宋運(yùn)忠

摘要：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境給控制學(xué)科教育帶來了巨大的影響。從發(fā)展機(jī)遇上來看，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不但為控制學(xué)科的教育提供了良好的交流平臺，而且也為控制學(xué)科教育提供了一個生動的研究對象；從挑戰(zhàn)性上來看，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境刺激了控制學(xué)科教育的定位調(diào)整和控制學(xué)科教育某些新的研究分支對控制學(xué)科的內(nèi)生驅(qū)動。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；交流平臺；研究對象；控制學(xué)科

互聯(lián)網(wǎng)使地球變成一個虛擬的村莊，使世界變得越來越小，全球化的呼聲越來越強(qiáng)烈。控制學(xué)科教育作為推動社會前進(jìn)的有效力量可以充分利用網(wǎng)絡(luò)來豐富其內(nèi)涵，反過來互聯(lián)網(wǎng)對控制學(xué)科教育的要求也越來越高。對于從事控制學(xué)科教育的教師，如何面對互聯(lián)網(wǎng)的影響是一個值得探討的問題。

一、網(wǎng)絡(luò)給控制學(xué)科教育提供了良好的發(fā)展機(jī)遇

互聯(lián)網(wǎng)在下屬方面給控制學(xué)科的教育提供了良好的發(fā)展空間。

（一）互聯(lián)網(wǎng)給控制學(xué)科教育提供了良好的交流平臺

眾所周知，在沒有互聯(lián)網(wǎng)的時代，各個學(xué)科前沿問題的討論往往是由政府部門出面組織或一些學(xué)會組織的。受地理位置、文化背景、經(jīng)濟(jì)條件、交通條件等的影響，參與的人員往往非常有限，高層組織高峰論壇所形成的協(xié)議、見解和前瞻性的報告難以實(shí)時地傳播給關(guān)心該方面信息的人們。印刷品如科技期刊、科技專著的發(fā)行渠道往往容易受到成本的約束，難以滿足大多數(shù)人的需求。目前，控制學(xué)科教育人員新的學(xué)術(shù)思想，控制學(xué)專家所形成的遠(yuǎn)見卓識很快就可以借助互聯(lián)網(wǎng)傳播到世界各地。相關(guān)人員的反饋信息也很快被控制學(xué)專家獲得，這種及時的交互作用促進(jìn)了人們對新的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的接受、評論、思考、交流、碰撞的機(jī)會，使原來靜態(tài)的知識被激活，一個具有無限生機(jī)、動態(tài)更新、蓬勃發(fā)展的控制學(xué)科教育發(fā)展場景形成了。諾伯特·維納天才般的預(yù)言和超脫時空的暢想又可以被我們感觸，錢學(xué)森先生那種融控制學(xué)科教育于工程技術(shù)、從控制學(xué)科教育的全局來洞察控制學(xué)科教育的系統(tǒng)思想、源于物而不止于此的學(xué)術(shù)情懷又可以被新一代的受教育者所遐想。因電子通信的廣泛使用，使得從事控制學(xué)科教育的人們之間的通信聯(lián)絡(luò)更容易了，一個初出茅廬的新人就可能得到一個科學(xué)大師的幫助，僅就于此，就有可能改變一個人的一生，甚至改寫一個學(xué)科的歷史。

（二）互聯(lián)網(wǎng)給控制學(xué)科教育提供了一個生動的研究對象

互聯(lián)網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上是一個復(fù)雜連接、動態(tài)變化，具有自組織、自相似、涌現(xiàn)特性的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為以后分布、遠(yuǎn)程、虛擬、廣域控制的研究提供了實(shí)在的研究對象?；ヂ?lián)網(wǎng)在信息傳輸上的流量特性、并發(fā)機(jī)理、突發(fā)特點(diǎn)、阻塞情況，似隨機(jī)但又不完全符合已有隨機(jī)過程規(guī)律的特點(diǎn)，信息部分與整體間具有某種未被清楚認(rèn)識的全息相似特點(diǎn)為控制學(xué)科新的研究方向的孕育提供了良好的機(jī)遇?；ヂ?lián)網(wǎng)是社會發(fā)展的產(chǎn)物，它必然與社會生活的各個方面有著密切的聯(lián)系。對不良信息傳播擴(kuò)散的遏制一直是人們談?wù)摬恍莸脑掝}，如何從控制的角度來研究這一問題已經(jīng)受到有關(guān)國家的重視。

二、網(wǎng)絡(luò)給控制學(xué)科教育提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)

（一）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下控制學(xué)科教育的定位問題

控制學(xué)科是門年輕的學(xué)科，因它與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的密切聯(lián)系一直充滿活力，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對諸如生物信息學(xué)、地理信息系統(tǒng)、自然災(zāi)害的防治等都有很大的影響，如生物信息學(xué)由于生物科技在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的顯要地位，受到越來越多不同領(lǐng)域科學(xué)家的重視，由此也引發(fā)了在生物信息學(xué)方面超大規(guī)模的海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，控制學(xué)科中的模式識別技術(shù)已經(jīng)在生物信息學(xué)中發(fā)揮了積極的作用。如何在控制學(xué)科的教育中介紹生物信息學(xué)的知識是一個有意義的話題。另外，遺傳算法、免疫計算、神經(jīng)信息處理、生物特征識別等從生物信息學(xué)領(lǐng)域所引發(fā)出來的新的信息處理和識別理論又大大豐富了控制學(xué)科的研究內(nèi)容、方法和工具。生態(tài)環(huán)境的惡化所引發(fā)的嚴(yán)重后果進(jìn)一步證明過去那種“頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳”的做法是欠妥當(dāng)?shù)?，系統(tǒng)的觀點(diǎn)、總體的觀點(diǎn)、動態(tài)的觀點(diǎn)再次證明是有效的、先進(jìn)的、正確的，在控制學(xué)科教育中如何將生態(tài)控制問題融進(jìn)教學(xué)內(nèi)容是一個應(yīng)當(dāng)注意的問題。飛機(jī)的飛行、機(jī)器人技術(shù)的創(chuàng)新、智能材料的發(fā)展都從仿生學(xué)吸取了不少啟發(fā)。有鑒于此和控制學(xué)科中非常重要的匹配原則，我們就不能忽視從仿生學(xué)中提取控制原理。螞蟻優(yōu)化算法、魚群算法等對優(yōu)化中基準(zhǔn)問題的解決有力地說明了仿生控制的光輝遠(yuǎn)景。上述問題都不同程度地受到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的影響，如生物信息學(xué)的網(wǎng)絡(luò)計算、各種智能優(yōu)化算法無不通過網(wǎng)絡(luò)對象來證明它們的有效性。虛擬制造、虛擬加工、電子商務(wù)、網(wǎng)上設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)工程等制造業(yè)隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)張變得越來越引人注目，它引發(fā)了機(jī)械設(shè)計的許多新特點(diǎn)，如無紙化、綠色設(shè)計、智能設(shè)計、并行工程、CIMS、CIPS、ERP等。以人為本的理念使得人們對健康的認(rèn)識與過去大不相同，人們用于醫(yī)療的費(fèi)用比過去任何時候都高，遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)所導(dǎo)致的醫(yī)學(xué)圖象處理、疾病特征表達(dá)對控制學(xué)科也有新的要求。人的大腦是人類社會數(shù)千年漫長進(jìn)化的產(chǎn)物，它的功能越來越完善，它的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，它的機(jī)理根據(jù)現(xiàn)有科技水平的推測，遠(yuǎn)非簡單的機(jī)械響應(yīng)、突發(fā)并行，而是具有高度適應(yīng)性、高度快速性、高度智能性、高度靈活性的有機(jī)整體，腦科學(xué)是一門極綜合的學(xué)科，控制學(xué)科也被融進(jìn)腦科學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)的研究中。

（二）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對控制學(xué)科的深層次需求

量子計算、量子計算機(jī)、量子信息處理、量子信息傳輸都是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下滋生出來的新的科技生長點(diǎn)。處于量子態(tài)的微觀物質(zhì)和介觀物質(zhì)與宏觀物質(zhì)的運(yùn)動特性有極大的不同，如糾纏特性、幾率特點(diǎn)對控制理論的要求越來越高。20世紀(jì)40年代發(fā)展起來的經(jīng)典控制理論和20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的以狀態(tài)空間法為主題的現(xiàn)代控制理論都不能很好地解釋這一對象。量子控制，一個控制學(xué)科的新分枝也因此變得意義重大。一旦量子控制有重大突破，再加上量子技術(shù)本身的擴(kuò)散效應(yīng)，它所提供的先進(jìn)手段等會迅猛促進(jìn)控制學(xué)科的發(fā)展。在以往的控制學(xué)科教育中，所需要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)由于量子控制的需要也會發(fā)生重要的變化，一個量子時代的控制學(xué)科領(lǐng)域的工作者不僅需要對傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識有深刻的了解和認(rèn)識，而且還需要對現(xiàn)代數(shù)學(xué)如規(guī)范示性類、微分曲率幾何等有足夠的認(rèn)識。

互聯(lián)網(wǎng)對控制學(xué)科教育的影響是多方面的，它給控制學(xué)科教育帶來了機(jī)遇，也帶來了挑戰(zhàn)。控制學(xué)科教育因互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展變得更加豐富多彩，互聯(lián)網(wǎng)給控制學(xué)科提出的問題的良好解決，必將推動其本身的發(fā)展和其他相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]錢學(xué)森，宋健.工程控制論（修訂版）[M].北京：科學(xué)出版社，1980.