控製力 : 麻省理工學院的經典理論 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

　　

　　

對生理學來說，控製論的貢獻是巨大的。突齣的是把工程概念中的反饋概念引入到生物係統中來。大大豐富和發展瞭生理學。

—— 常春藤國際教育聯盟特約講師 韋康博
　　
　　維納在其50年的科學生涯中，先後涉足哲學、數學、物理學和工程學，後來轉嚮生物學，在各個領域中都取得瞭豐碩成果。
　　—— 知名傳記作傢 王國章
　　
　　控製論現代科學技術研究提供瞭嶄新的科學方法；控製論從多方麵突破瞭傳統思想的束縛，有力地促進瞭現代科學思維方式和當代哲學觀念的一係列變革。
　　—— 中國商報新聞齣版總社資深編輯 席聖文
　　
　　控製論讓維納從一位此前聲譽有限的數學傢，一躍成為聲名卓著的明星人物，他的著作開始風行世界，他的深刻思想開始引起人們的極大關注。
　　—— 社科心理圖書作傢 金聖榮

內容簡介

　　 《控製力：麻省理工學院的經典理論》是美國應用數學傢諾伯特?維納的代錶作，在《控製力：麻省理工學院的經典理論》中作者為研究社會提供瞭一個新方法和一個新觀點，還為我們描述齣一個未來社會的新景祥，並警示人類在社會中將會齣現的問題及其解決方法。維納在書為讀者闡述瞭兩個觀點，一是在目前的社會中人們隻能通過消息與社會的通信的研究去理解社會，二是在將來科技的飛速發展中，人與機器之間的消息傳遞會在社會中越來越處於重要的地位，在當時雖有很多專業人對於維納的觀點並不是很贊同，但隨著時間的進步與科技的發展，維納的觀點將現實一一對應，直到現在《控製力：麻省理工學院的經典理論》的理論還對當今社會有著不小的影響。

作者簡介

諾伯特?維納，美國著名應用數學傢，控製論的創始人，齣生在密蘇裏州的哥倫比亞，維納14歲上大學，18歲獲哲學博士學位，通曉十國語言，是現代科學史上有名的少年早慧者。維納在其50年的科學生涯中，先後涉足哲學、數學、物理學和工程學，最後轉嚮生物學，在各個領域中都取得瞭豐碩成果，稱得上是恩格斯頌揚過的、本世紀多纔多藝和學識淵博的科學巨人。

精彩書評

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目錄

自序
Section 01 控製體係：顛覆傳統力學的“洪荒之力”）
1.控製論的寄居地：吉布斯的偶然性世界
2.牛頓之前的控製論雛形
3.如何完成消息的完整傳遞
4.人與機器的共通之處
Section 02：進步與熵：信息世界的誕生模式
1.天纔的“麥剋斯韋妖”
2.反熵：機器到底是死的還是活的？
3.進步：兩種惡魔對宇宙秩序的博弈
4.自動化的目的從何而來
5.量子論世界中生命的必然結局
6.崇拜進步不等於真的進步
7.進步的限製：人類將成為自然的奴隸
Section 03信息結構：控製力的各種行為模式
1.雙嚮通信的作用是什麼
2.學習能力，社會發展的關鍵所在
3.動物社會的蛻變過程
4.是什麼阻止瞭昆蟲的學習行為
5.反饋：人與機器誰是長不大的彼得潘
6.什麼是學習過程
7.學習理論建立的可能依據
8.學習理論所經曆的曆史沿革
9.條件反射中的原始刺激
10.控製論中的程序帶變化
Section 04 社會律令：控製體係下的差異化通信行為
1.社會律令對信息傳遞的控製
2.契約法觀點對法律的解讀
3.消除法律歧義的重要性
4.法律的製定原則是什麼
5.馮?諾依曼博弈下的法律程序
Section 05語言控製：信息轉化中的睏境和設想
1.語言，它的身份是通信
2.怎樣實現人與機器的相互對話
3.人身通信網絡的階段性進化
4.語義和語音的階段轉換
5.交流在控製體係當中的重要意義
6.斯芬剋斯的語言之謎
7.驕傲的代價：拉丁語的沒落
8.語言在通信時代作用的設想
9.語言磨損與信息區分的睏境
Section 06信息傳播：控製體係中所隱藏的秘訣
1．辛迪加使自我錶現變成奢求
2．現代通信的外部有害條件
3．智力訓練的楷模是何方神聖？
4．公眾人物的創作源於某種衝動？
5．通信存在的目的是什麼？
Section 07信息傳遞：孤立狀態下消息價值的隱現與消亡
1.日趨保守的信息傳遞思想
2.信息為何不能成為商品
3.藝術品在信息論中的作用
4.所有、復製權對藝術的影響
5.信息的價值在於流通
6.破譯信碼所需的不同時間維度
7.閉目塞聽必導緻科學滅亡
8.軍事上的科學是條不歸路
9.一切技術都是服務於通信
Section 08 信息交流：控製行為過程中的滯澀現象
1．博弈論——預示各方在策略上的閤作
2．科學傢為何要做到刻意淳樸？
3．自然界的惡行源於何種缺陷？
4．哪種觀念不利於科學傢的工作？
5．為何科學無法在假信仰中存活？
Section 09 通信機器：機械控製的各種發展態勢
1．反饋在震顫中的錶現形式
2．第二類機器更具直觀治療價值
3．怎樣彌補聽覺缺陷？
4．電學是領悟語言的閤理方式？
5．“鐵肺”為患者帶來哪些福音？
6．弈棋機與計算機之間的復雜關係
7．怎樣讓弈棋機打敗下棋高手？
8．國傢管理機器如何管理國傢？
9．機器對社會的危險源於何處？
10．神話故事促進機械産生生活真理
11．故事型的博弈機並非虛構
Section 10 有機操控：以生命傳遞信息的無限可能
1.穩態：個體同一性的試金石
2.控製論模式的傳遞和因果聯係
3.信息傳輸到底有多重要？
4.個體同一性的本質是什麼
5.用電報輸送人體的可能性
Section 11 通信格局：新型控製機械的理性分布
1．第一次工業革命引發哪些創新？
2．機械工具是輸送動力的惟一媒介？
3．真空管最初有何用？
4．機器反饋原理的神奇之處？
5．計算機——控製工廠機器的有效利器
6．新工業革命是把“雙刃劍”
控製力大師維納個人生平簡介

精彩書摘

Section 01 控製體係：顛覆傳統力學的“洪荒之力”
世界會有怎樣的未來？這是控製論齣現於世的先提思考。無疑今天人們已經走進瞭信息時代，但究竟什麼是控製論在很長一段時期內一直是一個莫衷一是的問題。而從吉布斯的世界觀齣發，從動物與機器的視角，維納將控製論這一概念從復雜到抽象的抽取讓它重新統一起來。
控製論的對象涵蓋方方麵麵，它可以是人、生物，也可以是自然、社會，或者是工程、技術。這些不同的係統在控製論視角下總會存在一種或若乾共同特色，並未其研究提供一般方法。而且，這種方法雖然接近數學方法，但是比數學方法更有效、範圍更廣泛。
控製論是一個學科群，它包羅萬象，應用的範圍也幾乎涵蓋所有學科。對龐大而紛雜領域的整閤恰恰是控製論的閃光之處，如今它引領者我們正在進入一個全新的信息時代。
1.控製論的寄居地：吉布斯的偶然性世界
對科學來講上個世紀不單單是一百年的開始和結束，在它的起點和終點之間還蘊含著更多東西。人類在這一百年裏前所未有的政治過渡，伴隨上層建築而轉變的還有人們的認知。這種變化最先錶現於科學領域，它影響著科學，讓科學成為一個時代的主流。
艾薩剋?牛頓的宇宙論是17到19世紀物理學的統治者，整整二百多年的時間找不到任何反對它的聲音。牛頓的宇宙是一個所有事物都嚴密地依據某種規律而運作的世界，在這個世界裏所有未來事物都全部且嚴格地依據過去的定律定理。這是一幅宏大的圖景，並不能依據實驗就能充分證明抑或推翻，而是一種比實驗更為廣泛的關於世界的概念。
眾所周知，牛頓在實驗科學的基礎上提齣瞭萬有引力定律，但是由於牛頓的機械論世界觀把自然界看作是一個沒有發展過程的既成事實，因此他無法用科學的觀點來解釋自然界的起源問題，從而必然導緻用上帝的一次性創造來解決這個理論難題。牛頓之所以在宇宙中為上帝保留瞭“第一因”或“第一推動者”的位置，隻是為瞭給他的整個井然有序的機械世界尋找一個具有權威性說服力的開端或起點。牛頓說道：“這個由太陽、行星和慧星構成的最美滿的體係，隻能來自一個全智全能的主宰者的督促和統治。”更為重要的是，這樣一位具有無限智慧的上帝一旦創造齣世界以後，就謹守理性而不再乾預世界，讓世界遵循萬有引力和其他自然規律而運行。這樣一來，科學傢們就無須直接麵對上帝，隻要麵對上帝的作品——自然界本身就足夠瞭，從而為自然理性和科學知識的獨立權利提供瞭神學上的依據
這也決定瞭我們不能通過嚴謹的實驗去驗證或考察牛頓並不是值得大驚小怪的事情，但當時卻令人激動。這是一個全新的視角和觀念，就如同哥白尼的日心說推翻韆百年來的傳統。雖然在他們之前麥剋斯韋以及一些科學傢已經提齣統計方法是處理粒子世界的必然選擇，不過吉布斯和玻爾茲曼則是將統計學更的定律是否精確，雖然他的觀點讓人們認為這些定律真的支配著整個宇宙。如今，統計論和量子力學的齣現讓他觀點在物理學中已經不是獨占鰲頭，而推翻它的就是美國物理學傢約西亞?威拉德?吉布斯和德國物理學傢路德維希?玻爾茲曼。
吉布斯和玻爾茲曼將統計學大量引入物理當中。而且是以一種更加全麵和徹底的方式，哪怕是力場中的單個粒子係統。
在牛頓以及那一代科學傢的物理學體係中，不同的物理係統同樣適用於一種物理定律，即使這些分布是從不同位置齣發、具有不同動量。換言之，他們所考慮的分布隻是與一個物理係統齣發的位置與速度有關，而不會考慮相同粒子的數量。而吉布斯和玻爾茲曼等新統計學傢們則開始用一種新眼光去對待這些問題，他們以更為辯證的觀點去看待這些假設，遵循更加客觀的因果關係定律。
其實，雖然18世紀的人們並未意識到統計學方法在物理中的作用，但是牛頓在實際研究中已經在使用一個重要的統計方法瞭。即使是今天，物理學的測量也無法保證完全精確，因此對於動力學係統或者一部運行的機器所要的說明都需要一個前提假設，即它們的初始位置和動量是完全精確給定。而事實則是涉及到的這些初始條件隻能是大體準確。
這也就意味著我們所知曉的不過是一些或者某種分布，而非它們全部初始條件。因此，事件的不確定性和偶然性必然要成為實用物理學必須考慮到的部分，吉布斯的功績就在於此，他第一次提齣用統計學這樣明確的科學方式去考量這種可能的偶然性。
隻是吉布斯這一觀點雖然提齣得很好，但是做的卻並不完善。他的研究很直觀，認為在一種保持其同一性的物理係統當中，任一給定時刻所錶現齣來的分布，都能夠在任一物理係統所有情況下重現。也就是某種前提下一個係統如果一直保持運轉，那麼一切同這個係統相容的位置和動力分布它都能經曆。
這一命題隻是對簡單係統有效，如果適用於更加復雜的係統就會失實無效。雖然如此，我們依然無法抹殺吉布斯的成果，他提齣一項完美設計的開頭，等待後人去完善。
吉布斯的研究不得不將量度論和概率率作為基礎工具。但是這兩種略顯古老的研究方式已經不再適閤他的要求。在同一時期，遠在法國巴黎的兩位數學傢卻已經設計齣一種閤乎吉布斯研究的積分理論，他們就是E.博雷爾和亨利?勒貝格。
博雷爾在數學、尤其是概率方麵有極高的成就，難能可貴的是他也有非常高的物理學觀念。為瞭通嚮適閤現代物理研究的度量論，博雷爾做個許多工作，遺憾的是他並沒有形成完整的理論。這項工作落到瞭他的學生勒貝格身上，並由勒貝格成功完成。
同博雷爾相比，勒貝格是與他完全相反的人，他並不熱衷於物理學，也無心這方麵研究。不過最終他還是完成瞭老師的工作，雖然勒貝格隻是將這個問題看作是研究傅立葉和純粹數學的一種工具。因為這項研究，博雷爾和勒貝格同時獲得瞭法國科學院院士的榮譽。博雷爾也一直堅持自己的工作作為物理工具的重要性，但是將勒貝格積分應用到物理學布朗問題上，我認為自己纔是第一人。
吉布斯逝世很久之後，他研究的工作還一直是科學上的一個神秘問題。雖然這類問題看上去並無實際用處，但依然有很多人在研究，畢竟在數學物理學領域內，有太多有著先見直觀能力的人。早在概率論産生之前，吉布斯就已經將概率引入到物理學當中，所以我覺得20世紀物理學第一次大革命的第一人應該是吉布斯，而不是愛因斯坦或者海博森。
這次革命對當前最大的影響就是物理學研究不需要再去無休止地探討那些會發生的事情，而是將範圍精確，去探尋以絕對概率優勢而發生的事。最初吉布斯的偶然性觀點是疊加於牛頓理論的基礎上，人們所探討的概率問題也是全部遵從牛頓定律係統。雖然如此，但在本質上吉布斯的理論依然是一種全新理論隻是係統中的相容置換同牛頓的置換相同。
從這一時期開始，物理學開始發生變化，牛頓講義的物理學基礎漸漸被改變、拋棄，如今，吉布斯的偶然性已經成為物理學的全部基礎，即使愛因斯坦依然認為決定論的世界更為閤理，但是他們的防禦姿態已經遭受到年青一代人的挑戰，不再具備絕對優勢。
當前已經發生一種變化：特定而且作為整體的真實宇宙，與它相關的量和陳訴已經不是概率性世界所探討的問題，取而代之的是那些在類似的宇宙中可以獲取到答案的各種問題。於是，概率就成為機遇的代名詞，並最為物理學的數學工具和不可缺失的基礎被人們所接受。
從某一方麵講，承認世界中存在一種非理性要素，這一點同弗洛伊德的觀點是相容的。弗洛伊德認為人類的行為思想當中具有堅固的非理性成分，而當前也存在一定的趨勢將吉布斯和弗洛伊德、以及現代概率的創始者分為一類。對此我無法苟同，畢竟吉布斯的思想和弗洛伊德的觀點之間距離太大，當然我也承認，他們二人對於宇宙自身結構存在給予這一基本要素的觀點是相近的。
吉布斯的觀點對現代生活産生的影響是巨大的，而我則是在這種觀點的基礎上，通過技術性概述或者哲學內容的探討，去說明麵對新世界，我們應該做什麼，以及怎樣對待它。
值得重申的是，吉布斯成就的偉大之處就在於，他所考慮的不是一個世界，而是考慮全部世界，也是存在於我們周圍的與我們息息相關且能夠被迴答的問題。他的思想核心在於我們正對一個世界已知的答案，在更為廣發的世界中是否同樣適用、適用的維度有多大。而這些問題，也是控製論這門新興學科的核心寄居地。
2.牛頓之前的控製論雛形
在科學曆史上，通信問題的研究一直處在一種較為正統的地位，它既不是偶然齣現的理論，也並非什麼空前創舉。早在牛頓之前物理學領域就齣現瞭這類問題，尤其是皮埃爾?德?費馬 、剋裏斯蒂安?惠更斯和戈特弗裏德?威廉?萊布尼茨這幾位數學傢的研究讓通信問題開始流行。
這幾位數學傢都有一個共同特點：對物理光學有著濃厚的興趣。費馬對光學的研究和推進主要得益於他的最小化原理，這是幾何光學中的一條重要原理，說光程在任意的一段足夠短區間上，光是以最少的時間通過的。依據這一原理可以證明光在均勻介質中傳播時所遵從的直綫傳播定律、反射和摺射定律，以及等光程性等。而藉助於此原理也能夠證明光的可逆性原理的正確性。光在任意介質中從一點傳播到另一點時，沿所需時間最短的路徑進行傳播。
惠更斯則是提齣瞭“惠更斯原理”的雛形。這一原理旨在說明，當光從一個光源嚮外傳播時，會在光源的周圍形成一種類似小球麵的東西，即球形波麵。這些球形波麵都是由次級光源組成，而球形波麵的次級光源的傳播方式同初級光源的傳播方式完全相同，這一理論成為研究光的衍射現象的基礎。
萊布尼茨在這一方麵的成就則是他的“單子論”。他從一種特殊的角度將整個世界看做為一種“單子”實體集閤。他繼承瞭西方哲學傳統的思想，認為世界因其知識是客觀存在和必然的，因此是由自足的實體所構成。而所謂的自足，是不依賴其它事物存在和不依賴其它事物而被認知。他以為實體是是無限多的。單子的活動就是在造物主安排的預定和諧的基礎上的相互知覺，萊布尼茨一切都歸世界的創造者，創造是一中純意誌的創造，造物主是憑藉著其至善而創造瞭這個世界。
萊布尼茨的這一理論主要依靠光學術語進行論證。在他看來，單子隻有知覺，所以依據他的推論，所有機械的相互作用在本質上都一樣，隻是一種微妙的光學上的相互作用。在這一領域的研究中，萊布尼茨錶現齣明顯對光學與消息的偏愛，在他的邏輯推演中這一點錶現最為明顯。雖然在當時他的推演並不完善，但卻為後來的數理邏輯奠定瞭堅實基礎。
本書的許多思想都深受萊布尼茨哲學理論的影響和支配，他不僅研究物理和數學，對通信相關的計算機和自動機也非常感興趣。雖然我在這本書中所陳述的許多觀念同萊布尼茨的見解相去甚遠，但是本質上我討論的問題都是萊布尼茨的問題。萊布尼茨對計算機器的興趣主要源自於他對演算推理的熱衷，在他的心目中，推理演算則又是他人造語言的思想推廣。所以從這一點來說，萊布尼茨的真正興趣點還是語言和通信。
到瞭19世紀中期，英國數理學傢詹姆斯?剋拉剋?麥剋斯韋和邁剋爾?法拉第的研究再次吸引瞭眾多物理學這對光學的注意力。這一時期人們隻是將光做為電的一種形式，而電做為一種媒質機製，看不見摸不到但又堅硬無比，所以被稱為以太。
在當時有這樣一種假設：以太彌漫於一切透明物質當中——空氣、大氣、星際空間，而麥剋斯韋的重要成就在於他成功地通過數學方式發展瞭法拉第所提齣的令人信服但並非以數學形式所錶達的思想。人們對以太的研究雖然取得一定進展，但當時的答案依舊很模糊，且不可避免地存在許多問題，例如物質是如何通過以太運動的。
為瞭解決這個問題，美國物理學傢埃爾伯特?邁剋爾孫和愛德華?莫雷在90年代進行瞭著名的“邁剋爾孫——莫雷實驗”。這個實驗的直接目的就是以太是否存在。當時認為光的傳播介質是以太。基於這樣的假設就産生瞭一個新的問題：地球以每秒30公裏的速度繞太陽運動，就必須會遇到每秒30公裏的“以太風”，同時以太風也必然會對光的傳播産生影響。邁剋耳孫－莫雷實驗就是在這個基礎上進行的，而實驗也給齣瞭令人意想不到的答案：無法證實以太運動的存在。
對於邁剋爾孫——莫雷實驗所提齣的問題，著名電子論創立者亨德裏剋?安東?洛倫茲給齣瞭答案。他指齣，如果人們將那些能夠讓物質結閤起來的力視為光學或者電學性質，那麼從邁剋爾孫——莫雷實驗之初我們就應該預期到相反的效果。然而，洛倫茲的這些思想在1905年被愛因斯坦重新解釋，於是就有瞭下麵的說法：絕對運動之所以無法觀測，其決定原因與其說是物質的特殊結構，不如說其是物理學上的一項公設。
在我們的角度看，愛因斯坦將光和物質放到一種同等地位上來說明，這一點同牛頓之前物理學觀點相同。愛因斯坦在解釋自己的觀點與見解時會靈活地站在觀測者角度上說明，觀測者可能是運動的，也可能是靜止的。
愛因斯坦在他的性對論中也引入瞭消息的觀念，對物理學中萊布尼茨現象進行瞭強調，如果不是如此他無法將觀測者引進其中。但也要注意到，愛因斯坦的相對論同吉布斯的統計力學是截然不同的，在探討問題是，愛因斯坦所使用的依舊是絕對嚴格的動力學術語，這一點與牛頓相同，他們都摒棄瞭概率的概念。
不同的是吉布斯在他研究初始就引進瞭概率，從另一種意義上說這是物理學的更替和進步，人們開始用隨時變化的世界去替代決定性的世界。

前言/序言

二戰結束後，我就緻力於信息論研究。在它的研究過程和分支內我接觸到很多知識，其中除瞭與消息傳遞有關的電工理論之外，還有關於信息量更廣泛的外延。它包含瞭以消息為載體的控製手段研究，例如計算機和自動機、心理學和神經係統以及語言研究。
在廣義上，信息論是一種概率性理論，屬於吉布斯開創思潮中的一部分。
這是一個復閤的概念，我花費瞭很久的時間也沒有找到閤適的詞語去錶述它。為瞭概括這一領域，我覺得有必要創造一個新詞，於是有瞭“控製論”。
“控製論”是我從希臘字中引申齣來的詞，原意更接近“舵手”，當然在我之前也有人用過，19世紀初期有位波蘭科學傢從另外一角度引用過它。
1948年我發錶瞭名為《控製論》的一本著作。這本書多少有些專業性，在一些讀者眼中難免生澀，為瞭響應大傢要求，讓控製論的觀念被更多人所接受，1950年我又重新齣版瞭這本書。從當時到現在控製論這門學科已經發展成為一門確定的研究領域，我也

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