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化學研究中的控制論方法


化學先生 / 2019-08-20

      控制論是研究控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)共同規(guī)律和控制方法的科學，它舍棄了具體系統(tǒng)的具體控制方法，而去探索它們的普遍本質(zhì)。該理論方法的創(chuàng)始人是美國的維納(N. Wiener,1894~ 1964),他在1948年出版了《控制論)一書，把控制論(Cyber-netics)定 義為“關于機器和生物的通信和控制的科學”。實際上控制一詞，來源于希臘文的掌舵術。在狩獵過程中，對運動靶的射擊，自動火炮等多種領域都涉及控制問題。


       從第二次世界大戰(zhàn)開 始,維納和別格羅(J. Bigelow)合作,研究防空火炮的自動控制問題，他們詳細探索了負反饋對自動火炮控制調(diào)節(jié)作用，1943年發(fā)表了《行為，目的和目的論》的著名論文。這是控制論產(chǎn)生的一個里程碑。1943~ 1944年，由維納和馮.諾伊曼發(fā)起，在美國普林斯頓市召開了由工程師、生物學家、數(shù)學家等多方面專家參加的交叉學科的學術討論會,討論了控制論的有關問題。1946 年，紐約還召開了討論反饋問題的學術會議，這兩次會議對控制論的產(chǎn)生和發(fā)展起了推動作用。1947 年，維納參加了在法國的南錫召開的數(shù)學學術討論會。會議期間，赫曼書店的弗里曼要求維納寫一部專著出版，維納答應了這個要求,在1948年出版了《控制論)一書，從而宣告了這門科學的正式誕生。此后，中國科學家錢學森在1954年把控制論的思想用于工程技術的研究，著有(工程控制論)專著。近半個世紀以來，控制論的思想方法已滲透到各種科學技術領域之中。例如,在化學的實驗設計，化學反應的自動控制，化工生產(chǎn)的設計、施工、管理生產(chǎn)流程的調(diào)控等多方面都需要控制論的科學方法作指導。尤其是大型綜合性的化工生產(chǎn)，系統(tǒng)控制方法起著主導和關鍵的作用。

    和系統(tǒng)論、信息論、控制論相聯(lián)系的理論方法還很多。如米勒在1949年提出的“行為科學”的理論方法,諾貝爾獎獲得者、化學家艾根1977年提出的“超循環(huán)自組織理論”，日本的槌田敦在20世紀70年代提出的“資源物理學”,還有諸如運籌學、博弈論、對策論、社會控制論、經(jīng)濟控制論、數(shù)學中的莫薩洛維克體系、懷莫爾體系、克勒體系等。這些系統(tǒng)性的理論方法互相聯(lián)系，互相補充、互相滲透，共同推動著科學的發(fā)展。近年來影響比較大的系統(tǒng)理論是耗散結構理論、協(xié)同學、突變理論。下面再把這幾種理論和方法作些說明。

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