控制论

1947年10月，维纳写出划时代的著作《控制论》，1948年出版后，立即风行世界。维纳的深刻思想引起了人们的极大重视。它揭示了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律；为现代科学技术研究提供了崭新的科学方法；它从多方面突破了传统思想的束缚，有力地促进了现代科学思维方式和当代哲学观念的一系列变革。 控制论的发展过程大致分为三个阶段： 20世纪50年代末期以前为第一阶段，称为经典控制论阶段； 50年代末期至70年代初期为第二阶段，称为现代控制论阶段； 70年代初期至现在为第三阶段，称为大系统理论阶段。 经典控乎姿制论主要研究单输入和单输出的线性控制系统的一般规律，它建立了系统、信息、调节、控制、反馈、稳定性等控制论的基本概念和分析方法，为现代控制理论的发展奠定了基础。它研究的重点是反馈控制，核心装置是自动调节器，主要应用于单机自动化。现代控制论的研究对象是多输入和多输出系统的非线性控制系统，其中重点研究的是最优控制、随机控制和自适应控制，主芦槐要应用于机组自动化和生物系统。而大系统理论的主要研究对象是众多因素复杂的控制系统(如宏观经济系统、资源分配系统、生态和环境系统、能源系统等)，研究的重点是大系统的多级递阶控制、分解-协调原理、分散最优控制和大系统模型降阶理论等。 控制论的核心问题涉及5个基本方面:①通信与控制之间的关系。一切系统为了达到预定的目的必须经过有效的控制。有效的控制一定要有信息反馈，人控制机器或计算机控制机器都是一种双向信息流的过程，包括信息提取、信息传输和信息处理。②适应性与信息和反馈的关系。适应性是系统得以在环境变化下能保持原有性能或功能的一个特性，人的适应性就是通过获取信息和利用信息并对外界环境中的偶然性进行调节而有效地生活的过程。③学习与信息和反馈的关系。反馈具有用过去行为来调节未来行为的功能。反馈可以是简单反馈或复杂反馈。在复杂反馈中，过去的经验不仅用来调节特定的动作，而且用来对系统行为进行全盘策略使之具有学习功能。④进化与信息和反馈的关系。生命体在进化过程中一方面表现有多向发展的自发趋势，另一方面又有保持祖先模式的趋势。这两种效应基于信息和反馈相结合，通过自然选择会淘汰掉那些不适应周围环境的有机体，留下能适应周围环境的生命形式的剩余模式。⑤自组织与信息和反馈的关系。人根据神经细胞的新陈代谢现象和神经细胞之间形成突触的随机性质来认识信息与系统结构的关系。可以认为，记忆的生理条件以至于学习的生理条件就是组织性的某种连续，即通过控制可把来自外界的信息变成结构或机能方面比较经久的变化。 现在，控制论已有了许多重大发展，但维纳用吉布斯统计力学处理某些数学模型的思想仍处于中心地位。他定义控制论为：“设有两个状态变量，其中一个是能由我们进行调节的，而另一个则不能控制。这时我们面临的问题是如何根据那个不可控制变量从过去到现在的信息来适当地确定可以调节的变量的最优值，以实现对于我们最为合适、最有利的状态。”

译者序 / 1 第二版序言 / 5 第一部分 导 言 / 3 第一章 牛顿时间和柏格森时间 …………………… 49 第二章 群体与统计力学 …………………………… 75 第三章 时间序列、信息和通信 …………………… 97 第四章 反馈和振荡 ……………………………… 145 第五章 计算机和神经系统 ……………………… 179 第六章 格式塔与一般概念 ……………………… 207 第七章 控制论和精神病理学 …………………… 223 第八章 信息、语言和社会 ……………………… 239 第二部分 第九章 关于学习和自增殖机 …………………… 257 第十章 脑电波和自组织系统 …………………… 275 附 录 人有人的用处：控制论与社会 一 什么是控制论？ / 311 二 进步与熵 / 325 三 定型与学习：沟通行为的两种模式 / 365 四 几种通信机器及其前景 / 389

诺伯特·维纳(Norbert Wiener，1894-1964)是美国数学家，控制论的创始人。维纳1894年11月26日生于密苏里州的哥伦比亚，1964年3月18日卒于斯德哥尔摩。维纳在其70年的科学生涯中，先后涉足哲学、数学、物理学和工程学，最后转向生物学，在各个领域中都取得了丰硕成果，称得上是恩格斯颂扬过的、本世纪多才多艺和学识渊博的科学巨人。他一生发表论文240多篇，著作14本。他的主要著作有《控制论》(1948)、《维纳选集》(1964)和《维纳数学论文集》(1980)。维纳还有两本自传《昔日神童》和《我是一个数学家》。 维纳对科学发展所作出的最大贡献，是创立控制论。这是一门以数学为纽带，把研究自动调节、通信工程、计算机和计算技术以及生物科学中的神经生理学和病理学等学科共同关心的共性问题联系起来而形成的边缘学科。

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