登陆注册
8947700000081

第81章 创建控制论的先驱

美国数学家和哲学家维纳是二十世纪下半叶兴起的科学技术革命的主要先驱者之一。他除了在数学上有卓越成就外,还创建了控制论。

维纳是本世纪少数几个“探索型”科学家之一,具有敏锐的哲学头脑,总是不满足于已有成就,不断把探索的目光投向新的荒无人烟的原野。他从二十年代开始自己的科学生涯起,就迈向“函数空间积分”的崭新领域。由于不满足于一般积分理论,他要寻求其物理验证,这就把他引导到布朗运动,并首先在这里运用了勒贝格积分。布朗运动是分子的偶然的随机运动,维纳由此而开始了对随机过程的统计问题的研究。这个研究,实在是他毕生事业中具有决定意义的一步。正如他后来所见,二十世纪的物理学革命并不只是相对论和量子力学,而是统计物理;后者所表现的偶然性世界取代了牛顿的机械必然性世界,从而使人们眼里的世界图景发生了根本性的变化。他的这一远见卓识,直到他身后才由于科学技术革命的开展而为更多人所理解。

从统计问题出发,三十年代他又转向对与此有密切联系的通讯理论的研究,第一个把通讯作为统计过程处理,从而使通讯工程成为一门统计科学。这就是说,在通讯中,传递消息的过程由于各种偶然性因素的作用,必然引起组织程度降低,使意义变得模糊不清,因此,通讯的过程也就是同这种自发趋势进行斗争以保持一定组织程度(信息量)的过程。在这一思想指导下,他同中国科学家李郁荣合作建立了“维纳滤波”。以最优方式把噪声同信号分离开来。这是控制论的理论准备之一。

四十年代初,第二次世界大战促使他把他的研究领域从一般通讯过程扩大到防空火力控制这样的实际问题。这是一个如何通过有效的通讯而达到控制的问题。为了对付德军优势,迫切要求改进防空武器。飞机速度和灵活性的迅速提高,高射炮如果还是用传统的瞄准方式,机械地按照既定目标发射,命中率必将日益下降。新的情况要求火力装置必须考虑外界情况的变化来修改原来的命令,即根据炮火执行命令的误差而加以调节。这就是给火力装置以反馈调节功能。这样,防空火力不是一台孤立的装置,发射操作必须把这一装置及其炮手连同敌机及其驾驶员看作一个整体,使之成为一个统一的通讯和控制系统。这里特别重要的是,人也成了这个系统的一个组成部分,参加到整个通讯、控制、反馈的过程中去。这正像一艘船舶,掌舵者也成为整个机构的一部分一样。这又导致另一个更深刻的思想:动物机体和人体也同样可以看作是这样的控制系统。人的活动可以从控制和通讯的角度进行研究。这就涉及神经生理这个更广阔的领域。维纳敏锐地意识到,在数学、物理学、工程学、神经生理学等学科的“边区”,存在着一大片有待开发的科学上的处女地。要开发这片土地,要有这些学科之间的“密切交往”。要有某种随机的探索过程。维纳参加在哈佛大学一个定期举行的科学方法讨论会。大家在这里各抒己见,畅所欲言,无所顾忌,不受拘束。在这个聚会上,维纳及其合作者计算机科学家毕格罗,神经生理学教授罗森布鲁特一经接触,思路渐趋统一,目标渐趋明确,通过几年的探索,他们关于控制论的论文诞生了——《行为、目的和目的论》。他们认为:一切控制行为,都是一个从原因到目的之间的随机试探、反复调节的曲折过程。这篇文章提出了控制论的基本概念。

二十世纪下半叶所兴起的现代科学技术革命,使科学作为一个社会组织系统的特点日益鲜明。越来越多的研究工作需要在统一思想指导下有组织、有计划地进行。控制论不但为这一特殊系统提供了理论基础,而且它本身的诞生也成为一个有力的证据,它说明:现代科学的发展已不能靠个人冲锋,而要求社会集体工作。同时它也说明:科学作为人类精神的探索,永远离不开维纳这样敢于冲出旧疆域,深入无人区的科学上的探险家。

同类推荐
  • 生物知识知道点:动物的进化

    生物知识知道点:动物的进化

    简单地说,动物界的进化经历了一个从原始鞭毛虫到多细胞动物,从原始多细胞动物到出现脊椎动物。随着海洋面积的逐渐缩小,部分海洋脊椎动物开始向陆地进军,演化到两栖类,从中分化出哺乳类和鸟类,哺乳类中的一支进一步发展为高等智慧生物。
  • 中国地理全知道

    中国地理全知道

    我们抛开枯燥的说教,浓缩中国地理之精华,为读者营造了中国自然地理和人文环境的良好氛围,相信定能使您在快速纵览华夏山川,了解丰富地理知识的同时,获得更为广阔的文化视野和精神感受。说到中国地理,一定会想到中国的地大物博,960万平方千米的土地蕴藏了多少物宝天华:中华名山、自然保护区、河流湖泊、国家地质公园、古老的历史文化遗存等无不囊括其中。内容丰富、语言简练、资料权威,使读者在短时间内有效掌握国家自然与人文地理知识,轻松阅读,从而丰富知识,开拓视野。
  • 天干与地支

    天干与地支

    金开诚编著的《中国文化知识读本:天干与地支》为丛书之一,系统全面介绍了古历法相关知识。《中国文化知识读本:天干与地支》中优美生动的文字、简明通俗的语言、图文并茂的形式,把中国文化中的物态文化、制度文化、行为文化、精神文化等知识要点全面展示给读者。
  • 学生气象知识丛书-气象与农业

    学生气象知识丛书-气象与农业

    气象用通俗的话来说,它是指发生在天空中的风、云、雨、雪、霜、露、虹、晕、闪电、打雷等一切大气的物理现象。本丛阐述了气象与人类生活的关系及影响。
  • 谁会是下一个牛顿:最让人受启发的物理现象

    谁会是下一个牛顿:最让人受启发的物理现象

    本书主要内容包括:无处不在的力、怎样让溜冰鞋一直滑下去、苹果为什么不掉到天上去、人体重心揭秘、羽毛和铁块会同时落地吗、“不倒翁”不倒的秘密等。
热门推荐
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 他独占成瘾

    他独占成瘾

    身上的每一处,都长在了我的审美上。
  • 我养了一只神猫

    我养了一只神猫

    鸿蒙之始,天地平衡然,有挂逼者!邪祟者!贪婪者!嗜血者!坏天地平衡。破乾坤秩序!天道不可无视之!择混沌神猫,为天地意志,委任后来之人执行天道之怒!是为天道执行者!……”杨帆,一个普通高中生,好心之下便成了拯救世界!维持天地平衡的天道意志!的~铲屎官!!
  • 大明航海王

    大明航海王

    万历十五年,明神宗朱翊钧由一个立志有为的皇帝变成一个荒怠的皇帝。这一年,抗倭名将戚继光即将去世,丰臣秀吉一统日本,努尔哈赤隐忍待发,西班牙无敌舰队惨遭毁灭性失败,海上马车夫荷兰即将崛起。这一年,李华梅成为李家家主,闯下‘翔绯虎’的名号,这年的二月,林振轩意外来到大明,成为一名水手。——————————身负帝国时代大航海系统,灭掉一个奴隶制文明国家,你将获得古典时代文明,召唤罗马军团吧。什么,爱11的罗马军团你不喜欢,那就召唤拜占庭甲胄骑兵,不列颠长弓手吧。抢占港口,修筑奇迹,让整个世界颤抖吧!
  • 尊临花都

    尊临花都

    一迈山河碎,一怒风云忌,一笑倾万城,一忧枯百花。看他从迷失自我,迷茫彷徨,到白衣胜雪,坚定不移,踏天路而行,看他从不思进取,自甘堕落到纵横星空,所向无敌……
  • 爱你是我的英雄梦

    爱你是我的英雄梦

    "奶奶嫌弃,亲爹不爱,连亲妈也撒手抛下的我,是一个曾患过先天性心脏病,三岁就上过手术台倒霉蛋,殊不知,还有一个叫做钟楚承的告诉我说:“十年,终于等到你了!”十几年前,成绩优异的我跟叛逆得颓废、嚣张得跋扈的钟楚承,这一场不可思议早恋的发生,堪称奇迹!不曾想,十多年后,我跟风流成性流连于花丛中、前女友不计其数恋情史一塌糊涂的钟楚承之间,这朵爱情的花竟然再次复苏!爱他,是我的英雄梦,不知这场爱的战役,等待我的结局将会是??"
  • 快穿我不想和你谈恋爱

    快穿我不想和你谈恋爱

    (第一本作品,练笔之作,入坑需谨慎!) 我游走在无数个世界的边缘,拯救着被命运所抛弃的可怜人,但却始终无法拯救我自己。女主穿越不同的世界拯救原世界注定会被炮灰的反派,带他走向本该属于他的巅峰,只不过......反派总是怪怪的.......再说一次!我不想和你谈恋爱!
  • 具现分裂史

    具现分裂史

    “你居然不知道!”陈岩石有些惊讶的看了江城一眼,然后耐心的解释道:“这种情况叫性格分裂,是万中无一的具现天才!”……公元2222年,振安精神康复医院1304病房的床上,江城闭上了眼睛……动荡的乱世中,炮火与精神不断的碰撞,又该怎样才能找到一条回归的路?一个个记忆中的“锚”唤醒的又会是何方神圣……
  • 王俊凯:迟到的诺言

    王俊凯:迟到的诺言

    她是白色的玫瑰,表面是温柔似水的富家子女,实则是自爱自强的孤独女孩。“我会守护的你。”他的出现改变了她的人生轨迹,无奈命运弄人,或许幸福只是短暂的。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!