从工程控制到社会管理：纪念钱学森《工程控制论》发表60周年.pdf

从工程控制到社会管理：控制论Cybernetics 本源的个人认识与 展望 From Engineering Cybernetics to Social Management：A Personal Encounterand Perspective of Cybernetics 摘要 今年是钱学森教授《工程控制论》英文版发表六十周年之际，这是一部在 我的学术生涯中产生过十分重要影响的著作。饮水思源，万千心绪，谨以本文 表示纪念。主要观点：1）维纳的《控制论》是今天的控制科学、计算生物、计 算大脑、计算智能等许多学科的精神开端，但非实质上的奠基之作；实际上， 维纳倡导的“Cybernetics”，至今仍然没有真正地实现。2）钱学森是世界上 最早把维纳的“Cybernetics”明确为“机械和电机系统的控制和导航科学”的 学者之一，并给出实际方法，把伺服机构和经典控制等“工程实践”升华为 “工程科学”，《工程控制论》理应作为现代控制科学真正的奠基之作。3）安 培“控制论（Cybernetique）”之本意是“国务管理（Civil Government）” 或社会控制，但最初维纳和钱学森都认为这一设想无法实现的：用维纳的描述 是“虚伪的希望”或“过分的乐观”，用钱学森的语言是“恐怕永远也不会有 结果”；但钱学森晚年的看法有了变化，认为“维纳一九四八年的观点是过于 保守的”，而且，“一门新的科学终将诞生，这就是社会控制论。” 回顾自己的专业发展过程，曾有两本书几乎是戏剧性地拓展了我的研究视 野，先是从力学到控制，后再从理工到社科。在这两次变化之中，钱先生的 《工程控制论》[1]都直接或间接地起了重要的作用，也使我有机会从个人的角 度理解控制论的历史和本意。今年正值《工程控制论》英文版发表六十周年， 而且今日恰好为钱先生的生日，谨以此向钱先生表示感谢与怀念。 一、《工程控制论》与《科学革命的结构》 第一次变化发生在三十年前，那时我还是浙江大学力学系的一个研究生，刚刚完成 《正交各向异性圆柱形中厚壳的一个精化理论》的硕士论文答辩，立即花了近一周的时间 细读了库恩的著作《科学革命的结构》[2]，这是我偶然在一次物理学讲座上知道的一本 “反”科学的书。硕士期间，我已在板壳力学、弹性理论和应用数学等领域完成了十二篇论 文，并计划把基于公理体系的理性力学作为未来的研究方向。但内心里，一直有一种深深 的彷徨与不安，觉得所学习和研究的对象与内容太机械、经典、被动，并不十分确定这就 是自己一生的专业。库恩一书对科学的反省与反思，给了我很大的冲击，使我对纯的理性 研究有了不同以往却更实际的认识[3]，更加觉得自己的研究方向“机械”、“被动”，决心转 到一个开放、主动的领域。就是在这种心境之下，我望文生义想到了控制论，因为“控制” 一定是“主动”的。 选择控制论的另一个重要原因就是钱学森教授，不单单是由于他的《工程控制论》， 还因为钱学森与冯卡门关于柱壳屈曲研究的论文是铁木辛柯《板壳理论》中所引为数不多 的华人文章之一，这使我较深地了解到他在力学上的成就。三十多年前的环境与体制，对 一位刚毕业的硕士研究生而言，跨行换专业绝对是一件大事，但钱学森教授从力学到控制 巨大成功，确实给了自己很大的鼓励和信心。不过，我开始读的，不是钱学森《工程控制 论》的原版，而是上世纪八十年代初钱学森与宋健合著的修订版《工程控制论》上下两卷 [4]。这是我大学时就买下的非本专业“闲书”，印象深刻的就是钱先生的序，洋洋十余页高 屋建瓴地阐述了控制论与技术革命和现代化的关系。 由于当时没有读原版，并不知道新版与原版的具体差别，甚至还不知“控制 （Control）”和“控制论（Cybernetics）”在英文里根本就是不同的两个词，因此心中不时出 现文字上的“疑惑”：为什么要叫“工程”控制论？控制不就是工程系统的控制吗？特别是读 完两大卷本和其它控制专著之后，更觉得《工程控制论》的“工程”两字是画蛇添足，“疑 惑”更深了。 二、《工程控制论》与《开放社会及其敌人》 这一“疑惑”跟随着我差不多十年，直到我开始自己研究视野新的拓广。那时我已转入 智能控制研究多年，这是一个刚刚兴起、融合了人工智能、运筹学和控制的新方向，主要 应用在智能机器人、智能制造和智能交通系统等领域。1990年完成题为《智能机器的协调 理论》的博士论文之后，我一直在亚利桑那大学教书,并主持机器人和自动化以及计算机集