功能模擬法是由控制論發(fā)展而來的一種創(chuàng)新方法，它是模擬方法發(fā)展的新階段，是現(xiàn)代科學(xué)進(jìn)行整體研究的重要途徑?？刂普摦a(chǎn)生于1948年美國數(shù)學(xué)家諾伯特·維納（Norbert Wiener，1894—1964）發(fā)表的《控制論》一書，它是一門研究機(jī)器、生命社會中控制和通訊的一般規(guī)律的科學(xué)，更具體地說，是研究動態(tài)系統(tǒng)在變化的環(huán)境條件下如何保持平衡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)的科學(xué)?！翱刂普摗币辉~最初來源于希臘文“mberuhhtz”，原意為“操舵術(shù)”，即掌舵的方法和技術(shù)，維納為顯示其獨(dú)特性創(chuàng)造了“Cybernetics”這個(gè)英語新詞來命名這門科學(xué)。維納等人在從事防空系統(tǒng)的工作中，把自動控制機(jī)器和動物的某些機(jī)制進(jìn)行類比，從而提出控制論的思想。控制論突破了機(jī)器與生物的界限，把目的和行為的概念賦予機(jī)器，為機(jī)器與生物之間進(jìn)行功能模擬提供了理論依據(jù)，為用精確的物理技術(shù)、科學(xué)的方法和工具來研究和模擬生物現(xiàn)象的仿生學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。幾十年來，控制論的發(fā)展非常迅速，它的概念、原理和方法得到了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了自然科學(xué)和社會科學(xué)的互相滲透，也促進(jìn)了哲學(xué)的豐富和發(fā)展。

控制論在方法論上有一個(gè)顯著特點(diǎn)：在研究某個(gè)對象時(shí)，只考慮它的動作方式或功能，而不考慮它的具體結(jié)構(gòu)。也就是說，它不研究“它是什么”，只研究“它做什么”，即只從信息變換這個(gè)斷面去研究控制系統(tǒng)的規(guī)律，而不研究它的內(nèi)部狀態(tài)。由此可知，不同的結(jié)構(gòu)可以有相同的功能。比如生物界、技術(shù)界、社會和思維，它們的組成和結(jié)構(gòu)都不同，但卻有著某種相似的功能。這樣，控制論就從功能這個(gè)角度，把上述截然不同的領(lǐng)域統(tǒng)一起來了。在這里，控制論運(yùn)用了一種嶄新的研究方法——功能模擬法。

維納等人創(chuàng)立控制論，就是想解決機(jī)器怎樣才能模仿生物體的功能這樣一個(gè)問題。功能模擬法的產(chǎn)生解決了這一問題。第二次世界大戰(zhàn)期間，維納研究武器自動化時(shí)，把自動裝置有目的性的動作和人的相似行為加以類比，發(fā)現(xiàn)以前認(rèn)為只屬于生物機(jī)體的有目的性動作的性質(zhì)，在某些自動控制系統(tǒng)中同樣存在。例如，由火炮控制儀、炮瞄雷達(dá)以及高射炮等組成的火炮自動控制系統(tǒng)，它的控制過程與獵手在狩獵時(shí)的行為非常相似。通過自動火炮和獵手的對比可以發(fā)現(xiàn)：相對應(yīng)的機(jī)體具有相似的功能（如人眼與雷達(dá)都有搜索、跟蹤目標(biāo)的功能），它們都是按預(yù)定目的動作行事（合乎目的最終效果都以一定的操作或行為來達(dá)到打擊目標(biāo)物的目的），如圖5.1所示。這種功能或行為上的相似性，在生物和機(jī)器以至社會生活中都是普遍存在著的。這種以功能和行為的相似為基礎(chǔ)，用模型模仿原型的功能和行為的方法，稱之為功能模擬法。

圖5.1　獵手與自動火炮對比圖

控制論中功能模擬法的基本思想是拋開具體研究對象的結(jié)構(gòu)、工作機(jī)理、材料、環(huán)境、范圍等，僅以功能相似為出發(fā)點(diǎn)，在更大范圍內(nèi)尋找設(shè)計(jì)方案等，為這些難題的解決提供了有力的幫助。