重点摘要

窗前看海的阿生


        * 与其说我们的世界是建立在必然性基础之上的,不如说是建立在偶然性之上;许多物理定律仅仅是大量事件统计平均的结果。
        * 生命的活动中,既有必然性也有偶然性。

第一章 控制与反馈

        * 控制的概念与事物发展的可能性密切相关。事物发展变化中面临的各种可能性集合称为这个事物的可能性空间。
        * 从不确定性角度来看待事物的发生和发展,是现代科学和经典决定论的一个重要区别。
        * 控制过程的三个基本环节:
        *
                * 了解事物面临的可能性空间
                * 在可能性空间中选择某一些状态为目标
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        * 与其说我们的世界是建立在必然性基础之上的,不如说是建立在偶然性之上;许多物理定律仅仅是大量事件统计平均的结果。
        * 生命的活动中,既有必然性也有偶然性。

第一章 控制与反馈

        * 控制的概念与事物发展的可能性密切相关。事物发展变化中面临的各种可能性集合称为这个事物的可能性空间。
        * 从不确定性角度来看待事物的发生和发展,是现代科学和经典决定论的一个重要区别。
        * 控制过程的三个基本环节:
        *
                * 了解事物面临的可能性空间
                * 在可能性空间中选择某一些状态为目标
                * 控制条件,使事物向既定目标转化

        * 控制过程的目标如果是唯一状态,那么不仅没有必要,而且还会失灵。控制过程的目标是缩小可能性空间到一定的目标范围内。
        * 控制能力——M/m (控制前的可能性空间 / 控制后的可能性空间)
        * 共轭控制

                * 转换——》控制——》逆转换

        * 负反馈调节机制两个必要环节,缺一不可:
        *
                * 系统一旦出现目标差,自动出现减少目标差的反应
                * 减少目标差的反应要一次一次的发挥作用,使得对目标的逼近能够积累起来

第二章 信息、思维和组织

        * 知道,实际上是我们头脑中关于事物变化的可能性空间变大或变小的过程。大多数情况下,是可能性空间变小。
        * 可以通过概率来严格计算信息量的大小
        * 传递是信息源和接受者两个系统之间的联系,是一个事物对其他事物的影响。
        * 信息传递也是可能性空间变化的传递
        * 信息的传递离不开控制,控制也离不开信息传递
        * 很多时候我们不能实现有效控制,是没有获得足够信息之故
        * 信息只有在传递中才有意义,不能纯粹脱离主体来谈信息,信息不是纯粹的客体——同一个信息在不同的主体有不同的解读
        * 单位时间传递某一数量信息时,选择的通道容量不要太大也不要太小,最好等于要传递的信息量
        * 最直观的滤波方式是让信息沿同一通道反复传播;另一种更好的滤波方法是,用完全不同的通道来传播相同的信息,再把各种结果拿来比较、分析
        * 信息量服从一条规律:它在传播过程中不断减少,不会增加。因为有干扰存在。
        * 阻抗滤波法——收音机中的滤波器
        * 当信息传递过程中主要的干扰是(接收者)主观干扰,通常采用的滤波方法是:将信息和重要性一起传递,用控制论的术语说就是让信息带上“情调”。
        * 信息的存储实际上也是一种传递性变换,把不稳定的可辨状态变成一种稳定的可辨状态
        * 水井干枯导致地震的可能性问题——P66
        * 所谓组织过程是事物之间联系的可能性空间从大变小的过程
        * 控制、信息和组织都可以表述为可能性空间的缩小,差别在于可能性空间的状态不同。在组织中,可能性空间的状态不是一般的可辨态,而是代表事物相互联系的方式,一个状态代表一种联系方式。因此组织起来的过程实际上是事物间建立某些确定的联系,排除了其他联系的可能。
        * 一个系统必须获得一定量的信息才能组织起来。命令就是信息。
        * 在控制论中,一个系统组织程度的度量跟信息量是一致的。
        * 如果把控制和信息作为大厦的砖块,那么系统理论就是研究这些砖块如何构成大厦的。

第三章 系统及其演化

        * 研究大系统的时候几种有趣的因果联系:
        *
                * 因果长链
                * 概率因果
                * 互为因果、自为因果——因果链闭合
                * 因果网络

        * 传统对复杂事物的研究方法:当影响食物的因素很多的时候,常常固定其他因素,分别考察一个个因素变化对事物的影响,然后再综合研究。但在系统中各个因素互为因果,上述传统方法就不灵了。
        * 相对孤立系统的三种状态,且系统总的趋势是这三种状态或三种状态的交替出现。
        *
                * 稳定结构
                * 崩溃或震荡
                * 从一种稳定结构演化为另一种稳定结构

        * 互为因果的系统可以因为自身的相互作用,而处于一种不变的稳定结构,一般干扰不会破坏这种状态。
        * 负反馈是系统趋向稳定的过程;正反馈是系统偏离就稳态向向新稳态过度的过程
        * 系统在空间上是均匀的,是指对物体空间各位置进行任意变换,变换后系统不变。
        * 稳定性是指系统在干扰下不变的性质。如果干扰是对系统空间位置的无序变动,那么均匀的系统肯定是稳定的。
        * 热力学第二定律对这种均匀导致稳定的现象进行了理论上的概括。它认为,一个孤立系统不论内部如何变化,它的熵都会趋向极大。熵趋向极大就是一种内部趋向均匀、无序、混乱的情况。这种状态是系统自然趋向的最稳定结构。
        * 一部生物进化史,就是生物从原始的比较均匀的无序结构发展成为高级的不均匀的有序结构的历史。
        * 生命只有通过一种有序化的过程才能维持自身的稳定。
        * 诺贝尔化学奖得主普利高津认为,一个与外界有能量和物质交换的开放系统不能维持均匀的稳定结构,他们与外界交换的过程会自动趋向有秩序的不均匀状态,以保证自身的稳定。
        * 系统处于不稳定或周期性振荡,是作为系统处于稳定状态的一种补充。几乎所有的稳定系统,在一定条件下都可以转化为不稳和振荡。
        * 系统何时处于稳定,何时处于不稳和振荡,系统在结构基本不变的情况下,系统的初始条件往往有很大作用。
        * 通常,在一个反馈回路中加一个放大器,在一定条件下,可以将原来趋向稳定的相互作用变成不稳定的;而加一个滤波器,则可以使原来不稳定的相互作用变为稳定的。
        * 超稳定系统的一个重要特征,是靠不稳定来维持稳定。因为系统本身的变化是一种不可抗拒的趋势。
        * 超稳定机制是一种重新寻找稳定的机制,一直找到原有稳定结构,系统才回到不变状态。
        * 系统演化后果趋向顶级群聚,如盛林期是生态系统的顶级状态。
        * 演化过程可以有两种不同的模式:
        *
                * 分叉——分叉是可能性空间的一种特殊展开,特点是可能性空间各元素都代表稳定态结构,如生物进化的分叉树。
                * 汇流——开始的时候系统可以有许许多多不同的稳定结构,但稳定结构打破后,系统都面临着一些共同的稳定结构。

        * 一般来说,一个孤立系统在演变时常出现分叉现象。许许多多原先孤立但后来发生密切相互联系和影响的系统,往往出现汇流现象。比如民族融合。
        * 自繁殖现象往往标志系统的稳定结构被迅速打破,发生崩溃。
        * 自繁殖的共同性:
        *
                * 系统变量大于临界值才会发生自繁殖。链式反应中,下一代中子数比上一代中子数叫做增殖系数,增殖系数大于1时才会引发核爆。
                * 自繁殖系统内部存在着一条有因果关系的自动增长链
                * 很多自繁殖系统的形成是因为负反馈机制的破坏引起的

        * 任何自繁殖系统的这种变量增长不会无限延伸下去。系统演化经过自繁殖过程一般会发生系统崩溃。自繁殖是系统演化过程中的一个不稳定阶段,这种不稳定迅速将系统从原来的稳定状态推向另一个新的稳定状态,产生一个新系统。
        * 自组织系统的特点:
                * 有一个组织核心。比如最终形成的晶体的组织形式,完全取决于最初形成的组织核心——晶核。
                * 自组织系统是一个不稳定系统或者亚稳定系统。
                * 自组织系统内部存在一条有因果关系的自动选择链
                * 自组织过程是不可逆的
                * 自组织核心的微小差别可能导致最后形成的大组织的巨大差别

        * 控制论把智力在某种程度上看作是一个人活一个组织在单位时间上做出正确选择的能力


第四章 质变的数学模型

        * 质变可以通过飞跃和渐变两种方式实现
        * 事物为何具有确定的性质——任何一种物质都是一个系统,系统所表现出的确定性质必须是系统稳定结果所决定的性质。
        * 稳定性包括的含义:
                * 当事物受到一个比较大的干扰时,事物质的规定性也就是状态发生的变化很小
                * 给事物一个干扰,使它偏离原有状态,事物能以某种方式自动返回原有状态
                * 稳定性是事物自动发生或容易发生的总趋势

        * 不论哪种稳定机制,我们都可以用动态图和可能性空间势函数洼来表示
        * 物理学认为,自然界存在的各种物质从能量上讲必具有稳定性
        * 由于事物的状态总是趋向势函数较小的位置,因此势函数的洼底一定是事物的稳定态。
        * 二维空间的洼不是由一条曲线组成的,而是由一个曲面围成的。
        * 势函数洼的特性
                * 当势函数洼处于不变的时候,事物处于不变的稳定状态
                * 当条件的改变引起势函数洼变浅的时候,事物发生渐变。势函数洼越浅,事物越不稳定。
                * 当条件的改变,使势函数的旧洼消失时,状态经历不稳定态向新洼过渡时,事物发生飞跃。旧洼消失的那一点,就是飞跃的关节点。

        * 判别飞跃的原则:
                * 如果质变过程中经历的中间过渡态是不稳定的,那么它就是一个飞跃过程;如果中间过渡态是稳定的,那么它就是渐变过程。

        * 作者认为同样是从封建社会向资本主义社会过渡,日本明治维新是渐变的,因为其间社会稳定;而法国大革命则是飞跃的。
        * 如果新质因素增强的同时,旧质因素没有明显减弱,质变不发生则以,一旦发生就可能以飞跃的形式进行;如果新质因素增强的同时,旧质因素明显减弱,则质变可能以渐变方式进行。
        * 阴影区内的每一个点都可以成为飞跃的关节点
        * 根据突变理论,质变进行时具体在哪一点发生飞跃,取决于外界的干扰大小。外界干扰越大,飞跃发生的越早,关节点分布在AB线进入阴影区的部分;干扰越小,飞跃发生的越晚,关节点分布在AB线脱离阴影区域的部分。
        * 水的相图。一般情况下,由于大量干扰存在,这些双值区、三值区都被掩盖了。
        * 数学上已经证明,当影响质变的控制变量多于5个,突变模型有无数多种类。
        * 矫枉过正的现象叫做滞后。
        * 突变理论指出,矫枉过正现象有严格条件的,只有质变以飞跃的形式发生的时候才有可能发生。但有飞跃发生的时候,矫枉过正不一定是必需的。
        * 极端共存——在一定条件下,大系统的各个子系统可能同时处于各种完全不同的质态。如,水的三相点(0.0076摄氏度及610.75Pa)
        * 之所以是极端共存,是因为在共存区给出的条件下,各质态之间是不连续的。(飞跃,而不可为渐变)
        * 和矫枉过正一样,极端共存只有在关节点分布的区域内才有可能发生。


第五章 黑箱认识论

        * 一种科学理论的通常命运是:开始的时候被看成异端邪说,后来又成为一种迷信。——赫胥黎
        * 黑箱的黑,意味着一些未知的东西。任何客体除了可观察和可控制的变量外,还有一大批尚不可观察、不可控制的变量。正是从这个意义上,控制论将客体视为黑箱。
        * 认识客体黑箱有两种方法:
                * 打开黑箱
                * 不打开黑箱

        * 根据黑箱外部的输入输出而提出的关于黑箱内部的假定,在控制论中称为黑箱的模型。
        * 模型只是一种假定,它不一定表示黑箱内部的真实结构。人们用模型来研究黑箱,总结黑箱变化的规律,控制黑箱。这是认识的一个阶段。
        * 打开一个黑箱,发现一批新变量,同时一个新的黑箱也就形成了。
        * 不打开黑箱的方法适用于:
                * 内部结构非常复杂的系统
                * 迄今能力尚不足打开黑箱
                * 打开黑箱会严重干扰本身结构的系统。例如生物体。

        * 狗是色盲,通过区分物体的发光亮度来识别事物。
        * 不打开黑箱的方法大致对应着根据黑箱的输入和输出建立模型,提出假设的阶段。打开黑箱大致对应着证实模型,验证假设的阶段。
        * 《实践论》提出的认识过程模式:实践——理论——实践
        * 实践——理论——实践,具体成立的条件:
                * 可观察变量和可控制变量的限制
                        * 科学史表明人类对自然界认识的每一个划时代进展都跟开拓一笔新的可观察变量和可控制变量有关。

                * 理论缺乏清晰型
                        * 清晰性就是理论要给出一定的信息量
                        * 波普尔提出一种理论的科学性的标准是可证伪性。
                        * 理论只有具备了清晰性才可以被证伪。清晰性和可证伪都要求理论给出一定的信息量。

                * 认识速度跟不上客体变化速度
                        * 要使一个反馈调节有效,反馈调节的速度必须大于客体变化的速度,否则就会在调解过程中发生振荡现象。
                        * 增加“实践——理论——实践”这一循环的速度,可以大大提高实践活动的效率。比如研究遗传,豌豆繁殖周期一年,果蝇1年可以传30代。

                * 反馈过度
                        * 反馈调节系统如果出现反馈过度,都会出现从一个逐渐逼近目标的稳定过程转变到振荡的过程。

                * 可判定条件不成立
                        * 实践结果和理论结果之间的误差,必须能够真实反映理论和客观真理之间的接近程度。这个大前提我们称之为可判定条件。
                        * 范式被看作一个时代一群科学家所共同遵守的一些准则。
                        * 范式也是当人们在鉴别真理的时候,在可判定条件不成立的时候,人们在运用实践是鉴别真理最终的标准的时候,同时应用的一些中间标准。


        * 有规律可循就是变量联系可能性空间存在缩小的可能
        * 随着人认识自然的能力越大,其认识规律的普遍性也越大。人是在改造和控制世界中认识规律的,只有改造世界的能力大到一定程度,才能发现自然界更深层次的不变量。人们原来发现的变量之间的约束关系,随着科学的发展往往发现处于更多变量的约束之中。这实际就意味着过一个普遍规律越来越下降成为一个特殊规律。普遍规律——认识增长——新变量——特殊规律和新的普遍规律。19世纪能量守恒定律被认为是最普遍的规律,随着相对论的出现,他变为低速运动中的特殊规律,而代替它成为普遍规律的则是质能转化规律。
        * 人类对自然谋求更大控制权的时候才产生了科学。那些人类一时无法控制而又企图去控制的事物并会成为科学研究的第一批对象。
        * 认识了那些不可控制的变量与我们已经可控制的变量之间的联系,其控制权就扩大到那些原先不可控制的事物中去了。
        * 人所认识的真理是相对的,他直接取决于人在自然界的位置以及人控制自然的能力
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