系统动力学之父杰伊·福里斯特：斯人已逝，幽思长存

60年前，电子工程师杰伊·莱特·福里斯特（Jay W. Forrester）以其对计算和组织的独到远见，开创了计算机建模领域。从此，世间万物的运行，小至公司经营，大如全球变化，都能够以另一种维度展现在人们面前。

本周三，福里斯特在康科德（Concord）的家中平静离去，享年98岁。

2008年的杰伊·莱特·福里斯特

杰伊·莱特·福里斯特出生于1918年7月14日，他在内布拉斯加州的一个牧场长大，福里斯特的父母都是教师，也是该地首批农场主之一。

1950年代，教授在MIT工作期间，研究出了系统动力学模型（system dynamicsmodeling）。利用该模型，企业可以分析管理政策对其长期发展的影响。

“系统动力学让人们通过计算机模拟了解我们周围世界的细节，并且向人们展示人类社会和物理世界之所以然。”

系统动力学现在是商学院的必修课，在其他学科也有所应用。

“如今，动态模拟系统对物理学和社会学都是不可或缺的，”MIT斯隆管理学院（M.I.T. Sloan School of Management）教授约翰·斯特曼（John Sterman）说道，“不仅在管理学上，天体物理、生物、化学、气候学都要用到系统动力学。”

1960年代末，福里斯特教授将对系统动力学方法进行扩展，用它解决城市衰败等社会问题。在教授1971年的著作《世界动力学》（World Dynamics）中，他以有限的世界资源为基础，考察了人口增长和工业化进程——这就是所谓的全球建模。

“在全球背景下对人口、经济、自然资源、食物和污染进行建模，杰伊是第一人，”斯特曼教授说道，“这样做具有争议性，也与直觉相悖，但他却开创了全球建模。”

福里斯特教授在工程学和计算机科学方面也有突出贡献。

他在1940年代曾致力于研究伺服系统，还是磁芯存储器的发明者之一。前者是维持炮塔等装置稳定性的反馈系统，后者则是统治计算机工业20年之久的计算机存储器。

系统动力学是福里斯特教授加入斯隆商学院不久之后的研究成果。当时，通用电器在肯塔基（Kentucky）的一家家电厂的库存和劳工水平发生了很大的波动。为了解决这种问题，通用电气求助于福里斯特教授。

在与工厂经理进行交谈后，福里斯特教授发现工厂的波动并非源于经理所认为的外部因素，而是由库存控制和招聘政策这些内部因素造成的。随后教授针对通用电气的案例进行计算机建模，这就是后来系统动力学发展的萌芽。

他作为一名工程师的素养是他洞察工业进程的关键。

“福里斯特刚开始是一名工程师，所以他明白电流如何沿导线传播，电荷如何在电容器中积累，”英国雷丁大学（University ofReading）亨利商学院的大卫·莱恩（David C. Lane）说，“后来他投身伺服系统和反馈控制领域。”

“然后，他的想象力开始飞跃，他将与反馈回路有关的系统串联成一个整体，这是一种全新的思考方式。”

福里斯特在2011年的一次采访中说道，封闭的牧场生活成就了他实用主义的头脑。高中时代，福里斯特建了一个风力发电机给牧场供电。

“我对机械和电气类东西情有独钟，”他说，“如果没东西修，就自己动手做。”

他拒绝了农业学院的奖学金，并选择进入内布拉斯加大学（University of Nebraska）学习电气工程。“我可不想站在内布拉斯加的暴雪中照顾公牛。”福里斯特教授说。

1939年，福里斯特进入MIT攻读电气工程的研究生学位。翌年，他进入MIT伺服系统实验室，从事伺服系统理论和反馈控制系统的研究。

二战期间，伺服系统实验室主要为军方服务，研发雷达天线和枪托的伺服系统。

1943年末，福里斯特教授发明了可以控制雷达的伺服装置来拦截飞机。为了帮助海军扫描鱼雷轰炸机，他随装置登上了莱克星顿号航空母舰，并以平民的身份在待了一个月。

战后，福里斯特教授成为了MIT林肯实验室数字计算部的负责人。随后，他开始了旋风计划（Whirlwind project），即首个完整的实时计算系统。

1951年，在他从事旋风计划期间，他对磁芯存储器进行了完善。

磁芯存储器内部有很多铁氧体线圈。线圈内部的环形磁场使其具有一定的极性，线圈导线绕制方向不同，线圈极性就不同。每个线圈是一个比特，因极性不同而取0或1。早期的磁芯存储器有几平方英尺那么大，像一个窗户。

磁芯存储器极大提高了计算机存储能力。直到1970年代早期，因特尔开始出售存储性能更好的硅基固态RAM，磁芯存储器才逐渐退出市场。

1956年，福里斯特教授决定放弃数字计算的研究。因为他认为这个领域已经取得了重大创新，很难再有所突破。

“我现在仍然怎么认为，”他在2011年的访谈中说，“1946年至1956年是数字计算机改进最大的几年。我虽然没有预见到计算机会像今天这样快速和小型化，但其中的基本逻辑并没有改变。”

1946年，福里斯特与苏珊·斯威特（Susan Swett）结婚，斯威特于2010年逝世。福里斯特有两个儿子和一个女儿，四个孙子，两个曾孙。

福里斯特教授在MIT待了70年，他始终保持工程师的好奇心，他也希望自己的学生保持住这份好奇。

他还记得自己曾在课堂上问过学生抽水马桶的反馈机制。

“我问他们‘你们有多少人打开马桶盖子看它如何工作？’”他回忆道，“没有一个人。连马桶都搞不定，他们是怎么申请到MIT的？”