23 L-通常稱為效應器。感受器和效應器是怎樣工作的呢？例如控制物件為某一生產過程，人坐在操作檯上按電鈕控制生產。人按電鈕就是在進行選擇，這個選擇過程用A表示（圖 1.9）。為了使這個選擇能控制生產，必須有兩套裝置。一種裝置把反映生產過程進行狀況的各因素，如溫度、壓力、流速等等變成電脈衝形式，並用儀表顯示出來，這就是L。人透過按電鈕控制了這些電脈衝， 慼受器在各種可能之中進行選擇。 L 第二套裝置是L變換的反變換，把電脈衝變成生產過程控制對中各種控制因素，這就是效應器 L-' L'。透過這樣的L.'AL 過程，我們控制了生產。 圖1.9 任何感受器和效應器的關係在本質上都能從L-1AL 的關係中得到說明。人類使用共軛控制的方法還可以追溯到數字和語言的起源。處於原始社會的人類，想到可以用小石頭來計算動物。從動物變換為小石頭，又從小石頭變換為數的概念，人類學用抽象思維來代替形象思維。如今人們已經完全習慣於同抽象的數字打交道，不論是天上的星星，世界的人口或者原子的數目，以致我們已經難於理解把一切變換成數字來運算是怎樣一個巨大的進步。同樣，人類只有在把思想變換成語言和符號來交流和思維以後，才真正使大腦發達起來，成為一個有文明的物種。 甚至在我們人體內部，也存在著這樣一個由共軛變換構成的控制系統。我們的感官，比如眼睛就是一個感受器，我
24 控制論和科學方法論們的四肢，比如手就是一個效應器。我們的眼睛不斷把外界物件的狀態變換成生物電脈衝送到大腦中去，大腦經過資訊加工後，再由手執行相反的變換，把生物電脈衝訊號變成對外界物件狀態的控制。 共軛控制揭示了人類使用工具過程的本質。也許有人會問，把使用工具這麼一件直觀的事情表述成那樣複雜的一種結構，有什麼意義呢？其意義在於運用控制論方法後，就可以用數學語言來確切地描述這一過程了，並且可以把很多數學上關於共軛控制的成果運用到製造和使用工具的研究中去，得出許多憑直觀想像不到的結論來。 1.7 負反饋調節如果我們選擇了某一目標，但我們所具備的控制方法達不到所需要的控制能力又怎麼辦呢？例如我們向月球發射一枚火箭，火箭要擊中38萬公里遠的月球，這就好像在10公里外用步槍瞄準一隻蒼蠅的眼睛一樣困難。有人會以為火箭裡一定裝有一個非常精確的瞄準器，發射之前一定按照算好的提前量對準月球發射的，就像步槍打飛鳥那樣。其實這完全辦不到。火箭在運動中要飛越38萬公里的路程，有許多幹擾根本無法事先估計到。發射前把軌道算得再精確，把發射方向控制得再準也不行。也就是說，僅僅依靠發射時控制方向是完全達不到這麼大控制能力的。那麼我們是不是就束手無策了呢？當然不是。我們有一些非常巧妙的方法來增強我們的控制能力。不過要解決這個問題還要先從“負反第一章挖制和反饋 25 饋”這個概念談起。 二次大戰前後，隨著科學技術的發展，飛機的速度越來越快，效能越來越好，用老式高射炮來擊落飛機也就越來越困難了。人們發現，無論怎樣提高高射炮的準確性，總是有限的。飛機飛行的軌道因駕駛員動作的隨機性幾乎是不能預先求出的，經典的思想方法暴露出一些根本的缺點。其實，這一類被工程師視為極困難的問題我們可以從自然界不少動物身上找到答案。鷹擊長空，不但能準確地撲到固定目標，甚至連飛速躲避的兔子、老鼠也不能逃脫。顯然，鷹沒有也不可能事先計算自己和目標的運動方程。鷹不是按照事先計算好的路線飛行的。鷹發現兔子後，馬上用眼睛估計一下它和兔子的大致距離和相對位置，然後選擇一個大致的方向向兔子飛去。在這個過程中它的眼睛一直盯著兔子，不斷向大腦報告自己的位置跟兔子之間差距。不管兔子怎麼跑， 大腦作出的決定都是為了縮小自己跟兔子位置的差距。這種決定透過翅膀來執行，隨時改變著鷹的飛行方向和速度， 調整鷹的位置，使差距越來越小，直到這個差距為零時，鷹的爪子就夠著兔子了。 我們來仔細分析一下這個過程。實際上這個控制系統主要由眼睛、大腦和翅膀三部分組成（圖1.10），眼睛在盯住兔子的同時，也注意到了自己的位置，並把這兩者作一個比較，圖1.10中的一是一個比較符合。經過比較以後的訊號代表鷹的位置跟兔子位置的差距，通常稱為目標差，眼睛主要是接收這種目標差資訊，並把它傳遞到大腦。大腦指揮著翅膀改變鷹的位置，使鷹向目標差減小的方向運動，這個控制
26 控制論和科學方法論兔子 （目標） 膚的控制系統 III— 鷹的位置 -'' 十一眼睛目標差！ - 翅膀大腦圖1.10 重複進行，就構成了鷹抓兔子的連續動作。這裡最關鍵的一點是大腦的決定始終使鷹的位置向減小目標差的方向改變， 控制論中把這類控制過程稱為負反饋調節。負反饋調節的本質在於設計了一個目標差不斷減少的過程，透過系統不斷把自己控制後果與目標作比較，使得目標差在一次一次控制中慢慢減少，最後達到控制的目的。因此，作為一般的負反饋調節機制必定要有兩個環節： （1）系統一旦出現目標差，便自動出現某種減少目標差的反應。 （2）減少目標差的調節要一次一次地發揮作用，使得對目標的逼近能積累起來。 這兩個條件如果不完全滿足，就不能算完善的負反饋調節。比如一般輸電線路中的保險裝置，如果電流值增大到某個限度，偏離控制目標，保險絲熔斷，使供電中斷。高壓鍋的壓力過分偏離所允許的限度，鍋蓋上的合金塞熔開放氣，這些都是出現目標差時系統減少目標差的調節機制。但它們都不是完第一章控制和反饋 27 全的負反饋調節，因為它不滿足第二個條件，目標差的減少不能透過一次一次調節積累起來。這一類半反饋調節在控制中廣泛應用，但它們都不如負反饋調節來得完備和精確。 1.8 負反饋如何擴大了控制能力現在我們回到那個控制能力擴大的問題上來。看看導彈和火箭專家是怎樣從老鷹抓兔子那裡得到啟示的。 我們先把鷹的動作看成一系列俯衝的連續，每一次向目標的俯衝可以看作對自己位置的控制。鷹的控制能力是有限的，它不能一次到達目標，只能逐步向目標接近。我們把鷹位置的可能性空間表示為平面上的點（圖1.11）。目標（兔子的位置）用m 表示。鷹的第一次俯衝使位置的可能性空間由A縮小到 B。這時鷹的控制能力為臺。如果鷹只作這一次飛行，那麼它跟炮彈沒什麼兩樣，控制能力不大，只能處在 B範圍內某一點，不能抓到兔子。如果在第一次俯衝後，馬上進行第二次，將可能性空間再次縮小，由 B到C，第二次俯衝的 A B 控制能力就是 Q。這樣兩次俯 C A 衝的控制能力就是合• 即透過反饋，鷹擴大了自己的控制能力。如此第三次、第四次⋯⋯不斷地反饋選擇下去，鷹 m 1. 11
28 控制論和科學方法論的總控制能力為合• •J …X=亼 m m 由於目標差每控制一次都在縮小，即：合，A…..3都大於1，這樣會就比會，是……-蓋中任一個都大得多。也就是說，透過負反饋，系統的控制能力是積累起來了。這樣透過有限次的俯衝，可能性空間就由A 縮小到 m，老鷹終於抓著兔子了。當然，實際上老鷹的各次俯衝動作是連續的，在飛速運動中看來就像一下子往兔子身上撲過去似的。 老鷹所使用的這套抓兔子的辦法現在被人們用來控制導彈打飛機。工程師們給導彈安上了眼睛—一紅外線尋的裝置，配上大腦——電子計算機，同時給它一付可以調節的翅膀—姿態控制裝置。這樣導彈就可以向著不斷減少目標差的方向運動，直到把飛機擊落。當然，把火箭發射到月球上去也採用了這樣的辦法。 顯然，負反饋控制之所以應用如此廣泛，如此有效，就是因為它可以把某種有限的控制能力累積起來，擴大了控制能力。每一次反饋，實際都是將上一次作為輸出的可能性空間作為輸人，讓控制機構在這個已被縮小了的範圍內進行新的選擇。 用通常的話來說，負反饋調節就是“做起來看”。實際上我們要做一件沒有做過的複雜事情，總不能事先把一切都安排得週週到到的。客觀事物總是在不斷變化著，意外的情況隨時可能發生，即使我們事先考慮得再周密，也會遇到一些不可預測的麻煩來干擾我們。因此最好的辦法是幹起來再第一章控制和反饋 29 說。一邊幹一邊觀察，隨時修正自己的行動和方法，採取一步一步的辦法逼近目標。 居里夫婦發現鐳的過程就是一個很好的例子。居里夫婦發現在瀝青鈾礦中含有一種新元素，具有極強的放射性， 除此之外，對這種未知元素的性質一無所知。怎麼把它從瀝青鈾礦中提煉出來呢？當時，居里夫婦考慮既然這種元素的放射性比鈾大得多，那麼只要找到一種方法處理瀝青鈾礦， 使得處理後的放射性比以前更強烈，新元素就一定是在富集。這實際上就是一個負反饋過程，控制著整個提純過程向放射性提高的方向進行（圖1.12）。就這樣，運用反饋控制， 經過幾年的努力，他們把一次一次實驗的控制能力積累起來，達到了一次實驗看起來是不可能控制的結果，終於從以噸計的瀝青鈾礦中提出了1克新元素—鐳。 理想放射性 •隨機處理實際。 放射性「留 1.12 在教學工作中，老師怎樣控制自己講課的過程以達到比較理想的狀態呢？這裡，有經驗的教師也是利用負反饋來擴大自己控制能力的。教師講課，向學生傳遞各種資訊的同時，也必須開闢另一條資訊通道，取得學生接受知識情況的資訊。在課堂上有經驗的教師都十分注意觀察學生的眼色， 判斷他們聽懂了沒有，分析他們的心理活動，或者採取提問
30 控制論和科學方法論的方式，直截了當地進行試探。課外批改同學的作業以及適當地安排考試也是一些重要的瞭解學生聽課情況的通道。 透過這些教學環節，教師就能比較正確地把握自己講課的深淺和進度了。課講得太慢就加快些，太深就淺近些，使教學達到比較理想的目標。 從這些例子我們可以看出，負反饋調節實際上跟目的性這個概念有關。負反饋是一種趨向目的的行為。目的性是生物行為中一個重要方面，對於有意識的人類，目的性更成為社會能動性意識。控制論指出，當人的一次控制能力不能達到目的時，可以用負反饋調節放大控制能力。特別對於生物界和有機體，它們的每一次控制能力都很有限，因此，在生物界和人類行為中幾乎所有的達到目的的控制過程都運用了負反饋原理。揭示出目的性與負反饋調節的內在聯絡是很有意義的。 1.9 正反饋與惡性迴圈負反饋是目標減少的過程，自然界有沒有相反的過程， 即目標差不斷增大的過程呢？有的，這就是正反饋。 晉朝時有兩個人在一起對詩，對詩規則是說一件危險的事，說得越危險越好。第一個人說了句：“矛頭浙米劍頭炊”。 要在刀劍的尖頭上淘米燒飯，可是一件危險的事兒。比這危險的該說什麼呢？第二個人想了半天，說：“百歲老翁攀枯枝”。一個風燭殘年的老頭兒去爬枯樹，這當然比刀尖上海米做飯危險。再往下該怎麼說呢？第一個人靈機一動說：
第—章控制和反饋 31 “盲人騎瞎馬，夜半臨深池。”這可是絕妙的句子，至今人們還常常引用來形容很危險的事物。可惜這兩個人沒有按這個規矩繼續比賽下去，否則一定會越說越玄乎，說不定會有些更好的句子比出來。這場對詩所規定的原則實際上就是正反饋。 我們可以把兩個有正反饋耦合關係的系統表示為圖1.13。 系統I 系統II 平衡狀態=0 平衡狀態=0 時刻 1 I影響I 從平衡狀態偏離 2 偏離反應 3 從平衡狀態進一步偏離 I影響I 1影響II 4 進一步的偏離反應從平衡狀態更進一步偏離圖 1.13 正反饋耦合
32 控制論和科學方法論兩個系統的狀態分別用帶指標的錶盤來反映，第I系統的目標是平衡狀態，其為0。如果第1系統由於某種原因稍微偏離了目標，那麼第I系統所產生的反應是使第工系統下一次的狀態更加偏離目標。這樣，在互相作用中，它們各自偏離目標越來越遠，這樣的耦合關係就叫正反饋。 正反饋使人聯想到超級大國之間的軍備競賽，每一方得知對方發明了一種新武器就立即研製一種更厲害的武器來對付。於是，原子彈、氫彈、遠端導彈、逆火式轟炸機、多彈頭導彈、中子彈⋯…就這樣不斷地被製造出來，遠遠偏離了“緩和”這種平衡目標值。在電子技術中，正反饋原理被用來放大訊號，如最簡單的再生迴路是把三極體的集電極跟基極耦合起來，集電極電流增大使基極電位偏負，基極電位偏負會使集電極電流更增大，同時使基極電位更偏負，這樣的耦合使最初的訊號迅速得到放大。 在許多場合，正反饋現象的名聲不太好，人們常常把它叫做“惡性迴圈”。由於它是一個目標差不斷擴大的過程，因此，它往往標誌著達到預定目標的控制過程的破壞，即表示一個失去控制的過程。醫學上單純的正反饋幾乎無一例外地導致疾病，因為人體的健康跟內環境的穩定狀態密切相關，而單純的正反饋會使人體狀態離必須控制的穩定狀態越來越遠。對此中醫和西醫的理論是一致的。例如祖國醫學認為脾和心是兩個互為反饋的耦合系統，如果脾氣虛，食慾不振，運化失職，就使血的來源不足，導致心血虛，產生心悸， 健忘，面色不華，脈搏無力等症狀。而心血虛又無以滋養於脾，進一步加重脾氣虛。心血虛和脾氣虛之間這樣互相影第一章控制和反饋 33 響，也形成一種正反饋式的惡性迴圈，導致心脾兩虛的徵候。 治療時可以採取補脾氣或者補心血的辦法，也可以採用其他的措施。西醫病理學認為，在某種病態下，機能代償失調，病情向嚴重方向發展，也會造成這種惡性迴圈。如心力衰竭時，血液輸出量減少，動脈血壓下降。而冠狀動脈血流量減少，心肌營養不足，更使心肌收縮力減弱，相繼血液輸出量進一步減少，病情會迅速惡化。 這種正反饋發展到了極端，系統的狀態大大超過穩定的平衡狀態，就會導致組織的崩潰和事物的爆炸。例如炸藥爆炸，我們可以看作化學反應和熱量釋放之間形成了正反饋耦合。 負反饋描述目標差減少的調節，而正反饋描述目標差越來越大的過程，從對控制目標的偏離來說，它們正好相反。 我們說正反饋差不多都和惡性迴圈有關，這僅僅是就控制而言的，這決不是指正反饋在所有場合都是“壞”的。我們後面將談到，對於系統結構的演化，正反饋是極為重要的。並且控制論指出，正反饋和負反饋是可以互相轉化的。負反饋搞得不好會變為正反饋，正反饋的失控過程經過適當調整也可以變為負反饋。要揭示它們之間的關係和轉化條件，我們必須將研究範圍從“控制方法”中拓廣開去，進一步探討控制過程的傳遞、事物間互相作用的方式和整體結構。這就是我們在第二、第三兩章要研究的內容：“資訊與系統”。
第二章資訊、思維和組織有一種比海洋更大的景象，這便是天空。有一種比天空更大的景象，這便是人的內心活動。 雨果 2.1 什麼是知道沒有一個重要的概念像“知道”那樣容易被人忽視的了。 我們常常聽人說他知道這個或者知道那個，但卻難得聽到有人問起什麼是知道。不過，這個問題在歷史上至少被人們研究過兩次。一次是20世紀科學家在研究通訊理論的時候，對它的研究導致了通訊理論的突破。另一次卻早在兩千多年以前，由中國古代的兩位大哲學家莊子和惠子提出。 有一次莊子和惠子在一起觀魚，莊子看見魚在水裡遊得十分自在，就對惠子說：“你看魚多麼快樂啊！”惠子立即問道：“你不是魚，怎麼知道魚是否快樂呢？”莊子想了一下回答道：“你又不是我，怎麼知道我知不知道呢？” 這個有名的哲學故事叫“莊子觀魚”。大哲學家莊子和惠子實際上在這裡提出了兩個非常重要的問題：“什麼是知第二章資訊、思維和組織 35 道”？“怎樣才能知道”？兩千年之後，在研究通訊理論的時候，這個問題又引起了人們的興趣。不過這一回人們不再用思辨的方法，而是用嚴格的科學方法來對待了。人們發現， 這個問題跟“資訊”這個重要的概念有關。所謂“知道”，是指人獲得資訊的過程，而怎樣才能“知道”，就是資訊怎樣傳遞、 怎樣獲得資訊的過程。 “我看見桌子上放著一個杯子”，“我收到一封電報，妹妹明天來”，“氣象預報說，明天要下雨”，這都是人們獲得資訊的過程。人們獲得這些資訊後，對某一個事件就知道得多了一些。如果天氣預報說：“明天可能下雨，可能不下雨”，那我們會說，預報不預報一個樣，預報沒有告訴你什麼東西，因為你原來就知道天氣變化無非就是這兩種可能。所以我們也可以把“知道”，或者說獲得資訊的過程，看作人們對事物可能性空間瞭解程度發生了變化的過程。你原來知道妹妹明天可能來，可能不來，在收到這封電報後，你關於妹妹是否來的可能性就縮小到一個狀態—-來。在你沒有看桌子時，對於桌子上放了什麼東西的可能性是很多的，可以是杯子、本子、鋼筆、香菸、收音機⋯•⋯但你用眼睛看了一下，使你所知道的桌子上放了什麼東西的可能性空間變小了。 實際上，我們平常所說的“知道”並不僅限於可能性空間變小這一過程。如地震隊最近預報，近期內這一帶可能有地霹。原來我們知道這一段時間腳下地層變化可能性狀態只有一個—“不震”。但發了地震預報後，使知道的可能增加到兩個，即“可能震”與“可能不霹”。因此，我們看到，所謂 “知道”，實際上就是我們頭腦中關於事物變化可能性空間變
36 控制論和科學方法論大或變小的過程。在絕大多數情況下，可能性空間變小。 以前人們認為資訊是無法定量描述的，一篇文章，一幅繪畫或者一段音樂，它們所包含的資訊似乎有無限多，我們可以從各種角度來分析它們的意義。像《離騷》、《神曲》、《紅樓夢》這樣的不朽著作，仁者見仁，智者見智，越讀意味越深遠，誰也不敢說它們究竟要告訴我們多少資訊。不過數學家看問題的角度不同，儘管他們也經常想人非非，但一旦他們決定建造一座堅不可摧的理論大廈，就一定要用精確的語言來奠定那些最基本的概念，並且通常習慣用定量的方法把它們表達出來。美國數學家兼工程師申農在創立資訊的量的理論方面做了許多工作。 前面說過，得到資訊的意思就是知道了過去所不知道的，或要進一步知道過去知道得較少的東西。但什麼是不知道或知道得較少呢？如果可能性空間中每種狀態實現的機會都相同，我們就說對最後結果不知道或知道得很少。例如在收到電報之前，妹妹明天可能來也可能不來，來和不來這兩種可能實現的機會是相等的。收到電報之後，兩種可能實現的機會就不相等了，我們可以說對於結果如何就知道得多一些了。確定資訊量的大小，就是依據這樣一種思想。實際上在這裡引用了一個非常重要的概念—機率。機率是用來表示各種可能性實現的機會大小的一個量，人們把必然發生的事件的機率規定為1，把絕對不可能發生的事件的機率規定為0。我們可以透過機率來嚴格地計算資訊量的大小， 不過在許多場合，我們也可以簡單地根據可能性空間的變化來度量資訊量。例如，有一個人到有一千個人的工廠中去找第二章資訊、思維和組織 37 熟人。這時，他的頭腦中這個“熟人”所處的可能性空間是這個工廠的一千人。傳達室告訴他，“這個熟人在第一車間”。 這時，他就獲得了資訊。但他獲得的資訊有多少呢？第一車間是999個人還是100個人對他很有關係。如果是999個人，那麼他所瞭解的可能性空間並沒有縮小多少，找起來同樣費力。因此，我們可用可能性空間縮小到原來的幾分之一來度量獲得資訊量的大小。如果第一車間有100人，那麼他 100 獲得的資訊為 000 10° 通常，我們不用點，而用忐的負對數來表示資訊量，即一log 10；=log 10。為什麼要用負對數呢？這個度量方法有一個好處，就是幾次獲得的資訊量加起來，就是獲得的總資訊量。比如那個人到了第一車間，人家告訴他“熟人在第一組”。那麼他獲得了第二個資訊，如果第一組有10個人，第二個資訊使可能性空間又縮小到品一言兩次獲得資訊使他知道熟人在全廠範圍的可能性空間縮小為 000 一1000，顯然一10g 1000 0+（-10g100 108i000，即只要把兩次獲得的資訊量加起來，就是獲得的總資訊量，這兩次資訊量的和，跟傳達室一下子告訴他“熟人在第一車間第一組”的資訊量是相等的（圖2.1）。採用負對數還有一個好處，只要可能性空間縮小了，獲得的資訊量總是正的。如果可能性空間沒有變化，一log1=0，獲得的資訊量就為0。如果可能性空間擴大了，資訊量為負值，人們原來對
38 控制論和科學方法論工 （1000人） 一第一車間（100人） 一第一組（10人） 留2.1 一件事比較確定的認識變得模糊起來。 實際應用中，我們使用以2為底的負對數來計算資訊量， 單位稱為位元。 • 一行文字由單個的字和標點符號組成，在拼音文字中則由字母和標點組成。在讀到這行文字之前，我們對每一個單位將出現幾十個字母中的哪一個是不知道的，讀了之後每一個單位的可能性就確切地變為那個特定的字母。沿著這個思路我們可以算出一行文字的資訊量或一整部作品的資訊量。同樣我們可以把一幅照片分解為平面上縱橫排列的點， 像報紙上的照片每個點實際只有白色和黑色兩種可能，整幅照片的資訊量就由所有點表示的資訊量組成。這樣任何一幅照片，繪畫或者雕塑所包含的資訊量都成為特定的，因而也就可以計算了。資訊概念量化以後，人們找出了許多有關資訊傳遞和儲存的規律，使有關通訊和控制的理論變得既嚴密又精確，成為真正現代意義下的科學。 2. 2 資訊的傳遞資訊之所以稱為資訊，就是它的可傳遞性。傳遞資訊有幾個重要的環節，一個稱為資訊源，一個稱為資訊的接受者。
第二章資訊，思維和組織 39 在資訊源和接受者之間還必須存在傳遞資訊的通道，資訊通道把資訊源“發生了什麼事件”傳遞給接受者。 所謂傳遞，就是資訊源和接受者兩個系統之間的聯絡• 就是一事物對他事物的影響。莊子和惠子的爭論本質上就是關於資訊能否傳遞的問題。惠子認為，人不是魚，人就不能知道魚是否快樂。也就是說，魚是否快樂是不能作為資訊來傳遞的。莊子抓住了惠子的這一個觀點，並將其推而廣之，即如果魚是否快樂不能作為資訊傳遞，那將意味著任何事件都不能作為資訊傳遞，惠子也不可能知道莊子是否知道魚是否快樂了。資訊在傳遞過程中的形式稱為訊號。不同形式的訊號傳遞能力是大不一樣的。傳遞途徑也是大不一樣的。一個茶杯放在桌上，我可以透過多種方法獲得它的資訊。我透過眼睛看到它的顏色、形狀，透過手拿感覺它的重量。然而，這種資訊傳遞過程只有對茶杯旁邊的人才是適用的。如果電視攝影機對準了茶杯，茶杯的形狀變成相應的電脈衝和無線電波，無線電波發射出去，千千萬萬人都能獲得茶杯形狀的資訊。然而這樣一來，資訊傳是傳得遠了，但透過這種方法獲得的資訊就不如在茶杯旁邊的人那樣多了。 人的眼睛看見茶杯，是透過視神經把攜帶茶杯形狀的光訊號變成電訊號，透過一系列傳遞過程才完成的。 那麼，資訊傳遞過程中的傳遞是什麼意思呢？是傳遞物質還是傳遞能量呢？都不是。資訊的傳遞是指可能性空間縮小過程的傳遞。資訊源發生的確定性事件使它的可能性空間縮小了，經過傳遞，這種縮小最終導致了資訊接受者可能性空間的縮小。因此，所謂資訊的傳遞也就是可能性空間
40 控制論和科學方法論變化的傳遞。從這點來說，傳遞資訊跟控制有密切的關係， 我們在第一章曾經說過，所謂控制也是一種使可能性空間縮小的過程。實際上，資訊的傳遞離不開控制，控制也離不開資訊的傳遞。 我們常說，DNA攜帶著遺傳資訊，這是什麼意思呢？大家知道，DNA 是一個雙螺旋結構，它含有4種不同的鹼基： 腺嘌呤、鳥嘌啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶。這4種鹼基可以組成不同結構的 DNA。不同的鹼基排列的形式控制著不同種氨基酸，不同氨基酸可以結合成不同的蛋白質，組成不同的酶，不同的酶控制著不同的細胞形態，同的細胞形態決定了生物不同的特徵，決定了這一種生物是狗，是貓，還是耗子，這裡我們看到一個控制鏈。DNA 的結構一旦確定（可能性空間縮小到某一狀態），就引起一系列可能性空間的縮小，最後決定了遺傳特徵可能性空間的縮小，決定了某一生物的形態。 所謂 DNA攜帶遺傳資訊，實際上是指 DNA 結構可以控制物種的形態和特徵（圖2.2）。 我收到一封電報，實際上這裡也存在著一系列控制。妹妹到郵電局去打電報，她的選擇使電報紙上出現的字的可能性空間縮小。電報紙上的不同的字選擇了不同的數字組合， 數字組合透過發報機選擇了不同的無線電訊號⋯…一直到我收到電報，引起我頭腦中可能性空間的縮小。 傳遞資訊需要我們實行某種控制，反過來，控制過程又必須依賴資訊的傳遞。很多時候，我們不能實現有效的控制，是沒有獲得足夠的資訊之故，生物反饋在這方面提供了一個很好的例子。
第二章資訊、思維和組織 41 大家知道，一般人不能控制自己的心跳速度，也不能控制自己的血壓高低。所謂不能控制，人們認為這是人的意志不能對它們施加影響，因此這一類內臟器官的活動通常被稱作“不隨意運動”，跟人的意志能夠自由控制的骨骼肌的隨意運動相區別。實際上，人的意志之所以不能隨意控制這些器官的活動，很大程度上是沒有獲得它們活動情況的足夠的資訊。一般說來，位於內臟部位的各種內感受器接受刺激並將衝動傳人中樞後，雖然有時也可引起一些較模糊的感覺（如飽感、尿意等），但常常不引起明晰的主觀感覺，而主要引起某種內臟或軀體反射，使體內各器官、系統的活動自動達到平衡與協調，如使內環境理化功能相對穩定，心律血壓保持相對恆定等。而肌肉、關節的運動和位置的感覺，被稱為本體感覺，它們跟其他外感受器的感覺（如皮膚、視覺、聽覺、嗅覺和味覺）一樣，透過特異性傳入系統傳到大腦皮質相應的特定部位，能夠引起清晰的特定的主觀感覺，人的大腦每時每刻都可以清楚地接受到自己四肢位置和姿勢的資訊，因而也就可以有意識地控制它們。解剖學表明，人體大腦皮質的軀體感覺區中相應於手指和口唇部的區域最大，說明大腦對這些部位的資訊最敏感，因此人對手指和口唇的控制也最自如，這顯然跟人類的勞動和語言有關。根據以上原理，近年來發展出生物反饋療法。這種方法認為，只要人能夠時時刻刻清晰地獲得自己內臟活動的資訊，比如能夠像感覺到手上拿了什麼東西那樣感到自己的血壓是多少，再經過適當的訓練，就可以控制自己的血壓了。目前流行的生物反饋治療儀的原理都非常簡單，一般是把心律、血壓、痛覺等內臟資訊轉
42 控制論和科學方法論換為數字、燈光、音響等顯示出來，利用眼睛、耳朵等外感受器輸人大腦。這方面有許多療效顯著的報道。據說甚至猴子、狗、牛這一類動物經過訓練也可以利用反饋治療儀來控制自己的關節疼痛和胃潰瘍。由於條件反射的本領，大多數病人經過一段時間的訓練之後，離開反饋治療儀也能夠獲得一定的控制能力。這本質上就是利用反饋放大了自己的控制能力從而控制了自己原來沒有能力控制的行為。資訊理論的研究指出，這種反饋之所以能夠做到，關鍵在於構成了資訊傳遞的新通道。 DNA DNA 結構可能性空間生化系統資訊傳遞遺傳特徵遺傳特徵可能性空間留2.2 實行控制需要獲得足夠的資訊量，這是一條重要的原理。大家也許已經觀察到一些啞巴不一定是聾子，但先天性的耳聾或者在2--3歲前失去聽覺，就一定是啞巴，聾啞病人多數屬於這種情況。他們不能接受到語言的資訊，因此也就不能控制自己的發音器官準確地發出語音。他們對別人的語言很大程度只能靠眼睛觀察神色和口形，猜測別人的意思，但這樣獲得的資訊量遠遠不足以使自己學會說話。這些人的發音器官大多是好的，只要恢復聽力，他們中間的一些人也許還可以成為出色的歌唱家。
第二章資訊，思維和組織 43 這個原理我國古代哲學家已有所觀察。《列子》中有一段關於紀昌學箭的故事。紀昌向神箭手飛衛學箭，飛衛對他說：“你要學好箭，先要下功夫練好眼力。要牢牢地盯住一個目標，不能眨一下眼。”紀昌回家之後，就開始練習起來。他妻子織布的時候，他就躺在織布機底下睜大眼睛，注視著來來去去的梭子。這樣學了兩年，紀昌以為自己學得差不多了。但飛衛說：“你還要多練練眼力，做到把極小的東西，看成一件老大的東西，到那時候你再來見我。”紀昌記住師父的話，他用一根長頭髮，縛了一隻蝨子，吊在視窗，每天站在那裡，一心一意地注視著那隻蝨子。練到後來，那隻縛在頭髮上的蝨子在他眼睛裡一天天大起來了，大得像車輪一樣。紀昌再去見飛衛，飛衛很高興地拍拍他的肩膀說：“你已經成功了！”於是飛衛再教他怎樣拉弓，怎樣放箭。不久紀昌就成為百發百中的神箭手。這個故事一向被人解釋成學本領要勤學苦練。但勤學苦練射箭只要每天練拉弓放箭就行了，為什麼要強調練習眼力呢？顯然，列子的意思是要說明眼力和箭法的關係。用我們今天的話來說，就是隻有獲得目標的足夠資訊量，才能控制目標。 資訊和控制的這種依存關係反映了認識論中知和行的統一，知表示獲得資訊，行表示實行控制。人們只有對外部世界有所認識，才可以能動地去改造它。反之，人們只有參與對外部世界的改造，才能夠獲得對它們的真知。傳遞資訊和實行控制的過程都貫穿著事物可能性空間的變化，並且它們之間存在著一定的質和量的約束關係，這就深刻地揭示了知和行在本質上是統一的。
44 控制論和科學方法論 2.3 資訊是一種客體嗎資訊只有在傳遞中才有意義。離開了資訊源、通道和接受者之間的聯絡來談資訊是毫無意義的。我們研究資訊，從根本上來說是要解決客體和我們人的意識主體之間的傳遞過程，因此不能純粹脫離主體來談資訊。 固然，自然界大量資訊過程都是不依賴於人的主觀而存在的。但主客體的差別，只在認識論範疇中才有意義，而在認識過程中，資訊恰恰是主客體之間的橋樑，是溝通兩者的東西。因此，在認識論範疇中，資訊不是純粹的客體。 有人認為數學家既然把資訊定量化了，資訊就成了一種純粹的客體。他們認為數學家所採用的計算資訊的方法跟文學家和藝術家的標準無關。他們認為數學家關不關心資訊所傳遞的訊息的實際內容，只對符號出現的機率和數量發生興趣。正如長途電話臺的收費員只關心通話的距離和時間，不管人們在電話裡談戀愛還是相互吵架。實際上，這種理解並不完全。資訊除了有量的方面，更重要的，還有它質的方面。數學家是在質的規定性明確之後，才給資訊量下定義的。資訊量只是資訊多少的一種表示，並不排除資訊的主觀作用。由同一資訊源發出的同一資訊，對於不同的接受者可能有完全不同的意義。而這些不同的意義，正是包含在資訊之內的東西。 公明儀對牛彈起清角之操，牛理也不理，照樣吃草。公明儀彈起蚊蟲之聲、小牛叫聲，牛就搖尾巴，把頭抬起來聽。
第二章資訊、思維和組織 45 隨著不同的接受者，同樣的事件，可以有著完全不同的意義， 對於不同的人，同樣的話，有不同的內容。這種現象，稱為資訊的主觀性。資訊主觀性在實際生活中可以找出許許多多來。孔明命令關羽埋伏在華容道上，等候曹操，並讓關羽在山崗上點起火，引曹操來。關羽說，曹操一看見煙，就必定知道這兒有伏兵，如何敢來。孔明說，曹操善於用兵，一看見煙，必定以為虛張聲勢。要引曹操來，只有用這個辦法。同樣的山崗上有煙這個訊號，對於曹操和關羽，有著截然不同的意義。對曹操來說，它意味著華容道上無伏兵。而對於關羽，恰恰相反。同樣的訊號，經過人的頭腦的加工，就產生了主觀的差異，帶上了主觀的色彩。 在哥廷根召開的一次心理學會議上，突然一個村夫衝進會場，一個黑人緊追而入，後者手持短槍。兩人當眾搏鬥起來，忽然聽到一聲槍響，兩個人便一道跑了出去。整個事件只延續了20秒鐘，給目睹者留下深刻的印象，會議主席立即請所有的與會者寫下他們目擊的經過。其實這件事是事先安排的，經過了排演並有攝影可資核對，不過是一次實驗，儘管與會者當時並不知道。科學家的觀察力向來比較精確，但在上交的40篇報告中，只有1篇在主要事實上的錯誤少於 20%，14篇有20%—40%的錯，有25篇的錯誤在40%以上。 特別值得一提的是，有一半以上的報告摻有臆造出來的虛假情節。只有十分之一的人看準黑人是光頭。其餘的人，或者說頭戴便帽，或者說頭戴高帽子。黑人穿的是一件短衫，所有的人都說對了。但有人把短衫的顏色說成是全紅的，有人說成是咖啡色的，還有說成是條紋的，實際上是一件黑短衫。
46 控制論和科學方法論由此可見，資訊經過人的思維被變換了。切不可把經過人的頭腦加工的，帶有主觀色彩的資訊與所發生的客觀事件混為一談。 2.4 通道容量正如火車要在鐵軌上執行，電流要經過導體傳遞，資訊的傳遞存在著通道和通道容量問題.大家一定會感到非常自然。我們還是從一些具體的例子來開始研究。 某地震大隊，從儀器和各種資料分析得到結論：近期內要發生六級地震。他們怎樣把這一資訊傳遞給別人呢？一個辦法是拉警報。警報器有兩種可能狀態：一種是警報器響，另一種是不響。這兩種狀態必定是要可控制的。即地震大隊可根據他們所獲得的資訊—震還是不震—-來控制警報器響還是不響。如果警報器拉不響還可由別的什麼原因決定，而不是完全由地震大隊決定，那麼就不能由它來傳遞關於地震預報的資訊。這常稱為資訊傳遞受到了干擾。 此外，僅僅是警報響還不夠.還必須向群眾講明，在這段時間警報響表示什麼意思。用控制論的術語說，就是透過L（警報器，它有兩個狀態LI、L.：）.建立起地震大隊關於地震可能性空間K（有兩個狀態 K、K：）與群眾關於地震預報的瞭解N （也有兩個狀態 N」、N2）的一種聯絡（圖2.3）。這種聯絡建立後，一旦 K的可能性空間縮小了，就會引起 N的可能性空間縮小。這種建立起聯絡的方式，稱為資訊傳遞的通道。在警報器例子中，資訊傳遞通道如圖2.4。任何人與人之間資訊第二章資訊、思維和組織 47 傳遞過程都可以表示為圖2.5。 K o K， L。- 一-L：- 圖2.3 群眾 N o N.。 地震大隊警報器 - 甲-C~乙圉2.4 圖2.5 在電報中，C的各可能性狀態是用不同長短的電碼組合起來的。在信件中，C的可能性空間是片語。當然，整個傳遞通道中C可以不止一個。通常一個人用聲音把資訊傳給別人時，資訊傳遞就經過如圖2.6所示的通道。 甲G C一口的運動 C一聲波 Cs一耳膜振動圖2.6 一條通道，在單位時間內，可以傳遞的最大資訊量稱為這一通道的通道容量。我們來看，通道容量是由哪些因素決定的。在警報器的例子中，通道容量由如下幾個因素決定： （1）人拉警報的速度和控制能力。如果警報器經常壞掉，有時為了使警報器響起來，要擺弄警報器好幾天。那麼這架警報器通道容量就小，它只能傳播以幾天、十幾天時間
48 控制論和科學方法論為單位變化的資訊。而不能用來做緊急情況傳遞的通道。 （2）警報器有幾個可辨狀態—即警報器可能性空間有多大。因為人頭腦中關於地震可能性空間的縮小是要透過警報器的可能性空間縮小來傳遞的。因此，警報器可能性空間（可辨狀態）越大，其可傳遞的資訊量也越大。當警報器只有“響”、“不響”兩個可辨狀態時，如果我們要傳遞“近期有六級地震”這樣的資訊就會覺得困難。因為人們從警報器中只能辨別震還是不震這兩種狀態，不能辨別出可能有幾級地震。為了做到這一點，必須用警報器的訊號組合來傳遞資訊。警報器可以發出兩種不同的聲音，利用短響、長響和不響三種情況的配合來組成各種訊號，像打電報一樣。這樣警報器的可辨狀態增大了，雖然所需要的時間相應長一些，但總的資訊量可以大大地增加。 有一次，晉平公做了一把琴，琴的大弦與小弦完全一樣。 晉平公讓一個有名的音樂家師曠來調，師曠調了整整一天， 沒有調好。晉平公怪師曠沒有本事。師曠回答說：“任何一把琴，都必須有大弦和小弦，它們的功能不一樣，組合起來， 才能成為音樂，現在大小弦一個樣，叫我怎麼調？”師曠在這裡實際上就是講出了通道容量的大小對於資訊傳遞的重要性。如果琴可發出聲音的種類很少，即通道的可辨狀態很少，任憑藝術家心中有多少崇高美妙的音樂形象，這種資訊也是傳遞不出去的。 （3）警報傳給人的速度和對人的控制能力（人對它的信任瞭解程度）。 在第一次世界大戰時，當時最大的客輪“露齊泰尼亞號”
第二章資訊、思維和組織 49 被德國潛水艇擊沉的訊息是以兩種不同的通道傳人非洲中部地區的，一條通道是報紙和無線電，另一條通道是非洲人用鼓聲組成的鼓語。初看起來，報紙的可辨狀態比鼓語可辨狀態大得多了，無線電波傳播速度比聲波快得多。但實際上，由鼓語傳遞的資訊卻很快到達了非洲的中部，其速度甚至和歐洲用報紙和無線電傳遞資訊一樣快。為什麼呢？因為通道容量是由上述三個因素決定的，對於當時的非洲各部落，鼓語對人們耳朵的控制能力比報紙和電報大。也就是第三個環節非常有力。而當時的非洲人對報紙卻不注意。 這三個因素結合起來決定了通道容量的大小。其中每一個環節受到限制，都會影響通道容量的大小。同樣的失火事件，一般人看見了用高聲呼救的辦法把資訊傳遞出去，一個啞巴看見了只能用手勢、神態來表達。照理說啞巴的手勢、神態是透過光波傳遞的，比聲波傳遞的呼救聲要快，但實際上人們總先聽到呼救的聲音。顯然語言的可辨狀態比手語要多，而且對一般人的控制能力也比手語要強。 用儀器來觀察自然現象可以看作是人透過儀器來獲得自然界資訊的過程。儀器可以看作資訊傳遞的通道。人們總有一個普遍心理，那就是儀器越精密越好。儀器精密，雖然儀器的可辨狀態是增加了，但人控制儀器、調整儀器所花的時間也增加了。所以在單位時間內儀器可傳遞的資訊量不一定隨儀器精密度增加而增加，有時反而減少了。因此在一個粗糙的實驗中使用過分精密的儀器是有害的。 控制論中有一條原理：在單位時間裡要傳遞某一數量資訊時，選擇的通道容量不要太大，也不要太小，最好等於你所
50 控制論和科學方法論要傳遞的資訊量。為什麼呢？通道容量太小，資訊就不能及時地傳出去，這是顯而易見的。那麼通道容量太大了又有什麼壞處呢？一是沒有必要，並且可能造成浪費。二是隨著通道容量的增大，資訊受到的干擾也會增加，搞得不好會得不償失。十字路口，告訴駕駛員車能否通行的資訊是黃、綠、紅三種顏色的燈。對於汽車能否通行這個資訊的傳遞，用一個紅燈、一個黃燈、一個綠燈組成的通道已經夠用了，如果不用這樣的通道，而用容量大的通道：如幾百個黃綠燈和別種顏色如粉紅、紫、白等等顏色組成的系統來傳遞汽車是否可以透過路口的資訊，司機反而會弄得暈頭轉向，增加交通事故。 當資訊傳遞時，可辨狀態的控制能力減弱或失去控制能力時，我們說，資訊的傳遞受到了干擾。 古時候，烽火臺是用來傳遞敵人是否來犯的重要資訊的。因而，烽火臺在平時是嚴禁使用的，因為烽火臺是否起火要牢牢受敵人來還是不來這兩個狀態控制。周幽王平時為了玩就把烽火臺點了起來，結果使這一通道受到致命的干擾。以致最後敵人來到的資訊根本傳不出去。 根據資訊傳遞過程的三個基本環節可以把干擾分為三類： （1）干擾發生在人控制通道的可辨狀態過程中，這稱為控制干擾。 （2）干擾發生在訊號自然傳遞中，或某些外來因素影響了通道的可辨狀態，這稱為自然干擾或噪音。 《3）干擾發生在人接受訊號過程中，這通常稱為主觀干擾。
第二章資訊、思維和組織 51 干擾使資訊畸變、失真，使人們的認識不能正確地反映客觀世界的本來面目。人類意識的能動性不僅在於對客觀世界的改造作用，而且還貫穿在整個認識過程的始終。人類從開始傳遞資訊的第一天起，就在和干擾作鬥爭了，這在控制論中稱為“濾波”。它反映了人類能動地認識世界的一個重要方面，使人類的觀察力區別於鏡子的反射。因此，研究有關濾波的理論，不僅是通訊工程的任務，也是認識論的一項重要課題。 2.5 濾波：去偽存真的研究千百年來，人們積累了許多對付干擾的方法，其中許多已被科學家和工程師採納，在通訊技術中形成了一整套濾波理論，有的被人們廣泛地應用於實踐，成為科學方法論的一個部分。下面我們來研究幾種與濾波有關的方法問題。 最直觀的濾波方法是讓資訊沿著同一通道重複傳遞。 打電話的時候，如果沒聽清，我們總是要求對方把話再重講一遍。小學生掰著手指頭算一道算術題，如果算錯了，老師請他再掰手指頭算一算，一個資訊用同一通道重複傳遞，把得到結果互相核對，就可能發現錯誤的所在。這種方法對於排除那些隨機發生的、偶然的干擾比較有效，因為偶然發生的干擾使最後結果相同的機率很小。現代一些大型電子計算機也常常使用這個方法來進行驗算。但是這個方法有一個很大的缺點，它不能排除同一通道中那些系統地、有規則地發生的干擾。
52 控制論和科學方法論另一個更好的濾波方法是，用完全不同的通道來傳遞同一個資訊，再把各種結果拿來對比、分析。為什麼這一方法比重複同一通道傳遞資訊好呢？因為即使是系統地、有規則地發生的干擾，同時影響幾條完全不同通道的可能性也是很小的，我們舉幾個例子。 魏格納從非洲大陸和美洲大陸可以拼在一起得到一個結論：古代世界的大陸是合併在一起的，由於地殼的水平運動造成大陸漂移，才形成今天全世界陸地的分佈。非洲大陸和美洲大陸可以拼在一起，這只是一個訊號。這個訊號是否攜帶著古代大陸是一塊整體的資訊呢？可能古代大陸是合併在一起的，但這也可能只是一個巧合。巧合在這裡就可能是干擾。這個干擾如何排除呢？那就需要看其他一些通道是否帶來同樣的資訊。科學工作者們分析了殘留在岩石裡的古代地磁場，發現從古地磁的角度也能證明這一點。要肯定這樣一個重要的假設，光有兩條通道還是不夠的。科學工作者又從古生物學、海底年齡和沉積物等等許多完全不同的途徑得到同一個資訊“大陸發生過漂移”。於是，雖然大陸漂移的機制尚不明瞭，但漂移的假設基本上被肯定下來了。 二次大戰期間，盟軍得到一個資訊：“德國人還不能製造原子武器。”這個資訊可靠嗎？會不會是敵方故意製造的呢？ 這時，盟軍從另一條和軍事方面完全沒有關係的通道獲知： “德國人正在用釷做牙膏。”釷是當時製造原子武器需要的化學元素。從這兩條完全不相干的通道就證實了德國人還不能製造原子彈的結論，排除了可能發生的干擾。 對於那些有重大意義的事件，不可讓一條脆弱單一的信第二章資訊、思維和組織 53 息通道來傳遞。據說，在美軍啟動核導彈的中心控制室裡， 規定了一整套嚴密的措施來控制核導彈的發射。為防止在核戰爭恐怖氣氛下控制人員可能神經錯亂而隨意啟動按鈕， 除了定期對控制人員進行精神病檢查外，作業系統還必須由兩個人同時操作，他們在接到命令後分別按程式啟動各種按鈕，這樣控制才會生效。兩個控制人員同時神經錯亂的可能性畢竟太小了。從軍事的角度來說，這樣做是完全必要的。 為什麼一旦有實驗證據發現一個新的基本粒子時，科學家要反覆地檢驗，為什麼迄今出現了那麼多關於外星人的考古學證明和飛碟的報道，而科學家還不敢肯定地球之外文明的存在。因為這些資訊攜帶的事件太重大了，人類在接受它們之前，必須再三判斷它的可靠性。 有趣的是，早在人類認識到使用不同通道傳遞資訊的重要性之前，生物體已經在不斷的進化過程中採用這種方法了。對於一個物種，最重要莫過於種的延續問題了。我們知道，物種的遺傳資訊是透過染色體中的DNA來攜帶的。人們發現，比較高等的生物，體細胞內的染色體都是成對出現的，它們透過“減數分裂”進行繁殖。子代從母本的卵細胞得到半套染色體，又從父本的精子細胞中得到半套染色體，卵細胞和精子細胞結合後，兩個半套染色體就結合成一套成對的染色體。在一些低等的生物中，事情要簡單得多，例如紅色麵包黴的染色體不成對，都是單個的，它們在繁殖的時候不透過父本和母本的減數分裂，細胞直接經過有絲分裂產生後代。為什麼生物在進化過程中要否定這種比較簡單的繁殖方法，而逐步採用前面那種比較麻煩的方法呢？原來，攜
54 控制論和科學方法論帶著遺傳資訊的染色體，也像其他一切資訊通道一樣，經常受到各種因素的干擾。這些干擾可能是物理的、化學的、生物的作用，一旦它們影響了染色體的組成，就會導致突變。 絕大多數的突變（99%以上）是有害的，有些甚至是致命的。 不實行減數分裂的低等生物，實際上把遺傳資訊交給了單個染色體去傳遞，相當於只設立一條資訊通道來傳遞如此重要的遺傳資訊。這樣如果上代個體的任何一條染色體產生了缺陷，都會直接地傳遞給下一代。為了保持物種的穩定性， 高等生物用減數分裂的方式來繁殖，這相當於設立了兩條資訊通道，讓父本和母本分別來攜帶遺傳資訊，子代從父本的精子細胞裡得到一套資訊，又從母本的卵細胞裡得到另一套資訊，把兩套資訊拿來相互核對。這種傳遞遺傳資訊的方法使生物避開了許多可怕的遺傳性疾病。例如人類的鐮狀細胞貧血。如果父母親的染色體都帶有鐮狀貧血基因，後代就會得這種病而在兒童時期死去，但如果父母親中只有一個攜帶這種基因，缺陷就會被遮蓋掉，顯不出病來，看來生物體不僅設立了不同的通道來傳遞資訊，而且建立了一種專門核對不同資訊的機制。 必須指出，所謂不同的通道應當使通道組成的各個環節儘量地不同，否則在那些相同的環節中仍有可能受到特定於擾的經常影響。《戰國策》裡有一個曾參殺人的故事。有人聽說曾參在費國殺了人，就去告訴曾參的母親。曾參的母親正在織布，聽了這訊息，頭也不抬地回答說：“我的兒子，決不會殺人的！”過了一會兒，又有人來報告說：“曾參殺了人了！” 曾參的母親還是不相信。過了不久，第三個人又來報告“曾第二章資訊、思維和組織 55 參殺人了！”曾參的母親聽了那麼多人來報告，害怕了，立刻扔下手中的梭子，急急忙忙地離開織布機，跳牆逃跑了。其實在費國殺人的是與曾參同名的一個人。曾母在這裡犯了一個錯誤，她所得到的資訊雖然是由三個不同的人向她傳遞的，但這三個人都把姓名與人的對應關係弄錯了，三條通道的第一個環節——可辨狀態是相同的，而干擾也正好出在這個環節上，曾母沒有從一條各個環節都不同的通道來獲得資訊。生物的遠緣繁殖比近緣繁殖所產生的子代更有生命力， 因為近緣意味著父本和母本的資訊來自一些共同的通道，一旦這些環節受到干擾，它們的後代會接受到錯誤相同的資訊，無法透過相互核對來彌補不足。 我們知道，質量、能量、動量、動量矩、電荷等物理量在體系的變化過程中都遵守相應的守恆定律，那麼資訊量是不是也遵守某種守恆定律呢？人們發現，在資訊傳輸的過程中， 資訊量服從的一條相應規律是：它只會在傳輸過程中不斷減少，不會增加。換句話說，資訊在傳輸過程中的不確定性只會增大，不會減少。為什麼呢？就是因為有干擾存在。由資訊源發出的一個訊息在傳遞過程中只會越來越不確切，不會越來越清晰。一般說來，資訊傳遞透過的通道越長，環節越多，可能受到的干擾就越多。只要在資訊傳遞過程中任何一環控制能力被減弱，整個資訊傳遞過程就會受到影響。因此，當有許多通道可以傳遞資訊時，我們總要儘量選取那些比較短的，離資訊源比較近的通道。歷史學家在考證一個歷史事實時，總比較尊重與之同時代或與之事隔不久的記載證據。《韓非子》裡有個愚人買鞋的故事。有個愚人想買雙新
56 控制論和科學方法論鞋子穿，先在家裡用尺把腳量了量，摘了根稻草，記下了尺碼。可是因為走得急，把稻草忘在家裡了。他到了鞋店，摸了摸口袋，發現忘了帶稻草，就急忙回去拿。等他趕回來，鞋店已經關門了。這位先生只相信那根稻草，而不相信自己的腳。他不知道腳大小的資訊由腳傳到尺，又由尺傳到稻草， 中間受到了許多幹擾，哪裡有自己的腳可靠呢？資訊量在傳遞過程中只會減小不會增大的規律，有很大的認識論意義。 唯物論的認識論強調直接實踐，強調第一手資料的重要性， 或許可以透過這個規律從科學上得到說明。當然，強調直接實踐的重要性並不意味著它是獲得資訊的惟一通道，在許多情況下，人們還是不得不依靠一些較多的環節，較長的資訊通道來感知世界。 排除干擾還經常採用“阻抗濾波法”。 無線電中電容器通不過低頻訊號但能透過高頻訊號，電感則相反。這就是阻抗濾波的最簡單的例子。廣義一點講， 所謂阻抗濾波，就是找到干擾和攜帶資訊訊號的本質差別， 用一種裝置或手段讓干擾訊號通不過去，而攜帶資訊的訊號能順利透過。不同的無線電臺利用不同頻率的無線電波把訊號傳送出來，我們的收音機天線實際上把所有不同電臺的無線電節目都接收下來了。如果所有這些節目都同時在喇叭裡放出來，就是一件很糟糕的事情。收音機中的濾波器和相應裝置利用不同節目的無線電波頻率不同，選出某一個節目相應的無線電頻率透過，而拒絕其他頻率節目透過。 在分析化學中，為了在組成複雜的混合物中鑑定出某種物質，必須使用特徵性的指示劑。例如碘就是澱粉的特徵指第二章資訊、思維和組織 57 示劑。在有微量澱粉存在的情況下，碘迅速由紫色變藍，對其他物質就沒有這種變化。碘的這種既靈敏又有極強針對性的指示作用，可以準確地傳遞澱粉存在的資訊，排除其他物質的干擾。 地震預報中，有人採用地下水中放射性元素氡的含量異常來傳遞是否有地震的資訊。為什麼放射性氡的異常能攜帶地震的資訊呢？地震前，由於地殼應力的高度集中，地下異常現象是十分多的，不僅是氡，其他很多元素和化合物含量都可能有異常出現，但常常只有氡準確地攜帶著地下應力異常的資訊傳到地表上來，而別種物質卻不行。因為氡是一種惰性氣體，它的化學性質很穩定，當地下異常發生時，它不易受地殼其他種種因素的干擾。別的元素就不行，它們在透過十幾公里的地殼過程中，所攜帶的異常資訊早被地表種種化學物理作用淹沒了。選擇氡作為傳遞地下異常狀態的資訊通道，就是一種阻抗濾波法，因為干擾訊號不能透過這條通道傳上來。 生物的感受器都有它特定的工作範圍，生理學上稱為適宜刺激。也就是每一種感官只對某一種刺激最敏感，而對其他刺激則很不敏感。例如眼只能感受波長從7700埃到3900 埃的可見光，耳朵只能感受20赫到2萬赫之間的聲波。感官在感受環境的刺激方面表現出這種專門化和對相應刺激的高度敏感性，是生物長期進化的結果，它有利於機體對環境中影響生存最重要的變化作出精確的反應。可以想像，如果我們的感官不受限制地把外界的一切資訊都輸入神經中樞， 那麼大腦就會因為處理不了那麼多資訊而陷人混亂之中。
58 控制論和科學方法論當資訊傳遞中遇到的干擾主要是主觀干擾時，通常採用的濾波法是：讓資訊和它的重要性放在一起傳遞出去，用控制論的術語說就是讓資訊帶上“情調”。非洲原始部落所用的鼓語中，如果聽到單調的“勃拉克•阿登”聲音時，人們都有憂鬱恐懼之感。這是成年人死亡的喪音。這時，人們不僅憑訊號，而且憑訊號的節奏就可感覺到發生什麼事情了。說話時的語調是最常見的例子。一個人向你焦急地大聲叫膩， 雖然你聽不清聲音，但你知道一定有什麼急事，你就會全神貫注，豎起耳朵聽，以排除其他聲音的干擾。訊號燈的顏色， 劇毒品包裝紙上畫上黑色的骷髏等等，都是傳遞資訊時同時傳遞情調的例子。 反饋的方法也經常用於濾波，被稱為反饋濾波法，利用收到的有用訊號和通道互相作用，以便抑制無用訊號透過。 圖2.7中A透過C將資訊傳給B。B在A第一次傳來的各種訊號中進行選擇，將有用的訊號再輸回到C，與通道相互作用以抑制無用的訊號，保證有用的訊號順利透過。人每時每刻都在利用這種辦法進行濾波。人的感官所接收的資訊不一定都是人所需要的，即使在適宜刺激的範圍內，仍有許多無用的資訊。這些資訊全部被送進大腦後，大腦能夠迅速地作出鑑別，把注意力集中於有用的通道資訊，使通道主要傳遞那些大腦感興趣的部分，並用那些有用的資訊來抑制那些無用的資訊，對它們採抑制無用訊號國2.7 取“視而不見”、“聽而不聞”的辦法。
第二章資訊、思維和組織 59 還有一種和反饋濾波類同的濾波法—同步濾波。它利用訊號與通道開關的同步來濾波， 通道其作用過程可表示為圖2.8。A透過 G通道C.將資訊傳給B，如果C老是開著，那麼幹擾也可以隨時進入通道。控制通道開關在資訊源發出的訊號不是連續而是斷斷續續的情況下，這種通道的利用留2.8 效率就很低。資訊源A發出的訊號停頓的那段時間裡，通道不但不傳遞有用的資訊，而且為干擾提供了方便。這種情況可以採取控制通道C開關的辦法，讓C在有資訊透過時才開啟，沒有資訊透過時就關上，以減少干擾的進入。但這裡必須再加一個條件，那就是C的開啟跟A訊號的發生與否要同步。如果不同步，那A的訊號也傳不過來了。我們舉一個例子，用氣泡室觀察基本粒子相互作用時，由於氣泡產生和消失得很快，眼睛根本不能看見。因此，需要用照相機將其拍下來。這裡，A代表氣泡室，C代表照相機快門，B表示底片。 顯然，C不能老是開著，C開的時間越長，液體中出現的干擾 （氣泡偶然發生，灰塵等）也會被拍到照片中去。因此，C只有在氣泡產生的一瞬間才可以開，這就需要A與C的同步。格萊塞是透過一個留聲機頭來控制照相機快門的，一旦A有大量氣泡發生，馬上在溶液中發出一種很短的聲波。聲波使容器壁發生振動，振動透過留聲機頭控制著照相機快門。同步過程越好，干擾也就越少。 其他濾波的方法還很多，我們在這裡只討論了一些一般的原則，這些討論也許還遠遠不足以反映整個問題的複雜
60 控制論和科學方法論性，因為排除干擾的課題涉及認識論的某些根本原則。人們在實踐中經常體會到“去偽存真”是一件多麼不容易的事情。 當然，我們也必須看到，正確的認識和判斷不能完全歸結於找到排除干擾的方法，認識過程的複雜性還包括一些更高階的思維規律。例如，在軍事上，一些重要情報常常來之不易， 它們往往只能透過某幾條幹擾很大的通道獲得。這時怎麼辦呢？一些著名的軍事理論家指出，軍事上的重大行動不能完全取決於情報。克勞塞維茨講過：“對於沒有經驗的指揮官來說，更糟的是⋯⋯一個情報得到支援，證實、補充另一個情報，圖畫上在不斷增加新的色彩，最後，他不得不匆忙作出決定，但是不久又發現這個決定是愚蠢的，所有這些情報都是虛假的…⋯通常，人們容易相信壞的⋯⋯而且容易把壞的作某些誇大⋯⋯以這種方式傳來危險訊息儘管像海浪一樣會消失下去，但也會像海浪一樣沒有任何明顯原因就常常出現。指揮官必須堅持自己的信念，像屹立在海中的岩石一樣，經得住海浪的衝擊。” 2.6 資訊的儲存資訊的另一個重要特徵是它能夠儲存起來。我們已經熟悉了物質的儲存，我們知道，儲存物質往往極其困難。一個橘子，放不了多久就要爛掉；一批鋼材，長期不用就會鏽蝕。儲存資訊當然也會遇到同樣的麻煩，但跟單純儲存物質有許多不同的地方。古代秦王朝本身早在地球上消失了，可是關於秦王朝的大量資訊仍然儲存在歷史書籍和各種文物第二章資訊、思維和組織 61 之中。每一個生物個體的壽命都不長，但作為一個物種，可以延續成百上千萬年，現在仍然生存的一些藍綠藻甚至在幾十億年中沒有發生顯著的形態上的進化。顯然，在長期的世代交替中被儲存下來的不是生物的個體，而是物種遺傳物質中的資訊。 資訊儲存的含義究竟是什麼呢？我們可以從控制的角度進行一些研究。以秦王朝的資訊儲存為例，我們用A表示資訊源，B表示資訊的儲存方式，C表示資訊的接受者，它們分別包含以下一些可辨狀態： A=｛a1、a2、a3、.、anb，其中al、az、as、⋯an表示秦王朝發生的各種事件。 B= b、ba、bs、…、bn，其中bi、bz、bs、•、b，表示史書和各種文物的可辨狀態。 C=｛C」、C2、C3、…、cn｝，其中 ci、C2、Ga、⋯、C，表示今天一位歷史學家頭腦中關於秦王朝的知識。 假定這位歷史學家生活在秦王朝時代，他可以透過A一 C 資訊傳遞過程獲得關於秦王朝各種事件的知識，建立如下的對應關係，我們把這個過程表示為變換 LAc（圖2.9）： 如果這位歷史學家生活在今天，秦王朝 A已經不存在了，他要透過LAc過程來直接獲得資訊顯然已不可能。但存在著另一種A~B的過程，也就是存在著另一種可辨狀態 B， 它跟 A曾經有著某種對應關係。B可能是史書、鐵器，也可能是一隻陶罐或者一枚刀幣。A雖然消失了，但B卻一直儲存下來。這樣，如果建立B和C之間的對應關係，這位歷史學家也能獲得關於A的知識。這個過程可以表示為變換LAB
62 控制論和科學方法論和Lp兩個階段（圖2.10）： L-AC A— C ai a2 ag—： • • an ALE -B —C •bi 83 +bs *C3 an圖2.9 • • 一*b， 圖2.10 我們把B看作對資訊源A的資訊的儲存。一切資訊儲存可以歸結為這樣一種變換過程。如果仔細研究一下，可以發現資訊儲存還有幾個共同的特點。 （1）B本身不一定是A，可以是跟A完全不同的東西，但 B 的可辨狀態一定要具有穩定性，能儲存得比A時間更長。 照鏡子的過程也包含著LAB和IB變換，但鏡子中的映像不能被用來儲存實物的資訊，因為映像的可辨狀態跟實物同時產生同時消失。照片就不同，它可以在實物的可辨狀態發生變化以後仍然存在，因此可以用來儲存資訊。化石為什麼能儲存古生物的遺蹟呢？原來，古生物的莖、葉、貝殼、骨骼等堅硬部分，經過礦物質的填充和交替作用，形成儲存原來形狀、 結構以至印模的鈣化、炭化、矽化、礦化的生物遺體和印跡。 這些石化了的物質，當然比生物遺體具有更長的壽命。從這個意義上來說，資訊的儲存實際上也是一種傳遞性變換，把不穩定的可辨狀態變換成一種穩定的可辨狀態。
第二章資訊，思維和組織 63 （2）B通常只反映了A的某一個側面。假定A是一個橘子，它有一定的形狀、顏色、味道，氣味、化學組成等等，實際上它的可辨狀態可能含有無窮個變數，它處於一個極為巨大可辨狀態空間中。但B往往只包含這極為巨大可辨狀態中的幾個有限狀態。例如一張橘子的彩色照片只能儲存橘子的顏色和二維形狀，它不能儲存橘子的氣味、味道、細胞形態等資訊。B的可辨狀態的多少決定著所儲存的資訊量的大小。比如我們問一個問題，今天進化而來的生物，會不會把自己進化歷史的資訊儲存在組成生物的電子之中？ 回答是明確的，一個電子中不可能含有生物過去歷史的資訊，因為世界上任何兩個電子都是一樣的，它的可辨狀態太小，不能儲存資訊。實際上，真正像圖2.10那樣的一—對應情況並不多。所謂一一對應，就是A有一個a1，B一定有一個b，與之對應，B有一個b，A也一定有一個a，與之對應。橘子與照片之間顯然沒有這種一一對應關係，橘子的酸味甜味在照片上就反映不出來。在很多情況下，A和B 之間是多一對應關係，假如在十億分之一的世界地圖上，八達嶺和十三陵只能用同一個點表示，在百萬分之一地圖上這兩個地方就很容易區分，當然再要分辨出定陵和長陵的位置還有困難。解析度高的地圖相應儲存的資訊量就大些。其實，我們也可以把資訊的儲存看作一種特殊的資訊傳遞過程，它也遵守資訊量衰減的規律。生物體能如此精確地保持成千上萬代不改變性狀，可以想像，遺傳物質所儲存的資訊量一定相當可觀，生物的性狀和基因密碼之間必定有相當精確的一一對應關係，任何照片和地圖都無法與
64 控制論和科學方法論之媲美。 （3）要使儲存下來的資訊可以被利用，我們必須具體地瞭解對應關係LAn和LBC。說起來也奇，有些學科看起來所研究的物件完全不同，例如考古學、犯罪偵破學和分子遺傳學，但它們本質上都是研究A、B、C可辨狀態之間的對應關係的。儲存資訊的環節 B 往往成為這些學科研究的中心。 考古學家會把一堆斷簡殘片或者一幅破爛的帛畫跟兩千年前發生的一場戰爭聯絡起來，偵探感興趣的也許是現場的一點血跡或者一個指紋，他會由此聯想到罪犯作案的情節和動機。相比之下，分子遺傳學家的任務就更艱鉅一些，他們不但要把遺傳密碼翻譯出來，還試圖透過改變密碼創造出一些新的物種。 我們最熟悉的資訊儲存無疑是我們人類自己的記憶過程，它幾乎每時每刻都在進行著。“記憶”這個詞本身就包含著“記”和“憶”兩個部分，前者意味著1 AB，後者意味著LB。 這種把生活中發生的事件記下來並且能夠在日後清晰地加以追憶的過程使我們把現在的行為與過去的行為聯成一氣， 使我們具有學習和積累經驗的能力，也使我們具有高度控制，調節與適應的能力。不過大腦中LAB與L.sx過程發生的機制還遠遠沒有弄清楚，人們對記憶過程中可辨狀態的物質基礎知道得還是太少了。 透過以上的分析，讀者或許可以從行為和結構的觀點來了解，儲存物質和儲存資訊有一個明顯的差別。儲存實物時，實際上我們要儲存無窮大的資訊。比如一個橘子，要計算它究竟包含了多少資訊幾乎是不可能的。而當我們儲存第二章資訊、思維和組織 65 資訊時，資訊量總是有限的，它只儲存了實物資訊的極小一部分，對我們的認識來說是有用的一部分。 2.7 資訊加工和思維我們的大腦跟體內其他器官有一個顯著的區別，它的主要職能不是加工物質，也不是加工能量，而是加工資訊的。 大腦也不同於感官，單純起一種傳遞資訊的通道作用。我們透過感官獲得客觀世界的資訊，在大腦中經過思維這一複雜的過被加工成新的資訊。我們在這裡討論幾種最簡單的資訊加工形式。 邏輯思維中最簡單的推理形式是三段論。三段論包括三個簡單判斷，每個判斷都含有一定的資訊量。三段論的實質是把大前提和小前提的資訊加工成結論的資訊。這種加工方式通常可以用可能性空間來表示。例如“狗是動物，花狗是狗，則花狗是動物”。動物、狗、花狗這三個概念分別表示三種可能性空間（圖2.11），大前提說“狗是動物”，顯然，狗的可能性空間包含在動物這種可能性空間之中，小前提說 “花狗是狗”，花狗的可能性空間又包含在狗這種可能性空間之中。那麼花狗的可能性空間當然也就包含在動物可能性空間之中了。判斷句的肯定聯項“是”，實際上指可能性空間的包含關係。這對數理邏輯有著決定性的意義。因為，這樣一來，邏輯思維可以歸為一種數學運算，用集合來表示可能性空間，用包含關係來描述判斷。邏輯推理的重要內容是從一些已知判斷求出新的判斷。比如，我們知道判斷1、判斷2、
66 控制論和科學方法論判斷3是正確的，就可推出其相交部分（見圖2.12）判斷4也是正確的。推理的過程是資訊加工的一種方式，它告訴我們可能性空間怎樣縮小是合理的。 動物 -判斷1 判斷3 一狗 -判斷2 花狗判斷4 圖 2.11 圖 2.12 有吋候我們所獲得的資訊並不反映一些確定性的事件， 我們經常要跟一些機率性的事件打交道。這種情況下就不能透過直觀來進行判斷了，我們經常要藉助數學方法來進行思維，從一些資訊求出另一些資訊。 我們來看一個例子。某一地區所有的深水井變枯了，地震大隊透過觀察獲得了這一資訊，從這一資訊來預報地震， 實質上就是從井水變枯這一資訊來推導地震是否將發生的問題。我們問：井水變枯了這一資訊中含有多少關於地震的資訊？這實際上就是說：在井水變枯條件下，不久將發生地震的可能性有多大，或者是說：地震這種可能性佔井水變枯這一事件可能性空間的百分之幾。 我們把關於地震是否發生和井水是否變枯的總可能性空間用表示，A表示井水變枯這一事件，B表示發生地震這一事件，A和B的共同部分D表示井水變枯和地震一起發第二章資訊、思維和組織 67 生的可能性空間。地震大隊已經獲得井水變枯的資訊，這就是說，可能性空間已由C縮小到A範圍。在A範圍中B事件的可能性有多大呢？這就是我們提的問題——井水變枯時地震的可能性有多大？我們可以用只表示（圖2.13）。 井水變枯的可能性空間A •總可能性空間C 在井水變枯的條件下發生地霞的可能性空間D •地震的可能性空間B 圖2.13 假定我們從這個地區統計資料中發現： （1）這個地區發生五級以上地震平均是3000年次。 （2）這個地區井水變枯平均為30年一次。 （3）地震發生前90％的井水要變枯。 現在井水變枯了，是不是90%以上要地震呢？我們來算一下吳的數目： P= A 品• 其中： D 90 1 B -100' B 1 C=3000，
68 控制論和科學方法論合=5 也就是在井水變枯的情況下，地震的可能性還不到1%， 這就得出比直觀判斷更正確的結論。 如果說邏輯思維主要是研究概念、判斷和推理的，那麼自由聯想就完全不同。我們由木頭想到樹，由樹想到春天， 由春天想到花，由花想到蜜蜂，思想像插上翅膀一樣可以飛得很遠很遠。自由聯想通常先由一個資訊 A變到和它有共同部分的另一個資訊 B，再由B變到和它有共同部分（但和A 並不一定有共同部分）的C過程等（見圖2.14）。 圖 2.14 有時，自由聯想構成一個封閉的迴圈，當人陷入到某一種情緒中去時，資訊運動常取這種形式（圖2.15）。通常這種思維方式是有害的，它使人老圍著幾個念頭打轉轉，形成一種封閉的思路，無法解脫出來，它與自由聯想正好相反，走到思想被束縛住的極端。我們思索一個問題如果出現了這種迴圈，就打不開新的思路，必須設法從中跳出來。失眠病人晚上睡不著覺，大腦中的資訊就常常以這種方式運動。嚴重的情況下，這種思維方式還會導致精神錯亂。
第二章資訊、思維和組織 69 B Li N2 n L E 概念空間形象空間留 2.15 圖 2.16 我們在第一章講過的共軛控制在思維過程中是十分重要的。從控制論角度看，人的思維空間可以分為兩個部分， 一個稱為形象空間，一個稱為概念空間。人在進行形象思維時，形象思維就是形象空間中資訊的運動。而概念空間代表抽象思維時資訊運動範圍。實際上，人在進行最簡單的推理時，都必須牽涉到這兩個空間的協調。在這種協調中，共軛控制是十分重要的。比如我們聽說一個人服了敵敵畏，馬上想到：這個人要死了。這個結論怎麼推出來的？顯然，光靠形象空間的資訊運動是解決不了這個問題的。因為如果你看見過一個人服敵敵畏後的全過程，你還有可能想像，服了以後會出現什麼症狀，這個人躺在床上，很痛苦，最後死了， 要從形象空間推出這一結論必須從前提N（圖2.16）推到結論 N2，在形象空間 A中，走過一段較長的連續曲線F。實際上任何人作推論都不是這樣的。一旦你知道這個人服了敵敵畏，形象空間出現資訊 N」，N」馬上透過一個變換L對映到概念空間 ni,n」代表一個人服了敵敵畏這樣一個抽象概念，
70 控制論和科學方法論沒有任何形象，D」根據邏輯關係f推出 n2，D：表示一個人要死了。然後 n.再經過1（逆變換）對映到 N2，即這個人要死了。死這一狀態也是形象的，喝敵敵畏這一狀態也是形象的，但中間的推導過程並不是形象的。這就是人在思維過程中運用共軛控制LfL 表示替F 的過程。這種思維過程人每天都在千百次地運用著，它有一個很大的特點—即既有形象，也有概念。 我們初步討論了思維過程一些比較簡單的形式，如記憶、邏輯思維、自由聯想等。思維中有一些更高階的資訊運動形式，如創造性和自我意識等，還有待大家去進一步研究探索。 2.8 資訊和組織人們常說，資訊這一概念跟一個系統組織的程度有關， 為什麼呢？在回答這一問題前，首先我們來問一個問題：什麼是組織？組織是怎樣形成的？ 生物體有自己的組織，社會集團和銀河系也有自己的組織。人們早已熟悉組織這一概念，並且不斷運用著。但組織究竟是什麼，並不是每個人都說得清。組織產生的過程實際上是一個系統從無聯絡的狀態，排除了許多別的可能聯絡方式，只取某一種或幾種聯絡方式的過程。比如很多小的氨基酸分子形成某一有固定結構的蛋白質，我們說分子組織起來，這無非是說，原來很多氨基酸分子之間的關係與位置是任意的，要形成一個大分子蛋白質，這些氨基酸必須排列在第二章資訊、思維和組織 71 一些固定的位置上，不能再取任何別的位置，如果位置發生新的變動，就會引起蛋白質的解體。把混亂的人群排成隊， 也是一種組織過程，這個過程的意義無非是原來每個人都可任意處在空間各點，而一旦排起了隊，可取位置的可能性就比原來大大地縮小了。一個組織的確定意味著只能發生這種或那種聯絡，而不能任意發生別種聯絡。因此，所謂組織過是事物之間聯絡的可能性空間從大變小的過程。或者說是從混亂無序發展到有秩序的過程，是一個建立聯絡的過程。 我們可以把組織過程用可能性空間形象地表示出來。 以三個人排隊例。如果A、B、C三個人在操場上自管自走來走去，我們就說由這三個人組成的人群是混亂的，沒有組織的。我們用座標軸SA表示A在操場上各點的位置，用SB 和S. 表示B和C的位置，由SA、SB、S.三根軸組成一個三維可能性空間。三個人的每一種位置組合都可以表示為這個空間的一個點。在沒有組織的情況下，這群人位置的組合狀態可以是這個空間中的任意一點（圖2.17M」）。如果有人下達了一個命令，規定“A、B、C三個人的位置必須呈一個正三角形”，那麼他們的行動就受到一定程度的約束，不過這種約束比較鬆散，第一個人和第二個人仍然可以自由地走來走去，只是第三個人必須按前兩個人的位置確定自己的行動。 學過解析幾何的讀者知道，這三個人的位置組織狀態在三維可能性空間中只能取一個平面上的點（圖2.17M：）。如果這三個人又接到一個命令，規定“A、B、C所呈的正三角形必須以操場中間的旗杆為中心”。他們的行動就進一步受到約
72 控制論和科學方法論束。不過第一個人還可以自由地走動，第二個人和第三個人都必須按第一個人的位置確定自己的行動。這時他們的位置組合狀態限於可能性空間中一條直線上的點（圖2.17Ms）。 如果進一步規定在這個以旗杆為中心的正三角形中，“A必須位於旗杆正北5米，B、C必須分別位於旗杆西南方和東南方”。那麼這三個人就受到一種最強的約束，他們都不能自由行動，在可能性空間中的狀態只能取惟一的一個點 （圖2.17MA）。 SB .• -SA -SA Sc Sc M， M， Sp SB •SA 一SA Sc Ms M. M， 組織過程 M； 圖2.17 M.