世界上到底有几种感情?大概没人统计过,可是数一数,就随手拈来了。亲情,友情,爱情是人类的三大情感皈依。但是既然能分出这三种,就有另外三种也存在:反亲情,反友情,反爱情。说到底,最后所有感情归为零,也许还不如零。这个时候才知道,世界上还有比零渺小的东西。 又听人说过还有第四种感情,所谓介于爱情和友情之间的感情。也许有人懂。因为懂得,所以慈悲么。可我却感觉没有能力去支撑。 不知道该用什么样的语言和基调去描述一切,也许我想装的平常和淡然一点,但是,总是会失败。因为毕竟发生了,在自己的最最身边。甚至我不能去叙述,也许这样我也会罪孽深重,然而也不能去诅咒,那样我又害怕加重他们的罪孽。可我确实在思考,思考我该做些什么,或能做些什么,只是我也不知道。 人太奇怪,一切可以理解,然而一切也可以毫不理解。无法左右别人的一言一行,甚至也看不到自己。 纪伯伦说过:我们活着只是为了发现美,其他一切都是为了等待。 而我一直向着温馨的目标,虔心的等待。
初中历史新课程改革以来,我们围绕新理念、新课标认真组织教学,历史课堂焕发出了前所未有的活力,但同时也存在着一些问题。 任何课堂的改革都是基与课堂教学质量的提高所出发的。近来年,通过初中历史教学,笔者深切体会出情感教学在历史课堂中的作用与“魅力”。情感教学目标首次在我国课程改革中提出通过情感体验,思维能力,解决问题,这种提法较以前有较大的改进——强调历史教育应当首先关注每个学生的情感,态度,价值观和一般能力的发展,增进对历史的理解和应用历史的信心。笔者认为《课程标准》中提出情感目标是对我国课程目标的一种完善,是符合青少年心理发展规律的,也有利于由应教育向素质教育理念的转变。本文针对这一新理念在基与当前教学模式与个人实践的过程中就此提出一些个人看法。
一、 什么是情感教学
心理学指出情感是指人受感官事物作用后对这种作用是否符合自己需要而产生的一种心理体验。笔者认为情感教学就是通过模拟人情感产生到认识的整个过程中,通过师生之间的友情互动开展教学。通过这个过程,由情入学,以学至教。所以说,单单的教与学与单单的情感培养都是不符合这一过程的,情感教学它应该是互动的,在培养情感的过程中融入教学知识,同时又在教学知识的融合中让学生得到认可。
二、如何进行情感教学
1 以情施教
做到师生情感交融以情施教是情感教育的一条重要原则。因为情感可以传递信号,具有感染功能。要达到这点,教师首先要会用表情表现情感,感染学生。当教师带着微笑,怀着喜悦的心情走进教室时,学生会倍感亲切、温暖,课堂上老师的慈祥的面容、微笑的表情,振奋的情绪状态,就能更好地感染学生,教师一举手、一投足、一颦一笑都会使学生在课堂上产生愉悦的情感,所以老师在教学中的主导情绪应是快乐的,充满激情的,这样才有可能营造一种轻松的情绪气氛,让学生在快乐的状态下参与学习活动,吸纳新信息。反之,学生会感到情绪压抑,气氛紧张,造成学生心理封锁,阻碍新信息的输入。教师只有以情施教,才能让学生自己去“体验”和“生成”学习历史。
2由景入情
所谓的“由景入情”是指在历史教学中,充分调动历史场面的特殊性来达到提及学生学习兴趣的目的。通过掀起波澜壮阔的历史场面,深刻剖析特定历史人物的内心世界,可以唤起学生相应情感;通过生动形象、风趣幽默、感人肺腑的言语,可以扣击学生心弦,产生情感共鸣。如初中历史中,讲祖国“四大发明”,如数家珍,满怀自豪之情;讲“”,义愤填膺、声泪俱下。总之,“一个好的历史教师不仅绘声绘色地再现历史,使学生仿佛如闻其声、如见其人、如历其事,而且语言神态带感情,使学生每每激愤、扼腕冲发,壮烈处可歌可泣,深沉处再思再叹,欢悦处抚掌称快”。那么,当学生在这个特定的历史场景中产生了共鸣,以共鸣为基调造就相互融合理解。这就是我们情感教学所需要达到的一个初级目的。
3以景生史
历史教学中往往出现一些地点。比如金田起义、武昌起义、等。这些特定地点都是学生需要掌握的。在讲到金田起义这一课的时候,我首先让学生大概了解金田起义的历史背景,参加人物,影响等等。从而延伸其前后历史,并且学生对当地的历史也相当感兴趣,在课堂反馈的时候同学们发言踊跃。这样在无形之中与课堂之上就构建了一个当地历史汇集的氛围,充分调动了课堂积极性。不但让学生对这一历史了解至深,且在历史中畅游,大家对当地的历史也有了一定的了解。同样在讲到其他地方历史时,我也让学生回忆前后相关历史,学生在积累中脑海里构造了一个宏观的历史场面,每到一个地点都对前后历史了如指掌。通过这种层递似的积累,达到一个更加丰满与具体的知识建筑。所谓“积而厚发”,这样的作用在于分散每个散乱的知识框架,把每个细节惯穿起来,在每个地点构建一个小的历史知识堡垒,分层分段联合起来就成了整个历史。
4由情至学
“课改”的重点倡导以学生为本。那么在教学过程中教师在课堂的地位应该由传统的掌握者变为辅导者。这是一个新的拓展,它要求教师在历史情感教学中充分重视学生的思维表达与情感交流。一位好的教师,首先应该从了解学生做起。只有在了解学生思想的基础上对症下药才能完全的将历史情感融入到教育教学中。比如在讲中国四大发明的时候。其实更多的学生不是注重哪四大发明,是谁在发明(虽然这是必考)。而他们似乎更多关心感兴趣的是四大发明的运用,而这一点往往是我们老师所忽视的。传统的教学是死板的传授,而情感教学在这里应当“歪曲的”。教师可以从学生感兴趣的问题出发,如从四大发明的运用以及当时在这些发明的推广之下社会所发生的变化讲往往更容易激发起学生的兴趣。甚至在讲解的过程中我会刻意的去夸大其影响,吸引他们,迎合其好奇的心理。中华五千年历史是伟大的,诠释这一伟大我们需要从深层出发。
5由情入情
“由情入情”中前一个“情”指学生的情感,后一个“情”指历史情形。简言之,就是以学生主观的情感去理解历史。这就是历史教学实践运用的巧妙手法;在一个模拟的场合里理解历史。我们再举个简单的例子,中国近代历上的第一次鸦片战争。当时签署的几点条约是这一节的重点,要求学生一点不差的记牢。中国历史上条目繁多,很多学生往往讲它与其他的条约混淆。在考试中问非所答,闹出许多笑话。针对这一难题笔者摸索出“由情入情”这一方法。具体做法是;让学生充当一回侵华者英国,那么在当时的条件范围内,在那个特定的历史环境中学生面对这个条约应该怎么签署。要求在课堂中充分调动学生的思维,于是大家争论不休,乐此不惫。最后,我将大家争论的焦点归纳进来并将之规范化,集众口精华其实也八九不离十。首先说赔款是最先考虑到的,接着既然是侵略那么割地也成了必然,照此延伸开放五处通商口也成了补充,通商口的开放就涉及到关税的问题……这样延伸下去,一切问题尽在眼前。于是就是了中国把香港岛割给英国,赔款2100万银元,开放广州、厦门、福州、宁波、上海五处为通商口岸,英国进出口货物应缴纳的关税税率必须和英国协商。就是说,用自己的心理想法与当时的历史情况贯穿起来,两者分析问题的思维达到近乎统一的角度,在同一个立场理解这个事情就显的容易多了。这样不仅仅活跃了课堂气氛,调动了学生的主观能动性,同时也会达到事半功倍的效果。这样让学生由历史的接收者变为一个“改变历史的人”,无形之中好象历史条约是他们签定的一样了。这一过程的转化将大大提高学生对历史的理解与兴趣。
情感教学就是投入感情的教学,以教至学,以情至教。总的来说在历史课堂教学中应着重理解课改的本质,充分把握这一契机,并运用到教学中来。课堂实践与改革运用是一个长久的过程,它任重道远,需要我们广大教育工作者共同努力。
文 | 鱼爱吃猫
今天的笔记内容对应《谈美》第十二章。
昨天我们说了,艺术家在创作时,必定使用想象。这是第一点。
所以第二点是: 于想象之外,又必有情感。
分想作用和联想作用只能解释意象如何产生,不能解释创作者在许多可能的意象中为何偏偏选择这个意象。还是以《长信怨》为例,长信宫周围的事物甚多,王昌龄为何选择了寒鸦?能与寒鸦发生联想的意象也很多,他为何单选择了昭阳日影?
这样的选择并不是偶然的,有几条路可走时联想只走一条路,是由于情感的暗中驱动。长信宫周围的事物虽多,只有带昭阳日影的寒鸦可以和弃妇的情怀相照映,只有它能显出一种“怨”的情境。因此诗人选择了寒鸦。
如果还想举例子,王昌龄的另一首诗《闺怨》就挺不错:
杨柳这个意象,本可以引起无数的联想,比如“树犹如此,人何以堪!”,以及“此柳风流可爱,似张绪当年”等等。为何这首诗的主人会懊悔当初劝丈夫出去谋官呢?因为“夫婿”这个意象对于闺中**来说,是一个 受情感饱和的意象 ,而杨柳的浓绿又最容易惹起春意,所以经它触动,“夫婿”的意象就立刻浮上心头了。
王昌龄既不是班婕妤,也不是闺中**,为何他能感受她们的情感呢?这是因为,诗人和艺术家都有“设身处地”和“体物入微”的本领。他们描写一个人,就要钻进那个人的内心,在霎那间成为那个人,亲自感受他或她的生命,领略他们的情感。在这种心灵的感通中我们能见出宇宙生命的联贯。诗人和艺术家的心就是一个小宇宙。
文艺作品不需要区分“主观性”和“客观性”,而是都必须具有完整性。主观的作品必同时是客观的,客观的作品也必同时是主观的。它是旧经验的新综合,它的精彩就全在这综合上面。我们欣赏作品时,也不能拆开来看,而必须审视综合的情感,先注意到总印象,不可单论细枝末节。
比如古诗《江南》:
这首诗如果单独看每一句,都显得没有特色。但合看起来,却是一副极优美的意境。
精彩的作品要在总印象上玩味,决不能字斟句酌。晋以后的诗词大半都是细节胜于总印象,聪明气和斧凿痕迹都露在外面,这的确是艺术衰落的迹象。
情感是综合的要素,许多本来不相关的意象如果在情感上能协调,便可形成完整的有机体,比如李白的《长相思》收尾两句:
以及钱起的《湘灵鼓瑟》收尾两句:
这里加斜体的字句传达的都是物景,但这两首诗的整体都是着重人事。当我们玩味时,并不会觉得人事中插入景物有什么不伦不类,反而会觉得它们本来就该如此联系,互相烘托,益见其美。这就是由于它们在情感上本来就是和谐的。
比如“曲终人不见,江上数峰青”这两句诗,曲终人散和江上峰青虽然没什么关系,但两个意象都传递出一种凄清冷寂的情感,所以互相和谐。从这个例子,我们可以看出创造如何将平常的意象以一种不平常的方式综合到一起。
综合在一起的情感,可以把看似散漫的意象变得不散漫,看似重复的意象变得不重复。《诗经》里面的许多篇章都有内容基本相同的章节,互相之间只有一两个字的区别。创作者为什么要像这样重复着说呢?因为情感许多时候本身就是往复低回、缠绵不尽的,《诗经》里的作品,仔细品味,虽然有章节的内容重复,但情感上则不会重复。
总之,艺术的任务是在创造意象,但是这种意象必定是受情感饱和的。情感或出于人,或出于己。对出于己者,需跳出去观察,对出于人者,需钻进去体验。情感最易感通,所以“诗可以群”。
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清朝的宫女制度基本沿袭明朝,至少在顺治帝之前是的。据史料记载,顺治时期,每两年有一次选秀女的机会。被选中的,大部分归敬事房或者内务府管,成为宫女。但其中也有部分姿色绝佳的,有可能被皇帝看上从而升级成嫔妃。
到了顺治后期,选宫女和选秀女才分开来。秀女必须是八旗官员的子女,但宫女只能是内务府包衣佐领下的女子,其地位明显低于秀女。而这些宫女进宫后,少部分有可能当女官,但绝大部分还是奴才命。当然,她们也不是干一辈子的,如果能活到25岁,最多30岁,她们就能出宫嫁人。
那在宫里的这段时间内,她们就得忍受无比的寂寞和摧残。有人做过统计,康熙四十九年也就是1710年,紫禁城内有宫女近500人。但5年后,宫女数量就只有300多人了。雍正继位后,不得不在一年内连续两次征召宫女。这少掉的人,除了部分合法离宫的,大部分都是因为触犯了各种规矩被打死的。
这其中,因为情感需求而犯错是清朝宫女被处罚的主要原因。裕德龄在自己的回忆录中提到,为了满足宫女的情感需求,慈禧发明了一种制度,叫做开黑车。我们都知道,明朝时期,宫女会与太监做对食。也就是两人一起吃吃饭,聊聊天啥的,但不以夫妻名义同居。
慈禧觉得这种对食不好。因为宫女与太监一起吃饭聊天久了定会产生感情。所以就很容易发生更亲密的关系,从而犯规。事实的确如此,清代以来,对食已满足不了宫女的需求了。所以,她们私底下会和太监结成菜户。所谓菜户,就是除了不能有正常夫妻之间的那点事儿,其他饮食起居与正常夫妻无异。
据史料记载,慈禧对于宫女结菜户这一现象颇为不满,说这会让神圣的紫禁城变得庸俗不堪。裕德龄则在回忆录中说出了慈禧的真实想法。她说,整个皇宫都是慈禧的家。如今这些宫女太监成立了大大小小的家,那紫禁城成啥了?她慈禧不是变成了大房东了?是可忍孰不可忍!
于是,慈禧干脆发明了一种制度,叫开黑车。啥意思?就是当宫女有情感需求时,就找太监或者另一个宫女相互倾诉、慰藉。不过这是见不得光的,只能在黑夜中进行。所以叫开黑车。各位,这种东西在现代社会也是大量存在呢,只是人家换了个称呼,叫一夜情!所以小编才会说,慈禧发明的这个制度,是妻子们的噩梦啊!
在人类进化初期,人和其它动物一样也是通过简单的叫声来传递信息表达情感的,随着人类的发展日益发展,简单的发声已无法表达复杂的表情,人们就开始摸索探新发明了人类语言。这就有了语言传递情感。
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
自然界形形色色的生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类哪些启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。
仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学,它是在本世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术。从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间内,它的研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力。
人类仿生由来已久
自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。
鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。
以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生的先驱,也是仿生学的萌芽。
发人深省的对比
人类仿生的行为虽然早有雏型,但是在20世纪40年代以前,人们并没有自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉。科学家对于生物学的研究也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,进行着人工发明。他们很少有意识的向生物界学习。但是,以下几个事实可以说明:人们在技术上遇到的某些难题,生物界早在千百万年前就曾出现,而且在进化过程中就已解决了,然而人类却没有从生物界得到应有的启示。
在第一次世界大战时期,出于军事上的需要,为使舰艇在水下隐蔽航行而制造出潜水艇。当工程技术人员在设计原始的潜艇时,是先用石块或铅块装在潜艇上使它下沉,如果需要升至水面,就将携带的石块或铅块扔掉,使艇身回到水面来。以后经过改进,在潜艇上采用浮箱交替充水和排水的方法来改变潜艇的重量。以后又改成压载水舱,在水舱的上部设放气阀,下面设注水阀,当水舱灌满海水时,艇身重量增加使可它潜入水中。需要紧急下潜时,还有速潜水舱,待艇身潜入水中后,再把速潜水舱内的海水排出。如果一部分压载水舱充水,另一部分空着,潜水艇可处于半潜状态。潜艇要起浮时,将压缩空气通入水舱排出海水,艇内海水重量减轻后潜艇就可以上浮。如此优越的机械装置实现了潜艇的自由沉浮。但是后来发现鱼类的沉浮系统比人们的发明要简单得多,鱼的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔。鳔内不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量,促使鱼体自由沉浮。然而鱼类如此巧妙的沉浮系统,对于潜艇设计师的启发和帮助已经为时过迟了。
声音是人们生活中不可缺少的要素。通过语言,人们交流思想和感情,优美的音乐使人们获得艺术的享受,工程技术人员还把声学系统应用在工业生产和军事技术中,成为颇为重要的信息之一。自从潜水艇问世以来,随之而来的就是水面的舰船如何发现潜艇的位置以防偷袭;而潜艇沉入水中后,也须准确测定敌船方位和距离以利攻击。因此,在第一次世界大战期间,在海洋上,水面与水中敌对双方的斗争采用了各种手段。海军工程师们也利用声学系统作为一个重要的侦察手段。首先采用的是水听器,也称噪声测向仪,通过听测敌舰航行中所发出的噪声来发现敌舰。只要周围水域中有敌舰在航行,机器与螺旋桨推进器便发出噪声,通过水听器就能听到,能及时发现敌人。但那时的水听器很不完善,一般只能收到本身舰只的噪声,要侦听敌舰,必须减慢舰只航行速度甚至完全停车才能分辨潜艇的噪音,这样很不利于战斗行动。不久,法国科学家郎之万(1872~1946)研究成功利用超声波反射的性质来探测水下舰艇。用一个超声波发生器,向水中发出超声波后,如果遇到目标便反射回来,由接收器收到。根据接收回波的时间间隔和方位,便可测出目标的方位和距离,这就是所谓的声纳系统。人造声纳系统的发明及在侦察敌方潜水艇方面获得的突出成果,曾使人们为之惊叹不已。岂不知远在地球上出现人类之前,蝙蝠、海豚早已对“回声定位”声纳系统应用自如了。
生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中,它们利用声音寻食,逃避敌害和求偶繁殖。因此,声音是生物赖以生存的一种重要信息。意大利人斯帕兰赞尼很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行,既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫,但是堵塞蝙蝠的双耳后,它们在黑暗中就寸步难行了。面对这些事实,帕兰赞尼提出了一个使人们难以接受的结论:蝙蝠能用耳朵“看东西”。第一次世界大战结束后,1920年哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围。并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。遗憾的是,哈台的提示并未引起人们的重视,而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的。直到1983年采用了电子测量器,才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的。但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了。
另一个事例是人们对于昆虫行为为时过晚的研究。在利奥那多·达·芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想。由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能。但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象。当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生。飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了。可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去。实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似。假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可似避免长期的探索和人员的牺牲了。面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感!
以上这三个事例发人深省,也使人们受到了很大启发。早在地球上出现人类之前,各种生物已在大自然中生活了亿万年,在它们为生存而斗争的长期进化中,获得了与大自然相适应的能力。生物学的研究可以说明,生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制,使它们具备了适应内外环境变化的能力。生物界具有许多卓有成效的本领。如体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递、对外界的识别、导航、定向计算和综合等,显示出许多机器所不可比拟的优越之处。生物的小巧、灵敏、快速、高效、可靠和抗干扰性实在令人惊叹不已。
连接生物与技术的桥梁
自从瓦特(James Watt,1736~1819)在1782年发明蒸汽机以后,人们在生产斗争中获得了强大的动力。在工业技术方面基本上解决了能量的转换、控制和利用等问题,从而引起了第一次工业革命,各式各样的机器如雨后春笋般的出现,工业技术的发展极大地扩大和增强了人的体能,使人们从繁重的体力劳动解脱出来。随着技术的发展,人们在蒸汽机以后又经历了电气时代并向自动化时代迈进。
20世纪40年代电子计算机的问世,更是给人类科学技术的宝库增添了可贵的财富,它以可靠和高效的本领处理着人们手头上数以万计的各种信息,使人们从汪洋大海般的数字、信息中解放出来,使用计算机和自动装置可以使人们在繁杂的生产工序面前变得轻松省力,它们准确地调整、控制着生产程序,使产品规格精确。但是,自动控制装置是按人们制定的固定程序进行工作的,这就使它的控制能力具有很大的局限性。自动装置对外界缺乏分析和进行灵活反应的能力,如果发生任何意外的情况,自动装置就要停止工作,甚至发生意外事故,这就是自动装置本身所具有的严重缺点。要克服这种缺点,无非是使机器各部件之间,机器与环境之间能够“通讯”,也就是使自动控制装置具有适应内外环境变化的能力。要解决这一难题,在工程技术中就要解决如何接受、转换。利用和控制信息的问题。因此,信息的利用和控制就成为工业技术发展的一个主要矛盾。如何解决这个矛盾呢?生物界给人类提供了有益的启示。
人类要从生物系统中获得启示,首先需要研究生物和技术装置是否存在着共同的特性。1940年出现的调节理论,将生物与机器在一般意义上进行对比。到1944年,一些科学家已经明确了机器和生物体内的通讯、自动控制与统计力学等一系列的问题上都是一致的。在这样的认识基础上,1947年,一个新的学科——控制论产生了。
控制论(Cybernetics)是从希腊文而来,原意是“掌舵人”。按照控制论的创始人之一维纳(Norbef Wiener,1894~1964)给予控制论的定义是“关于在动物和机器中控制和通讯”的科学。虽然这个定义过于简单,仅仅是维纳关于控制论经典著作的副题,但它直截了当地把人们对生物和机器的认识联系在了一起。
控制论的基本观点认为,动物(尤其是人)与机器(包括各种通讯、控制、计算的自动化装置)之间有一定的共体,也就是在它们具备的控制系统内有某些共同的规律。根据控制论研究表明,各种控制系统的控制过程都包含有信息的传递、变换与加工过程。控制系统工作的正常,取决于信息运 行过程的正常。所谓控制系统是指由被控制的对象及各种控制元件、部件、线路有机地结合成有一定控制功能的整体。从信息的观点来看,控制系统就是一部信息通道的网络或体系。机器与生物体内的控制系统有许多共同之处,于是人们对生物自动系统产生了极大的兴趣,并且采用物理学的、数学的甚至是技术的模型对生物系统开展进一步的研究。因此,控制理论成为联系生物学与工程技术的理论基础。成为沟通生物系统与技术系统的桥梁。
生物体和机器之间确实有很明显的相似之处,这些相似之处可以表现在对生物体研究的不同水平上。由简单的单细胞到复杂的器官系统(如神经系统)都存在着各种调节和自动控制的生理过程。我们可以把生物体看成是一种具有特殊能力的机器,和其它机器的不同就在于生物体还有适应外界环境和自我繁殖的能力。也可以把生物体比作一个自动化的工厂,它的各项功能都遵循着力学的定律;它的各种结构协调地进行工作;它们能对一定的信号和刺激作出定量的反应,而且能像自动控制一样,借助于专门的反馈联系组织以自我控制的方式进行自我调节。例如我们身体内恒定的体温、正常的血压、正常的血糖浓度等都是肌体内复杂的自控制系统进行调节的结果。控制论的产生和发展,为生物系统与技术系统的连接架起了桥梁,使许多工程人员自觉地向生物系统去寻求新的设计思想和原理。于是出现了这样一个趋势,工程师为了和生物学家在共同合作的工程技术领域中获得成果,就主动学习生物科学知识。
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