□ 陈冠文

    “控制论”创立人维纳说：“在科学发展上可以得到收获最大的领域是各种已经建立起来的学科之间的被忽视的无人区……”维纳与他的同事们正是在数学、生理学、神经病理学等学科边缘交叉地段奠定了控制论的理论基础。所以说，学科的边缘与多学科的交叉地段是科学发现的肥沃土壤。

    “控制论”诞生记

    第二次世界大战初期，德国空军占优势地位，防空问题变得重要起来。由于飞机航速不断增快和飞行员多变的飞行路线，人工操纵防空火炮的反应很难跟上，必须采用自动控制装置。这种装置得解决两个问题：一是预测飞机的飞行方向和速度；二是要找到一种机械方法来模拟炮手的行为，以尽量减少人和其他偶然因素的影响。

    美国科学家维纳提出了解决这两个问题的有效方案。第一个问题，他用统计学方法处理飞行轨道的时间序列，从而能从时间序列的过去数据推知未来或预测未来，这种方法后来被称为“维纳滤波理论”。对于第二个问题，维纳把火炮打飞机的动作过程与狩猎的行为过程进行类比，认识到使系统的行为能保持稳定运行的方法之一．是把活动结果的信息反馈到控制器中，以便调节或控制系统的运行。维纳的研究为解决火炮自动控制难题指明了途径，其中，信息与反馈对自动控制起着关键性的作用。

    维纳在对自动控制问题进行更深入的研究时，联想到人的神经活动也存在反馈机制。为证实这一点，他找到了病理学家罗森勃吕特进行讨论。他们看到，人在小脑受伤或患脊髓结核病时，手抓不住铅笔，这是反馈紊乱的缘故。维纳等人又看到了自动控制和神经控制都与系统对外界的信息传递的过程有关。他们又把控制、反馈与信息联系在一起进行研究。

    1943年，维纳和罗森勃吕特、别格罗在合写的《行为、目的和目的论》一文中指出，一切有目的的行为，都可借助负反馈的不断校正来实现。这样就可以把动物的行为模拟到机器上来了。这是第一篇关于控制论思想的科学论文。

    维纳等人有关控制、信息与反馈的新思想一经传播，立即引起了神经生理学、心理学、通信工程、自动控制与计算机等研究领域许多专家的兴趣。他们敏锐地感觉到这些新思想与本学科密切相关，便纷纷加入到这一新的研究领域中来。1943年和1944年，维纳和数学家冯·诺依曼发起并组织了几次讨论会。不同学科的专家互相启发，探讨有关控制与通信的新概念、新原理。1946年，他们在纽约又举办了反馈问题讨论班，以后定期进行讨论。控制问题成为大家共同关心的话题。

    1948年，维纳的专著正式出版，书名为《控制论》。至此，一门思想深刻、应用广泛，包含多学科知识的横断学科宣告诞生。

    由含铱量高的黏土联想到恐龙灭绝

    1979年的一天，曾经从事过宇宙射线和天体物理研究的阿尔瓦雷茨的儿子、地质学家沃尔特偶然得到一点远古时代的黏土。经过核化学专家富兰克·阿撒罗的检测，被确定是6500万年前的黏土。

    阿尔瓦雷茨知道后，对这点黏土产生了浓厚的兴趣。经测定，这些黏土中铱的含量较高，而当时已知在彗星和小行星中铱的含量远比地壳中高得多。而且，这黏土的地质年代，恰巧与恐龙和其他许多物种从地球上消失的白垩纪、第三纪一致。

    阿尔瓦雷茨对这些资料研究分析后认为，6500万年前白垩纪与第三纪之间的恐龙灭绝，是由一颗近地小行星撞击地球，从而发生毁灭性的大爆炸的结果。而这些含有较多铱的黏土，正是这颗小行星的物证。

    大爆炸烧毁了地球上的森林和植物，耗尽了空气中的氧气，从而使大多数恐龙或被大火烧死，或因缺氧而窒息死亡。同时，爆炸燃烧的烟雾使地球进入了暗无天日的冰冻期。因此，少数幸存的恐龙和动植物也遭灭绝。

    既然“撞击”导致恐龙灭绝，那么，撞击的坑在哪里呢？

    1981年，派卖克斯石油公司的两位专家在墨西哥海湾寻找石油时，在切克肖拉白发现了一个直径约208千米的大陨石坑。1989年，欧洲太空机构的行星研究专家尤丽娅，在查看人造卫星图片时，也发现了同一个凹坑。接着，地质学家们经过10多年的研究考证，最后确认那个凹坑就是发生在6500万年前那次行星撞击地球的“物证”。

    阿尔瓦雷茨由“偶然”发现含铱量高的黏土而联想到地球上的恐龙灭绝，进而推理出“恐龙灭绝说”的故事告诉我们，科学发现不仅要有本学科的深厚理论基础，还要具备多个相邻学科的综合知识。