阿什比(W. Ross Ashby)
阿什比(W. Ross Ashby,1903–1972)——英国精神病学家,控制论三大奠基人之一(另两位是维纳与麦卡洛克)。维纳这一支关注反馈与通信;阿什比这一支关注多样性、调节、适应。他参加过梅西会议(Macy Conferences),后来又与冯·福斯特一起在生物计算机实验室工作;留下一部传奇性的、长达 25 卷的工作日志。
他的几根支柱
① 必要多样性定律(1956)
"唯有多样性才能消灭多样性。"
记号多样性
V(X)= 集合X中可区分状态的数目(阿什比用它衡量"有多少种可能";换算成比特就是该数目取log₂)。D表示扰动,R表示调节器的响应,E表示本质变量/结果变量。于是:要让结果保持稳定,就需要
R ≥ D。这是控制的守恒定律:你能压制多少混乱,上限由你自己拥有多少多样性决定。
② 超稳定性 + 本质变量 + 稳态机(Homeostat)
一个系统能够存活,靠的是把本质变量维持在限度之内;一旦它们偏离,就会启动第二重反馈(一个阶梯式机制),随机地重新组织参数,直到稳定性恢复(这就是超稳定性)。稳态机(Homeostat,1948)是一台真正实现了这一点的物理机器——通过自我重构来寻求稳定。适应,就是在配置空间中搜索一个能让本质变量保持在界限内的配置。
③ 奠基性的著作
《大脑的设计》(Design for a Brain,1952);《控制论导论》(An Introduction to Cybernetics,1956)——这两本书让控制论变得严谨且可教(状态转移、黑箱、多样性、必要多样性)。
④ 良好调节器(与他的学生 Conant,1970)
把必要多样性磨得更细:不只是要有足够的多样性,还要有正确的结构——一个模型。详见 good-regulator-theorem。
⑤ 自组织
确定性的动力系统会落入吸引子/平衡态("组织即约束");但严格来说,一台机器无法在没有选择机制的情况下凭空自组织出秩序。
到底有多严谨?
处于中间地带:严谨但基础;修辞的力量常常超过数学的深度。
- 必要多样性——一个真实、可证明的不等式(一种鸽笼原理/信息论式的守恒定律;其真正的内容是一个不可能性下界:低于某个多样性阈值,调节就是不可能的)。但它很浅(鸽笼原理级别),风险出在应用环节:现实系统要求你真的去定义/数出"多样性",而这一步通常被一笔带过——于是定理本身是严谨的,但援引它的说法常常只是修辞。
- 良好调节器——最接近"拜物"风险的一个:原始证明受到过批评,它所建立的"模型"是一个弱的形式化对象,而它常常被引用为比它实际证明的更强。不要把它当作一个硬定理来用。
- 超稳定性/稳态机——根本不是一种形式化:它是一个诚实的、可搭建的机制/演示,不是一个需要被拜物的定理。
- 状态机/多样性装置——干净、可靠、基础;一旦推广到连续/复杂系统(在那里对多样性计数),就会吃力。
结论: 比社会科学中的数学拜物更好(他的数学有真实内容,不是装饰性的 U=f(x,y));比深刻的数学更弱(基础;应用常常超出其证明范围)。他的天才在于框架 + 几条真正的守恒定律,而不在于深度。
一句话
阿什比开创了控制论中多样性/调节/适应这一支;必要多样性是一条严谨但基础的守恒定律——是对任何调节器都成立的真实必要条件。超稳定性是自适应搜索的原型;良好调节器(不如其名声那么强)把多样性磨成了结构。