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中科院自动化所王飞跃 | 机器崛起:重现的自动化愿景

导读: 对今人而言,控制论引发的最大成果和现象可能就是眼下火热的人工智能、AlphaGo围棋人机大战、日益兴起的智能技术(新IT)和智能产业。其实,“人工智能”本来就是作为“机械大脑”和机械认知的“控制论”而涌现的。

毫无疑问,《Rise of the Machine》是我近年来读到的最好一本著作。除了消耗时间之外,此书的翻译和校对过程给人以轻松、畅想、愉快的享受,而且常常伴有“原来如此!”、“竟然这样!”、“怎么会呢?”等惊叹和无奈。借用美国国家安全局和中央情报局前负责人的话:在这本书里,作者托马斯·瑞德巧妙地以作家的艺术、历史学家的严谨、哲学家的敏感揭露了“赛博这东西”已经并将继续颠覆人类感觉和认知的各个方面,“此书不仅仅是精神食粮,更是一场思维盛宴。”英国前安全情报协调专员和最高情报机构负责人,亲历“月光谜案”的欧蒙爵士称“本书为历史学家和记者之类设定了一种新的叙事标准”。一位美国空军赛博战的前负责人讲得更干脆:“它将成为经典!(It will be a classic.)”

中科院自动化所王飞跃 | 机器崛起:重现的自动化愿景

然而,作为一名长期从事控制与自动化研究的科技工作者,自己还有“额外”的感叹和思考:控制论的天地原来如此之广阔,可为何今天却如此落魄,连自己的辉煌历史都被人“遗忘”?控制理论与控制论到底是什么关系?把Cybernetics译成中文“控制论”是利大于弊还是弊大于利?控制论同自动化又是什么关系?这关系是从控制论与控制理论的关系衍生出来的还是它们之间本身就有什么更加深刻的内在关联?显然,在赛博(Cyber)到底是什么意思都无法确定的情况下,对这些问题的回答也只能是仁者见仁、智者见智了。但个人总摆脱不了一种无法释然的感觉:似乎这么多年自己的努力和辛苦,只是在一条极其宽阔的大道上又修了一个小巷,筑了一个小院,结果在里面把凤凰养成了鸡,把狮子训成了猫。唯一可以安慰的是,鸡的社会经济价值远大于凤凰,猫的人文关怀作用更远胜于狮子。

回想三十多年前,当我刚由力学转入控制领域时,曾有两个困惑:一个是文学上的:为什么钱学森要将其专著称为《工程控制论》,难道控制不就是关于工程吗?另一个是数学上的:控制教程书上讲的闭环反馈控制,其实从数学上看完全是开环的设定控制,特别对于确定性系统,反馈仅仅是形式上的,实质上根本没有任何反馈,但为何却称反馈控制呢?

第一个困惑很快就解除了:钱学森在《工程控制论》开篇的第一段就解释说[1],Cybernetics一词首先由法国物理学家安培在《论科学的哲学》中采用,为法语Cybernetique,意思是“国务管理(Civil Government)”,自然属于社会科学的范畴。而且,之前诺伯特·维纳的《控制论》之副标题是:“关于在动物和机器之中的控制与通信的学科”,又把控制论从社会科学扩展到生物学和机器智能(即人工智能或认知科学)了[2]。相信这就是为什么钱学森要在其开创性的“控制论”前冠以“工程”二字的原因,也是为什么形式上在《工程控制论》里我们可以看到现代控制的框架和公式,但在维纳的《控制论》中几乎看不到现代控制的任何影子。本来,最初有把Cybernetics译成中文“机械大脑论”的提议[3],其实这至少能表述原文75%的含义,但“控制论”似乎只能传递原意的25%了。

正是因为自己的这一认识,大约五六年前,在IEEE[4] SMC(系统、人、控制论,全称为Systems, Man, and Cybernetics)学会的一次理事会上,我对东欧学者提出设立“Social Cybernetics”技术委员会表示反对,因为“控制论”本来就是关于社会的,建议取名“计算社会系统”,并结合社会计算,创办一份“计算社会系统”的IEEE汇刊[5]。

但第二个困惑却困扰了我许多年,最后才“顿悟”般地弄明白:原来,所谓“反馈”,其实不在数学方程的形式或意义里面,而在其工程实施的实践和效果之中!所以,反馈必须在数学之外去理解,否则对于确定性系统而言,数学上就是根本没有反馈的开环控制。我曾问过一些控制专业的学生,还有教过控制理论和控制工程课程多年的老师,许多都不认识甚至不理解这一点。然而,正是反馈思想的这一独特的引入方式,才是维纳《控制论》对现代控制理论的最大贡献;而钱学森的《工程控制论》就是针对机电系统,使隐式的反馈变成数学和工程上的显式反馈机制[6]。

实际上,维纳的最大贡献可能是将机电伺服系统的物理反馈现象推广为生理神经上的“目标性行为”(purposeful behaviors)和哲学上的“循环因果律”(circular causality)及“循环逻辑”(circular logic),认为人类、生物和智能机器等都是通过“由负反馈和循环因果律逻辑来控制的目标性行为(purposeful action governed by negative feedback and the logic of circular causality)”实现其目的[7]。这与当时在科学中居统治地位的因果范式冲突,但形成了控制论的思想基础。正在这一基础之上,再加上1943年麦卡洛特和波特关于神经系统固有思维逻辑运算的革命性文章[8],才有了后来的“控制论小组”和梅西系列会议,最后正式诞生了控制论这一领域。

中科院自动化所王飞跃 | 机器崛起:重现的自动化愿景

回顾历史我们发现,维纳获得巨大成功的专著《控制论》只是在巴黎的一次随机酒吧访问的随机谈话而导致的一份随机的合同及其随机产生的后果而已!当时无人——包括维纳和其墨西哥裔法国籍的出版商——将其严肃对待,结果最后《控制论》一书的版权却成了麻省理工学院(The MIT Press)出版社和法国出版商竞相争夺的目标,历史就是如此有趣![9]

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