如果『控制科學與工程』 搞不好，就會崩潰

如果『控制科學與工程』 搞不好，就會崩潰

來自專欄班明峰的觀點

如果『控制科學與工程』 搞不好，就會崩潰

班明峰

『控制科學與工程』，它是一門研究控制的理論、方法、技術及其工程應用的學科，是20世紀最重要的科學理論和成就之一。控制科學，以控制論、資訊理論、系統論為基礎，研究各領域內獨立於具體對象的共性『是什麼？』的問題。我們為了實現某些目標，應該如何描述與分析『對象與環境的關係是什麼』？採取何種控制與決策行為以實現某些目的。由於它對於各個具體應用領域具有一般方法論的意義，而它與各領域裡的具體問題的結合，又形成了控制工程的豐富多樣的具體內容。

『模型』是，用於描述某一個系統，人們將一個實際的現實性存在著的系統，抽象描述成數學表達式，方便我們做『哪一個量A與哪一個量B有關係』的表達，模型的本質，是分析以後得到的一組『局部表達』的微分方程。可以從此下手研究整體。欲理解一個現實性系統的變化，首先要分清楚系統的輸入變數是什麼？系統被影響以後得到的輸出變數是什麼？還需要有描述系統狀態的變數W。（建立的模型如果是『黑箱模型』,例如大腦；量子世界等等則無法使用w）搞清楚這些變數之間的規律， 怎樣互相影響？

『量子宇宙學』繼而興起，人們試圖通過量子宇宙學，用量子的『語言』解釋簡潔的宇宙現象，但是直到今天，也沒有出現一個完備的量子引力論。這些都是科學研究中科學家面前的老大難問題。這些模型的常數參數，具體的物理含義必須研究得一清二楚。

退一萬步，即使是長期以來，人們不理解這些難題的關鍵性主要矛盾，目前不能夠理解它們之間的互相作用的理論上的『真理性公式』無比精確的量與量之間的關係，但是人們只要會用『粗略經驗』模型的『通過實幹實驗室『現象表明的相當於正比例或者反比例的大體關係，雖然 還不能夠探索出真理性數學關係式』（因為許多複雜的干擾因素還沒有被確定，例如：大功率發動機的輸出功率變化量，需要人們尋找和發現、使用許多個單獨的輸入變化量，如果研究得一清二楚以後就可以有效地指導實踐（實幹）就可以極大提高發動機的輸出功率，這總比盲目摸石頭過河的『盲人騎瞎馬』效率低的辦法可節省時間解決某些問題。）

同樣地，一個國家的系統狀態的變數為W，也會有與許多的人為、環境、方法等等』輸入因素V『有關（也就是說，人為在某一個適用範圍內的特定的變化量，往往不僅僅是一個而是多個，如果同時輸入系統而可以吸引、影響系統的，則這些有限輸入的變化量，有時可以導致系統，一瞬間發生新的大變化；或者經過一定的時間以後甚至於發生崩潰（例如：1、導致前蘇聯解體的不穩定因素有許多個，有個體、有整體，許多的個體如果被負面影響而導致不穩定，則導致整體也會不穩定而崩潰；2、輸入電壓超過紅線導致擴大機損壞；3、今天的地球氣溫加速度上升冰山融化等等，接近紅線但霍金預言人類還可以生存大約600年，其原因人類的活動影響是主要的，還有其他許多的因素......）

系統狀態響應是什麼？（例如， 響應是增大還是減少？變化得愈來愈穩定還是愈來愈不穩定？）系統整體狀態如何發生變化？【例如，增加硫在鋼里的含量馬上可以破壞鋼的堅韌性；廢除文革精神幾十年以後腐敗增加並且兩極分化增加，系統不穩定；把正確的理論與一知半解的錯誤理論互相配合雜交想組為一個『完整的更加十全十美的理論系統』（C命題 ）卻往往是幫倒忙，糊塗人如果用 C命題 去指導實幹，短時間看起來系統『穩定』（因為變化量不大），但其』雜交『本質卻是違背規律的行為，以上這些負面因素通過實幹，長時間干擾系統以後，將會導致系統整體的不穩定，（例如：兩極分化、癌症發生率上升；人、機器壽命低；供不應求；科學研究的結論錯誤等等）。特別是近20年來，『非線性』（即，人們對於某一個系統的描述得到的函數曲線往往是『空間立體曲線』而不是簡簡單單的』直線『可以精確的預言未來）及其具有不確定性的某些複雜系統，欲實現「控制科學與工程」的高精度描述的高難度，提出了新的挑戰，也會進一步促進本學科的迅速發展。目前，本學科的應用已經遍及：社會經濟、金融、人口與經濟、社會各個領域，工業、農業。交通、環境、軍事、生物、醫學、日常生活等方方面面。根據長時間的趨勢，往往是可以發現規律和真理的』影子『，可以判斷這些人和環境等等眾多輸入因素是有害的還是好的？人們就可以比較簡單地對於可變數的』多米諾骨牌互相影響『方式，進行『經驗教訓』的粗略判斷，將來積累的經驗信息足夠多以後，人們才能夠過濾無邏輯性的信息，通過歸納和證明，進入真理的附近。尋找真理不可一步登天。

【完】

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