要研究和制造出真正意义的情感机器人，就必须解决情感的数字化问题。人类的情感千差万别、复杂多样，而且变幻莫测，实现情感的数字化看起来是件不可思议的事。实际上，情感并不是神秘的东西，它同认知一样，是人类的一种特殊的认识方式和思维方式，只不过它所认识和思维的对象是一种特殊的事物——价值。要实现情感的数字化必须完成如下步骤。
一、揭示情感与价值的辩证关系
心理学把情感定义为：“人对客观现实的一种特殊反映形式，是人对于客观事物是否符合人的需要而产生的态度的体验”。不难发现，“人对于客观事物是否符合人的需要”实际上是一个典型的价值判断问题，“符合人的需要”就是事物的价值特性，它也是一种客观存在，“态度”和“体验”均是人对事物的价值特性的认识方式或反映方式，这样，心理学的情感定义又可表述为：“情感是人对事物的价值特性所产生的主观反映”。
由此可见，情感所对应的客观存在就是事物的价值特性。情感与价值的关系是主观与客观、意识与存在的关系，是一个辩证统一的关系，主要表现在四个方面。
1、情感以价值为基础。情感的基本状态取决于价值的基本状态，情感的总体规模取决于价值的总体规模，情感的变化范围取决于价值的变化范围，情感的强度与方向取决于价值的大小与正负。
2、情感对价值的反作用。情感可以在一定程度上阻止、压抑、诱发、转移、强化或诱导人对某种价值的需要；人在情感的驱动下，可以对事物施加反作用力，并使之发生价值增值。
3、情感的相对独立性。人的情感产生并运行于大脑，这就不可避免地受到大脑内部众多因素的制约和干扰，从而在一定程度上偏离它所反映的价值。
当然，情感与价值的对应关系并不是机械的、简单的，而是辩证的、复杂的，主要表现在：它是多元变量的函数而不是一元变量的函数，它是统计概率的而不是个体动力学的，它是时间上的同向而不是时间上的同步，它是联系的对应而不是孤立的对应，它是多形式上的价值对应而不是单一形式上的价值对应，它是多层次上的价值对应而不是单一层次上的价值对应，它是针对事物的价值特征而不是针对事物的其它特征，它是动态的对应而不是静态的对应，它是非线性的对应。
这样一来，情感的数字化问题或情感的计算问题就可以转化为价值的计算问题。
二、实现价值的统一计算
价值的具体形式多种多样，而且复杂多变，任何事物的价值大小都会随着主体、客体及介体的品质特性的不断变化而变化，对所有价值进行统一计算看起来是不可能的事。其实不然，任何社会关系的核心内容就是价值关系，人们在处理各种社会关系时，总是在不断地“权衡利弊”，实际上就是在不断进行利益得失的比较或价值大小的计算。不难发现，如果各种不同形式的价值不能进行统一计算，就不可能“权衡利弊”。
本人历经八年艰辛，创立了一门全新的价值理论——统一价值论，它实现了所有形式价值的统一计算。统一价值论认为，人类社会的一切运动是物质运动的特殊形式，必然在更大的范围内遵循物理学的基本定律，根据物理学的“耗散结构论”，人类的生存与发展在其物理本质上就是有序化运动规模的维持和发展，由于能量是“衡量一切物质运动规模的统一尺度”，有序化能量是衡量一切有序化运动规模的统一尺度，那么推动人类生存与发展的动力源——价值就是那些直接或间接的有序化能量，即广义有序化能量。
理论证明：食物是人类最基本的有序化能量，以个体劳动能力为价值判断标准，可以将所有形式的生活资料使用价值折算成一定数量的食物能量，从而实现了不同具体形式的生活资料使用价值的统一计算；以集体生产力为价值判断标准，可以将所有形式的生产资料使用价值折算成一定数量的生活资料使用价值，从而实现了不同具体形式的生产资料使用价值的统一计算；以社会生产力为价值判断标准，可以将所有形式的劳动价值折算成一定数量的生产资料使用价值，从而实现了不同具体形式的劳动价值的统一计算。总之，可以将所有形式的价值都折算成一定数量的食物能量，其统一的度量单位就是能量单位：焦耳，从而实现了所有具体形式的价值的统一计算。
统一价值论解决了价值的统一计算问题，这就为情感的统一计算奠定了理论基础。
三、探索价值观的客观目的
统一价值论认为，事物或系统之间的竞争并不是对“价值投入产出比”大小的竞争，而是对“价值率”（即单位时间的价值投入产出之比）大小的竞争。根据“选择倾向性法则”：事物的价值率越高，人就会越多地向该事物追加投入价值资源，从而越多地扩大其存在规模；相反，事物的价值率越低，人就会越多地把向该事物所投入的价值资源抽调出来，从而越多地缩小其存在规模。事物的价值率作为一种很重要的客观存在，必然会反映到人的头脑中，从而形成价值观的核心内容——主观价值率，即
主观价值率：事物的客观价值率P在人的头脑中的主观反映，用ω来表示。
价值观矢量：主体对于所有事物价值率的主观反映值所组成的数学矢量，称为该主体的价值观矢量，用W来表示，即：
Ｗ＝｛ω１，ω２，…，ωｎ｝ 　　　　　　　 （1）
有些人之所以重视某一事物，就是因为他相对于别人对该事物具有较高的主观价值率；有些人之所以只顾眼前利益而不顾长远利益，就是因为他们相对于别人对反映长远利益关系的事物具有较低的主观价值率。总之，人的价值观（即对于所有事物的“选择倾向、原则立场和行为取向”）均可采用主观价值率的形式来描述。价值观的客观目的在于识别事物的价值率，它是事物价值率的主观反映值。人在价值观的引导下，可以对不同的事物产生不同的选择倾向。
四、确立情感的数学定义
然而，仅仅认识事物的价值率是不够的，人仍然无法真正确定对事物的价值资源的投入原则（投入方向和投入规模）。根据“中值价值率分界定律”：当事物的价值率大于主体的中值价值率时，该事物就会促进主体的生存与发展，从而得到主体的支持而不断发展；当事物的价值率小于主体的中值价值率时，该事物就会阻碍主体的生存与发展，从而得到主体的反对而不断萎缩。主体的中值价值率是主体对于不同事物确定不同的价值资源投入原则的分界点，主体只要识别出事物的价值率与自己的中值价值率的差值，就可以确定对于不同事物的价值资源投入方向，以实现价值资源的最佳配置。为此做出如下定义：
价值率高差：事物的价值率P与主体的中值价值率Po之差值，称为该事物的价值率高差，用△P来表示，即
△P = P—Po (２)
根据这个定义：当某事物的价值率高差大于零时，主体就会扩大其作用规模或增加其价值资源投入量；相反，当某事物的价值率高差小于零时，主体就会缩小其作用规模或增加其价值资源投入量。由此可见，事物的价值率高差是一个非常重要的价值特性参量，它从根本上决定着人对该事物基本的“立场、态度、原则和行为取向”，决定着人对该事物的价值投入方式和投入规模，因而必然会反映了人的头脑中来，形成一种特定的主观意识——情感。
总之，情感的客观目的在于以主体的中值价值率为基准，识别事物的价值率高差，从而为主体的行为和思维活动提供精确、有序和恰当的驱动力。
事物的价值率高差反映到人的主观意识之中就构成了情感的核心内容，为此，对情感做出如下定义：
情感：人对事物的价值率高差△P所产生的主观反映值，定义为人对该事物的情感，用μ来表示。
情感发生的逻辑过程：当事物的价值率高差大于零时，人通常会产生正向情感（如满意、愉快、信任等），从而诱导、调节和控制人的各种活动不断趋向于该事物，以不断扩大其作用规模，其结果是事物的价值率高差将会随着作用规模的增长而下降，正向情感的强度也随之下降；当事物的价值率高差小于零时，人通常会产生负向情感（如失望、痛苦、顾虑等），从而诱导、调节和控制人的各种活动背离该事物，以不断缩小其作用规模，其结果是事物的价值率高差将会随着作用规模的缩小而上升，负向情感的强度也随之下降；当事物的价值率高差等于零时，人通常不会产生情感，从而维持了事物原有的作用规模。
五、论证情感强度第一定律
这里要注意的是，事物的价值率高差并不是以等值函数的形式反映到人的情感强度之中，也不是以线性函数的形式反映到人的情感强度之中，也就是说，情感的强度并不与事物的价值率高差成正比，而是呈现出某种指数函数关系。为了探索这种特殊的函数关系，首先了解一般意义的刺激与感受的生理过程及强度定律。
外界某种物理刺激或化学刺激可以引起人的相应感受器官的反映，而每一种感受器官只对一种或两种形式的能量特别敏感，如眼睛对于光能，耳朵对于声能，皮肤对于热能和机械能，舌头对于化学能等。心理学指出，刺激强度与感觉强度服从韦伯定律。
韦伯定律：刺激强度的增加量与刺激强度之比值为一常数，即:
△I/I=Ｋm (3)
这个定律最初是从人的眼睛对光波的感受性研究中得出来的，以后又发现人的其它器官的刺激感受性也遵循这个定律，最后发现整个生物界的刺激感受性都遵循这个定律，因此韦伯定律实际上是一条基本的生物规律。如果把这个定律进行数学变换，可得：
费希纳定律：感觉强度与刺激强度的对数成正比，即:
μ＝ＫmlogI+Ｃ (4)
其中，Ｋm，Ｃ为常数，μ为感觉强度，I为刺激强度。
选取一定的刺激强度单位，就可以使费希纳定律变换为：
μ＝Ｋmlog（１＋I） (5)
由上式可以看出，感觉强度与刺激强度之间的关系具有以下特点：
１.当I→0时，μ≈Ｋm×I，即当刺激强度很小时（刺激强度靠近中心区域时），感觉强度与刺激强度近似地成正比。这样，人可以在最重要的刺激强度中心区域较为敏感地、准确地感知外界刺激的强度变化，以尽可能获取准确而详细的信息。
２.当I→∞时，μ≈ＫmlogI，即当刺激强度很大时（刺激强度远离中心区域时），感觉强度与刺激强度的对数成正比。这样，人可以在不太重要的刺激强度区域也能对外界刺激的强度变化有所感受，只是感受的灵敏度较低，从而可以粗略而大范围地获取信息。
情感是一种特殊的主观反映，其发生过程实际上是人脑对于事物价值特性的刺激与感受的生理过程，它与一般意义的刺激与感受生理过程的不同之处在于：刺激信号不是事物的物理或化学特性，而是事物的价值特性，具体地讲就是事物的“价值率高差”（即事物的价值率与主体的平均价值率之差）。这种刺激信号往往是一种抽象化的、复合型的关系信号，它既可以是复合的色彩、形状、体积、重量、声音、图象等物理化学信号，也可以是语言与文字所组成的第二信号系统，这些复合型信号代表着事物的价值特性，而不是代表着事物的某种物理化学特性。当事物的价值特性作用于或即将作用于人时，人脑将以一定的情感强度来感受它。
既然情感的产生过程是一种特殊的刺激与感受的生理过程，那么情感强度与事物的价值率高差的关系同样应该遵循“费希纳定律”，由此可得:
情感强度第一定律（即情感强度对数正比定律）：情感强度与事物的价值率高差的对数成正比，即:
μ＝Ｋmlog（１＋ΔＰ） (6)
其中，Ｋm为强度系数，ΔＰ为价值率高差，μ为情感强度。
不难发现：当情感强度很小时，情感强度与价值率高差近似地成正比；当情感强度很大时，情感强度与价值率高差的对数成正比；当价值率高差为０时，情感强度亦为０；当价值率高差趋近于－１时，情感强度趋近于负无穷大。
六、情感的数学运算
人对于所有事物所产生的情感可以组成一个复杂的情感系统，并可采用一定的数学表达式进行描述。
情感矢量：人对于所有事物的情感所组成的数学矢量，称为情感矢量，用Ｍ来表示，即
Ｍ＝｛μ１，μ２，…，μｎ｝ (7)
其中，μi是指人对于第i个事物所产生的情感。
1、情感的并集运算：当某一母集事物是众多子集事物的并集时，人对于母集事物的情感可由各子集事物的情感的并集运算而得，从而构成并集情感。
并集情感：设A=A1∪A2…∪AN，则主体对于母集A的情感称作各个子集Ai价值观的并集情感，用｜ＭA｜来表示，即。
｜ＭA｜＝Ｆ（μ１，μ２，…，μｎ） (8)
其中，μｉ表示人对第i个事物的情感。
一般情况下，并集情感并不等于各个具体情感的代数平均值。事实上，并集情感与人对于各个具体事物的作用规模有关。只有当各个子集事物的作用系数完全相同时，母集事物的并集情感才等于各个子集事物情感的代数平均值。
2、情感的交集运算：当某一母集事物是众多子集事物的交集时，人对于母集事物的情感可由各子集事物的情感的交积运算而得，从而构成交积情感。
交积情感：设Z=A∩B，则主体对于母集Z的情感称作个子集A和B价值观的交积情感，用∣ＭAB∣来表示。
3、情感的合成运算：对于同一事物，不同的个人往往拥有不同的情感；个人对于同一事物的情感往往又不同于他所在的集体或社会对于该事物的情感。根据人类主体的不同，情感可分为个人情感、集体情感和社会情感三种基本形态，其中，集体情感是由集体各成员对于同一事物的情感相互作用而成，而社会情感又是由社会中的各集体对于同一事物的情感相互作用而成。
合成情感：设集体是由个人C1、C2…CN所组成，则集体对于同一事物的情感称为该事物的合成情感，用∣ＭC∣来表示。
集体情感通常并不等于各成员情感的代数和，但必定与各成员的情感存在一定的相关关系，可以证明（从略）：
ＭC=∑（ＭCi×Si） （9）
其中Si反映了个人情感对集体情感的影响程度，称为情感影响权数，它与价值观的影响权数完全相同。


主要参考文献：
①仇德辉著，《统一价值论》，中国科学技术出版社，1998年。
②仇德辉著，《数理情感学》，湖南人民出版社，2001年。
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