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情系科研
1.2.14.5 五、黑箱法
五、黑箱法

所谓黑箱,就是内部结构和性能未知的,有待于我们进行研究和控制的对象或系统。研究黑箱的方法有以下两种:

(1)打开黑箱法。对于一个复杂的系统,经常可以把它分解成各个局部,对它们的内部结构和功能进行研究。例如,化学家提纯物质时将其分解成各种元素,工程师把机器拆成零件等,都属于打开黑箱的研究方法。这种研究方法,对于人们认识复杂系统的内部结构和功能,有时确实是一种有效的方法;但它也具有比较严重的局限性,主要表现在打开黑箱的过程中,不可避免地由于分解而干扰了黑箱本身的结构和功能,而且有可能割裂局部和整体的紧密联系。

(2)不打开黑箱法。这种研究方法主要是采用综合的方法,从综合的角度研究事物的客观规律。其出发点在于:认为自然界中没有孤立的事物,任何事物都要跟其他事物互相联系、互相作用。因此,不打开黑箱研究系统的方法,就是通过研究该系统的输入与输出来达到研究它本身的目的。在此,系统的输入,就是别的事物对它施加的影响;系统的输出,就是它对别的事物的反作用。

控制论是使用不打开黑箱法的杰出例子。在维纳建立控制论时,他比较重视客观世界各种物质运动形态的共同规律,也比较重视从对象整体联系的角度来认识对象并改造对象,故更多地采用综合的研究方法。在控制论中,有许多不同的调节黑箱的办法。其中最常用的有随机调节、负反馈调节,建立多变量系统,以及建立模型等。

总之,在许多复杂系统的研究中,只要我们从搞清楚周围事物对系统的影响以及系统对周围的反作用入手,那么,在不打开黑箱的情况下,利用综合的研究方法,往往可以取得重要的研究进展。特别是在研究复杂的控制和调节系统的对象时,不打开黑箱法看来是一种行之有效的方法。