从工程控制到社会管理: 控制论Cybernetics本源的个人认识与展望
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作者:刘文江来源:中国大百科全书发表时间:2006-03-12 浏览次数:623 字号:大中小【汉语拼音】kongzhilun【中文词条】控制论【外文词条】cybernetics【作者】刘文江研究生命体﹑机器和组织的内部或彼此之间的控制和通信的科学。
控制论的建立是20世纪最伟大的科学成就之一﹐现代社会的许多新概念和新技术往往与控制论有着密切的联系。
控制论的奠基人美国数学家维纳﹐N.1948年为控制论所下定义是:“研究动物和机器中控制和通信的科学”。
70年代以来﹐电子数字计算机得到广泛的应用﹐控制论的应用范围逐渐扩大到社会经济系统﹐控制论的定义也因之扩展。
苏联和东欧各国学者认为控制论是研究系统中共同的控制规律的科学﹐把控制论的定义又作了进一步的扩展。
英文cybernetics(控制论)一词来源于希腊文﹐原意为“掌舵人”﹐转意是“管理人的艺术”。
1947年﹐维纳选用cybernetics这个词来命名这门新兴的边缘科学有两个用意﹕一方面想藉此纪念麦克斯韦1868年发表《论调速器》一文﹐因为governor(调速器)一词是从希腊文“掌舵人”一词讹传而来的﹔另一方面船舶上的操舵机的确是早期反馈机构的一种通用的形式。
控制论的诞生和发展20世纪30~40年代人们对信息和反馈有了比较深刻的认识﹐一些著名科学家环绕信息和反馈进行了大量的研究工作。
英国统计学家R.A.费希尔从古典统计理论的角度研究信息理论﹐提出单位信息量的问题。
美国电信工程师香农﹐C.E.从通信工程的角度研究信息量的问题﹐提出信息熵的公式。
美国数学家维纳则从控制的观点研究有噪声的信号处理问题﹐建立了维纳滤波理论﹐并分析了信息的概念﹐提出测定信息量的公式和信息的实质问题。
他们几乎在同一个时候解决了信息的度量问题。
这一时期﹐人们逐渐深入了解反馈控制系统的工作原理。
1932年美国通信工程师奈奎斯特﹐H.发现负反馈放大器的稳定性条件﹐即著名的奈奎斯特稳定判据。
1948年,诺伯特维纳(Norbert Wiener)创立了《控制论》(Cybernetics)。
Cybernetics一词来自希腊语,愿意为掌舵术,包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等多方面的涵义。
控制论的思想渊源可以追述到古代和近代自动机器以及社会管理方面的影响。
有人问维纳:“控制论创立时,是否出现过某些哲学思想的影响?”维纳回答说:“哲学家中有一个人,如果活到今天,毫无疑问,他将研究控制论,这个人就是莱布尼茨。
”控制论最直接的思想基础来自自动机器,特别是具有类似人脑逻辑推理功能的自动机器。
要让机器思维,就需要研究思维的规律,并使之形式化。
这就产生了形式逻辑。
大约两千年前,古希腊学者亚里士多德就为形式逻辑打下了坚实的基础,其中,三段论就是形式逻辑的典型代表。
三段论法是自然语言形式的逻辑形式。
对自动机器而言,更好的逻辑形式应该是以数学语言表现的形式,这就是数理逻辑。
数理逻辑是数学和哲学交叉的科学。
数理逻辑恰好是维纳博士学位论文的主题。
从某种意义上说,最早研究数理逻辑的就是德国著名数学家和哲学家莱布尼茨。
早在17世纪,莱布尼茨就试图用数学形式建立逻辑推理体系,并于1673年发明了二元算术自动计算装置。
1697年,莱布尼茨从耶酥会理士白晋那里得到了中国的《易经》。
白晋曾为康熙年间中国宫内的法国传教士。
白晋回欧洲后,系统地向莱布尼茨介绍了中国的古代哲学。
莱布尼茨研究了《易经》中的“圆圆方位图和六十四卦次序图”,并写出了《论中国人的自然哲学》长篇论文。
在《莱布尼茨全集》第四卷第一期上有莱布尼茨写给友人的长信,其中,就有对《易经》的论述。
有人认为:“控制论的直系祖先是欧洲的莱布尼茨,其哲学基础,来自《易经》。
”然而,产生控制论的最直接原因是二十世纪二三十年代以来现代科学技术的发展和进步。
其中,数学、生物学、神经生理学、心理学、语言学等学科的进步,为控制论的产生奠定了理论基础;而自动装置、无线电通讯,特别是雷达的发展为控制论的产生奠定了技术基础。
浅谈管理学中的控制理论1834 年,著名的法国物理学家安培写了一篇论述科学哲理的文章,他进行科学分类时,把管理国家的科学称为“控制论”,他把希腊文译成法“Cybernetigue”。
“控制论”一词最初来源希腊文“mberuhhtz”,原意为“操舵术”,就是掌舵的方法和技术的意思。
在柏拉图(古希腊哲学家)的著作中,经常用它来表示管理的艺术。
实际上由此也可以看出,译介的重要性。
可能“控制”这个管理学中的名词显得很直白,我们只能称这种理论为“管理学中的控制理论”,因为“控制”存在于很多领域,而它就管理学来说应当有某些很独立、很值得区分开来的东西,所以我们不应该把它想得过于简单。
也许是管理学的兴起过于迅速,所以不像经济学、哲学等门类具有较多指向性高、独具特色的专有名词,大多数都是几个英文单词的首字母缩写或者某个英语人名构造的理论。
但也有可能是,管理学的定位就是一门面向整个群体的学科,看重它的普世价值。
猜测而已。
控制理论与管理、控制论的关系:1.从控制系统的主要特征出发来考察管理系统,可以得出这样的论:管理系统是一种典型的控制系统。
<控制论>2.管理就是计划、组织、指挥、协调、控制。
<工程管理与一般管理>3.管理就是控制。
4.管理的关键在于控制。
控制不仅是管理的一项重要职能,管理的关键在于能否实施有效的控制。
5.控制论是一般控制理论,而控制理论通常指自动控制理论(飞行器控制技术)。
关于控制理论,大部分教科书是从自动化技术的角度讨论的,较少有从管理科学的角度讨论。
真正从管理学的角度去讲解控制理论的书极少,很可能只有在管理学的教科书上才有论述,因为这种理论是从控制论中嫁接过来的。
自从诺伯特·维纳发表了著名的《控制论》一书以来,控制论的思想和方法已经渗透到了几乎所有的自然科学和社会科学领域。
实际上,我们的《卫生管理学基础教程》这本书,这一本书是由几十本书的主体思想构成的,泰勒的《科学管理原则》、法约尔的《工业管理和一般管理》、马斯洛的《动机和人格》、赫伯特.西门的《管理决策新科学》、梅奥的《工业文明的社会问题》、亚丹.斯密的《国富论》。
《Engineering Cybernetics》(工程控制论)在国内外的影响戴汝为
【期刊名称】《科学中国人》
【年(卷),期】2005(000)002
【摘要】《Engineering Cybernetics》一书是中国自动化学会第一位理事长钱学森院士干1954年在美国加州理工学院喷气推进中心任教时用英文发表的一本专著。
这本自动控制领域中的专著堪称自动控制方面的经典著作。
【总页数】2页(P32-33)
【作者】戴汝为
【作者单位】中科院自动化所
【正文语种】中文
【中图分类】TB114
【相关文献】
1.物联网关键技术在国内外发展现状的词频分析研究--基于Engineering Index (2006~2014) [J], 李成渊;蒋勋
2.控制论与人工影响天气Ⅱ.工程控制论在人工增雨作业中的应用与建模 [J], 吴琳;曾庆存;洪钟祥
3.张立萍的艺术活动及在国内外的影响 [J], 赵艳艳
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控制论的理解控制论是一种研究系统控制和调节的理论框架,它在各个领域都有广泛的应用。
本文将从控制论的角度出发,探讨其在不同领域的应用和意义。
一、控制论的基本概念控制论是一种研究系统控制和调节的理论框架,它的核心思想是通过对系统的输入和输出进行监测和调节,使系统能够达到预期的状态或目标。
控制论的基本概念包括反馈、控制器、传感器和执行器等。
二、控制论在工程领域的应用在工程领域,控制论被广泛应用于自动化控制系统中。
例如,在工业生产中,通过对生产过程中的温度、压力、流量等参数进行监测和调节,可以实现生产过程的自动化控制,提高生产效率和产品质量。
三、控制论在交通领域的应用在交通领域,控制论被应用于交通信号灯的控制。
通过对交通流量进行实时监测,并根据监测结果调整信号灯的时序,可以实现交通流畅和拥堵缓解。
四、控制论在经济领域的应用在经济领域,控制论被应用于经济系统的调节和优化。
例如,在货币政策中,通过对货币供应量和利率等因素进行调控,可以实现经济的稳定和增长。
五、控制论在生物学领域的应用在生物学领域,控制论被应用于生物系统的调节和控制。
例如,在神经生物学中,通过对神经元的兴奋和抑制进行调节,可以实现神经系统的平衡和功能的正常运行。
六、控制论在社会科学领域的应用在社会科学领域,控制论被应用于社会系统的调节和管理。
例如,在城市规划中,通过对人口流动、资源分配等因素进行调控,可以实现城市的可持续发展和社会的和谐稳定。
七、控制论的意义和挑战控制论的应用使得各个领域的系统能够更加高效地运行和管理,提高了生产效率和资源利用率。
然而,控制论的应用也面临着一些挑战,例如系统的复杂性和不确定性,需要不断改进和创新控制方法和技术。
控制论作为一种研究系统控制和调节的理论框架,在各个领域都有广泛的应用和意义。
通过对系统的输入和输出进行监测和调节,可以实现系统的稳定和优化,提高生产效率和资源利用率。
控制论的应用不仅在工程领域有重要意义,也在交通、经济、生物学和社会科学等领域发挥着重要作用。
工程控制论控制论自从1948年诺伯特·维纳发表了著名的《控制论--关于在动物和机中控制和通讯的科学》一书以来,控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和社会科学领域。
维纳把控控制论制论看作是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学,是研究动态系统在变的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学。
他特意创造"Cybernetics"这个英语新词来命名这门科学。
"控制论"一同最初来源希腊文"mberuhhtz",原意为"操舵术",就是掌舵的方法和技术的思。
在柏拉图(古希腊哲学家)的著作中,经常用它来表示管理人的艺术。
简介控制论Cybernetics[拼音]kòngzhìlùn是研究动物(包括人类)和机器内部的控制与通信的一般规律的学科,着重于研究过程中的数学关系控制论概述1834年,著名的法国物理学家安培写了一篇论述科学哲理的文章,他进行科学分类时,把管理国家的科学称为"控制论",他把希腊文译成法"Cybernetigue"。
在这个意义下,"控制论"一词被编入19世纪许多著词典中。
维纳发明"控制论"这个词正是受了安培等人的启发。
在控制论中,"控制"的定义是:为了"改善"某个或某些受控对象的功能或发展,需要获得并使用信息,以这种信息为基础而选出的、于该对象上的作用,就叫作控制。
由此可见,控制的基础是信息,一切信息传递都是为了控制,进而任何控制又都有赖于信息反馈来实现。
信息反馈是控制论的一个极其重要的概念。
通俗他说,信息反馈就是指由控制系统把信输送出去,又把其作用结果返送回来,并对信息的再输出发生影响,起到制的作用,以达到预定的目的。
控制论的三个基本部分1.信息论主要是关于各种通路(包括机器、生物机体)中信息的加工传递和贮存的统计理论。
社会控制理论及其意义随着社会的发展,我们对社会控制的理解逐渐深入。
社会控制是人类社会中非常重要的概念,它关乎到社会的稳定和秩序,而社会的稳定和秩序,又直接关系到人们的生活和安全。
本文将分享社会控制理论及其意义,以期帮助读者更好地理解现代社会。
一、社会控制理论的起源及概念社会控制理论是人类学、社会学和经济学等多个学科的重要内容,它的产生与人类社会的发展密切相关。
简单来说,社会控制是指一种对人类行为的管理和影响,这个过程包括行为的规范、引导和监督。
社会控制理论始于20世纪初的心理学和人类学,主要关注社会发展的本质与社会控制之间的关系。
社会控制的概念最初提出是为了帮助人们更好地了解社会问题,并找到相应的解决方案。
当时的社会控制理论主要探讨社会规范、社会交流、社会变革等方面,通过社会调查等方法,研究人们的行为和心理状态,以推导出相应的治理方法。
然而,随着社会的不断变化和进步,社会控制的理论也不断地演变和升级。
二、社会控制理论的分类随着社会的不断发展,社会控制理论逐渐演变为多种形式。
这里主要介绍以下几种。
1. 社会规范和文化控制社会规范和文化控制是最基础的社会控制形式。
它通过社会规范和文化等来规范和影响人类行为,以维护社会的秩序和稳定。
例如,家庭、学校、社会组织等社会机构在社会规范和文化制度方面,起着重要的作用。
2. 社会舆论和信息控制社会舆论和信息控制是一种密切联系、相互作用的关系。
社会舆论是公众对一件事情的共同意见,是一种民意的表现。
而信息控制是指对社会信息的监管和管理,防止社会不良信息传播、引导社会思想、保护社会稳定。
政府、媒体、技术公司等都是社会舆论和信息控制的核心力量。
3. 社会制度和法律控制社会制度和法律控制是一种非常重要的社会控制形式。
社会制度和法律控制是一种利用法律、法规等手段来规范和维护社会秩序的措施。
政府、司法机构、公安机关等是实现社会制度和法律控制的重要机构。
三、社会控制理论的意义社会控制理论有着非常深刻的意义。
控制论的征文控制论是一种系统论的分支学科,它研究的是如何通过控制改变系统的行为。
它的基本思想是通过建立数学模型来描述系统的动态过程,并设计控制策略来引导系统朝着期望的状态演化。
控制论的应用领域非常广泛,涵盖了自动化控制、经济管理、交通运输、生态环境等多个领域。
在自动化控制领域,控制论的应用可以追溯到上世纪40年代。
当时,随着工业自动化的发展,人们开始关注如何通过控制手段提高生产效率和质量。
控制论的出现为解决这一问题提供了理论基础。
通过对系统的建模和分析,可以确定系统的状态和行为,进而设计控制器来实现对系统的控制。
这种方法不仅可以提高生产效率,还可以减少人为干预对系统的干扰,提高系统的稳定性和可靠性。
除了自动化控制领域,控制论在经济管理中也有广泛的应用。
在市场经济条件下,企业面临着各种各样的不确定性和风险。
控制论提供了一种理论框架,可以帮助企业制定合理的经营策略和控制措施。
通过对市场需求、成本结构和竞争环境等因素进行建模和分析,可以确定最优的经营决策,实现企业的长期发展目标。
此外,控制论还在交通运输领域发挥着重要作用。
随着城市化进程的加快,交通拥堵问题日益突出。
控制论可以用来优化交通系统的运行,提高交通效率。
通过对交通流的建模和分析,可以确定最优的交通信号控制策略,减少交通拥堵和排放量,提高交通运输的效益。
此外,控制论还可以应用于生态环境领域。
生态系统是一个复杂的动态系统,受到多种因素的影响。
控制论可以用来研究生态系统的演化规律,设计合理的保护措施。
通过对生态系统的建模和分析,可以确定最优的资源配置和管理策略,实现生态环境的可持续发展。
综上所述,控制论是一种研究系统行为和控制方法的学科,具有广泛的应用领域。
它通过建立数学模型和设计控制策略来改变系统的行为,提高系统的效率和稳定性。
在自动化控制、经济管理、交通运输和生态环境等领域,控制论都发挥着重要作用,为解决实际问题提供了理论支持和技术手段。
随着科学技术的不断发展,控制论的应用前景将更加广阔,为人类社会的发展做出更大的贡献。
控制论(Cybernetics)控制论是研究各类系统的调节和控制规律的科学。
它是自动控制、通讯技术、计算机科学、数理逻辑、神经生理学、统计力学、行为科学等多种科学技术相互渗透形成的一门横断性学科。
它研究生物体和机器以及各种不同基质系统的通讯和控制的过程,探讨它们共同具有的信息交换、反馈调节、自组织、自适应的原理和改善系统行为、使系统稳定运行的机制,从而形成了一大套适用于各门科学的概念、模型、原理和方法。
控制论创始人维纳在他的《控制论》一书的副标题上标明,控制论是“关于在动物和机器中控制和通讯的科学”。
控制论一词Cybernetics,来自希腊语,愿意为掌舵术,包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等多方面的涵义,维纳以它作为自己创立的一门新学科的名称,正是取它能够避免过分偏于哪一方面,“不能符合这个领域的未来发展”和“纪念关于反馈机构的第一篇重要论文”的意思。
控制论是多门科学综合的产物也是许多科学家共同合作的结晶。
但是,控制论的诞生和发展是与美国数学诺伯特.维纳的名字联系在一起的。
维纳少年时是一位天才的神童,他11岁上大学,学数学,但喜爱物理、无线电、生物和哲学,14岁考进哈佛大学研究生院学动物学,后又去学哲学,18岁时获得了哈佛大学的数理逻辑博士学位。
1913年刚刚毕业的维纳又去欧洲向罗素和希尔伯特这些数学大师们学习数学。
正是多钟学科在他头脑里的汇合,才结出了控制论这颗综合之果。
维纳在1919年研究勒贝格积分时,就从统计物理方面萌发了控制论思想。
第二次世界大战期间,他参加了美国研制防空火力自动控制系统的工作,提出了负反馈概念,应用了功能模拟法,对控制论的诞生起了决定性的作用。
1943年维纳与别格罗和罗森勃吕特合写了《行为、目的和目的论》的论文,从反馈角度研究了目的性行为,找出了神经系统和自动机之间的一致性。
这是第一篇关于控制论的论文。
这时,神经生理学家匹茨和数理逻辑学家合作应用反馈机制制造了一种神经网络模型。
控制论及应用范围控制论(Cybernetics)是一门研究控制、通信和自我调节系统的理论。
它源于20世纪中期的多个学科交叉,并由数学家诺伯特·维纳在1948年首次提出。
控制论的核心思想是通过建立和维持一个系统的稳定状态,控制其输入、输出和行为,以实现所期望的目标。
控制论广泛应用于各个领域,包括工程、生物学、经济学、组织管理等。
本文将探讨控制论的基本概念和应用范围。
控制论的基本概念包括系统、反馈、稳定性和调节。
系统是指由一组相互关联及相互作用的元素组成的整体,这些元素通过输入和输出之间的反馈机制进行相互调节。
反馈是指采集系统输出信息,并将其作为输入信息的一部分再次输入系统,以实现反馈修正的过程。
稳定性是系统状态保持不变的能力,即使受到外界扰动。
调节是指通过反馈机制对系统进行调整,以使其达到期望的状态或目标。
控制论的应用范围涵盖了多个领域。
在工程领域,控制论广泛应用于自动化控制系统的设计和优化。
自动化控制系统使用传感器来采集信息,并通过执行器对工业过程进行控制和调节,以使其达到稳定工作状态。
例如,工业生产线上的机器人系统可以通过控制论的方法实现自动调整和优化,提高生产效率和质量。
在生物学领域,控制论可应用于生物系统的研究和分析。
生物系统是复杂的,包括神经系统、进化系统和生态系统等。
控制论可以揭示这些生物系统内部关系和作用机制,并通过建立数学模型和仿真实验来研究和分析生物系统的稳定性和调节能力。
例如,在神经科学中,控制论可以帮助理解大脑的信息处理和行为控制机制。
在经济学领域,控制论被应用于分析和优化经济系统的运行。
经济系统是复杂的,包括市场、企业和个体等因素。
控制论可以用于研究市场供需关系、经济波动和经济政策的效果等。
通过建立经济模型和应用控制论的方法,可以帮助预测经济发展趋势、制定有效的市场调控政策,并优化资源配置和经济增长。
在组织管理领域,控制论广泛用于组织的建模和优化。
组织是一个包含各种部门和协同工作的复杂系统。
从工程控制到社会管理——钱学森《工程控制论》本文选自中科院自动化所研究员王飞跃先生的科学网博客:今年是钱学森教授《工程控制论》英文版发表六十周年之际,这是一部在我的学术生涯中产生过十分重要影响的著作。
饮水思源,万千心绪,谨以本文表示纪念。
主要观点:1)维纳的《控制论》是今天的控制科学、计算生物、计算大脑、计算智能等许多学科的精神开端,但非实质上的奠基之作;实际上,维纳倡导的“Cybernetics”。
至今仍然没有真正地实现。
2)钱学森是世界上最早把维纳的“Cybernetics”明确为“机械和电机系统的控制和导航科学”的学者之一,并给出实际方法,把伺服机构和经典控制等“工程实践”升华为“工程科学”,《工程控制论》理应作为现代控制科学真正的奠基之作。
3)安培“控制论(Cybernetique)”之本意是“国务管理(Civil Government)”或社会控制,但最初维纳和钱学森都认为这一设想是无法实现的:用维纳的描述是“虚伪的希望”或“过分的乐观”,用钱学森的语言是“恐怕永远也不会有结果”;但钱学森晚年的看法有了变化,认为“维纳一九四八年的观点是过于保守的”,而且,“一门新的科学终将诞生,这就是社会控制论。
“回顾自己的专业发展过程,曾有两本书几乎是戏剧性地拓展了我的研究视野,先是从力学到控制,后再从理工到社科。
在这两次变化之中,钱先生的《工程控制论》[1]都直接或间接地起了重要的作用,也使我有机会从个人的角度理解控制论的历史和本意。
今年正值《工程控制论》英文版发表六十周年,而且今日恰好为钱先生的生日,谨以此向钱先生表示感谢与怀念。
一、《工程控制论》与《科学革命的结构》第一次变化发生在三十年前,那时我还是浙江大学力学系的一个研究生,刚刚完成《正交各向异性圆柱形中厚壳的一个精化理论》的硕士论文答辩,立即花了近一周的时间细读了库恩的著作《科学革命的结构》[2],这是我偶然在一次物理学讲座上知道的一本“反”科学的书。
工程控制论控制论自从1948年诺伯特·维纳发表了著名的《控制论--关于在动物和机中控制和通讯的科学》一书以来,控制论的思想和方法已经渗透到了几乎有的自然科学和社会科学领域。
维纳把控控制论制论看作是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学,是研究动态系统在变的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学。
他特意创造"Cybernetics"这个英语新词来命名这门科学。
"控制论"一同最初来源希腊文"mberuhhtz",原意为"操舵术",就是掌舵的方法和技术的思。
在柏拉图(古希腊哲学家)的著作中,经常用它来表示管理人的艺术。
简介控制论Cybernetics[拼音]kòngzhìlùn是研究动物(包括人类)和机器内部的控制与通信的一般规律的学科,着重于研究过程中的数学关系控制论概述1834年,著名的法国物理学家安培写了一篇论述科学哲理的文章,他进行科学分类时,把管理国家的科学称为"控制论",他把希腊文译成法"Cybernetigue"。
在这个意义下,"控制论"一词被编入19世纪许多著词典中。
维纳发明"控制论"这个词正是受了安培等人的启发。
在控制论中,"控制"的定义是:为了"改善"某个或某些受控对象的功能或发展,需要获得并使用信息,以这种信息为基础而选出的、于该对象上的作用,就叫作控制。
由此可见,控制的基础是信息,一切信息传递都是为了控制,进而任何控制又都有赖于信息反馈来实现。
信息反馈是控制论的一个极其重要的概念。
通俗他说,信息反馈就是指由控制系统把信输送出去,又把其作用结果返送回来,并对信息的再输出发生影响,起到制的作用,以达到预定的目的。
控制论的三个基本部分1.信息论主要是关于各种通路(包括机器、生物机体)中信息的加工传递和贮存的统计理论。
控制理论的综述及发展方向1 控制理论的产生控制理论作为一门学科,它的真正应用开始于工业革命时期,即1788年瓦特发明蒸汽机飞球调速器。
该种采用机械式调节原理实现的蒸汽机速度自动控制是自动化应用的第一个里程碑。
二次大战前,控制系统的设计因为缺乏系统的理论指导而多采用试凑法,二次大战期间,由于建造飞机自动驾驶仪、雷达跟踪系统、火炮瞄准系统等军事设备的需要,推动了控制理论的飞跃发展。
1948年美国数学家维纳总结了前人的成果,认为世界存在3大要素:物质、能量、信息,发表了著名的《控制论》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,从而基本上确立了控制理论这门学科[1]。
2 控制理论的分类控制理论的发展分为经典控制理论阶段、现代控制理论阶段及大系统智能控制理论阶段,下面将详细介绍各个控制理论的特点及优缺点[2]。
2.1 经典控制理论自动控制理论中建立在频率响应法和根轨迹法基础上的一个分支。
经典控制理论的研究对象是单输入、单输出的自动控制系统,特别是线性定常系统。
经典控制理论的特点是以输入输出特性(主要是传递函数)为系统数学模型,采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法,分析系统性能和设计控制装置。
经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换,占主导地位的分析和综合方法是频率域方法。
[3]经典控制理论主要用于解决反馈控制系统中控制器的分析与设计的问题。
如图1所示为反馈控制系统的简化原理框图。
图1 反馈控制系统简化原理框图典型的经典控制理论包括PID控制、Smith控制、解耦控制、串级控制等。
常接触到的系统,如机床和轧钢机中常用的调速系统、发电机的自动调节系统以及冶炼炉的温度自动控制系统等,这些系统均被当作单输入—单输出的线性定常系统来处理。
如果把某个干扰考虑在内,也只是将它们进行线性叠加而已。
解决上述问题时,采用频率法、根轨迹法、奈氏稳定判据、期望对数频率特性综合等方法是比较方便的,所得结果在对精确度、准确度要求不高的情况下是完全可用的。
钱学森与《工程控制论》钱学森与《工程控制论》钱学森与《工程控制论》钱学森,祖籍浙江杭州,1911年12月11日出生于上海。
1929年,钱学森考入上海交通大学机械工程学院学习机械和力学。
1934年,钱学森大学毕业,并考取清华大学赴美留学预备班。
1935年,钱学森远渡重洋,赴美国麻省理工学院攻读航空专业硕士学位。
1936 年,即一年后,钱学森获麻省理工学院航空专业硕士学位,同年,钱学森转学加州理工学院,攻读博士学位。
三年后,即1939年,钱学森在加州理工学院获航空与数学博士学位。
钱学森的博士导师冯·卡门(Von Karman)是近代力学的奠基人,领导着美国最早的火箭研究机构—“喷气推进实验室”。
获取博士学位后,钱学森留校任教,从事火箭导弹研究,并成为冯·卡门研究小组和“喷气推进实验室”的重要成员。
二十世纪40年代,钱学森在空气动力学和航空工程理论方面有许多开创性的贡献,并成为世界级的火箭专家。
1943年,钱学森和马博尔(Marble)合作完成了《远程火箭的评论与初步分析》研究报告,为二十世纪40年代年代喷气推进实验室研制成功地地导弹和探空火箭奠定了理论基础。
钱学森对于科学最突出贡献之一在于,提出了跨声速流动相似律。
钱学森与冯·卡门一起最早提出高超声速流的概念和理论,为飞行器克服音障和热障提供了依据,为空气动力学的发展奠定了基础。
高亚声速采用的公式是以钱学森和冯·卡门的名字命名的“Karman-Tsien”公式。
1945年,美国政府组建了一个由36位优秀专家组成的科学顾问团去德国考查。
考察团要参加一次重要的战略行动。
冯·卡门受聘担任了这个科学顾问团的团长,被授予少将军衔。
钱学森受聘担任火箭组主任,被授予上校军衔。
冯·卡门后来回忆道:“我们的朋友钱学森,是1945年我向美国空军科学顾问组推荐的专家之一。
他是当时美国处于领导地位的第一流火箭专家,后来成了世界闻名的新闻人物。
控制论与管理学控制论,这听起来是不是有点高深莫测?其实啊,它就像我们生活中的遥控器,能帮我们掌控各种复杂的系统。
管理学呢,就好比是驾驶一艘大船的指南,指引着我们在商海的波涛中稳健前行。
咱先来说说控制论。
控制论研究的是系统如何通过信息的传递和反馈来实现自我调节和控制。
这就好像我们身体里的神经系统,能感知到外界的变化,然后迅速做出反应,让我们保持平衡和稳定。
比如说,天气冷了,我们的身体会自动打哆嗦,这就是一种自我控制的机制。
在管理学中,控制论的应用可广泛啦!想象一下,一个公司就像一个大机器,各个部门就像是机器的零部件。
如果没有有效的控制,那还不得乱套?老板不知道员工在干啥,员工也不清楚公司的目标,这能行?控制论强调反馈的重要性。
这反馈就好比是镜子,能让我们看到自己的样子。
在管理中,如果一个项目进展不顺利,通过及时的反馈,管理者就能发现问题,调整策略。
这就像开车时发现跑偏了,赶紧打方向盘纠正。
再说控制的精度。
控制不是越严越好,就像给花浇水,水多了会淹死,水少了会干死。
管理也是如此,管得太死,员工没了积极性;管得太松,又容易出乱子。
还有控制的时机。
太早控制,可能扼杀了创新;太晚控制,问题可能已经无法收拾。
这就跟炒菜似的,放盐太早,菜不入味;放盐太晚,又没法均匀。
管理学呢,它要综合考虑各种因素,比如人员、资源、市场等等。
控制论为管理学提供了一种科学的方法和思路。
比如说,制定目标就像是给船设定航线。
目标得明确、合理,不能今天想往东,明天又想往西。
然后呢,得有监督机制,看看大家是不是朝着目标在前进。
再比如激励员工,这也是一种控制手段。
给员工足够的动力,让他们愿意为了实现目标而努力。
这就像给汽车加油,油足了才能跑得欢。
控制论和管理学的结合,能让企业变得更加高效、灵活。
就像一个武林高手,内外功兼修,才能称霸江湖。
总之,控制论对于管理学的意义重大,只有深刻理解并运用好控制论,我们才能在管理的道路上越走越顺,让企业发展得越来越好。
浅谈控制理论和控制工程的应用前景及趋势作者:汪志军来源:《速读·下旬》2016年第05期摘要:在现代科学技术取得飞速发展的同时,控制理论与控制工程的应用也逐渐广泛,现阶段已经被应用于多个领域中,包括生物技术、现代信息技术、交通运输业、农业、工业等领域。
控制理论在很大程度上推动了现代工业的发展,例如调试系统稳定性设计就应用了该理论,随着信息技术的发展,控制理论内容也变得更加丰富,很多学者对该理论也进行了更加深入的研究,促使控制系统分析方法变得更加全面,更具备科学性。
关键词:控制理论;控制工程;应用前景在现代化社会的发展背景下,科学技术取得了突飞猛进的发展,并且在很大程度上推动了我国国民经济的发展。
所谓经济基础决定上层建筑,经济发展为科技发展提供了非常有利的条件,控制理论与控制工程在科技发展中也有着重要作用。
本文主要分析控制理论和控制工程的应用前景与发展趋势,使人们增强对控制理论与控制工程的了解。
一、控制理论与控制工程的发展分析(一)第一阶段在20世纪40-60年代,古典控制理论取得了非常广泛的应用,这是控制理论得以发展的第一阶段。
在应用经典控制理论时,人们已经意识到控制理论的优势,它能够解决单输出、单输入问题,应用价值较高。
经典控制理论以频率特性、传递函数特性为基础,能够在反馈控制系统中控制器设计、分析问题中被应用,主要研究内容为线性定长系统,除此之外,在非线性系统中也取得了一定研究成果,对采样系统、非线性系统的发展具有促进作用[1]。
(二)第二阶段在20世纪60-70年代,空间技术应运而生,进入这一阶段后,控制工程理论已经与计算机技术融合,在很大程度上推动了控制理论与控制工程中。
例如在阿波罗号登月中就应用了控制理论,在控制工程应用中,控制理论发挥了重要作用。
另外,第二阶段的控制理论基础研究内容为状态变量,其中包含了数理分析方法与计算机技术,另外,还包含非线性、多输出、多输入等系统结构,大大提升了控制模式性能。
2024年现代控制理论心得摘要。
从经典控制论发展到现代控制论,是人类对控制技术认识上的一次飞跃。
现代控制论是用状态空间方法表示,概念抽象,不易掌握。
对于《现代控制理论》这门课程,本人选择了最为感兴趣的几个知识点进行分析,并谈一下对于学习这么课程的一点心得体会。
关键词:现代控制理论;学习策略;学习方法;学习心得在现代科学技术飞速发展中,伴随着学科的高度分化和高度综合,各学科之间相互交叉、相互渗透,出现了横向科学。
作为跨接于自然科学和社会科学的具有横向科学特点的现代控制理论已成为我国理工科大学高年级的主要课程。
从经典控制论发展到现代控制论,是人类对控制技术认识上的一次飞跃。
经典控制论限于处理单变量的线性定常问题,在数学上可归结为单变量的常系数微分方程问题。
现代控制论面向多变量控制系统的问题,它是以矩阵论和线性空间理论作为主要数学工具,并用计算机来实现。
现代控制论工程实际,具有明显的工程技术特点,但它又属于系统论范畴。
系统论的特点是在数学描述的基础上,充分利用现有的强有力的数学工具,对系统进行分析和综合。
系统特性的度量,即表现为状态;系统状态的变化,即为动态过程。
状态和过程在自然界、社会和思维中普遍存在。
现代控制论是在引入状态和状态空间的概念基础上发展起来的。
状态和状态空间早在古典动力学中得到了广泛的应用。
在5o年代mesarovic教授曾提出“结构不确定性原理”,指出经典理论对于多变量系统不能确切描述系统的内在结构。
后来采用状态变量的描述方法,才完全表达出系统的动力学性质。
6o年代初,____曼(kalman)从外界输入对状态的控制能力以及输出对状态的反映能力这两方面提出能控制性和能观性的概念。
这些概念深入揭示了系统的内在特性。
实际上,现代控制论中所研究的许多基本问题,诸如最优控制和最佳估计等,都是以能能控性和能观性作为“解”的存在条件的。
现代控制理论是一门工程理论性强的课程,在自学这门课程时,深感概念抽象,不易掌握;学完之后,从工程实际抽象出一个控制论方面的课题很难,如何用现代控制论的基本原理去解决生产实际问题则更困难,这是一个比较突出的矛盾。
第31卷第12期2014年12月控制理论与应用Control Theory&ApplicationsV ol.31No.12Dec.2014从工程控制到社会管理:控制论Cybernetics本源的个人认识与展望DOI:10.7641/CTA.2014.41138王飞跃†(中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室,北京100190;国防科学技术大学军事计算实验与平行系统技术研究中心,湖南长沙410073)1《工程控制论》与《科学革命的结构》回顾自己的专业发展过程,曾有两本书几乎是戏剧性地拓展了我的研究视野,先是从力学到控制,后再从理工到社科.在这两次变化之中,钱学森先生的《工程控制论》[1–2]都直接或间接地起了重要的作用,也使我有机会从个人的角度理解控制论的历史和本意.今年正值《工程控制论》英文版发表60周年,匆忙成文,谨以此向钱先生表示感谢与怀念.第一次变化发生在30年前,那时我还是浙江大学力学系的一个研究生,刚刚完成《正交各向异性圆柱形中厚壳的一个精化理论》的硕士论文答辩,立即花了近一周的时间细读了库恩的著作《科学革命的结构》[3],这是我偶然在一次物理学讲座上知道的一本“反”科学的书.硕士期间,我已在板壳力学、弹性理论和应用数学等领域完成了12篇论文,并计划把基于公理体系的理性力学作为未来的研究方向.但内心里,一直有一种深深的彷徨与不安,觉得所学习和研究的对象与内容太机械、经典、被动,并不十分确定这就是自己一生的专业.库恩一书对科学的反省与反思,给了我很大的冲击,使我对纯的理性研究有了不同以往却更实际的认识[4],更加觉得自己的研究方向“机械”、“被动”,决心转到一个开放、主动的领域.就是在这种心境之下,我望文生义想到了控制论,因为“控制”一定是“主动”的.选择控制论的另一个重要原因就是钱学森教授,不单单是由于他的《工程控制论》,还因为钱学森与冯卡门关于柱壳屈曲研究的论文是铁木辛柯《板壳理论》中所引为数不多的华人文章之一,这使我较深地了解到他在力学上的成就.30多年前的环境与体制,对一位刚毕业的硕士研究生而言,跨行换专业绝对是一件大事,但钱学森教授从力学到控制的巨大成功,确实给了自己很大的鼓励和信心.不过,我开始读的,不是钱学森《工程控制论》的原版[1],而是20世纪80年代初钱学森与宋健合著的修订版《工程控制论》上下两卷[2].这是我大学时就买下的非本专业“闲书”,印象深刻的就是钱先生的序,洋洋十余页高屋建瓴地阐述了控制论与技术革命和现代化的关系.由于当时没有读原版,并不知道新版与原版的具体差别,甚至还不知“控制(control)”和“控制论(Cybernetics)”在英文里根本就是不同的两个词,因此心中不时出现文字上的“疑惑”:为什么要叫“工程”控制论?控制不就是工程系统的控制吗?特别是读完两大卷本和其他控制专著之后,更觉得《工程控制论》的“工程”两字是画蛇添足,“疑惑”更深了. 2《工程控制论》与《开放社会及其敌人》这一“疑惑”跟随着我差不多十年,直到我开始自己研究视野的新拓广.那时我已转入智能控制研究多年,这是一个刚刚兴起、融合了人工智能、运筹学和控制的新方向,主要应用在智能机器人、智能制造和智能交通系统等领域.1990年完成题为《智能机器的协调理论》的博士论文之后,我一直在亚利桑那大学教书,并主持机器人和自动化以及计算机集成制造两个实验室的工作.当时心里很苦恼,因为智能控制的对象应为复杂系统,由于互联网等网络技术还很原始,构造复杂系统往往需要昂贵的硬件和软件投入,经费巨大;再加上那个时期许多智能控制的论文是哲学式或漫无天际的空谈,自己除了几个机器人之外,也没有多少“复杂系统”的实践,很难理论联系实际,常常有研究的是“屠龙术”之感.同事中有位资深的老教授,Russell Ferrell,学士修的是纯文科,英国文学,但博士攻是纯工科,毕业于MIT的机械系,还是远程控制、机器人和人机系统的创始人之一Thomas Sheridan教授的第一位博士毕业生,而Sheridan恰好又是我自己博士导师George Sari-收稿日期:2014−12−08;录用日期:2015−01−19.†通信作者.E-mail:feiyue.wang@.1622控制理论与应用第31卷dis教授的好朋友.可能是这些原因,Russ与我很谈得来,我也常同他说起自己的苦恼.Russ告诉我,问题太复杂了,就会对人的能力和智力产生过分甚至非分的要求,自然而然地导致大而空,甚至造假骗人的文章;他还向我推荐了波谱尔的《开放社会及其敌人》[5]一书,说波谱尔之所以在书中批判了柏拉图、黑格尔等,就是因为他们的学说过于宏大复杂,容易导致“乌托邦社会工程”,进而对政治家们的能力提出非分的要求;政治家能力不够,无法实现“乌托邦”,最后只好“独裁”了事.Russ负责教授“人因工程”、“工程统计”和“质量与可靠性工程”等课程,还热心社区的政治活动,是当地民主党的积极分子,可能因为这些原因,他建议我考虑一下智能控制在人机和社会系统中的应用,因为一有了人,系统就复杂了,还要我一定再读一下维纳的《控制论》[6],或许能有新的启发.说来惭愧,其实那时维纳的《控制论》我虽翻过但连一遍都没有读完,而波谱尔的《开放社会及其敌人》在中国曾一直是禁书,就更没有看过了,不过Russ的话使我认真地读了这两本书.好在20世纪90年代初,我已涉足“Day Trader”的行业,并开始了语言动力学的研究[7],本来就对社会经济系统有兴趣,但波谱尔在书中描述的“开放社会”,特别是“零星社会工程”的概念,给我的冲击不亚于库恩的《科学革命的结构》,更使我相信网络化的普及和信息化的深入,必然导致去中心、分布、扁平的“开放社会”结构与生态,从此开始认真地考虑把计算和控制方法用于社会问题的研究.有趣的是,维纳在其《控制论》的最后一章“信息、语言和社会”也认为随着信息通讯技术的发展,“小小乡村社会”要比“大社会”稳定并优越的多,这与波谱尔批评“乌托邦社会工程”、提倡“零星社会工程”异曲同工.不过,自己这方面的兴趣真正结果却又是差不多十年的光阴之后:随着网络数据和社会媒体的兴起,情报与安全信息学[8]及社会计算[9]应运而生,成为自己最近十多年来的主要研究领域之一.3《工程控制论》与《控制论》:Cyberneti-cs的本源学习维纳《控制论》的同时,使我回想起钱学森的《工程控制论》,以及自己对为什么要叫“工程”控制论的疑惑.于是,找来《工程控制论》的英文原版,翻开第1页,结果就发现钱先生在其简短前言的第1行里就已为我解了“惑”:“著名的法国物理学家和数学家安培曾经给关于国务管理(Civil Govern-ment)的科学取了一个名字—–控制(Cybernetiq-ue)(Part II of“Essai sur la philosophie des sciences”,1845,Paris)1.安培企图建立这样一门政治科学的庞大计划并没有得到结果,而且,恐怕永远也不会有结果”[1].原来,控制(Cybernetics)的本意委婉含蓄地说是“国务管理”,直截了当地讲就是“社会控制”,所以钱学森必须在“控制论”之前加“工程”二字予以修饰,否则仅是“控制论”就无法结果!读完维纳的《控制论》和钱学森的《工程控制论》,我突然意识到其实很少人有机会仔细甚至直接去读经典的原文,以致多数人对其意义和作用或许有误解.因为维纳的《控制论》除了反馈的思想外,形式上几乎没有现代控制理论的影子,书中大批的数学公式,虽然已成为许多科学分支的基础,但与今日熟知的控制方程风马牛不相及,可以说没有一个能在大学标准控制教科书里找到,内容也大相径庭.其实,维纳的《控制论》很大程度上有随笔和随感的性质,更应看成是今天的控制科学、计算生物、计算大脑或计算智能等的精神和思想上的开端,而不是现代控制科学的奠基之作,这与许多控制专业人士的通常观念很不一样.实质上,维纳《控制论》的副标题:“或关于在动物与机器中控制和通信的科学”,已经充分说明这个问题.而且,我个人认为,维纳的《控制论》确实是一部划时代的巨著,但维纳书中或心目中的“Cyber-netics”,至今仍然没有真正地实现,不过当下的互联网、物联网、万联网、特别是Cyberspace、人机、认知、云计算和计算大脑等技术和研究的兴起,正是落实维纳“Cybernetics”科学的大好时机.只是,为了清晰起见,建议我们为“Cybernetics”另寻一个中文名之.反观钱学森的《工程控制论》,尽管与后来钱学森、宋健的新版有很大差别,但与近代控制理论的相关表述一致,书中的数学公式也具有今日控制同类公式的影子,理应作为现代控制科学真正的奠基之作.可惜当时自己没有时间进一步的深究这一问题,但却开始了搜集钱学森《工程控制论》英文原版的爱好.自此十余年,收藏30余本;回国之后,多赠于从事控制理论与应用的科研机构与人员,包括钱学森母校西安交大、钱学森之子钱永刚先生(后藏于上海交大),就是希望国人能对钱学森在控制理论方面的贡献有更加实际的认识.实际上,钱学森可能是世界上最早把维纳的“Cy-bernetics”明确为“机械和电机系统的控制和导航科学(the science of control and guidance of mechanical and electrical systems)”学者之一(见钱学森《工程控制论》英文原版开篇的第3句话),但他明白其实维纳的《控制论》并没有给出控制机械或电机系统的具体1维纳在其《控制论》[6]的引言里称“控制论这个词的产生不早于1947年夏天(the term Cybernetics does not date further back than the summer of 1947)”.根据Wikipedia,安培在其著作《论科学的哲学》(Essai sur la philosophie des sciences第1部发表于1834年,第2部1843,不是钱学森序言中所说的1845年.)第12期王飞跃等:从工程控制到社会管理:控制论Cybernetics本源的个人认识与展望1623方法,而当时的伺服机构和经典控制又被钱先生认作是“工程实践(engineering practice)”,远非他所心仪并且大力倡导的“工程科学(engineering science)”(斜体为钱学森先生自己所加),因此,他要写一本关于机电系统的控制科学的书,想必这就是《工程控制论》的原始动机和成因.对我而言,更为重要的还是钱学森的《工程控制论》英文原版开头的话,特别是“国务管理”“恐怕永远也不会有结果”之言,从此铭刻在心.十多年后,引发了我对社会信号与社会管理问题的关注、思考与研究[10],成了自己最新的研究方向.4从工程控制到社会管理:本源的回归一百多年前,安培在其著作《论科学的哲学》里进行科学分类时,就把管理国家的科学称为“控制论”,把相应的希腊文译成法语“Cybernetique”,在此意义下,“控制论”一词被编入19世纪许多著名词典中.因此,用今天更通用的术语,从政治国务角度而言,“控制论(Cybernetics)”更直接的定义就是“社会控制”,从社会事务角度理解,“控制论(Cybernetics)”可以委婉地定义为“社会管理”.所以,“工程控制论(Engineering Cybernetics)”不是文字上的“画蛇添足”,但“社会控制论(Social or Socio Cybernetics)”在原意之下、文字之上却是真正的“画蛇添足”.这就是为什么2010年,在IEEE SMC (系统、人和控制论)学会的理事会(BoG),我反对欧洲学者提出成立“Social Cybernetics”技术委员会的原因,建议使用“计算社会系统(Computational Social Systems)”一词,并被IEEE SMC新的汇刊采用.文字上理清了“控制论”的本意,但在《工程控制论》发表60年后的今天,本意下“控制论”还是如钱先生所言的“恐怕永远也不会有结果”吗?实际上,在钱先生《工程控制论》问世的三年之前,美国著名的政治学家David Truman发表了《国务过程(Governmental Process):政治利益与公共舆论》[11]的重要著作,主张根据观察到和可观测的行为来解释国务现象,要求采用科学的、定量的、经验的、解析的分析方法来代替哲学的、定性的、规范的、主观的分析方法,从而把国务学从“政治哲学”转换为“政治科学”,在社会学界产生过极大的影响.然而,当时没有实时的“社会信号”,实时反馈式的“国务管理”还不可能.但是,那时已经有各种各样的物理传感器,如温度、压力、电流传感器等等,可以产生充足、实时的“物理信号”,为“工程控制论”的创立与实施提供了条件,现代的工业,正是建立在有此而来的工业控制与自动化的基础之上的.所以,在当时的历史条件下,钱先生是正确的,没有相应的实时“信号”,安培庞大的“国务管理”计划自然“不会有结果”,时代的技术只能是走向其《工程控制论》里所描述的“工程控制”.然而,时至今日,从社会媒体、社会网络、社会计算,甚至计算社会,基于因特网和Cyberspace的虚拟社会体系技术已经发展并成熟起来,迅速地跨入了海量的“大数据”时代,而且以社会事务的数据为主体,从微博到微信,“社会信号”扑面而来,而且几乎是无所不在、无时不在.针对这一新的历史性发展与阶段,我们必须重新审视控制论的本意.因为我们关于社会和政务的数据及信息,现在不但充分且实时,而且有时还出现“超载”现象,这种情况下,面向其本意的社会管理之“控制论”难道还是“恐怕永远也不会有结果”吗?如文[10]所指出的,在工业生产过程中,自然中的许多物理化学过程的动态变化在人造环境中被强化、加剧,使我们不得不借助于工程控制论加以控制,形成了目前几乎已标准化的可编程控制器(program-mable logic controller,PLC),分布式控制系统(distri-buted control systems,DCS)等等.因为如果还是按农业时代的“自然”方式处理这些过程,就会在生产过程中产生许多“爆炸”(如化学反应失控等)和灾难.现在,我们正从工业时代向知业或智业时代迈进,社会中的许多组织过程的动态变化在人工环境中,特别是网络化的环境中被加剧强化,也必将催发未来的新型社会管理产业,今天的企业资源规划(enterprise resource planning,ERP),社会资源规划(social resour-ce planning SRP)和文化资源规划(cultural resource planning,CRP)等等只是滥觞.将来,我们必须有各种各样的“社会管理器”,就像PLC和DCS一样,否则,就会在社会过程中产生许多“爆炸”(大型动乱的加强化、小型化与常规化等等),其效果会像由于控制不当在复杂生产中发生的重大事故一样,甚至过之.因此,我们必须创新社会管理,必须重新审视面向社会和政务的控制论之原意.为此目的,我们首先必须考虑社会信息的采集、处理和分析等重要的基础问题[10].针对这一考虑,我在文[10,12–16]就复杂系统的建模鸿沟、牛顿系统与默顿系统、牛顿定律与默顿定律、社会信号的刻画与描述、社会传感网络和计算辩证推理及其解析、社会计算、平行系统、平行管理、平行应急、平行控制、知识自动化等问题展开讨论,希望在此基础上建立面向社会信号获取、分析、解析、执行和应用的一般框架与方法体系,使“控制论”的本意能够生花结果,得以实现.我个人认为,钱先生在晚年已经开始了他自己的回归“Cybernetics”本源之路,他所倡议引导的系统工程、系统科学、综合集成、开放复杂巨系统、社会主义建设的总体设计部等等,都清楚地揭示这一升华之1624控制理论与应用第31卷后的回归,特别是他在自己合著的《工程控制论》修订版之序言里,清晰地展示了这样的信念:“在社会主义条件下,一门新的科学终将诞生,这就是社会控制论.”实际上,序言中下面的两段话,讲得十分明白[2]:“维纳在一九四八年曾经说过,那种认为控制论的新思想会发生某种社会效用的想法是‘虚伪的希望’,‘把自然科学中的方法推广到人类学、社会学、经济学方面去,希望能在社会领域里取得同样程度的胜利’,这是一种‘过分的乐观’.控制论的现代发展证明维纳1948年的观点是过于保守的.把一些工程技术方法推广应用到社会领域也不是‘过分的乐观’,而是现实.运筹学已用于经济科学,并将应用于更大的社会领域.”“恩格斯曾经预言,在社会主义条件下,‘社会生产内部的无政府状态将为有计划的自觉的组织所代替’.充分利用社会主义经济规律的调节作用,能够组织自觉运转的经济系统,这样的系统实质上也是一种自动系统;充分利用社会主义建设的客观法则和统计规律的调节作用,如恩格斯所预言,可以实现社会生产的‘有计划的自觉的组织’,实质上这就是一种巨型的系统,所以,控制论所研究的系统的运动形式,在高级形态的系统–社会系统中,也是存在的.因此,没有理由认为控制论的社会应用是一种‘虚伪的希望’.这是一种已经看得见曙光的真实的希望.在社会主义条件下,一门新的科学终将诞生,这就是社会控制论.这样一门科学不会在资本主义制度下出现,因为‘资产阶级社会的症结正是在于,对生产自始就不存在有意识的社会调节’.”由此可见,《工程控制论》英文原版30年后,钱先生就认为本意下的“控制论”,在一定条件下,是“会有结果”的.当然,回归“Cybernetics”本源之路,目前还只是一个开头,而且,“乌托邦”式的“国务管理”科学,恐怕还是会像钱先生所预言的那样,只能是文学上的理想,永远不会有科学上的结果.5结束语今年是钱学森教授《工程控制论》英文版发表60周年之际,这是一部在我的学术生涯中产生过十分重要影响的著作.饮水思源,万千心绪,谨以本文表示纪念.主要观点:1)维纳的《控制论》是今天的控制科学、计算生物、计算大脑、计算智能等许多学科的思想开端,但非实质上的奠基之作;实际上,维纳倡导的“Cybernetics”,作为一个学科,至今仍然没有真正地实现.2)钱学森是世界上最早把维纳的“Cybernetics”明确为“机械和电机系统的控制和导航科学”的学者之一,并给出具体的方法,把伺服机构和经典控制等“工程实践”升华为“工程科学”,《工程控制论》理应作为现代控制科学真正的奠基之作.3)安培“控制论(Cybernetique)”之本意是“国务管理(Civil Government)”或社会控制,但最初维纳和钱学森都认为这一设想无法实现的;用维纳的描述是“虚伪的希望”或“过分的乐观”,用钱学森的语言就是“恐怕永远也不会有结果”;但钱学森晚年的看法有了变化,认为“维纳1948年的观点是过于保守的”,而且,相信“一门新的科学终将诞生,这就是社会控制论”.综观钱学森先生的一生,无论在科学、技术还是工程上,都是辉煌的一生;他驰骋在力学、控制、航天、管理、认知、系统工程和科学等许多科技领域里,而且都作出了杰出和巨大的贡献,为后辈学者立下了一座难以逾越的丰碑.《工程控制论》只是他早年的重要成果之一,本文也只从个人的经历和角度来纪念其发表60周年,更希望年轻学者扎实学习、认真研究、不断创新,利用新时代的新思想、新方法、新技术,早日取得超越《工程控制论》的成就,努力给“钱学森之问”一个合格的答复.致谢十分感谢吴宏鑫院士和黄琳院士在很短时间里认真地审阅了本文初稿,并提出十分具体的建设性意见.本文反映的完全是个人的一些不成熟的观点,特此说明.参考文献(References):[1]TSIEN H S.Engineering Cybernetics[M].New York:McGraw Hill,1954.(戴汝为,何善瑜,译.工程控制论[M].北京:科学出版社,1958.)[2]钱学森,宋健.《工程控制论》修订版(上、下卷)[M].北京:科学出版社,1980和1981.(QIAN Xuesen,SONG Jian.《Engineering Cybernetics》Revised Edition(Vol.1and Vol.2)[M].Beijing:Science Press,1980and1981.)[3]KUHN T S.The Structure of Scientific Revolutions[M].Chicago:University of Chicago Press,1962.[4]王飞跃.库恩的思想与对学人、学科、学问的认识[J].世界哲学,2004,(3):16–18.(WANG Feiyue.Kuhn’s thinking and understanding of scholars, schools,and studies[J].World Philosophy,2004,(3):16–18.)[5]POPPER K 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