系统论 控制论 信息论
随着现代科学技术向着整体化、综合化发展,便产生了具有综合特性的横向科学理论——系统论、控制论和信息论。
系统论是研究客观现实系统共同的特征、本质、原理和规律的科学。其产生是有着深远的思想渊源和现代科学技术基础的,并为社会发展的要求所推动。古代人类对世界的整体认识具有一种朴素的系统思想。近代科学的三大发现:能量守恒定律、细胞学和进化论,揭示了客观世界的普遍联系,对古代朴素的系统思想进行了扬弃。19 世纪 40 年代马克思理论的诞生,在社会科学领域发展了系统思想。这些理论都为系统论的产生提供了思想基础。但是 19 世纪的科学发展水平限制了独立的系统理论的形成。20 世纪把“系统”作为研究对象的新学科的出现,如管理学、科学学、系统工程、信息论和控制论等和数学领域中边筹学、模糊数学的发展以及电子计算机的诞生和应用,都为系统论的产生和发展提供了现代科学技术基础。同时,现代化组织管理问题日益突出,成为推动系统科学研究的强大社会动力。
系统论创史人贝塔朗菲(1901—1972)是美籍奥地利生物学家。1945 年贝塔朗菲在《德国哲学周刊》第 18 期上发表了《关于普通系统论》。1954 年以贝塔朗菲为首,包括经济学家、生物学家和生理学家等成立了“普通系统论学会”,从而使系统论得以发展。1968 年贝塔朗菲出版了《普通系统论的基础、发展和应用》一书,全面阐述其系统论的思想。1969 年比利时物理学家普里高津提出“耗散结构”学说;1976 年联邦德国科学家哈肯提出“协同学”学说;苏联学者乌也莫夫提出参量型系统理论,使贝塔朗菲的系统论在深度和广度上有了发展。
系统论产生的实践基础是系统工程的兴起。系统工程就是把对象作为系统来处理的组织管理技术。美国贝尔电话公司于 1940 年首创了系统工程学
这个名词。20 世纪 60 年代至 70 年代国际掀起“系统热”的浪潮,因为二战后系统工程学在军事、经济和科研等组织管理方面显示出巨大的生命力。目
前系统工程学日益发展,它的应用范围也不断深入和扩大。
控制论是研究有组织系统的控制和通讯的科学。20 世纪以来,控制论作为一门科学,在具有一定的社会条件、理论渊源和技术前提下逐渐形成。第二次世界大战中科学家们对武器的研制,为控制论的产生提供了社会条件。数学和物理学中那些研究必然性和偶然性关系的学科,生命科学的发展和计算机科学、逻辑学的发展,成为控制论的理论渊源。控制论产生的技术前提表现在人们制造的各种各样的自动控制装制上,如从中国古代的指南车到近代人类发明的许多机械设备中的稳速装置。
控制论的创始人,美国数学家维纳(N. Wiener,1894-1964)1948 年出版了《控制论(或“关于在动物和机器中控制和通讯的科学”)》一书, 标志着控制论的诞生,从此控制论迅速发展起来。从 40 年代末到 50 年代, 称为经典控制论时期,主要研究单变量的自动控制;60 年代称为现代控制论时期,从单变量控制发展到多变量控制,从单纯的自动调节进展到最优控制;从 70 年代到现在,被称为大系统理论时期即所要控制的是整个体系的总的性能指标,往往具有规模庞大、结构复杂、功能综合、因素众多的特点。
目前,控制论已形成以理论控制论为中心的四大分支:工程控制论、生物控制论、社会控制论和智能控制论。其作为横跨技术系统、生物系统、社会系统和思维系统的一门横断科学,在认识世界和改造世界的实践中发挥越来越巨大的作用。
信息论是一门应用数理统计方法研究信息处理和信息传递的科学。其产生于通信科学。近代电在通信上的应用,给人类通信方式带来根本性变革, 为信息论的产生打下了坚实的基础。本世纪 40 年代,雷达、电子计算机等新的通信工具相继出现,使通信技术迅速发展,要求迫切解决一系列信息问题。
信息论的创始人是美国的数学家申农,1948 年和 1949 年先后发表了关于信源和信道特性的两篇权威性论文——《通信的数学理论》和《在嗓音中的通信》,为现代信息论的产生奠定了基础。维纳从控制和通信的角度研究信息问题,提出“维纳的滤波理论”,为信息论成为控制论的一种基础理论作出贡献。
信息论诞生以后,大体上沿着两个方向发展:一个是应用于多种学科和技术领域,另一个则是不断地丰富、完善和发展它本身的理论体系。它经历了狭义信息论、一般信息论和广义信息论的不同发展阶段。随着现代科学技术的发展,信息论的发展必将取得巨大进展,并且在人类社会实践中发挥更大的作用。
(贾锡萍)
