|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ВАЖЛИВІ НАУКОВІ ВІДКРИТТЯ
Кібернетика. Історія та суть наукового відкриття
Довідник / Найважливіші наукові відкриття "Вінер по праву названо батьком кібернетики, - пише у своїй "Кібернетичній суміші" В.Д. Пекеліс. - Його книга "Кібернетика" з'явилася в 1948 році і потрясла багатьох несподіванкою висновків, надала приголомшливий вплив на громадську думку. Її появу можна уподібнити поступово підготовленому вибуху. В історії кібернетики, як і в будь-якій іншій науці, два періоди: накопичення матеріалу та оформлення його в нову науку... Тут варто згадати присвячені теорії регулювання роботи інженера А. Стодоли, опубліковані наприкінці минулого століття в одному зі швейцарських журналів. Вони розглядався принцип управління з допомогою зворотний зв'язок. Своєрідність історії обчислювальної техніки знаменна тим, що перші лічильні машини відразу ж відкрили перед людиною можливість механізації розумової роботи. Тут не можна залишити без уваги "Математичне дослідження логіки" Джорджа Буля. Воно започаткувало розробку алгебри логіки, якою широко користується тепер кібернетика. Коли теорії ймовірностей виник новий розділ - теорія інформації, універсальність нової теорії, хоч і відразу, стала зрозуміла всім. Виявилося, наприклад, відповідність між кількістю інформації та мірою переходу різних форм енергії в теплову – ентропією. Вперше цього вказав 1929 року відомий фізик Л. Сциллард. Згодом теорія інформації стала однією з важливих засад у кібернетиці. У ХІХ столітті помітні досягнення й у фізіології вищої нервової діяльності. Особливо у дослідженні процесів навчання тварин. У 30-х роках нашого століття явищем стала теорія фізіологічної активності Беркштейна, ще пізніше принцип функціональної системи Анохіна. Разом з прогресом відбувається і зближення технічних засобів, що використовуються у фізіології та в автоматиці. Таке зближення супроводжується взаємним обміном принципами побудови структурних схем, ідеями моделювання, методами аналізу та синтезу систем. Подібну тенденцію одним із перших вловив російський філософ Олександр Олександрович Богданов. " Мій вихідний пункт , -- писав учений , -- у тому , що структурні відносини може бути узагальнені до такої формальної чистоти схем , як і математиці і відносинах величин , і основі організаційні завдання можуть вирішуватися способами , аналогічними математичним " . Таким чином, Богданов передбачив появу загальної теорії систем – однієї з ключових концепцій кібернетики. Російський учений зумів обґрунтувати і принцип зворотного зв'язку, назвавши його "механізмом подвійного взаємного регулювання". Пізніше, 1936 року англійський математик А. Т'юрінг опублікував роботу, що описує абстрактну обчислювальну машину. Деякі положення його праці багато в чому передбачили різні проблеми кібернетики. Проте вирішальне слово у народженні нової науки сказав великий американський математик Вінер. Норберт Вінер (1894–1964) народився у місті Колумбія штату Міссурі. Читати він навчився з чотирьох років, а у шість уже читав Дарвіна та Данте. У дев'ять років він вступив до середньої школи, де починали навчатися діти з 15–16 років, закінчивши попередньо восьмирічку. Середню школу закінчив, коли йому виповнилося одинадцять. Відразу хлопчик вступив до вищого навчального закладу, Тафте-коледж. Після закінчення його у віці 14 років отримав ступінь бакалавра мистецтв. Потім навчався у Гарвардському та Корнельському університетах, у 17 років у Гарварді став магістром мистецтв, у 18 – доктором філософії за спеціальністю "математична логіка". Гарвардський університет виділив Вінеру стипендію для навчання у Кембриджському (Англія) та Геттінгенському (Німеччина) університетах. Перед Першою світовою війною, навесні 1914 року Вінер переїхав до Геттінгена, де в університеті навчався у Е.Ландау та великого Д.Гільберта. На початку війни Вінер повернувся до США, рік провів у Кембриджі, але в умовах наукових результатів досягти не міг. У Колумбійському університеті він почав займатися топологією, але розпочате до кінця не довів. У 1915-1916 навчальному році Вінер на посаді помічника викладав математику в Гарвардському університеті. Наступний навчальний рік Вінер працював за наймом в університеті штату Мен. Після вступу США у війну він працював на заводі Дженерал електрик, звідки перейшов до редакції Американської енциклопедії в Олбані. Потім Норберт якийсь час брав участь у складанні таблиць артилерійських стрільб на полігоні, де його навіть зарахували до армії, але незабаром через короткозорість звільнили. Потім він перебивався статтями в газети, написав дві роботи з алгебри, за опублікуванням яких отримав рекомендацію професора математики В.Ф. Осгуда і в 1919 році вступив на посаду асистента кафедри математики Массачусетського технологічного інституту (МТІ). Так почалася його служба в цьому інституті, яка тривала все життя. Тут Вінер ознайомився із змістом статистичної механіки У. Гіббса. Йому вдалося пов'язати основні її положення з лебегівським інтегруванням щодо броунівського руху і написати кілька статей. Такий підхід виявився можливим у встановленні сутності дробового ефекту у зв'язку з проходженням електричного струму по проводах або через електронні лампи. Повернувшись до США, Вінер посилено займається наукою. У 1920-1925 роках він вирішує фізичні та технічні завдання за допомогою абстрактної математики та знаходить нові закономірності в теорії броунівського руху, теорії потенціалу, гармонійному аналізі. У 1922, 1924 і 1925 роках Вінер побував у Європі у знайомих і родичів сім'ї. У 1925 році він виступив у Геттінген з повідомленням про свої роботи з узагальненого гармонійного аналізу, що зацікавили Гільберта, Куранта і Борна. Згодом Вінер зрозумів, що його результати певною мірою пов'язані з квантовою теорією, що розвивалася на той час. Тоді ж Вінер познайомився з одним з конструкторів обчислювальних машин - В. Бушем і висловив ідею нового гармонійного аналізатора, що прийшла йому одного разу. Буш втілив її у життя. Просування Вінера по службі йшло повільно. Він намагався здобути пристойне місце в інших країнах, але в нього не вийшло. Однак настав час, нарешті, і везіння. На засіданні Американського математичного товариства Вінер зустрівся із Я.Д. Тамаркіним, геттінгенським знайомим, які завжди високо відгукувалися про його роботи. Таку ж підтримку надавав йому Харді, який неодноразово приїжджав до США. І це вплинуло на становище Вінера: завдяки Тамаркіну та Харді він став відомим в Америці. Особливо значущою виявилася спільна діяльність Вінера з приїхавши з Німеччини в Гарвардський університет Еге. Хопфом - у результаті науку увійшло " рівняння Вінера - Хопфа " , що описує радіаційні рівноваги зірок, і навіть що стосується інших завдань, у яких йдеться про два різних режимах , відокремлених кордоном. У 1929 році в шведському журналі "Акта математика" та американському "Аннали математики" вийшли дві великі підсумкові статті Вінера з узагальненого гармонійного аналізу. З 1932 року Вінер – професор МТІ. У Гарварді він познайомився з фізіологом А. Розенблют і став відвідувати його методологічний семінар, який об'єднував представників різних наук. Цей семінар відіграв важливу роль у формуванні у Вінера ідей кібернетики. Після від'їзду Розенблюта до Мехіко засідання семінару проводилися іноді у Мехіко, іноді у МТІ. В 1934 Вінер отримав запрошення з університету Цінхуа (в Пекіні) прочитати курс лекцій з математики та електротехніки. Рік відвідування Китаю він вважав роком повного свого становлення як вченого. Під час війни Вінер майже повністю присвятив свою творчість військовим завданням. Він досліджує завдання руху літака під час зенітного обстрілу. Обдумування та експериментування переконали Вінера в тому, що система управління вогнем зенітної артилерії має бути системою із зворотним зв'язком; що зворотний відіграє істотну роль і в людському організмі. Дедалі більшу роль починають грати прогнозуючі процеси, здійснюючи які не можна покладатися лише людську свідомість. Існували на той час обчислювальні машини необхідної швидкодією не мали. Це змусило Вінера сформулювати низку вимог до таких машин. По суті, їм було передбачено шляхи, якими надалі пішла електронно-обчислювальна техніка. Обчислювальні пристрої, на його думку, "мають складатися з електронних ламп, а не із зубчастих передач або електромеханічних реле. Це необхідно, щоб забезпечити достатню швидкодію". Наступна вимога полягала в тому, що в обчислювальних пристроях "має використовуватися більш економічна двійкова, а не десяткова система числення". Машина, вважав Вінер, має сама коригувати свої дії, у ній необхідно виробити здатність до самонавчання. Для цього її потрібно забезпечити блоком пам'яті, де відкладалися б сигнали, що управляють, а також ті відомості, які машина отримає в процесі роботи. Якщо раніше машина була лише виконавчим органом, що цілком залежить від волі людини, то нині вона ставала мислячою і набувала певної частки самостійності. У 1943 році вийшла стаття Вінера, Розенблюта, Байглоу "Поведінка, цілеспрямованість і телеологія", що представляє собою малюнок кібернетичного способу. У 1948 році в нью-йоркському видавництві "Джон Уїлі енд Санз" та паризькому "Херманн ет Ці" виходить книга Вінера "Кібернетика". "Основна теза книги, - пише Г.Н. Поваров у передмові до "Кібернетики", - подібність процесів управління та зв'язку в машинах, живих організмах і суспільствах, чи то суспільства тварин (мурашник), чи людські. Процеси ці суть, перш за все, процеси передачі, зберігання та переробки інформації, тобто різних сигналів, повідомлень, відомостей Будь-який сигнал, будь-яку інформацію, незалежно від її конкретного змісту та призначення, можна розглядати як певний вибір між двома або більше значеннями, наділеними відомими ймовірностями (селективна концепція інформації), і це дозволяє підійти до всіх процесів з єдиною міркою, з єдиним статистичним апаратом.Звідси думка про загальну теорію управління та зв'язку - кібернетику. Кількість інформації - кількість вибору - ототожнюється Вінером з негативною ентропією і стає, подібно до кількості речовини або енергії, однією з фундаментальних характеристик явищ природи. Такий другий наріжний камінь кібернетичної будівлі. Звідси тлумачення кібернетики як теорії організації, як теорії боротьби зі світовим хаосом, з фатальним зростанням ентропії. Чинний об'єкт поглинає інформацію із зовнішнього середовища та використовує її для вибору правильної поведінки. Інформація ніколи не створюється, вона лише передається та приймається, але при цьому може втрачатися, зникати. Вона спотворюється перешкодами, " шумом " , шляху до об'єкту я всередині його і губиться йому " . Засновником сучасної теорії управління сам Вінер вважав Дж. К. Максвелла, І це цілком справедливо. Теорія автоматичного регулювання була в основному сформульована Дж. Максвеллом, І. Вишнеградським, А. Ляпуновим та А. Стодолою. У чому заслуга М. Вінера? Можливо, його книга просто є компіляцією відомих відомостей, збирає воєдино відомий, але розрізнений матеріал? Основна заслуга Вінера в тому, що він вперше зрозумів важливе значення інформації у процесах управління. Говорячи про управління та зв'язку в живих організмах і машинах, він бачив головне не просто в словах "управління" та "зв'язок", а в їхньому поєднанні. Так само, як і теорії відносності важливий не сам факт кінцівки швидкості взаємодії, а поєднання цього з поняттям одночасності подій, які у різних точках простору. Кібернетика – наука про інформаційне управління, і Вінера з повним правом можна вважати творцем цієї науки. "З виходом книги у світ закінчився перший, інкубаційний період історії кібернетики, - пише Г.Н. Поваров, - і почався другий, вкрай бурхливий - період поширення та затвердження. Дискусії потрясли вчений світ. Кібернетика знайшла гарячих захисників і так само гарячих супротивників. .. ...Одні вбачали в кібернетиці суцільний філософський виверт і "холодну війну" проти вчення Павлова. Інші, ентузіасти, відносили на її рахунок усі успіхи автоматики та обчислювальної техніки та погоджувалися бачити вже в тодішніх "електронних мізках" справжніх розумних істот. Треті, не заперечуючи суті проекту, сумнівалися, однак, в успіху зробленого синтезу і зводили кібернетику до простих закликів. ...Навколо всього цього вирували пристрасті. Проте кібернетика виграла, зрештою, бій і отримала право громадянства у давній сім'ї наук. Період затвердження зайняв приблизно десятиліття. Поступово рішуче заперечення кібернетики змінилося пошуками у ній "раціонального зерна" та визнанням її корисності та неминучості. До 1958 року майже ніхто не виступав зовсім проти. Вінерівський заклик до синтезу пролунав у надзвичайно сприятливий момент, обставини працювали на кібернетику, незважаючи на її недосконалість та перебільшення”. 1959 року академік О.М. Колмогоров писав: "Зараз вже пізно сперечатися про рівень удачі Вінера, коли він у своїй відомій книзі в 1948 році вибрав для нової науки назву "кібернетика". Ця назва досить встановилася і сприймається як новий термін, мало пов'язаний зі своєю грецькою етимологією. Кібернетика займається вивченням систем будь-якої природи, здатних сприймати, зберігати і переробляти інформацію та використовувати її для управління та регулювання, при цьому кібернетика широко користується математичним методом і прагне отримання конкретних спеціальних результатів, що дозволяють як аналізувати такі системи (відновлювати їх пристрій на підставі досвіду поводження з ними). ), так і синтезувати їх (розраховувати схеми систем, здатних здійснювати задані дії.) Завдяки цьому своєму конкретному характеру кібернетика жодною мірою не зводиться до філософського обговорення природи "доцільності" в машинах і філософського аналізу кола явищ, що вивчається нею. Автор: Самін Д.К.
▪ наркоз
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Енергонезалежну пам'ять можна зробити за допомогою вірусу ▪ З віком люди стають милосерднішими ▪ Переносні оптичні приводи Samsung SE-218GN та SE-208GB ▪ Біологічний годинник регулює роботу імунітету ▪ Харчові емульгатори шкодять кишечнику
▪ розділ сайту Попередні підсилювачі. Добірка статей ▪ стаття Томас Стернз Еліот. Знамениті афоризми ▪ стаття Шиноремонтні роботи. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Імітатор звуків стрілянини. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page