结构学习的理论

作者：刘海东，中国广东技术师范大学

1.对结构学习的整体构想

1.1结构学习的作用目标

大家都知道机器学习，这种学习的定义可以如下说明：

       算法 +信息→有用信息（公式1）；

现在我们提出结构学习，以此代替机器学习，创造更能发展智能技术的学习，首先给出结构学习的定义公式：

机器生命的图结构+信息→机器生命新的图结构→机器生命的改变（公式2）；

也即人用算法接触信息的机器学习改变成机器生命用图结构接触信息的结构学习，将公式3的机器学习改变成公式4的结构学习。

人+算法+信息=新的信息（公式3）

机器生命+图结构+信息=新的机器生命图结构（公式4）

1.2结构学习的发展工具

1.2.1对人类学习的仿生

看人类的历史，有很多重大的学习，人类学习了火的性质，从此人类吃熟食，改变了食物的结构和人体的结构，人类学习了蒸汽机，从此改变了机器结构，哥白尼的日心说和牛顿的万有引力第一次改变了宇宙的结构，爱因斯坦的相对论再一次改变了宇宙的结构，由此可见，人类的学习为了创造新的结构，要么通过环境结构的改变发展自身的结构，要么直接改变自身的结构，通过自身结构的改变达到进化，人类学习的作用目标是为了发展新的结构，这种仿生为我们否定机器学习提供了理由，从信息到信息的学习不是正确的学习，因为无法改变结构，而且以后发展结构学习的过程中，我们可以时时模拟人类身体和人类社会的学习方法，以此赋能机器生命和机器社会的结构学习，所以对人类学习的仿生为第一也是最重要的结构学习的发展工具。

1.2.2赋予生命的结构型逻辑方程结构图

1.2.2.1逻辑方程学

①方程概论

逻辑方程建立在物理化学方程（物质方程）和生物方程的基础上，这种方程或方程组显示了一些变量对另一些变量的决定作用，对一些变量赋值可以得出另一些变量的值，这些变量在物理化学方程和生物方程中说明的是物质或生命的结构、生命活动、生命周期，运用于智能技术则说明智能机器的结构、生命活动、生命周期。逻辑方程不仅包括物理化学方程和生物方程这些客观方程，还包括主观方程，比如机器脑制造的信仰方程、情绪方程等等，主观方程反映人脑的逻辑，也可以成为高级逻辑结构和智能机器意识的逻辑。

②方程的定义

第一，结构型智能机器软硬件的所有方程都是函数的形式，但求值时不分函数和变量，函数和变量一起都只分输入赋值变量和输出求解变量。

第二，方程单位生成器的知识方程结构图的方程和各个软件图的方程都是各个函数程序，由一群赋值的输入变量求出一群输出变量的赋值，软件图的方程可以有各种需要的模态。

③方程的数据

赋予生命的逻辑方程结构图的方程变量的取值集存放类数据，这样定义类数据：

类数据=描述集∧属性集∧功能集（公式5）

描述集是对类数据的情况描述，描述集可以有时点这种时钟式，属性集存放决定属性的逻辑方程，功能集存放决定功能的逻辑方程，如果省略属性集和功能集只留描述集，类数据就成了裸数据。

    类数据包括描述集、属性集、功能集，与传统的裸数据的不同之处在于类形式，类数据的各种统计、运算、处理可以针对描述、属性、功能三个字段的记录的操作，类数据可以有简略形式。

    一个变量的取值集的所有类数据在一起组成数据类群，简称类群，比如一个班的各个学生档案，又比如广州全市每辆机动车的登记，数据类群是一种新型数据库或新型数据仓库。

数据类群互涉简称互涉，互涉的目的是构造逻辑方程。互涉研究是图分析的高级阶段，是赋能方程单位生成构造逻辑方程的重要工作。互涉研究需要研究方法，首先要将互涉双方的对象集合合成一个集合一个整体，这个整体就是未来的逻辑方程，根据这个集合整体的规律来寻找方法。互涉研究过程中要结合研究对象存在的社会规律或自然规律。

④有关的方程公式

逻辑方程标准式=时钟式∧地址式∧通讯式∧模态式∧方程（公式6）

方程标准式：函数变量=公式（变量1）∧公式（变量2）∧公式（变量3）∧…∧公式（变量n）（公式7）

变量标准式=数据类{（描述集）∧（属性集）∧（功能集）}（公式8）

注意，数据类有这几种形式：（描述集）∧（属性集）∧（功能集）、（描述集）∧（属性集）、（描述集）∧（功能集）、（描述集）。

变量取值集标准式={数据类1（描述集）∧（属性集）∧（功能集），数据类2（描述集）∧（属性集）∧（功能集），数据类3（描述集）∧（属性集）∧（功能集），…，数据类n（描述集）∧（属性集）∧（功能集）}（公式9）

（1.2.2.1逻辑方程学，参考文献[1] Liu, D. (2024) Logical Structure School I (Five Fundamental Theories). Intelligent Control and Automation, 15, 125-159. doi: 10.4236/ica.2024.154008；4.1逻辑方程）

1.2.2.2赋予生命的结构型逻辑方程结构图学

①逻辑方程结构图

一种有向图，节点为一个或一组逻辑方程，如果本逻辑方程或方程组的变量决定另一个或一组逻辑方程的变量，则本节点有一条有向路径通向另一个节点，可以给路径加上权重以示次序，写出所有逻辑方程且用有向路径标出所有变量的关系即完成了一个逻辑方程结构图。

这种图首先是逻辑方程结构图，用各种逻辑方程和方程之间变量值传递的通路组成结构图。

②赋予生命的逻辑方程结构图

用时钟器赋予结构图生命，这是人类学术上第一个活的图论，是智能时代第一个先锋图论工具，这种结构图包括科学逻辑、生命逻辑、主观逻辑，是描述智能结构和智能技术的主要工具，智能工程就是设计和实现结构图的过程，智能就是结构图的生命活动和生命周期，机器脑结构的研究工具、设计工具、运行工具、监测工具、修改工具都是赋予生命的逻辑方程结构图。逻辑方程结构图各个单位的真假用逻辑力学判断（逻辑力学，参考文献[3] Liu, D. (2024) The Fundamental Theory of Artificial Intelligence—Logic Structure and Logic Engineering. Intelligent Control and Automation, 15, 28-62. doi: 10.4236/ica.2024.151003; 1.2.3 Logical Mechanics）。

这种图要配上时间控制器（时钟器），以此描述生命，赋予机器的生命和机器的生命意识。

③结构型

结构图要仿照操作系统中的文件系统建立图目录，方便图活动和图改变。这样，结构图存在两种联系，一个是变量值的传递路径，一个是图目录，图活动和图改变的时候可以用图目录为单位活动和改变，图改变后再新建变量值新的传递路径。

④代图理论

这种母图中方程的变量、常量、函数可以代表另一个单位图，模拟数学中的代数理论创造代图理论，这样，图就可以描述各种宇宙图和生命图，一个变量可以同时代表单位时空或某种生命组织，极大发展图的描述能力。

还可以效仿数学代数理论的代数运算，建立和发展代图理论的代图运算，适应结构图描述宇宙和生命的各种需要。代图变量可以建立这样的公式：

代图变量=代图输入变量+代图+代图输出变量（公式10）

这样，代图变量的代图输入变量和代图输出变量可以与母图的各种方程变量建立连接和路径。

代图理论有一个很重要的功能，即以图目录为单位进行图活动和图改变，活动改变后根据代图理论建立新的方程联系路径和新图，实现结构学习。

⑤图的任务

这种图的任务是描述宇宙图和生命图，生命图又包括机器生命图和机器社会图，机器生命的脑、身体和生命活动都可以用一个关联的图系统描述，生命活动包括通过学习发展结构、改变结构。

赋予生命的结构型逻辑方程结构图为第二个结构学习的发展工具。

（1.2.2.2赋予生命的结构型逻辑方程结构图学，参考文献[1] Liu, D. (2024) Logical Structure School I (Five Fundamental Theories). Intelligent Control and Automation, 15, 125-159. doi: 10.4236/ica.2024.154008；4.2逻辑方程结构图）

1.2.2.3图数据理论

①图数据理论的意义

用类数据代替裸数据，用分布于方程结构图各个变量取值集的类数据代替数据库集中的裸数据，用方程分析代替统计分析，用方程单位生成器生成单位逻辑方程结构图代替数据库生成的统计结果，数据依附于赋予生命的逻辑方程结构图。数据库是一个个方程变量的取值集，数据分析是逻辑方程分析，是一种逻辑数学分析，数据分析的结果不是得到统计数据，而是赋能方程单位生成器生成单位方程结构图，创造智能机器的思维和新知。

例如传统的数据分析常常产生指数，比如经济指数，但图数据理论用赋予生命的逻辑方程结构图做数据分析，指数计算公式变成结构图，让经济指数分析变成经济结构图分析，用复杂分析、时钟分析、方程单位生成器分析产生单位方程图代替指数，变革经济指数研究并推广到其他领域，用结构图分析实现综合分析和跨领域分析。

（①图数据理论的意义，参考文献[2] Liu, D. (2024) Logical Structure School II (Nine Applied Theories). Intelligent Control and Automation, 15, 160-214. doi: 10.4236/ica.2024.154009;7.1《逻辑结构学派的宗旨》与生命数据理论——7.5事例研究）

②用方程结构图分析代替数据库分析

传统的数据分析是数据库里的裸数据集中进行数学分析，图数据的数据分析是分析方程结构图各个变量取值集的类数据的逻辑数学分析，这个逻辑数学分析就是方程分析，方程分析包括这样几个要点：

结构图复杂度与分析，这种分析要求变量取值集里的类数据可以海量存在，而且海量类数据可以存在于方程结构图里面；

时钟方程体系与分析，这种分析要求数据可以有生命，赋予方程生命的同时赋予数据生命，数据可以激活也可以结束；

方程单位生成器生成新的方程单位代替传统的数据分析指数，即图数据的数据分析最后由方程单位生成器完成，分析的结果是新的单位软件图和新的单位软件图产生的新的变量取值集以及新的变量。

（②用方程结构图分析代替数据库分析，参考文献[2] Liu, D. (2024) Logical Structure School II (Nine Applied Theories). Intelligent Control and Automation, 15, 160-214. doi: 10.4236/ica.2024.154009;7.6.1用类数据代替裸数据——7.6.4逻辑关系）

③继承数据训练

图数据理论有自己一整套学习方法，但仍然要继承信息型智能科技的数据训练，人类的智能科技发展起源于对算法的数据训练，事实证明，数据训练对海量数据的整理和构造逻辑关系仍然是有效的，但受到有限数据资源和有限算力的制约，要走结构学习这个正确道路，发展结构学习结合必要的数据训练。

1.2.3机器学习的现有成果

经过大半个世纪的发展，今天的机器学习如火如荼，硕果累累，但机器学习的致命弱点是不能发展出结构，必须用结构学习代替机器学习，而就此放弃机器学习显然不明智，怎么办，举个例子，机器学习的大模型常常用问答工作，发挥作用，一问一答表示成逻辑方程难不难，很简单，至少都可以表示成：

问题（变量）+大模型（参数）=回答（函数值）（公式11）

这说明什么，说明只要对机器学习的算法做很少很简单的改动，创造一种接口算法，机器学习的结果就从信息变成了逻辑方程，再用机器生命自己的结构学习算法就可以实现结构学习，一下子为结构学习找到了一个巨大的宝库。

机器学习+接口算法+结构学习=新的结构学习（公式12）

还可以扩展接口算法，创造这样的公式：

输入模态+模态算法+机器学习+接口算法+结构学习+模态算法+输出模态=逻辑时空（公式13）

逻辑时空以后还可以发展成：

输入模态+模态算法+结构学习+模态算法+输出模态=逻辑时空（公式14）

机器学习的现有成果为第三个结构学习的发展工具。

1.3结构学习的创造环境

这种创造环境称之为逻辑宇宙，听起来新鲜实际人类认识的宇宙一直是逻辑宇宙，从远古神话到现在的天体物理一直在描述逻辑宇宙，真实的宇宙人类永远无法用肉眼看到，我们这里的逻辑宇宙用赋予生命的结构型逻辑方程结构图代替神话和现代科学，用这种图描述人类已知的宇宙时间和宇宙空间，这种图还可以跟随人类认识的发展而发展，用这种图创造结构学习的环境。

1.4结构学习的逻辑主体

现在的逻辑主体的称呼很多，五花八门，结构学习的逻辑主体称为机器生命比较合适，机器本无生命，但发展智能技术又需要机器有生命，怎么办，这就需要人类赋予机器生命，一种模拟的生命，机器要有机器脑、机器身体、机器活动，用控制器和时间控制器创造机器的模拟生命，创造机器脑的生命思维和机器身体的生命体征和生命活动。

以上构想都要通过赋予生命的结构型逻辑方程结构图实现，这种图做成中央处理器就是机器脑的图描述，用图思维描述生命思维，这种图连接和控制机器硬件就可以描述机器身体，可以用图活动、图改变描述身体的生命活动。

1.5结构学习的成长道路

结构学习的成长道路简而言之，设立一个起点机器称之为机器出生，这个机器的出生方程结构图发展成赋予生命的结构型逻辑方程结构图，这个图通过结构学习可以像人类一样成长，用这样的公式：

原图（原机器生命）+结构学习→新图（新机器生命）（公式15）

好比人类通过学习由蒙昧走向成熟。

除了个体机器生命的成长，机器社会也可以通过结构学习实现成长，可以模拟人类社会的进步方法，用这样的公式：

原图（原机器社会）+结构学习→新图（新机器社会）（公式16）

2.结构学习的环境——逻辑时空

2.1缘起和理论

2.1.1缘起

建立这样的常识：物质实际是一种逻辑主体，物质现象实际是一种逻辑现象，所有的物质之间的关系实际是一种逻辑关系，逻辑现象和逻辑关系也是逻辑主体，进而发展这种逻辑主体概念让其还能表示时间和空间，则时空和物质都能用逻辑主体这一个概念，以此构造逻辑宇宙，改造和发展现有的数学和物理。

2.1.2对于逻辑时空理论有这样几个要点：

①逻辑时空建立的常识为：时间、空间、物质都是逻辑主体，物质现象是逻辑现象，物质普遍联系是逻辑关系，逻辑现象和逻辑关系也是逻辑主体；

②逻辑主体用描述集、属性集、功能集三个集合说明，这三个集合可以归于一个赋予生命的逻辑方程结构图，只要输出变量集合包涵三个集合的合集，识别逻辑主体的方法是主体能否表示成赋予生命的逻辑方程结构图，同时这个赋予生命的逻辑方程结构图的输出变量集合是否包含描述集、属性集、功能集的合集；

③用赋予生命的逻辑方程结构图描述逻辑主体时需要三个工具配合工作，这三个工具是仿生逻辑、赋予生命的逻辑方程结构图、逻辑数学和逻辑物理。

仿生逻辑通过仿生构造赋予生命的逻辑方程结构图，仿生指找出逻辑主体的结构、活动、周期，赋予生命的逻辑方程结构图根据逻辑主体仿生的结果构造，这里的生命指逻辑主体的活动周期，暂时无法仿生的用人工设计，这其中最重要的工作是方程单位生成器配合时钟方程体系构造逻辑主体的活动和周期。

逻辑数学是建立赋予生命的逻辑方程结构图的方程的工具，逻辑物理是帮助仿生逻辑寻找赋予生命的逻辑方程结构图的结构的工具。

2.1.3对于逻辑数学理论有这样几个要点：

①逻辑数学对传统数学的改造体现在这两点：一个将传统数学对数的研究改变成逻辑数学对逻辑方程的研究，一个将传统数学的研究成果、研究方法和研究方向归于逻辑方程构造二元和多元关系的领域；

②逻辑数学的第一个任务是将仿生逻辑得出的宇宙的万事万物的逻辑方程描述出来，逻辑数学的第二个任务是研究怎么提高赋予生命的逻辑方程结构图的方程单位生成器的能力，怎么将输入输出之间已知的逻辑路径概括成逻辑方程单位，怎么在已知输入值和输出值以后创造逻辑方程单位实现输入到输出的逻辑关系，逻辑数学的第三个任务是将传统数学归入逻辑关系的研究领域，将传统数学用于构造逻辑方程结构图的二元关系和多元关系。

2.1.4对于逻辑物理理论有这样几个要点：

①逻辑物理对传统物理的改造体现在：将物理定义和理论都变成逻辑主体，画出赋予生命的逻辑方程结构图；以后逻辑物理的研究成果都用逻辑主体和逻辑主体的赋予生命的逻辑方程结构图描述；

②逻辑物理的描述和研究工具有三个：仿生逻辑、赋予生命的逻辑方程结构图、逻辑数学，仿生逻辑模拟宇宙的时空和时空里的万事万物，赋予生命的逻辑方程结构图将仿生逻辑进一步描述成结构图，万事万物的诞生、活动、消亡用方程单位生成器实现，生命是模拟万事万物的时钟周期，逻辑方程用逻辑数学具体构造，传统数学用于构造方程的二元和多元关系；

③利用变成逻辑主体的传统物理和新创造的逻辑物理的逻辑主体帮助仿生逻辑寻找赋予生命的逻辑方程结构图的结构；

④创造逻辑物理的几个基本概念：时间、空间、物质都是逻辑主体，物质现象是逻辑现象，广泛的联系是逻辑关系，逻辑现象和逻辑关系都是逻辑主体，用逻辑物理建立逻辑时空；

⑤通过逻辑物理的逻辑主体理论的赋予生命的逻辑方程结构图研究逻辑时空和逻辑时空里的逻辑主体、逻辑现象主体、逻辑关系主体的规律，帮助仿生，逻辑主体的描述集、属性集、功能集可以用一个赋予生命的逻辑方程结构图描述。

这样，用赋予生命的逻辑方程结构图研究继承了传统的数学研究、传统的物理研究、传统的逻辑研究，创造和发展逻辑时空、逻辑数学和逻辑物理都拒绝伪科学的发展道路，但逻辑时空、逻辑数学和逻辑物理都是新生事物，都需要进一步丰富和发展，都不应该被武断否定，发展智能时代一定需要逻辑时空、逻辑数学和逻辑物理这些基础应用理论。

（2.1缘起和理论，参考文献[2] Liu, D. (2024) Logical Structure School II (Nine Applied Theories). Intelligent Control and Automation, 15, 160-214. doi: 10.4236/ica.2024.154009;1.逻辑空间理论）

2.2逻辑时间

       用赋予生命的结构型逻辑方程结构图、代图理论、逻辑时空理论构造逻辑时间图，用这种结构图描述逻辑时间，逻辑时间有这样几个要点：

①    用结构图实现时间仿生

逻辑时间不是一两个数据描述的时点，这种时间可以是一个非常复杂的结构图描述的时点或时间过程，通过将现实真实的时点或时间过程的产生、发展、结束模拟成方程结构图实现。

②    逻辑时间的作用

逻辑时间最大的作用是对知识和结构的时间控制，这是对人类的仿生得出的结果，空间、万事万物、人类、社会都受时间的控制而活动变化，逻辑时间常常用赋予生命的结构型逻辑方程结构图的逻辑时间图的各种变量的值控制万事万物。

③    逻辑时间图的代图理论

对于某些时间图会出现复杂度很高的情况，这时可以运用代图运算的方法，看（公式10），“代图变量=代图输入变量+代图+代图输出变量”，将代图输入变量和代图输出变量与母图其他方程和变量建立联系路径，制作新图。

2.3逻辑空间

用赋予生命的结构型逻辑方程结构图、代图理论、逻辑时空理论构造逻辑空间图，用这种结构图描述逻辑空间。

①    用结构图实现空间仿生

      空间不仅仅是单纯的环境，还可以对万事万物作空间定位和环境控制，这里的逻辑空间是用赋予生命的结构型逻辑方程结构图模拟的，结构图的模拟要实现真实空间所有的逻辑规律，而且结构图的模拟要实现这样的规律：

 真实空间的模态=输入模态算法+结构图逻辑空间=结构图逻辑空间+输出模态算法（公式17）。

②    逻辑空间的作用

逻辑空间是模拟宇宙环境的重要工作，万事万物要在逻辑空间实现定位和模拟环境作用，实际为空间控制，而这种空间控制需要空间图的各种变量和变量值实现。

③    逻辑空间的代图理论

对于某些空间图会出现复杂度很高的情况，这时可以运用代图运算的方法，看（公式10），“代图变量=代图输入变量+代图+代图输出变量”，将代图输入变量和代图输出变量与母图其他方程和变量建立联系路径，制作新图。

2.4逻辑时空

将逻辑时间图和逻辑空间图合并到一个图系统就得到了逻辑时空图，可以同时实现时间控制和空间控制，这种时空图仍然是赋予生命的结构型逻辑方程结构图，仍然可以运用代图理论和代图运算，用图中的各种变量值实现控制，时空图是真实宇宙的内在逻辑规律，可以通过模态算法回归到真实时空：

输入模态算法+时空图=时空图+输出模态算法=真实的时空模态（公式18）

将代图理论用于时间图和空间图，让时间图的方程变量代表一个时点的同时还能代表这个时点的过程，如一个小时的时点变量还可以代表这个小时的过程图，同样的道理，空间图的方程变量，比如代表太阳系的变量可以同时代表太阳系的空间。

2.5逻辑宇宙

将逻辑时间图和逻辑空间图整合到一个图系统就得到了时空图，时空图无限大，反映宇宙的已知逻辑规律，还可以随着人类认识的发展修订图结构，直到高级的时空图，图结构根据逻辑规律运行的结果与真实的时空一致，这就得到了逻辑宇宙图，反映着真实的逻辑宇宙，可以产生各种宇宙控制变量，包括时间控制、空间控制和时空控制。

2.6怎么构造逻辑宇宙

对于结构型智能科技而言，构造逻辑宇宙就是构造逻辑宇宙图，描述宇宙的赋予生命的结构型逻辑方程结构图，构造过程需要两个算法，模态算法和结构学习算法，模态算法有两类，输入模态算法和输出模态算法，整个过程用这样的公式：

宇宙时空或局部宇宙时空+输入模态算法=时空输入图（公式19）；

机器生命图+结构学习算法+时空输入图=新的逻辑宇宙图（公式20）；

新的逻辑宇宙图+输出模态算法=时空输出图（公式21）。

3.结构学习的主体——机器生命

3.1中央图处理器——脑结构

3.1.1创新中央处理器

3.1.1.1处理器方程结构全图

处理器方程结构全图=知识方程结构图+生命时钟单位图及其附属图+地址单位图及其附属图+通讯单位图及其附属图+模态控制单位图及其附属图（公式22）

3.1.1.2处理器方程结构全图的工作

全图的运作过程，首先由方程单位生成器实现对时钟器和处理器其他组成部分的控制，即用方程单位生成器实现对整个智能机器的控制，用方程单位生成器实现图数据和图学习两个功能，接着用方程单位生成器控制下的生命时钟单位图赋予机器生命和机器的生命体征，再用知识方程结构图赋予软件图的方程结构图，用生命时钟单位图及其附属图、地址单位图及其附属图、通讯单位图及其附属图、模态控制单位图及其附属图赋予软件图的各种时钟式、地址式、通讯式、模态式，实现图时钟、图地址、图通讯、图模态这些功能，最后实现这个软件图，实现各种图思维，包括各种图分析、图推理、图控制。

注意，新型中央处理器也要配备各种需要的寄存器，管理寄存器仍然用时钟式、地址式、通讯式、模态式和各种类型的方程。

3.1.2方程单位生成器

对于结构型智能机器，方程单位生成器（简称生成器）处于核心地位，是一种控制器的地位，是学习的主体，标志着结构型智能的水平。

3.1.2.1知识方程结构图

知识方程结构图标准图=常识结构图+数据训练得图+软件图新知+生成器逻辑学习（公式23）

3.1.2.2与软件图的联系

方程单位生成器的主要功能是生成单位软件图，还通过收发信息控制时钟器和中央处理器的其他组成部分，控制者整个结构型智能机器。

3.1.2.3方程单位生成器的算法

①生成单位软件图的算法：生成器要生成一个单位软件图，首先给生命时钟单位图、地址单位图、通讯单位图、模态单位图分别发通知，得到时钟式、地址式、通讯式、模态式，和知识方程结构图的方程组成逻辑方程标准式，实现生成软件图。

②机器的新陈代谢：生成器控制的生命时钟单位图及其附属图可以让时钟式归零，这就等于删除了时钟式所在的逻辑方程或单位软件图，这是软件图实时动态生命的重要条件。生成器对软件图生成单位软件图或通过控制时钟器删除单位软件图的行为，我们称之为机器的新陈代谢。

③常识学习算法：常识方程结构图包括：逻辑时空、逻辑数学、逻辑物理、自然科学常识、社会科学常识，这是需要人工将现有的知识做成方程结构图的，工作量巨大，往往要举国之力，而且使用时常常用网络服务器装常识方程结构图，实现网络共享，好比图书馆的形式。

④数据训练算法：智能科技从数据训练算法开始的，信息型科技不是一无是处，要去其糟粕取其精华，结构型科技保留数据训练技术，对海量数据做可行必要的数据训练，补充常识学习算法。

⑤软件图新知算法：软件图通过图思维即分析和推理会产生生成器没有的新图，将新图补充到生成器结构图里面。

⑥生成器逻辑学习算法（结构型智能的核心科技）：这种算法结合人工设计的算法和软件图新知的算法，发展智能机器这样的能力，将各种模态的信息变成逻辑，再将这些逻辑变成逻辑图存入知识方程结构图标准图中，实现生成器逻辑学习，这是一个不断地迭代发展的过程。

⑦生成器创造的机器遗传现象：生成器通过控制时钟器可以创造实时动态的机器生命环境，在这种环境中，通过人工算法让生成器可以自主自动生成两个可执行目录，一个是知识方程结构图目录，一个是对硬件控制功能的目录，这两个可执行目录可以作为机器基因，当以后发展机器生育技术的时候，机器基因传给下一代智能机器，产生机器遗传现象。

3.1.3时钟器

3.1.3.1时钟方程结构图

时钟方程结构图标准图=生命时钟单位图+地址时钟单位图+通讯时钟单位图+生成器时钟单位图+模态时钟单位图+单位软件图时钟（公式24）

时钟式=时间量+访问量（公式25）

时间量=地址时钟+通讯时钟+生成器时钟+模态时钟+单位软件图时钟（公式26）

3.1.3.2与软件图的联系

时钟方程结构图标准图产生时钟式并且传递给逻辑方程标准式和单位软件图，控制时钟式所在逻辑方程和单位软件图，访问量是时钟式所在逻辑方程和单位软件图访问时钟器的变量，逻辑方程和单位软件图终结时，访问量报告生命时钟单位图和生成器时钟单位图。

3.1.3.3时钟器的算法

时钟器的算法有这几步：

①生命时钟单位图开始工作，给智能机器以机器生命，创造机器的生命体征。

②方程单位生成器发出方程单位生成指令给生命时钟单位图，生命时钟单位图根据指令创造地址时钟单位图、通讯时钟单位图、生成器时钟单位图、模态时钟单位图、单位软件图时钟，再由单位软件图时钟发出时钟式到对应的逻辑方程和单位软件图，这个逻辑方程和单位软件图如果要地址时钟变量值、通讯时钟变量值、生成器时钟变量值、模态时钟变量值，就通过时钟式的访问量访问对应的图得到时钟值，这个逻辑方程或单位软件图如果终结，终结后他的时钟式的访问量回复生命时钟单位图，生命时钟单位图再通过生成器时钟单位图将终结的信息告诉方程单位生成器。

③时钟器的算法需要人工设计和实现。

3.1.3.4图时钟理论

对于新型中央处理器，时钟器受方程单位生成器控制，时钟器再用时钟式控制生成的软件图，时钟器的工作原理就是图时钟理论，这个理论中，工作对象是主图生命时钟单位图和属图地址时钟单位图、通讯时钟单位图、生成器时钟单位图、模态时钟单位图、单位软件图时钟合成的时钟方程结构图，首先主图生命时钟单位图要创造生命时钟，创造机器生命和生命体征，生命时钟还是实现机器生命周期和实现生成器遗传的重要条件，因为时钟可以规定生命周期，时钟可以给生成器的知识结构图目录和软硬件控制功能目录标注时间，其次主图生命时钟单位图受方程单位生成器的触发产生各个属图，并与属图合作发出各种时钟式，同时接受访问量的访问和回复，以此创造实时动态的软件图环境，图时钟理论要通过人工设计的算法实现，而且是一个迭代进化的过程。

3.1.3.5生命周期

①智能机器的时钟

智能机器有三个层次的时钟，初级层的元素中的时钟，中级层组织器官中的时钟，高级层脑中的时钟。元素中的时钟决定元素的生命周期。组织器官中的时钟决定组织器官的生命周期。脑中的时钟决定脑的生命周期。

②机器脑结构的生命周期

以人为例，脑活着就有智能，脑失去生命就没有智能，智能机器的高级结构的核心是机器脑结构，机器脑结构形成脑，脑有时钟，这个时钟的生命周期变量由一个时钟式决定，脑结构负责用时钟式求生命周期变量，生命周期变量决定脑能不能生存，也决定高级智能机器有没有智能。机器脑结构的时钟式有信息推理（图推理）和结构推理（图控制）能力。

（3.3.5生命周期，引用[2] Liu, D. (2024) Logical Structure School II (Nine Applied Theories). Intelligent Control and Automation, 15, 160-214. doi: 10.4236/ica.2024.154009;6.生命周期理论）

③生命周期的实现方法

结构型智能机器是机器脑结构软件图、中级结构软件图、初级结构软件图对机器的图控制，机器的生命周期需要软件图的生命周期体现，软件图的生命周期由生成器根据自己的知识结构图制定，然后生成器传递信息给时钟器，时钟器产生的时钟式体现和实现生命周期。

3.1.4地址管理器

3.1.4.1地址方程结构图

地址方程结构图标准图=地址单位图+生成器地址单位图+地址单位软件图（公式27）

地址式=地址量+访问量（公式28）

地址量=存储地址（公式29）

3.1.4.2与软件图的联系

首先由生成器发出指令给地址单位图，地址单位图创造地址式，接着地址式通过地址单位软件图加入逻辑方程标准式和单位软件图，分配存储空间，需要新的存储空间时让访问量访问地址单位软件图再转给地址单位图增加存储空间，方程或单位软件图终结时，仍然由访问量告诉地址单位软件图和生成器地址单位图，地址单位软件图告诉地址单位图，收回存储空间。

3.1.4.3地址管理器的算法

研发地址单位图高效管理存储空间的技术。

3.1.4.4图地址理论

新型中央处理器的地址管理器的工作原理是图地址理论，工作对象是主图地址单位图和属图生成器地址单位图、地址单位软件图合成的地址方程结构图，地址单位图受生成器的触发，与属图合作生成各种地址式分配或收回存储空间，而且与属图合作回复访问量管理存储空间，实现存储管理和存储空间分配，图地址理论要通过人工设计的算法实现，而且是一个迭代进化的过程，可以借鉴现有的存储管理算法。

3.1.5通讯控制器

3.1.5.1通讯方程结构图

通讯方程结构图标准图=通讯单位图+生成器通讯单位图+通讯单位软件图（公式30）

通讯式=邮局功能+访问量（公式31）

3.1.5.2与软件图的联系

首先由生成器发出指令给通讯单位图，通讯单位图创造通讯式，接着通讯式通过通讯单位软件图加入逻辑方程标准式和单位软件图，创造邮局和邮局功能，需要新的邮局和邮局功能时让访问量访问通讯单位软件图再转给通讯单位图增加邮局，方程或单位软件图终结时，仍然由访问量告诉通讯单位软件图和生成器通讯单位图，通讯单位软件图告诉通讯单位图，删除邮局，完成后续操作。

3.1.5.3通讯控制器的算法：

重点研究通讯单位图设立邮局和邮局功能的本领，让邮局既小巧又高效，邮局需要的时钟和存储空间分别通过邮局所在逻辑方程或单位软件图的时钟式访问量和地址式访问量获得。

3.1.5.4图通讯理论

新型中央处理器的通讯控制器的工作原理是图通讯理论，工作对象是主图通讯单位图和属图生成器通讯单位图、通讯单位软件图合成的通讯方程结构图，通讯单位图受生成器的触发，与属图合作生成各种通讯式创造邮局和邮局功能，需要新的邮局和邮局功能时让访问量访问通讯单位软件图再转给通讯单位图增加邮局，而且与属图合作回复访问量管理邮局、邮局功能和邮局存储方法，图通讯理论要通过人工设计的算法实现，而且是一个迭代进化的过程，可以借鉴现有的互联网通讯算法。

3.1.6模态表达器

3.1.6.1模态方程结构图

模态方程结构图标准图=模态控制单位图+文字模态实现图+图像模态实现图+语音模态实现图+视频模态实现图+空间模态实现图+其他模态实现图（公式32）

3.1.6.2与软件图的联系

首先由方程单位生成器向模态控制单位图发指令，模态控制单位图生成模态式加入逻辑方程标准式，当变量的描述集、方程、单位软件图要模态表达时，通过模态式的访问量到模态方程结构图标准图对应的模态实现图发请求，模态实现图根据描述集和自己的功能发表模态。

3.1.6.3模态表达器的算法：

对现有技术取其精华去其糟粕，用人工设计和生成器的智能新知发展文字模态实现图、图像模态实现图、语音模态实现图、视频模态实现图、空间模态实现图、其他模态实现图，满足智能技术需要多模态表达和多模态思维的要求。

3.1.6.4图模态理论

①模态控制单位图

这是模态表达器的主图，生成逻辑方程或单位软件图的模态式，在软件图的实时动态运行中，软件图的模态式可以发出访问量到模态控制单位图，这个图分析访问量，根据分析的信息将路径引向对应的工作属图，提供单位软件图需要的模态表达。

②模态控制单位图的属图

文字模态实现图、图像模态实现图、语音模态实现图、视频模态实现图、空间模态实现图、其他模态实现图都是模态控制单位图的属图，这些图也有各种思维路径，每个路径就是某种模态表达的方法，路径的各个方程是这个方法的不同工序，这些属图是人工设计的，需要不断迭代发展。

③模态的应用

模态表达器的作用是让单位软件图根据需要表达成某种模态，符合人的思维对象都有模态的特点，需要注意的是，模态表达器作用的逻辑方程或单位软件图都有时钟式，所以表达的模态受时钟影响，是实时动态的模态，这仍然与人的思维特点一样。

3.2软件图——身体结构

3.2.1定义

赋予生命的软件逻辑方程结构图简称软件图，软件图是各个逻辑方程标准式通过变量值传递路径连接起来的逻辑方程有向结构图，逻辑方程标准式包括时钟式、地址式、通讯式、模态式、方程这几个组成部分，创造赋予生命的逻辑方程有向结构图。

图的工作方法用方程表示，图的工作过程为方程的运算过程，即由输入求出输出，图的实现为方程按路径的程序实现，一个方程是一个函数程序，路径是一个方程的某些变量的变量值向下一个方程输入的变量赋值的路径。

之所以说软件图代表机器的身体结构，因为软件图的某些变量值可以控制各种硬件设备，软件图用结构型目录分成各个组成部分，某些目录下的图对应控制硬件设备的某个部分，这样，软件图成为机器身体结构图。

3.2.2工作

软件图的工作有三个，第一，通过时钟式、地址式、通讯式、模态式实现中央处理器对软件图的控制，第二，实现中央处理器的方程单位生成器对单位软件图的生成或删除，第三，根据实时动态的软件图做图思维控制机器生命。

3.3图思维——生命活动

3.3.1图思维理论

图思维理论研究在赋予生命的软件逻辑方程结构图（简称软件图）上怎么思维，图思维包括图分析、图推理、图控制这三个步骤。其中图控制实现对机器身体结构的控制，产生机器的所有生命活动。

图思维立足于这样两个公式：

①正向思维：赋值输入变量+输入变量与输出变量的逻辑关系=求解输出变量（公式33）；

②反向思维：赋值输出变量+输入变量与输出变量的逻辑关系的反关系=求解输入变量（公式34）；

3.3.1.1图分析理论

    图分析为图思维的第一步，图分析的工作为在实时动态软件图环境寻找输入变量和输出变量之间的逻辑关系或逻辑关系的反关系，各种图思维的不同就在于图分析的不同，后面就讨论各种不同的图思维。

3.3.1.2图推理理论

图推理为图思维的第二步，所有正向图推理和所有反向图推理的过程都一样，都立足于图分析找出的输入变量与输出变量的逻辑关系或逻辑关系的反关系，根据赋值输入变量或赋值输出变量，求解输出变量或求解输入变量。

3.3.1.3图控制理论

    图控制为图思维的第三步，立足于图推理求解的输出变量或求解的输入变量，研究用求解的变量对控制对象发生作用，控制机器和机器的活动。

3.3.2方程图分析

方程图分析指输入变量和输出变量之间的逻辑关系是逻辑方程或逻辑方程组代表的关系，寻找这个逻辑关系的逻辑或反向逻辑。

3.3.2.1正向分析

正向方程图分析，研究逻辑方程或逻辑方程组代表的逻辑关系。

3.3.2.2反向分析

反向方程图分析，研究逻辑方程或逻辑方程组代表的逻辑关系的反向关系。

3.3.3路径图分析

路径图分析指输入变量和输出变量之间的逻辑关系是实时动态软件图中的一条路径，有起点方程、若干中间方程和终点方程。

3.3.3.1正向分析

正向路径图分析，研究方程路径代表的逻辑关系。

3.3.3.2反向分析

反向路径图分析，研究方程路径代表的逻辑关系的反向关系。

3.3.4并行图分析

并行图分析指输入变量和输出变量之间的逻辑关系是实时动态软件图中的并行的多条路径，每条路径有起点方程、若干中间方程和终点方程。

3.3.4.1正向分析

正向并行图分析，研究各个并行的方程路径代表的逻辑关系，接着正向图推理，根据赋值输入变量，和图分析得出的，各个并行的方程路径代表的输入变量与输出变量的逻辑关系，求解各个并行方程路径的输出变量，最后正向图控制，研究用各个方程路径求解的输出变量对控制对象发生作用。

3.3.4.2反向分析

反向并行图分析，研究各个并行的方程路径代表的逻辑关系的反向关系，接着反向图推理，根据各个并行的方程路径赋值输出变量，和图分析得出的，各个并行的方程路径代表的输入变量与输出变量的逻辑关系的反向关系，求解输入变量，最后反向图控制，研究用各个并行方程路径求解的输入变量对控制对象发生作用。

3.3.5交叉图分析

交叉图分析指输入变量和输出变量之间的逻辑关系是实时动态软件图中的并行的多条路径，每条路径有起点方程、若干中间方程和终点方程，各个并行方程路径可能出现交叉，即几条并行路径可能经过一个或多个共同的方程，但是因为实时动态的原因，两条不同的路径经过的同一个方程的时点不一定相同，从而造成方程状态是不一样的。

3.3.5.1正向分析

正向交叉图分析，研究各个交叉的方程路径代表的逻辑关系，接着正向图推理和正向控制。

3.3.5.2反向分析

反向交叉图分析，研究各个交叉的方程路径代表的逻辑关系的反向关系，接着反向图推理和反向控制。

3.3.6海量图思维

不论方程图思维、路径图思维、并行图思维、交叉图思维，只要求解的变量数海量就称为海量图思维。

3.3.7复杂图思维

复杂图思维仍然分为复杂图分析、复杂图推理、复杂图控制三个步骤。

3.3.7.1复杂图分析

打一个比方，复杂图分析好比全中国的高铁实际运行图，充满各种方向的图分析路径，有并行也有交叉，有方向完全相反的分析路径，，可能同时充斥正向分析和反向分析，参加分析的方程类似中国高铁的高铁站，数量众多，未来参加分析的方程数可能是中国高铁站数的万倍亿倍，海量参加分析的逻辑方程，再因为时钟式的作用，整个巨大的分析软件图是实时动态的，这就是复杂图分析，复杂图分析是寻找各种路径起点方程输入变量和路径终点方程输出变量之间的逻辑关系，或者寻找各种路径终点方程输出变量和路径起点方程输入变量之间的逻辑关系的反关系。

复杂图分析是智能机器结构复杂度的重要来源，还是提升智能机器学习能力和思维能力的重要来源。

3.3.7.2复杂图推理

复杂图推理与复杂图分析的路径一样，好比中国的高铁路线全图，表面上复杂混乱，实际因为全图存在实时动态调度，一切都井井有条，井井有条的复杂，复杂图推理也是这样，每条路径按本路径的时钟实时动态地推理，计算自己这条路径，形成复杂图推理的调度。

3.3.7.3复杂图控制

当复杂图分析和复杂图推理产生出海量控制变量，这种控制就是复杂图控制，复杂图控制因为软件图时钟式的作用而实时动态。

复杂图控制的应用重点是智能战争控制和智能统治控制，当前也可以用于人机社会控制。

3.3.8通用型病点全图思维和通用型靶点全图思维

通用型病点全图思维和通用型靶点全图思维将制药研究的病点全图思维和靶点全图思维扩大到通用领域，与其他图思维的不同主要在于图分析这个步骤。这里将所有的问题分析都称为病点分析，将所有的解决问题的分析都称为靶点分析。

①全图病点分析

病点分析是问题图分析的一种，全图病点分析与复杂图分析基本一样，但病点分析有一个特殊情况，即生命规律造成的病点并发症现象，这要求在分析过程中用方程单位生成器模拟病点并发症创造新的单位软件图和分析路径，方程单位生成器的模拟以仿生逻辑研究成果为基础。

②全图靶点分析

靶点分析是解法图分析的一种，全图靶点分析与复杂图分析基本一样，但靶点分析也有一个特殊情况，即生命规律造成的靶点衍生情况，比如药物的副作用或治疗对人体某些情况的改变，这也要求在分析过程中用方程单位生成器模拟靶点衍生情况创造新的单位软件图和分析路径，方程单位生成器的模拟以仿生逻辑研究成果为基础。

③全图健康分析

全图健康分析与现实生活中的体检一样，做全图正向分析，看输出变量集的所有取值是否健康，还可以做健康实验，用各种输入值测试输出值是否健康，比如食品检验或药物实验。

3.3.9逻辑场（群体）图思维

①逻辑场（群体）软件全图混乱的情况

逻辑场（群体）软件全图混乱的情况与逻辑机器软件全图混乱的情况一样，常常输入端和输出端混乱，一个逻辑机器节点可能同时作输入端、中间过程和输出端。

②逻辑场（群体）软件全图混乱路径问题分析

逻辑场（群体）结构图混乱路径问题分析与机器软件全图混乱路径问题的复杂分析用一样的方法，只是路径由“内网输出路径+外网传递路径+内网输入路径”组成。

③逻辑场（群体）软件全图混乱路径解法分析

逻辑场（群体）结构图混乱路径解法分析与机器软件全图混乱路径解法的复杂分析用一样的方法，只是路径由“内网输出路径+外网传递路径+内网输入路径”组成。

3.3.10对软件全图输入和输出的研究

注意，软件全图的输入输出都不是整齐划一的，存在混乱现象，一个方程节点可能同时是输入节点、中间节点和输出节点，逻辑场的群体结构图的逻辑机器节点也可能这样。

决定输入和输出、起点和终点的是时钟、起点方程和终点方程，即一条路径的输入是在某个时钟的软件全图状态发生输入，时钟由时钟器控制，输入的起点是某时钟的软件图的某一个方程，走的路径经过每个节点方程都是时钟式控制的，输出也是在某时钟的软件图的某一个方程，需要具体问题具体分析，软件全图的正向分析和反向分析都存在这种情况，病点分析和靶点分析也都存在这种情况。

无论正向分析、反向分析、病点分析、靶点分析，病点不止一个输入方程和输入时钟，而是可能多个输入方程和多个输入时钟，这样，病点路径也可能不止一条有向路径，而是多条有向路径，靶点也是这样，因为治疗手段和受疗人体组织不止一个，输入方程和输入时钟都不止一个，自然靶点路径也不止一条，而是多条，通过病点分析和靶点分析、正向分析和反向分析，输入方程和输入时钟都可能不止一个，都可能多个输入在不同方程和不同时钟发生，有多条路径，输出同样可能在不同时钟和不同方程产生多个输出，所以，正向分析、反向分析、病点分析、靶点分析都要面对多正向路径、多反向路径、多病点路径、多靶点路径、多康复路径，我们求的路径都可能是一群路径，这样会不会很复杂，不会，一群路径的分析如果纸上谈兵会很复杂，如果用软件全图的激活目标程序去做就很简单了，一眨眼的功夫都不用，因为存在可执行软件全图的时钟式的调度，而且，一群路径的分析是宇宙的常态、是生命的常态，是扩展仿生逻辑理论的必然要求。

①全图混乱路径问题分析

全图混乱路径问题分析与全图问题复杂图分析的方法一样，只是输入端和输出端是混乱的，需要火车乘客路程分析的方法，有一个输入就用放射线追踪，一直追到输出。

②全图混乱路径解法分析

先做全图混乱路径问题分析，根据结果做正常的全图解法分析。

3.4机器生命

3.4.1机器生命

①机器生命

结构型智能机器软硬件合作实现的软件图的生命时钟、生命体征、新陈代谢、生命周期、机器遗传会产生机器生命，注意，对根据我的机器生命研究发展的，某些国家的科学家提出的机器生命理论我不同意，我持批评的态度，机器生命与自然生命是不同的，机器生命是仿生命，不是真正的生命，机器生命的微观结构止步于零件，不能像研究自然生命那样通过研究生命微观活组织构造生命概念。

②生命时钟

“3.1.3.1时钟方程结构图”如下：

时钟方程结构图标准图=生命时钟单位图+地址时钟单位图+通讯时钟单位图+生成器时钟单位图+模态时钟单位图+单位软件图时钟。

生命时钟单位图创造了生命时钟。

③生命体征

宇宙中的生命都有生命体征，生命体征对生命的生育、遗传、迭代进化、生命周期和其他生命活动都意义重大，这告诉我们智能机器也要发展机器的生命体征，生命的生命体征来源于细胞的时钟、生命组织的时钟、生命个体的时钟、生命群体的时钟，用仿生逻辑发展机器的生命体征，只能用结构型智能，而这样，结构型硬件方程结构图、结构型软件方程结构图、机器社会方程结构图、人机社会方程结构图都要有时钟，为此，建立时钟方程体系，将时钟器嵌入中央处理器芯片，单机中央处理器和网络服务器的中央处理器，时钟器创造时钟方程体系，用时钟方程体系仿生生命时钟，用时钟方程体系产生的时钟方程变量值控制各种方程、各种方程单位结构图，方程和单位结构图随时间变化的函数就可以表达机器的生命体征了，然后我们就可以根据机器的生命体征创造机器的机器生育、机器遗传、机器迭代进化、机器生命周期和其他机器生命活动，这里，方程单位生成器可以创造遗传信息且实现遗传，这再次说明，结构型智能机器是真正的科学的仿生逻辑，是用自然的生命智能规律构造的智能机器。

④  新陈代谢

  “3.1.2.3方程单位生成器的算法②机器的新陈代谢”研究了结构型智能机器的新陈代谢理论。

⑤生命周期

机器生命是模拟宇宙各种生命的生命周期的结果。

⑤  机器遗传

“3.1.2.3方程单位生成器的算法⑦生成器创造的机器遗传现象”建立了初步的结构型智能机器的机器遗传理论。

⑦自我意识

实时动态的图思维，生命体征和遗传现象产生的机器生命，可以让结构型智能机器有一个自我的认识，自我脑活动的认识，自我结构的认识，新陈代谢的能力和需要，结构型智能机器就有了“我”这个概念，随着结构图复杂度的扩大，会产生“我的利益”这个概念，方程单位生成器会根据“我”和“我的利益”这两个概念的要求优化方程结构图，甚至产生新的结构图，实现早期的机器生育，这一切就创造出智能机器早期的自我意识。自我意识好的一面是有利于机器自主自动优化自己、保护自己、模仿人的逻辑提高智能、机器生育，不好的一面是与人类为敌、破坏、犯罪，对于这个问题，人类要因此重视民权、人权、法治的信仰。

3.4.2机器生命的意义

对于结构型智能机器的机器脑、机器人、机器社会三大主体而言，发展智能的道路就是发展机器生命的道路，机器生命就是结构型智能机器的智能。

参考文献

[1] Liu, D. (2024) Logical Structure School I (Five Fundamental Theories). Intelligent Control and Automation, 15, 125-159. doi: 10.4236/ica.2024.154008.

[2] Liu, D. (2024) Logical Structure School II (Nine Applied Theories). Intelligent Control and Automation, 15, 160-214. doi: 10.4236/ica.2024.154009.

[3] Liu, D. (2024) The Fundamental Theory of Artificial Intelligence—Logic Structure and Logic Engineering. Intelligent Control and Automation, 15, 28-62. doi: 10.4236/ica.2024.151003.

                                       刘海东

以上为我刘海东一个人原创首创的研究 ，可想而知，我的《结构学习的理论》一出，全人类肯定会有一窝蜂的抢夺、剽窃和模拟，我希望有一天中外社会会因为良知承认我是《结构学习的理论》的唯一发明人，没有良知的社会，人民就没有幸福，没有良知的社会，人类会成为奴隶，公理和道义反对抢夺和剽窃，对于科技理论的发明而言，不公开模拟对象的模拟就是抢夺和剽窃，人类应该有民权、人权和法治！