今天，人們在許多科學研究領(lǐng)域，都可以碰到“黑箱”這一概念，但它并不是指一只真正的黑色箱子，而是控制論中的一個重要概念。作為一種近代科學方法，黑箱方法已越來越受到人們重視，并且與現(xiàn)代科學技術(shù)手段聯(lián)系在一起，廣泛應用于社會生活實踐中。

　　1945年，控制論的創(chuàng)始人維納在一篇文章中寫道：“所有的科學問題都是作為‘閉盒’問題開始的”，“若干可供選擇的結(jié)構(gòu)被密封在‘閉盒’中，研究它們的唯一途徑是利用閉盒的輸入和輸出。”維納所說的閉盒，也就是我們今天所說的黑箱。

　　到底什么是“黑箱”呢?粗略地說，所謂黑箱是指它的內(nèi)部構(gòu)造和機理還不清楚，但可以通過外部觀測和試驗來認識它的功能和特征。在現(xiàn)實生活中，許多客觀事物，當人們還不可能，或客觀條件不允許深入解剖其內(nèi)部細節(jié)(因而無法詳細了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特征)，都可以把它看做是黑箱。為了讓讀者對黑箱概念有個形象化的認識，我們先從“大腦之謎”說起。

　　“大腦之謎”，也叫做“身心問題”，在科學研究史上是一個長期以來沒有得到圓滿解答的難題，無數(shù)科學家和哲學家傾注了畢生的心血進行過深入探討和研究，提出了種種假設和理論。思維究竟是怎樣從物質(zhì)中產(chǎn)生出來的?大腦功能的具體活動機制又是什么?要解答這一系列問題可不是一件容易的事。人們可以用物理上的分割法，研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和屬性；也可以用化學分解和合成的方法來了解不同物質(zhì)的成分。但這些方法，對研究大腦的思維功能卻是鞭長莫及的，因為即使按這些方法的要求，將大腦打開，解剖分析，也只能是對失去思維功能的大腦物質(zhì)的認識。這樣，在科學研究面前，大腦的思維過程就是一個只見其外觀和表現(xiàn)，而無法深入其內(nèi)在了解其機制的難題。它就像一個不能打開的箱子一樣，里面的一切對于我們來說都是黑乎乎的，一無所知。

　　在高能物理中，就有如下一個事實：當物質(zhì)被高度分割后，就會出現(xiàn)不能再分割的微粒，這時人們只能借助科學儀器來觀察其行為，而無法再通過分割來了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。對于這類問題，必須開辟新的研究途徑。幸好控制論中提出的黑箱研究方法，為我們研究這類問題提供了可能。

　　所謂黑箱方法，指的是當一個系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不清楚時，利用外部觀察和試驗方法，獲得系統(tǒng)(即黑箱)的輸入——輸出特性；再根據(jù)這種信息，在不打開“黑箱”的情況下，研究其功能和屬性，探索其構(gòu)造和機理的一種科學方法。人們常說“知人知面不知心”。如果說人相當于一個黑箱的話，那么我們可以通過“聽其言，觀其行”而“知其心”，這是一種行為分析的方法。

　　黑箱方法的道理并不神秘，在我們的日常生活中，人們都在自覺或不自覺地運用這種方法。比如說看電視，如果說看電視必須要懂得電視內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理才行，那恐怕能看電視的人就不會很多了。然而，人們雖然不懂得電視機內(nèi)部構(gòu)造和機理，卻知道按哪個開關(guān)打開它，調(diào)整哪些開關(guān)可以得到清晰穩(wěn)定的畫面效果，什么情況是出了故障，等等。這些都是我們運用黑箱方法的具體體現(xiàn)。不過黑箱方法最典型的應用是中醫(yī)看病。中醫(yī)看病，主要是通過“望、聞、問、切”等外部觀察作出診斷，開方抓藥。有時遇到疑難雜癥沒有把握時，可以先投以試探性的藥物，觀察病人的反應，并隨時增減藥物，觀其療效，一旦抓住病癥就大膽對癥下藥。這種從人體的輸入特征入手，實施“辯證論治”的方法正是黑箱方法的精髓所在。上面所舉的例子，主要是讓讀者對黑箱方法有個基本的認識，但是控制論的黑箱方法，作為一種科學研究方法，具有自己的特點和獨特表達方式。隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展，對系統(tǒng)進行動態(tài)觀測的黑箱方法，已發(fā)展成為現(xiàn)代控制理論的一個重要分支——系統(tǒng)辨識。辨識，指的是通過外部觀測系統(tǒng)得到系統(tǒng)的輸入-輸出數(shù)據(jù)，然后用數(shù)學方法確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，求得定量描述系統(tǒng)動態(tài)特性的數(shù)學模型，并在此基礎上，實現(xiàn)對系統(tǒng)的最優(yōu)控制。