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许永桂:《控制论与科学方法论》后思后觉

作者/来源:许永桂2014级研究生 点击次数: 1297


自从1948年诺伯特•维纳发表了著名的《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》一书以来,控制论的思想和方法已经渗透到了几乎所有的自然科学和社会科学领域。维纳把控制论看作是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学,是研究动态系统在变的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学。他特意创造“Cybernetics”这个英语新词来命名这门科学。“控制论”一词最初来源希腊文“mberuhhtz”,原意为“操舵术”,就是掌舵的方法和技术的意思。在柏拉图(古希腊哲学家)的著作中,经常用它来表示管理的艺术。

控制论的思想,其实早在工业革命早期的伟大实践中,就开始孕育发芽,直到了狂飙突进的20世纪,在维纳的手中奠定了基础。20世纪是人类历史上的伟大时代,几场规模巨大的战争,在破坏中反而极大推进了人类历史的进程。无数的军事产品不断在民用化中促进了生产工具的革新,创造了人类史上的进步新高潮。

作为旧三论(系统论、控制论和信息论)之一的控制论,在我看来,已经接近了哲学的方法论,它是比哲学方法论稍微低一层的具体方法论观点和体系,但是已经快要接近哲学方法论的层次了。重新学习控制论的观点和逻辑体系,有助于我们能够提高自身的思维层次,促进思维方法的科学化,更好地提高做事效率,而且从另外一个层面,有助于我们世界观、人生观、价值观的进一步完善和演进。

              框架结构

   本文第一章是控制与反馈。此部分先从可能性空间开始论述,人可以通过选择来选择可能性空间进而改造世界,人拥有控制能力,控制的方式分为随机控制、有记忆的控制、共轭控制等;负反馈也是一种控制的方式,它可以通过不断的修正目标来达到缩小可能性空间的目的,最后还谈到了正反馈对系统偏离的“恶化效用”。

可能性空间其实在数学上就是一个集合。在集合里面,我们有很多种选择,但是我们控制的目的,就是在其中找到你所需要的单个或者部分集合。那么,可能性是大自然存在的一种状态,因为大自然是随机存在的一种组合,当人类面临着无数种选择的时候,最迫切需要的是提高自己的控制能力,也就是不断缩小面临选择的“可能性空间”的问题。所以本文提到了三种控制的方式,分别是随机控制、有记忆的控制和共轭控制。随机控制是我们最笨的一种办法,就是所谓的数学上的“枚举法”,通过一个个的枚举,作者引用了翻抽屉找钥匙和不断使用自己的钥匙去试出开锁钥匙来说明这种办法。而有记忆的控制同样用找钥匙的例子来论证,但是其中则把内在的条件增加了一条:有记忆。因为有记忆,所以,在找过的集合中,就可以不断排除,不断缩小“可能性空间”,最终锁定了所要找的对象。而共轭控制的方法则是非常巧妙,因为该类办法是通过一个中间的更加可控的变量,通过中间更为可控的变量的量度,来确定所要处理对象的过程。这个过程涉及到了两个转换过程,文中用L来表示,通过L的一次变换,换成更为容易控制的A,然后测完再逆向转换回来,这个过程非常类似矩阵的运算过程,实践证明了,方法规律的总结和提升就是方法论,在不同学科,都是殊途同归的。文中引用了曹冲称象的例子,可以分割的石块就是那个A。

负反馈的引用是新时代最为广泛引用的新方法,最为典型的例子就是导弹的发明。导弹与普通炮弹的区别,就在于自身有能力可以不断搜索既定的目标,而且在运动过程中不断锁定运动目标和缩小搜索区域。这个过程靠的就是负反馈的作用。如果没有负反馈,所有的自动控制体系,都可能出现崩溃。负反馈的前提条件,是要求系统是一个闭合的回路,没有回路的系统,没有办法进行反馈,而且这种反馈是起到修正目标作用的。负反馈的控制方法广泛应用于工业生产中,如水塔的水位调节和电路的控制等等。

而与此相反的是正反馈,则是不断扩大目标差,最后陷入放大与崩溃中,现实中的例子有三极管的电路方法原理和火药的爆炸等。正负反馈之间是可以在一定条件下相互转化的,我们在现实中看到的稳定存在系统,大多数都是负反馈在维持运营。比如人体就是一个最好的例证,如果没有人体内部的自我负反馈维护,人类就会生病乃至死亡。

第二章是信息、思维与组织。何谓信息?信息的意义在于哪里?作者引入信息的概念以后,通过量化的方式,用“概率”来对前面的“可能性空间”做了一个量化,而且用负对数量化了信息的多少。数字化和量化,是现代文明进步的一个体现和标志,没有具体数量的衡量,就意味着控制能力的缺乏。不论是社会还是自然,都是一样的,经济体必须要具体量化的指标,这是毋庸置疑的。在我们没有办法量化或者认为无法量化之前,我们对大自然的控制能力,都是有限的。

信息的价值在与传递,通过传递,可以缩小“可能性空间”,信息可以为我们创造价值,因而信息是有价值的。而信息的传递离不开控制的过程,控制的好坏与信息的价值密切相关。

编辑:admin 添加时间:2016/9/25 10:36:45
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