控制论创造了信息时代——维纳

今天，X胖身体抱恙，看网讲网由我薛四桶主持，我要抵制X胖的低俗，讲讲高大上，让我们来认识Norbert Wiener

控制论创造了信息时代，谁创造了控制论？诺伯特·维纳，1948年维纳出版了他的奠基性著作《控制论》，书的副标题是“关于在动物或机器中控制或通讯的科学“，控制伦cybernetics一词来源于希腊文kubernan，原意为steersman，即“掌舵人”，转意是“管理人的艺术”，控制论是自动控制、电子技术、无线电通讯、计算机技术、神经生理学、数理逻辑、语言等多种学科相互渗透的产物，它以各类系统所共同具有的通讯和控制方面的特征为研究对象

提起通信行业的先驱，人们首先想到的就是香农，认为他是信息论的创始人。然而香农却表示：“光荣应归于维纳教授，他对于平稳序列的滤波和预测问题的漂亮解决，在这个领域里，对我的思想有重大影响。”那么香农所提到的这位给他重要启发的维纳教授到底是何许人也？他对通信事业又做过什么开创性的工作呢？就让我们来一起认识一下吧。

二次世界大战期间，作为数学家和美国公民的维纳，被国防研究委员会任命为机械和电气计算工具领域研究的总顾问，以及国防研究委员会科学研究与发展局的统计研究小组运筹实验室的顾问，同时出任美国数学会备战委员会的顾问。（单位的名字都好长啊，总之就是说维纳是个会搞工程的权威数学家啦。）

每当战火正酣，各个国家的顶尖科学家被聚集在一起，以提升军事力量为目的的研究大力推进的时候，科技史上的重大突破总是应运而生。维纳著名的控制论思想，正是在这样的背景下成型的，他在二战期间所做的以下几项工作，就是控制论的来源。

1.   计算机设计

由于认识到模拟计算机在普遍性、速度及精确度三方面的局限只有将计算机数字化才能克服，同时认识到只有将每个基本运算过程的精确度提高，才能避免基本运算过程大量重复导致的误差积累使结果的精确度完全丧失，维纳对计算机的设计提出了下列建议：

（1）   加法和乘法装置采取数字式；

（2）   开关装置的元件使用电子管而非齿轮或机械元件；

（3）   处于装置的经济原因考虑，加法和乘法采用二进制而不是十进制；

（4）   从输入数据到获取结果，之间的全部运算步骤需要自动运行，不该存在人的干预；

（5）   机器中要包含用来储藏数据的装置，该装置要能迅速将数据记录下来，并牢固地保存住，直到被清除掉为止；同时要能够立刻用来储藏新的数据。

2.   防空火炮自动控制装置的理论

为了解决准确预测飞机未来位置的问题，并制造将发现敌机、预测、瞄准和发射协调衔接的火炮自动控制装置，维纳出版了著名报告《平稳时间序列的外推，内插与光滑化及其在工程上的应用》。

3.   通信与信息理论

维纳所解决的首要问题就是尽可能滤掉噪声，即滤波器的设计。不同于香农离散的观点，维纳是从连续观点来定义信息量的，他将一个系统的信息量看成其组织化程度的度量，而一个系统的熵则是无组织程度的度量，这样他得到与香农的定义等价的信息量，只不过香农的求和变成了维纳的积分。

4.   神经生物学

信息反馈机制。

看到这里，大家应该发现了，维纳的思想不仅解决了通信领域中信息度量、滤波、反馈等基本问题，并且顺便改进了一下计算机，他所创立的控制论还在很多互不相干的领域里有大用处。的确，由于控制论是研究通信的一般规律的学科，所以凡是有信息存在的地方，控制论都能派上用场，生理学、心理学、经济学和社会学，都不能例外。

维纳对信息时代的贡献并不止有控制论，早在60年前，他就提出了“自动化”的概念，并将最终目标指向了能够“学习”的“智能机”

那么这边的客官就问了，这个维纳这么厉害，到底是个什么来头？

他的父亲，列奥·维纳是语言学家，德国籍，出省在俄国的犹太人，18岁飘洋过海来到美国，通四十几门外语的哈佛教授，是他的启蒙老师。

维纳是一个名符其实的神童，三岁半开始读书，生物学和天文学的初级科学读物就成了他在科学方面的启蒙书籍。从此，他兴致勃勃，爱不释卷的埋首于五花八门的科学读本。七岁时，开始深入物理学和生物学的领域，甚至超出了他父亲的知识范围。从达尔文的进化论、金斯利的《自然史》到夏尔科、雅内的精神病学著作，从儒勒·凡尔纳的科学幻想小说到18、19世纪的文学名著等等，几乎无所不读。12岁进入大学，不到15岁时在数学系取得学士学位，之后在哈佛取得动物学硕士学位，在康纳尔读了哲学，又在哈佛以数理逻辑论文取得博士学位。曾师从罗素、哈代、希尔伯特、杜威等学者本尊。用3篇论文开创了数学领域中“广义调和分析”等三个新的方向。

18岁在博士学位的授予仪式上，执行主席看到一脸稚气的维纳，颇为惊讶，于是就当面询问他的年龄。维纳不愧为数学神童，他的回答十分巧妙：“我今年岁数的立方是个四位数，岁数的四次方是个六位数，这两个数，刚好把十个数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9全都用上了，不重不漏。这意味着全体数字都向我俯首称臣，预祝我将来在数学领域里一定能干出一番惊天动地的大事业。”

维纳此言一出，四座皆惊，大家都被他的这道妙题深深地吸引住了。整个会场上的人，都在议论他的年龄。

1913年，19岁的维纳在《剑桥哲学学会会刊》上发表了一篇关于集合论的论文。同年，他以一篇有些怀疑论味道的哲学论文《至善》，获得哈佛大学授予的鲍多因奖。在转向函数分析领域之前，维纳在逻辑和哲学方面共发表了15篇论文。

30年代开始，维纳关注布什研究的模拟计算机。1935～1936年，他应邀到中国作访问教授。在清华大学与李郁荣合作，研究并设计出很好的电子滤波器，获得了该项发明的专利权。维纳把他在中国的这一年作为自己学术生涯中的一个特定的里程碑，即作为科学的一个刚满师的工匠和在某种程度上成为这一行的一个独当一面的师傅的分界点。

写了N多著作和论文，还写了两本自传《昔日神童》和《我是一个数学家》，光看名字就知道有多牛

正是这样在诸多领域里深入学习并有高人指点的经历，扎实的基本功加上敏锐而有准确前瞻性的眼光，使得维纳得以创立在各个学科里都能够广泛运用的基础性理论思想，尤其对通信事业和信息化时代的建设作出了奠基性的创造工作！