重新引入控制论_控制论论文

重新引入控制论_控制论论文

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Abstract Based on the argument on the initiators of cyber-netics in the book Coordinate Psychology and Cybernetics,this paper reviews the birth process of cybernetics and its fundam-ental role on the development of information science,and holds that we should not forget a Romania scholar.He was also an in-itiator of information science.

Keyword Information science Cybernetics Academicdiscussion

尽管情报学的学术争议历来不少,但是控制论等横断方法论学科的问世,在历史上给情报学发展带来学术氛围与先声,却是不容咎辨的[1]。学术界公认的是,1948年美国数学家N.维纳(Norbert Wiener)发表了至今仍对现代科学技术有深刻影响的著作《控制论关于在动物和机器中控制和通讯的科学》。一般都认为这篇论文就是控制论的嚆矢之作,学科创始人的宝座一直由维纳雄踞着。控制论几乎成了维纳的别名。

最近我国商务印书馆即将出版的《协调心理学与控制论》一书,给中国学术界带来了新的学术信息,也给中国情报界提供了一个新的视角。《协调心理学与控制论》也是一部旨在争辩学术控制论学术权归属之著。该书的著者是人们并不熟悉的罗马尼亚学者——奥多布莱扎[2]。

奥多布莱扎生于1902年,青年时代学习医学,旋即专门研究神经学、神经生理学,后来潜心研究心理学,1938年他出版了主要著作《协调心理学》第一卷,提出了有关控制理论的9个规律,这要比学术界公认的维纳开发控制论的时间提前了10年。所以对情报学具有学术滋养意义的泉水源流可能要上溯了10年。

《协调心理学与控制论》是在这位学者谢世后一个月才得以问世的。他生命的最后16年都在为谋求控制论“创始权”而努力。一位科学家正常地对自己独创性的科学劳动成就的捍卫并谋求学术界的承认,这是不难理解的。据后来人公允的评论,奥氏最后所阐述的思想可以说是他的广义控制论的最杰出的代表。而且深度与广度都比维纳的观点要全面和具有瞻前性的优势。

但是不论谁是领先开发控制论,《协调心理学与控制论》在中国翻译出版,对控制论理论的深入研究,供人们了解标志人类方法论大解放之一的学科——控制论的来龙去脉,吸收各家不同观点和他们的学术实践,促进与推动情报学的发展等,都是大有裨益的。另外,在作为一种科学社会学的典型现象,情报界也应作出反应,并且应予以评论的。

当然象控制论的创始荣誉之争这类的疑案,在学术界是不胜枚举的,也是不足为怪的。在人类科学发展史上,一种新创立的学说,分别在同一时间,却是不同的地点和不同的科学劳动中,各自独立地建立,开发新理论、新学说,可以说是屡见不鲜的。但是不必讳言的是,从控制论基本思想的提出到控制论作为一门技术科学逐渐完备的过程,并非是由维纳一人而为,而是一大批学者创造性劳动的成果,这里充分表现了科学的继承性,展延性。维纳本人也是毫不讳言的,他在《控制论》中一开始就开宗名义地写道:“这本书是十多年来我和当时在哈佛医科学校,现在在墨西哥国立心脏学研究所的阿托罗·罗森勃吕特博士共同研究的成果。”[3]事实上控制论的成果也正是维纳与医学家,生理学家,计算机设计家等科学工作者共同研究得到的。控制论孕育在神经生理学、生物学、心理学、数理逻辑、统计力学、计算机技术、自动控制、电子技术、无线电通讯等多种学科的相互渗透、兼容的学科生长点上。控制论的出现,与近代机械制造业的发展,自动机的研制,科学思想的变革有着密切的联系,特别是还受到第二次世界大战需求的直接促进与推动。这同情报学的出现十分相似。

从18世纪,一直到19世纪末,20世纪初由笛卡尔、谢灵顿、谢切诺夫、巴甫洛夫逐步明确和完善起来的反射概念,尤其是巴甫洛夫的高级神经活动学说,在当时为控制论提供了描述人类某些智能生理机制的一种理论前提,公允地说,维纳在其著作中经常提到这些重大的神经生理学成果。法国神经学家P·柯撒(P.Cassa)曾说过:“控制论运动是与一个古老的方向有关,这个方向即使不是从拉梅特里开始,也是从笛卡尔开始的,那就是试图把数学、物理学使用的方法和表示用于研究人的行为。”[4]

为了从技术上实现某些智能的模拟,控制论还需要涉及到经典神经生理学中的“全或无”法则,这对于技术上如何模拟神经系统的结构与功能是有启发意义的。

另一个与控制论有关的经典神经生理学的基本概念是内稳态(home-ostasis)。1879著名法国生理学家伯尔纳(Clande Bernard)在其《普通生理学教程动植物共同的生命现象》一书中,明确地指出生物体内的稳态现象。稳态概念的明确提出,是出自美国生理学家坎农(W.B.Cannon)1926年发表的《正常状态的生理调节:有关生物内稳态的一些试验性假设》一文。1932年坎农发表的《躯体的智慧》一书时对此又进一步作过详尽的论述。

根据经典神经生理学的基本概念,人们认识到人体内存在着自动调节和控制的机制,只要弄清这些机制,就有可能模拟人体的功能。

《协调心理学与控制论》的作者奥多布莱扎也是从神经生理学转入心理学领域而提出控制论的。他与维纳所经历的治学轨迹是完全一样的。但是奥氏对神经生理学的研究的深度与方法论无疑是优于数学家维纳的。维纳对神经生理学和心理学都很重视,墨西哥神经生理学家罗森勃吕特,美国生理学家坎农都是维纳亲密的合作者,维纳还从坎农那里借用“内稳态”一词。维纳论述反馈原理的内容与奥氏论述可逆性原理的说法有很多相似之处,这与当时科学发展状况是分不开的。行文至此,不由得使我们想到情报学家布鲁克斯(B.C.Brookes)不也是十分注意神经生理学的研究嘛!

控制论的形成和产生同样离不开当时技术科学提供的条件。最为重要的是电子计算机的研制成功。数理逻辑创始人莱布尼兹1671年改进了巴斯噶(Blaise Pascal)首先发明的第一台算术计算机(也有人认为第一台计算机是由德国人希克哈德(W.Schiekharht)在1624年发明的)。1936年英国数理逻辑学家图灵(A.M.Turing)提出了图灵机器的理论,为后来电子计算机的技术实现提供了十分重要的理论基础与前提。电子计算机经历了真空管、半导体元件、集成电路几个阶段,而这一基本理论没有重大变化。维纳很重视数理逻辑对电子计算机、控制论的作用,对电子计算机的研制也很关注,与第一代计算机的研制者埃克特(J.P.Ec-kert),冯·诺意曼(J.Von Neumann)等人经常有着深厚的友谊和学术联系。

通讯工程方面的技术成就也是控制论问世的一剂催化剂。1935年8月~1936年6月维纳在清华大学电机系和数学系任客座教授,与电机系教授李郁荣合作共同研究电话理论和改善滤波器的设计问题。他曾写道,他宁愿选择1935年他的中国之行作为创立控制论的起点,作为他是一个数学家与控制论专家的分界线[5]。

1941年,苏联数学家柯依乌奥佐洛夫(А.Н.Коиуозороф)发表了《平稳随机序列的内插法和外推法》一文,这对维纳大有启迪,并在此基础上研究了通讯理论中的滤波与预测问题。1949年,维纳发表了《平稳时间序列的外推,内插和平滑及其工程应用》一书,提出了构成工程控制论,通讯理论重要组成部分的滤波理论。继此,维纳探讨了控制理论与通讯理论的内在联系,从控制论与通讯理论的内在联系中形成了信息这个概念,维纳对控制论,信息论的建立都做出了卓越的贡献。法国20世纪的情报学观点也恰恰是通讯与控制角度来定义的[6]。

数学以及现代数理逻辑也是控制论形成的重要理论更是不待而言的了。与控制的形成与发展密切相关的数学工具是数学分析,另一个数学工具是统计数学,其中包括概率论与随机过程的理论。维纳指出:“在控制论的历史上反复出现过一个因素,即数理逻辑的影响,……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——普遍符号论的概念和推理演算的概念。今日的数学记号和符号逻辑即来源于此。”

早在1919年,维纳在数学的研究中就广泛接触到后来同控制论发展有密切关系的数学理论,特别是勒贝格积分和概率论。由于统计方法引入物理学同时应用于通讯理论的研究,促使维纳在信息论领域也独立地作出了贡献,为控制论的建立提供了必要的理论基础。这同情报学何其相似乃尔呢?

维纳很注意哲学思考和方法论的研究。注意数学、统计物理、通讯理论中的内在联系。在30年代到40年代期间,罗森勃吕斯在哈佛大学组织过每月举行一次的聚餐形式的科学方法讨论会,维纳也参加了,与会者包括从事数学、物理学、生物学、医学等方面研究的学者专家,进行学术交流,为多学科的相互融合创造了条件。控制论正是在深入广泛的学术交流中促进了它的产生和发展。到第二次世界大战期间,当他接受并参与自动高射火炮的研制时,他研究了随机过程的预测,滤波理论在自动火炮上的应用,把火炮自动打飞机的动作与人狩猎行为作了类比……,从而发现了负反馈对于控制的重要作用,揭示出人的智能和神经系统同技术装置之间存在着一定的相似性。如反馈机制。他与工程师毕格罗(J.Biglow)、神经生理学家罗森勃吕特合作,发现目的性行为可以用反馈来解释,从而突破了生命与非生命的界限,把目的性行为这个生物特有的概念赋予了人造机器,1943发表了《行为、目的与目的论》的文章,初步阐述了控制论的基本思想,1943年发表了《行为、目的与目的论》的文章,初步阐述了控制论的基本思想,1943年冬至1944年春,由维纳与冯·诺意曼共同发起召开了多学科专家参加的方法论讨论会,1946年春,在纽约又召开了专门讨论反馈问题的讨论班,人员范围更加广泛,这次会议实际上已经把控制论的基本概念推广到社会学与心理学领域。控制论的建立已经成为一种世界性的趋势,1948年,维纳发表了控制论的奠基著作《控制论(或关于在动物和机器中控制和通讯的科学)》,宣告了这一新兴学科的诞生。

以上是人们所熟悉的控制论诞生的梗概。重提这段旧话,无疑是对近年来有关“情报学是信息学”的说法有感而发。情报学是在信息论、控制论、系统论、计算机科学和人工智能等科学技术上发展起来的一门边缘学科。信息论与控制论是情报学开发的理论基础,控制论也可视为情报学一个学术源流。控制论是一门典型的集许多相关学科之大成的综合学科。情报学与此是十分相似的,但是情报学后来的发展,使其有了自己独立的学术领域和个性,浑而言之,情报学可视为是控制论的在人类(文献)知识收集与传播中的具体的理论与实践[8]。

在我们上述的对控制论问世的陈述中,显然这里没有过多地提及罗马尼亚学者奥多布莱扎的名字。但是只要不具有什么偏见,就应当承认《协调心理学与控制论》与控制论的渊缘是密不可分的,即便维纳本人没有参阅过这部罗马尼亚学者的著作,奥氏观点对控制论的贡献也是不容回避的。当然开发控制论的荣誉究竟应该属于谁,要不要来一场学术翻案那是不重要的事情了。

我们感到兴奋的是,由此而来情报学的源流之一至少可以再远移10年,人们在书写情报学历史的时候,不应该忘记这位罗马尼亚学者对情报学开发的贡献,尽管这是他本人始未所略的,但是这应是一个不刊之论。

1945年美国著名的科学技术管理学家布什(V.Bush)在《大西洋月刊》上发表了《诚如我们想象的那样》一文,在文中他首次提出将传统的图书馆馆藏文献的储存,查找机制与当时正在出现的计算机能力结合起来的概念。布什指出,在二次大战中,科学情报在大规模研究和开发工作中起到过功不可没的作用,以及科学情报在战后研究和发展中的重要意义,这几乎是在验证和支持了控制论。

控制论以及信息论的问世,为情报学的开发提供了重要的理论依据和智力保证,正如苏联著名情报学家Α.Η.米哈伊洛夫称之为情报学“起奠基作用的著作”[9]。维纳在《控制论》一书中曾指出,由于科技情报资料数量急剧增长,给图书馆带来巨大的困难,应采用机器来适当处理资料。可以说维纳是第一位指出电子计算机将在图书馆文献管理中大显身手的学者。1957年机器检索的尝试,以致现在卓有成效的计算机联机网络检索技术的重大发展,都与控制论有着密切的关系。

本文作者呼吁历史不要忘记奥多布莱扎,他同样是情报学早期的一位启蒙学者。

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