序言：一个偶然性的宇宙观念

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 二十世纪的发端不单是一个百年期间的结束和另一个世纪的开始，它还标志着更多
的东西。在我们还没有完成政治的过渡之前，亦即从在整体上是被和平统治着的上一个
世纪过渡到我们刚刚经历过的充满战争的这半个世纪之前，人们的观点早就有了真正的
变化。这个变化也许首先是在科学中表露出来，但这个影响过科学之物，完全可能是独
自导致了我们今天在十九世纪和二十世纪的文学和艺术之间所看到的那种显著的裂痕。
 牛顿物理学曾经从十七世纪末统治到十九世纪末而几乎听不到反对的声音，它所描
述的宇宙是一个其中所有事物都是精确地依据规律而发生着的宇宙，是一个细致而严密
地组织起来的、其中全部未来事件都严格地取决于全部过去事件的宇宙。这样一幅图景
决不是实验所能作出充分证明或是充分驳斥的图景，它在很大程度上是一个关于世界的
概念，是人们以之补充实验但在某些方面要比任何能用实验验证的都要更加普遍的东西。
我们决计没有办法用我们的一些不完备的实验来考查这组或那组物理定律是否可以验证
到最后一位小数。但是，牛顿的观点就迫使人们把物理学陈述得并且用公式表示成好象
它真的是受着这类定律支配的样子。现在，这种观点在物理学中已经不居统治地位了，
而对推翻这种观点出力最多的人就是德国的玻耳兹曼(Bolzmann)和美国的吉布斯(Gibbe)。
 这两位物理学家都是彻底地应用了一个激动人心的新观念的。他们在物理学中所大
量引进的统计学，也许不算什么新事物，因为麦克斯韦（Mexwell）和别的一些人早已认
为极大量粒子的世界必然地要用统计方法来处理了。但是，玻耳兹曼和吉布斯所做的是
以更加彻底的方式把统计学引入物理学中来，使得统计方法不仅对于具有高度复杂的系
统有效，而且对于象力场中的单个粒子这样简单的系统同样有效。
 统计学是一门关于分布的科学，而这些现代科学家心目中所考虑的分布，不是和相
同粒子的巨大数量有关，而是和一个物理系统由之出发的各种各样的位置和速度有关。
换言之，在牛顿体系中，同样一些物理定律可以应用到从不同位置出发并具有不同动量
的不同物理系统；新的统计学家则以新的眼光来对待这个问题。他们的确保留了这样一
条原理：某些系统可以依其总能量而和其他系统区别开来，但他们放弃了一条假设，按
照这条假设，凡总能量相同的系统都可以作出大体明确的区分，而且永远可用既定的因
果定律来描述。
 实际上，在牛顿的工作里就已经蕴含着一个重要的统计方面的保留了，虽然在牛顿
活着的十八世纪里人们完全忽视了它。物理测量从来都不是精确的；我们对于一部机器
或者其他动力学系统所要说明的，其实都跟初始位置和动量完全精确给定时（那是从来
没有的事）我们必定预期到的事情无关，而真正涉及的都是它们大体准确给定时我们所
要预期到的事情。这就意味着，我们所知道的，不是全部的初始条件，而是关于它们的
某种分布。换言之，物理学的实用部分都不能不考虑到事件的不确定性和偶然性。吉布
斯的功绩就在于他首次提出了一个明确的科学方法来考察这种偶然性。
 科学史家要寻求历史发展的单一线索，那是徒劳的。吉布斯的工作，虽然裁得很好，
但缝得很坏，由他开头的这项活计是留给别人去完工的。他用作工作基础的直观，一般
讲，是在一类继续保持其类的同一性的物理系统中，任一物理系统在几乎所有的情况下
最终会再现该类全部系统在任一给定时刻所表现出来的分布。换言之，在某些情况下，
一个系统如果保持足够长时间的运转，那它就会遍历一切与其能量相容的位置和动量的
分布的。
 但是，后面这个命题除了适用于简单系统外，既不真实，也不可能。但虽然如此，
我们还有另外一条取得吉布斯所需的、用以支持其假说的种种成果的道路。历史上有过


第一章：历史上的控制论

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 自从第二次世界大战结束以来，我一直在信息论的许多分支中进行研究。除了有关
消息传递的电工理论外，信息论还有一个更加广大的领域，它不仅包括了语言的研究，
而且包括了消息作为机器的和社会的控制手段的研究，包括了计算机和其他诸如此类的
自动机的发展，包括了心理学和神经系统的某些考虑以及一个新的带有试行性质的科学
方法论在内。这个范围更加广大的信息论乃是一种几率性的理论，乃是W．吉布斯所开创
的思潮的固有部分，这我在序言中已经讲过了。
 直到最近，还没有现成的字眼来表达这一复合观念，为了要用一个单词来概括这一
整个领域，我觉得非去创造一个新词不可。于是，有了“控制论”一词，它是我从希腊
字Ku bernetes或“舵手”推究出来的，而英文“governer”（管理人）一字也就是这个
希腊字的最后引申。后来我偶然发现，这个字早被安培（AmPere）用到政治科学方面了，
同时还被一位波兰科学家从另一角度引用过，两者使用的时间都在十九世纪初期。
 我曾经写过一本多少是专门性质的著作，题为《控制论》，发表于1948年。为了应
大家的要求，使控制论的观念能为一般人所接受，我在1950年发表了《人有人的用处》
一书初版。从那时到现在，这门学科已经从申农（Claude Shannon）、韦佛（Warren W
eaver）两位博士和我共同提出的为数不多的几个观念发展成为一个确定的研究领域了。
所以，我趁重版本书的机会，把它改写得合乎最新的情况，同时删掉原书结构中的若干
缺点和前后不一致的地方。
 在初版所给出的关于控制论的定义中，我把通讯和控制归为一类。我为什么这样做
呢，当我和别人通讯时，我给他一个消息，而当他给我回讯时，他送回一个相关的消息，
这个消息包含着首先是他理解的而不是我理解的信息。当我去控制别人的行动时，我得
给他通个消息，尽管这个消息是命令式的，但其发送的技术与报道事实的技术并无不同。
何况，如果要使我的控制成为有效，我就必须审理来自他那边的任何消息，这些消息表
明命令之被理解与否和它已被执行了没有。
 本书的主题在于阐明我们只能通过消息的研究和社会通讯设备的研究来理解社会；
阐明在这些消息和通讯设备的未来发展中，人与机器之间、机器与人之间以及机器与机
器之间的消息，势必要在社会中占居日益重要的地位。
 当我给机器发出一道命令时，这情况和我给人发出一道命令的情况并无本质的不同。
换言之，就我的意识范围而言，我所知道的只是发出的命令和送回的应答信号。对我个
人说来，信号在其中介阶段是通过一部机器抑是通过一个人，这桩事情是无关紧要的，
而且，在任何情况下，它都不会使我跟信号的关系发生太大的变化。因此，工程上的控
制理论，不论是人的、动物的或是机械的，都是信息论的组成部分。
 当然，在消息中和在控制问题中都有种种细节的差异，这不仅在生命体和机器之间
如此，而且在它们各自更小的范围里也是如此。控制论的目的就在于发展语言和种种技
术，使我们能够真正地解决控制和通讯的一般问题，但它也要在某些概念的指导之下找
到一套专用的思想和技术来区分控制和通讯的种种特殊表现形式的。
 我们用来控制我们环境的命令都是我们给予环境的信息。这些命令，和任何形式的
信息一样，要在传输的过程中解体。它们一般是以不太清晰的形式到达的，当然不会比
它们发送出来的时候更加清晰。在控制和通讯中，我们一定要和组织性降低与含义受损
的自然趋势作斗争，亦即要和吉布斯所讲的增熵趋势作斗争。本书有很多地方谈到个体
内部和个体之间的通讯限度。人是束缚在他自己的感官所能知觉到的世界中的。举凡他
所收到的信息都得通过他的大脑和神经系统来进行调整，只在经过存贮、核对和选择的


特定过程之后，它才进入效应器，一般是他的肌肉。这些效应器又作用于外界，同时通
过运动感觉器官末梢这类成受器再反作用于中枢神经系统，而运动感觉器官所收到的信
息又和他过去存游的信息结合在一起去影响未来的行动。
 信息这个名称的内容就是我们对外界进行调节并使我们的调节为外界所了解时而与
外界交换来的东西。接收信息和使用信息的过程就是我们对外界环境中的种种偶然性进
行调节并在该环境中有效地生活着的过程。现代生活的种种需要及其复杂性对信息过程
提出了前所未有的高度要求，我们的出版社、博物馆、科学实验室、大学、图书馆和教
科书都不得不去满足该过程的种种需要，否则就会失去它们存在的目的。所谓有效地生
活就是拥有足够的信息来生活。由此可知，通讯和控制之作为个人内在生活的本质就跟
它们之作为个人社会生活的本质一样。
 通讯问题的研究在科学史上所处的地位既非微不足道和碰巧做出的，也不是什么空
前的创举。远在牛顿之前，这类问题就在物理学中，特别是在费尔马（Fermat）、惠更
斯（Huggens）和莱布尼兹（Leibnitz）的工作中流行开了；他们这几位都对物理学感到
兴趣，而他们兴趣的集中所在，不是力学，而是光学，即关于视觉映象的传递问题。
 费尔马以其最小化（minimization）原理推进了光学的研究，这个原理说，在光程
的任意一段足够短的区间上，光是以最少的时间通过的。惠更斯提出了现在称之为“惠
更斯原理”的草创形式，这个原理说，光从一光源向外传播时，便在此光源的周围形成
某种类似于一个小球面的东西，它由次级光源组成，而次级光源的光接下去的传播方式
和初级光源的传播方式完全相同。莱布尼兹则从另一方面把整个世界看成一种称之为
“单子”的实体的集合，单子的活动就是在上帝安排的预定谐和的基础上相互知觉，而
且，非常清楚，莱布尼兹主要是用光学术语来考虑这种相互作用的。除了这种知觉外，
单子没有“窗户”，因此，依据莱布尼兹的见解，一切机械的相互作用实际上都只不过
是光学上的相互作用的微妙推论而已。
 在莱布尼兹这方面的哲学中，处处都表现出了作者对于光学和消息的偏爱。这种偏
爱在他的两个最根本的观念中充分体现出来，这两个观念就是：Characteristica Univ
ersalis，或普适科学语言；Calculus Ratiocinator，或逻辑演算。这个Calculus Rat
ioci－nator 在当时虽然并不完善，但却是现代数理逻辑的直系祖先。
 受着通讯思想支配的莱布尼兹在许多方面都是本书思想的知识前驱，因为他对机器
计算和自动机也感到兴趣。在本书中，我的种种见解和莱布尼兹的见解相距很远，但是，
我所讨论的问题却是道道地地的莱布尼兹的问题。莱布尼兹的计算机器只不过是他对计
算语言即推理演算感到兴趣的一种表现，而推理演算，在他的心目中，又只不过是他的
全部人造语言这一思想的推广。由此可知，即使是他的计算机器，莱布尼兹所偏爱的也
主要是语言和通讯。
 到了上一世纪中叶，C．麦克斯韦及其先驱者法拉第（Faraday）的工作再次引起了
物理学家对于光学的注意；人们这时把光看作电的一种形式，而电又可以归结为某种媒
质的机制，它是奇怪的、坚硬的但肉眼看不见的东西，叫做以太。在当时，人们假定以
太是弥漫在大气中、星际空间中和一切透明物质中的。c．麦克斯韦的光学工作就在于数
学地发展了以前法拉第令人信服的但不是数学形式表示出来的思想。见太的研究向人提
出了其答案都很含糊的若干问题，例如，通过以太的物质运动问题。迈克耳逊（Michel
 son）和莫莱（Morley）在九十年代的著名实验就是为了解决这个问题而进行的，实验
给出了完全意想不到的答案：绝对无法证明通过以太的物质运动。
 对于这个实验所提出的种种问题，第一次作出满意解答的乃是洛伦兹（LorentZ）的
解答。洛伦兹指出：要是我们把那些使物质结合起来的力本身看成是电学性质的或光学


性质的，那我们就应该从迈克再逊一莫莱实验预期到反面的结果。然而，在1905年，爱
因斯坦把洛伦兹的这些思想翻改成为如下的形式：绝对运动的不可观测性与其说是物质
的任何特殊结构所决定的，不如说是物理学上的一项公设。就我们的角度看来，在爱因
斯坦的工作中，重要之点是，光和物质处于同等的地位，这和牛顿以前的著作所提出的
观点相同，而不是象牛顿那样地把所有东西都隶属于物质和力学。
 爱因斯坦在阐释自己的见解时，把观测者作了多种多样的使用：观测者既可以是静
止的，也可以是运动着的。在爱因斯坦的相对论中，如果不同时引进消息的观念，如果
事实上不重新强调物理学的准莱布尼兹状态（其倾向还是光学的），那就不可能把观测
者引进来。爱因斯坦的相对论和吉布斯的统计力学乃是截然不同的东西。爱因斯坦基本
上还是使用绝对严格的动力学术语来探讨问题的，并没有引进几率观念，这和牛顿相同。
与此相反，吉布斯的工作从第一步起就是几率性的。然而，这两个人的工作方向都代表
了物理学观点的更替，即在某种意义说来，用观测时方才存在的世界来代替实际存在的
世界，而物理学上古老的朴素实在论则让位给某种也许会使巴克莱大主教眉开眼笑的东
西了。
 在这个地方，讨论一下本书序言中曾经提到的与熵有关的若干概念，对我们说来是
恰当的。如前所述，熵的观念代表了吉布斯力学和牛顿力学之间的几个极为重要的分歧。
在吉布斯的观点中，我们有一个物理量，它不属于我们这个外在世界，而属于一组可能
的外在世界，因而它出现于我们对这个外在世界所能提出的若干特定问题的答案中。物
理学现在不去探讨那个可以看作全面答复全部有关问题的外在宇宙了，它变成了对于某
些极为有限的问题作出答案的帐单。事实上，我们现在研究的东西和我们可以收进并发
出的一切可能的输入和输出的稍息毫无关系，我们所关心的只是极为特殊的输入和输出
的消息理论，包括这类消息只给我们有限信息量的测量方法在内。
 招息自身就是模式和组织的一种形式。的确，我们可以把消息集会看作其中有熵的
东西，就象我们对待外在世界状态的集会一样。正如熵是组织解体的量度，消息集合所
具有的信息则是该集合的组织性的量度。事实上，一个消息所具有的信息本质上可见解
释作该消息的负熵，解释作该消息的几率的负对数。这也就是说，愈是可见的消息，提
供的信息就愈少。例如，陈词滥调的意义就不如伟大的诗篇。
 我已经提到莱布尼兹对于自动机的兴趣，这个兴趣曾经碰巧被他的同时代人巴斯卡
（Pascal）分享过，巴斯卡对于我们现在称之为台式加法机的发展有过真正的贡献。莱
布尼兹把调准在同一时刻的时钟给出时间的一致性看作单子预定谐和的模型。这是因为，
体现他那个时代的自动机技术就是钟表匠的技术。我们不妨考察一下在八音盒顶上跳着
舞的小人儿的动作。它们是按照模式而运动的，但这个模式是预先安排的，而小人儿的
过去活动对并未来活动的模式实际无关。它们偏离原定模式的几率等于零。的确，这里
也有消息的传递，但消息只从八音盒的机械装置传给小人儿，到此就停住了。除了和八
音盒预定谐和的机构发生上述单向的通讯外，小人儿自身并没有和外界通讯的痕迹。它
们都是又瞎又聋而又哑的东西。一点儿也离不开约定化了模式而改变其活动的。
 把它们的行为和人的行为或者任何确具中等智力的动物的行为例如一只小猫的行为
作个比较。我叫唤小猫，它就抬头看我。我发给它一个消息，它用它的感官来接收，这
从它的行动中可以看出。小猫饿了，因而发出悲鸣。这时它是消息的发送者。小猫在摆
弄一个悬吊着的小线球时，当球摆向左边，小猫就用左爪去抓它。这时，在小猫自己的
神经系统之内，通过它的关节、肌肉和健等某些神经末梢，既发送又接收着性质非常复
杂的消息；借助这些器官发出的神经消息，动物便能觉察到自己组织的实际位置及其张


力。只有通过这些器官，人的手工技巧这一类东西方是可能的。
 我已经把八音盒上小人儿的预先安排好的行为作为一方，又把人和动物的因事而异
的行为作为另一方，进行过一番比较。但是，我们一定不要把八音盒设想作一切机器行
为的典型。
 比较古老的机器，特别是比较古老的制造自动机的种种尝试，事实上都是在闭合式
钟表的基础上搞起来的。但是，现代自动机器，诸如自控导弹、近炸信管、自动开门装
置、化工厂的控制仪器以及执行军事或工业职能的其他现代自动机器装备，都是具有感
觉器官的，亦即具有接收外界消息的接收器。它们可以简单得象光电管那样，当光落在
它们上面时就发生电变化，从而能够在暗处识别光；也可以复杂得象一架电视机那样。
它们可以从一根受到张力作用的导线所产生的电导率变化来测定张力，也可以借助温差
电偶（这种仪器是由两种不同的金属片的相互接触来构成的，当接触点之一加热时就有
电流产生）来测量温度。在科学仪器制造者的宝库中，每种仪器都是一个可能的感觉器
官，都可以通过专用电子仪器的介入从远处把它的读数记录下来。由此可知，这类机器
是受到它与外界的关系所制约的，从而也受到外界所发生的事件的制约。我们现在有这
种机器，而且从某个时候起就已经有了。
 借助消息而作用于外界的机器也是常见的。自动光电开门装置是每个经过纽约宾夕
法尼亚车站的人都知道的东西，这类装置同样也用在许多别的建筑物里。当一束光线被
截断的消息送到仪器时，这个消息刺激门并使它打开，于是旅客得以通行了。
 以这种类型的用感官来激励的机器到执行某项任务的机器，其间有许多步骤，或者
简单得象电门的情况那样，或者具有我们工程技术限度之内的事实上是具有任意复杂程
度的机器。一个复杂的动作乃是这样一种动作：为了取得对于外界的一种影响（我们称
之为输出），而在这种动作中引入了可以含有大量组合的数据（我们称之为输入）。这
些组合既有当下放进的数据，又有从过去存贮的数据（我们称之为记忆件取出的纪录。
这些组合都记录在机器中。迄今已经制成的最复杂的、能把输入数据变成输出数据的机
器就是快速电子计算机，对于这种机器，我打算在后面比较详细地谈论它。这些机器的
行为样式是由特种输入来决定的，这种输入往往是用穿孔卡片、穿孔纸带或磁化导线来
构成，它决定机器据以进行的某种不同于过去所进行的操作方式。在控制中，由于经常
使用穿孔带或磁带，所以，放进这些机器中用以指示机器组合信息的操作方式的数据，
统称为程序带。
 我讲过，人和动物都有运动感觉，它们就是据此来保持自己肌肉的位置和张力的纪
录。为了使任何机器能对变动不居的外环境作出有效的动作，那就必须把它自己动作后
果的信息作为使它继续动作下去所需的信息的组成部分再提供给它。举例说，当我们操
纵着一架电梯时，只打开电梯栏的栅门是不够的，因为我们所给的命令应该使电梯在我
们开栅门的时候恰好到达门前。重要之点是，开门的释放机械要由电梯实际到达门前这
一事实来决定，否则，要是没有什么东西挡住电梯的话，乘客就会踏进空阱里去。这种
以机器的实际演绩（actual Performance）而非以其预期演绩（expected Performance）
为依据的控制就是反馈；机器作这种控制时需要使用种种感觉元件，这些感觉元件由起
动元件来激发，它们执行着预报器或监视器的职务，亦即执行着对一项演绩作出指示的
职务。正是这些机构的职能使组织解体的力学趋势变到控制，亦即它们使熵的正常方向
发生了暂时的和局部的逆转。
 我刚才提到了电梯作为反馈的一例。还有其他许多例子，其反馈的重要性更为显著。
例如，大炮瞄准手从他的观测仪取得信息，然后把它传给大炮，于是大炮便向某个方向
瞄准并使炮弹在一定时刻击中活靶。但是，大炮是要在一切气候条件下使用的。在某种


第二章：进步和熵

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 如前所述，自然界之倾向于秩序紊乱的统计趋势，亦即孤立系统之具有熵增加的趋
势，乃是通过热力学第二定律表现出来的。我们，人，不是孤立系统。我们从外界取得
食物以产生能量，因而我们都是那个把我们生命力的种种源泉包括在内的更大世界的组
成部分。但更加重要的事实是：我们是以自己的感官来取得信息并根据所取得的信息来
行动的。
 就这个陈述所涉及的我们与环境的关系而言，物理学家现在都已经熟悉其意义了。
信息在这个方面的作用，有个天才的表示，它是由麦克斯韦以所谓“麦克斯韦妖”的形
式提出来的。我们可以把这个妖描述如下。
 设有一个气体容器，其中的气体，各部分温度相同。气体的某些分子一定要比其余
分子运动得快些。现在我们假定容器中有一个小门，气体经过这个小门进入一根开动一
部热机的导管，而热机的排气装置则和另一根经过另一小门回到容器的导管相连。每个
门都有一个小妖，它具有鉴别到来气体分子的能力，根据它们的速度来开门或关门。
 第一个门上的小妖只给高速度的分子开门，碰到来自容器的低速分子时，它就把门
关上。第二个门上的小妖的任务正好相反：它只给来自容器的低速分子开门，碰到高速
分子时就把门关上。这样做的结果是，容器一端的温度升高，而另一端的温度降低，由
是创造出“第二种”水动机，即不违反热力学第一定律（这个定律告诉我们：给定系统
的总能量守恒）的永动机，但它违反了热力学第二定律（这个定律告诉我们：能量自动
地使温度趋于平衡）。换言之，麦克斯韦妖看来克服了熵增加的趋势。
 也许，我可以用下述例子再进一步地来阐释这个观念。考虑有一群人从地下道的两
个旋转栅门走出来，其中的一个门只让以一定速度行走的人走出，另一个门则只让走得
慢的人走出。地下道中的人群的这种偶然运动将表现为这样的一股人流：从第一个旋转
栅门出来的人都走得快，而通过第二个旋转栅门的人都走得慢。如果我们用一条装有踏
车的通道把这两个旋转栅门连接起来，那么，走得快的人流从一个方向来转动这部踏车
的力量要大于走得慢的人流从另一个方向来转动这部踏车的力量，这样，我们就会从人
群的偶然走动中得到一个有用的能源。
 这里有一个非常有趣的差异，它出现在我们爷爷辈的物理学和今天的物理学之间。
在十九世纪的物理学中，信息的取得似乎是不付任何代价的。结果是，在麦克斯韦的物
理学中，他的任何一个妖都不发生供应其能源的问题。但是，现代物理承认，麦克斯韦
妖只能通过某种象感官之类的东西采取得信息，有了信息，妖才能开门或关门，而就这
种目的而言，这个感官就是眼睛。刺激妖眼睛的光并不是附加于机械运动的某种不带能
量的东西，而是同样具有机械运动自身的种种主要属性的。除非是光碰到仪器，任何仪
器是接收不到光的；除非是光去中了粒子，光不能指示任一粒子的位置。所以，这种情
况就意味着，即使从纯粹力学的观点看来，我们也不能认为气室中所含有的东西仅仅是
气体，而应当认为其中含有气体和光，这二者可以处于平衡状态，也可以处于不平衡状
态。如果气体和光处于平衡状态，那么，作为现代物理学说的一个推论，我们可认证明：
麦克斯韦妖将是一个瞎子，瞎到就跟气室中根本没有光一样。我们顶多有暧昧不明的、
来自四面八方的光，这样的光对于气体粒子的位置和动量是起不了什么指示作用的。所
以，麦克斯韦妖只能在状态不平衡的系统中工作。但是，在这样的系统中，可以证明，
光和气体粒子之间的恒常碰撞有使二者达到平衡的趋势。因此，即使妖可以暂时地颠倒
熵的通常方向，它归根到底也会搞得精疲力竭的。
 仅当系统之外有光加进来，其温度不同于粒子自身的力学温度时，麦克斯韦妖才能


不断地作工。这个情况我们应该是完全熟悉的，因为我们知道，我们周围的一切都在反
射着太阳光，而太阳光和地球上的力学系统远非处于平衡状态。严格说，我们所遇到的
粒子，其温度都处于华式SO至6O度左右，而和粒子处在一起的光发自太阳时则在好几千
度左右。
 在一个不处于平衡状态的系统中，或者，在此系统的局部区域中，熵不一定增加。
事实上，熵是可以局部地减少的。我们周围世界的这种非平衡状态也许只是衰退过程中
的一个阶段，这个衰退过程终归是要导致平衡的。我们早晚都得死去，我们周围的整个
宇宙非常可能要由于热寂而毁灭，那时候，世界将还原为一个浩瀚无际的温度平衡状态，
其中再也没有真正新鲜的事物出现了。除了单调的一致性外，别无他物，我们从中所能
期望的只不过是微小而无关宏要的局部涨落而已。
 然而，我们尚未成为世界最后毁灭阶段的目睹者。事实上，这些阶段不可能有目睹
者。所以，在这个与我们直接有关的世界里，存在着这样一些阶段，它们虽然在永恒中
只占居一个微不足道的地位，但对我们讲来却具有巨大的意义，因为在这些阶段中，熵
不增加，组织性及其伴随者（信息）都在增进中。
 我所讲的这些局部区域的组织性增强问题，不仅限于生命体所揭示出来的那种组织。
机器也可以局部地、暂时地增加信息，虽则它们的组织性和我们的组织性相较，那是粗
糙而不完善的。
 在这里，我要插进下越的语义学意见：生命、目的和灵魂这类字眼都是极不适于作
严格科学思考的。这些词都因我们对某类现象的共同认识而获得其意义，但它们事实上
并未提供恰能表征该共性的任何根据。每当我们发现一种新现象，如果它和我们已经命
名为“生命现象”的那些东西的性质具有某一程度的共同点而又和我们用来定义“生命”
一词的一切有关方面不相符合时，我们就面临着这样的问题：究竟是扩大“生命”一词
的含义以便把这种现象包括进去呢，还是以更加严谨的方法来定义该词以便把这个现象
排除在外呢，我们过去在研究病毒时就曾经碰到这个问题，病毒表现有若干生命倾向—
—生存、增殖和组织化，但这些倾向又不具有充分发展的形式。现在，当我们在机器和
生命机体之间观察到行为的某些类似时，有关机器究竟是活的还是死的这个问题，就我
们的角度看来，就是语义学问题，亦即我们可见随意用这种或那种最方便于我们的方式
作出回答。这就象汉普蒂·丹普蒂所说的一句名言那样：“我给他们额外津贴，要他们
按照我的需要办事。”
 假如我们想用“生命”一词来概括一切局部地违反熵增加流向的现象，那我们是可
见随意这样做的。但是，这样做了之后，我们就会把天文学上的如我们通常所知道的和
生命仅有极其微小相似的许多现象都包括进去了。所以，按照我的意见，最好是避免使
用诸如“生命”、“灵魂”、“生命力”等等之类的一切自身尚待证明的代号，而在谈
到机器的时候，仅仅指出：在总熵趋于增加的范围内，在代表减熵的局部区域这一点上，
我们没有理由说机器不可以和人相似。
 当我用这种机器和生命机体作比较时，我的意思从来都不是说，我们通常所理解的
有关生命的那些特殊的物理、化学以及精神的过程和生命模拟（life-imitating）机中
的那些过程等同。我只不过是说，它们二者都可见作为局部反熵过程的例证。反熵过程
或许还可以通过许多其他途径找到例证，当然这些途径既不应当称之为生物学的，也不
应当称之为力学的。
 虽然在自动化这样一个发展如此迅速的领域中，我们不可能对生命模拟自动机作出
共同的陈述，但我愿意强调指出，这些实际存在的机器具有若干共同的特点。一个特点
是，它们都是执行某项特定任务或若干特定任务的机器，因而它们都必须具有使这些任
务得以完成的效应器官（类似于人的胳膊和腿）。第二个特点是，它们都得用感觉器官
和外界交往（enrapport），例如，用光电管和温度计，这些仪器不仅可以告诉机器当前


的环境如何，而且能够使机器把自己任务完成与否的情况记录下来。后一种职能，如前
所述，称做反馈，即一种能用过去演绩来调节未来行为的性能。反馈可见是象普通反射
那样简单的反馈，也可见是比较高级的反馈，在后一情况下，过去经验不仅用来调节特
定的动作，而且用来调节行为的全盘策略。这样一种的策略反馈可以而且往往表现为从
一方面看来是条件反射而从另一方面看来又是学习的那种东西。
 对于行为的这一切形式，特别是较复杂的形式，我们必须给机器设置一个中枢决策
器官，它根据馈给机器的信息来决定机器的下一步动作，这个器官之存储信息就是模拟
生命体的记忆能力的。要制造一部趋光或避光的简单机器，那是不难的，又如果这类机
器自身含有光源，那么，许多这样的机器结合在一起便会表现出社会行为的复杂形式，
其情况就象G·瓦尔特（Grey Waltor）博士在《活脑》（The Living Brain）一书中所
描述的那样。在目前，属于这种类型的若干比较复杂的机器只不过是用来探索机器自身
及其模拟物—一神经系统的种种可能性的科学玩具而已。但是，我们有理由猜想，最近
将来的技术发展必将使其中的若干潜在性得到利用。
 因此，神经系统和自动机器在下述一点上基本相似：它们都是在过去已经作出决定
的基础上来作决定的装置。最简单的机械装置都会在二中择一的情况下作出决定的，例
如，电门的开或关。在神经系统中，个别神经纤维也是在传递冲动或不传递冲动之间作
出决定的。机器和神经系统二者之中都有依其过去而对未来作出决定的专门仪器，在神
经系统中，这个工作大部分是在那些内容极为复杂的叫做“突触”的地方来做的，这个
地方有多根传入神经纤维和一根传出神经纤维相连。我们可以在许多情况下把这些判决
的根据说作突触活动的阈值，换言之，我们使用应有几根传入纤维的激发（fire）才可
以使传出纤维激发起来作说明。
 这就是机器和生命体之间至少有部分类似的根据。生命体中的突触和机器中的电门
装置相当。关于进一步阐述机器和生命体在细节上的关系，读者应参看瓦尔特博士和阿
希贝博士的极其引人入胜的著作。
 如前所述，机器，和生命体一样，是一种装置，它看来是局部地和暂时地抗拒着熵
增加的总趋势的。由于机器有决策能力，所以它能够在一个其总趋势是衰退的世界中在
自己的周围创造出一个局部组织化的区域来。
 科学家总是力图发现宇宙的秩序和组织性的，所以，他是玩着一种反对我们的头号
敌人即组织解体的博奕。这个恶魔是摩尼教的恶魔还是奥古斯汀的恶魔呢，它是一种与
秩序对立的力量还是秩序自身的欠缺呢，这两种恶魔的不同之处就在我们为反对它们而
采取的不同战术中表现出来。摩尼教的恶魔是一个敌手，它和任何一个注定得胜并将使
用任何机巧权术和虚伪手段以取得胜利的敌手一样。具体说，他能给自己的捣蛋策略保
密；要是我们对它的捣蛋策略泄露出有所觉察的任何苗头时，那它就会改变策略从而继
续把我们蒙在鼓里。另一方面，奥古斯汀的恶魔自身不是一种力量，而是我们弱点的量
度；为了揭露它，也许需要用上我们全部的才智，但既然揭露了它，那我们也就在一定
意义上征服了它；同时，它也不会以进一步破坏我们为其唯一目的而在一个已被我们弄
清的问题上面改变其策略了。摩尼教恶魔跟我们打扑克，不惜采取欺骗手段；这种手段，
正如冯·诺意曼（von Neumann）在其《博奕论》中所作的解释那样，不仅旨在使我们能
以欺骗手段取胜，而且旨在防止对方在我们不进行欺骗的诚实基础上取胜。
 和摩尼教的这个貌善心毒的恶魔比较起来，奥古斯汀的恶魔是个笨蛋。它玩着复杂
的游戏，但我们可见用自己的才智彻底打败它，就象洒下圣水一样。
 至于说到恶魔的本性，我们知道，爱因斯坦有句格言，这句格言具有比格言更多的
内容，它其实是关于科学方法种种依据的陈述。爱国斯坦说；“上帝精明，但无恶意。”


在这里，“上帝”一词是用来表示种种自然力量的，包括我们归之于上帝的极为谦恭的
仆人，即恶魔的力量在内。爱因斯坦的意思是说，这些力量不欺骗我们。也许，这个恶
魔的含义和墨菲斯托弗里斯相距不远。当浮士德询问墨菲斯托弗里斯他是什么东西的时
候，墨菲斯托弗里斯回答说：“我是永远在求恶而同时永远在行善的那种力量的一个部
分。”换言之，恶魔的骗人能力不是不受限制的，假如科学家要在他所研究的宇宙中寻
求一种决心和我们捣蛋到底的积极力量的话，那他是白费自己的时间了。自然界抗拒解
密，但它不见得有能力找出新的和不可译解的方法来堵塞我们和外界之间的通讯的。
 自然界的被动抗拒和一位敌手的主动抗拒，达二者之间的差别使人联想到了科学研
究工作者和军人或赌徒之间的差别。科学研究工作者随便在什么时候和什么地方都可以
从事他的种种实验而不用担心自然界会在什么时候发现他所使用的手段和方法，从而改
变其策略。所以，他的工作是由他的最好时机支配着；反之，一位棋手就不能走错一着
棋而不会碰上一位机敏的敌手打算利用这个机会而打败他的。因此，棋手之受他的最坏
时机的支配要多干受他的最好时机的支配。我对这个论点也许有偏见，因为我觉得我自
己能在科学上作出有效的工作，但在下棋的时候，却经常由于自己在紧要关头的轻率大
意而遭到失败。
 所以，科学家是倾向于把自己的敌手看作一位作风正派的敌手。这个态度对于他之
作为科学家的有效性讲来，是必要的，但这会使他在战争中和政治上容易受到无耻之徒
的欺骗。这个态度的另一个结果，就是一般公众对他难于理解，因为一般公众关心一己
之敌远甚于关心象自然界这样的敌手的。
 我们不得不过着这样一种生活，其中，世界作为整体，遵从热力学第二定律：混乱
在增加，秩序在减少。一然而，如前所述，热力学第二定律虽然对闭合系统的整体讲来
是一个有效的陈述，但它对于其中的非孤立部分就肯定不是有效的了。在一个总熵趋于
增加的世界中，一些局部的和暂时的减熵地区是存在着的，由于这些地区的存在，就使
得有人能够断言进步的存在。在直接和我们有关的世界中，对于进步和增熵之间的斗争
总方向，我们能够表示什么意见呢？
 如所周知，启蒙时期孕育了进步观念，虽然在十八世纪的时候，有过一些思想家，
认为这种进步是遵从报酬递减律的，认为社会的黄金时代不比自己身边所看到的有着太
大的不同。在启蒙时期这一建筑物中，以法国革命为标志的裂口，给人们带来了关于任
何进步的怀疑。举例说，马尔萨斯（Malthus）注意到了他那个时代的农业几乎陷入了无
法控制的人口增加的泥坑中，吃光了当时人们所生产的全部收获物。
 从马尔萨斯到达尔文，思想嬗替的线索是清楚的。达尔文在进化论上的伟大革新，
就在于他承认进化并非一种拉马克（Lamarck）式的高而更高、好了又好的自发上升过程，
而是这样一种现象：生命体在其中表现出了：（甲）多向发展的自发趋势和（乙）保持
自己祖先模式（Pattern）的趋势。这两种效应的结合就铲除掉了自然界中乱七八糟的发
展，同时通过“自然选择”的过程淘汰掉了那些不能适应周围环境的有机体。这样铲除
的结果就留下了多少能够适应其周围环境的生命形式之剩余模式（residual Pattern）。
按照达尔文的见解，这个剩余模式便是万有的合目的性的表现。
 剩余模式的概念在阿希贝博士的工作中重新提出来了。他用它来解释机器的学习。
他指出：一部结构相当无规的和无目的的机器总是存在着若干近乎平衡的状态和若干远
乎平衡的状态，而近乎平衡的模式就其本性而言是要长期持续下去的，至于远乎平衡的
模式则只能暂时地出现。结果是，在阿希贝的机器中，就象在达尔文的自然界中一样，
我们在一个不是有目的地构成起来的系统中看到了目的性，原因很简单，因为无目的性


按其本性说来乃是暂时出现的东西。当然，归根到底，最大熵这个极为广泛的目的看来
还是一切目的之中最为经久的东西。但是，在其居间的各个阶段中，有机体或由有机体
组成的社会将在下述的活动样式中比较长期地保持现状：组织的各个不同部分按照一个
多少是有意义的模式而共同活动着。
 我认为，阿希贝关于没有目的的随机机构会通过学习过程来寻求自身目的的这一辉
煌的思想，不仅是当代哲学方面的伟大贡献之一，而且会在解决自动化的任务中产生高
度有用的技术成果。我们不仅能把目的加到机器中，而且，在绝大多数的情况下，一部
为了避免经常发生某些故障而设计出来的机器将会找到它所能找到的种种目的的。
 甚至早在十九世纪时，达尔文的进步观念所产生的影响就不仅限于生物学领域了。
所有的哲学家和社会学家都是从他们那个时代的种种富有价值的源泉中来汲取他们的科
学思想的。因此，看到马克思及其同时代的社会学家在进化和进步的问题上接受了达尔
文的观点，这就不足为奇了。
 在物理学中，进步的观念和熵的观念是对立的，虽然二者之间并无绝对的矛盾。凡
与牛顿直接有关的理论物理学都一致认为，推动进步并反对增熵的信息，可用极少量的
能量或者甚至根本不用能量来传递的。到了本世纪，这个观点已经由于物理学中量子论
的革新而改变过来了。
 量子论恰恰导出了我们所期望的能量和信息之间的新联系。这种联系的粗糙形式就
在电话线路或放大器的线路噪声理论中出现。这种本底噪声看来是无法避免的东西，因
为它和运载电流的电子分立性有关，它具有破坏信息的某种能力。所以，线路的通讯能
力得有一定大小，才能避免消息被自身的能量所淹没。比起这个例子更加基本的事实是：
光自身也是原子的结构，一定频率的光是一颗颗地辐射出去的，叫做光量子，它有确定
的能量，大小依赖于其频率。因此，辐射的能量不可能小于一单个光量子的能量。没有
能量的一定损耗，信息的传递就不能产生，所以，能量耦合和信息耦合之间并无明显的
界限。但虽然如此，就大量的实用目的而言，一个光量子乃是极为微小的东西，而一个
有效的信息耦合所需的能量传递也是十分微小的。因此，在我们考虑诸如一株树木的生
长或一个人的生长这类直接或间接依赖于太阳辐射的局部过程时，局部熵的大量降低也
许和十分节约的能量传递有关。这是生物学的基本事实之一，特别是光合作用理论或化
学过程理论的基本事实之一。由于光合作用或化学过程，植物才能够利用阳光从水和空
气中的二氧化碳制造出淀粉以及其他为生命所需的复杂的化合物来。
 因此，我们是否要对热力学第二定律作出悲观的解释，得看我们赋予整个宇宙和我
们在其中找到的局部减熵区域这二者各自的重要性如何。要记住，我们自己就是这样一
个减熵区域，而我们又是生活在其他减熵区域中。结果是，正常视景因远近距离的不同
而产生的差异使我们赋予减熵和增加秩序的地区的重要性远比赋予整个宇宙的重要性大
得多。举例说，生命很可能只是宇宙中的罕见现象，它也许仅限于太阳系，如果我们所
考虑的任何一种生命，其发展水平得跟我们主要感兴趣的生命相当的活，那生命就是仅
限于地球上面的现象了。但虽然如此，我们是居住在这个地球上面的，宇宙中的其他地
方之有无生命这桩事情和我们并无太大的关系，而这桩事情当然也跟宇宙的其余部分在
大小比例上之占居绝对优势并无关系。
 再说，我们完全可以设想，生命是有限时间之内的现象；在最早期的地质年代之前，
生命是不存在的；而地球之重返无生命时代，成为烧光或冻结了的行星，也是会到来的。
为生命所需的化学反应得以进行的物理条件是极端难得的，对于理解这一点的人们而言，
下述结论自然无可避免；能让这个地球上的任何形式的生命，甚至不限于象人这样的生
命，得以延续下去，这个幸运的偶然性，非达到一个全盘不幸的结局不可。然而，我们


起来的人，就是宣判了人类只该拿出远低于一半的动力前进。他们把人的可能性差不多
全部抛弃掉了，由于限制了我们可以适应未来偶然事件的种种方式，他们也就毁掉了我
们在这个地球上可以相当长期地生存下去的机会。
 现在让我们回头来讨论一下蚂蚁的个体结构中那些使蚂蚁社会之所以成为非常特殊
事物的局限性。这些局限性在蚂蚁个体的解剖学和生理学上都有其深刻的根源。昆虫和
人二者都是呼吸空气的生物形式，都是从水生动物的方便的生活条件经过漫长的时间而
后过渡到受陆地限制的、要求极为严格的产物的代表。从水界到陆界的这种过渡，不论
在什么地方发生，都要引起呼吸系统、循环系统、有机体的机械支架以及成觉器官等等
方面的根本改造。
 陆生动物的躯体之在机械方面的增强是沿着几条互不相关的道路前进的。大多数软
体动物的情况就跟某些其他生物群（它们虽然和软体动物无关，但在基本特点上都具有
类似于软体动物的形式）的情况一样，都是从外皮的某个部分分泌出一种无生命的、含
钙的组织体，叫做甲壳。这个东西从动物的早期阶段起到它的生命结束止都在不断地添
加着。那些依螺旋形式发展的生物群只要用这个添加过程就足以说明它们。
 如果甲壳对动物起到保护作用，而动物在其以后的阶段中又长得相当大的话，那么
甲壳一定是一种非常可观的负担，仅能适用于蜗牛式的移动缓慢而生活安静的陆生动物
了。在其他带壳的动物中，壳愈轻，负担愈少，但与此同时，防卫的力量也就愈差。壳
的构造具有沉重的力学负荷，它在陆生动物中只是一个不大的成就。
 人自身代表着另外一个发展方向，这在所有脊椎动物中都可见看出；在无脊椎动物
中，至少象鲎和章鱼那样高度发展的无脊椎动物也是标志着这个方向的。在这一切的生
物形式中，结缔组织内部的某些部分凝聚起来了，不再是纤维状的了，它们变成一种密
集而坚硬的胶状物。躯体的这些部分叫做软骨，旨在附着那些有力的为动物活跃生命所
需的肌肉。在高等脊椎动物中，这种原始软骨质的骨骼起着临时支架的作用，继而代之
的是更加坚硬的材料，叫做骨，它就更加合乎附着有力的肌肉的要求了。这些由骨或软
骨构成的骨骼，在任何严格意义上都不是大量活组织构成的，但是，在这一整块的胞间
组织之内，却充满了细胞、细胞膜和营养血管等活的结构。
 脊椎动物不仅发展了内骨骼，而且发展了其他特性以适应它们活跃生命之所需。它
们的呼吸系统，不论其形式是腮，是肺，都能很好地适应外部媒介物与血液之间进行积
极的氧交换，而其效率要比一般无脊椎动物的血液大得多，因为脊椎动物的血液含有集
中在血球里的输送氧气用的呼吸色素。这种血液是在效率较高的心脏抽送之下在一个封
闭的血管系统中流通着，而不是处在一个由不规则的心窦（sinuses）所构成的开放系统
中。
 昆虫和甲壳类以及一切节足动物是以完全不同的生长方式建成的。节足动物的躯体
外部包围着一层甲壳质，这是由表皮细胞分泌出来的。甲壳质是一种和赛璐珞很接近的
致密物质。在动物躯体的接合部位，甲壳质层很薄，而且比较柔软，但在其余部位，则
是坚硬的外骨骼，这我们在大虾和蟑螂身上都可以看到。内骨骼，例如人的，能够随同
一切组织的生长而生长。外骨骼就不能这样了，除非象蜗牛那样通过添加来生长。外骨
胳是死组织，没有内在的生长能力。它的作用是给躯体以坚强的防护，也供肌肉的附着
之用，但它等于一件紧身衣。
 在节足动物中，内部生长可以变换为外部生长，这只要脱去旧的紧身衣并在旧衣下
面长出一件新衣来就行了，新衣开头是柔软的、可弯曲的并且能够采取稍微新颖和宽大
的样式，但它很快就会变成旧衣的样子，硬化起来了。换言之，它们的生长阶段是以一
定的脱皮周期为标志，甲壳类脱皮比较经常，昆虫脱皮则少得多。幼虫期可只有好几个
脱皮阶段。蛹期就是其过渡形态，这时，本来在幼虫期不起作用的翅内在地向着官能状
态发展。这个发展过程在接近蛹期的最后阶段才达到完成，而这一次脱皮便使它完全成
年。成年之后就永远不再脱皮了。这就是昆虫的性阶段，在大多数的情况下，虽然它这
时还有食用食物的能力，但有些昆虫的口腔和消化管道停止发育，所以，这种昆虫称为
成虫（imago）。成虫只能配偶，产卵，而后死去。
 在脱掉旧衣并长出新衣的过程中，神经系统是参与作用的。虽然我们有一定数量的
证据来说明从幼虫过渡到成虫时有某种记忆保持着，但是，这种记忆的范围不能很广。
记忆的生理条件以至于学习的生理条件看来就是组织性的某种连续，即把来自外界的由
感官印象所产生的变化变作结构或机能方面的比较经久的变化。昆虫的变形太彻底了，
以至于无法把这些变化的经久纪录较多地保留下来。我们的确很难设想，经过了这样严
重的内部改造过程之后，还能够继续保持着一种具有任何精确程度的记忆。

昆虫还受到另外一种限制，这和它的呼吸方法与循环方法有关。昆虫的心脏是一个
非常弱小的管状结构，它不是和那些具有确定外形的血管相通，而是和外形不确定的、
把血液输送到各种组织中去的腔或窦相通。这种血液是没有红血球的，但在溶液中含有
血色素。这种输氧方式看来肯定要比通过血球的输氧方式低级得多。
 此外，昆虫组织的充氧方法至多是局部地利用了血液。这种动物的躯体中有一个枝
状的气管系统，它直接地从外部把空气吸入需氧的组织中去。这些气管都由螺旋状的甲
壳质纤维保护着，以免受损，所以它们是被动地开放着的，我们无论在哪儿也找不到证
据来说明昆虫有一个主动的、有效的气泵系统。昆虫的呼吸只是通过扩散的方式来进行
的。
 值得注意的是，通过扩散把新鲜空气带进来又把用过的含有二氧化碳的脏空气带出
体外的乃是同一个气管系统。在扩散的机制中，扩散时间不是随气管长度而变化，而是
随着管长平方而变化。因此，一般讲来，系统的效率随着动物躯体的增大而极其迅速地
降低下来，对于相当大的动物而言，系统的效率就会降低到生存点以下。因此，从昆虫
的结构看来，它不仅不可能有最好的记忆，而且不可能生长得更大一些。
 为了说明昆虫的尺寸受到上述限制的意义，让我们比较一下两种人工结构——小屋
和摩天大楼。小屋的通风条件完全可以通过窗框附近的空气流通而得到适当的保证，无
需考虑管道通风问题。另一方面，在分成许多单元的摩天大楼中，把强力通风系统关上，
就会在几分钟之内使工作场所的空气变得不可忍受的污浊。对于这样的结构，扩散乃至
对流的通风办法都是不够用的。
 昆虫全部尺寸的最大值要比脊椎动物小，但是，构成昆虫的那些基本元件并不总是
小于人的甚至鲸鱼的基本元件。昆虫的神经系统依其躯体大小也成为小尺寸的，然而，
它所含有的神经元不比人脑的小多少，虽则它们在数量上少得多了，而其结构也远不如
人的复杂。就智力问题而言，我们应该想到，起作用的不仅是神经系统的相对尺寸，而
且，在很大程度上，是它的绝对尺寸。在昆虫的小而又小的结构中，肯定没有地方来安
置非常复杂的神经系统，没有地方来存赃大量的记忆的。
 从不可能存贮大量的记忆这个观点看来，昆虫就没有机会学习到很多的东西了，这
也可以从下述事实看出：在生长的过程中，由于发生过生理变形这样重大的灾难，一只
象蚂蚁这样的昆虫，其幼年期是采取了与成年期毫不相关的生活形式渡过的。此外，昆
虫在成年期的行为必须在本质上一开始就是完整的，这就清楚地说明了，昆虫的神经系
统所收到的种种指令一定基本上是其构成方式的结果，而非任何亲身经验的产物。因此，
昆虫很象那种预先把全部指令都陈述在“纸带”上的计算机，几乎没有什么反馈机制来
帮助它在不确定的未来中采取行动。蚂蚁的行为主要是本能问题，而非智力问题。昆虫
在其中长大起来的生理方面的紧身衣直接决定了调节其行为模式的心理方面的紧身衣。
 读者在这里也许要说：“好了！我们早已知道蚂蚁之作为个体不是很聪明的，那又
何必庸人自扰地讲了一大堆它不能聪明的道理呢？”答案在于，控制论采取了这样的观
点：机器或有机体的结构就是据之可以看出其演绩的索引。昆虫的机械定型就是这样地
限制了它的智力的，而人的机械可变性则为其智力发展提供了几乎毫无限制的前景。这
个事实与本书的观点密切相关。从理论上说，如果我们能够造出一部机器，其机械结构
就是人的生理结构的复制，那我们就可以有一部机器，其智能就是人的智能的复制。
 在行为定型问题上，与蚂蚁差别最大的无过于一般哺乳类，特别是人。我们经常看
到，人是幼态（neoteinic form）的，这就是说，如果我们把人和他的近亲——类人猿
比较一下，那就会发现，成年人在头发、头形、体形、身体比例、骨骼结构和肌肉等等


方面都和刚刚生下来的类人猿更加相似，而不那么象成年的类人猿。在动物之中，人就
是永远长不大的彼得·潘。
 解剖学结构上的这种不成熟性是和人的童年期很长这一点相对应的。从生理学看，
人在过完他的正常寿命的五分之一以前都还没有达到他的青春期。让我们用这一点和老
鼠的相应比率作个比较。老鼠可只活三年，但是，三个月过后，它就开始生殖。这是十
二与一之比。在绝大多数的哺乳动物中，老鼠的这个比率与人相较是近乎标准的。
 大多数哺乳动物的青春期，或是标志着保护期的结束，或是标志着其青春期的到来
远在保护期的结束之后。在我们的社会中，人不到二十一岁不算成年，而现代高等职业
所需的受教育时间大约要延续到三十岁左右，实际上已经过了体力最强壮的时期。因此，
人在做学生方面所花费的时间可以达到他的正常寿命的百分之四十，其道理又是和他的
生理结构有关。人类社会之建立在学习的基础上面乃是一桩十分自然的事情，这就象蚂
蚁社会之建立在遗传模式的基础上面一样。
 和其他的有机体一样，人也是生活在偶然性的宇宙之中，但是，人比其他生物优越
之处就在于他具有生理上的因而也具有智力上的装备，使得他能够适应环境中的重大变
化。人种之所以是强有力的，只是因为它利用了天赋的适应环境的学习能力，而这种可
能性则是它的生理结构所提供的。
 我们已经指出，一个有效的行为必须通过某种反馈过程来取得信息，从而了解其目
的是否已经达到。最简单的反馈就是处理演绩成败的总情况的反馈，例如我们是否真的
抓住了我们想要抓起来的东西，又如一支先头部队是否在指定时间到达了指定地点。但
是，还存在着许多别的形式的、具有比较复杂性质的反馈。
 我们常常有必要知道行为的总策略，例如战略，是否已经证实为成功的。当我们教
导动物通过迷宫去寻找食物或避免电击时它必须能够把通过迷宫的总计划之成功与否全
面地作出记录，还得有能力修改这个计划以便有效地通过迷宫。这种形式的学习肯定是
一种反馈，但它是较高级的反馈，亦即它是策略性的反馈，而不是简单动作的反馈。就
B．罗素所讲的“逻辑类型”而言，这种反馈是不同于那些比较基本的反馈的。
 这种行为模式也可以在机器中找到。晚近在电话接线技术方面的革新对于人的适应
能力提供了一个有趣的机械方面的类比。在整个电话工业中，自动交换机很快地就胜过
了手工操作的交换机，人们似乎还这样地认为，现在的自动接线装置就是一个近乎完善
的东西了。然而，稍微想一想，人们就可以明白，现在的接线过程是非常浪费设备的。
我真正想用电话联系的人们是有限的，今天和我通话的大部分人就是昨天和我通话的那
些人，日复一日，周复一周，都是如此。我就是使用电话设备来和这批人建立通讯联系
的。现在，由于普遍采用了目前的接线技术，以致接通每天同我们打四次、五次电话的
人的接线过程和接通那些也许过去从未和我们通话的人的接线过程无法区别开来。从电
话线负荷应当均等的角度看，我们可见利用的电话设备，不是对经常的传呼户太少，就
是对不经常的传呼户太多，这种情况使我想起了霍尔墨期的《单马车》这首诗篇来。你
们大概都还记得，这辆古老的马车，在使用了一百年之后，表明了它自身的设计是如此
之精致，以致无论是车轮、车顶、车杠或座位，都没有显示出任何不经济的、其磨损程
度超过了其他部分的地方。实在说，“单马车”乃是尖端技术的代表，它不单是一个幽
默的幻想。要是车箍比辐条或是挡泥板出车杠耐久些，那这些耐久的部件就会使若干经
济价值浪费掉了。这些经济价值或者可以节省下来而不损害整个车辆的耐久性，或者可
以平均分配给全车使它更加耐久些。的确，任何不具“单马车”这种性质的结构都是浪
费地设计出来的．
 这也就是说，就最经济地服务而言，把我跟某甲的联系过程（此人我一天跟他打三


次电话）和我跟某乙的联系过程（此人在我的电话本上是不受注意的一户）等量齐观，
不是理想。假如稍微多分配一些我跟某甲直接联系的手段，那我即使花费加倍的等候时
间来和某乙接通也是完全可以补偿过来的。如果这样，那我们就可以不费多少钱而设计
出一部仪器来记录我过去的谈话，按照我过去使用线路的额数重新分配给我一个服务度，
那它就会为我服务较好，或花钱较少，或二者兼而有之。荷兰菲力普电灯公司已经成功
地做到这一点。借助罗素所讲的“高级逻辑类型”的反馈，它的服务质量已经得到了改
善。这种设备具有较多的变化，较大的适应性，工作起来比常见的设备更为有效，因为
常见的设备都具有熵趋势，几率大的压倒了几率小的。
 重讲一下：反馈就是一种把系统的过去演绩再插进它里面去以控制这个系统的方法。
如果这些结果仅仅用作鉴定和调节该系统的数据，那就是控制工程师所用的简单的反馈。
但是，如果说明演绩情况的信息在送回之后能够用来改变操作的一般方法和演绩的模式
时，那我们就有一个完全可以称之为学习的过程了。
 另外一个关于学习过程的例子见于预测机的设计工作中。在第二次世界大战初期，
防空火力的效率较差，以致有必要去发明一种仪器，要求它能够跟踪飞机的位置，计算
出飞机的距离，确定炮弹在击中它之前在空中所经历的时间，还要算出在该时间终了时
飞机将要达到的位置。如果飞机能够采取完全随意的逃避动作，拥我们的任何技巧都无
法掌握我们所不知道的飞机在高射炮开始射击和炮弹到达目标附近这段时间内的运动。
但是，在许多情况下，驾驶员不是或者不能采取随意逃避动作的。他受到这一事实的限
制：如果他快速转弯，离心力会使他失去知觉；他还受制于另一事实：飞机的控制机构
和飞行员所受的驾驶训练实际上迫使他遵守某些有规律的控制习惯，甚至在其逃避动作
中也不例外。这些规律性不是绝对的，而是多次实践所表现出来的统计优势。对于不同
的飞行员讲来也许是不同的，对于不同的飞机讲来则肯定是不同的。让我们记住：在追
踪快得象飞机这样的目标时，计算者是没有时间拿出仪器来计算飞机飞向何处的。全部
计算程序都必须编进高射炮本身的控制系统中。这个计算程序必须包括我们对一定类型
的飞机在不同飞行条件下的过去统计经验的数据在内。现在所用的高射炮都附有一个校
准仪器，仪器或者使用这类固定数据，或者对这些有限个的固定数据作选择使用。它们
的正确选择可依炮手的需要而随意更变，按一下电钮就行了。
 但是，还有另一级的控制问题，它也是可用机械方法来解决的。通过对飞机飞行的
实际观测求得其统计材料，再把这些统计材料变换成控制高射炮的规则，这个问题本身
就是特定的数学问题。和通过实际观测来追踪飞机的办法相比，按照给定规则来追踪飞
机的办法是相对缓慢的，因为它得对飞机过去飞行的情况作大量的观测。但虽然如此，
要使这个长时间的活动就象短时间的活动那样地机械化起来，不是不可能的。因此，我
们有可能去建造一种防空武器，它自身能对飞行目标的运动情况作统计的观测，然后对
这些材料进行加工，把它们编成一个控制系统，最后以该系统作为快速调整的方法，使
武器的位置对准所观测的飞机位置及其运动。
 就我所知，这一点目前还没有做到，但它已经纳入我们的研究范围，而且有希望应
用于其他预测问题中。防空武器之能够根据飞机的特定运动来进行瞄准和射击，这样一
个总计划的构成，就其本质讲来，是一种学习行为。这是防空武器计算机构中的程序带
的变化，它和数字数据的解释过程并无太大的不同。事实上，它是一种非常一般的反馈，
能对仪器操作的整个方法作出改变。