控制论横跨技术、生物、社会和思维等领域，运用统一的科学语言、概念和方法处理这些领域中的问题。通过对自然科学和社会科学的渗透，已经形成了新的学科，例如工程控制论、生物控制论、社会经济控制论和智能控制论等。
1、工程控制论
工程控制论是以工程控制为研究对象，研究的问题包括过程工业控制、机械加工自动化、电力系统自动化、飞行器控制、车辆与交通控制、工业大系统优化、综合自动化、网络化控制系统等。钱学森院士在1954年在美国发表的专著《工程控制论》是工程控制论的奠基之作，钱学森也成为了工程控制论的奠基人。
随着时间的发展，工程控制论包含的内容不断丰富，基本内容包括，线性系统理论、非线性系统理论、概率和统计方法的应用、最优控制理论、自适应自学习以及自组织系统的理论、系统辨识理论、大系统理论、模糊性理论等。
工程控制论的发展经历了三个阶段。
工程控制论的发展相对比较成熟，学科发展比较完备，特别是美国、欧洲、日本等发达国家在工业自动化领域比较领先，中国随着改革开发，在工程控制领域也取得的非凡的成就。
2、生物控制论
维纳最初提出的控制论就包括了两大部分，其一为工程控制论，其二为生物控制论。
一个是工程系统，一个是生命系统。生物系统远比工程系统更为复杂，一个细胞的复杂程度远远高于一个宇宙飞船。生物系统是经过漫长进化、优胜劣汰的产物。所有生物体都是一个多层次结构的复杂系统，由细胞组成不同的组织，由组织构成不同的器官，与组织组成各种功能系统，各功能系统在神经系统的协调与控制下，完成整个生命活动过程。在细胞、组织、器官、系统、个体等层次上都存在信息处理与调节控制。
信息处理与控制过程非常巧妙，也非常复杂。所以研究生物控制论目的是为了揭示生命的奥妙，为疾病诊断与治疗、生态环境保护与控制提供帮助。
生物系统是一个极为复杂的、性能完善的多级结构的大系统，生物细胞的分形和自组织对控制能力的要求极高，生物控制论的核心就是研究研究生物系统中信息处理及控制机制，主要包括生物反馈系统分析与神经控制论两大部分。
生物体中存在大量的反馈系统，如呼吸系统、血液循环系统、体温调节系统等，生物反馈系统的任务就是通过建立系统的数学模型，以计算机仿真及实验的方法研究整个系统的动态特性，进而了解其运行原理，为生命健康保驾护航。
生物体是复杂的统一体，神经系统是一个非常完美的信息处理系统，各器官组织在神经系统的协调与控制下完成各种生命活动。神经控制论主要就是研究神经系统的信息处理问题，包括神经元与神经网络模型的研究、感觉信息处理的研究、大脑理论的研究等。
3、社会经济控制论
控制论创始人维纳在20世纪60年代就肯定控制论能应用于社会与经济。社会控制比工程控制要复杂得多。人类社会可被看作是高度复杂的政治经济文化与生态环境的复杂巨系统，是由无数个智能个体构成的自组织系统，涉及社会学、国家管理、行政管理、法律、经济学、人口学、企业管理、生态学、环境学等。这种结构复杂、规模宏大、具有多种不确定因素的系统涉及的问题非常复杂，并且相互交织，相互影响。所以，要完整地解决社会控制中的所有问题还需要管理阶层、决策阶层、控制科学家以及其他有关领域的专家共同长期的努力。
目前，社会控制中相对成熟的是人口控制、社会经济控制、医疗和保障系统、治安和防止犯罪系统等。例如中国在人口管控上面，运用了很多策略，采用计划生育对总人口的增长进行限制，采用户籍制度调控农村和城市的人口流动，采用严格的入籍政策对非法移民进行限制。
中国对社会经济的控制也非常有力，从经济刺激、金融管控、税务稽查都建立了完善的管理制度。在治安和防止犯罪系统方面，建立了天网和人脸识别系统，大大降低了犯罪率，成为全世界最安全的国家之一。在医疗保障系统方面，中国积极推进全民医疗，为居民的身体健康提供了保障。系统越复杂，就会越脆弱，智能个体微小的波动，都有可能引发多系统之间的连环故障，造成巨大的损失。
例如：刚刚中国发生的新型冠状肺炎传染病，对中国的医疗系统、社会管理系统、人口管控系统、交通运输系统、经济系统等多个方面都产生巨大的冲击。也在不断的考验着各个部门的管理控制能力和协调能力。
国民经济系统是一个复杂适应性系统，涉及到各行各业、全球经济形势、以及决策层制定的经济政策，要想管理好经济系统，管理层需要搜集客观真实的经济数据，对经济进行数学建模，做出精准预测，才能保证经济健康而又平稳运行。
企业管理也是一个复杂系统，管理者需要对市场形势进行研判，搜集销售数据，建立管理模型，做出市场预测，以保证企业的竞争力。
4、智能控制
随着认知神经科学和计算机技术的快速发展，出现了以人工智能为代表的智能科学。智能科学的出现将改变整个科学的内部结构和研究风格，为新的工业革命奠定理论基础。目前，信息处理的问题日益突出，人类智力的局限性日益暴露。而新的工业革命的目的是要突破人类智力的局限性，为高效能信息处理系统的建立和使用寻求理论基础。这场革命的核心问题是智能，其理论成果就是智能科学。
钱学森在1981年初提出了相当于智能科学的思维科学的概念。他提出逻辑学、形象思维学、灵感学是思维科学的基础学科。语言学、文字学、密码学、人工智能、计算机软件技术、图象识别技术等，是思维科学体系中的应用技术。
把控制论的理论和方法，尤其是人工智能的理论和方法应用于工程系统，便产生了包括机器人在内的诸多智能系统。机器人是当代最高意义上的自动化，机器人是一个多学科和技术交叉相结合的综合高技术领域。
从某种意义上讲，一个国家机器人技术水平的高低反映了这个国家综合技术实力的高低。因为一个机器人包含的内容极其丰富，如语音识别系统及其衍生的计算机语音输入等、文字识别系统及其衍生的机器自动翻译等、机器视觉与目标识别、智能检测与目标自动跟踪等。
人工智能的核心是问题求解。问题求解的基本方法就是推理法和试探法，更多的情况下这两种方法是综合使用的。用计算机自动求解智能问题可以归结为三步：
第一步是形式化：把实际问题的描述形式化（即符号化）。形式化是思维过程机械化和自动化的前提，是研究人工智能的必要条件。
算法必须满足这样三个条件
确定性（其中的任何状态和步骤必须是精确的、唯一的）；
普遍性（算法应能用于解决一整类问题，而不是只能解决某个具体问题）；
有效性（对该类中的任何问题，经有限步运算之后，一定可以导致所求的结果）。
只有掌握了一类问题的全部信息以后，才有可能总结出算法来。因此算法也叫全信息算子。算法是一个纯数学问题，数学就是研究算法的，数学是把一个具有千丝万缕联系的实际问题转化成－一个全信息的具有明确结构的有限状态空间问题。
第三步是自动化：对计算机来说，就是用某种方便的计算机语言把这些算法写成程序，交给机器去自己执行。
总结
长期以来，在科学史与哲学史上，一直存在着目的论与机械论的严重对立。目的论是一种唯心主义哲学学说。它认为自然界的一切事物都有其存在的目的。神学唯心主义把上帝说成是宇宙万物的最高指导，认为世界是上帝创造的，万物是由上帝安排的，因此自然界的一切都是合乎目的的。
以牛顿为代表的机械论不承认目的论。他认为世界万物的运动都是机械运动。机械运动是唯一的因果关系。机械论否定机器与动物以及与人的区别，认为生命完全是物质的，生命就是一架复杂的机器。控制论的出现终结了目的论和机械论之争，从一个新的视角统一了目的与因果关系。控制论以信息论和系统论为基础，从昔日科学家对物质和能量的研究一跃成为信息和系统的控制和通讯研究，打通了自然科学、生命科学、工程科学、数学和社会科学之间鸿沟，为人类认识和改造世界提供了新的理论支撑。
参考资料：
《控制论》第二版
作者：Ｎ．维纳
郝季仁 译
科学出版社
《控制论：概念、方法与应用》 第２版
作者：万百五，韩崇昭，蔡远利
清华大学出版社
《控制论与科学方法论》
作者：金国涛、华国凡
新星出版社
《控制论、信息论、系统科学与哲学》第二版
作者：王雨田
中国人民大学出版社
自动控制理论课程设计探索
孟令雅
中国石油大学（华东）信息与控制工程学院
