73．控制论学说的创立

73．控制论学说的创立

1969年的一天，在美国斯坦福大学的实验室里，科学家们正进行一项著名的实验，看表演者“赛克”是否有办法从地面爬到屋子中间的平台上，把那里的一只箱子推下去。实验开始，赛克走向平台。只见他绕着平台足足转了20分钟，还是爬不上去。赛克显得很窘，他环顾四周，突然发现墙角处有一块斜面板。他呆呆地沉思片刻，慢慢地把斜面板搁在平台上。然后，他沿着斜面板走上了平台，并把平台上的箱子推了下来。顿时，实验室里响起了一阵热烈的掌声。赛克是一个装有电脑的机器人，科学家们用控制论的功能模拟方法孕育了他，使他降生到了人间。这是现代控制论的成果之一。本世纪40年代美国科学家维纳在医学、生物和工程技术界一些专家协作下，通过电及电子系统和生物体内发生的各种过程之间的模拟研究，创立了这门崭新的学科。

维纳从小就对数学、物理等许多学科有兴趣。在研究随机物理现象——布朗运动时，他逐步确立了统计理论思想。控制论研究对象的特点恰恰在于根据随机性的环境来决定和调整自己的行动。他在研究电滤波器的噪声与信息问题时，又形成了信息量的概念，这也是控制论的重要思想。

在哲学思想上，维纳深受罗素和莱布尼兹的影响。在他的《控制论》中曾说：“假如我必须为控制论从科学史上挑选一位守护神，那就挑选莱布尼兹。莱布尼兹的哲学集中表现在两个密切联系着的概念上——普通符号论的概念和演示的概念。今日的数学记号和符号逻辑即来源于此。”他认为，“从莱布尼兹以后，似乎再没有一个人能够充分地掌握当代的全部知识活动了。从那时候起，科学日益成为专门在愈来愈狭窄领域内进行着的事业。”这种认识启发他去开拓各门学科之间“被忽视的无人区”，促使他逐渐产生了控制论的思想。

30年代末期，维纳成为哈佛医学院神经生理学家罗森勃吕特博士主持的科学方法讨论会上的常客。与会者来自各个学科，是一批思想异常活跃，常能发表各种各样独特见解的学者。在这些讨论中，他意识到，科学发展中最有前途的领域是学科的边缘和交叉之处，他称之为“科学处女地”。这就成为维纳取得科学成果的战略思想。

1948年，《控制论》出版了，维纳一下子成了举世闻名的人物。在书中，维纳介绍了用电子元件或机械元件组成的控制系统；使用统计方法研究信息的传递和加工；指出如何用控制论方法研究大脑和神经生理活动，等等。特别是给出控制论的数学表述，它包括：处理对于不可控变量的时间序列给出数学表述的问题；设计一个将输入函数变换为输出函数的算子；在算子设计中建立起确定最优性意义的判据。由于维纳方法在本质上是属于统计学的，因此很自然地引进无偏性、最小方差以及对输入和输出函数的自相关函数和相关分析等概念。从而，维纳又创立并发展了广义调和分析，还借助于遍历定理，将它应用于每个个别的样本函数以取得所需要的信息。书中还提出了一系列科学哲学和社会学方面的重要问题，例如，信息的本质是什么？它在哲学中的地位如何？机器是否能思维；会不会最终控制人等等，好些问题至今仍是科学家以及哲学家们争论的热点。

1950年，维纳应美国读者的要求发表了一本关于控制论的通俗读物《人有人的用处》。这本书使他的名声从科学界扩大到了民众。后来，他又发表了《控制论与社会》（1958年）、《控制论新章》（1963年）等著作。

控制论的基本观点是系统观点、信息观点、反馈观点和调控观点。

①系统观点。控制论要从整体上研究事物，把事物（对象）看成是一个由若干部分，（系统或要素）构成的系统。对这个系统，要研究其各部分功能上的联系。控制论把研究的事物（系统）与其他事物的联系概括为“输入”（外界对系统的影响）和“输出”（系统对外界的影响），例如，我们把一个工厂作为一个系统来进行控制和管理时，每个车间可以看成整修工厂系统的一个子系统；同样，我们把整修车间作为一个系统来进行控制和管理时，每部机器就是它的一个系统。整修车间系统的生产和人力、物力分配就是系统的输入。而车间所生产出来的产品及它对环境的影响就是系统的输出。

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