诺伯特·维纳:主要发现、理论观点、生平故事、成长经历、成就贡献( 二 )


第三年,他的兴趣又转向了生物学 。这一次他似乎真的钻进去了,他认定自己应该成为一个生物学家 。他常常偷偷跟着生物系的学生外出采集标本,自己博取生物系实验室看门老头的好感和信任,以便经常溜进去看人家做实验,要不是后来闯了一次祸,他这种小灶也许一直可以开到毕业 。
一次,他企图自己做一次解剖实验 。便约了两个同学,从那位善良的看门人手中要来了一只豚鼠,溜到实验室中解剖起来 。但由于他们行动远没有思想跑得快,显得手忙脚乱,结果不但忘了用麻药,结扎动脉时也没有正确地将动脉与连在一起的静脉及神经分开,致使手术还没有做完,那头可怜的豚鼠就活活疼死了 。这下闯了大祸,生物系的教授金斯气冲冲地闯了进来,大发雷霆 。因为在那里,如此不人道的活体解剖是犯法的,很可能使实验室被取消解剖权 。
这件事情发生后,维纳受到了多方的冲击,不得不把神荡不已的心再重新收回数学上来 。直至18岁那年以一篇有关数理逻辑的论文在哈佛大学取得博士学位 。
拿到博士学位后,维纳来到英国的剑桥深造 。在这里,他所师从的是他的第一个启蒙导师、大哲学家、大数学家罗素 。脱离父亲的直接管束及剑桥清新的学术氛围,使维纳感到心清气爽,神采飞扬 。富有英国贵族气派的罗素的非凡气度、聪慧头脑、杰出思想,以及优雅流畅的语言陈述,都使维纳如痴如醉地叹服 。第一次与第一流学者探讨交流,又使他倍感庄严和神圣 。可是没多久,罗素便凭他敏锐的洞察力,发现了维纳不是那种专心于数学而不渝的人 。于是,罗素因材施教,对他进行哲学启蒙 。在罗素的启发下,维纳把以前零散的哲学知识变成了思维工具,懂得了建立学科间关系的意义 。这里所得的教益,是维纳最终选择交叉学科作为研究方向的最早萌芽 。
一年后,由于罗素外出讲学,维纳转投到德国哥廷根大学希尔伯特门下 。希尔伯特是人类有史以来所出现过的最伟大的数学神才,几乎可以说是世界上惟一一个真正通晓一切现代数学领域的数学家 。来到哥廷根大学后,希尔伯特思想之深刻,视野之广阔,知识之渊博,简直使维纳为之震惊 。把数学作为一种打开自然之谜的工具和技术,这与当时把数学作为纯粹形式系统不同的深邃见解影响了维纳,使他能最后以数学统一物理、工程、神经生理等领域 。只有在这里,他才真正读懂了数学,爱上了数学 。原来,数学与他那万花筒般的幻想世界是一致的 。
创立控制论,这是一项需要有广博知识、敏锐洞察力,并且在科学、哲学、技术各部门有浓厚功底的工作 。非维纳这类人才所不能为 。所幸的是恰好在社会需要这个人物之前,出现了里奥、罗素、希尔伯特、塔夫茨等人 。这是维纳的幸运,也是历史的幸运 。

对维纳的工作起直接刺激作用的是两次世界大战 。
一战爆发后,维纳充军报国 。作为数学家他在阿伯丁兵器实验厂参加编制高炮射程表的工作 。由于这时飞机速度已很快,射程表编制程序繁难冗杂 。维纳应用其数学理论出色地完成了很多工作 。这里他第一次接触防空火炮系统,第一次感到高速计算的重要性,也是他第一次出色地以数学理论解决物理学问题 。
战后,他选择了把数学和物理学结合在一起的工作,这是真正能发挥其蓄存已久的优势的工作 。他四面出击,几乎到处成功 。他抛弃了那种从纯形式体系研究数学的理论傲慢,认为“一个有用的数学家必须是改变现实的有力因素” 。’在数学和物理结合的道路上取得初步成功后,他开拓了数学与工程技术及其他学科结合的新路子并且依然是捷报频传 。为此,1933年,39岁的维纳被选为美国科学院院士 。
几年后,新的世界大战又一次席卷了欧洲 。作为盟国,美国也参与了战争 。维纳参加了防空火炮装置的设计工作 。由于德国占有空中优势,盟军处于守势,防御成了大问题 。
这时的飞机飞得更快了,已经与追打它的炮弹的速度相差无几 。火炮不能直瞄飞机,必须给出提前量——打飞机下一时刻可能到的位置——让炮弹与飞机同时到达空间的某一点 。这时,人的眼力、心力和体力已跟不上飞机速度方向的变换,提高命中率的出路只能在机器了 。然而,飞机在空中三维空间,加速、减速、拔高、俯冲、转向、翻滚自由度很大,机器如何判断飞机下一时刻的动作呢?
维纳苦思冥索 。自动火炮瞄准飞机,就像猎手瞄准飞鸟一样,自动火炮与猎手的共同之处是什么呢?最后维纳终于找到了信息和反馈这两个关键因素 。人和机器的控制都是根据信息调整动作,发布命令指挥动作的目的性过程 。目的性的实验全仰仗于根据信息对行为的负反馈 。

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