2022-05-03《控制论》初窥

《控制论与科学方法论》第一章

        全书共分五章,前三章基本可以看作关于《控制论》这门学科的科普读物。第一章主要介绍了控制论当中的两个重要概念:可能性空间和控制。

        什么是控制论?维基百科的定义是这样的: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。顾名思义,所谓控制论是指通过控制各种条件使得被控对象朝着特定的可能性方向发展的学问。这门学科的一个显著特点是它的研究对象(即被控对象)非常广泛庞杂,既可以是传统自然科学当中的各种研究对象,比如化学中的元素,离子分子,物理学中的运动物体,声光电热,生物学中的各种生命体,组织器官,还可以横跨各门社会学科,比如政府对宏观经济/金融的调控,组织行为,管理公司/机构,也包括数学,心理学研究对象,甚至个人行为。那么,控制的目的是什么呢?即使得被控对象朝着特定的可能性空间发展。

        何谓“可能性空间”呢?是指一个事物发展的所有的可能性结果的集合。做一道数学题,可能性结果有两种:对或错。你向一个人表白,可能性空间有三种:接受,拒绝,既不接受也不拒绝。一个人遇到一条毒蛇,他可以攻击,逃跑,静止不动,这些选择由大脑做出。政府搞改革开放,搞经济的宏观调控,可能性结果就会非常不确定,只能摸着石头过河,边走边看。控制论得以成为一门学问,有两个基本前提:1. 事物的发展必须具备多种可能性;2. 事物的发展可以通过改变条件加以控制。一座即将喷发的火山就不是控制论可以解决的问题,因为结果只有一种可能。如果上述两个条件能够满足,这件事便可纳入控制论研究的对象。

        那么,何谓“控制”?控制是指通过选择特定的条件,操作,使得可能性空间不断变小的过程。比如,目标是期末考试数学考90分,所谓控制,就是通过各种方法(预习,复习,做练习题,总结,刻意练习等)使得每一章节的测验都至少达到90分。在这个例子中,控制的能力由原先的可能性空间M(比如60-100)除以控制之后的可能性空间N(90-100):控制能力=40/10。控制能力越大,最终达到目标方向的速度就会越快效率也就越高。工业生产中通过各种方法控制产品的次品率也属于控制论的范畴。

        不过,为了使控制发挥作用,首先应当尽量穷举所有的可能性结果。比如一台家用空调,需要事先明确其可以调节的温度范围,在此范围之内进行控制操作。科学史上很多极具创造性的工作就是通过借用其它领域里的概念方法而实现的,这是扩大可能性空间对于创新的意义。同理,控制论也可以用于解释那些经验更丰富,具有更多认知视野的人为什么能够比一般人把握事物发展的方向把握得更准,一个原因便是他们能够看到更多的可能性。

        最后谈谈我初读此书的一点感受。这是我第一次接触《控制论》这门学科,以前对它的了解几乎为零。但是很神奇的是,阅读此书竟然毫不费力,作者几乎没有用到数学公式(按理说控制论是一门用数学方法去做定量描述的学科),就将控制论的基本概念讲得非常清晰,简洁,易懂。这不正是费曼所说的要将一个复杂的概念讲得连外行都能够看懂的境界吗!可见,作者写作此书确实是费了一番心思的。有趣的是,书中还经常引用中国历史上的故事用来解释控制论中的概念,信手拈来而又极为贴切,让我读来不时会心一笑而又惊叹不已!比如,作者引用“歧路亡羊”的故事来讲述何谓可能性空间:羊走上了一条岔路,岔路上又有更多的岔路,不同的岔路便代表不同的可能性空间。

        另外,控制论和目标是紧密相关的,故可用于个人管理。比如,如果目标是40岁实现年薪百万。控制论的方法是通过每一次选择,行动,努力,都使得个人收入在当前的基础上逐步递增,且增速在不断提高,那么所做的选择,行动就是积极的,在正确的方向上,则保持它。反之,就需要修正之前的选择和行动,使之走在向上的道路上。再比如,如何调整行动,技巧,以快速高效地学会游泳,打羽毛球,写作,阅读,等等,都涉及控制的过程。

        可见,控制论不仅可以用于学术研究,工程应用,还是一门与我们的日常生活息息相关的学问。阅读此书,让我增加一种看问题看世界的视角。开心!

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