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著作概要

《自立系统的控制论理论》(1966 年)述评

马里安·马祖尔(Marian Mazur),《Cybernetyczna teoria układów samodzielnych》(《自立系统的控制论理论》)(1966 年),国家科学出版社(Państwowe Wydawnictwo Naukowe),华沙。全书包括序言、分为四个部分的十七章、结语、参考文献(141 条)、符号表、主题索引以及俄文和英文目录;插图 80 余幅。

本书把马祖尔此前在文章和报告中分段阐述的理论汇集为一部完整的论著。书的对象是自立系统(układ samodzielny),即词典中的自主系统——一种自行控制、并且以不丧失控制能力的方式控制自身的实体。在后来的著作中——在《Jakościowa teoria informacji》(《定性信息论》,1970 年)中已经如此,而在《Cybernetyka i charakter》(《控制论与性格》,1976 年)中固定下来——作者改用“自主系统”这一名称;词典即以此名收录该概念。

全书采用演绎式结构,从一般概念通向行为。第一部分确立概念工具(耦合、信息、系统的种类),第二部分描述系统内部的信息过程,第三部分描述能量过程,第四部分则由前两部分的结果组合出三个性格参数。计算和图表与取自生活和技术、以小号字排印的例子交替出现:例子用来说明论证,而不是证明论证。

序言(第 7–10 页)

序言说明理论为什么具有这样而非别样的形态。在最终版本中,马祖尔不再把生物体同机器相比较,而是研究一个一般概念,并从中推导出定理;为此付出的代价是必须重新构建思维、联结和动机等概念,并把性格移到论述的末尾。早期版本历时二十多年发展而成(作者把工作的开端定在 1942 年),曾以性格理论为工作标题;贯穿这些版本的是这样一种信念:心理可以用工程师描述调节所用的同一种语言来描述。维纳(Wiener)的控制论帮助作者把这一课题纳入科学之列,并使术语更加精确,尽管控制论本身朝着另一个方向发展。书中关于人的例子只起说明作用:结论适用于满足理论前提的任何实体,无论它是动物、人还是装置。

本章引入的概念:无——词典中没有出自本书这一部分的定义。

第 1 章 引言(第 11–17 页)

第一部分 基本概念(第 1–4 章)。

本章确立全书的方法。类比推理首先要求证明相似性,而且并不保证几项特征的一致会延及其余特征;马祖尔不用这种推理,而采用“概括法”:引入一个同时涵盖生物体和机器的更广的概念,并从它的性质演绎出二者的共同之处。这样的实体就是自立系统,而它的性格就是控制特性的总和。

框架是把控制论理解为一门关于控制的统一科学,既不分为技术控制论、生物控制论和社会控制论,也不把目的和动机排除在外——而这些恰恰是本书的主题。篇幅最多的是术语问题:作者不沿用心理学术语,因为它们描述的是症状而非原因;情绪、耐受度等少数词语,他只保留为重新定义的概念的名称。书中的演算使用物理量,但其中不带单位。

本章引入的概念:词典中无——本章的概念在词典中采用其他出处的定义(见正文中的链接)。

第 2 章 耦合(第 18–34 页)

本章的论点涉及这一概念的适用范围:马祖尔拒绝在技术上把控制分为“闭环”和“开环”的做法,因为在后者中同样存在回路——只不过回路中缺失的环节是设计了该装置的人。论证这一论点所需的工具很简单:单向耦合与反馈,以及以肯定方式或否定方式起作用的对象;简单的计算只得出两种反馈,即正反馈和负反馈,各有收敛和发散的变体以及振荡。

本章的第二个思想涉及自均衡过程,即势差自发消失的过程。由此得出把控制看作一条链的图景:对自发均衡——控制的主要对手——的每一次对抗,本身也是这样一种均衡,只是在别处被引发,而它自身又需要下一个环节。例证很简单,取自物理学、调节技术和日常经验。

本章引入的概念:无——词典中没有出自本书这一部分的定义。

第 3 章 信息(第 35–46 页)

本章做了两件事:为信息概念给出严格的定义——此前人们只用言语描述它——并为它补充物理层面的处理。物理层面的处理是控制的本性本身所要求的:在控制中,重要的是将发生哪一种反应、导致它的是怎样的能量流动,而以比特计的度量并不能回答这一点。作者将在《定性信息论》(1970 年)中展开这两条线索。

本章的结论是物理性的:在由相互连接的通道组成的整体中,码的任务由功率流的分布完成,而这种分布由传导度和势决定,它在关于相关作用的各章中还会再现。对全书其余部分最重要的是两套词汇的等同:在作者看来,刺激、反应、感受器、效应器和控制通道,与信息语言用别的名称称呼的东西——码、映像、原像、消息、信息(它们在本网站的词典中都有词条)——是同样的事物,只是从另一面加以描述。马祖尔顺带把信息的传送(消息改变,信息不变)与信息的处理(信息本身也改变)区分开来。这些概念由取自测量、制图、几何、电报和语言的例子加以说明。

本章引入的概念(2):效应器、感受器。

第 4 章 自立系统(第 47–59 页)

本章回答自立系统与其他实体有何不同这一问题,并把各种系统排成一个越来越丰富的序列。序列的顶端是自立系统:它有自己的稳态器——一个改变系统自身结构的器官——并且是自己的组织者。它的“自身利益”就是保持自我控制的能力,而离危险边界最远的状态就是功能平衡(作者在此援引坎农(Cannon)和艾什比(Ashby))。捍卫这种平衡有两条途径,作者把它们看作预防与治疗的对应物:一条经由相关器和对环境的反应,在损害发生之前起作用;另一条经由蓄能器,在损害已需要修复时起作用。

序列中较低的是:自控系统,有自己的相关器,但没有稳态器;可控系统,有自己的蓄能器,但由外部控制;最后是被组织系统,组织者既向它提供信息,也向它提供能量。在可控系统那里出现了功率收支:总功率分为散失到环境中的空耗功率和可支配功率。

整个序列的基础是这样一个论点:任何实体都由物质、能量及其分布(即结构)来描述,而控制就在于改变结构,结构的改变原来就是信息。三个因素的区分,作者用技术装置的例子加以说明。生物体都是自立的;自立的技术装置作者称为自主机(autonom),而描述系统控制特性的量则称为性格参数。

本章引入的概念(1):总功率。

第 5 章 记录(第 60–66 页)

第二部分 信息过程(第 5–10 章)。

本章导向这样的结论:系统从来无法支配纯粹的现在——即使是最新的刺激痕迹也是延迟形成的,因此“现在”与“从前”的差别归结为记录的年龄。这些记录就是记录迹(rejestraty),即由记录器在相关器中产生的关于过去的消息;它们的形成过程就是记录。借助记录迹,系统得以利用经验,接收到的消息也才对系统具有意义——意义取决于接收者先前记录下了什么。

本章最后一部分讨论痕迹的持久性。通道两端的要求恰好相反:感受器应当迅速恢复原状,记录迹则应当保持下去,但不能无限期地保持,因为相关器容量是有限的。因此需要让记录逐渐消退,即去记录(derejestracja)——最好消退的是最古老、与环境当前状态最不相符的记录。例子取自日常情境、测量仪器和记录装置。

本章引入的概念(1):记录器。

第 6 章 估计(第 67–68 页)

这一短章描述相关器的输出端,也就是记录的反面,并赋予决策一词以严格的含义:它是由估计器所改变的量超过阈值的那一时刻。这一定义也涵盖日常用语:只有因阈值已被超过而无法再逆转的东西才是决策,此前的一切都只是对阈值的逼近。估计本身决定哪一个效应器动作,尽管反应所需的能量由蓄能器提供;从开始增长到超过阈值的时间,马祖尔称为决策时间。

本章引入的概念(1):估计器。

第 7 章 相关作用(第 69–83 页)

本章最关键的新概念是反思势:系统自身把它加入相关作用,以增强所希望的刺激、抑制不希望的刺激,而不必听命于环境。马祖尔把记录器和估计器以多种方式相互连接的公共介质中的过程称为相关作用(korelacja);只有这样的介质才使系统能够对同一刺激作出不同的反应,因为在彼此独立的通道中,反应就会总是相同的。

这一描述是物理性的:相关功率是势与相关传导度的乘积,而决策在超过决策势之后作出。作者用一个取自自动控制的例子来说明全部过程,并把它与人的行为相对照;他还在表格中列出技术、生理学和控制论术语的对应关系,同时申明装置与人的相似是表面的,并将在第 10 章回到这一点。

本章引入的概念(7):相关元件、相关能、估计势、相关势、记录势、相关介质、反思势。

第 8 章 记录迹与相关流(第 84–104 页)

本章的主导思想是:学习、一般概念和错误的信念都出自同一种机制,即联结。当两个刺激同时作用或一个紧接着另一个作用时,它们的记录器之间的路径就会得到强化,此后其中一个刺激便可能引起本属另一个刺激的反应。在作者看来,一般概念的形成如同沉积:在许多相似的经验中,留存下来的是每一次经验中都重复出现的东西,而只遇到一次的细节则会消退。作者也用同一机制解释迷信:在迷信中,较早的事件被当作较晚事件的原因。

其物理基础是:相关功率的流动会增加其自身路径的传导度,这种增加是收敛的,有一定限度;马祖尔把传导度的增量称为刺激的记录迹,把与之相应的功率分布称为相关流;当增量涉及记录器之间的路径时,他称之为联结记录迹 / 联结相关流。他用这套语言描述感觉 / 感觉记录迹、表象 / 表象记录迹、三种学习方式,以及作为已知要素之新组合的创造。他还单独列出四种物理过程——记录迹的消退、同一刺激使其更新、功率从记录迹区域流走(功率撤离,detrakcja)以及功率的回流(retrakcja)——并表明日常所说的“遗忘”和“回想”把它们两两混为一谈。例子取自儿童和成人的日常经验、医学、动物实验以及迷信的历史。

本章引入的概念:词典中无——本章的概念在词典中采用其他出处的定义(见正文中的链接)。

第 9 章 动机(第 105–118 页)

本章的中心概念是动机:调整相关作用,使之促进对系统有利的反应、抑制不利的反应——这种调整是在相关器与稳态器的相互作用中完成的,因为在作者看来,动机的来源是这一循环,而不是某一个器官。经验在两个方向上巩固动机——系统此后会加快有利的反应(进攻性动机),而不让不利的反应发生(防御性动机)——但从自身的错误中学习可能是致命的。因此,马祖尔把本能理解为先天的动机,并顺带把人们对会思维的机器提出的指责颠倒过来:带着现成程序的恰恰是人。

这一机制有两个作用方向:稳态器对相关器的作用是反思,反方向的作用是情绪;其渠道是扰动势,它的升高和降低产生两种情绪。稳态器无法预知未来,因此根据相关器此刻的状态来评价反应;系统内部的干扰,它可以自行缓解,但当干扰过强而其来源在环境中时,能消除它们的只有反应。同一种势使系统能够在危险到来之前就对它作出反应;不过这种警觉是有代价的,因为系统在警觉时会破坏自身的平衡。最后几页把这些概念应用于日常生活中的行为。

本章引入的概念(14):有利反应、不利反应、减弱型反思、增强型反思、动机相关流、动机记录迹、解扰情绪、扰动情绪、进攻性相关流、进攻性记录迹、防御性相关流、反攻性动机、防御性记录迹、初始动机记录迹。

第 10 章 相关循环(第 119–129 页)

本章的结论是:在反思循环中不存在反应的第一原因,因此在自立系统中,同样的刺激可能引起不同的反应。本章同时修正了第 7 章中的比较:自控系统只知道把相关器与环境连接起来的反应循环,因此它只在人按反射行事时才与人相似。使人与自控系统区别开来的,是把相关器与稳态器连接起来的反思循环,以及二者交替出现的循环。马祖尔把思维置于反思循环之中——看法和信念的区别只在于思维结果的持久程度——也把意识置于其中,并把它与这一循环的持续存在联系起来。

与从反思循环向反应循环的过渡相联系的,是选择这一线索。动机冲突,即进攻性动机与防御性动机的较量,在机器和生物体中同样由能量的流动来解决——这与只有人才能解决“非形式化”动机冲突的观点相反——而结束冲突的是最快的相关流,而不是最好的那个;作者认为,有意识地犯下的错误正源于此。例子主要取自日常生活,也有取自文学、游戏和技术的。

本章引入的概念(1):动机冲突的解决。

第 11 章 自立系统的老化与扩展(第 130–137 页)

第三部分 能量过程(第 11–13 章)。

本章引出动性系数,即扩展速度与老化速度之比,第四部分将由此推导出性格类型学。作者通过材料的状态来定义这两个量。老化在这里取狭义,指材料品质的衰减;在这个意义上,即使系统的功率仍在增长,它也在老化。计算以材料品质呈指数下降这一假定加以简化。与之相抗衡的是扩展,即用从外部获取的能量增加材料量;扩展由稳态器控制,稳态器把扩展的速度与材料损坏的快慢联系在一起。

整个第三部分的背景是:自立系统必须抵御时间,因为自均衡过程使每一种结构赖以维持的能量消散。材料品质和材料量连同单位功率决定总功率,即系统能够安全处理的最大功率;在一生中,总功率先上升,然后下降。

本章引入的概念(4):老化曲线、老化系数、扩展曲线、扩展系数。

第 12 章 空耗功率(第 138–151 页)

本章证明自立系统不可能无限期地存续下去,并把存续时间——对生物体而言即死亡的时刻——确定为仅用于维持存在的支出与不断下降的总功率相等的那一点。

计算得出两个一般性结论。存续时间只取决于老化、单位功率和损耗度,即空耗功率(在生物体中为基础代谢)随材料量增长的系数;抑制增长不会改变存续时间,却会留下更多可供支配的功率。极端情形——完全不扩展的系统——对应于机器;生物体却不能这样,因为它从一个很小的胚芽起步。

本章引入的概念:词典中无——本章的概念在词典中采用其他出处的定义(见正文中的链接)。

第 13 章 工作功率(第 152–166 页)

本章的计算通向自由系数(词典中采用 1976 年的定义,表述不同):它度量可支配功率中有多大一部分留给系统自行选择;当它为零时,行为完全是被迫的。在此过程中,马祖尔把摄取的功率分解为若干部分。其中一部分为获取功率本身所消耗——这就是工作功率,它与空耗功率一起构成保障功率;超出的部分,即协调功率,被系统用于改善条件,而更好的条件与这部分盈余相互加强。不过,争取更好条件的目的是防御性的:它使系统能够活到老化所决定的终点,却不能推迟这一终点。

功率的摄取有两个界限:环境的富足程度和系统本身的承受能力。系统实际摄取并加工的功率,马祖尔称为内部功率,环境所提供的功率称为外部功率;对生物体,他也使用生理功率和社会功率这两个名称。在贫瘠的环境中,工作功率所占的份额增大,在极端情形下系统便无法维持下去。例子取自自然界、技术和社会生活。

本章引入的概念(5):内部功率、外部功率、保障功率、供能系数、协调功率。

第 14 章 性格动性(第 167–186 页)

第四部分 性格(第 14–17 章)。

第一个性格参数——性格动性——把第 11 章的动性系数移到对数标尺上:它表明系统扩展得比老化快还是慢。在这一标尺上区分出的性格类别——内动性、内静性、静性、外静性和外动性——最主要的区别在于系统以什么为控制目标:内动性者积累外部功率,考虑长远的后果;外动性者则为当下维持大量的功率储备,并迅速消除干扰。

作者申明,极端类型很少见,而且没有哪一种是“更好的”,因为每一种在群体中都扮演着各自的角色,也各有其偏差;随着年龄增长,动性从外动性移向内动性。本章相当大的篇幅是对动性在人的行为中种种表现的概览,随后汇集在一张详尽的表格中;在本章末尾,作者由此得出关于教育的结论。

本章引入的概念(1):性格类别。

第 15 章 性格广度(第 187–199 页)

第二个参数——性格广度——表明具有某种动性的系统所接受的刺激区间有多宽。它的实际意义在强迫的情形下看得最清楚:强迫只在耐受度终止之处才开始起作用,而其效力由易感度来衡量——系统能从环境中汲取的越少,易感度就越大。耐受度只取决于系统本身,并随年龄增长;易感度取决于环境;二者在词典中都采用 1976 年的定义,表述与本书不同。

从能量上看,广度是保障功率与总功率之比:维持自身所耗的功率越多,系统就越不挑剔。耐受度大则延长动机冲突,耐受度小则加快决策。两种成分的组合给出四种类型,作者以文学人物为例加以说明;而对资源突然损失和突然成功的反应表明,经过短暂的变化之后,耐受度恢复到原来的数值,易感度则稳定在新的水平上——损失之后更高,成功之后更低。

本章引入的概念:词典中无——本章的概念在词典中采用其他出处的定义(见正文中的链接)。

第 16 章 性格水平(第 200–207 页)

第三个参数——性格水平——是相关器中已联结的元件的数目,而决定行为的是当前水平,而不是极限水平:相关器先天的可能性还有待用联结去填充。作者把水平与智力(智商在他看来是一种间接的、统计性的测量)、领悟力和天赋联系起来,并用同一类记录器的密集程度来解释天赋。

论证是计算性的:如果所有路径的传导度都相同,系统就只能区分一个比特,而联结的可能数目随元件数的平方增长;记录器与估计器的比例在这里是次要的。起点是初始水平——马祖尔认为,说生物体继承了某种传导度分布,比说它从“白板”开始更合逻辑——而随着尚未联结的元件越来越少,增长逐渐减弱;上限由全部元件的数目决定。有利于这一增长的是频繁、强烈和所希望的刺激以及足够长的学习,有害的是一切唤起扰动情绪的东西,而不用的联结会消退。例子取自医学、游戏和收藏、学校以及计算技术。

本章引入的概念(4):初始水平、极限水平、可同化度、刺激相对频率。

第 17 章 性格的演变(第 208–214 页)

本章以性格结晶化这一概念作结:从表观性格突然转变为真实性格,其名称得自与晶体从过饱和溶液中析出的类比。马祖尔以此解释真正的皈依,并把它与虚假的皈依区分开来——后者源于失去资源后易感度的暂时提高,资源恢复时便会消失。结晶化之所以可能,是因为性格有时只是表观性格:当本质上对系统有益的东西与某种不愉快的东西联结在一起时,系统便不自觉地与自身的倾向作斗争——典型的情形是把人与其他刺激隔绝开来的教育。

这种扭曲的根源是其他系统施加的强加刺激;随机刺激和由系统自身反应所引起的诱发刺激则起相反的作用,越来越清楚地显露出真实性格。动性本身只有在匮乏威胁到生存时才会在环境影响下改变,而且总是朝着内动性的方向;资源的变化只会改变广度。描述这些变化的是三个参数的图,划分成类别之后则是性格正方形,个人在其上由一个点或一条线段表示,群体则由一个区域表示。例子取自文学、童话、极端情境和日常生活。

本章引入的概念(7):性格正方形、性格图、强加刺激、随机刺激、诱发刺激、真实性格、性格结晶化。

结语(第 215–216 页)

结语提出自由意志的问题,并以循环的差别来回答:自立系统借助反思循环,通过自己的稳态器支配自身,而局限于反应循环的自动机,其反应则由环境强加。在这一理解中,自由意志原来是这种自我支配的名称,并不需要物理定律的例外。不过,作者把最终定论留给专家,并把理论的结论限于确实是自立系统的实体。

本章引入的概念:无——词典中没有出自本书这一部分的定义。

阅读建议

先读第 1 章和第 4 章:第 1 章解释方法和术语,第 4 章梳理系统的种类。第 2 章和第 3 章、第三部分以及第 15 章计算最多——只需跟踪结论和图表即可。全书的核心是第 7–10 章;要慢慢读,并对照词典,因为每个概念都建立在前一个概念之上。第四部分最易读懂;其中对行为的描述为第二部分和第三部分的论证提供了例证,而马祖尔在《控制论与性格》(1976 年)中发展了性格理论。

本书在词典中的概念

本书在词典中的概念:词典收录出自本书的 48 个词条(48 条定义),其中 27 个属于性格理论领域,21 个属于控制论领域。

各章所附列表收录的是词典定义出自该章的词条。本书的许多其他概念,如稳态器、相关器、情绪或耐受度,在词典中采用马祖尔后来著作中的定义——正文中有指向它们的链接。这些后来的定义在表述上有时与本书不同。

本文为自撰述评,工作版本;概念定义见词典,均注明出处。

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