化学研究中的控制论方法

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化学研究中的控制论方法

化学先生 / 2019-08-20

控制论是研究控制系统和信息系统共同规律和控制方法的科学，它舍弃了具体系统的具体控制方法，而去探索它们的普遍本质。该理论方法的创始人是美国的维纳(N. Wiener,1894~ 1964),他在1948年出版了《控制论)一书，把控制论(Cyber-netics)定义为“关于机器和生物的通信和控制的科学”。实际上控制一词，来源于希腊文的掌舵术。在狩猎过程中，对运动靶的射击，自动火炮等多种领域都涉及控制问题。

从第二次世界大战开始,维纳和别格罗(J. Bigelow)合作,研究防空火炮的自动控制问题，他们详细探索了负反馈对自动火炮控制调节作用，1943年发表了《行为，目的和目的论》的著名论文。这是控制论产生的一个里程碑。1943~ 1944年，由维纳和冯.诺伊曼发起，在美国普林斯顿市召开了由工程师、生物学家、数学家等多方面专家参加的交叉学科的学术讨论会,讨论了控制论的有关问题。1946 年，纽约还召开了讨论反馈问题的学术会议，这两次会议对控制论的产生和发展起了推动作用。1947 年，维纳参加了在法国的南锡召开的数学学术讨论会。会议期间，赫曼书店的弗里曼要求维纳写一部专著出版，维纳答应了这个要求,在1948年出版了《控制论)一书，从而宣告了这门科学的正式诞生。此后，中国科学家钱学森在1954年把控制论的思想用于工程技术的研究，著有(工程控制论)专著。近半个世纪以来，控制论的思想方法已渗透到各种科学技术领域之中。例如,在化学的实验设计，化学反应的自动控制，化工生产的设计、施工、管理生产流程的调控等多方面都需要控制论的科学方法作指导。尤其是大型综合性的化工生产，系统控制方法起着主导和关键的作用。

和系统论、信息论、控制论相联系的理论方法还很多。如米勒在1949年提出的“行为科学”的理论方法,诺贝尔奖获得者、化学家艾根1977年提出的“超循环自组织理论”，日本的槌田敦在20世纪70年代提出的“资源物理学”,还有诸如运筹学、博弈论、对策论、社会控制论、经济控制论、数学中的莫萨洛维克体系、怀莫尔体系、克勒体系等。这些系统性的理论方法互相联系，互相补充、互相渗透，共同推动着科学的发展。近年来影响比较大的系统理论是耗散结构理论、协同学、突变理论。下面再把这几种理论和方法作些说明。

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