本文是《硅谷之謎》的讀書筆記之一，也是我認為全書最精彩的一部分。

1、維納和控制論

控制論突破了牛頓的絕對時間觀。按照絕對時間觀,時間是絕對恒定的物理量，比如昨天的一小時和今天的一小時是一樣的，昨天出去玩了一小時沒有做作業，今天多花一小時補上就可以。維納采用了法國哲學家伯格森的時間觀，即Duree這樣一個概念，譯作中文時被稱為“綿延”，意思是說，時間不是靜態和片面的，事物發展的過程不能簡單拆成一個個獨立的因果關系。比如昨天浪費了一小時，今天多花了一小時做作業，就少了一小時休息，就可能造成第二天聽課效果不好，因此浪費一小時和沒有浪費一小時的人，其實已經不是同一個人了。如果我們把這種觀點應用到企業管理上，那么工廠主強制員工在某一天加班一小時，未必能夠多生產出通常一小時產生的產品，因為多加班一小時的員工們已經不是原本的員工了。

其次，任何系統（可以是我們人體系統、股市、商業環境、產業鏈，等等）在外界環境刺激（也稱為輸入）下必然做出反應（也稱為輸出），然后反過來影響系統本身。比如在資本市場，購買一種股票，就會導致其股價被一定程度地抬高。正因如此，根據過去的經驗或者任何已知的信號去操作當下股市，都不可能達到預期，因為當你覺得便宜時進行購買，而這個行為本身抬高了股價，使你賺不到預想的收益。在維納看來，任何系統，無論是機械系統、生命系統，乃至社會系統，撇開它們各自的形態，都存在有這樣的共性。

為了維持一個系統的穩定，或者為了對它進行優化，可以將它對刺激的反應反饋回系統中，這最終可以讓系統產生一個自我調節的機制。比如上百層樓高的摩天大廈，在自然狀態下會隨風飄擺，頂層的位移會在一到兩米之間，在大樓的頂上安裝一個非常重的阻尼減振器，讓它朝著與大樓搖擺相反的方向運動，大樓頂端漂移（輸入）得越多，它往相反方向運動（輸出）也越多，而這種反方向的運動反饋給大樓，最終會讓大樓穩定。在管理上，一個組織為了保住計劃的實現，就要不斷地對計劃進行監控和調整，以防止偏差繼續擴大。

2、香農和信息論

信息論是用于度量信息以及利用概率論闡述通信理論的新興學科。在香農之前，沒有人懂得如何量化地度量信息。香農借用熱力學中的熵的概念來描述信息世界的不確定性，并且將信息量和熵聯系起來，香農指出，若要消除系統內的不確定性，就要引入信息。

在信息論中，最重要的是香農的兩個定律。香農第一定律又稱香農信源編碼定律，其意義在于可以將信號源內的符號（信息）變成任何通信的編碼，而當這種編碼盡量地服從等概率分布時，每個編碼攜帶的信息量達到最大，進而能提高整個通信系統的效率。霍夫曼在香農第一定律指導下提出的霍夫曼編碼，是一種常用的最優化編碼，其本質反映了將最好的資源（最短的編碼）給予最常見的情況。
香農第二定律定量地描述了一個信道中的極限信息傳輸率和該信道能力（帶寬）的關系。在香農之前，人們不懂得信道能力或者帶寬的概念，比如在設置無線電臺時，大家不知道為什么兩個電臺頻率太接近了就要產生干擾，而是簡單地以為是頻率調制得不夠精確。香農第二定律指出，當兩個電臺頻率太接近時，其帶寬久非常窄了，信道的容量非常低了，當它低過傳輸率時，就會出現信息的傳輸錯誤，其表現就是有干擾而聽不清楚內容，此時將頻率調得再準也沒用。在香農提出他的第二定律之后，通信行業就有了理論基礎。

值得一提的是，在信息論中有一個最大熵原理，大意是在對未知事件發生的概率分布進行預測時，我們的預測應當滿足全部已知條件，而對未知的情況不要做任何主觀假設。我們平時常說的“不能把雞蛋放在一個籃子里”就是這個道理。

熵是接收的每條消息中包含的信息的平均量，熵最大時，表示隨機變量最不確定，也就是隨機變量最隨機，對其行為做準確預測最困難。最大熵原理的實質就是，在已知部分知識的前提下，關于未知分布最合理的推斷就是符合已知知識最不確定或最隨機的推斷，這是我們可以作出的唯一不偏不倚的選擇，任何其它的選擇都意味著我們增加了其它的約束和假設，這些約束和假設根據我們掌握的信息無法作出。
信息論研究發現利用信息熵最大再附加上一些約束，就可以得到例如著名的統計學中的高斯分布（即正態分布）。這件事提示了把信息熵最大化是認識客觀事物的規律性的新角度。
最大熵(maximum entropy)模型相當于行星運動的橢圓模型。原理很簡單，就是要保留全部的不確定性，將風險降到最小。讓我們來看一個實際例子，一個色子。每個面朝上的概率分別是多少，各面的概率均為1/6。假它每一個朝上概率均等的。從投資的角度看，就是風險最小的做法。從信息論的角度講，就是保留了最大的不確定性，也就是說讓熵達到最大。當對一個隨機事件的概率分布進行預測時，預測應當滿足全部已知的條件，而對未知情況不做任何主觀假設。這種情況下，概率分布最均勻，預測的風險最小。這時概率分布的信息熵最大，所以稱這種模型叫“最大熵模型”。
如何用最大熵
這個最大熵方法的特點是在研究的問題中，盡量把問題與信息熵聯系起來，再把信息熵最大做為一個有益的假設（原理），用于所研究的問題中。由于這個方法得到的結果或者公式往往（更）符合實際。
把最復雜原理與信息論中的最大熵方法聯系起來，既是自然的邏輯推論也顯示最復雜原理并不孤立。這樣，最大熵方法過去取得的一切成就都在幫助人們理解最復雜原理的合理性。而最復雜原理的引入也使人們擺脫對神秘的熵概念和熵原理的敬畏。在理解了最復雜原理來源于概率公理以后，我們終于明白，神秘的熵原理本質上僅是“高概率的事物容易出現”這個再樸素不過的公理的一個推論。

系統論

系統論源于對生物系統的研究，但是它適用于各種組織和整個社會。貝塔朗菲和其他系統論的奠基人（布里淵、薛定諤和普利高津等）主要的觀點如下：

1、一個有生命的系統和非生命的系統是不同的。前者是一個開放的系統，需要和外界進行物資、能量或者信息的交換。后者為了其穩定性，需要和外界隔離，才能保持其獨立性，比如一瓶純凈的氧氣，蓋子一旦打開，就和周圍環境中的空氣相混合，就不再是純氧了。

2、根據熱力學第二定律，一個封閉系統總是朝著熵增加的方向變化的，即從有序變成無序，比如一杯冷水和一杯熱水相混合，變成一杯溫水，這是無序狀態。用香農的理論來描述，也即一個封閉的系統的變化一定是不確定性不斷增加。如果我們把一個公司或者一個組織看成是一個系統，如果它是一個封閉系統，一定是越變越糟糕。相反，對于一個開放的系統，因為可以和周圍進行物資、能量和信息交換，有可能引入所謂的“負熵”，這樣就會讓這個系統變得更有序。最初薛定諤等人用負熵的概念來說明為什么生物能夠進化（越變越有序），后來，管理學家們借用這個概念來說明一個公司或組織在外界環境的影響下，可以變得更好。中國的俗話“他山之石，可以攻玉”就是這個道理。這從某個角度解釋了一個地區為什么近親繁殖會道路越走越窄，而引入外來文化才有可能不斷進步。

3、對于一個有生命的系統，其功能并不等于每一個局部功能的總和，或者說將每一個局部研究清楚了，不等于整個系統研究清楚了，比如熟知人體每一個細胞的功能，并不等于研究清楚了整個人體的功能。這種理念和機械思維中的“整體總是能夠分解成局部，局部可以再合成整體”的思路完全不同。

什么是“老三論”、“新三論”

系統論、控制論和信息論是本世紀四十年代先后創立并獲得迅猛發展的三門系統理論的分支學科.雖然它們僅有半個世紀,但在系統科學領域中已是資深望重的元老,合稱“老三論”.人們摘取了這三論的英文名字的第一個字母,把它們稱之為SCI論.耗散結構論、協同論、突變論是本世紀七十年代以來陸續確立并獲得極快進展的三門系統理論的分支學科.它們雖然時間不長,卻已是系統科學領域中年少有為的成員,故合稱“新三論”,也稱為DSC論.　　
　　
1、系統論、控制論和信息論　　
系統論的創始人是美籍奧地利生物學家貝塔朗菲.系統論要求把事物當作一個整體或系統來研究,并用數學模型去描述和確定系統的結構和行為.所謂系統,即由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合成的、具有特定功能的有機整體;而系統本身又是它所從屬的一個更大系統的組成部分.貝塔朗菲旗幟鮮明地提出了系統觀點、動態觀點和等級觀點.指出復雜事物功能遠大于某組成因果鏈中各環節的簡單總和,認為一切生命都處于積極運動狀態,有機體作為一個系統能夠保持動態穩定是系統向環境充分開放,獲得物質、信息、能量交換的結果.系統論強調整體與局部、局部與局部、系統本身與外部環境之間互為依存、相互影響和制約的關系,具有目的性、動態性、有序性三大基本特征.

控制論是著名美國數學家維納（Wiener N）同他的合作者自覺地適應近代科學技術中不同門類相互滲透與相互融合的發展趨勢而創始的.它擺脫了牛頓經典力學和拉普拉斯機械決定論的束縛,使用新的統計理論研究系統運動狀態、行為方式和變化趨勢的各種可能性.控制論是研究系統的狀態、功能、行為方式及變動趨勢,控制系統的穩定,揭示不同系統的共同的控制規律,使系統按預定目標運行的技術科學.

信息論是由美國數學家香農創立的,它是用概率論和數理統計方法,從量的方面來研究系統的信息如何獲取、加工、處理、傳輸和控制的一門科學.信息就是指消息中所包含的新內容與新知識,是用來減少和消除人們對于事物認識的不確定性.信息是一切系統保持一定結構、實現其功能的基礎.狹義信息論是研究在通訊系統中普遍存在著的信息傳遞的共同規律、以及如何提高各信息傳輸系統的有效性和可靠性的一門通訊理論.廣義信息論被理解為使運用狹義信息論的觀點來研究一切問題的理論.信息論認為,系統正是通過獲取、傳遞、加工與處理信息而實現其有目的的運動的.信息論能夠揭示人類認識活動產生飛躍的實質,有助于探索與研究人們的思維規律和推動與進化人們的思維活動.

2、耗散結構論、協同論和突變論

耗散結構理論是比利時物理學家普利高津于1969年提出來的.一般說來,開放系統有三種可能的存在方式:(l)熱力學平衡態;(2)近平衡態;(3)遠離平衡態.耗散結構論者認為,系統只有在遠離平衡的條件下.才有可能向著有秩序、有組織、多功能的方向進化,這就是普利高津提出的“非平衡是有序之源”的著名論斷.在長期的研究工作中普利高津發現,當一個遠離平衡態的開放系統,由于許多復雜因素的影響而出現非對稱的漲落現象,當達到非線性區時,在不斷與外界進行物質和能量交換的條件下,系統將可能發生突變,由原來的無序混沌狀態自發地轉變為一種在時空或功能上的有序結構.事物的這種在非平衡狀態下新的穩定有序結構就稱為耗散結構.而耗散結構論則是探索耗散結構微觀機制的關于非平衡系統行為的理論.系統論所要尋求的也就是這種具有有序性的穩定結構,從這個意義上說,耗散結構論與系統有異曲同工之妙.

協同論是20世紀70年代聯邦德國著名理論物理學家赫爾曼·哈肯在1973年創立的. 他科學地認為自然界是由許多系統組織起來的統一體,這許多系統就稱為小系統,這個統一體就是大系統.在某個大系統中的許多小系統既相互作用,又相互制約,它們的平衡結構,而且由舊的結構轉變為新的結構,則有一定的規律,研究本規律的科學就是協同論.協同學理論是處理復雜系統的一種策略.協同學的目的是建立一種用統一的觀點去處理復雜系統的概念和方法.協同論的重要貢獻在于通過大量的類比和嚴謹的分析,論證了各種自然系統和社會系統從無序到有序的演化,都是組成系統的各元素之間相互影響又協調一致的結果.它的重要價值在于既為一個學科的成果推廣到另一個學科提供了理論依據,也為人們從已知領域進入未知領域提供了有效手段.

突變理論是比利時科學家托姆在1972年創立的.其研究重點是在拓撲學、奇點理論和穩定性數學理論基礎之上,通過描述系統在臨界點的狀態,來研究自然多種形態、結構和社會經濟活動的非連續性突然變化現象,并通過耗散結構論、協同論與系統論聯系起來,并對系統論的發展產生推動作用..突變理論通過探討客觀世界中不同層次上各類系統普遍存在著的突變式質變過程,揭示出系統突變式質變的一般方式,說明了突變在系統自組織演化過程中的普遍意義；它突破了牛頓單質點的簡單性思維,揭示出物質世界客觀的復雜性.突變理論中所蘊含著的科學哲學思想,主要包含以下幾方面的內容:內部因素與外部相關因素的辯證統一；漸變與突變的辯證關系；確定性與隨機性的內在聯系；質量互變規律的深化發展.　　通過下面的文章可以很清楚的看到新三論和老三論的特點.

自貝塔朗菲提出一般系統論之后,出現了形而上學領域廣泛探討系統哲學的局面.現在比較流行的是由歐文·拉茲洛先生的系統哲學.系統哲學的世界觀為我們描繪了這樣一個圖景：從宇宙基本構件到可經驗的有形自然實體,從有形自然實體到有機生物、人,再從人到大尺度的宇宙星體,一切存在都是相互聯系的,但是萬物的相互作用不是無序的一團亂麻,而是有組織、有條理的,它們都具有同一或者說不變的構型,這種構型叫做系統,在我們存在的光錐內,這些系統從最基本的能量波產生出來,在相互作用的過程中形成紐結、超紐結,在各種由相互作用構成的條件中,紐結逐步演化出一個我們現在所看到的一個透明的、具有高度有序性的系統世界.在每個等級上,系統都是其下層組分的整體,同時又是上層系統的參加者.在系統等級體系內,每一個等級結構都是協調其下層組分在整體意義上發揮由上層系統決定其配定位置的效能的分界面.由系統為基本構型的存在具有不可還原性,任何一個系統如果拆成其組分后都不可能具有作為整體上存在的系統的特性和功能,這就是整體大于部分之和.在由系統構成的世界中,只有一個方向,那就是從最基本的能量流向日趨復雜化的系統構型發展.這就是說系統的世界具有單一的時間之矢.系統一旦成形,它具有自我穩定特性,這種特性能夠使它成為能在各種擾動環境中能夠抵抗熵的宇宙的構件（構件的意義就是自穩定）,任何一個系統解體都不會完全瓦解到宇宙史開端,同時任何一個系統解體而貢獻出來的宇宙要素都能夠在現在這個有序的世界中找到一個合乎現有秩序的容身之地.

耗散結構理論、協同學都是研究系統演化的理論,都是試圖找到一個能對系統結構的自發形成起支配作用的原理.它們從二個不同的方面,互相補充地說明了系統的演化原理.耗散結構理論是物理化學家普利高津創立的,它對遠離平衡態的系統演化提出方案.該理論認為,一個遠離平衡態的開放系統,不斷地與環境交換物質和能量,一旦系統的某個參量達到一定的閾值,通過漲落,系統就可以產生轉變,由原來混沌無序的混亂狀態轉變為一種在時間、空間或功能上的有序狀態.他把這種在遠離平衡情況下所形成的新的有序結構命名為“耗散結構”.一個系統由混沌向有序轉化形成耗散結構,至少需要4個條件：①必須是開放系統；②必須遠離平衡態；③系統內部各個要素之間存在著非線性的相互作用；④漲落導致有序.

協同學是物理學家哈肯創立的,形成于70年代初.它對非遠離平衡態系統實現的系統演化提出了方案.哈肯在研究中發現有序結構的出現不一定要遠離平衡,系統內部要素之間協同動作也能夠導致系統演化（內因對于系統演化的價值和途徑）.他認識到熵概念的局限性,提出了序參量的概念.序參量是系統通過各要素的協同作用而形成,同時它又支配著各個子系統的行為.序參量是系統從無序到有序變化發展的主導因素,它決定著系統的自組織行為.當系統處于混亂的狀態時,其序參量為零；當系統開始出現有序時,序參量為非零值,并且隨著外界條件的改善和系統有序程度的提高而逐漸增大,當接近臨界點時,序參量急劇增大,最終在臨界域突變到最大值,導致系統不穩定而發生突變.序參量的突變意味著宏觀新結構出現.

突變論吸收了系統結構穩定性理論、拓撲學和奇點理論的思想,發展出一套研究不連續現象的數學方法.突變論認為,系統的相變,即由一種穩定態演化到另一種不同質的穩定態,可以通過非連續的突變,也可以通過連續的漸變來實現,相變的方式依賴于相變條件.如果相變的中間過渡態是不穩定態,相變過程就是突變；如果中間過渡態是穩定態,相變過程就是漸變.原則上可以通過控制條件的變化控制系統的相變方式.