第78篇 控制论（3）— 系统论、控制论和信息论之间的关系

第78篇  控制论（3）— 系统论、控制论和信息论之间的关系
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
20世纪40年代，由于自然科学、工程技术、社会科学和思维科学的相互渗透与交融汇流，产生了具有高度抽象性和广泛综合性的系统论、控制论和信息论。系统论是研究系统的模式、性能、行为和规律的一门科学。它为人们认识各种系统的组成、结构、性能、行为和发展规律提供了一般方法论的指导。 系统论的创始人是美籍奥地利理论生物学家和哲学家路德维格•贝塔朗菲。系统是由若干相互联系的基本要素构成的，它是具有确定的特性和功能的有机整体。如太阳系是由太阳及其围绕它运转的行星（金星、地球、火星、木星等等）和卫星构成的。同时太阳系这个“整体”又是它所属的“更大整体”——银河系的一个组成部分。世界上的具体系统是纷繁复杂的，必须按照一定的标准，将千差万别的系统分门别类，以便分析、研究和管理，如：教育系统、医疗卫生系统、宇航系统、通讯系统等等。如果系统与外界或它所处的外部环境有物质、能量和信息的交流，那么这个系统就是一个开放系统，否则就是一个封闭系统。开放系统具有很强的生命力，它可能促进经济实力的迅速增长，使落后地区尽早走上现代化。如改革开放以来已大大增强了我们的综合国力。而我国的许多边远山区农村，由于交通不便，相对封闭，还处于比较落后的状态。
　　人们研究和认识系统的目的之一，就在于有效地控制和管理系统。控制论则为人们对系统的管理和控制提供了一般方法论的指导，它是数学、自动控制、电子技术、数理逻辑、生物科学等学科和技术相互渗透而形成的综合性科学。 控制论的思想渊源可以追溯到遥远的古代。但是，控制论作为一个相对独立的科学学科的形成却起始于本世纪20~30年代，而1948年美国数学家维纳出版了《控制论》一书，标志着控制论的正式诞生。几十年来，控制论在纵深方向得到了很大发展，已应用到人类社会各个领域，如经济控制论、社会控制论和人口控制论等。
　　为了正确地认识并有效地控制系统，必须了解和掌握系统的各种信息的流动与交换，信息论为此提供了一般方法论的指导。语言是人与人之间的信息交流的工具，文字扩大了信息交流的范围，19世纪电话和电报的发明和应用使信息交流进入了电气化时代。信息论最早产生于通讯领域，现在已同材料和能源一起构成了现代文明的三大支柱。信息的概念已渗透到人类社会的各个领域，因此，人们说现在是信息社会、信息时代。美国政府提出了建设信息高速公路的宏大计划，得到了国内外的广泛支持，欧洲和日本等发达国家积极呼应，我国政府也拨出了巨额资金，以便在这项高科技领域内跟上世界发展的步伐。
(首都科技网)
控制论的基本理论是维纳于1948年在他的名著《控制论：或关于在动物和机器中控制和通信的科学》一书中奠定的。这部控制论的奠基性著作和仙农的信息论在开创性著作《通信的数学理论》在同一年问世，这不是偶然的。事实上，他们两人在各自创立信息论和控制论的前后，都在几乎同样的领域内工作：维纳活跃在自动控制、通信、计算机和生物学领域，仙农则在自动机、博奕、布尔逻辑、计算机、学习机和通信等方面发表了许多出色的论文。控制的基础在信息，没有信息，控制就会是盲目的，就不能够达到控制的目的；而控制正是要从有关的信息中寻找正确的方向和策略。信息不但是控制的基础，同时又是控制的出发点、前提和控制的归宿--改变控制对象的运动状态方式，使之适合于控制者设定的目的。正因为如此，控制论的主要奠基人之一维纳（N. Wiener）才把控制论定义为"机器与动物中的通信与控制问题"，并且指出："这类问题的关键并不是围绕着电工技术，而是围绕着更为基本的信息概念"；"工程中的控制理论，不论是关于人、动物还是机器，都不过是信息理论中的一部分罢了"。
http://www.gzii.gov.cn/left2/sci_theory/008.htm

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