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读《控制论和科学方法论》

1983-07-15梁志学

读书 1983年2期
关键词:客体科学系统

梁志学

常常遇到一些朋友,他们虽然是研究经济、历史的,或从事医务工作、技术工作的,但都希望能看到一本介绍控制论基本概念的通俗读物,以便从这门新兴学科中得到启发,学会掌握新的科学方法。我觉得,金观涛与华国凡同志合写的《控制论和科学方法论》就可以在一定程度上满足这一良好的愿望。

从形式方面来看,这本书是写得通俗易懂的。作者从古今中外的历史中,从科学知识的宝库中,选取了大量的生动事例,深入浅出地介绍了控制论的基本概念。因此,即使我们没有学过高等数学,也能通过书中的事例,理解所述的内容。尤其值得称道的是,作者很善于援引大家熟知的历史故事,引导读者去认识自己不熟知的道理。这样的写法不仅生动活泼,饶有趣味,而且有助于读者掌握控制论的思维方式,开拓新的思路。

从内容方面来看,这本书有两个显著的特点。第一,控制论以新的统计理论为基础,撇开对象的质料与能量方面,着重从信息方面研究系统的功能;它着重研究的不是系统此时此地的行为,而是系统的一切可能的行为方式及其演化趋势。正是基于这样的认识,作者有力地说明了控制论的基本概念与方法的普遍有效性,说明了它们已开始被广泛地运用于各门自然科学、工程技术以至社会科学领域,并且取得了日益显著的成效。本书序言里提到一位化学界的老教授,他采用控制论方法,解决了的确良合成粘度太低的问题,从而对这种现代科学方法改变了原来的半信半疑态度,发生了浓厚的兴趣。可以预料,真正理解了这种科学方法的读者,在实际工作中经过努力,将会有同样的体会。当然,那类不愿接受新鲜思想,不敢超越古典科学方法的人们,是未必会有这样的体会的。

第二,随着自然科学每一划时代的发现,唯物主义也必然要改变自己的形式;控制论不仅象当代其他重大自然科学那样,改变了我们的世界图景,而且也改变了我们的思维方式。正是基于这样的立场,作者在阐明控制论的基本概念与方法时,往往十分自然地得出一些哲学结论,用以支持和丰富辩证唯物主义。作者既不象某些自然科学家那样缺乏正确哲理,也不象某些哲学家那样缺乏科学素材,而是把丰富的科学材料与深刻的哲学道理有机地结合起来。可以说,本书实际上是在否定那种用唯控制论代替马克思主义哲学的错误思潮,是在参加修建控制论与辩证唯物主义之间的桥梁的宏伟工程。

全书共有五章。第一章讲控制与反馈。作者别开生面,首先从事物发展的可能性空间着手,讨论了控制概念,说明控制是一个在事物可能性空间中进行有方向的选择的过程,然后讨论了随机控制、有记忆的控制、共轭控制和负反馈控制这样一些控制方法,最后介绍了与恶性循环有关的正反馈。写得那么生动而准确,浅显而深入,这肯定不会使人望而生畏,而是会收到引人入胜的效果。

第二章讲信息、思维和组织。作者认为,我们研究信息,就是要解决客体与认识主体之间的信息传递过程。因此,无论是关于信息与信息量,还是关于信息的传递、储存与加工,都是从认识论的角度加以探讨的。知表示获得信息,行表示实行控制。传递信息和实行控制的过程都贯穿着事物可能性空间的变化,表明知和行在本质上是统一的。特别是作者依据滤波理论,分析了人类在信息传递中与干扰作斗争的事例,阐明了去伪存真这一感性认识活动的实质;依据信息理论,讨论了记忆、逻辑思维与自由联想,指明我们最熟悉的信息储存就是人类自己的记忆过程,逻辑推理是一种合理地缩小可能性空间的信息加工方式,自由联想是信息运动的一种封闭循环形式。可以断言,这些分析必将有助于我们更深入地了解人类认识过程,掌握科学方法。

第三章讲系统及其演化。作者首先区分了古典科学方法中的直线式因果链与现代科学方法中的闭合式因果链,说明后者是控制系统得以保持稳定的内在结构。在这个基础上,作者研究了系统的稳态结构以及用稳态结构来预测事物发展方向的科学方法,研究了系统自动趋于有序结构的现象及其向不稳定状态的转化,并研讨了靠不稳定来维持稳定的超稳定系统。然后,作者转而讨论系统的演化,指出系统由一种稳定结构向另一种稳定结构的过渡可以采取分叉或汇流这样两种方式,并专门讨论了系统演化过程中发生的自繁殖现象。最后,作者详细介绍了自组织系统,说明这种系统怎样从无序状态中自动产生,怎样不断发展和完善自己的秩序。这一章的论述不仅能给我们提供科学方法论的启迪,而且闪烁着辩证法的思想火花。任何不抱偏见的读者都将会看到,正象列宁指出的现代物理学正在生产辩证唯物主义一样,现代控制论也正在生产唯物辩证法。

第四章回答的问题是新系统结构如何取代旧系统结构,或者说,是系统的新质态如何取代旧质态。因此,这一章的内容完全属于上一章所述系统演化的延伸。作者以大胆开创的精神,应用法国数学家雷内·托姆建立的突变理论,研讨了系统质变的两种方式,即飞跃和渐变,提出了一条判别飞跃的新原则:如果质变中经历的中间过渡态是不稳定的,质变就是一个飞跃过程;如果中间过渡态是稳定的,质变则是一个渐变过程。作者研究了飞跃与渐变的控制条件,研究了质变的关节点对条件变化的依存关系,指出两种相互转化的质态之间的关节点并不是一个固定的点,而是一个随着条件变化有规律分布的区域,按照分布的情况,两种质态的相互转化呈现出各种不同的模型。这些见解包含着作者的研究成果,它向我们表明,应用现代数学与自然科学的成就,将会推动我们对唯物辩证法的研究,作出新的贡献。

第五章是研究主体与客体之间的反馈耦合关系的,所以应该看作是第二章的继续。作者用可观察变量来描述客体(黑箱)对主体的作用,用可控制变量来描述主体对客体的反馈作用,比较详细地刻画了客体与主体之间的反馈耦合关系。尤其是作者依据控制论的负反馈调节原理,解释了人们用“实践——认识——实践”的模式逼近客观真理的过程,并且具体地分析了影响这个模式的各种因素,即可观察量与可控制量的限制、理论缺乏清晰性、认识速度跟不上客体变化速度、反馈过渡以及可判定条件不成立。这些解释与分析颇有独到之处,会使我们加深对“实践——认识——实践”模式的理解,有助于我们正确应用这个认识论模式,避免研究工作与实际工作中的差错。

总之,本书在当前确实是一本介绍控制论的基本概念和方法的较好读物。当然,书中也有一些看法需要进一步研究与改进。例如,作者一方面断言在自然界里大量信息过程都是不依赖于人的主观而存在的,另一方面又说不能纯粹脱离主体来谈信息,这个问题是讲得不很清楚的。又如,作者认为,系统并不是指一个客观存在的实体,而是人们的一种规定。前半句是正确的,后半句则值得商榷。最后,如果在介绍各种控制论系统时,能本着由简到繁、由低到高的演进顺序,在超稳系统之后讲多稳系统,并把学习系统列为最高的控制论系统,或许在逻辑上会更加严谨。谨提出这些不成熟的意见,请作者与读者共同讨论。

这本书本来写得很轻松,经我这么评介,倒很可能引起沉闷的感觉。因此,还是请读者径直去看原书吧!

(《控制论和科学方法论》,金观涛、华国凡著,即将由科学普及出版社出版)

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