登陆注册
5191300000021

第21章 诺伯特·维纳

机器、生物、社会,这些在常人看来毫无共同之处的东西,都被维纳以他所创立的控制论联系到了一起。20世纪中叶,科学和社会的发展出现了对这种联系的需要并为这种需要的实现提供了可能。机器人、自动化、经济及社会控制均由此而出,控制论的创立开辟了科学史上的新时代。

“控制论之父”诺伯特·维纳,1894年生于美国哥伦比亚城,父亲是哈佛大学斯拉夫语教授。小维纳是远近闻名的神童。他11岁上大学,18岁获哈佛博士学位。他通晓10国语言,曾先后做过教授、工程师和新闻记者,是个才华横溢、丰产多收的科学大师。

科学经过世纪之交危机、革命、振兴的痛苦而又亢奋的过程之后,到20世纪中叶便出现了综合发展的趋势。这时,科学各领域的独立发展均已达到硕果累累的相对稳定的阶段,到了利用相邻学科弥补自己在对世界整体性把握上的不足并在相邻领域为自己学科成果寻找意义的阶段。正如维纳所说,届时,“科学的发展史上,可以得到最大收获的领域是各种已经建立起来的部门之间被人忽视的无人区”。正是维纳等人所开始的对从前人类不曾涉足过的科学荒地的开发,才催生出20世纪中后期新兴交叉科学群。

由于涉足领域的宽泛和成果范围的广博,对维纳一生科学思想和事业选择起过作用的人很多,但其中重要的有4人:他的父亲里奥·维纳;英国大数学家、大哲学家罗素;20世纪数学巨人、德国大数学家希尔伯特,以及维纳的好朋友、科学伙伴罗森勃吕特。

维纳上大学前的所有学业都是在家中在其父亲的督导和教育下完成的。父亲的广博学识和严谨作风,帮维纳为以后学业的进一步发展和才能的进一步施展打下了基础。这位哈佛教授从儿子一出生的那天起,就承担起了对儿子的教育职责。早期开发的得法,使维纳智力的进步非常迅速。他3岁就开始看书,而且钻进去就忘记一切。只要能拿到手的书,他就会无所不读,连神学书、汉语词典、出土文物报告他都兴趣盎然地翻阅。广泛地阅读奠定了维纳宽广的知识结构,开阔了视野,也为他以后多样性兴趣发展及多学科的综合能力打下了基础。

从这个角度看,里奥是个宽容的父亲,他使维纳逃脱了学校古板教学模式对人的想像力、创造性等天赋的束缚,使他在最易广泛接受新事物,最能养成良好思维习惯的时候得到了轻松、和谐而又极富感染力的环境。

然而,从另一个角度来说,里奥又是个严厉的父亲,他对维纳管束和引导极有条理,要求也极严格,常常为一点儿小事儿就大发雷霆,随口骂出“蠢驴”、笨蛋”、“畜生”之类的粗话。致使40年后维纳回忆当时的情景仍然心有余悸。但是,里奥对维纳的管束绝不是毫无道理的,他懂得如何为儿子培养出出类拔萃的素质。

宽容和严厉并重的督导原则最大限度地开发了维纳的智力。他不满7岁的时候就已经学完了初等数学到解析几何的全部中学数学教材。学了物理、化学,学了法文、德文、拉丁文。阅读了从达尔文进化论到精神病学,从凡尔纳科学幻想小说到18、19世纪世界文学名著等等许多人一生都读不完的书。这是他成年后超群智慧之泉的源头。

除了早期教育之外,里奥所做的影响维纳一生的决断是让儿子的大学就读于塔夫茨学院。这是哈佛附近的一所小型理工学院。为什么放着堂堂哈佛不读却选择了这样一所小型学院呢?里奥不想让哈佛紧张的考试摧毁了儿子的健康心态,也不想让一个11岁入大学的孩子引起哈佛的轰动。他要让儿子专心学习数学。可是数学却拴不住小维纳的心。他的兴趣一转再转,飘浮不定。这虽然违背了里奥的初衷,但也确实是父亲为他安排的这个气氛相对宽松、自由的小学院成了维纳原本丰富多彩的知识结构和思维优势得以进一步生长的肥沃土壤。

进入大学之后,维纳的兴趣就没稳定过。第一年,他对物理和化学产生了旺盛的热情,常常自己偷偷溜进实验室去做化学实验或去进行电学的课外冒险,且常常自己构思出一个实验,再想办法去实施。这时,还不知自谦的小维纳对同学们称赞他从数学神童变成了工程学神童很得意。当然,由于他数学起点高,本专业课程也根本不在话下。

第二年,维纳的兴趣又从工程学转向了哲学。他为斯宾诺莎对伦理学的精确见解和莱布尼兹的多才多艺所倾倒。他贪婪地阅读大部头的哲学书籍,从中吸收智慧的营养。哲学,这些人类精神的精华,使他的小脑袋更丰富,更深刻,也更想入非非了。正是这种深厚的哲学基础,使他后来能深刻领会罗素思想底蕴,受到获益终生的启蒙。

第三年,他的兴趣又转向了生物学。这一次他似乎真的钻进去了,他认定自己应该成为一个生物学家。他常常偷偷跟着生物系的学生外出采集标本,自己博取生物系实验室看门老头的好感和信任,以便经常溜进去看人家做实验,要不是后来闯了一次祸,他这种小灶也许一直可以开到毕业。

一次,他企图自己做一次解剖实验。便约了两个同学,从那位善良的看门人手中要来了一只豚鼠,溜到实验室中解剖起来。但由于他们行动远没有思想跑得快,显得手忙脚乱,结果不但忘了用麻药,结扎动脉时也没有正确地将动脉与连在一起的静脉及神经分开,致使手术还没有做完,那头可怜的豚鼠就活活疼死了。这下闯了大祸,生物系的教授金斯气冲冲地闯了进来,大发雷霆。因为在那里,如此不人道的活体解剖是犯法的,很可能使实验室被取消解剖权。

这件事情发生后,维纳受到了多方的冲击,不得不把神荡不已的心再重新收回数学上来。直至18岁那年以一篇有关数理逻辑的论文在哈佛大学取得博士学位。

拿到博士学位后,维纳来到英国的剑桥深造。在这里,他所师从的是他的第一个启蒙导师、大哲学家、大数学家罗素。脱离父亲的直接管束及剑桥清新的学术氛围,使维纳感到心清气爽,神采飞扬。富有英国贵族气派的罗素的非凡气度、聪慧头脑、杰出思想,以及优雅流畅的语言陈述,都使维纳如痴如醉地叹服。第一次与第一流学者探讨交流,又使他倍感庄严和神圣。可是没多久,罗素便凭他敏锐的洞察力,发现了维纳不是那种专心于数学而不渝的人。于是,罗素因材施教,对他进行哲学启蒙。在罗素的启发下,维纳把以前零散的哲学知识变成了思维工具,懂得了建立学科间关系的意义。这里所得的教益,是维纳最终选择交叉学科作为研究方向的最早萌芽。

一年后,由于罗素外出讲学,维纳转投到德国哥廷根大学希尔伯特门下。希尔伯特是人类有史以来所出现过的最伟大的数学神才,几乎可以说是世界上惟一一个真正通晓一切现代数学领域的数学家。来到哥廷根大学后,希尔伯特思想之深刻,视野之广阔,知识之渊博,简直使维纳为之震惊。把数学作为一种打开自然之谜的工具和技术,这与当时把数学作为纯粹形式系统不同的深邃见解影响了维纳,使他能最后以数学统一物理、工程、神经生理等领域。只有在这里,他才真正读懂了数学,爱上了数学。原来,数学与他那万花筒般的幻想世界是一致的。

创立控制论,这是一项需要有广博知识、敏锐洞察力,并且在科学、哲学、技术各部门有浓厚功底的工作。非维纳这类人才所不能为。所幸的是恰好在社会需要这个人物之前,出现了里奥、罗素、希尔伯特、塔夫茨等人。这是维纳的幸运,也是历史的幸运。

对维纳的工作起直接刺激作用的是两次世界大战。

一战爆发后,维纳充军报国。作为数学家他在阿伯丁兵器实验厂参加编制高炮射程表的工作。由于这时飞机速度已很快,射程表编制程序繁难冗杂。维纳应用其数学理论出色地完成了很多工作。这里他第一次接触防空火炮系统,第一次感到高速计算的重要性,也是他第一次出色地以数学理论解决物理学问题。

战后,他选择了把数学和物理学结合在一起的工作,这是真正能发挥其蓄存已久的优势的工作。他四面出击,几乎到处成功。他抛弃了那种从纯形式体系研究数学的理论傲慢,认为“一个有用的数学家必须是改变现实的有力因素”。’在数学和物理结合的道路上取得初步成功后,他开拓了数学与工程技术及其他学科结合的新路子并且依然是捷报频传。为此,1933年,39岁的维纳被选为美国科学院院士。

几年后,新的世界大战又一次席卷了欧洲。作为盟国,美国也参与了战争。维纳参加了防空火炮装置的设计工作。由于德国占有空中优势,盟军处于守势,防御成了大问题。

这时的飞机飞得更快了,已经与追打它的炮弹的速度相差无几。火炮不能直瞄飞机,必须给出提前量——打飞机下一时刻可能到的位置——让炮弹与飞机同时到达空间的某一点。这时,人的眼力、心力和体力已跟不上飞机速度方向的变换,提高命中率的出路只能在机器了。然而,飞机在空中三维空间,加速、减速、拔高、俯冲、转向、翻滚自由度很大,机器如何判断飞机下一时刻的动作呢?

维纳苦思冥索。自动火炮瞄准飞机,就像猎手瞄准飞鸟一样,自动火炮与猎手的共同之处是什么呢?最后维纳终于找到了信息和反馈这两个关键因素。人和机器的控制都是根据信息调整动作,发布命令指挥动作的目的性过程。目的性的实验全仰仗于根据信息对行为的负反馈。

有了这个想法,他便去请教他的老朋友罗森勃吕特,这个生理学家恰到好处地领会了维纳的意图,并为他提供了可以说明人的目的性行为也是靠负反馈来完成的病例。于是,他们便开始合作探讨如何模拟人的生理功能以实现火炮自动化的问题了。

这是一个靠一两个人、一两个领域的知识所无力解决的复杂问题,需要诸如工程学、心理学、物理学、神经生物学、计算机科学等多学科的合作。维纳召集和主持了这种合作。

于是,一次再次的国际性跨学科学术讨论会,一次再次地聚拢着不同学科科学家的心,一次再次地爆出令人振奋的合作成果——一个崭新的科学领域就这样开辟出来了。

1948年,维纳将此类研究成果精炼升华著成《控制论》,控制论的原英文词来自希腊语,愿意为“操舵术”。这是一门可移植适用于从机器、生物、社会各种组织性、目的性系统指导、设计、完成各种目的性行为的科学。《控制论》一经问世,立即轰动了美国科学界,并且迅速被传播到全世界。它引起了人们思想的飞跃,推动了现代社会自动化的进程。

晚年的维纳,除了对其所开创的学科领域的不倦探求外,还与其他科学家一道参与许多诸如呼吁制止战争、反对滥用科学成果等社会活动。

1963年3月,由于心脏不畅而停止了对他聪慧大脑的血液供应——病魔夺去了维纳的生命。不知人类需再过多少年才会再有一颗像他那样的大脑。

同类推荐
  • 我认识的杜润生

    我认识的杜润生

    本书收录了资深农村问题专家杜润生先生的同事与学生对杜老工作生活往事回忆的文章,真实再现了杜老严谨认真的工作态度与方式方法,对后人是一种激励与启发。书内还有媒体采访杜老的稿件,使读者能更加全面地了解这位为“三农”奉献一生的杜润生。
  • 梦里花落知多少:三毛传

    梦里花落知多少:三毛传

    三毛,一个传奇而洒脱的女子,她将流浪的灵魂安放在撒哈拉的黄沙上。她的文字平实简单却富含着饱满的感情。她是20世纪七八十年代全球华人世界红极一时的台湾著名女作家。她踏遍万水千山,寻找梦中的“橄榄树”,带给读者一个流浪远方的梦;在她短暂而精彩的一生中,她的足迹遍及世界各地,她的作品给读者展现了一个真情博爱的世界。而她的一生又是一个精彩绝艳的传奇。三毛的作品具有传奇性,三毛的一生也具有传奇性。她的人与她的书,以不可抗拒的魔力吸引众多人。她的浪迹天涯,她扑朔迷离的婚恋,她令人扼腕叹息地离开人世的方式等等,无不牵动读者的心。本书用温柔的文字、通俗易懂的方式,将三毛的一生娓娓道来。
  • 中华女杰(近代卷)

    中华女杰(近代卷)

    妇女是推进人类文明进步的伟大力量。从夏商开始至今,在中华五千年文明进程和近现代中国社会发展中,在政治、军事、经济、文化领域,中国妇女都做出了不可替代的贡献。陈家新编著的《中华女杰(近代卷)》遴选了1840年以后至1949年20位中华女英雄,讲述她们的故亊,宣扬她们的爱国主义精神和女性特有的崇高风范、品格。《中华女杰(近代卷)》收入的人物有傳善祥、周秀英、秋瑾、向警予、陈铁军、杨开慧、冷云、赵一曼、刘胡兰、萧红等。
  • 海伦·凯勒传

    海伦·凯勒传

    海伦·凯勒是一个盲聋的残疾人,更是一个传奇。她是动荡的20世纪中的一道绚丽彩虹。她虽然又盲又聋,但海伦凭借着坚强的毅力和崇高的理想以及很多热心人的帮助,勇敢地克服了在学习道路上遭遇的诸多障碍。最终以优秀的成绩考入了哈佛大学拉德克利夫学院。她通过努力学会了英、法、德、拉丁、希腊5种语言,并完成了一系列著作,她的文字,时至今日仍然打动着读者的心。她不仅是位伟大的作家,还是个了不起的慈善家、教育家以及社会活动家。曾经被评为世界十大杰出妇女;曾被美国《时代周刊》评为十大英雄偶像;曾被授予“总统自由勋章”……她对社会的贡献是多方面的。
  • 释迦牟尼佛传

    释迦牟尼佛传

    佛陀当然是伟大的。他所创立的佛教与基督教、伊斯兰教并称为世界三大宗教。他所产生的意义并不在是否真的找到了一种解决宇宙、人生乃至一切有情生命的绝对真理,而在他为了追求真理所付出的真诚的、勇猛的、执著的、永恒的生命,在他付出绝对牺牲的同时他所追求的目的是为了解决人生的痛苦,为了解除众生的烦恼,这种精神在任何时代、任何环境下都具有着超越时空的价值和意义,他是带着利益众生的心愿而步入佛的殿堂的。
热门推荐
  • 跨越民族的爱恋

    跨越民族的爱恋

    这里没有高富帅,也没有白富美,有的只是两个不同民族的人的爱恋(回族和汉族)如果对于两个民族没有太大的了解请慎入本书,以免你的无法理解而对本书造成...另写此书只为埋藏我那无法割舍的爱恋,此书八分假,二分真。为了完美的谱写出我的感情,或许本书会有停更,敬请谅解……
  • 屠崛

    屠崛

    百年前,地球本来是七大洲五大洋,各国划分,互补不侵略。但是百年后,地球人数剧增,从近百亿人剧增到千亿人,人类生存受到了威胁。由地球各国顶级科学家所组成的联邦,成功的将火星改造成了人类所能居住的星球。这是人类希望的起点,也是人类恶梦的开始。无知的人类,移民到了火星,长久的居住下去。但是,久居火星的人类,受到了外太空的辐射、干扰……人类的基因开始突变,诞生了一种变异的生物,一种嗜血的怪物。智慧上、肢体上都远远胜过在地球上的人类。它们将人类当成了猎物,将地球当成了狩猎地,无数人类惨遭杀害……人类开始意识到错误,地球的人类最后组成了一个新的联邦国——地球联盟国。地球上的人类与火星上的生物,战争开始了。
  • 十六岁花嫁(已完结)

    十六岁花嫁(已完结)

    正值花样年华的她,只因父亲的一纸“荒谬遗言”要被迫即将成为“他人之妇”?!噢NO!可笑!可笑!暂且不说她夏子只是一个高中生,单单是看到她那“傲慢跋扈”的“丈夫”,她就有千千万万个NO了。他不帅吗?不,他帅!帅得一塌糊涂。他家很穷?不,他家几乎可以说是富得流油。但是,帅,可以当饭吃吗?不能!有钱人就可以目空一切?不能!或许嫁给他是众多女孩们梦寐以求的事。但她夏子却只想成为众多中的例外。
  • 当蛋蛋王子遇上贪吃猫

    当蛋蛋王子遇上贪吃猫

    生日那天,猫小小失恋了,买醉倒在一棵树下被一颗巨大的白蛋击中,原本以为是上天赐给她的生日礼物,兴高采烈的把蛋带回家想要来个炒鸡蛋。万事俱备,只欠蛋下锅了,突然,白蛋说话了:“女人,你敢把我炒了,我就让你吃不完我兜着走!”——————————————(本故事纯属虚构)
  • EXO时光替我说爱你

    EXO时光替我说爱你

    为什么爱我?为什么离开我?为什么背叛我的爱?为什么在我死心的时候说爱我?为什么我们不会有童话那样的结局?或许,这一切的一切,都是老天在捉弄人吧。你只会把我当成一个玩偶吗?想扔就扔,想捡就捡,你想要我的身体,还是我的心?凭什么对我这么好?你让我用什么补偿你,你想要我的爱吗?对不起……我的心早已被他占据。连死都不怕,怎么会怕爱情,爱情么……好复杂。最后还不是离开了你们……为什么那么爱我,在外人眼里,我算什么?人渣?贱人?小三?上辈子造了多少福,让我认识了两个这么好的朋友,还有两个,那么爱我的人…我爱你,没来得及说出口。我走了,去天堂了,时光老人,替我好好爱着他们吧!
  • CF之战记

    CF之战记

    CF剧情(纯自编)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
  • 皇妃倾城

    皇妃倾城

    如果爱情只是一场梦境,我愿意长眠不起.......家人是我的心脏,而你是我倚赖生存的空气,一直以为生活就这样平平淡淡地过去,直到有一天遇见了你...............三年后,他对沐晴羽说,“你是妖孽”?晴羽,“你怀疑我?”王朝在一夜间毁灭,是妖邪的侵蚀?还是红颜的祸水?大巫师卡洛琳莉三年前的预言:“她美丽倾城,美得不可方物,与你有宿世渊源但却不得善终..........凤凰涅槃非死不得重生,而你也将付出生命的代价去爱她,成全她的重生.....”
  • 九秘术法之道界

    九秘术法之道界

    当一个对自己一切都不清楚的人降临在这么一个世界上,他掀起了滔天的巨浪,独自抗衡整个世界最大的门派“上三清”,身怀道家九秘却最终落得惨死,洛河神图到底意味着什么?为什么,他在死亡之后,却转生在另一个世界的人身上?这一切有什么关系?但是,这些都没错,他想起了自己的名字,柳清风,他柳清风又回来了,重生与一座光怪陆离道家气息充盈的世界中!
  • 太清石壁记

    太清石壁记

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • The Formation of Vegetable Mould

    The Formation of Vegetable Mould

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。