书城童书控制论之父:诺伯特·维纳的故事
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第2章 引子

1987年12月11日,纽约联合国总部会议大厅。

第42届联合国大会正在进行,各国代表神情严肃、默默地沉思着。

是啊!人类正面临着空前的危机,这怎能不令人焦虑。根据科学家的观测报告,地球生态圈已进入新的活跃期,太阳黑子开始强烈地活动,世界范围内的地震活动高潮即将到来;1982年和1986年,海水突然升温的厄尔尼诺(El Nino)现象,相继出现在赤道太平洋东部、拉丁美洲西岸附近,引起了世界性的气候灾难;全球二氧化碳剧增造成的“温室效应”,有可能引起海水吞蚀大陆的灾难性现象;人口激增造成了环境的严重破坏;臭氧层变薄和南极上空出现的臭氧层空洞,这将会导致地球上物种的灭绝。

20世纪70年代以来,全世界的各种灾害明显增多,严重地威胁到人类的生存。为此,美国科学院院长普雷斯(F。Press)博士,在1984年第8届世界地震工程会议上提出了“国际减轻自然灾害10年”(英文缩写IDNDR)的设想。第42届联合国大会就以此设想为议题,展开了广泛的讨论。

发言结束,表决的时刻到了。刹那间,铃声大作,所有的表决器都亮起了绿灯,到会代表以169号决议的形式,一致通过了从1990年起开展IDNDR在国际上步调一致的活动,希望通过10年的努力,将自然灾害降低30%。

然而就在这个决议通过后的第二年,被称为“吉尔伯特”的飓风以20千米/时的速度席卷了加勒比七国,牙买加几乎被夷为平地。这一年共发生了74起特大洪水、5次旋风、11次飓风、34起巨大风暴、17次滑坡、17次地震、18起旱灾以及162次重大事故,噩耗频传。以后的几年里灾情也没有得到控制:1989年,美国旧金山发生(里氏)6.9级地震;1990年,伊朗地震,4万多人死于非命;1991年,菲律宾火山爆发、孟加拉发生风暴潮灾、中国发生大面积特大洪涝……面对这些接二连三的灾难,人们不禁要问:大自然怎么了?人类只能束手待毙吗?

不能,当然不能!依靠人类的聪明才智和高速发展的科学技术,人类一定能找到有效的办法抑制灾难,渡过危机。人类现在已经有了一件抵御灾害的法宝——控制论。根据现代控制论,利用诸如电子计算机、遥感卫星等高新技术,人类完全有可能避免灾害的发生;或对灾害进行预测和预报。提前做好治理和防御工作,使损失减少到最低水平。今天,控制论早已不局限于工程自动化控制理论,而是发展成为包含生态控制论、环境控制论、能源控制论、人口控制论、社会控制论、经济控制论等多学科的理论,这些理论可以从不同的方面入手,为IDNDR活动提供理论依据。

其中,生态控制论的研究已经表明:生态系统内部的资源总是有限的,并不像太阳供给的能量那样“取之不尽,用之不竭”。如果采取“竭泽而渔,焚林而猎”这种杀鸡取卵式的野蛮方法掠夺生态资源,大自然必定会施以“报复”,后果将不堪设想。人类正面临着严峻的抉择:在资源问题上是遵守自然的法则,保持生态平衡;还是一意孤行,追求物质享受和人丁兴旺,最后遭到大自然无情的“惩罚”。

利用系统和信息观点及方法分析、设计、规划和控制人工生态系统的结构要素、工艺流程和反馈机制,使之最大限度地符合人类的整体利益和长远利益,是生态控制论的基本任务之一。资源的合理利用与再循环,环境的综合治理和优化,人在新的生态平衡格局下如何适应和协调,是生态控制论研究的重点。发展系统组分间的共生和再生关系,加强物质循环能力,提高生态效益……都是生态控制论研究的目的。

显然,这样的理论为IDNDR活动提供了有力的支持,今天我们看到的“保护我们的生态环境”、“只有一个地球!”、“节约每一滴水!”等口号,都是根据这一理论提出的具体措施。

控制论的英文原文为Cybernetics,这是一个在英文字典里查不到的词汇。但却可以在希腊文中找到一个与它发音相似的词χγβεργαω,它的原意为“舵手”。1948年,一位美国人在法国巴黎出版了一本名为Cybernetics的书,书中提出了他创立的一门新的科学理论——控制论。这位美国人名叫诺伯特·维纳(Nobert·Wiener),他除了借用χγβεργαω的原意外又赋予了它新的意义:关于在动物和机器中控制和通讯的科学。所以中文将它翻译为控制论。控制论一经问世就引起了轰动,因为它打破了自然科学和社会科学之间,以及自然科学各学科之间的某些不可逾越的界限,找到了把各门分支学科统一起来的新的途径、新的综合概念和方法。控制论把充满不定性和关联性的不完备的客观世界,用统一的、综合的科学观点和必要的数学语言进行诠释,揭示诸如信息、通信、系统、控制、反馈、平衡、稳定、因果、有序、有组织等一系列重要概念的内在联系和普遍意义,以整体的观点研究物质世界和非物质世界,即机器或机构和生物或活体以及社会经济现象中发生的动态(运动和变化)过程及其相互关系。控制论的思想方法是唯物的,分析方法是辩证的,它认为信息过程是认识客体的前提,控制过程是改造客体的途径。

正是因为有了控制论,人类实现了工业生产的自动化,完成了拜访月球的“阿波罗登月计划”,并尝试了在太空行走的新感觉……

姹紫嫣红的科学百花园中又盛开了一朵极具生命力的奇葩,它不断地生根、分蘖、开花,呈现出勃勃生机。这株奇葩的培育者,美国著名的数学家、马萨诸塞理工学院(也称麻省理工学院)的教授诺伯特·维纳(Norbert Wiener),也因此被世人赞誉为“控制论之父”。