是自由意志的表达，哲学家对其本质曾长期争论不休。如果接受图灵（1950）关于机器能够真正“思考”的观点，我们可以将人类视为极为复杂的机器。我个人认为这个观点是可以接受的，但应当注意的是，并不是每个人都认同图灵的观点，另外的观点可在Preston 和 Bishop（2002）的书中找到。

　　系统与控制世界组织前总干事长 Alex M. Andrew

　　（芮菡萏译，刘思峰审校）

　　注：序二原刊于“Grey Systems: Theory and Application”2011年1卷2期，题为“Why the world is grey”。Alex M. Andrew先生2011年曾来中国出席系统与控制世界组织第15届年会和第3届IEEE灰色系统与智能服务国际会议联合大会，回到欧洲后2012年不幸因病辞世。特以此文作为第七版序言之一（略有删节），以纪念先生并感谢他对新兴学科的鼎力支持。



　　来源：科学出版社