Норберт винер: рассеянный отец кибернетики

Примечания[]

1. Мак-Каллок У. С., Питтс В.,Логическое исчисление идей, относящихся к нервной активности // В сб.: «Автоматы» под ред. К. Э. Шеннона и Дж. Маккарти. — М.: Изд-во иностр. лит., 1956. — с.363-384. (Перевод английской статьи 1943 г.)
2. Уидроу Б., Стирнс С., Адаптивная обработка сигналов. — М.: Радио и связь, 1989. — 440 c.
3. Werbos P. J., Beyond regression: New tools for prediction and analysis in the behavioral sciences. Ph.D. thesis, Harvard University, Cambridge, MA, 1974.
4. Галушкин А. И. Синтез многослойных систем распознавания образов. — М.: «Энергия», 1974.
5. Rumelhart D.E., Hinton G.E., Williams R.J., Learning Internal Representations by Error Propagation. In: Parallel Distributed Processing, vol. 1, pp. 318—362. Cambridge, MA, MIT Press. 1986.
6. Барцев С. И., Охонин В. А. Адаптивные сети обработки информации. Красноярск : Ин-т физики СО АН СССР, 1986. Препринт N 59Б. — 20 с.
7. BaseGroup Labs — Практическое применение нейросетей в задачах классификации
8. Такой вид кодирования иногда называют кодом «1 из N»
9. ↑ Открытые системы — введение в нейросети
10. Миркес Е. М.,Логически прозрачные нейронные сети и производство явных знаний из данных, В кн.: Нейроинформатика / А. Н. Горбань, В. Л. Дунин-Барковский, А. Н. Кирдин и др. — Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1998. — 296 с ISBN 5020314102
11. Упоминание этой истории в журнале «Популярная механика»
12. http://www.intuit.ru/department/expert/neuro/10/ INTUIT.ru — Рекуррентные сети как ассоциативные запоминающие устройства]
13. Kohonen, T. (1989/1997/2001), Self-Organizing Maps, Berlin — New York: Springer-Verlag. First edition 1989, second edition 1997, third extended edition 2001, ISBN 0-387-51387-6, ISBN 3-540-67921-9

14. Зиновьев А. Ю. Визуализация многомерных данных. — Красноярск: Изд. Красноярского государственного технического университета, 2000. — 180 с.

15. Горбань А. Н., Обобщенная аппроксимационная теорема и вычислительные возможности нейронных сетей, Сибирский журнал вычислительной математики, 1998. Т.1, № 1. С. 12-24.
16. Gorban A.N., Rossiyev D.A., Dorrer M.G., MultiNeuron — Neural Networks Simulator For Medical, Physiological, and Psychological Applications, Wcnn’95, Washington, D.C.: World Congress on Neural Networks 1995 International Neural Network Society Annual Meeting : Renaissance Hotel, Washington, D.C., USA, July 17-21, 1995.
17. Доррер М. Г., Психологическая интуиция искусственных нейронных сетей, Дисс. … 1998. Другие копии онлайн: ,

Цитаты

• «Дисциплина учёного заключается в том, что он посвящает себя поискам истины.»
• «Наиболее совершенной моделью кота является такой же кот, а лучше — он сам.»
• «Учёные обычно отличаются излишней чувствительностью, и так же легко возбуждаются, как художники и поэты.»
• «То, что мы пока не можем телеграфировать схему человека из одного места в другое, связано, в основном, с техническими трудностями.»
• «В вероятностном мире мы уже не имеем больше дела с величинами и суждениями, относящимися к определенной реальной вселенной в целом, а вместо этого ставим вопросы, ответы на которые можно найти в допущении огромного числа подобных миров.»

Кибернетика и футурология

Норберт Винер. Кибернетика. 1968 год

Виктор Сокирко читал «Кибернетику» Норберта Винера и ссылался на пьесу Карела Чапека «R.U.R.»  «R.U.R.» («Rossumovi univerzální roboti», «Россумские универсальные роботы») — научно-фантастическая пьеса Карела Чапека, написанная в 1920 году. Ее действие происходит на фабрике по производству роботов-андроидов. как на возможный сценарий кибернетического будущего. Однако для него и для Доры Штурман главной целью было не пред­сказать путь развития человечества, а утвердить свои идеологические взгляды. Не кибернетика привела Сокирко и Штурман к либеральным убеждениям, она стала лишь инструментом защиты их идей о перспективах развития советского общества. На фоне других, более полемических и эмоциональных самиздат­ских работ о советском обществе, книги Штурман и Сокирко выглядели серьез­ными исследованиями, основанными на научных теориях и экономической статистике. И все же это публицистические, а не научные труды.

В отличие от Штурман и Сокирко Валентин Турчин пришел к своим взглядам через знакомство с кибернетикой. Он заинтересовался ею как общей теорети­ческой дисциплиной, потенциально пригодной для ответа на разные философ­ские вопросы. Сейчас идеи Валентина Турчина об универсальных космических законах эволюции, которым подчинена жизнь человечества, кажутся наив­ными. Однако в 1960-е и 1970-е годы в объяснительную силу науки и идею закономерного прогресса верили как на Западе, так и в СССР. Можно сказать, что «Инерция страха» Турчина была в духе времени. Он смело применял к общественной жизни выводы кибернетики и называл XX век веком инфор­мации. В этом его работа не отличалась от трудов известных западных ученых-футурологов, таких как Элвин Тоффлер и Дэниел Белл  Элвин Тоффлер и Дэниел Белл считали, что развитые страны входят в стадию постин­ду­стриального, или информационного, обще­ства, где информация и наука будут главными ценностями и движущими силами прогресса. По их прогнозам, человечество должно было вскоре объединиться в одну мировую систему без разделения на государства.. Валентин Турчин предвосхитил в своей брошюре их идеи, однако не стоит думать, что у него самого не было предшественников.

Станислав Лем. Сумма технологии. Обложка издания 1974 года

Так, в СССР были популярны произведения польского писателя-фантаста Станислава Лема. В своем футуристическом трактате «Сумма технологии», переведенном на русский в 1968 году, он также соединял эволюцию человечества с эволюцией живой природы. Лем утверждал, что разумная жизнь появилась в космосе закономерно, вслед за низшими формами жизни. Больше того — в «Сумме технологий» Лем настаивал на том, что все страны мира стоят на грани глобального единства, когда национальные и государственные границы отойдут на второй план. Нельзя не увидеть в этом сходство с главной идей Турчина — о постепенном усложнении кибернетических организмов согласно закону увеличивающейся интеграции. 

Были и другие — футуристическая работа писателя-фантаста Артура Кларка «Черты будущего» (изданная в 1962 году и переведенная на русский в 1966-м) или популярная книга советского астрофизика Иосифа Шкловского «Вселен­ная. Жизнь. Разум» 1962 года. В них тоже говорилось о единстве человека и космоса, главенстве информации для будущего объединенного человечества.

1 / 2

Обложка книги Артура Кларка «Черты будущего». 1966 год Издательство «Мир»

2 / 2

Обложка книги Иосифа Шкловского. «Вселенная. Жизнь. Разум». 1976 год Издательство «Наука»

Все эти работы относились к футурологии. Как особая научная дисциплина, которая пытается предсказать будущее человечества на основе выводов естественных и точных наук, футурология появилась как раз в 1960-е годы. Когда люди открыли дорогу в космос, они почувствовали себя неотъемлемой частью космической системы. Казалось, что физические и химические законы развития вселенной одинаково применимы как к микробам и растениям, так и к человеку. 

История советской кибернетики показала, что у науки нет границ. Ее влияние на общественную мысль в СССР было таким же, как в США, несмотря на цен­зуру и идеологические препоны. Кибернетика позволяла отстаивать противо­положные идеологические взгляды: однопартийную и многопартийную систе­мы, плановую и рыночную экономику, сплоченное и разъединенное общество. Но главное, базовое «демократическое» правило кибернетики оставалось неизменным: чтобы успешно развиваться, государство должно обеспечивать свободу населению и находиться под его контролем.

Советская кибернетика в историях и картинках

Обзор

Термин «кибернетика» изначально ввёл в научный оборот Ампер, который в своём фундаментальном труде «Опыт о философии наук, или аналитическое изложение естественной классификации всех человеческих знаний», первая часть которого вышла в свет в 1834 году, вторая в 1843 году, определил кибернетику как науку об управлении государством, которая должна обеспечить гражданам разнообразные блага. В современном понимании — как наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе, термин впервые был предложен Норбертом Винером в 1948 году.

Кибернетика включает изучение обратной связи, чёрных ящиков и производных концептов, таких как управление и коммуникация в живых организмах, машинах и организациях, включая самоорганизации

Она фокусирует внимание на том, как что-либо (цифровое, механическое или биологическое) обрабатывает информацию, реагирует на неё и изменяется или может быть изменено, для того чтобы лучше выполнять первые две задачи. Стаффорд Бир назвал её наукой эффективной организации, а Гордон Паск расширил определение, включив потоки информации «из любых источников», начиная со звёзд и заканчивая мозгом.

Пример кибернетического мышления. С одной стороны, компания рассматривается в качестве системы в окружающей среде. С другой стороны, кибернетическое управление может быть представлено как система.

Согласно другому определению кибернетики, предложенному в 1956 году Л. Куффиньялем (англ.), одним из пионеров кибернетики, кибернетика — это «искусство обеспечения эффективности действия».

Ещё одно определение предложено Льюисом Кауфманом (англ.): «Кибернетика — это исследование систем и процессов, которые взаимодействуют сами с собой и воспроизводят себя».

По словарю Ожегова: «Кибернетика — наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе».

Кибернетические методы применяются при исследовании случая, когда действие системы в окружающей среде вызывает некоторое изменение в окружающей среде, а это изменение проявляется на системе через обратную связь, что вызывает изменения в способе поведения системы. В исследовании этих «петель обратной связи» и заключаются методы кибернетики.

Современная кибернетика зарождалась, включая в себя исследования в различных областях систем управления, теории электрических цепей, машиностроения, математического моделирования, математической логики, эволюционной биологии, неврологии, антропологии. Эти исследования появились в 1940 году, в основном, в трудах учёных на т. н. конференциях Мэйси (англ.).

Другие области исследований, повлиявшие на развитие кибернетики или оказавшиеся под её влиянием: теория управления, теория игр, теория систем (математический аналог кибернетики), психология (особенно нейропсихология, бихевиоризм, познавательная психология) и философия.

Индивидуальные доказательства

1. Ганс Иоахим Флехтнер: Основные понятия кибернетики. 1970, с. 9.
2. Томас Рид : Сумерки машины. Краткая история кибернетики . Propylaeen, Berlin 2016, ISBN 978-3-549-07469-5 (492 стр., Американский английский: Восстание машин. Кибернетическая история . Нью-Йорк, 2016. Перевод Майкла Адриана, первое издание: WW Norton & Company).
3. ↑ Норберт Винер: Кибернетика. Регулирование и передача сообщений в живых существах и в машинах . Второе, переработанное и дополненное издание. Econ-Verlag, Düsseldorf 1963 (287 страниц, американский английский: кибернетика или управление и коммуникация в животных и машинах . 1948. Перевод Э. Х. Серра, Э. Хенце, первое издание: MIT-Press).
4. Джон фон Нейман: Теория самовоспроизводящихся автоматов . опубликовано посмертно. Ред .: Артур В. Беркс . University of Illinois Press, 1967, ISBN 978-0-252-72733-7 (английский, 388 страниц).
5. Эран Маген, Джеймс Гросс: Модель кибернетического процесса самоконтроля и Пол Кароли: Системы целей и саморегулирование. В: Рик Х. Хойл (ред.): Справочник по личности и саморегулированию. Блэквелл Паблишинг, 2010.

литература

Классическая литература

• Джеймс Клерк Максвелл : О губернаторах. В: Труды Лондонского королевского общества. № 16, 1867/1868, стр. 270–283.
• Норберт Винер : Человек и человек-машина. Кибернетика и общество. Альфред Мецнер Верлаг, Франкфурт-на-Майне, 1952 год.
• Норберт Винер : Бог и Голем, Корпорация: Комментарий о некоторых моментах, в которых кибернетика затрагивает религию. MIT Press, 1966.
• Джон фон Нейман : Компьютер и мозг. Издательство Йельского университета, 1958.
• Гордон Паск : подход к кибернетике. Хатчинсон и Ко, 1961 год.
• К. Штайнбух , Х. Франк , Х. Кретц, Х. Мевес, К. Кюпфмюллер , У. Д. Кейдель, Й. Шварцкопфф, Р. Фельдткеллер , Ф. Венцель: Кибернетика — мост между науками . Umschau Verlag, Франкфурт-на-Майне, 1962 год.
• Луи Куффиньяль : Основные концепции кибернетики — Базовые понятия AGIS-Verlag, Баден-Баден, 1962.
• Георг Клаус , Хайнц Либшер : Что такое кибернетика и что такое? Urania-Verlag, Лейпциг, 1966 г. (с 1-го по 9-е издание, 1974 г.)
• Ханс Ронге : Искусство и кибернетика. Verlag M. Dumont Schauberg, Кельн, 1968, ISBN 3-7701-0440-4 .
• Георг Клаус: Словарь кибернетики. Дитц Верлаг, Берлин, 1968 г., и Справочники Фишера, том 1 и 2, Франкфурт / Гамбург, 1969 г.
• Людвиг фон Берталанфи : Общая теория систем: основы, развитие, приложения. Джордж Бразиллер, 1969 год.
• Ганс Иоахим Флехтнер : Основные понятия кибернетики. dtv, Штутгарт 1970.
• Грегори Бейтсон : шаги к экологии разума: сборник очерков по антропологии, психиатрии, эволюции и эпистемологии. Издательство Чикагского университета, 1972.
• Александр Лернер : Основы кибернетики. Перевод с русского Э. Гроса. Plenum Publ. Corp., Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1972, ISBN 978-1-4684-1706-7 .
• В. Росс Эшби : Введение в кибернетику. Зуркамп, Франкфурт-на-Майне, 1974 год.
• Йорг Баетге : Основы экономической и социальной кибернетики: Теория управления бизнесом. (= Современные учебные тексты: экономика.), VS Verlag für Sozialwissenschaften, Wiesbaden 1975, ISBN 9783531111988 .
• Бернхард Хассенштейн : Биологическая кибернетика. Элементарное введение . 5-е издание Quelle & Meyer, Heidelberg 1977, ISBN 3-494-00184-7 .

Текущая литература

• Ларс Блюма: Норберт Винер и появление кибернетики во Второй мировой войне. LIT Verlag, Мюнстер 2005, ISBN 3-8258-8345-0 .
• Майкл Эккардт: Симбиоз человека и машины. Избранные труды Георга Клауса по строительной науке и теории медиа. VDG, издательство и база данных по гуманитарным наукам, Веймар 2002, ISBN 3-89739-316-6 .
• Слава Герович: От новояза к кибероязу. История советской кибернетики. MIT Press, 2002, ISBN 978-0-262-07232-8 .
• Клаус Фукс-Киттовски , Зигфрид Пиотровски (ред.): Кибернетика и междисциплинарность в науках. trafo Verlag, Берлин 2004 г., ISBN 3-89626-435-4 .
• Эрнст фон Глазерсфельд : Кибернетика. В: Леон Р. Цвасман (ред.): Большой лексикон средств массовой информации и коммуникации. Сборник междисциплинарных концепций. Ergon-Verlag, Würzburg 2006, ISBN 3-89913-515-6 .
• Мартин Кауфманн: Древо кибернетики. Линии развития кибернетики от исторических основ до их современных форм. proEval Verlag, Дорнбирн 2007, ISBN 978-3-200-01048-2 .
• Томас Рид : рассвет машин. Краткая история кибернетики. Пропилеи, Берлин 2016, ISBN 978-3-549-07469-5 .
• Клаус Пиас (Ред.): Кибернетика — Кибернетика. Конференции Macy 1946–1953. 2 тома, diaphanes Verlag, Zurich / Berlin 2003, ISBN 3-935300-35-2 и ISBN 3-935300-36-0 .
• Эндрю Пикеринг : Кибернетический мозг. Наброски другого будущего. Издательство Чикагского университета, Чикаго 2010, ISBN 978-0226667898 .
• Фредерик Вестер : Новые основы мысли — от технократического до кибернетического века. dtv, Мюнхен, 2002 г., ISBN 3-423-33001-5 .
• Хайнц фон Ферстер : CybernEthik. Merve Verlag, Берлин 1993, ISBN 978-3-88396-111-8 .
• Ганс-Кристиан Дэни : Завтра я буду идиотом — кибернетика и общество контроля. Наутилус, Гамбург, 2013 г., ISBN 978-3-89401-784-2 .
• Хорст Фёльц : Это информация. Shaker Verlag, Аахен 2017, ISBN 978-3-8440-5587-0 .
• Хорст Фёльц : Как мы узнали. Не все является информацией. Shaker Verlag, Аахен 2018, ISBN 978-3-8440-5865-9 .
• Ян Мюггенбург: Живые артефакты: Хайнц фон Ферстер и машины Биологической компьютерной лаборатории . Издатель: Konstanz University Press, 1-е издание, 2018 г., ISBN 978-3835391031 .
• Хорст Фёльц : Пора. Shaker Verlag, Düren 2019, ISBN 978-3-8440-6675-3 .

Объекты изучения

Эта наука изучает всевозможные управляемые системы, используя понятия кибернетической системы и кибернетического подхода.

Кибернетический подход

Кибернетический подход состоит в замене исходной системы управления изоморфной моделью и дальнейшем изучении этой модели. Чтобы реализовать подход, применяется один из двух методов моделирования: компьютерное или имитационное. Оба метода подразумевают использование принципа «черного ящика». Экспериментатор моделирует внешнюю деятельность рассматриваемой системы, а ее структура, воспроизводящая поведенческие характеристики, остается скрытой.

Кибернетический подход позволяет исследовать несколько видов информационных моделей, отличающихся по запросам:

• ответная реакция системы на воздействие внешних факторов,
• оптимизация характеристик системы относительно функции ценности,
• адаптивное управление,
• прогноз динамики системного преобразования.

Информационная система

Кибернетическая система

Кибернетическая система представляет собой множество взаимосвязанных элементов, способных к приему, обработке, запоминанию и обмену информацией. Основные свойства подобных систем: адаптация, самоорганизация и самообучение с использованием накопленного опыта.

Кибернетика в целом рассматривает любые управляемые системы в абстрактной форме, не учитывая их материальную природу, поэтому системой может являться как вычислительная машина, так и общество либо его отдельные группы.

Направления

Кибернетические методы применяются во многих отраслях:

• Биология. В рамках биологической ветви этой науки исследуются кибернетические системы в организмах. Также ученые решают вопросы передачи генной информации между поколениями живых организмов. В широком смысле биологическая кибернетика занимается исследованием методов моделирования структур и поведения биологических систем.
• Медицина. Кибернетика в медицине помогает диагностировать заболевания при помощи вычислительной техники и используется для создания высокотехнологичных протезов.
• Экономика. Методы данной науки используют для анализа всей экономики и отдельных ее элементов как сложной системы при помощи экономико-математического моделирования.
• Инженерия. Кибернетика в инженерии применяется для анализа масштабных сбоев систем, вызванных мелкими и незначительными ошибками.
• Информатика. В информатике ее методы используют для анализа информации и управления вычислительной техникой.
• Психология. В психологии существует отдельное направление психологической кибернетики, в рамках которого изучается взаимодействие систем анализа, сфер сознания и бессознательного в ходе взаимодействия людей с различными системами, а также между собой. Кроме того, эта дисциплина значительно повлияла на развитие психологии труда и ее подвидов.

Особняком стоит направление чистой кибернетики, в рамках которого происходит понятийное изучение систем управления. Ее главная задача – обнаружение основных принципов таких систем.

Информационная система Внимание! Есть известная шутка про университет ядерной кибернетики, однако на данный момент не существует ни такого вуза, ни такого направления, как ядерная кибернетика

Современные достижения и пути развития

Смена ориентиров

Конец XX века стал определяющим периодом для кибернетики как науки. В конце 60-х это направление лишилось поддержки со стороны научного сообщества и столкнулось с проблемой выбора дальнейшего пути развития. Возрождение произошло в 70-х годах, когда биологи занялись разработкой новой кибернетической концепции, применимой для природных организаций и систем, не изобретенных человеком. История кибернетики получила новое направление для развития.

В 1980-х появилась «новая кибернетика», которая изучала взаимодействие политических подгрупп и элементов, создающих структуру политического сообщества. Была выработана новая концепция информации — ее стали рассматривать как нечто, созданное человеком в процессе взаимодействия с окружающей средой. Одной из главных задач новой кибернетики стало разрешение противоречия между микро- и макроанализом. Акцент с управляемой сместился к управляющей системе, а также к межсистемным связям.

Кибертехнологии

кибернетических организмов

Важным этапом в этой сфере стало изобретение и повсеместное применение кохлеарных имплантатов — они позволяют улучшить восприятие звуков у слабослышащих людей. Существуют и глазные электронные имплантаты, но пока что они менее распространены из-за сложности производства и вживления пациентам.

Также кибертехнологии позволили создать бионические протезы — искусственные руки и ноги, принимающие и откликающиеся на сигналы нервной системы, успешно имплантируют пациентам с ампутированными конечностями.

Интересных результатов в нулевые годы добились американские ученые, которые создали управляемых жуков, подключив электроды к нервным узлам насекомых. Таким образом им удалось контролировать полет одного из жуков в течение получаса.

Следующая цель ученых — создание искусственного сердца, которое можно будет использовать в качестве имплантата. В 2011 году врачам удалось вживить подобное сердце пациенту, но после этого он прожил всего месяц. Исследования продолжаются, и ученые полагают, что в будущем достижения в области кибернетики позволят им создать полноценную замену любому человеческому органу.

Чему нас учит кибернетика

О науке Кибернетике

Библиография

• 1914 — «Упрощение в логике отношений»
• 1930 — «Обобщенный гармонический анализ»
• 1933 — «Интеграл Фурье и некоторые его приложения»
• 1942 — «Экстраполяция, интерполяция и сглаживание стационарных временных рядов»
• 1948 — «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине»
• 1950 — «Человеческое использование человеческих существ: Кибернетика и общество»
• 1953 — «Бывший вундеркинд: мое детство и юность»
• 1956 — «Я — математик»
• 1958 — «Нелинейные задачи в теории случайных процессов»
• 1959 — «Искуситель»
• 1964 — «Акционерное общество «Бог и Голем»: Обсуждение некоторых проблем, в которых кибернетика сталкивается с религией»

Современное понимание науки

Впервые термин «кибернетика» в научном контексте был использован в трудах древнегреческих ученых. Под этим словом они понимали искусство чиновника, управляющего городом. Однако ни это определение, ни определение Андре-Мари Ампера, упомянутое выше, не отражает современные представления о ней. В XX веке термин был переосмыслен учеными, поспособствовавшими становлению нового научного направления. Например, Луи Куффиньяль называл ее искусством обеспечения эффективности действия, а Стаффорд Вир — наукой о правильном управлении в какой-либо совокупности.

Важно! Ученые до сих пор спорят о том, что такое кибернетика. Среди них нет согласия в том, какое определение их науки — наиболее правильное и точное

Самым известным является вариант, предложенный Норбертом Винером.

Согласно Винеру, это наука, которая занимается изучением общих закономерностей работы с информацией в сложных системах управления. Она рассматривает четыре основные операции с информацией:

• получение;
• передача;
• хранение;
• модификация.

Кибернетика как наука, зародившаяся на стыке междисциплинарных исследований, нашла обширное применение и в точных видах познания, и в социальной сфере.