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灾实模俏颐蔷陀Ω么勇蹩嗽傺芬荒呈笛樵て诘椒疵娴慕峁Ｈ欢�1905年，爱因斯坦把洛伦兹的这些思想翻改成为如下的形式：绝对运动的不可观测性与其说是物质的任何特殊结构所决定的，不如说是物理学上的一项公设。就我们的角度看来，在爱因斯坦的工作中，重要之点是，光和物质处于同等的地位，这和牛顿以前的著作所提出的观点相同，而不是象牛顿那样地把所有东西都隶属于物质和力学。
爱因斯坦在阐释自己的见解时，把观测者作了多种多样的使用：观测者既可以是静止的，也可以是运动着的。在爱因斯坦的相对论中，如果不同时引进消息的观念，如果事实上不重新强调物理学的准莱布尼兹状态（其倾向还是光学的），那就不可能把观测者引进来。爱因斯坦的相对论和吉布斯的统计力学乃是截然不同的东西。爱因斯坦基本上还是使用绝对严格的动力学术语来探讨问题的，并没有引进几率观念，这和牛顿相同。与此相反，吉布斯的工作从第一步起就是几率性的。然而，这两个人的工作方向都代表了物理学观点的更替，即在某种意义说来，用观测时方才存在的世界来代替实际存在的世界，而物理学上古老的朴素实在论则让位给某种也许会使巴克莱大主教眉开眼笑的东西了。
在这个地方，讨论一下本书序言中曾经提到的与熵有关的若干概念，对我们说来是恰当的。如前所述，熵的观念代表了吉布斯力学和牛顿力学之间的几个极为重要的分歧。在吉布斯的观点中，我们有一个物理量，它不属于我们这个外在世界，而属于一组可能的外在世界，因而它出现于我们对这个外在世界所能提出的若干特定问题的答案中。物理学现在不去探讨那个可以看作全面答复全部有关问题的外在宇宙了，它变成了对于某些极为有限的问题作出答案的帐单。事实上，我们现在研究的东西和我们可以收进并发出的一切可能的输入和输出的稍息毫无关系，我们所关心的只是极为特殊的输入和输出的消息理论，包括这类消息只给我们有限信息量的测量方法在内。
招息自身就是模式和组织的一种形式。的确，我们可以把消息集会看作其中有熵的东西，就象我们对待外在世界状态的集会一样。正如熵是组织解体的量度，消息集合所具有的信息则是该集合的组织性的量度。事实上，一个消息所具有的信息本质上可见解释作该消息的负熵，解释作该消息的几率的负对数。这也就是说，愈是可见的消息，提供的信息就愈少。例如，陈词滥调的意义就不如伟大的诗篇。
我已经提到莱布尼兹对于自动机的兴趣，这个兴趣曾经碰巧被他的同时代人巴斯卡（Pascal）分享过，巴斯卡对于我们现在称之为台式加法机的发展有过真正的贡献。莱布尼兹把调准在同一时刻的时钟给出时间的一致性看作单子预定谐和的模型。这是因为，体现他那个时代的自动机技术就是钟表匠的技术。我们不妨考察一下在八音盒顶上跳着舞的小人儿的动作。它们是按照模式而运动的，但这个模式是预先安排的，而小人儿的过去活动对并未来活动的模式实际无关。它们偏离原定模式的几率等于零。的确，这里也有消息的传递，但消息只从八音盒的机械装置传给小人儿，到此就停住了。除了和八音盒预定谐和的机构发生上述单向的通讯外，小人儿自身并没有和外界通讯的痕迹。它们都是又瞎又聋而又哑的东西。一点儿也离不开约定化了模式而改变其活动的。
把它们的行为和人的行为或者任何确具中等智力的动物的行为例如一只小猫的行为作个比较。我叫唤小猫，它就抬头看我。我发给它一个消息，它用它的感官来接收，这从它的行动中可以看出。小猫饿了，因而发出悲鸣。这时它是消息的发送者。小猫在摆弄一个悬吊着的小线球时，当球摆向左边，小猫就用左爪去抓它。这时，在小猫自己的神经系统之内，通过它的关节、肌肉和健等某些神经末梢，既发送又接收着性质非常复杂的消息；借助这些器官发出的神经消息，动物便能觉察到自己组织的实际位置及其张力。只有通过这些器官，人的手工技巧这一类东西方是可能的。
我已经把八音盒上小人儿的预先安排好的行为作为一方，又把人和动物的因事而异的行为作为另一方，进行过一番比较。但是，我们一定不要把八音盒设想作一切机器行为的典型。
比较古老的机器，特别是比较古老的制造自动机的种种尝试，事实上都是在闭合式钟表的基础上搞起来的。但是，现代自动机器，诸如自控导弹、近炸信管、自动开门装置、化工厂的控制仪器以及执行军事或工业职能的其他现代自动机器装备，都是具有感觉器官的，亦即具有接收外界消息的接收器。它们可以简单得象光电管那样，当光落在它们上面时就发生电变化，从而能够在暗处识别光；也可以复杂得象一架电视机那样。它们可以从一根受到张力作用的导线所产生的电导率变化来测定张力，也可以借助温差电偶（这种仪器是由两种不同的金属片的相互接触来构成的，当接触点之一加热时就有电流产生）来测量温度。在科学仪器制造者的宝库中，每种仪器都是一个可能的感觉器官，都可以通过专用电子仪器的介入从远处把它的读数记录下来。由此可知，这类机器是受到它与外界的关系所制约的，从而也受到外界所发生的事件的制约。我们现在有这种机器，而且从某个时候起就已经有了。
借助消息而作用于外界的机器也是常见的。自动光电开门装置是每个经过纽约宾夕法尼亚车站的人都知道的东西，这类装置同样也用在许多别的建筑物里。当一束光线被截断的消息送到仪器时，这个消息刺激门并使它打开，于是旅客得以通行了。
以这种类型的用感官来激励的机器到执行某项任务的机器，其间有许多步骤，或者简单得象电门的情况那样，或者具有我们工程技术限度之内的事实上是具有任意复杂程度的机器。一个复杂的动作乃是这样一种动作：为了取得对于外界的一种影响（我们称之为输出），而在这种动作中引入了可以含有大量组合的数据（我们称之为输入）。这些组合既有当下放进的数据，又有从过去存贮的数据（我们称之为记忆件取出的纪录。这些组合都记录在机器中。迄今已经制成的最复杂的、能把输入数据变成输出数据的机器就是快速电子计算机，对于这种机器，我打算在后面比较详细地谈论它。这些机器的行为样式是由特种输入来决定的，这种输入往往是用穿孔卡片、穿孔纸带或磁化导线来构成，它决定机器据以进行的某种不同于过去所进行的操作方式。在控制中，由于经常使用穿孔带或磁带，所以，放进这些机器中用以指示机器组合信息的操作方式的数据，统称为程序带。
我讲过，人和动物都有运动感觉，它们就是据此来保持自己肌肉的位置和张力的纪录。为了使任何机器能对变动不居的外环境作出有效的动作，那就必须把它自己动作后果的信息作为使它继续动作下去所需的信息的组成部分再提供给它。举例说，当我们操纵着一架电梯时，只打开电梯栏的栅门是不够的，因为我们所给的命令应该使电梯在我们开栅门的时候恰好到达门前。重要之点是，开门的释放机械要由电梯实际到达门前这一事实来决定，否则，要是没有什么东西挡住电梯的话，乘客就会踏进空阱里去。这种以机器的实际演绩（actual Performance）而非以其预期演绩（expected Performance）为依据的控制就是反馈；机器作这种控制时需要使用种种感觉元件，这些感觉元件由起动元件来激发，它们执行着预报器或监视器的职务，亦即执行着对一项演绩作出指示的职务。正是这些机构的职能使组织解体的力学趋势变到控制，亦即它们使熵的正常方向发生了暂时的和局部的逆转。
我刚才提到了电梯作为反馈的一例。还有其他许多例子，其反馈的重要性更为显著。例如，大炮瞄准手从他的观测仪取得信息，然后把它传给大炮，于是大炮便向某个方向瞄准并使炮弹在一定时刻击中活靶。但是，大炮是要在一切气候条件下使用的。在某种气候条件下，滑润油暖化了，大炮就转动得很灵快。在另外一些气候条件下，滑润油冻住了或是掺进沙子了，那么，大炮回答我们的命令就会慢一些。当大炮对我们的命令应答不灵，滞后于命令时，要是我们给它一个补充推进以加强这些命令，则瞄准手的误差就会减低下来。通常，为了取得尽可能准确的演绩，我们便给大炮加上一个反馈控制元件，把大炮滞后于指定位置的程度纪录下来，再利用这个差数给大炮以一个补充的推进。
的确，我们必须采取预防措施来使这个推进不至于过猛，如果过猛，大炮就会越过指定的位置，势必还要通过一系列的振荡才能把它拉回来，这个振荡可能变得愈来愈大，这便导致了严重的不稳定。如果反馈系统自身是可控的，换言之，如果它自身的熵趋势还可以用其他控制机构来遏制，并且保持在足够严格的限度之内，那么，上述情况就不会发生，而反馈的存在就增加了大炮演绩的稳定性。换言之，大炮的演绩很摩擦负载的关系就很少，或者也可以这样说，大炮的演绩不因滑润油的粘结而产生滞延。
在人的活动中存在着与上述情况非常相似的东西。当我去取一根雪茄，我不是有意使用某些特定肌肉的。在许多情况下，我的确不知道它们是哪些肌肉。我所做的只不过使某一反馈机制亦即某一反射发生作用，其中我尚未取得雪茄的效果变成对滞后的肌肉（不管是什么肌肉）一个新的、加强的命合。按照这个办法，一个前后完全同一的随意命会就可以使我们从各种各样的初始位置出发来完成相同的任务，而与由于肌肉的疲劳所引起的伸缩能力的降低无关。同样，当我驾驶一辆汽李，我对车辆所作的一系列控制不是单纯取决于我对道路的印象以及我对之要做的驾驶工作。要是我发现车辆太偏向公路右边了，这个发现就会使我把它驶向左边。这种控制是取决于车辆的实际演绩的，不单是取决于公路的情况；正是这种控制办法使我可以用大体相同的效率来驾驶一辆轻便的奥斯汀骄车或者驾驶一辆重型卡车，用不着为了驾驶这两者而去形成不同的驾驶习惯。我在本书专门讨论机器的一章里将更多地讲到这个问题，我们将在该处讨论到，研究演绩有缺陷的、类似于人的机制中所发生的缺陷的机器可以对神经病理学作出贡献。
我的论点是：生命个体的生理活动和某些较新型的通讯机器的操作，在它们通过反馈来控制熵的类似企图上，二者完全相当。它们都有感觉接收器作为它们循环操作中的一个环节：也就是说，二者都以低能级的特殊仪器来搜集外界的信息并以之用于操作中。在这两种情况下，外界消息都不是不折不扣地（neat）取得的，它要通过仪器内部的变换能力采取得，不论这个仪器是活的还是死的。然后，信息才转换为可用于以后各个阶段演绩的新形式。这种演绩在动物和机器中都是有效于外界的。在动物和机器中，回报到中枢调节器的，并非只有它们对于外界打算做的活动，还有它们对于外界运演过的活动。行为的这种复杂性没有被一般人所了解，尤其没有在我们对社会的日常分析中起到应起的作用；虽则从这个观点出发，正如个体的生理反应可以因之得到理解那样，社会自身的有机反应也可以因之得到理解。我的意思并不是说，社会学家没有认识到社会通讯的存在及其复杂性，但是，社会学家直到最近都有这样的倾向，故意忽视社会通讯是社会这个建筑物得以粘合在一起的混凝土。
我们在本章中提出一组复杂的、直到最近都还没有充分联系起来的观念。它们是：吉布斯引进的作为传统牛顿约定之修正的物理学上的偶然性观点；奥古斯汀根据这种偶然性而要求于秩序和我们行为的态度；一个人与人之间、机器与机器之间以及社会作为时间事件序列的通讯理论，序列自身虽然具有某种偶然性，但它总是力图按照各种不同目的来调节其各个组成部分以遏制秩序紊乱的自然倾向。现在看来，这些观念基本上是统一的。
第二章 进步和熵
如前所述，自然界之倾向于秩序紊乱的统计趋势，亦即孤立系统之具有熵增加的趋势，乃是通过热力学第二定律表现出来的。我们，人，不是孤立系统。我们从外界取得食物以产生能量，因而我们都是那个把我们生命力的种种源泉包括在内的更大世界的组成部分。但更加重要的事实是：我们是以自己的感官来取得信息并根据所取得的信息来行动的。
就这个陈述所涉及的我们与环境的关系而言，物理学家现在都已经熟悉其意义了。信息在这个方面的作用，有个天才的表示，它是由麦克斯韦以所谓“麦克斯韦妖”的形式提出来的。我们可以把这个妖描述如下。
设有一个气体容器，其中的气体，各部分温度相同。气体的某些分子一定要比其余分子运动得快些。现在我们假定容器中有一个小门，气体经过这个小门进入一根开动一部热机的导管，而热机的排气装置则和另一根经过另一小门回到容器的导管相连。每个门都有一个小妖，它具有鉴别到来气体分子的能力，根据它们的速度来开门或关门。
第一个门上的小妖只给高速度的分子开门，碰到来自容器的低速分子时，它就把门关上。第二个门上的小妖的任务正好相反：它只给来自容器的低速分子开门，碰到高速分子时就把门关上。这样做的结果是，容器一端的温度升高，而另一端的温度降低，由是创造出“第二种”水动机，即不违反热力学第一定律（这个定律告诉我们：给定系统的总能量守恒）的永动机，但它违反了热力学第二定律（这个定律告诉我们：能量自动地使温度趋于平衡）。换言之，麦克斯韦妖看来克服了熵增加的趋势。
也许，我可以用下述例子再进一步地来阐释这个观念。考虑有一群人从地下道的两个旋转栅门走出来，其中的一个门只让以一定速度行走的人走出，另一个门则只让走得慢的人走出。地下道中的人群的这种偶然运动将表现为这样的一股人流：从第一个旋转栅门出来的人都走得快，而通过第二个旋转栅门的人都走得慢。如果我们用一条装有踏车的通道把这两个旋转栅门连接起来，那么，走得快的人流从一个方向来转动这部踏车的力量要大于走得慢的人流从另一个方向来转动这部踏车的力量，这样，我们就会从人群的偶然走动中得到一个有用的能源。
这里有一个非常有趣的差异，它出现在我们爷爷辈的物理学和今天的物理学之间。在十九世纪的物理学中，信息的取得似乎是不付任何代价的。结果是，在麦克斯韦的物理学中，他的任何一个妖都不发生供应其能源的问题。但是，现代物理承认，麦克斯韦妖只能通过某种象感官之类的东西采取得信息，有了信息，妖才能开门或关门，而就这种目的而言，这个感官就是眼睛。刺激妖眼睛的光并不是附加于机械运动的某种不带能量的东西，而是同样具有机械运动自身的种种主要属性的。除非是光碰到仪器，任何仪器是接收不到光的；除非是光去中了粒子，光不能指示任一粒子的位置。所以，这种情况就意味着，即使从纯粹力学的观点看来，我们也不能认为气室中所含有的东西仅仅是气体，而应当认为其中含有气体和光，这二者可以处于平衡状态，也可以处于不平衡状态。如果气体和光处于平衡状态，那么，作为现代物理学说的一个推论，我们可认证明：麦克斯韦妖将是一个瞎子，瞎到就跟气室中根本没有光一样。我们顶多有暧昧不明的、来自四面八方的光，这样的光对于气体粒子的位置和动量是起不了什么指示作用的。所以，麦克斯韦妖只能在状态不平衡的系统中工作。但是，在这样的系统中，可以证明，光和气体粒子之间的恒常碰撞有使二者达到平衡的趋势。因此，即使妖可以暂时地颠倒熵的通常方向，它归根到底也会搞得精疲力竭的。
仅当系统之外有光加进来，其温度不同于粒子自身的力学温度时，麦克斯韦妖才能不断地作工。这个情况我们应该是完全熟悉的，因为我们知道，我们周围的一切都在反射着太阳光，而太阳光和地球上的力学系统远非处于平衡状态。严格说，我们所遇到的粒子，其温度都处于华式SO至6O度左右，而和粒子处在一起的光发自太阳时则在好几千度左右。
在一个不处于平衡状态的系统中，或者，在此系统的局部区域中，熵不一定增加。事实上，熵是可以局部地减少的。我们周围世界的这种非平衡状态也许只是衰退过程中的一个阶段，这个衰退过程终归是要导致平衡的。我们早晚都得死去，我们周围的整个宇宙非常可能要由于热寂而毁灭，那时候，世界将还原为一个浩瀚无际的温度平衡状态，其中再也没有真正新鲜的事物出现了。除了单调的一致性外，别无他物，我们从中所能期望的只不过是微小而无关宏要的局部涨落而已。
然而，我们尚未成为世界最后毁灭阶段的目睹者。事实上，这些阶段不可能有目睹者。所以，在这个与我们直接有关的世界里，存在着这样一些阶段，它们虽然在永恒中只占居一个微不足道的地位，但对我们讲来却具有巨大的意义，因为在这些阶段中，熵不增加，组织性及其伴随者（信息）都在增进中。
我所讲的这些局部区域的组织性增强问题，不仅限于生命体所揭示出来的那种组织。机器也可以局部地、暂时地增加信息，虽则它们的组织性和我们的组织性相较，那是粗糙而不完善的。
在这里，我要插进下越的语义学意见：生命、目的和灵魂这类字眼都是极不适于作严格科学思考的。这些词都因我们对某类现象的共同认识而获得其意义，但它们事实上并未提供恰