《控制论》-导读 及 译者序 第二版序 -读书笔记

《控制论》（或关于在动物和机器中控制和通信的科学） 维纳

————————导读部分 胡作玄 ————————————————

 

1、控制论的核心部分：

计算机科学

信息科学

通信理论

控制理论

人工智能理论

一般系统论

机器人学

神经科学与脑科学

认知科学

行为科学

 

2、维纳认为莱布尼茨是最后一位百科全书式的博学的天才。

3、莱布尼茨的目标有两个：

一是建立普遍的符号语言，这种语言的符号是表意的，每个符号表达一个概念或一种关系或一种操作，如同数学符号一样。

二是建立思维的演算，通过演算逻辑的推理，可以用计算来代替。

当逻辑遇到争论时，可以通过计算机判定谁对谁错。

4、与shannon的离散观点不同，维纳是从连续的观点来定义信息量的。他的理论来源于滤波器的设计，他的观点同冯·诺依曼一样，把一个系统的信息量看成其组织化程度的度量，而一系统的熵则是无组织程度的度量。这样他得到与shannon定义等价的信息量，只不过shannon的求和变成了维纳的积分。

5、随意运动（或自主运动）的重要因素就是控制工程师所谓的反馈作用。当我们期望按某个方式运动时，期望的运动方式和实际完成的动作之间的差异当做新的输入来调节这个动作，使之更接近期望的动作。当反馈不足或反馈过度时，这一动作都无法按照期望完成。

这样他们对中枢神经系统的活动得到一个整体的概念，它不再是过去认为的那样由感官接受输入又传给肌肉运动中的中介器官，而是大脑指挥肌肉运动后再通过感官传入中枢神经系统的闭路过程，也就是形成反馈过程。

7、维纳最先表现出对未来自动化社会中人的关心。

8、Cybernetics

来自希腊文kybernetics，原文为舵手、掌舵者，而指的是动物和机械中的通信与控制理论。

9、控制论的四个原则

①普遍性原则

任何资质系统都存在相似的控制模式，普遍的机械化和自动化的观点。

②智能性原则

认识到不仅在人类社会而且在其他生物群体乃至无生命体世界中，仍有信息及通信问题。

③非决定性原则

大宇宙、小宇宙的不完全的秩序产生出目的论和自由。

④黑箱方法

对于控制系统，不管其组成如何，均可通过黑箱方法进行研究。

10、《行为、目的和目的论》

11、维纳等人把行为主义方法作为功能主义方法的对立面来提出。功能主义方法主要研究一个对象的内在结构或是内在组织，研究其种种属性，而对象与环境之间的关系则处于次要地位。而行为主义的方法恰巧相反，主要强调对象与环境之间的关系，而不去考虑其内在结构域组织关系究竟如何，以及它们是如何完成一系列任务的。

12、行为主义的研究方法与传统研究自然对象的方法是很不一样的。研究一个对象和它环境的关系，首先要把对象从环境中分离出来，也就是要明确什么是对象，什么是它的环境。对象和环境之间有两种作用，一种是输入，一种是输出。输入是环境以某种方式使对象产生变化，而输出则是对象以某种方式使环境发生某种变化。行为主义的研究重点就是研究对象的各种可能输出，特别是这种输出与输入的种种关系。

所谓“行为”，就是我们的对象相对于它的环境作出的任何变化。

13、行为的分类

14、从方法论上说，维纳把两类迥然不同的对象——机器与有机体——放在同一概念体系下来考虑，这是他在思想上最重要的变革。

不过，这只是说从行为主义的分析中两者找不到区别，但在结构功能主义分析中，机器与有机体显然大相径庭。

15、维纳深刻地认识到，单用物理和化学的概念来阐释生命现象，及心理现象是不够的，他需要一套全新的概念，这就是信息、通信、控制盒反馈。

16、对于有机体，机械论的观点是把它们一步一步分解到最后，把它们每个局部搞清楚，有机体无非就是局部的总和。但是控制论的观点则力求回答整体问题，即揭示其模式。构成我们躯体的物质并不是不变的，不变的只是模式，这才是生命的本质。模式就是消息，它也可以作为消息来传递。如，人类繁衍的消息就是由DNA序列来传递的。

17、从本质上讲，控制论就是通信的理论。通信问题中包含理论问题和技术问题，由于通信无非就是传送消息，而传送消息一是要准，二是要快，而二者往往是鱼和熊掌不可兼得，因此通信理论自然就围绕这两个问题展开。

18、维纳的最终目标是实现所谓“智能机”问题，虽说现在许多领域和技术均贴以“只能”的标签，但现有的机器同最简单的“智能机”仍有一道鸿沟。

维纳指出，智能的首要问题是“学习”，他指出“真正惊人的、活跃的生命和学习现象仅在有机体达到一定的复杂性的临界度时才开始实现”

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19、通信和控制系统所接收的信息带有某种随机的性质，也就是本书中经常提到的具有某种统计分布。因此，通信和控制系统本身的结构也就必须适应它所接收和加工的信息的这种统计性质。

20、维纳：“灵敏自动机的理论是一个统计的理论。通信工程的机器，根据单独一次输入而产生的动作是不会使人感到兴趣的。这种机器如果要充分发挥作用，它就必须对多有的输入都做出令人满意的动作。也就是说，对一类从统计上预期要受到的输入做出统计上令人满意的动作”

21、维纳把控制论建立在统计理论的基础上。

22、所谓预测，从数学上讲，就是从一个时间序列过去的数据去估算整个系统的统计参数。这种估算得出的是统计参数的平均值，它与客观实在的参数值有一定的距离，是会产生误差的。但这也为由“过去”来从统计上推知未来，预测未来提供了可能性。

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23、所谓随机行走，做这种行走的一个例子的运动在任何时间间隔内都有一个分布，这个分布只与时间间隔的长度有关，而与这个时间间隔的起始点无任何关系。

24、在研究非线性系统时，布朗运动的特征标比三角函数集更适于用来作为测试用的输入。

25、在研究线路时，布朗运动的函数可以用物理方法靠散粒效应来获得。散粒效应是电流中的一种不规则现象，它是由于电流并不是由一连续的电的流动所引起的，而是由一系列可分开的、相等的电子的流动所引起的。因此，电流具有统计的无规则性。电流本身有一定的均匀特性，但当它放大到某一倍数时，就显示它包含有相当大的随机噪声。

26、厄米特多项式

27、遗传之所以可能，细胞之所以繁殖，必须靠细胞中携带遗传的部分—即基因—能够建造另一个和自己相像的相同的携带遗传的结构。因此，如果有一种方法，使得人造的结构能够生产出另一个与自己的功能相同的结构来，这将是非常激动人心的事。