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第一章:历史上的控制论[3/3页]
物里。当一束光线被截断的消息送到仪器时,这个消息刺激门并使它打开,于是旅客得以通行了。
以这种类型的用感官来激励的机器到执行某项任务的机器,其间有许多步骤,或者简单得象电门的情况那样,或者具有我们工程技术限度之内的事实上是具有任意复杂程度的机器。一个复杂的动作乃是这样一种动作:为了取得对于外界的一种影响(我们称之为输出),而在这种动作中引入了可以含有大量组合的数据(我们称之为输入)。这些组合既有当下放进的数据,又有从过去存贮的数据(我们称之为记忆件取出的纪录。
这些组合都记录在机器中。迄今已经制成的最复杂的、能把输入数据变成输出数据的机器就是快速电子计算机,对于这种机器,我打算在后面比较详细地谈论它。这些机器的行为样式是由特种输入来决定的,这种输入往往是用穿孔卡片、穿孔纸带或磁化导线来构成,它决定机器据以进行的某种不同于过去所进行的操作方式。在控制中,由于经常使用穿孔带或磁带,所以,放进这些机器中用以指示机器组合信息的操作方式的数据,统称为程序带。
我讲过,人和动物都有运动感觉,它们就是据此来保持自己肌肉的位置和张力的纪录。为了使任何机器能对变动不居的外环境作出有效的动作,那就必须把它自己动作后果的信息作为使它继续动作下去所需的信息的组成部分再提供给它。举例说,当我们操纵着一架电梯时,只打开电梯栏的栅门是不够的,因为我们所给的命令应该使电梯在我们开栅门的时候恰好到达门前。重要之点是,开门的释放机械要由电梯实际到达门前这一事实来决定,否则,要是没有什么东西挡住电梯的话,乘客就会踏进空阱里去。这种以机器的实际演绩(actualPerformance)而非以其预期演绩(expectedPerformance)为依据的控制就是反馈;机器作这种控制时需要使用种种感觉元件,这些感觉元件由起动元件来激发,它们执行着预报器或监视器的职务,亦即执行着对一项演绩作出指示的职务。正是这些机构的职能使组织解体的力学趋势变到控制,亦即它们使熵的正常方向发生了暂时的和局部的逆转。
我刚才提到了电梯作为反馈的一例。还有其他许多例子,其反馈的重要性更为显著。
例如,大炮瞄准手从他的观测仪取得信息,然后把它传给大炮,于是大炮便向某个方向瞄准并使炮弹在一定时刻击中活靶。但是,大炮是要在一切气候条件下使用的。在某种气候条件下,滑润油暖化了,大炮就转动得很灵快。在另外一些气候条件下,滑润油冻住了或是掺进沙子了,那么,大炮回答我们的命令就会慢一些。当大炮对我们的命令应答不灵,滞后于命令时,要是我们给它一个补充推进以加强这些命令,则瞄准手的误差就会减低下来。通常,为了取得尽可能准确的演绩,我们便给大炮加上一个反馈控制元件,把大炮滞后于指定位置的程度纪录下来,再利用这个差数给大炮以一个补充的推进。m.XiaoShuo530.Com
的确,我们必须采取预防措施来使这个推进不至于过猛,如果过猛,大炮就会越过指定的位置,势必还要通过一系列的振荡才能把它拉回来,这个振荡可能变得愈来愈大,这便导致了严重的不稳定。如果反馈系统自身是可控的,换言之,如果它自身的熵趋势还可以用其他控制机构来遏制,并且保持在足够严格的限度之内,那么,上述情况就不会发生,而反馈的存在就增加了大炮演绩的稳定性。换言之,大炮的演绩很摩擦负载的关系就很少,或者也可以这样说,大炮的演绩不因滑润油的粘结而产生滞延。
在人的活动中存在着与上述情况非常相似的东西。当我去取一根雪茄,我不是有意使用某些特定肌肉的。在许多情况下,我的确不知道它们是哪些肌肉。我所做的只不过使某一反馈机制亦即某一反射发生作用,其中我尚未取得雪茄的效果变成对滞后的肌肉(不管是什么肌肉)一个新的、加强的命合。按照这个办法,一个前后完全同一的随意命会就可以使我们从各种各样的初始位置出发来完成相同的任务,而与由于肌肉的疲劳所引起的伸缩能力的降低无关。同样,当我驾驶一辆汽李,我对车辆所作的一系列控制不是单纯取决于我对道路的印象以及我对之要做的驾驶工作。要是我发现车辆太偏向公路右边了,这个发现就会使我把它驶向左边。这种控制是取决于车辆的实际演绩的,不单是取决于公路的情况;正是这种控制办法使我可以用大体相同的效率来驾驶一辆轻便的奥斯汀骄车或者驾驶一辆重型卡车,用不着为了驾驶这两者而去形成不同的驾驶习惯。
我在本书专门讨论机器的一章里将更多地讲到这个问题,我们将在该处讨论到,研究演绩有缺陷的、类似于人的机制中所发生的缺陷的机器可以对神经病理学作出贡献。
我的论点是:生命个体的生理活动和某些较新型的通讯机器的操作,在它们通过反馈来控制熵的类似企图上,二者完全相当。它们都有感觉接收器作为它们循环操作中的一个环节:也就是说,二者都以低能级的特殊仪器来搜集外界的信息并以之用于操作中。
在这两种情况下,外界消息都不是不折不扣地(neat)取得的,它要通过仪器内部的变换能力采取得,不论这个仪器是活的还是死的。然后,信息才转换为可用于以后各个阶段演绩的新形式。这种演绩在动物和机器中都是有效于外界的。在动物和机器中,回报到中枢调节器的,并非只有它们对于外界打算做的活动,还有它们对于外界运演过的活动。行为的这种复杂性没有被一般人所了解,尤其没有在我们对社会的日常分析中起到应起的作用;虽则从这个观点出发,正如个体的生理反应可以因之得到理解那样,社会自身的有机反应也可以因之得到理解。我的意思并不是说,社会学家没有认识到社会通讯的存在及其复杂性,但是,社会学家直到最近都有这样的倾向,故意忽视社会通讯是社会这个建筑物得以粘合在一起的混凝土。
我们在本章中提出一组复杂的、直到最近都还没有充分联系起来的观念。它们是:吉布斯引进的作为传统牛顿约定之修正的物理学上的偶然性观点;奥古斯汀根据这种偶然性而要求于秩序和我们行为的态度;一个人与人之间、机器与机器之间以及社会作为时间事件序列的通讯理论,序列自身虽然具有某种偶然性,但它总是力图按照各种不同目的来调节其各个组成部分以遏制秩序紊乱的自然倾向。现在看来,这些观念基本上是统一的。
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