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术语语义的约定与确认方法

前言

在阐述系统工程领域知识时经常会用到“能力”或“功能”这两个术语。对这两个术语含义及其差别的理解会直接影响对相关知识的理解、交流以及需求传递。

2022年4月中下旬,系统工程领域多名专家就“能力”与“功能”这两个术语的含义开展了多次讨论。观点众说纷纭,最终未能达成充分共识。

如果希望通过一篇文章对“能力”与“功能”给出准确的定义,并成为系统工程领域的共识,显然是不切实际的,本文无意作此努力。

本文尝试探讨与“能力”和“功能”这两个术语相关的语义空间,并以此为例提出术语语义的约定与确认方法。希望这种方法能帮助系统工程师方便地相互确认各自的认识,进而有效消除因术语多义造成的沟通障碍。

1.私人语言

维特根斯坦在《哲学研究》中提出了“盒中甲虫”(Beetle in the box)论证:假设每个人都有一个盒子,盒子里有一个东西,所有人都把自己盒子里的东西叫“甲虫”。每个人都只能看到自己盒子里的东西,而无法看到别人盒子里的东西。那么即使所有人盒子里的东西都不一样,他们也无法知道自己盒子里的东西与别人盒子里的东西是否相同。如果把这里的甲虫替换为认识,那么就会出现这样的问题:怎么能知道他人与自己的认识是否相同呢?毕竟,每个人都只能知道自己的认识,而无法知道他人的认识。

术语语义的约定与确认方法 - 第1张

这张图里有个小秘密,您发现了吗?

要确认每个人盒子里的东西是否相同,所有人都要充分描述自己盒子里的东西的特征,再按照描述结果逐一比对。在此过程中,语言成为不可或缺的描述工具。不过,在描述盒子里的东西的特征时,又将涉及对动物、触角、甲壳、翅膀等术语的理解问题,这些术语其实也是“盒子里的甲虫”。所以,这是个不可能彻底完成的任务,只能以一定共识为基础逐步扩展共识或修正共识,这个过程没有终点。

在讨论“能力”与“功能”的语义差别时,相当于每个讨论参与者的盒子里都有两个东西,并把它们称为“甲虫”和“乙虫”。如果把“甲虫”这个名字换为“能力”,而把“乙虫”这个名字换为“功能”,所讨论的问题本身并没有什么不同。

其实,“能力”、“功能”、“甲虫”、“乙虫”或任何术语的称呼本质上都是对语义名称的某种编码符号。讨论如何使用术语的关键在于明确每个术语的语义,即术语的内涵和外延,而不是对语义的命名及编码方式。例如,当使用图形符号代指语义时,可以用“√”表示确认选择,也可以用“○”表示确认选择,甚至用“×”表示确认(而非否认)选择。无论使用哪种编码方式,只要事先作出声明或约定,就不会影响正常交流。假如不作声明就直接使用符号,将很容易引起误解。假如在相互交流时认为“√”、“○”或“×”等符号所表示的语义是不言自明的,则没有任何道理。也不要指望对语义的某种命名及编码方案总能达成充分共识。

2.基础术语和定义

为了使讨论得以进行,首先必须提出一些术语的定义,将其作为讨论的基础。当然,这样做是基于一个假设:假设对这些术语的定义即使不能达成共识,至少要比将要讨论的“能力”和“功能”的语义更容易达成一致的理解,这样才能使讨论过程收敛而不致发散。必须基于共识讨论分歧,并致力于消除分歧;不能基于分歧讨论分歧,却指望消除分歧。

以下定义仅限于理解本文相关内容。只要定义可以被准确理解,即可作为后续讨论的基础,而不必对这些定义达成共识。这类似战前对表,不存在“绝对时钟”,只要战友之间的表针在对表时刻指向相同的位置即可。

特征

特征是识别及区分事物的依据。

抽象

抽象是按照事物的特征对事物归类的思维方式。抽象的依据是对事物特征的认识。归类总是针对特定特征的。事物往往有多种特征,因此事物可以多重继承,即同一个特定事物可以被归入不同类,即对应不同的一般性事物。

泛化与特化

泛化是对特定事物与抽象事物之间关系的描述。特化(继承)是泛化的逆向关系。在对象过程语言中用空心正三角形表示泛化/特化关系。

上位概念是一般性概念;下位概念是特殊性概念。特殊性概念泛化为一般性概念,一般性概念特化为特殊性概念,或者说特殊性概念继承一般性概念的语义。

内涵与外延

概念C的内涵,是指将C泛化后所包括的概念的集合;概念C的外延,是可以泛化为C的概念的集合。

术语语义的约定与确认方法 - 第2张

图1

事物的类别总比事物的实例少。在一个金字塔状的术语体系结构中,越靠近顶端,处于其上方的术语越少,并且处于其下方并由其衍生出来的术语越多(如图2)。因此,内涵越少(窄),外延越多(广),反之亦然。

术语语义的约定与确认方法 - 第3张

图2 术语体系的结构特点

整体与局部

“包含”关系是整体与局部之间的关系。在对象过程语言中用实心正三角形表示“包含”关系。

系统与体系

  • 体系是特殊的系统。体系的独特性主要在于:
  • 其内部的成员系统可独立运行并发挥作用。
  • 边界不清晰。
  • 生存周期无始无终,持续新陈代谢。
  • 成员系统的类别更丰富,可能有装备、设施、资源、人或组织以及信息等。
术语语义的约定与确认方法 - 第4张

图3

涌现

涌现是事物之间可能的作用变为现实作用的现象,是事物之间可能的关系变为现实关系的过程、现象及其影响。

主体、客体与工具

在OPM模型中,主体、客体与工具是与过程相关的事物的三种角色,在OPM模型中分别通过主体链接、影响链接和手段链接与过程相连。主体是人或人类组织,是过程的执行者;客体是被过程影响的事物,可以是系统、生命体、无机物等任何事物;工具是辅助主体实施过程的手段,通常是人造系统。

说明:本文形式化模型使用对象过程方法(OPM)定义,符合国际标准ISO/PAS 19450:2015。

3.按事物之间的关系划分语义空间

假如你到了城市中一个陌生的地方,朋友在电话中问你现在在哪里,你可能会说“我在一条南北走向的马路上,前方能看到电视塔,左手边是某某银行的大厦,右手边是某某超市……”。当你把周围能看到的一切描述清楚时,熟悉那里的朋友就可以帮助你判断身处何处。

同样的道理,要搞清楚某个术语的语义,只要弄清楚这个术语与哪些事物相关,以及具体关系是什么。

“能力”或“功能”作为事物的特征,其价值总是体现于对其他事物产生某种影响,“影响”对应某种过程。与过程相关的事物主要包括主体、客体和工具。“能力”或“功能”至少与其中一种事物相关,最多与三种事物均相关。在阐述“能力”或“功能”的语义时,主体、客体和工具可以作为划分语义空间的参照。

用图4所示模型表示,其语义是:

  • 能力(或功能)是系统的特征。
  • 主体使用工具并依靠能力(或功能)影响客体事物。
  • 主体、客体和工具是系统。
  • 能力(或功能)是系统的特征。
术语语义的约定与确认方法 - 第5张

说明:不能细分为多个系统元素的工具

(如一根木棒)不是系统

图4

对于图4所示模型可以从多个视角考察。对应每一个视角,都可以得到相应的视图。

接下来问题将被转化为定义语义空间中的两个非空真子集,这两个真子集的并集等于全集。将其中一个真子集命名为“能力”,而将另一个真子集命名为“功能”。可以进一步约定规则,要求两个真子集的交集为空集,意味着这两个概念相互独立;或者允许两个真子集的交集非空,则意味着在特定情况下两个术语是同义词,可以混用。

1)主体视角

将能力(或功能)视为主体事物的特征。这个视角不强调客体事物和工具,意味着仅仅强调主体的潜力。例如泛泛地说“人的能力”或“蚂蚁的能力”,通常是指主体所能发挥的影响的边界。

将主体自身作为客体事物是主体视角的特例。例如“人跑步的能力”,所影响的是人自己的身体,影响的效果是改变自己身体的位置。

纯粹的主体视角意味着排除非人类事物,既排除自然事物,也排除人造系统,至少不强调工具的作用。例如“某人弹琴的能力”这样的阐述,虽然涉及到琴,但不强调琴,而是强调作为主体的人。

2)客体视角

将能力(或功能)视为对客体事物的影响,不强调主体,也不强调所使用的工具。

客体视角在系统工程领域是非常有价值的视角。在系统工程领域,客体视角最能体现人类主体的目的。例如目的是“将鸡蛋弄熟”,强调改变客体事物(鸡蛋)的特征。不管是烤熟、煎熟还是煮熟,不管是使用汤锅还是煎锅,只要把生鸡蛋变成熟鸡蛋,就意味着达到了目的。“把鸡蛋弄熟的能力(或功能)”是客体视角的典型阐述。

客体视角不强调主体是谁,也不限定所使用的工具,甚至可以不使用人造工具(系统)。例如用温泉煮鸡蛋直接利用自然资源,而不使用人造工具。

客体视角描述是对目的所作的纯粹的描述。

3)工具视角

将能力(或功能)视为工具的特征,不强调谁使用工具,也不强调所影响的特定客体。例如刀是工具,“刀能切(东西)”是按照工具视角对刀的特征的描述。

纯粹的工具视角不强调所影响的特定客体,但并非没有客体,只是所述客体是一般性客体,而不是特殊性客体。如“刀能切东西”中的“东西”指一般性客体,假如换作“切洋葱”或“切肉”则将客体明确为特殊性客体。

工具视角将工具的能力(或功能)视为工具的固有特征,不强调使用工具的主体。当然,假如没有任何人使用工具,工具通常是发挥不了作用的。所以,说“工具具备能力(或功能)”不如说“工具具备用途”更恰当,工具通常只有被人使用时才能体现其能力(或功能)。

4)主体与客体结合的视角

强调主体对特定客体的影响,不强调所使用的工具。

与主体视角比较,该视角明确了客体,所述能力更具体了。比如“人搬重物的能力”比“人的能力”更具体了。

与客体视角比较,该视角明确了主体,如“猎人具备把肉弄熟的能力”,比纯粹客体视角的“把肉弄熟的能力”更具体了。

5)工具与客体结合的视角

工具与客体结合的视角强调工具对特定客体的影响。与纯粹客体视角对比,该视角强调了特定工具的作用。如纯粹客体视角说的“猎鹿”,工具与客体结合的视角则说“用标枪猎鹿”。

与纯粹工具视角对比,该视角强调了对特定客体的影响,如“刀切肉”比“刀切东西”更具体了。

6)主体与工具结合的视角

工具的作用是加强人(主体)的能力。主体与工具结合的视角强调在特定工具辅助下的主体(人)所能具备的能力,或能力得到加强的情况。如“拿着标枪的猎人具备狩猎的能力”,强调没有标枪的猎人将失去狩猎能力,没有猎人使用的标枪本身也没有狩猎能力。

主体与工具结合的视角在系统工程领域非常有价值。例如某个组织,往往既包括人(复数),也包括多种工具、设施、资源以及流程,多种要素有机组合,将涌现出各种丰富的能力(或功能)。

7)主体、客体与工具结合的视角

主体、客体与工具结合的视角是对能力(或功能)的全面描述。如“猎人用标枪猎鹿的能力”,主体、客体和工具都是明确的,所表达的内容较其他视角更完整。

将主体、客体与工具这三种事物作为参照物,形成7种组合关系,据此将能力(或功能)的语义空间划分成7个语义元素,如图5。

术语语义的约定与确认方法 - 第6张

图5

按照不同视角所作阐述的差别仅仅在于所强调的内容不同,而无对错之分。为了准确区分不同视角语义之间的差别,理论上应该对上述7种视角的语义元素分别命名。不过,这样将使词汇过多,学习语言的压力增加,由此产生负面影响。

4.事物的抽象层级

无论主体、客体还是工具,都可以被划分为不同抽象层级。对应不同抽象层级,是划分语义空间的另一个维度。例如将“切东西”称为能力而不称为功能,将“切肉”称为功能而不称为能力。针对主体事物或工具,也同样可以按照抽象层级细分语义。

5.内涵与外延

假如“功能”对应语义空间的全集,而“能力”对应语义空间的非空真子集,则意味着“功能”比“能力”的外延更广,内涵更窄,“功能”是“能力”的上位概念。对于图6所示的语义空间,语义A是语义B的上位概念。

术语语义的约定与确认方法 - 第7张

图6 语义元素及语义集合

假如约定“能力”仅用于描述与主体相关的概念,而“功能”不限定是否与主体相关,则意味着“功能”的外延更广,内涵更窄;而“能力”外延更窄,内涵更宽。功能是上位概念,能力是下位概念。按照这种约定,说“使用标枪的猎人具备狩猎的能力”、“猎人具备狩猎能力”、“标枪具备狩猎功能”都是符合约定的阐述,而“标枪具备狩猎能力”则是不符合约定的阐述。

6.划分语义空间的其他维度

可以依据更多维度划分语义空间,例如按照确定性和非确定性差异划分。不属于体系的系统所表现出来的特征往往是相对确定的,而体系所表现出来的特征往往具有更多非确定性。将前者称为功能,将后者称为能力,认为“能力”是涌现出来的,这种备选命名方式具有现实意义,也值得肯定。当然,不属于体系的系统也有涌现特征,非黑即白的二元论是不合适的。

7.交流方法

当意识到对“能力”和“功能”语义理解一致性的风险时,在交流过程中可以想办法规避这个风险。共同采用统一定义是理论上正确的方案。不过,当难以对术语的定义达成充分共识,或无法被交流参与者熟知时,这个方案虽然正确,但事实上将是不可行的。

另外一个方法,也是本文推荐的方法,可以对照语义空间彼此确认,完成“对表”后再继续交流。采用这种方法的关键是事先准备好共同认可的语义空间,这需要选定必要的维度(集合)作抽象思考。这种方法看起来很笨,却可能是最有效的方法。

授之以鱼,不如授之以渔,方法比特例更重要。如果这种方法确实有效,则能解决的就不仅仅限于对“能力”和“功能”这两个术语的使用问题了,而是具备一般性应用价值。系统工程师如遇到相似问题时就可以按照图7所示方法如法炮制。

术语语义的约定与确认方法 - 第8张

图7 交流方法

8.中英互译

对应“能力”或“功能”,在使用英文阐述时可能使用capability、capacity、competency、function、functionality等词,这为中英文互译带来一个挑战。假如采用直译,可能将能力对应capability,而将功能对应function。但在有些情况下这样简单对应是不合适的。翻译时要作到信、达、雅,必须结合上下文及文化背景充分理解完整内容,才能提出理想的翻译方案。

附录[A]参考定义

A.1 《系统架构-复杂系统的产品设计与开发》

Function:Function is the activity, operation, or transformation that causes orcontributes to performance. In designed systems, function is the actions forwhich a system exists, which ultimately lead to the delivery of value. Functionis executed by form, which is instrumental in function. Function emerges fromfunctional interaction between entities. Function is a product/system attribute.

功能是可以产生或促进性能的活动、操作或转换。在经过设计的系统中,功能就是使系统得以存在的动作,它最终会令系统的价值得到体现。功能是通过形式来执行的,形式对功能起着工具性的作用。功能要从实体之间的功能交互中涌现出来。功能是产品/系统的一项属性。

A.2 《INCOS系统工程手册》

Capability:An expression of a system, product, function, or process ability to achieve aspecific objective under stated conditions.

在申明的条件下达成特定目标的系统、产品、功能或流程能力的表述。

A.3 《TOGAF标准》9.1版

Capability:An ability that an organization, person, or system possesses. Capabilityes aretypically expressed in general and high-level terms and typically require acombination of organization, people, processes, and technology to achieve. Forexample, marketing, customer, or outbound telemarking.

组织、个人或系统拥有的能力。能力常常以一般且高度概括的术语表达,并且,能力通常需要将组织、人员、流程和技术结合起来才能达成。例如,市场营销、客户联络或推送式电话营销等。

Function:Delivers business capabilities closely aligned to an organization, but notexplicitly governed by the organization.

提供与组织密切相关但不受组织明确管理的业务能力。

A.4 基础形式化本体(Basic formal ontology, BFO)定义

Adisposition inheres in a material entity and is realized in a certain kind of process.

Afunction is a disposition that (a) exists in virtue of the bearer’s physicalmake-up and (b) this physical make-up is something the bearer possesses becauseit came into being either through evolution (in the case of natural biologicalentities) or through intentional design (in the case of artefacts), in order torealize processes of a certain sort.

Acapability refers to disposition in whose realization someone (or someorganism, or some group of organisms) has or had an interest.

参考Barry Smith 团队文章:chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/viewer.html?pdfurl=https%3A%2F%2Fphilpapers.org%2Farchive%2FMERC-14.pdf&pdffilename=B54B8EF0-BB85-11EC-B34E-81CE0B391BD7.pdf

附录[B] 定义示例

用对象过程方法(OPM)对语义作概念建模是值得推荐的形式。OPM所建模型图文对照,模型元素之间的逻辑关系清晰,更容易被准确理解。

以下示例仅仅提供定义“能力”与“功能”的备选方案之一,意在提供一种形式化描述方法,该描述方法(而非描述的内容)可供参考。该模型实例强调“能力”被用于描述人或组织的特征,而“功能”被用于描述人造系统的特征。

术语语义的约定与确认方法 - 第9张

图8

图8对应的对象过程文本(OPT)为:

  • 1)能力是人类主体(人或组织)的特征。
  • 2)功能是工具(人造系统)的特征。
  • 3)能力调用功能,功能增强能力。
  • 4)功能影响客体事物。
  • 5)功能有一般性功能和特殊功能。
  • 6)客体事物有一般性客体(东西)和特殊客体。
  • 7)一般性功能影响一般性客体(东西)。
  • 8)特殊功能影响特殊客体。
  • 9)工具(人造系统)有设计特征(期望特征)和非设计(期望)特征。
  • 10)刀是工具。
  • 11)刀包括刀刃。
  • 12)刀刃具备锋利程度特征。
  • 13)刀具备重量特征。
  • 14)锋利程度是刀的设计特征(期望特征)。
  • 15)重量是刀的非设计(期望)特征。
  • 16)切菜、切肉是刀的特殊功能。
  • 17)砸核桃需要刀(实际上应该说“砸核桃是刀的用途之一”,OPM无法对此语义建模)

另:砸核桃不是刀的功能,只能说是刀的一个用途。

本文来源:对象过程方法,作者:袁亦方。

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