控制论:从机器到心智

Cybernetics: From Machines to Mind

本教程以六部控制论经典为骨架:维纳《人有人的用处》与《上帝与魔像公司》提供社会与哲学的视野,阿什比《控制论导论》提供严格的数学地基,贝特森《心智生态学导论》把这套语言带进心智与交流,冯·福尔斯特《理解理解》把观察者请进系统,马图拉纳与瓦雷拉《自创生与认知》最终把生命定义为认知过程。全书八章四十六节,从反馈一路走到自创生。

阅读概念说明与图示,可从初等代数起步;信息论部分还需对数与初等概率,涉及微分方程、特征值和导数的进阶推导则需微积分与线性代数。第二至四章按阿什比的顺序建立机制、多样性与调节的形式理论;第五至八章依次转向学习机器、心智的生态、观察者与生命认知。各节配有编号公式、图示、习题(含解答)、关键术语表与参考文献,可按顺序学习,也可先读概念、再补推导。

从反馈到自创生:一阶控制论(机器)与二阶控制论(观察者)的两段行程 一阶控制论:研究被观察的系统(阿什比《控制论导论》第一至三部分) 第二章 机制 · 第三章 多样性与信息 · 第四章 调节与控制 机器的能力与社会(维纳两部著作 · 第五章) 学习机器与自我繁殖 · 语言 · 作为消息的有机体 · 法律与工业革命 二阶控制论:研究观察的系统(贝特森 · 冯·福尔斯特 · 马图拉纳与瓦雷拉) 第六章 心智的生态 · 第七章 观察者进场 · 第八章 生命即认知 第一章:诞生与地图 从机器到心智
图 0-1 全书结构。第一至四章以阿什比为主建立一阶控制论的形式装置;第五章用维纳的视野看机器与社会的边界;第六至八章依次完成三次转向——差异与层级(贝特森)、观察者(冯·福尔斯特)、生命与认知(马图拉纳与瓦雷拉),在 8.6 节归纳六部经典的联系。

0.1 全书目录

表 0-1章节结构与对应原著
章主题小节主要取材
第一章控制论的诞生1.1 控制与通信的科学 · 1.2 偶然性宇宙 · 1.3 机器的几何学 · 1.4 从一阶到二阶维纳·阿什比
第二章机制:用变换刻画机器2.1 变化与变换 · 2.2 决定性机器 · 2.3 带输入的机器与耦合 · 2.4 反馈与整体内的独立性 · 2.5 稳定性与扰动 · 2.6 黑箱方法阿什比第一部分
第三章多样性与信息3.1 多样性与约束 · 3.2 多样性的传输 · 3.3 持续传输与马尔可夫链 · 3.4 熵与信息量 · 3.5 噪声、冗余与混淆阿什比第二部分·维纳
第四章调节与控制4.1 生物系统中的调节 · 4.2 必要多样性定律 · 4.3 误差控制调节器与超稳定性 · 4.4 博弈与策略 · 4.5 极大系统的调节 · 4.6 调节的放大阿什比第三部分
第五章学习、语言与社会5.1 刚性与学习 · 5.2 学习的机器与自我繁殖的机器 · 5.3 记忆不必逐条存档 · 5.4 语言的机制与历史 · 5.5 作为消息的有机体 · 5.6 通信机器与人机分工 · 5.7 法律、保密与第二次工业革命维纳两部·冯·福尔斯特
第六章心智的生态6.1 差异即信息 · 6.2 分裂生成 · 6.3 元交流 · 6.4 双重束缚 · 6.5 学习的层级 · 6.6 “自我”的控制论 · 6.7 意识性目的与生态危机贝特森
第七章观察者进场:二阶控制论7.1 控制论的控制论 · 7.2 建构一种实在 · 7.3 特征行为与对象 · 7.4 自组织与有序、无序 · 7.5 认识论的控制论与伦理冯·福尔斯特
第八章生命即认知:自创生8.1 组织与结构 · 8.2 自创生:生命体的组织 · 8.3 结构耦合与漂变 · 8.4 认知生物学 · 8.5 语言域与社会 · 8.6 从反馈到自创生:综合回顾马图拉纳与瓦雷拉

0.2 体例与译名约定

各节正文按“概念—机理—论证—假设与局限”展开:公式按节编号并给出符号说明;图示为内联矢量图;每节配有二至四个习题(含解答)、关键术语表与参考文献,文献只列真实可查者。本教程是依据六部原著的教学再创作,不是任何一部书的翻译;引用原文处以中译初稿为底本,术语与原著的分歧在正文标注。

译名约定:message 统一称“消息”(贝特森底本中的“讯息”与此同义,引文保留原用词);canonical representation 统一称“规范表示”(又译“典范表示”);kinematic graph 统一称“运动学图”;diagram of immediate effects 统一称“直接影响图”;grand disturbance 统一称“总扰动”;channel capacity 统一称“信道容量”。其余主要约定如下:variety 译“多样性”,requisite variety 译“必要多样性”,transformation 译“变换”,determinate machine 译“决定性机器”,schismogenesis 译“分裂生成”,metacommunication 译“元交流”,double bind 译“双重束缚”,autopoiesis 译“自创生”(allopoietic=异创生、heteropoietic=他创生),organization 与 structure 分别译“组织”与“结构”(此别为马图拉纳著作的概念框架);“凡有所言,皆由观察者言之”为马图拉纳定理的统一译法。无共识译名者径用英文,如 eigen-behavior。