控制论是谁提出来的,控制论时代背景

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-04-07 08:52:00

这是乌龟的内部结构,穿过前轮的轴顶部装有光电管。

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乌龟的内部结构,穿过前轮的轴顶部装有光电管。这是一张延时照片,记录了乌龟生命中的两分钟,亮线是它从底部向上的移动路线。它在中间跳过了一些东西,这是试验区内设置的一个障碍。

这些乌龟所表明的关键点是它们体现了控制论关注行动而非知识。它们没有像传统的人工智能机器人一样尝试绘制和理解它们的环境。作为替代,它们实时探索了由灯光和障碍物组成的世界,并对实时出现的任何事物做出反应。因此,乌龟的“智能”依赖于来自世界的反馈和一种在世界上进行的具象化的循环,而不是内部计算。在我们结束谈论这些乌龟之前,值得一提的是,乌龟启发了一项非常成功且广为人知的发明,即情境机器人,它是由罗德尼·布鲁克斯(Rodney Brooks)于1980年代在麻省理工学院重新发明的。

从长远来看,对英国控制论的发展更重要的是罗斯·阿什比的模型大脑,他将其称为稳态,并在他1952年的著作《大脑设计》(Design for a Brain)中进行了介绍。

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这个图片上实际上有四个稳态器,这里的每个盒子都是一个稳态器。这是稳态器的接线图,也可以叫稳态大脑。每个盒子里面都有这个简单的电路。

像乌龟一样,稳态器也探索了它的世界,虽然它是靠电流而不是物理的方式进行的探索,但它在重新配置自己的内部运作方面更进了一步, 以响应它在探索中发现的东西——这里我需要解释一下它的操作步骤。

这个稳态器是一种电机设备,可将电输入(从左侧输入)转换为输出(该类型是从右侧输出的)。孤立地看,其中每一个盒子都是一个内稳态系统,它是惰性的,它什么也没做。但是阿什比尝试了多种稳态器的组合,其中一个稳态器可以被认为是大脑,其他的可以被认为是大脑的环境。当几个稳态器像这样连接在一起时,就会建立反馈回路,并且稳态器的组合可能会变得稳定起来——这意味着它们内部的电流趋于零——或不稳定,电流趋于增长。如果设置不稳定,则每个稳定器内的步进开关(该图右侧的F框)将移动到下一个位置,随机改变电路参数,该过程将持续进行,直到达到稳定平衡。因此,稳态器就是阿什比所说的超级稳定机——无论初始条件如何,它都会与环境达到平衡的状态。

这说明了什么呢?我认为这些多稳态设置就是本体论剧场,是我一开始描述的控制论世界观的物质模型。在认知意义上,“稳态大脑”对它的世界一无所知。取而代之的是,它通过其电流输出以实践行为探索世界,并对返回给它的输入做出适应性反应。所以,如果你想掌握控制论的本体论,只要把世界想象成一堆稳态器,就像这张图片里的一样,你就有了大致的概念。之后英国的控制论历史可以看作是对这种稳态本体的变化和阐述——我将在后面作进一步的阐释。稳态和类稳态耦合的核心是英国控制论与其他地区的控制论之间最明显的区别。

要继续谈英国控制论的故事,我们还得接着看大脑。阿什比建立了一个自适应系统,即稳态,他称它为大脑,他自己的模型大脑。十年后,另外两位控制论学家斯塔福德·比尔(Stafford Beer)和戈登·帕斯克(Gordon Pask)将此逻辑颠倒了过来,认为自然界中发现的任何适应性系统在某种意义上都已经是大脑。比尔最喜欢的例子是一个池塘,一个盛满水的池塘。他的观点是池塘的生态系统是适应性的,由于池塘中的各物种间的平衡对其环境的变化做出了积极地反应,就像重新配置稳态一样。这个想法实质上就是比尔和帕斯克非常富有想象力的“生物计算项目”( biological computing project)的起源,该项目的目标正是利用自然界中发现的生命系统作为人类组织的控制器——例如,工厂里的经理。他们想要引入池塘从而摆脱人类管理者,这是一个很妙的想法!

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戈登·帕斯克在他的书《特立独行的机器》( Maverick Machines)中,插入了一张照片来阐述这个想法,这是一张池塘或沼泽的照片,左上角的标签上写着 “现实生活中的模块化处理器?”

遗憾的是,这个“生物计算项目”在1960年代初期以失败告终——当时它一无所获,但不是因为任何原则问题,而是因为实际操作上的困难,要获得像池塘一样的生态系统来处理工厂的关键变量是无法实现的。

从另一个角度来看,阿什比的稳态大脑形象启发了一种治疗精神病学的激进方法,这是另一个话题了。在治疗精神病方面,与生物学和精神分析方法不同,在1950年代,另一位英国控制论学家格雷戈里·贝特森(Gregory Bateson)将精神分裂症与他著名的“双重束缚”理论联系了起来。在双重束缚的情况下,孩子和父母无法找到令人满意的方式一起继续相处,贝特森将其类比为稳态器被锁定在一种病态振荡中,贝特森认为这会最终导致一个人变得疯狂。1960年代,罗纳德·莱恩(Ronald Laing)和他的同事在伦敦的金斯利院对这类精神病进行了实践研究,该研究院雇佣精神病医生和精神病人同吃同住在一个屋檐下。

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