諾伯特·維納:主要發現、理論觀點、生平故事、成長經歷、成就貢獻( 二 )


第三年,他的興趣又轉向了生物學 。這一次他似乎真的鉆進去了,他認定自己應該成為一個生物學家 。他常常偷偷跟著生物系的學生外出采集標本,自己博取生物系實驗室看門老頭的好感和信任,以便經常溜進去看人家做實驗,要不是后來闖了一次禍,他這種小灶也許一直可以開到畢業 。
一次,他企圖自己做一次解剖實驗 。便約了兩個同學,從那位善良的看門人手中要來了一只豚鼠,溜到實驗室中解剖起來 。但由于他們行動遠沒有思想跑得快,顯得手忙腳亂,結果不但忘了用麻藥,結扎動脈時也沒有正確地將動脈與連在一起的靜脈及神經分開,致使手術還沒有做完,那頭可憐的豚鼠就活活疼死了 。這下闖了大禍,生物系的教授金斯氣沖沖地闖了進來,大發雷霆 。因為在那里,如此不人道的活體解剖是犯法的,很可能使實驗室被取消解剖權 。
這件事情發生后,維納受到了多方的沖擊,不得不把神蕩不已的心再重新收回數學上來 。直至18歲那年以一篇有關數理邏輯的論文在哈佛大學取得博士學位 。
拿到博士學位后,維納來到英國的劍橋深造 。在這里,他所師從的是他的第一個啟蒙導師、大哲學家、大數學家羅素 。脫離父親的直接管束及劍橋清新的學術氛圍,使維納感到心清氣爽,神采飛揚 。富有英國貴族氣派的羅素的非凡氣度、聰慧頭腦、杰出思想,以及優雅流暢的語言陳述,都使維納如癡如醉地嘆服 。第一次與第一流學者探討交流,又使他倍感莊嚴和神圣 。可是沒多久,羅素便憑他敏銳的洞察力,發現了維納不是那種專心于數學而不渝的人 。于是,羅素因材施教,對他進行哲學啟蒙 。在羅素的啟發下,維納把以前零散的哲學知識變成了思維工具,懂得了建立學科間關系的意義 。這里所得的教益,是維納最終選擇交叉學科作為研究方向的最早萌芽 。
一年后,由于羅素外出講學,維納轉投到德國哥廷根大學希爾伯特門下 。希爾伯特是人類有史以來所出現過的最偉大的數學神才,幾乎可以說是世界上惟一一個真正通曉一切現代數學領域的數學家 。來到哥廷根大學后,希爾伯特思想之深刻,視野之廣闊,知識之淵博,簡直使維納為之震驚 。把數學作為一種打開自然之謎的工具和技術,這與當時把數學作為純粹形式系統不同的深邃見解影響了維納,使他能最后以數學統一物理、工程、神經生理等領域 。只有在這里,他才真正讀懂了數學,愛上了數學 。原來,數學與他那萬花筒般的幻想世界是一致的 。
創立控制論,這是一項需要有廣博知識、敏銳洞察力,并且在科學、哲學、技術各部門有濃厚功底的工作 。非維納這類人才所不能為 。所幸的是恰好在社會需要這個人物之前,出現了里奧、羅素、希爾伯特、塔夫茨等人 。這是維納的幸運,也是歷史的幸運 。

對維納的工作起直接刺激作用的是兩次世界大戰 。
一戰爆發后,維納充軍報國 。作為數學家他在阿伯丁兵器實驗廠參加編制高炮射程表的工作 。由于這時飛機速度已很快,射程表編制程序繁難冗雜 。維納應用其數學理論出色地完成了很多工作 。這里他第一次接觸防空火炮系統,第一次感到高速計算的重要性,也是他第一次出色地以數學理論解決物理學問題 。
戰后,他選擇了把數學和物理學結合在一起的工作,這是真正能發揮其蓄存已久的優勢的工作 。他四面出擊,幾乎到處成功 。他拋棄了那種從純形式體系研究數學的理論傲慢,認為“一個有用的數學家必須是改變現實的有力因素” ?!跀祵W和物理結合的道路上取得初步成功后,他開拓了數學與工程技術及其他學科結合的新路子并且依然是捷報頻傳 。為此,1933年,39歲的維納被選為美國科學院院士 。
幾年后,新的世界大戰又一次席卷了歐洲 。作為盟國,美國也參與了戰爭 。維納參加了防空火炮裝置的設計工作 。由于德國占有空中優勢,盟軍處于守勢,防御成了大問題 。
這時的飛機飛得更快了,已經與追打它的炮彈的速度相差無幾 ?;鹋诓荒苤泵轱w機,必須給出提前量——打飛機下一時刻可能到的位置——讓炮彈與飛機同時到達空間的某一點 。這時,人的眼力、心力和體力已跟不上飛機速度方向的變換,提高命中率的出路只能在機器了 。然而,飛機在空中三維空間,加速、減速、拔高、俯沖、轉向、翻滾自由度很大,機器如何判斷飛機下一時刻的動作呢?
維納苦思冥索 。自動火炮瞄準飛機,就像獵手瞄準飛鳥一樣,自動火炮與獵手的共同之處是什么呢?最后維納終于找到了信息和反饋這兩個關鍵因素 。人和機器的控制都是根據信息調整動作,發布命令指揮動作的目的性過程 。目的性的實驗全仰仗于根據信息對行為的負反饋 。

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