控制論誕生史話
控制論 （ cybernetics ） 的誕生是 20 世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一?，F(xiàn)代社會(huì)的許多新概念和新技術(shù)都與控制論有密切聯(lián)系。 控制論是自動(dòng)控制、電子技術(shù)、無線電通訊、計(jì)算機(jī)技術(shù)、神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言等多種學(xué)科相互滲透的產(chǎn)物，它以各類系統(tǒng)所共同具有的通訊和控制方面的特征為研究對(duì)象，不論是機(jī)器還是生物體，甚或是社會(huì)，盡管各屬不同性質(zhì)的系統(tǒng)，但它們都是根據(jù)周圍環(huán)境的某些變化來調(diào)整和決定自己的運(yùn)動(dòng)。 控制論的創(chuàng)始人是美國(guó)數(shù)學(xué)家 諾伯特 · 維納（ Norbert Wiener, 1894~1964 ） 。
1948 年，他出版了他的奠基性著作《控制論》， 標(biāo)志著這門新興的邊緣學(xué)科的誕生。 該書的副標(biāo)題是“ 關(guān)于在動(dòng)物或機(jī)器中控制或通訊的科學(xué)”，這就是他對(duì) 控制論所下的定義。 cybernetics 一詞來源于希臘文 kubernan， 原意為 steersman ，即 “ 掌舵人 ” ， 轉(zhuǎn)意是 “ 管理人的藝術(shù) ” 。
20 世紀(jì) 30~40 年 代，人們對(duì) 信息 （ information ） 和 反饋（ feedback ） 有了比較深刻的認(rèn)識(shí)，一些著名科學(xué)家圍繞信息和反饋進(jìn)行了大量的研究。英國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家費(fèi)希爾 （ Ronald Aylmer Fisher, 1890~1962 ） 從古典統(tǒng)計(jì)理論的角度研究了信息理論，提出了單位信息量的問題；美國(guó)電信工程師 香農(nóng) （ Claude Elwood Shannon, 1916~2001 ） 從通信工程的角度研究了信息量的問題，提出了信息熵的公式；維納則從控制的觀點(diǎn)研究了有噪聲的信號(hào)處理問題，建立了維納濾波理論，并分析了信息的概念，提出了測(cè)定信息量的公式和信息的實(shí)質(zhì)問題。他們幾乎同時(shí)解決了信息的度量問題。這一時(shí)期，人們逐漸深入了解到反饋控制系統(tǒng)的工作原理。 1932 年，美國(guó)通信工程師 奈奎斯特 （ Harry Nyquist 1889~1976 ） 發(fā)現(xiàn)了負(fù)反饋放大器的穩(wěn)定性條件，即著名的 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù) 。 1945 年，維納把反饋概念推廣到一切控制系統(tǒng)，把反饋理解為從受控對(duì)象的輸出中提取一部分信息作為下一步輸入，從而對(duì)再輸出發(fā)生影響的過程。巴甫洛夫條件反射學(xué)說也證明了生命體中也存在信息和反饋問題。
維納在改進(jìn)防空武器時(shí)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物和機(jī)器中控制和通信的核心問題是信息、信息傳輸和信息處理。維納與美國(guó)神經(jīng)生理學(xué)家羅森 布盧斯 （ Arturo Rosenblueth, 1900~1970 ） 合作研究這個(gè)課題長(zhǎng)達(dá) 10 余年 （ 1934~1947 ） 之久。 羅森布盧斯是墨西哥人，是當(dāng)時(shí)哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院著名生理學(xué)家坎農(nóng)（ Walter Bradford Cannon, 1871~1945 ）教授的同事和合作者，深受坎農(nóng)的器重。在 20 世紀(jì) 30 年代，羅森布盧斯每個(gè)月都要舉行關(guān)于科學(xué)方法的討論會(huì)。維納此時(shí)也在哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院工作，維納和許多哈佛醫(yī)學(xué)院的青年科學(xué)家，包括數(shù)學(xué)、物理、電子、工程、生理、心理、醫(yī)學(xué)等各行各業(yè)的專家，都參加了由羅森布盧斯領(lǐng)導(dǎo)的討論會(huì)。他們每次都圍著圓桌聚餐，一起自由談話，毫無拘束。飯后，由他們集體中的一員，或者是一位邀請(qǐng)來的客人，宣讀一篇關(guān)于某個(gè)科學(xué)問題的論文，一 般是關(guān)于方法論問題的論文。宣讀者必須經(jīng)受一通尖銳的批評(píng)，批評(píng)是善意的，但是毫不留情的。這對(duì)于那些思想半通不通的人，不曾有充分自我批評(píng)的人，那種過分自信而妄自尊大的人，真是一劑良好的瀉藥，受不了的人下次就不再來了。但對(duì)這些參加聚餐和討論會(huì)的?？蛡?，不少人感到獲益匪淺，對(duì)于科技的發(fā)展有重要的、經(jīng)久性的促進(jìn)作用。
維納和羅森布盧斯早就認(rèn)識(shí)到，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一方面日益成為專門家在愈來愈狹窄的領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行的事業(yè)，使一些科學(xué)家淪為狹隘分工的奴隸；另一方面又出現(xiàn)各門學(xué)科相互交叉走向綜合的趨勢(shì)，提出了許多需要各門學(xué)科共同研究的問題，這與原有的狹隘的專業(yè)分工，發(fā)生了尖銳的矛盾。如何解決這些矛盾呢？他們認(rèn)為，正是這些科學(xué)的邊緣區(qū)域，給有修養(yǎng)的研究者提供了最豐富的機(jī)會(huì)。也就是說，只要打破原有的狹隘的專業(yè)分工界限，集合一批既是他自己領(lǐng)域的專家，又對(duì)他的鄰近的領(lǐng)域有較多知識(shí)的人。如讓數(shù)學(xué)家、數(shù)理邏輯學(xué)家、生理學(xué)家去接觸工程，讓工程師熟悉生理學(xué)。這樣，到未被開發(fā)的科學(xué)處女地去勘查、開墾和耕耘，就能在科學(xué)上得到最大的收獲。
維納自己也說：在上述共同工作中，數(shù)學(xué)家 （ 他本人就是數(shù)學(xué)家）不需要有領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的本領(lǐng)，但卻需要有了解一個(gè)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、批判一個(gè)實(shí)驗(yàn)和建議別人去進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)的本領(lǐng)；生理學(xué)家（羅森布盧斯就是生理學(xué)家）不需要有證明某一個(gè)數(shù)學(xué)定理的本領(lǐng)，但是必須能夠了解數(shù)學(xué)定理中的生理學(xué)意義，能夠告訴數(shù)學(xué)家他應(yīng)當(dāng)去尋找什么東西。
1942 年 5 月 梅西基金會(huì)舉行的關(guān)于大腦抑制問題的科學(xué)討論會(huì)提出，通信工程和 控制工程 領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)研究成熟的信息和反饋的概念和方法，可能有助于神經(jīng)生理學(xué)的研究。此時(shí)控制論的思想已經(jīng)形成，但還沒有正式命名。 1943 ~ 1944 年之交在普林斯頓召開了一次控制論思想的科學(xué)討論會(huì)，進(jìn)一步確認(rèn)了控制論思想，認(rèn)為在不同領(lǐng)域的工作者之間存在共同的思想基礎(chǔ)，一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域可以運(yùn)用另一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展得比較成熟的概念和方法。 1946 ~ 1953 年間，梅西基金會(huì)發(fā)起了一系列關(guān)于反饋問題的科學(xué)討論會(huì)，對(duì)于控制論的發(fā)展產(chǎn)生很大的推動(dòng)作用。
維納抓住了一切通信和控制系統(tǒng)的共同特點(diǎn)，即它們都包含著一個(gè)信息傳輸和信息處理的過程。他指出：一個(gè)通信系統(tǒng)總是根據(jù)人們的需要傳輸各種不同的思想內(nèi)容的信息，一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)必須根據(jù)周圍環(huán)境的變化，自己調(diào)整自己的運(yùn)動(dòng)，具有一定的靈活性和適應(yīng)性。通信和控制系統(tǒng)接收的信息帶有某種隨機(jī)性質(zhì)，具有一定的統(tǒng)計(jì)分布，通信和控制系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)也必須適應(yīng)這種統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，能對(duì)一類在統(tǒng)計(jì)上預(yù)期要收到的輸入做出統(tǒng)計(jì)上令人滿意 的動(dòng)作。 維納與他的合作者們終于在 1947 年成功地創(chuàng)立了“控制論”這個(gè)嶄新的學(xué)科，翌年，出版了 《 控制論》一書，引起國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛矚目。
除維納外，方法論聚餐會(huì)的參加者后來都各有建樹：羅森布盧斯也是控制論和人工智能的開拓者之一；馮 . 諾伊曼（ John von Neumann, 1903~1957 ） 成為博奕論的奠基人，二進(jìn)位制電子計(jì)算機(jī)的創(chuàng)始人之一；別格勞（ Julian Himely Bigelow, 1913~2003 ） 是電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的最早參加者；麥克卡洛（ Warren Sturgis McCulloch, 1898~1969 ） 和匹茨（ Walter Pitts, 1923-1969 ） 成為神經(jīng)控制論和人工智能的奠基人。事實(shí)證明，正是這些年輕科學(xué)家，在“各種已經(jīng)建立起來的部門之間的被人忽視的無人區(qū)”里得到了最大收獲，大大豐富和發(fā)展了科學(xué)。
對(duì)生理學(xué)來說，控制論的貢獻(xiàn)是巨大的。最突出的是把工程概念中的反饋概念 （ feedback idea ） 引入到生物系統(tǒng)中來。大大豐富和發(fā)展了生理學(xué)。由克勞德 · 伯爾納于上世紀(jì)提出的 “ 內(nèi)環(huán)境恒定”概念，進(jìn)而被坎農(nóng)發(fā)展為穩(wěn)態(tài)（ homeostasis ） 理論，成為生命科學(xué)中現(xiàn)代基本概念之一，其意義是重大的；但如果沒有反饋性自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制，那將是完全不可思議的。
1949 年，美國(guó)內(nèi)分泌生理學(xué)家豪斯金斯 （ Roy Graham Hoskins, 1880~1964 ） 響應(yīng)維納的建議，首先把反饋概念引入到內(nèi)分泌領(lǐng)域，指出甲狀腺與垂體之間存在反饋機(jī)制。 1956 年瑞典的馮 . 奧伊勒（ Ulf S von Euler, 1905~1983 ） 等注射少量甲狀腺素于垂體前葉，使甲狀腺釋放的放射性碘隨之減少，從而更進(jìn)一步證實(shí)了負(fù)反饋是機(jī)體機(jī)能精確調(diào)節(jié)的不可缺少的重要環(huán)節(jié)。
(朱大年 供稿)
控制論誕生史話
控制論 （ cybernetics ） 的誕生是 20 世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一?，F(xiàn)代社會(huì)的許多新概念和新技術(shù)都與控制論有密切聯(lián)系。 控制論是自動(dòng)控制、電子技術(shù)、無線電通訊、計(jì)算機(jī)技術(shù)、神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言等多種學(xué)科相互滲透的產(chǎn)物，它以各類系統(tǒng)所共同具有的通訊和控制方面的特征為研究對(duì)象，不論是機(jī)器還是生物體，甚或是社會(huì)，盡管各屬不同性質(zhì)的系統(tǒng)，但它們都是根據(jù)周圍環(huán)境的某些變化來調(diào)整和決定自己的運(yùn)動(dòng)。 控制論的創(chuàng)始人是美國(guó)數(shù)學(xué)家 諾伯特 · 維納（ Norbert Wiener, 1894~1964 ） 。
1948 年，他出版了他的奠基性著作《控制論》， 標(biāo)志著這門新興的邊緣學(xué)科的誕生。 該書的副標(biāo)題是“ 關(guān)于在動(dòng)物或機(jī)器中控制或通訊的科學(xué)”，這就是他對(duì) 控制論所下的定義。 cybernetics 一詞來源于希臘文 kubernan， 原意為 steersman ，即 “ 掌舵人 ” ， 轉(zhuǎn)意是 “ 管理人的藝術(shù) ” 。
20 世紀(jì) 30~40 年 代，人們對(duì) 信息 （ information ） 和 反饋（ feedback ） 有了比較深刻的認(rèn)識(shí)，一些著名科學(xué)家圍繞信息和反饋進(jìn)行了大量的研究。英國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家費(fèi)希爾 （ Ronald Aylmer Fisher, 1890~1962 ） 從古典統(tǒng)計(jì)理論的角度研究了信息理論，提出了單位信息量的問題；美國(guó)電信工程師 香農(nóng) （ Claude Elwood Shannon, 1916~2001 ） 從通信工程的角度研究了信息量的問題，提出了信息熵的公式；維納則從控制的觀點(diǎn)研究了有噪聲的信號(hào)處理問題，建立了維納濾波理論，并分析了信息的概念，提出了測(cè)定信息量的公式和信息的實(shí)質(zhì)問題。他們幾乎同時(shí)解決了信息的度量問題。這一時(shí)期，人們逐漸深入了解到反饋控制系統(tǒng)的工作原理。 1932 年，美國(guó)通信工程師 奈奎斯特 （ Harry Nyquist 1889~1976 ） 發(fā)現(xiàn)了負(fù)反饋放大器的穩(wěn)定性條件，即著名的 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù) 。 1945 年，維納把反饋概念推廣到一切控制系統(tǒng)，把反饋理解為從受控對(duì)象的輸出中提取一部分信息作為下一步輸入，從而對(duì)再輸出發(fā)生影響的過程。巴甫洛夫條件反射學(xué)說也證明了生命體中也存在信息和反饋問題。
維納在改進(jìn)防空武器時(shí)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物和機(jī)器中控制和通信的核心問題是信息、信息傳輸和信息處理。維納與美國(guó)神經(jīng)生理學(xué)家羅森 布盧斯 （ Arturo Rosenblueth, 1900~1970 ） 合作研究這個(gè)課題長(zhǎng)達(dá) 10 余年 （ 1934~1947 ） 之久。 羅森布盧斯是墨西哥人，是當(dāng)時(shí)哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院著名生理學(xué)家坎農(nóng)（ Walter Bradford Cannon, 1871~1945 ）教授的同事和合作者，深受坎農(nóng)的器重。在 20 世紀(jì) 30 年代，羅森布盧斯每個(gè)月都要舉行關(guān)于科學(xué)方法的討論會(huì)。維納此時(shí)也在哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院工作，維納和許多哈佛醫(yī)學(xué)院的青年科學(xué)家，包括數(shù)學(xué)、物理、電子、工程、生理、心理、醫(yī)學(xué)等各行各業(yè)的專家，都參加了由羅森布盧斯領(lǐng)導(dǎo)的討論會(huì)。他們每次都圍著圓桌聚餐，一起自由談話，毫無拘束。飯后，由他們集體中的一員，或者是一位邀請(qǐng)來的客人，宣讀一篇關(guān)于某個(gè)科學(xué)問題的論文，一 般是關(guān)于方法論問題的論文。宣讀者必須經(jīng)受一通尖銳的批評(píng)，批評(píng)是善意的，但是毫不留情的。這對(duì)于那些思想半通不通的人，不曾有充分自我批評(píng)的人，那種過分自信而妄自尊大的人，真是一劑良好的瀉藥，受不了的人下次就不再來了。但對(duì)這些參加聚餐和討論會(huì)的?？蛡儯簧偃烁械将@益匪淺，對(duì)于科技的發(fā)展有重要的、經(jīng)久性的促進(jìn)作用。
維納和羅森布盧斯早就認(rèn)識(shí)到，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一方面日益成為專門家在愈來愈狹窄的領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行的事業(yè)，使一些科學(xué)家淪為狹隘分工的奴隸；另一方面又出現(xiàn)各門學(xué)科相互交叉走向綜合的趨勢(shì)，提出了許多需要各門學(xué)科共同研究的問題，這與原有的狹隘的專業(yè)分工，發(fā)生了尖銳的矛盾。如何解決這些矛盾呢？他們認(rèn)為，正是這些科學(xué)的邊緣區(qū)域，給有修養(yǎng)的研究者提供了最豐富的機(jī)會(huì)。也就是說，只要打破原有的狹隘的專業(yè)分工界限，集合一批既是他自己領(lǐng)域的專家，又對(duì)他的鄰近的領(lǐng)域有較多知識(shí)的人。如讓數(shù)學(xué)家、數(shù)理邏輯學(xué)家、生理學(xué)家去接觸工程，讓工程師熟悉生理學(xué)。這樣，到未被開發(fā)的科學(xué)處女地去勘查、開墾和耕耘，就能在科學(xué)上得到最大的收獲。
維納自己也說：在上述共同工作中，數(shù)學(xué)家 （ 他本人就是數(shù)學(xué)家）不需要有領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的本領(lǐng)，但卻需要有了解一個(gè)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、批判一個(gè)實(shí)驗(yàn)和建議別人去進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)的本領(lǐng)；生理學(xué)家（羅森布盧斯就是生理學(xué)家）不需要有證明某一個(gè)數(shù)學(xué)定理的本領(lǐng)，但是必須能夠了解數(shù)學(xué)定理中的生理學(xué)意義，能夠告訴數(shù)學(xué)家他應(yīng)當(dāng)去尋找什么東西。
1942 年 5 月 梅西基金會(huì)舉行的關(guān)于大腦抑制問題的科學(xué)討論會(huì)提出，通信工程和 控制工程 領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)研究成熟的信息和反饋的概念和方法，可能有助于神經(jīng)生理學(xué)的研究。此時(shí)控制論的思想已經(jīng)形成，但還沒有正式命名。 1943 ~ 1944 年之交在普林斯頓召開了一次控制論思想的科學(xué)討論會(huì)，進(jìn)一步確認(rèn)了控制論思想，認(rèn)為在不同領(lǐng)域的工作者之間存在共同的思想基礎(chǔ)，一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域可以運(yùn)用另一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展得比較成熟的概念和方法。 1946 ~ 1953 年間，梅西基金會(huì)發(fā)起了一系列關(guān)于反饋問題的科學(xué)討論會(huì)，對(duì)于控制論的發(fā)展產(chǎn)生很大的推動(dòng)作用。
維納抓住了一切通信和控制系統(tǒng)的共同特點(diǎn)，即它們都包含著一個(gè)信息傳輸和信息處理的過程。他指出：一個(gè)通信系統(tǒng)總是根據(jù)人們的需要傳輸各種不同的思想內(nèi)容的信息，一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)必須根據(jù)周圍環(huán)境的變化，自己調(diào)整自己的運(yùn)動(dòng)，具有一定的靈活性和適應(yīng)性。通信和控制系統(tǒng)接收的信息帶有某種隨機(jī)性質(zhì)，具有一定的統(tǒng)計(jì)分布，通信和控制系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)也必須適應(yīng)這種統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，能對(duì)一類在統(tǒng)計(jì)上預(yù)期要收到的輸入做出統(tǒng)計(jì)上令人滿意 的動(dòng)作。 維納與他的合作者們終于在 1947 年成功地創(chuàng)立了“控制論”這個(gè)嶄新的學(xué)科，翌年，出版了 《 控制論》一書，引起國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛矚目。
除維納外，方法論聚餐會(huì)的參加者后來都各有建樹：羅森布盧斯也是控制論和人工智能的開拓者之一；馮 . 諾伊曼（ John von Neumann, 1903~1957 ） 成為博奕論的奠基人，二進(jìn)位制電子計(jì)算機(jī)的創(chuàng)始人之一；別格勞（ Julian Himely Bigelow, 1913~2003 ） 是電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的最早參加者；麥克卡洛（ Warren Sturgis McCulloch, 1898~1969 ） 和匹茨（ Walter Pitts, 1923-1969 ） 成為神經(jīng)控制論和人工智能的奠基人。事實(shí)證明，正是這些年輕科學(xué)家，在“各種已經(jīng)建立起來的部門之間的被人忽視的無人區(qū)”里得到了最大收獲，大大豐富和發(fā)展了科學(xué)。
對(duì)生理學(xué)來說，控制論的貢獻(xiàn)是巨大的。最突出的是把工程概念中的反饋概念 （ feedback idea ） 引入到生物系統(tǒng)中來。大大豐富和發(fā)展了生理學(xué)。由克勞德 · 伯爾納于上世紀(jì)提出的 “ 內(nèi)環(huán)境恒定”概念，進(jìn)而被坎農(nóng)發(fā)展為穩(wěn)態(tài)（ homeostasis ） 理論，成為生命科學(xué)中現(xiàn)代基本概念之一，其意義是重大的；但如果沒有反饋性自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制，那將是完全不可思議的。
1949 年，美國(guó)內(nèi)分泌生理學(xué)家豪斯金斯 （ Roy Graham Hoskins, 1880~1964 ） 響應(yīng)維納的建議，首先把反饋概念引入到內(nèi)分泌領(lǐng)域，指出甲狀腺與垂體之間存在反饋機(jī)制。 1956 年瑞典的馮 . 奧伊勒（ Ulf S von Euler, 1905~1983 ） 等注射少量甲狀腺素于垂體前葉，使甲狀腺釋放的放射性碘隨之減少，從而更進(jìn)一步證實(shí)了負(fù)反饋是機(jī)體機(jī)能精確調(diào)節(jié)的不可缺少的重要環(huán)節(jié)。
(朱大年 供稿)
控制論 （ cybernetics ） 的誕生是 20 世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一?，F(xiàn)代社會(huì)的許多新概念和新技術(shù)都與控制論有密切聯(lián)系。 控制論是自動(dòng)控制、電子技術(shù)、無線電通訊、計(jì)算機(jī)技術(shù)、神經(jīng)生理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言等多種學(xué)科相互滲透的產(chǎn)物，它以各類系統(tǒng)所共同具有的通訊和控制方面的特征為研究對(duì)象，不論是機(jī)器還是生物體，甚或是社會(huì)，盡管各屬不同性質(zhì)的系統(tǒng)，但它們都是根據(jù)周圍環(huán)境的某些變化來調(diào)整和決定自己的運(yùn)動(dòng)。 控制論的創(chuàng)始人是美國(guó)數(shù)學(xué)家 諾伯特 · 維納（ Norbert Wiener, 1894~1964 ） 。
1948 年，他出版了他的奠基性著作《控制論》， 標(biāo)志著這門新興的邊緣學(xué)科的誕生。 該書的副標(biāo)題是“ 關(guān)于在動(dòng)物或機(jī)器中控制或通訊的科學(xué)”，這就是他對(duì) 控制論所下的定義。 cybernetics 一詞來源于希臘文 kubernan， 原意為 steersman ，即 “ 掌舵人 ” ， 轉(zhuǎn)意是 “ 管理人的藝術(shù) ” 。
20 世紀(jì) 30~40 年 代，人們對(duì) 信息 （ information ） 和 反饋（ feedback ） 有了比較深刻的認(rèn)識(shí)，一些著名科學(xué)家圍繞信息和反饋進(jìn)行了大量的研究。英國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家費(fèi)希爾 （ Ronald Aylmer Fisher, 1890~1962 ） 從古典統(tǒng)計(jì)理論的角度研究了信息理論，提出了單位信息量的問題；美國(guó)電信工程師 香農(nóng) （ Claude Elwood Shannon, 1916~2001 ） 從通信工程的角度研究了信息量的問題，提出了信息熵的公式；維納則從控制的觀點(diǎn)研究了有噪聲的信號(hào)處理問題，建立了維納濾波理論，并分析了信息的概念，提出了測(cè)定信息量的公式和信息的實(shí)質(zhì)問題。他們幾乎同時(shí)解決了信息的度量問題。這一時(shí)期，人們逐漸深入了解到反饋控制系統(tǒng)的工作原理。 1932 年，美國(guó)通信工程師 奈奎斯特 （ Harry Nyquist 1889~1976 ） 發(fā)現(xiàn)了負(fù)反饋放大器的穩(wěn)定性條件，即著名的 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù) 。 1945 年，維納把反饋概念推廣到一切控制系統(tǒng)，把反饋理解為從受控對(duì)象的輸出中提取一部分信息作為下一步輸入，從而對(duì)再輸出發(fā)生影響的過程。巴甫洛夫條件反射學(xué)說也證明了生命體中也存在信息和反饋問題。
維納在改進(jìn)防空武器時(shí)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物和機(jī)器中控制和通信的核心問題是信息、信息傳輸和信息處理。維納與美國(guó)神經(jīng)生理學(xué)家羅森 布盧斯 （ Arturo Rosenblueth, 1900~1970 ） 合作研究這個(gè)課題長(zhǎng)達(dá) 10 余年 （ 1934~1947 ） 之久。 羅森布盧斯是墨西哥人，是當(dāng)時(shí)哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院著名生理學(xué)家坎農(nóng)（ Walter Bradford Cannon, 1871~1945 ）教授的同事和合作者，深受坎農(nóng)的器重。在 20 世紀(jì) 30 年代，羅森布盧斯每個(gè)月都要舉行關(guān)于科學(xué)方法的討論會(huì)。維納此時(shí)也在哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院工作，維納和許多哈佛醫(yī)學(xué)院的青年科學(xué)家，包括數(shù)學(xué)、物理、電子、工程、生理、心理、醫(yī)學(xué)等各行各業(yè)的專家，都參加了由羅森布盧斯領(lǐng)導(dǎo)的討論會(huì)。他們每次都圍著圓桌聚餐，一起自由談話，毫無拘束。飯后，由他們集體中的一員，或者是一位邀請(qǐng)來的客人，宣讀一篇關(guān)于某個(gè)科學(xué)問題的論文，一 般是關(guān)于方法論問題的論文。宣讀者必須經(jīng)受一通尖銳的批評(píng)，批評(píng)是善意的，但是毫不留情的。這對(duì)于那些思想半通不通的人，不曾有充分自我批評(píng)的人，那種過分自信而妄自尊大的人，真是一劑良好的瀉藥，受不了的人下次就不再來了。但對(duì)這些參加聚餐和討論會(huì)的常客們，不少人感到獲益匪淺，對(duì)于科技的發(fā)展有重要的、經(jīng)久性的促進(jìn)作用。
維納和羅森布盧斯早就認(rèn)識(shí)到，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一方面日益成為專門家在愈來愈狹窄的領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行的事業(yè)，使一些科學(xué)家淪為狹隘分工的奴隸；另一方面又出現(xiàn)各門學(xué)科相互交叉走向綜合的趨勢(shì)，提出了許多需要各門學(xué)科共同研究的問題，這與原有的狹隘的專業(yè)分工，發(fā)生了尖銳的矛盾。如何解決這些矛盾呢？他們認(rèn)為，正是這些科學(xué)的邊緣區(qū)域，給有修養(yǎng)的研究者提供了最豐富的機(jī)會(huì)。也就是說，只要打破原有的狹隘的專業(yè)分工界限，集合一批既是他自己領(lǐng)域的專家，又對(duì)他的鄰近的領(lǐng)域有較多知識(shí)的人。如讓數(shù)學(xué)家、數(shù)理邏輯學(xué)家、生理學(xué)家去接觸工程，讓工程師熟悉生理學(xué)。這樣，到未被開發(fā)的科學(xué)處女地去勘查、開墾和耕耘，就能在科學(xué)上得到最大的收獲。
維納自己也說：在上述共同工作中，數(shù)學(xué)家 （ 他本人就是數(shù)學(xué)家）不需要有領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的本領(lǐng)，但卻需要有了解一個(gè)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、批判一個(gè)實(shí)驗(yàn)和建議別人去進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)的本領(lǐng)；生理學(xué)家（羅森布盧斯就是生理學(xué)家）不需要有證明某一個(gè)數(shù)學(xué)定理的本領(lǐng)，但是必須能夠了解數(shù)學(xué)定理中的生理學(xué)意義，能夠告訴數(shù)學(xué)家他應(yīng)當(dāng)去尋找什么東西。
1942 年 5 月 梅西基金會(huì)舉行的關(guān)于大腦抑制問題的科學(xué)討論會(huì)提出，通信工程和 控制工程 領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)研究成熟的信息和反饋的概念和方法，可能有助于神經(jīng)生理學(xué)的研究。此時(shí)控制論的思想已經(jīng)形成，但還沒有正式命名。 1943 ~ 1944 年之交在普林斯頓召開了一次控制論思想的科學(xué)討論會(huì)，進(jìn)一步確認(rèn)了控制論思想，認(rèn)為在不同領(lǐng)域的工作者之間存在共同的思想基礎(chǔ)，一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域可以運(yùn)用另一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展得比較成熟的概念和方法。 1946 ~ 1953 年間，梅西基金會(huì)發(fā)起了一系列關(guān)于反饋問題的科學(xué)討論會(huì)，對(duì)于控制論的發(fā)展產(chǎn)生很大的推動(dòng)作用。
維納抓住了一切通信和控制系統(tǒng)的共同特點(diǎn)，即它們都包含著一個(gè)信息傳輸和信息處理的過程。他指出：一個(gè)通信系統(tǒng)總是根據(jù)人們的需要傳輸各種不同的思想內(nèi)容的信息，一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)必須根據(jù)周圍環(huán)境的變化，自己調(diào)整自己的運(yùn)動(dòng)，具有一定的靈活性和適應(yīng)性。通信和控制系統(tǒng)接收的信息帶有某種隨機(jī)性質(zhì)，具有一定的統(tǒng)計(jì)分布，通信和控制系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)也必須適應(yīng)這種統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，能對(duì)一類在統(tǒng)計(jì)上預(yù)期要收到的輸入做出統(tǒng)計(jì)上令人滿意 的動(dòng)作。 維納與他的合作者們終于在 1947 年成功地創(chuàng)立了“控制論”這個(gè)嶄新的學(xué)科，翌年，出版了 《 控制論》一書，引起國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛矚目。
除維納外，方法論聚餐會(huì)的參加者后來都各有建樹：羅森布盧斯也是控制論和人工智能的開拓者之一；馮 . 諾伊曼（ John von Neumann, 1903~1957 ） 成為博奕論的奠基人，二進(jìn)位制電子計(jì)算機(jī)的創(chuàng)始人之一；別格勞（ Julian Himely Bigelow, 1913~2003 ） 是電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的最早參加者；麥克卡洛（ Warren Sturgis McCulloch, 1898~1969 ） 和匹茨（ Walter Pitts, 1923-1969 ） 成為神經(jīng)控制論和人工智能的奠基人。事實(shí)證明，正是這些年輕科學(xué)家，在“各種已經(jīng)建立起來的部門之間的被人忽視的無人區(qū)”里得到了最大收獲，大大豐富和發(fā)展了科學(xué)。
對(duì)生理學(xué)來說，控制論的貢獻(xiàn)是巨大的。最突出的是把工程概念中的反饋概念 （ feedback idea ） 引入到生物系統(tǒng)中來。大大豐富和發(fā)展了生理學(xué)。由克勞德 · 伯爾納于上世紀(jì)提出的 “ 內(nèi)環(huán)境恒定”概念，進(jìn)而被坎農(nóng)發(fā)展為穩(wěn)態(tài)（ homeostasis ） 理論，成為生命科學(xué)中現(xiàn)代基本概念之一，其意義是重大的；但如果沒有反饋性自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制，那將是完全不可思議的。
1949 年，美國(guó)內(nèi)分泌生理學(xué)家豪斯金斯 （ Roy Graham Hoskins, 1880~1964 ） 響應(yīng)維納的建議，首先把反饋概念引入到內(nèi)分泌領(lǐng)域，指出甲狀腺與垂體之間存在反饋機(jī)制。 1956 年瑞典的馮 . 奧伊勒（ Ulf S von Euler, 1905~1983 ） 等注射少量甲狀腺素于垂體前葉，使甲狀腺釋放的放射性碘隨之減少，從而更進(jìn)一步證實(shí)了負(fù)反饋是機(jī)體機(jī)能精確調(diào)節(jié)的不可缺少的重要環(huán)節(jié)。
(朱大年 供稿)
