可控性

可控性提出的是一個看似簡單的是非問題：只用你被允許去撥弄的那些旋鈕和操縱桿，你能不能把一個系統驅趕到你想要的任意狀態？這裡的「狀態」指的是描述系統正在做什麼的那一整套內部條件——位置、速度、溫度等等。如果給足時間，你可用的輸入能把這些內部條件中的每一個都驅動到任意選定的值，這個系統就是可控的。如果系統的某個角落，無論你怎樣操作控制都永遠到不了、也改變不了，它就不是完全可控的。

一個家常的畫面有助理解。假設一列玩具火車跑在一條「8」字形軌道上，而你唯一的控制就是油門。你可以把火車放到軌道上的任何位置、或快或慢——但你永遠沒法讓它脫離軌道、停在房間正中央，因為沒有任何油門設定能到達那個狀態。軌道限制了你這唯一的輸入能產生哪些狀態。真實機器也有同樣的問題：一架失去了一個馬達的四旋翼，也許無法到達某些傾斜與自轉的組合；一套只有一個爐子的供暖系統，無法獨立設定每個房間的溫度。這種「搆不著」，正是可控性的缺失。

工程師在意它，是因為可控性是控制本身的前提：對於你的輸入在物理上根本影響不到的狀態，你無法設計出一個調節器去維持它或移動它。可控性是在動手搭建任何控制器之前，就從系統的數學模型裡檢驗出來的，它還常常指導硬體選擇——把推進器放在哪裡、要加多少個執行器、裝哪個閥門——好讓所有要緊的狀態都能搆得著。某部分不可控的系統，通常需要的是更多或位置更好的輸入，而不是更聰明的演算法。