05 控制与网络空间

“这个人好像那个影星啊！”你对朋友说。

“这个人吗，你是说？明明相貌平平的，会像人家美男？可能吗，你说！”你的朋友强烈反对你“玷污”心中偶像，用嗔怪更是奇怪的眼光看着你。

“真的像啊！……”你心里确实就觉得像啊，但不知具体怎么说。

那么我们问，一个其貌不扬的人，甚至就是丑人，究竟有没有可能跟一个美人很像呢？完全可能。

一个塑像，面貌很丑，丑得如果作为一个真人走进现实中，会吓到人。但奇怪的是，走过来看到这雕像的人们，纷纷说着一位著名美男明星的名字。怎么回事？因为这是那个魅力美男的卡通塑像。

可见，在美丑这个维度上差距很大的两个人，也可能有共同的特征。反之亦然：若两位都是美女，但特征也可相差极大，比如一个西方美人，一个东方佳人。

更广泛地，显得不同的事物也可能有相同特征，这就是“异中之同”；显得相同的事物也可能有不同特点，这就是“同中之异”。看出异中之同，辨出同中之异，都是我们需要的本领。

人、鱼、空调，这三者中哪两个更相像？

这是一个聚类分析问题。

我们可能会说，人和鱼显然更相像，更应该是同一类——两者都是生物，人类的祖先不就是从古海洋爬上岸的鱼类吗，而且还有美人鱼的传说呢。

这一点都没错。但假如我们从智能水平来看，鱼和空调一样，都与人相差太远了，所以应该把鱼和空调归入一类。

然而在有一点上，人却与空调很相同、与鱼很不同，所以应该说人和空调更相像：人是恒温动物（温血动物），可自动调节维持恒定体温；鱼是变温动物（冷血动物），没有体温调节系统，体温由环境决定，不会把温度调节到设定值；空调呢，本身就是环境恒温调节系统，会把温度调节到设定值。

其实，在系统“自动调节”（不一定是温度调节）这方面，包括人在内的动物与自动机器存在极为雷同的机制，这一发现导致了一门学科的诞生，其名称和奠基性工作都基于超过半世纪以前的一部学术名著——《控制论：或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》（诺伯特·维纳，MIT出版社，1948年版）。

控制论与信息论和系统论一道并称“三论”，是现代控制技术、信息与通信技术和计算机技术的理论基础。

《控制论》远非鸿篇巨制，加了两章的第二版中译本也不过17万字，但内容十分丰富，涉及哲学、物理学、数学、控制、信息与通信、计算机、生理、病理、心理、语言、社会、人工智能等方方面面。

其中有关反馈控制的内容，是我们这里最关心的。

生命体与无生命的机器系统，在控制上显示出本质相同的机制——负反馈机制。这使得机器和人一样展示出目的性行为，比如自动维持温度的恒定。其实，《控制论》正式出版5年前的1943年，维纳就在他的《行为、目的和目的论》论文中率先提出了控制论的概念，阐明了相关思想，首次将生物特有的目的性行为引入机器系统。

核心就在反馈控制。

什么是反馈？而且，反馈还分正反馈和负反馈，它们分别又是怎样的？

假如你正在讲解葵花向日转和风车随风动的原理。

如果你仅仅是在录制一个视频，以后播放给人看的，此刻并没有任何一个观众在你的面前，那么你对观众听后的反应，就一无所知：他们有没有兴趣听，究竟听懂了还是没听懂，你没获得任何信息，更无法根据观众的反应随时调整内容和改进讲法。这就是没有任何反馈的情况。

相反，如果你是面对一群人在讲，那么你时时刻刻都清楚观众的状况，他们的表情，他们的姿态，甚至他们直接向你提问，等等。总之你清楚你讲的效果，能获得相关信息——称为反馈或反馈信息，这就是有反馈的情况。

在有观众的情况下，如果你激情讲解的效果是，大家听得饶有兴趣，频频点头，而且看得出来并不是表面专注实则心不在焉的机械式点头，大家还好奇地提出许多问题，相当热烈，总而言之显然是被你的激情所感染。那么，你实时接收到这样的反馈信息之后，讲解的激情又进一步被加强了。而这被加强了的激情，反过来又让观众给予你更大的鼓励，以更多的频频点头等方式……这样互动下去，不知道最后会出现什么样的一个“爆炸性”局面——这样的反馈，称为正反馈，也称雪崩效应、马太效应。

但注意，正反馈还有一种跟“爆炸性”结果截然相反的情况：比如你讲得没什么激情，听都听不清楚，大家几乎要睡着了。你得到这样的反馈，即看见观众要睡了，就更没激情讲了。而你更没有激情，又让大家更是昏昏欲睡……这样循环下去，最终全体（也许包括讲解者自己）都睡得安安静静的了——除了个别呼噜声之外。这也是正反馈。

所以，正反馈的效果是趋于两个极端：要么“好”到顶，要么“差”到底，前者也叫“良性循环”，后者也叫“恶性循环”。

正反馈机制在诸如技术爆发、创始公司暴涨、如日中天的大企业快速倒闭这些现象中，往往起着关键的作用。

负反馈则是控制领域中的一种重要机制。

为了说明负反馈，设想这样的情形：你讲解葵花和风车，面前有观众，即有反馈。当你讲得不够细致，观众反映听不懂，于是你实时得到这个反馈之后及时调整，讲得细一些、耐心一些；但是接下来你却发现，大家变得有点不耐烦了，从他们的表情看出来，是嫌你讲得又太啰唆了，所以你赶紧又调整，讲得稍微少一点、精练一点……这样的循环，就是负反馈。

负反馈的效果，是趋于达到一种精准的平衡，这代表了系统所需的“目标”。负反馈的这个性质，正是具有某种目标的控制系统所需要的。所以，恒值系统（如空调）、随动系统（如导弹），都是基于负反馈机制的。

生态系统的自动平衡，其奥秘就在于负反馈机制。假想一个生态圈，只有羊和狼两种动物，羊有充足食物，但存在唯一天敌——狼；狼的唯一食物是羊，没有天敌。当羊的数量减小，狼的食物不足，其数量就会跟着减少；狼减少，羊的天敌减少，羊的数量就跟着增加。而当羊的数量增加，狼的食物充足，其数量就会增加；狼增加，羊的天敌增加，羊的数量就减少。这种负反馈机制，保证了不受过大干扰的生态系统是自动平衡的，就像有智能在控制一样。

有时候，一个系统可能会采用更复杂的反馈，不是一个单纯的反馈，而是综合性的反馈。例如，一个企业，根据上一年度方方面面的情况，制订下一年度的规划，改进企业的生产经营，这也是一种反馈，但很难简单地归结为一个负反馈或者正反馈。

对于控制系统而言，反馈来自从环境采集信息的传感器，然后交给控制器去分析处理，处理结果再交给提供能量和动力的执行机构，最后通过效应器作用于环境，这样形成一个闭环，称为闭环控制。环境、传感、处理、执行、效应，这是控制系统构成的五大要素。

反馈现象的存在，无论是在自然还是人工系统中，都具有普遍性。反馈原理的运用也具有普遍性。人工智能中的机器学习，特别是有监督的机器学习，其本质也是一种反馈调节的过程。例如，有监督的深度学习神经网络，就是将系统的实际输出与正确输出相比较，根据误差这一反馈信息，去调节系统的结构和参数，使得误差减小，并将这一步骤反复进行，逼近最优。

值得一提的是，“控制论”并非更贴近工程技术的“控制理论”，其原文也不是“control theory”，而是“cybernetics”，其中“cyber”的本意是驾驶，“cybernetics”就是驾驶之术。为什么这样？也许是因为“control”带有命令的意味，而维纳要强调的是自动调节机制，更接近“驾驶”而不是“命令”，所以他选择“cybernetics”这个词语作为他所创的学科名称——控制论。

控制论的影响很大，连它的名称也对相关领域的名称产生了直接的影响。

我们来看看“网络空间”这个名称，显然它应是由“网络”和“空间”两个词语组成。但是其中“网络”的原文，根本不是“network”或“net”，也不是“web”，而是“cyber”。所以“网络空间”的原文并非“netspace”之类，而是“cyberspace”，又译为赛博空间、信息空间、电子世界、网络世界等。

网络空间或赛博空间这个概念，包含但并不等同于计算机网络或互联网。赛博空间是一个更具概括性的概念，指的是在计算机以及计算机网络里的虚拟世界，强调的是与实际空间（physical space）相对——网络空间是与实际空间相对的世界，这很关键。认清了此点之后，无论说“网络空间”还是“赛博空间”，都无关紧要。

“赛博空间”一词是由居住在加拿大的科幻小说作家威廉·吉布森（William Gibson）所创。该词在他1982年的短篇小说《融化的铬合金》中首次出现，后来又在罕见地取得了世界科幻三大奖的小说《神经漫游者》中出现，从而普及开来，现已作为学界的正式术语。

有了“cyberspace”表示网络空间，自然地“cyber”就被用于表示与实际相对的虚拟空间相关的一系列术语之中，例如：网络安全或网络空间安全（cybersecurity）、网络攻击（cyberattack）、网络犯罪（cybercrime）、网络战（cyberwarfare），甚至还有网络文化（cyberculture）、网上市场（cyber marketplace）、网上活动（cyber activity）等，不一而足。

赛博空间整体上不应被视为一个巨大的控制系统：它作为整体并不是感知—处理—行动—感知这样的典型控制系统主体。事实上它根本不存在一个处理或控制中心。它甚至作为整体，连仅是感知—行动这种简单反射式主体都算不上。这些都不是它的根本特征，但这也并不表明它不强大。事实上它非常强大。

网络空间的强大源于其建立在标准化的通信协议（典型的就是互联网协议族，即TCP/IP协议族）基础之上的开放性，彻底突破了物理空间的限制，可轻易地将数十亿和更多的设备连接起来，并且具有动态性：随时可以接入新的设备，每个设备也可随时断开和再接入。

所以，网络空间的根本特征是开放的、广泛的、动态的信息连接。

无论是固定着的大型计算机、服务器集群以及个人桌面计算机，还是移动中的小巧平板电脑和智能手机，无论是工业现场还是住宅区和家庭，无论是传感器、处理器还是执行器，统统都可通过无处不在的有线或无线联网接入，让所需的感知、分析和控制的信号、数据、信息和知识快意流动，天涯咫尺。

可见网络空间的信息连接能力，会大大增强控制系统，大大增强智能主体。

网络空间无比丰富的信息如果接入人体，特别包括人的大脑，就可能产生现实空间与虚拟空间混合之后的逼真世界——人与世界交互的所有真切感受，最终不都是发生在人的大脑里边而已吗？

那将是一个以为是真实的但却是梦幻的世界。

那也将是一个充满风险的世界，一个无数智能主体较量的另类大战场。

混合现实技术实在地提供了这种可能性。

20世纪80年代初，互联网远远未普及之时，《神经漫游者》赫然预示了这种可能性。

20世纪90年代末，互联网正飞速扩张之际，《黑客帝国》已然揭示了这种危险性。