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去开垦、去发掘、去探讨。相信在不远的将来，在对策论这片土地上，会绽
开更多、更美的花朵。
控制论的发展
控制论在科学史上的位置
在人们认识世界、改造世界的漫漫长夜中，不时闪烁着智慧的火花；在
广阔的科学处女地上，遍布着开拓者们的足迹。环顾仰视，我们不难发现一
座座人类科技史上的丰碑。
这里是牛顿等著名科学家建造的一座宏伟殿堂——经典物理学，它庄
严、博大、精湛。那浑然一体的坚强柱石，那硕大的穹隆，无不令人肃然起
敬。它不愧是一代科学之宫，领导了 200 多年的世界科学潮流，造成了以机
器、轮船、铁路、电力、汽车和飞机等为代表的工业革命。
然而，较之本世纪初比肩崛起的另两座巍巍丰碑…量子力学和相对论来
说，经典物理学之宫却显得低矮陈旧了一点。站在这两座丰碑之巅，人类的
视野更加开阔，科学技术开始冲破传统范围，导致了本世纪整个自然科学在
纵深方向的一场革命，形成了探测微观世界和洞察宏观宇宙的两个前沿阵
地。
不过人们也注意到，量子力学、相对论领导的这场自然科学革命，尽管
它的理论高度大大超过了经典物理学体系，却没有像经典物理学那样引起生
产与社会文明的爆发性飞跃。
正当物理学家们步履艰难地迈着沉重步伐攀登之时，人们惊奇而又欣喜
地发现：一个前所未有的科学技术与生产突飞猛进的新时代，就诞生在第二
次世界大战的废墟之上。它并不直接来源于自然科学纵深方向的发展，而是
来源于科学技术的横向突破。新时代的科学技术革命几乎深入到人类活动的
所有领域，汇成了波澜壮阔的强大浪潮，并迅速构筑了那一片高耸入云的摩
天大厦，而支撑这片大厦的擎天柱就是系统论、信息论和控制论，简称为三
论。
无论是系统论、信息论，还是控制论，都与以往的任何学科不一样的，
它们不是以客观世界的某种物质结构、属性和运动形式作为研究对象，而是
一类别开生面的“横断科学”，就控制论而言，是似各种物质结构及其内部
运动规律的共同特点——信息传递和变换为研究对象，即研究各种现实系统
共同的控制规律。它既不限于自然科学，也不属于社会科学，而是横跨各个
学科，超出了其他学科的局限性，为各门学科找到了共同的内涵。控制论揭
示了机器与生物系统信息控制的共同规律，把反馈控制的原理扩展到生物、
经济和社会系统，为后来控制理论在非工程系统中的应用提供了理论基础。
究其本质而言，控制论是一门方法论学科，它是集当代哲学、社会科学、自
然科学和数学之大成而产生出来的多学科综合体，即具有形成结构上的多学
科性，研究方法上的综合性等显著特点。因此，控制论享有“交叉科学”、
“边缘科学”和“横断科学”的美称。
我们可以看到，当今众多的学者和科技人员，都在他们自己的领域，如
政治学、经济学、社会学、工程学、生物学、医学、教育学等方面，探讨和
运用以控制论方法为主的现代科学方法。控制论与每门学科的具体方法有机
地结合以后，又产生了一个又一个的边缘学科。
控制论的诞生
美国科学家维纳是世界公认的控制论的奠基人。他于 1048 年出版发行的
《挖掘论》一书被认为是控制论学科诞生的重要标志。
说起维纳创立控制论学科的过程，还有一段传奇般的故事呢！
那是在本世纪 30 年代末期，美国马萨诸塞州府波士顿市附近的剑桥，一
家装修并不豪华的小酒店里，每月都可看到一群年轻人在这里围着了一张大
圆桌饮酒、交谈。有的衣冠楚楚、西装革履，有的衣衫不整、不修边幅，让
人猜不透这群人的真实身份。他们偶尔轻言细语偶尔又争论不休。交谈和争
论的话题也是海阔天空、相当广泛，涉及数学、物理、生物、医学、工程、
机械、社会、经济等。他们的思想和观点，在当时是非常新颖而略显出格的，
但听了使人耳目一新。
别以为这是一群年轻人在发酒疯、过酒瘾，其实是哈佛医学院的神经生
理学家阿托罗·罗森勃吕特博士领导的关于科学方法论的午餐讨论会。讨论
会的成员包括许多学科的年轻科学家，大都在本专业和其他科学领域有着广
博的知识，思想异常活跃，具有独特的科学见解。该讨论会的一些积极成员，
后来都成为名闻遐迩的大科学家，如诺伯特·维纳（创立控制论）、冯·诺
依曼（V·Neuman）（计算机科学之父）、C．E．申农（Shannon）（信息论的
奠基人）等。
正是因为积极参与这个讨论会，维纳的思想受到极大的影响。首先，维
纳认识到，在科学发展上可以得到最大收获的领域，是已经建立起来的各门
学科之间容易被人忽视的科学边缘（维纳称之为“科学处女地”）。控制论
的创立正是他在这块“科学处女地”上辛勤耕耘的结果。其次，讨论会集中
了大批的各种学科的杰出人材，讨论中往往是从不同科学领域的不同角度去
谈论问题，同时也从本学科的角度去理解别人提出的问题。这使维纳极大地
开阔了眼界，增长了见识，活跃了思想，融汇贯通了他自己过去在许多领域
中的独特见解。再加上他本人渊博的知识，以及与几位合作者（如罗森勃吕
特、别格罗以及当时在麻省理工学院任教的中国学者李郁荣博士等）的共同
研究，最后才形成了控制论的基本思想。
诺伯特·维纳不仅勤奋好学，还十分聪慧。正如他自己在自传《昔日神
童》中写的：“我曾经是个名副其实的神童。因为我不到十二岁就进入大学，
不到十五岁就获得学士学位，不到十九岁就成了哈佛大学的哲学博士。”他
又是一位数学家，曾经在赫赫有名的英国数学家罗素教授的影响下专攻数
学，在纯数学理论上取得了很大进展。但是他成长为一个著名的数学家却相
当缓慢。他从小无书不读，家庭教育过分苛刻，使他成为一个性格奇特的人。
他对数学、物理学、博物学等许多学科都有着浓厚的兴趣，加上他严谨的科
学态度、孜孜不倦的探索精神和敢于创新的意识，使他成为一个对社会、对
人类大有贡献的杰出人物。
钱学森与控制论
与控制论其他分支比较起来，工程控制论是最早形成的一门学科，其研
究方法也最为成熟。而其他控制论分支大多是借鉴工程控制论的分析方法，
在各自领域内开展研究。工程控制论，也就是人们通常说的控制理论，是我
国著名科学家钱学森创立的。他于 1954 年出版的专著《程控制论》，标志着
这门学科的诞生。该书从技术观点出发对各种工程控制系统的自动控制原理
作了全面总结和探讨，奠定了工程控制论的基础，指出了工程控制论的发展
方向，推动了自动化技术在工程中的广泛应用，是世所公认的工程控制论经
典著作。
纵观控制理论几十年的发展过程，人们习惯上把它分为经典控制理论、
现代控制理论和大系统理论 3 个阶段，下面我们就分别加以叙述。
1．经典控制理论（40～50 年代末）
本世纪 40 年代，为了改善工业自动调节系统，特别是第二次世界大战中
为解决军事装备自动控制系统的性能，逐渐形成了以分析和设计单变量（即
一个物理量）控制系统的经典控制理论和方法。这期间，着重研究的是单机
自动化或局部自动化。例如，用自动调节器来控制锅炉的水位、发电机的电
压及电动机的转速。更为复杂的控制系统有大炮的自动瞄准、飞机、舰艇的
自动导航和舵位控制系统等。经典控制理论应用于工程实践，最成功的例子
是美国的陆军于 1944 年发明的自动防空火炮系统。该系统中包括雷达自动搜
索和跟踪目标（敌机），同时控制高炮自动对准飞行中的敌机，自动计算出
炮弹发射方向，自动装入定时起爆引信，炮弹自动上膛和发射，直到击落敌
机或敌机逃跑为止。这样一个复杂的作战过程，居然能够全部自动化，而且
比人操作更灵巧，命中率也高得多，在当时看来，的确是个奇迹。
2．现代控制理论（60 年代初～现在）
50 年代以来，控制理论