《控制论:或关于在动物和机器中控制和通信的科学》
机器、动物与心智,都靠把结果反馈成原因来掌舵。
一船之舵手,并不会一次定好完美的航线、然后撒手不管——他盯着看,看自己偏了多远,再去推一把舵轮,一次又一次。维纳看出:机器、动物,乃至社会,全都以同样的方式为自己掌舵。
把这个想法拆开看
这本书的核心,是一个回路,叫作反馈。一个系统量一量自己离目标还有多远,再用这道差距,去决定下一步怎么走——然后再量一次,再修正一次。恒温器拿温度来做这件事;你的手拿「到杯子的距离」来做;一个政府,则拿「政策与其结果之间的落差」来做。
维纳石破天惊的论断是:产生「有目的的行为」的,是这个回路——而不是构成它的血肉或金属。一台朝目标自我修正的机器,与一个朝目标伸手的活物,做的是同一件事。从这一个想法,他建起了一门科学,并给它命名为「控制论(cybernetics)」,取自希腊语里「舵手」一词。
它从哪里来
诺伯特·维纳曾是神童,后来成了 MIT 的数学家。第二次世界大战期间,他研究如何用高射炮去瞄准那些闪转腾挪的飞机——这意味着要预测:一个会移动、会自我修正的目标,下一刻会去到哪里。这个「系统对自己的过去作出反应」的问题,从此再没放过他。
战后,他与两位合作者把诸般线索拢到一处——墨西哥生理学家阿图罗·罗森布鲁斯,与工程师朱利安·毕格罗——其中大半的思考是在墨西哥城完成的。1948 年,他把成果写成一本艰深而包罗万象的书出版,并给这门新生的领域起了名字。出乎他自己意料,这本书成了畅销书。
它为何重要
在维纳之前,一个造控制器的工程师、一个研究反射的生理学家、一个在线路上与噪声搏斗的电话工程师,彼此没有共同的语言。控制论递给他们一套——反馈、信号、噪声、信息——并指出:他们的难题,其实是同一个难题的不同版本。它还带来一条硬邦邦的实用教训:修正得太凶、或依据来得太迟的信息去行动的反馈,不只是会失败——它会摆荡进狂野的振荡。维纳注意到:这恰恰就是一个受损的神经系统,在一只伸出去的手于目标周围发抖时,所做的事。
一个你怎么都调不好的淋浴
想象一个不熟悉的淋浴。水太凉,于是你把龙头往热里拧;可水管很长,什么也没变——你再使劲拧;接着一堵滚烫的水墙扑来,你赶紧把它猛地扳回去,过一会儿,你又冻得发抖。你,就是一个增益过大、延迟过大的反馈回路,来回追猎,怎么也安定不下来。把延迟驯服,把修正放轻,你就能平顺地滑向那个刚刚好的水温。这场「冲过头」与「平静」之间的来回摆荡,正是下方那个工具的全部戏码。
它身处何处
1948 年,是信息时代的奠基之年。同一年,克劳德·香农发表了他的信息论(本馆亦有收录);而三年之前,约翰·冯·诺伊曼已写下存储程序计算机的设计。控制论是第三根支柱——关于控制与目的的那一根。它的名字终究渐渐隐去,因为它的孩子们长大了——控制理论、人工智能、机器人学,以及关于自调节系统的整门学问——但「cyber-」这个前缀,在 cyberspace(赛博空间)一类词里,至今仍裹着那位希腊舵手。
We have decided to call the entire field of control and communication theory, whether in the machine or in the animal, by the name Cybernetics, which we form from the Greek κυβερνήτης or steersman.
the most fruitful areas for the growth of the sciences were those which had been neglected as a no-man's land between the various established fields.
Just as the amount of information in a system is a measure of its degree of organization, so the entropy of a system is a measure of its degree of disorganization; and the one is simply the negative of the other.