【正文】 ，對(duì) “ 三論 ” 的研究也越來(lái)越深入，國(guó)內(nèi)外有關(guān) “ 三論 ” 的論著也是很多的，不可能作全面介紹，只能就其主要的作一般性的介紹。同時(shí)“ 三論 ” 是緊離聯(lián)系的一組科學(xué)理論，包含在系統(tǒng)科學(xué)理論中，但為了學(xué)習(xí)方便，必需分析加以介紹，然后從總體上來(lái)認(rèn)識(shí)。 （一）控制論創(chuàng)立過(guò)程和發(fā)展?fàn)顩r 人們把控制論的形成和發(fā)展分為三個(gè)階段 1942年以前是醞釀階段 1943年 —1948年控制論的形成階段 1948年以后控制論的發(fā)展時(shí)期 （二）什么是控制和控制論 81 什么是控制？廣義的控制包括：統(tǒng)治（或指揮）、管理 (或組織 )、調(diào)節(jié) (或適應(yīng) )、操作（或操縱）等等。具體來(lái)講，可以認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)某種目標(biāo) (或目的 )的手段。這樣解釋對(duì)理解控制 ” 的意義也不深刻。為了加深對(duì) “ 控制 ” 的理解，我們要引出一個(gè)概念 ,就是可能性空間 ,什么是可能性空間？簡(jiǎn)要的講，就是我們將事物發(fā)展變化中面臨的各種可能性集合稱為這個(gè)事物的可能性空間。 而控制的概念與事物發(fā)展的可能性空間密切相關(guān)，所謂控制歸根到底是一個(gè)在事物可能性空間中進(jìn)行有方向的選擇過(guò)程。 82 一切 控制過(guò)程，實(shí)際上都是由三個(gè)基本環(huán)節(jié)構(gòu)成的。①了解事物面臨的可能性空間是什么。②在可能性空間選擇某一些狀態(tài)為目標(biāo)。③控制條件，使事物向既定目標(biāo)轉(zhuǎn)化。 與 “ 控制 ” 緊密聯(lián)系的一個(gè)概念就是控制能力。什么是控制能力？大家已經(jīng)知道，每實(shí)行一次控制后，事物發(fā)展的可能性空間縮小了?？赡苄钥臻g縮得越小，標(biāo)志著我們的控制能力越強(qiáng)。所以我們把實(shí)行控制前后的可能性空間之比稱為控制能力。例如某一事物的可能性空間為 M，實(shí)行控制后可能性空間縮小為 m，那末控制能力就M/m。 83 我們認(rèn)識(shí)了有關(guān)控制的一些基本概念后，那么對(duì) “ 控制論 ” 就有個(gè)大概的認(rèn)識(shí)了，所謂控制論也就是有關(guān)控制問(wèn)題的理論。當(dāng)代控制論的研究越來(lái)越復(fù)雜，主要是涉及許多數(shù)學(xué)問(wèn)題，使人感到望而生畏。但并不是不懂復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題就掌握不了控制論的有關(guān)問(wèn)題，我們可以撇開(kāi)數(shù)學(xué)，來(lái)認(rèn)識(shí)控制論的基本方法問(wèn)題。 （三）控制論的基本方法 控制論的重要意義不僅在于為我們揭示了生命機(jī)體，社會(huì)與技術(shù)系統(tǒng)之間共同的控制規(guī)律，而且在許多方面沖破了傳統(tǒng)的思維方式和研究方法的束縛，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究提供了一套嶄新的科學(xué)方法。 隨機(jī)控制 84 世界上最省事的方法莫過(guò)去碰運(yùn)氣了。如果我們遇到一件棘手的事情，又想不出其它辦法來(lái)解決，山窮水盡疑無(wú)路的時(shí)候，常常硬著頭皮說(shuō)：“ 那么，就碰碰運(yùn)氣吧 ” 。把碰運(yùn)氣也稱為一種方法，很多人也許會(huì)感到勉強(qiáng)。不過(guò)科學(xué)家不這么看，也許是由于科學(xué)家經(jīng)常跟棘手的難題打交道的緣故。他們對(duì)碰運(yùn)氣這種方法還挺感興趣，不但認(rèn)真對(duì)它進(jìn)行了研究，而且還給它取了個(gè)雅號(hào)，叫 “ 隨機(jī)控制 ” 。 我們前面已介紹過(guò)，控制是可能性空間的縮小。隨機(jī)控制也是可能性空間縮小的過(guò)程，不過(guò)它有一個(gè)特點(diǎn)，就是在隨機(jī)控制過(guò)程中，系統(tǒng)的可能性空間只有在達(dá)到目標(biāo)時(shí)才縮小，不達(dá)到目標(biāo)時(shí)，可能性空間不縮小。 85 隨機(jī)控制的應(yīng)用非常廣泛，效果又很直觀，人們遇到棘手的研究問(wèn)題時(shí)，即使對(duì)解決問(wèn)題所必須的條件完全不了解，仍然可以采用隨機(jī)控制的方法來(lái)找到問(wèn)題的答案。 共軛控制 大家知道人和猿的一個(gè)基本區(qū)別就是人能夠制造并使用工具。通過(guò)工具，人們可以完成許多直接用雙手不能完成的工作，這樣人的控制范圍擴(kuò)大了。 人類在每一個(gè)歷史階段，總要面臨著一大難在當(dāng)時(shí)擁有的控制手段無(wú)法直接完成而又需要完成的工作，也就是擴(kuò)大自己的控制范圍的問(wèn)題。當(dāng)人們要擴(kuò)大控制范圍的時(shí)候，通常用一種稱為其軛控制的方法。共軛控制就是專門研究如何將一件人們無(wú)法完成的工作變成能夠完成的工作。 86 數(shù)學(xué)上一般把 L1AL稱作 A過(guò)程的共軛過(guò)程，我們將 L1AL稱為 A共軛的控制方法 ,它通過(guò) L和 L1的變換，把原來(lái)不能控制的事件變?yōu)槲覀兛梢钥刂频?A過(guò)程去完成。 A的控制范圍在施行了 L和 L1變換后擴(kuò)大了。 反饋控制方法 我們?yōu)榱诉_(dá)到控制一個(gè)事物，我們就要從事物的多種可能性空間中選擇一個(gè)方向，使事物按這 87 既定的方向發(fā)展。但往往所具備的控制方法達(dá)不到所需要的控制能力。這時(shí)候，也就是說(shuō)當(dāng)人的控制能力不能達(dá)到目的時(shí)，就必須用反饋來(lái)調(diào)節(jié)放大控制能力。 什么是反饋呢？所謂反饋，就是在控制系統(tǒng)中，如果把系統(tǒng)的輸出文反過(guò)來(lái)送到輸入端，對(duì)輸入產(chǎn)生影響。這個(gè)過(guò)程稱為反饋。 輸入 輸出 反饋 控制系統(tǒng) 88 反饋分為兩種：正反饋和負(fù)反饋。如果輸出反過(guò)來(lái)送入輸入端，增加控制系統(tǒng)正在進(jìn)行的偏離目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，稱為正反饋。如果輸出反過(guò)來(lái)減弱系統(tǒng)正在偏離目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，就是負(fù)反饋。一般來(lái)講，在控制系統(tǒng)中，都是用負(fù)反饋來(lái)調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)。負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制必定要有兩個(gè)環(huán)節(jié) :(1)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)目標(biāo)差，便自動(dòng)出現(xiàn)減少目標(biāo)差的反應(yīng)。（ 2）減少目標(biāo)差的調(diào)節(jié)一次一次發(fā)揮作用，使得對(duì)目標(biāo)的逼近積累起來(lái)。這兩個(gè)條件不滿足就不能算完善的負(fù)反饋調(diào)節(jié)。 負(fù)反饋調(diào)節(jié)實(shí)際上放大了控制能力。因?yàn)樗梢园涯撤N有限的控制能力積累起來(lái)，從而擴(kuò)大了控制能力。事實(shí)上每次反饋，都是讓控制機(jī)構(gòu)在已被縮小了的范圍內(nèi)進(jìn)行新的選擇。 89 負(fù)反饋調(diào)節(jié)具有重要的方法論意義，在許多方面都有其重要的作用。特別是醫(yī)學(xué)研究中也有很重要的意義。從人體的正常生理調(diào)節(jié)來(lái)看，大多數(shù)是通過(guò)負(fù)反饋進(jìn)行的。當(dāng)然，正反饋在生理調(diào)節(jié)上也存在。同時(shí)，反饋方法已運(yùn)用到對(duì)許多疾病的研究上，例如神經(jīng)系統(tǒng)的許多疾病，可以從反饋調(diào)節(jié)方面進(jìn)行探討。 總之，反饋方法最大的一個(gè)特點(diǎn)是僅僅利用受控量的實(shí)際情況與我們要求之間的誤差來(lái)進(jìn)行控制，這里只考慮一個(gè)因素，因此簡(jiǎn)單有效。因?yàn)樗槐厝ス芤鹫`差的原因究竟是什么。正因?yàn)槿绱?，它能廣泛地運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域里面。 90 黑箱方法 什么是黑箱？簡(jiǎn)單地講，黑箱是指其內(nèi)部構(gòu)造和機(jī)理還不清楚，但可以通過(guò)名部觀測(cè)和試驗(yàn)，去認(rèn)識(shí)其功能和特性的事物。黑箱是科學(xué)方法論中的概念，而不是指一個(gè)具體的箱子。 什么是黑箱方法？就是指不打開(kāi)黑箱，而利用外部觀測(cè)試驗(yàn) ,通過(guò)輸入、輸出信息 ,來(lái)研究黑箱的功能和特性，探索其構(gòu)造和機(jī)能的科學(xué)方法。 作為一種科學(xué)方法，黑箱方法受到重視、研究和廣泛應(yīng)用，并且與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段聯(lián)系起來(lái)，得到進(jìn)一步發(fā)展，這是同控制論、系統(tǒng)論分不開(kāi)的。 控制論就是把人們認(rèn)識(shí)和改造的對(duì)象看做黑箱。所為控制，從認(rèn)識(shí)論角度來(lái)看，也就是主體對(duì)客體的認(rèn)識(shí)和改造。它們之間可以用可觀察變量和可控制變量來(lái)描述。 91 可觀察變量 可控制變量 如圖所示，如果離開(kāi)了可控制變量和可觀察變量，在不打開(kāi)黑箱的情況下，是無(wú)法認(rèn)識(shí)了解黑箱的。在這里要使人們認(rèn)識(shí)不斷逼近真理（即認(rèn)識(shí)黑箱 ),要求人們的實(shí)踐手段不斷更新，使可觀察變量和可控制變量的數(shù)目和范圍不斷增加。 不打開(kāi)黑箱，而通過(guò)可觀察變量和可控制變量來(lái)認(rèn)識(shí)真功能和特性的黑箱方法比打開(kāi)黑箱來(lái)研究事物的結(jié)構(gòu)和功能的方法有它獨(dú)特的長(zhǎng)處。特別是對(duì)于復(fù)雜的有生命的物體，用解剖方法打開(kāi)黑箱，那么這個(gè)黑箱的結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到嚴(yán)重的破 主體 客體（黑箱） 92 壞，我們所觀察到的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與黑箱被打開(kāi)時(shí)可能大不相同。這對(duì)于準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)研究對(duì)象必然帶來(lái)影響。當(dāng)然隨著科學(xué)的進(jìn)步人們總有一天會(huì)找到打開(kāi)生命系統(tǒng)等的新手段。但在沒(méi)有找到新手段之前，采用不打開(kāi)黑箱的研究方法顯然有它獨(dú)特的長(zhǎng)處。 二、信息論 （一）信息論的產(chǎn)生和發(fā)展 信息論是從通訊科學(xué)中產(chǎn)生發(fā)展起來(lái)的。 （二）什么是信息？ 信息這一概念很重要因?yàn)閷?duì)于了解信息論有著重要的作用。但是關(guān)于信息的定義目前學(xué)術(shù)界 93 尚無(wú)確定的定義，因?yàn)槿藗儚牟煌矫鎭?lái)研究，所以定義出不同的信息概念。目前國(guó)際科學(xué)界比較流行的解釋是：“信息是系統(tǒng)傳輸和處理的對(duì)象，凡是有次序的符號(hào)排列（包括文字、數(shù)據(jù)、狀態(tài)）都載符著信息。信息和物質(zhì)，能量一起被看作是構(gòu)成系統(tǒng)的三大要素之一”。這種解釋對(duì)于初實(shí)者來(lái)說(shuō)也很抽象。為了對(duì)信息概念要有一個(gè)具體的認(rèn)識(shí)，一般可以作這樣通俗的解釋。所謂信息，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是指具有新內(nèi)容、新知識(shí)的消息。 一般來(lái)講我們獲得信息的過(guò)程，也就是事物變化的可能性空間由大變小的過(guò)程。 信息可以定量，美國(guó)數(shù)學(xué)家兼工程師申農(nóng)在創(chuàng)立信息的量的理論方面做了許多工作。 信息科學(xué)定量，但從認(rèn)識(shí)的角度看，信息具 94 有主觀性。同樣的信息，經(jīng)過(guò)人的頭腦加工，就產(chǎn)生了主觀的差異，帶上了主觀的色彩。我們切不可把經(jīng)過(guò)人的頭腦加工的，帶有主觀色彩的信息與所發(fā)生的客觀事件混合一談。 （三）信息方法 所謂信息方法，就是運(yùn)用信息的觀點(diǎn)，把系統(tǒng)看作借助于信息的獲取、傳遞、加工、處理實(shí)現(xiàn)有目的性的運(yùn)動(dòng)的一種研究方法。 三、系統(tǒng)論 上面我們?cè)诮榻B控制和信息問(wèn)題時(shí)，也許大家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，事物在控制和信息傳遞過(guò)程中綜合成一個(gè)整體。因此我們必須把一個(gè)事物的整個(gè)控制、反饋和信息傳遞過(guò)程綜合起來(lái)考察。不僅要考慮單相傳遞（在大多數(shù)情況下沒(méi)有一個(gè)東西是 95 單獨(dú)的信息源、或單獨(dú)的信息的接收者，而往往是既是信息源，有是信息的接收者），而且要考慮相互影響和相互作用的綜合效果。這就是系統(tǒng)理論要求的基本內(nèi)容。如果把控制和信息概念作為大廈的基本磚塊，那么系統(tǒng)理論就是研究這些磚塊是怎樣構(gòu)成大廈的。 （一）系統(tǒng)論的產(chǎn)生和發(fā)展 （二）什么是系統(tǒng)和系統(tǒng)理論 貝塔朗菲給系統(tǒng)下的定義是：“處于一定相互聯(lián)系中的與環(huán)境發(fā)生關(guān)系的各組成部分的總體?！痹谶@里組成總體的各部分亦稱為要素。所以也可以說(shuō)一切由相互聯(lián)系、相互作用的若干(兩個(gè)以上 )要素組成的具有一定結(jié)構(gòu)的整體，稱為系統(tǒng)。例如人體就是一個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)醫(yī)院也是一個(gè)系統(tǒng)。人體就是由神經(jīng)、循環(huán)、呼吸、消化、 96 泌尿、內(nèi)分泌、運(yùn)動(dòng)、生殖等相互聯(lián)系和作用的系統(tǒng)（即要素）組成的整體；醫(yī)院就是由臨床科室、后勤、輔助科室等要素組成的一個(gè)相互聯(lián)系和作用的整體。 系統(tǒng)的聯(lián)系，主要包括因果聯(lián)系、結(jié)構(gòu)聯(lián)系和功能聯(lián)系。從系統(tǒng)的角度主要是分析系統(tǒng)的因果聯(lián)系。 系統(tǒng)因果聯(lián)系的分析主要有一因一果；多因一果；一因多果；負(fù)一多果。同時(shí)，在分析系統(tǒng)因果聯(lián)系時(shí)，應(yīng)主意各要素之間的相互作用，是同時(shí)進(jìn)行。傳統(tǒng)的思維方法是固定其中幾個(gè)因素來(lái)考察一個(gè)因素的作用，這方式已不實(shí)應(yīng)當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的實(shí)際，必須引起我們重視。 97 （三）系統(tǒng)方法 所謂系統(tǒng)方法，就是按照事物本身的系統(tǒng)性把對(duì)象放在系統(tǒng)的形式中加以考察的一種方法。系統(tǒng)方法最早可以說(shuō)是適應(yīng)生物有機(jī)體的研究產(chǎn)生的，但它的方法原則為許多領(lǐng)域的研究提供了方法論原則和戰(zhàn)略指導(dǎo)思想。因而對(duì)種種系統(tǒng)的研究都有重要的意義。對(duì)系統(tǒng)方法的一些基本原則目前學(xué)術(shù)界也不盡完全一致。提得比較多的是以下幾條基本原則。 整體性原則 綜合性原則 優(yōu)化原則