学说史丨万百五二阶控制论及其应用附

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本文选自《控制理论与应用》第27卷第8期(.8),综述了一阶控制论学派的缘起和成就,包括它的创导人冯·福尔斯特和他的BCL实验室,介述了二阶控制论的主要论点、具体应用和与前期控制论的差异。出于推文格式要求,对原文表述做了适当的调整。

作者万百五(-),男,自动化和系统工程专家,是中国大系统理论与应用的重要创始人之一,重要教材编写者,主要研究方向为过程递阶稳态优化控制、智能控制和控制论等。

一、二阶控制论的缘起和发展

人在社会系统中既是观察者又是行动者,由此引出二阶控制论或被誉为“新一代”控制论的学派。国内学术期刊还没有对二阶控制论的论点及其应用进行过介绍。早期研究者认为,不管哪类对象,只要符合下列4个条件的系统,就可以用控制论的方法进行研究:

1)系统具有目标;2)系统朝向目标的运动受到环境的干扰;3)系统对目标和现况的偏差进行测量;4)系统采取纠正动作。

为了研制和确保一个高性能的系统,需要建立系统的模型来进行仿真研究。模型的建立必须是客观、以必要维数的变量来表示,因而是量化的、经得起重复验证的。这被二阶控制论学派称为一阶控制论。第二次世界大战结束后的年,出生奥地利的物理学家海因茨冯·福尔斯特(HeinzvonFoerster)博士揣着自已的“记忆——以量子物理研究”(Thememory-Aninvestigationinquantumphysics)德文小书前往美国谋职,这本小书被推荐给了美国麻省理工学院(MIT)教授麦卡洛克(McCulloch)并得到他的赏识。当时,麦卡洛克是梅西(Macy)基金会支持的、导致控制论诞生的“生物和社会系统中的循环因果关系与反馈机制”讨论会的主席,他邀冯·福尔斯特参加了当年的上述讨论会,后者也就成为了最年轻的与会者和报告人,在这次会上,他也被许多参加此次高峰会议的顶级科学家指定为此次和前四次会议论文集和纪要的编辑。

在编辑过程中,冯·福尔斯特要处理著名女性人类学家玛格丽特·米德(M.Mead)的一篇无题发言稿,在无法联系上她的情况下,他将其稿中警句“以控制论的方法探讨控制论”(speakingaboutCyberneticsinacyberneticalway)改成为“控制论的控制论”(CyberneticsofCybernetics)作为她发言的标题。年冯·福尔斯特到伊利诺斯大学任教。六年后他得到美国军方资助成立了生物计算机实验室(biological

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