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内容简介： 《控制论》是控制理论的奠基之作。全书分为两大部分。第一部分明确指出控制论研究的统是开放系统，并且分析了开放系统使用的统计学方法（吉布斯统计力学），研究了信息理论工具信号和数据特征的措述和量化手段，探讨了反在实现系统稳定性中的重要作用，以及开放系（计算机和神经系统）在控制系统中的应用，并控制论的称心概念“反馈”在格式塔、社会组织和个体行为中的影响细致展现了出来。第二部分探了自增殖机通过学习和自我适应以优化控制系统能的方法，以及脑电波和自组织系统的动态特性。 《控制论》突破了各学科之间的界限，确了现代科学研究的一种全新范式，源于其中的“赛博朋克”(Cyberpunk)已成为广为人知的社会学符号。

译者序 / 1

第二版序言 / 5

第一部分

导 言 / 3

第一章 牛顿时间和柏格森时间 …………………… 49

第二章 群体与统计力学 …………………………… 75

第三章 时间序列、信息和通信 …………………… 97

第四章 反馈和振荡 ……………………………… 145

第五章 计算机和神经系统 ……………………… 179

第六章 格式塔与一般概念 ……………………… 207

第七章 控制论和精神病理学 …………………… 223

第八章 信息、语言和社会 ……………………… 239

第二部分

第九章 关于学习和自增殖机 …………………… 257

第十章 脑电波和自组织系统 …………………… 275

附 录 人有人的用处：控制论与社会

一 什么是控制论？ / 311

二 进步与熵 / 325

三 定型与学习：沟通行为的两种模式 / 365

四 几种通信机器及其前景 / 389

诺伯特·维纳(1894—1964年)，美国数家，控制论的创始人。在其毕生学术生涯中，维纳先后涉足数学、物理学、工程学、哲学、生物学，最后转向控制论研究，是二十世纪学识渊博的科学巨人。他建立了维纳测度，引进了巴拿赫-维纳空间，阐述了位势理论，发展了调和分析，发现了维纳-霍普夫方法，提出了维纳滤波理论，创建了控制论。其主要著作有《控制论》《维纳选集》《纳数学论文集》等。

刘佳，生于1985年，湖南娄底人，西南科技大学文学学士、江苏科技大学文学硕士，自由译者，现居苏州。

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天文学和气象学之所以有这些差异，特别是天文学时间明显是可逆的，而气象学时间明显是不可逆的，原因何在？首先，气象系统包含着数目极多且大小近乎相等的质点，其中一些质点相互之间的耦合非常紧密；而以太阳为中心的天文系统只包含数目较小且大小极为悬殊的质点，这些质点以极其松散的方式相互耦合；以至于二阶耦合效应，不会改变我们观察到的图像的全貌，更高阶的耦合效应则完全可以忽略不计。

假设我和一个聪明的野蛮人共同处在一片森林里，他不会说我的语言，我也不会说他的语言。即使我们没有共用的语言，我也能够从他那里学到很多东西。我需要做的只是关注他表现出情绪或兴趣的那些时刻。然后我环顾四周，也许还会特别注意他目光的方向，并记住我看到或听到的东西。用不了多久，我就会发现对他来说很重要的事情，这不是因为他用语言向我传达了这些信息，而是因为我自己观察到了这些现象。换句话说，一个没有真正内容的信号可以通过他当时的观察在他脑海中获得意义，并可以通过我当时的观察在我脑海中获得意义。他能够分辨出我表现得特别在意、积极关注的时刻，这种注意力本身就是一种语言，其可能呈现的方式就像我们两个能够理解的印象范围一样变化多端。因此，群居动物可能早在语言发展之前就拥有活跃、聪明、灵活的交流方式。

的确，许多本质上涉及两半球功能——例如视觉——各自体现在适当的脑半球中，尽管并非所有两半球功能都是如此。然而，大多数“等级较高”区域处于优势半球。例如在成年人中，次要半球大面积损伤的影响远不如优势半球相同损伤带来的影响严重。巴斯德[插图]在其职业生涯的相对早期曾患过右侧脑溢血，使其患上中度单侧瘫痪症，即偏瘫。在他去世后，对其大脑进行了检查，结果发现他所患的右侧损伤如此严重，以至于有人说他受伤后“只有半个大脑可以使用”。在他的顶叶[插图]和颞叶[插图]区域有广泛的病变。尽管如此，在这次受伤后，他还是完成了一些最优秀的工作。如果一个右撇子成年人的大脑左侧有类似损伤，几乎肯定是致命的，而且肯定会使患者的精神和神经瘫痪，陷入类似动物的状态。

据说，如果在婴儿早期发生这种状况，造成的影响明显就要小得多，而且在婴儿出生后的头六个月，如果优势半球广泛性损伤，可能会迫使正常的次级半球取代前者的位置。因此，患者看起来比他在后期受伤的情况下更接近正常人。这与神经系统在出生后最初几周表现出的普遍强大灵活性以及随后迅速发展的强大强健度是完全一致的。在非常年幼的孩子中，只要不发生如此严重的伤害，惯用手是很有可能相当灵活的。然而，早在孩子达到学龄期之前，天生的用手习惯和大脑半球的遗传支配性就已经终身确定了。过去人们认为，左手习惯是一种严重的社交劣势。因为大多数工具、课桌和运动器材都是针对右手习惯对象设计的，这在某种程度上肯定是对的。而且在过去，人们总是因迷信而排斥左撇子，正如人们排斥稍微背离常态的特征，如胎记或红头发。出于各种动机，许多人甚至试图通过教育来改变孩童的外在用手习惯，尽管可能会成功，也无法改变其在大脑半球中占支配地位的生理基础。后来的研究发现，在许多情况下，优势半球变更的孩子往往患有口吃，以及在语言、阅读和写作方面的其他缺陷，甚至严重影响了孩子的生活和正常职业生涯。

无论一个种族有什么样的交流方式，都有可能定义和衡量这个种族可用的信息量，并将其与个体可用的信息量区分开。当然，个体可用的信息不可能对种族来说也都可用，除非这种信息改变了某个个体对其他个体的行为。甚至这种行为也不具有种族意义，除非其他个体能将这种行为与其他形式的行为区分开。因此，关于某个信息是种族信息还是个体信息的问题，取决于它是否导致个体采取一种活动形式，而这种活动形式可以由种族的其他成员看作一种独特的活动形式，也就是说，它会反过来影响他们的活动，等等。

一个群体可能比它的成员拥有更多或更少的群体信息。一群临时聚集的非群居动物包含很少的群体信息，尽管其成员作为个体可能拥有大量信息。一方面，这是因为某个成员的行为可能很少被群体的其他成员注意到，而且被它们仿效成为群体行为。另一方面，人类有机体所包含的信息很可能比其体内任何一个细胞所包含的信息都要多得多。因此，种族或部落或社区的信息量与个体可用的信息量之间在任何方向上都没有任何必然联系。

就个体而言，种族可用的所有信息并不是无须经过努力就能获得的。有一个众所周知的趋势，即图书馆往往因自身书籍量过多而信息流通不畅；科学发展到如此专业化的程度，以至于专家在超出自身专业之外往往一无所知。布什博士建议使用机械辅助设备在大量文献中查找所需的资料。这些可能确实有用，但是它们的局限性在于，除非某个特定的人对新书应该归于何类十分清楚，否则不可能将一本书适当归类。如果两个学科具有相同的技术和知识内容但分属于相差甚远的领域，那么分类工作仍然需要有像莱布尼茨这样知识面广泛的人来担任。

关于公共信息的有效性的量，最令人惊讶的事实之一是团体政治极度缺乏有效的稳态过程。在许多国家中流行一种信念，这种信念在美国已经上升到官方信条的级别，即自由竞争本身就是一个稳态过程：在自由市场中，交易者个体的自私性，即每个人都希望尽可能高价卖出，尽可能低价买入的特性，最终会导致价格的稳定动态，而且有助于实现共同利益最大化。这与一种乐观的观点有关，个体企业家在寻求实现自身利益的过程中，在某种程度上是一个公共捐助者，因此获得社会给予他的巨大回报。不幸的是，事实与这个简单的理论背道而驰。市场是一场博弈，这就像是垄断资本的家族赌场。因此，它严格遵循由冯·诺依曼和摩根斯坦提出的一般博弈论。这个理论基于这样一个假设，即每个玩家在每个阶段中根据博弈可用的信息，按照完全明智的策略进行游戏，而这个策略最终会保证他获得最大可能的回报预期。因此，这是一场完全明智、完全无情的经营者之间的博弈。即使只有两个玩家，这个理论也比较复杂，尽管它经常导致在明确的游戏路线上做选择。然而，在许多情况下，会有三个玩家参与，而且在绝大多数情况下，当玩家的数量很大时，结果会充满极端不确定性和不稳定性。个体玩家由自身的贪婪驱使而结成联盟；但是，这些联盟通常不会以任何单一、决定性的方式成立，而是通常以背叛、背叛主义和欺骗的混乱状态告终。这对于高层次的商业生活，或者与政治、外交和战争密切相关的生活来说，实在是太真实了。从长远来看，即使最聪明、最唯利是图的人也必然倾家荡产；相反，让玩家们厌倦这种相互倾轧，并同意彼此和平相处，那么丰厚的回报就会留给那些等待时机违背约定、背叛同伴的人。这里不存在任何意义上的稳态机制。我们被卷入了繁荣和失败的商业循环、接踵而至的独裁和革命、人人都为输家的战争中，这些正是现代生活的真实写照。

编辑推荐

编辑推荐： 《控制论》是对控制系统理论的精彩诠释，从牛顿时间到伯格森时间，从反馈和振荡的精妙设计，到神经系统和计算机在控制系统中的应用；从控制论在精神病理学中的实践，到信息、语言和社会中的交互影响。其中每一个主题都深度洞察，每一章节都精彩纷呈。无论你是科技领域的专业人士，寻求更深的理解和新的灵感，还是对科技饱含好奇心的学生，希望可以更好地理解这个世界，这本书都将带你走进科技的前沿，让重新定义你对世界的认知！ 此外，作为文化伟人图释书系之一，本书以插图和图说的形式插入了与内容相关的人物事迹、当时流行的一些学说及研究成果等资料，更适合读者阅读与理解。

书籍介绍

1947年10月，维纳写出划时代的著作《控制论》，1948年出版后，立即风行世界。维纳的深刻思想引起了人们的极大重视。它揭示了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律；为现代科学技术研究提供了崭新的科学方法；它从多方面突破了传统思想的束缚，有力地促进了现代科学思维方式和当代哲学观念的一系列变革。

控制论的发展过程大致分为三个阶段：

20世纪50年代末期以前为第一阶段，称为经典控制论阶段；

50年代末期至70年代初期为第二阶段，称为现代控制论阶段；

70年代初期至现在为第三阶段，称为大系统理论阶段。

经典控乎姿制论主要研究单输入和单输出的线性控制系统的一般规律，它建立了系统、信息、调节、控制、反馈、稳定性等控制论的基本概念和分析方法，为现代控制理论的发展奠定了基础。它研究的重点是反馈控制，核心装置是自动调节器，主要应用于单机自动化。现代控制论的研究对象是多输入和多输出系统的非线性控制系统，其中重点研究的是最优控制、随机控制和自适应控制，主芦槐要应用于机组自动化和生物系统。而大系统理论的主要研究对象是众多因素复杂的控制系统(如宏观经济系统、资源分配系统、生态和环境系统、能源系统等)，研究的重点是大系统的多级递阶控制、分解-协调原理、分散最优控制和大系统模型降阶理论等。

控制论的核心问题涉及5个基本方面:①通信与控制之间的关系。一切系统为了达到预定的目的必须经过有效的控制。有效的控制一定要有信息反馈，人控制机器或计算机控制机器都是一种双向信息流的过程，包括信息提取、信息传输和信息处理。②适应性与信息和反馈的关系。适应性是系统得以在环境变化下能保持原有性能或功能的一个特性，人的适应性就是通过获取信息和利用信息并对外界环境中的偶然性进行调节而有效地生活的过程。③学习与信息和反馈的关系。反馈具有用过去行为来调节未来行为的功能。反馈可以是简单反馈或复杂反馈。在复杂反馈中，过去的经验不仅用来调节特定的动作，而且用来对系统行为进行全盘策略使之具有学习功能。④进化与信息和反馈的关系。生命体在进化过程中一方面表现有多向发展的自发趋势，另一方面又有保持祖先模式的趋势。这两种效应基于信息和反馈相结合，通过自然选择会淘汰掉那些不适应周围环境的有机体，留下能适应周围环境的生命形式的剩余模式。⑤自组织与信息和反馈的关系。人根据神经细胞的新陈代谢现象和神经细胞之间形成突触的随机性质来认识信息与系统结构的关系。可以认为，记忆的生理条件以至于学习的生理条件就是组织性的某种连续，即通过控制可把来自外界的信息变成结构或机能方面比较经久的变化。

现在，控制论已有了许多重大发展，但维纳用吉布斯统计力学处理某些数学模型的思想仍处于中心地位。他定义控制论为：“设有两个状态变量，其中一个是能由我们进行调节的，而另一个则不能控制。这时我们面临的问题是如何根据那个不可控制变量从过去到现在的信息来适当地确定可以调节的变量的最优值，以实现对于我们最为合适、最有利的状态。”