黑箱研究方法

『壹』 黑箱理論的提出

什麼是黑箱理論
所謂「黑箱」，就是指那些既不能打開，又不能從外部直接觀察其內部狀態的系統，比如人們的大腦只能通過信息的輸入輸出來確定其結構和參數。「黑箱方法」從綜合的角度為人們提供了一條認識事物的重要途徑，尤其對某些內部結構比較復雜的系統，對迄今為止人們的力量尚不能分解的系統，黑箱理論提供的研究方法是非常有效的。

黑箱理論的出發點
「黑箱」的研究方法的出發點在於：自然界中沒有孤立的事物，任何事物間都是相互聯系，相互作用的，所以，即使我們不清楚「黑箱」的內部結構，僅注意到它對於信息刺激作出如何的反應，注意到它的輸入—輸出關系，就可對它作出研究。如果我們能設計出一個系統，在同樣的輸入作用下，它的輸出和所模擬的對象的輸出相同或相似，就可以確認實現了模擬的目標。在此，信息的輸入，就是一個事物對黑箱施加影響；信息的輸出，就是黑箱對其他的事物的反作用。事實上人們在對信息進行分析和綜合時，很少追求結構上的相似性，而總是把握信息的觀點，行為功能的觀點。
系統整體優化法，即是從系統的觀點出發，著重從整體與部分之間、整體與外部環境之間的相互聯系中，綜合地考察對象，從而達到全面地、最佳地解決問題的目的。

『貳』 黑箱方法的概念

黑箱亦稱「黑盒」或「黑匣」。它是指內部構造還不清楚，由於條件的限制，只能通過外部觀測和試驗去認識其功能和特性的系統。例如人的大腦、地球、密封的儀器等，都可以看作是黑箱。我們把外部對黑箱的影響稱為黑箱的輸入，把黑箱對外部的反應稱為黑箱的輸出。
所謂黑箱方法，就是通過考察系統的輸入、輸出及其動態過程，而不通過直接考察其內部結構，來定量或定性地認識系統的功能特性、行為方式，以及探索其內部結構和機理的一種控制論認識方法。
黑箱方法，就是在不打開黑箱的情況下，只是通過外部觀測、試驗，找出輸入和輸出的關系，並由此來研究黑箱的功能和特性，探索其構造和機理的一種科學方法。

『叄』 黑箱方法的出發點

「黑箱」的研究方法的出發點在於：自然界中沒有孤立的事物，任何事物間都是相互聯系，相互作用的，所以，即使我們不清楚「黑箱」的內部結構，僅注意到它對於信息刺激作出如何的反應，注意到它的輸入—輸出關系，就可對它作出研究。如果我們能設計出一個系統，在同樣的輸入作用下，它的輸出和所模擬的對象的輸出相同或相似，就可以確認實現了模擬的目標。在此，信息的輸入，就是一個事物對黑箱施加影響；信息的輸出，就是黑箱對其他的事物的反作用。事實上人們在對信息進行分析和綜合時，很少追求結構上的相似性，而總是把握信息的觀點，行為功能的觀點。

『肆』 黑箱方法主要研究系統的什麼

所謂「黑箱」，就是指那些既不能打開，又不能從外部直接觀察其內部狀態的系統，比如人們的大腦只能通過信息的輸入輸出來確定其結構和參數。「黑箱方法」從綜合的角度為人們提供了一條認識事物的重要途徑，尤其對某些內部結構比較復雜的系統，對迄今為止人們的力量尚不能分解的系統，黑箱理論提供的研究方法是非常有效的。

『伍』 「黑箱」方法是怎麼來的

在國內，20世紀80年代中期以來對復合指標問題有過不少研究。目前採用的方法大致分兩類：一是混合危害損失模型法，如，1987年四川省農科院植保所建立的水稻紋枯病和二化螟危害產量損失模型；1988年湖南省農科院植保所建立的褐稻虱和紋枯病的混合危害損失模型等；二是危害損失當量法，目前僅見於褐稻虱和白背稻虱混合種群的研究：有按現有單項經濟防治指標推算的，有按吸汁量即按蜜露分泌量的多少確定危害當量的，也有按有害生物造成損失量確定危害當量的。

實踐表明，當前國內復合指標的研究與國外一樣，與病蟲草鼠綜合防治的要求還很不一樣。目前，我們雖然已進入了多病蟲綜合防治階段，事實上，我們並未完全實現從防治單一對象、單一目標，向作物系統的有害生物群落實行總體治理，以取得經濟、生態和社會效益多目標綜合效果的轉變，仍然停留在維納、艾什比等傳統控制論「黑箱認識論」的水平上，未跟上灰色系統理論已打破了「箱」的框框，不但從系統外部特徵去研究，更主張著重事物內部結構、參數、總的特徵，且盡量發揮已知（白色）信息作用的步伐；仍然把千變萬化的諸生態因子的作用看作「黑箱」，把有害生物種群密度看作輸入，產量損失率作為「黑箱」的輸出，這樣，在諸生態因子隨機擾動下，有害生物種群密度與產量損失率之間不是確定的函數關系，是一種概率函數，不是灰色系統理論的「灰靶」。因此，得到的有害生物種群的復合防治指標，難以與田間實際情況相符合，往往難以避免。有害生物的綜合治理或防治，是多維動態的，欲想在一個大區域制訂一個靜態的統一的復合指標，顯然是不切合實際的。其實，我們可以把有害生物種群與復合防治指標分別看成是事件與對策，它們可組合成灰局勢Sij，目標效果m（1）是經濟效益，m（2）是生態效益，m（3）是社會效益。通過多目標灰色局勢決策，可以得到不同的多病蟲草鼠組合的復合指標，它們的經濟、生態，社會效益的綜合效果最為滿意。而我們運用「黑箱」方法，就難以取得滿意的結果。運用「黑箱」方法的傳統控制論，一般都是一種事後的控制，然而，植保工作方針要求「預防為主，綜合防治」，這在大多數的病害上反映得十分突出。

『陸』 黑箱方法的詳述

有些儀器、有些系統內部的結構十分復雜，或是由於種種原因不能夠加以打開。打開了就不是原來的系統。比如大規模集成塊也可以看作是一個黑箱。它內部眾多復雜的電子器件的功能，人們是無法從外表觀察來了解的。而是藉助於專用的測試儀器向集成塊輸入信息，從集成塊輸出的信息來判斷集成塊的功能和質量的好壞。這也是一種黑箱方法。一件事物是否是黑箱還與人的認識能力有關系。比如電視機，對一般不懂電視機原理的人來說，電視機也是一個黑箱。有些人對電視機原理一知半解，對這部分人來說，電視機是一個灰箱。然而，對電視機設計專家來說，由於它們對電視機的結構原理一清二楚，所以對他們而言，電視機是一個白箱 。
由此可見，確定事物是黑箱還是白箱，不僅取決於事物本身，同時還與人們的認識能力有關。人的大腦，它是思維的器官，智慧的源泉。大腦內部是一個非常復雜的機構，有數量驚人的腦細胞。因此，有人把大腦比喻成腦海。科學家對大腦的研究也常常用黑箱方法。因為解剖後的大腦就不是原來的大腦了。測大腦反應的靈敏性並不需要打開大腦。比如，智商的測定主要是測試人們對問題的回答是否敏捷。一個孩子如果對各種形象問題、語言問題、邏輯問題都能夠很好的解答，那說明他的大腦很好，智商很高。

『柒』 黑箱理論 為什麼不適用推理法

黑箱理論，是指對特定的系統開展研究時，人們把系統作為一個看不透的黑色箱子，研究中不涉及系統內部的結構和相互關系，僅從其輸入輸出的特點了解該系統規律，用黑箱方法得到的對一個系統規律的認識。不通過分析生態系統內部結構和相互關系，而是根據生態系統整體物質和能量的輸入和輸出關系及其影響因子得到該生態系統的結構和功能的規律。
黑箱理論的出發點
「黑箱」的研究方法的出發點在於：自然界中沒有孤立的事物，任何事物間都是相互聯系，相互作用的，所以，即使我們不清楚「黑箱」的內部結構，僅注意到它對於信息刺激作出如何的反應，注意到它的輸入—輸出關系，就可對它作出研究。如果我們能設計出一個系統，在同樣的輸入作用下，它的輸出和所模擬的對象的輸出相同或相似，就可以確認實現了模擬的目標。在此，信息的輸入，就是一個事物對黑箱施加影響；信息的輸出，就是黑箱對其他的事物的反作用。事實上人們在對信息進行分析和綜合時，很少追求結構上的相似性，而總是把握信息的觀點，行為功能的觀點。
系統整體優化法，即是從系統的觀點出發，著重從整體與部分之間、整體與外部環境之間的相互聯系中，綜合地考察對象，從而達到全面地、最佳地解決問題的目的。

黑箱的概念
在控制論中，通常把所不知的區域或系統稱為「黑箱」，而把全知的系統和區域稱為「白箱」，介於黑箱和白箱之間或部分可察黑箱稱為「灰箱」。一般來講，在社會生活中廣泛存在著不能觀測卻可以控制的「黑箱」問題。比如，我們每天都看電視，但我們並不了解電視機的內部構造和成像原理，對我們而言，電視機的內部構造和成像原理就是「黑箱」。

黑箱方法
黑箱是我們未知的世界，也是我們要探知的世界。如何了解未知的黑箱呢？ 我們只能在不直接影響原有客體黑箱內部結構、 要素和機制的前提下通過觀察黑 箱中「輸入」、「輸出」的變數，得出關於黑箱內部情況的推理，尋找、發現其內部規律，實現對黑箱的控制。這種研究方法叫做黑箱方法。

『捌』 黑箱方法的應用

黑箱方法還被運用於人口的研究。掌握人口發展的現狀和發展規律對於人類的發展有著很重要的意義。但是，人口系統是個復雜的大黑箱。要認識它、控制它是個極大的難題。人口學家利用人口普查獲得的信息建立了我國人口發展的動態模型。它忽略了人口系統內部各種細節，但是對於人口的出生率、死亡率、自然增長率、人口年齡構成等提供了很有價值的數據。從幾年當中人口變化的信息來推斷若干年後的變化狀況，為現代化建設提供了有價值的資料。

『玖』 黑箱理論的基本信息

「黑箱」的研究方法的出發點在於：自然界中沒有孤立的事物，任何事物間都是相互聯系，相互作用的，所以，即使我們不清楚「黑箱」的內部結構，僅注意到它對於信息刺激作出如何的反應，注意到它的輸入—輸出關系，就可對它作出研究。如果我們能設計出一個系統，在同樣的輸入作用下，它的輸出和所模擬的對象的輸出相同或相似，就可以確認實現了模擬的目標。在此，信息的輸入，就是一個事物對黑箱施加影響；信息的輸出，就是黑箱對其他的事物的反作用。事實上人們在對信息進行分析和綜合時，很少追求結構上的相似性，而總是把握信息的觀點，行為功能的觀點。
系統整體優化法，即是從系統的觀點出發，著重從整體與部分之間、整體與外部環境之間的相互聯系中，綜合地考察對象，從而達到全面地、最佳地解決問題的目的。 黑箱
在控制論中，通常把所不知的區域或系統稱為「黑箱」，而把全知的系統和區 域稱為「白箱」，介於黑箱和白箱之間或部分可察黑箱稱為「灰箱」。一般來講，在社會生活中廣泛存在著不能觀測卻可以控制的「黑箱」問題。比如，我們每天 都看電視，但我們並不了解電視機的內部構造和成像原理，對我們而言，電視機 的內部構造和成像原理就是「黑箱」。
黑箱方法
黑箱是我們未知的世界，也是我們要探知的世界。如何了解未知的黑箱呢？ 我們只能在不直接影響原有客體黑箱內部結構、 要素和機制的前提下通過觀察黑 箱中「輸入」、「輸出」的變數，得出關於黑箱內部情況的推理，尋找、發現其內部 規律，實現對黑箱的控制。這種研究方法叫做黑箱方法。

『拾』 什麼是黑箱理論、灰箱理論、白箱理論

1、黑箱理論，是指對特定的系統開展研究時，人們把系統作為一個看不透的黑色箱子，研究中不涉及系統內部的結構和相互關系，僅從其輸入輸出的特點了解該系統規律，用黑箱方法得到的對一個系統規律的認識。不通過分析生態系統內部結構和相互關系，而是根據生態系統整體物質和能量的輸入和輸出關系及其影響因子得到該生態系統的結構和功能的規律。

2、灰箱理論：灰箱模型（Gray box）或概念模型（conceptual model），指那些內部規律尚不十分清楚，在建立和改善模型方面都還不同程度地有許多工作要做的問題。如氣象學、生態學、經濟學等領域的模型。

3、白色系統理論是指研究者不僅知道該系統的輸入——輸出關系，而且知道實現輸入——輸出關系的結構與過程。白色系統理論將這種按預知的結構關系建立的關系式稱為「白箱網路」。通過白箱網路對系統進行再認識或利用這種白箱網路去控制系統以後的過程或預測系統的行為。白箱方法反映了比黑箱方法、灰箱方法高一級的認識水平。

(10)黑箱研究方法擴展閱讀：

實踐證明，物質具有系統屬性，我們科學研究的對象，都可以把它看成是一個由基本要素組成的動態系統。在這個系統內外，不僅存在著信息傳遞、交換，還有對信息的處理和控制。同行為功能模擬法一樣，系統整體優化法也是信息分析綜合法的一個重要的發展和實用化。在對任何系統進行信息分析和綜合時，一方面要抓住功能的相似，另一方面則要抓住系統的整體優化法，是信息分析綜合法的兩個實施法則。只有遵循這兩個法則，才能作出最優的信息分析與綜合。