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漫談反饋
送交者: 山里人 2019年01月03日10:10:32 於 [天下論壇] 發送悄悄話

2019 1 2

  

反饋(Feedback),是控制論的基本概念,指將系統的輸出返回到輸入端並以某種方式改變輸入,它們之間存在因果關係的迴路,進而影響系統功能的過程。在這種情況下,我們可以說系統“反饋到它自身”。在討論反饋系統時,因果關係的概念應當特別仔細對待:“對於反饋系統,很難作出簡單的推理歸因,因為當系統A影響到系統B,系統B又影響到系統A,形成了循環。這使得基於因果關係的分析特別艱難,需要將系統作為一個整體來看待。”

 

反饋可分為負反饋和正反饋。前者使輸出起到與輸入相反的作用,使系統輸出與系統目標的誤差減小,系統趨於穩定;後者使輸出起到與輸入相似的作用,使系統偏差不斷增大,使系統振盪,可以放大控製作用。對負反饋的研究是控制論的核心問題。

   image.png                                            

----維基,https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8D%E9%A6%88

   

    這是維基對反饋的解釋,點到為止,尚有缺。我們把上面的圖修改一下:

image.png

圖一:

或者,表達為:

    image.png

這是正負反饋的複合過程

 

我們簡述一下這個過程,輸入,我們一下簡稱I,經F反饋,Back,又成為IiIF之後我們縮寫為FI),進而經過B,縮寫為BFI)),此後轉為I+1,所以:Ii= B (Fi-1),其含義為:第i次輸入,前面經歷了i-1次的FB過程。

作了這樣的註解之後,我們可以重新解讀一下反饋過程了。

正反饋:Ii+1=FIi,它的數學表達式為一個線性的遞歸函數:Ii+1=F1+m%Ii,其中m為常數;

一般而言負反饋也表達為:Ii+1=FIi,不同的是:Ii=F1-n%Ii-1,其中n為常數;

以此為據,正反饋過程在邏輯上趨於無窮大,但在現實中趨於極限,通常是以崩潰收場的;負反饋,無論是邏輯上還是現實中,其結果都趨於零。

當負反饋為零時,即:在B過程中,n=0,所以:Ii=Ii-1,因此,在圖一構成的系統中,當n=0時,系統是一個以m為常數的正反饋系統,無論這個m多大,這個系統是趨於無限大的系統,在現實中,因為時空有限,系統一定是以崩潰為最後的告別詞。

m=0n0時,圖一的系統是一個負反饋系統,系統趨於零,

m0n0時,系統狀態不定,取決於m/n

m/n=1,系統穩定;當m/n>1,系統趨於發散,同正反饋;當m/n<1,系統趨於收斂,同負反饋。

以例說明反饋及正負反饋構成的穩態。

我們飢餓的過程是一個正反饋過程,停止進食的時間越久,我們就越飢餓,也就越渴望食物,我們也都清楚這個過程極限,是系統的崩潰,即死亡。

而我們的進食過程則是飢餓過程的負反饋過程,飢餓的滿足過程是漸進的,食物的邊際效用遞減的,當你吃飽的時候,邊際效用為零,若再進食的話,邊際效用則轉為負值。

我們則在食物的正負反饋過程中維持着生命,當m/n=1時,身體的均衡,當m/n>1時,身體變得長胖,身體的均衡,當m/n<1時,身體變得消瘦。

類似地,我們的性慾,有一點不同的是我們性慾的滿足是瞬間的,滿足之後重新進入正反饋循環;m/n=1時,均衡,當m/n>1時,縱慾過度,當m/n<1時性饑渴

更為一般的情況是,mn非常數,甚至非線性,但是,這就是我們真實的社會過程,很可惜的是我們無法精確地刻畫這個過程,m/n在社會過程中變幻莫測可能是葉利欽站在坦克上的演講,也可能是一朵小茉莉。

強權與暴政在模型上均可以以n=0的反饋模型描述,它的歸宿也是十分清晰的:崩潰!如果想避免崩潰唯有讓n>0,唯有改變其社會結構,比如,接受民主,最低也需要在政治上做出某種妥協,如:文革後的經濟改革。

因此“絕不動搖”在模型上則體現為n0的過程,m/n增大的過程,系統是正反饋,是發散的,其結局也是清楚的:崩潰。


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