Кибернетика это наука о: КИБЕРНЕТИКА | это… Что такое КИБЕРНЕТИКА?

«Кибернетика» — что это на самом деле? Просто о пределе сложности

 

Статьи

• Все 131
• IEM Парадигма 14
• IEM Предприятие 42
• IEM Система 29
• IEM Маркетинг 35
• IEM Социология 1
• Бизнес-модели 3
• Публицистика 42

Будьте в курсе

Подпишитесь на рассылку новых материалов iemcommunity.ru

Спасибо!

На адрес

оформлена подписка.

Публицистика

Человек, атом, скопление галактик, живая клетка, отряд бойскаутов, мафия, муниципалитет, Вселенная — все это примеры систем.

Которые могут (и должны!) быть предметом изучения кибернетики.

1. Кибернетика — это не про программирование.

И даже — не про компьютеры вообще.

Более того.

Кибернетика — даже не наука об управлении (как и мы иногда пишем в духе «лжи для детей» Терри Пратчетта).

Кибернетика — подраздел математики, изучающий поведение систем.

А в практическом аспекте — как на системы влиять, дабы стимулировать их переход в «искомое состояние».

Ведь далеко не все системы (и даже подавляющее большинство из встречающихся на практике — не!) поддаются директивному управлению в бытовом понимании термина: руками вождению («ты начальник — я дурак», «иди туда делай сюда»).

2. Что же такое «система» — в строго-кибернетическом смысле?

First of all, — это математическая абстракция.

Говоря практически, система — что угодно, раскладываемое на взаимодействующие компоненты.

Человек, атом, скопление галактик, живая клетка, отряд бойскаутов, мафия, муниципалитет, Вселенная — все это примеры систем.

Которые могут (и должны!) быть предметом изучения кибернетики.

Забегая вперед, кибернетический подход является единственно научным (математика в известной Вселенной — всего одна) для изучения систем любого рода.

Все остальные штудии гуманитарного характера — социология, историософия, психология, политология, пассионарность Гумилева, футурология Курцвейл-стайл, обильное творчество А. Тойнби, гадание по руке, геополитика, etc — более или менее наукообразная маскировка отсутствия математической модели.

Плодить многословные «научные работы» про менталитет, path dependence, историческую судьбу, третий путь, тяжелое наследие татаро-монгольского ига, общественный договор, бремя белого человека и т. д. — достаточно языка и продолжительного финансирования. Ответа на этом пути нет — см. тысячи лет\бумажных тонн.

И напротив, как только получается построить (подобрать) релевантную математическую модель — автоматически появляется простое решение, убедительно ставящее точку на тысячелетней макулатуре.

3. Существует множество параллельных классификаций систем.

Например, погода — пример хаотической системы.

Система относится к хаотическим, когда нам доподлинно известны законы, согласно которым подчиняется ее эволюция, но (в реальной жизни) предсказать конфигурацию системы на сколь-нибудь отдаленный промежуток времени невозможно.

Минимальные изменения входящих параметров «сейчас» могут драматически изменить состояние системы на интересующий момент («эффект бабочки»).

Другим примером хаотической системы является… бильярд.

Хотя все действующие факторы (закон сохранения импульса, трение, и т. д.) нам прекрасно известны, (в общем случае) мы не можем предсказать финальное расположение шаров после сильного удара.

Казалось бы — что общего между климатом и «американкой»?

Суть. Вот она, магия истинного знания.

Но нас тут больше интересует, скажем так, универсальная мета-классификация систем — по уровню сложности.

4. Сложность — не в бытовом смысле многоэтажных формул, а в смысле английского complexity — комплексность\развитость\гетерогенность внутренней структуры.

Универсальную шкалу сложности систем предложил Кеннет Боулдинг почти 70 лет назад (General Systems Theory: Skeleton of Science, 1956).

Состоит она из девяти ступеней:

4.1 Статическая структура (молоток из палки и металлического набалдашника)

4.2 Простая динамическая система — от часов до Солнечной системы

4.3 Управляющий механизм. Как правило, на принципе гомеостаза (термостат)

4.4 Открытая самоподдерживающаяся система. Условная грань, разделяющая живую и мертвую материи. Живая клетка.

4.5 Генетически однородная система со специализацией компонент. Уровень растений

4.6 Животные.

4.7 Человек (сознание)

4.8 Социальная организация — коммерческая компания, политическая партия, государство, etc

4.9 Трансцендентальная система — «Вавилон в облаках» (Боулдинг).

О которой мы знаем, что она существует, и что она эволюционирует в соответствии с некоей логикой, но нам недоступны — ни ее полноценный анализ, ни полноценное понимание законов эволюции.

Автор: «There are however the ultimates and absolutes and the inescapable unknowables, and they also exhibit systematic structure and relationship.»

5. IEM System относится к уровню социальной организации.

Это:

• первая в истории система, целенаправленно построенная человеком, достигшая восьмого уровня сложности,

и, одновременно,

• предел (качественной) сложности, который в принципе может быть достигнут сознательным творением человека.

Ныне представленные на рынке продукты из сферы enterprise software en masse не поднимаются выше третьего уровня сложности — управляющего механизма.

6. Трансцендентальные (относительно возможностей сознания homo) системы им не могут быть построены.

Сознательно!

Но: трансцендентальные системы могут возникать эмерджентно — как бы самозарождением (а больше, собственно, и никак иначе).

Муравейник — трансцендентальная система для единичного муравья.

Ни один муравей (полностью) не понимает — ни устройства муравейника, ни законов его функционирования.

Более того, ни один муравей (скорее всего) даже не подозревает о существовании муравейника как целого.

7. Примером трансцендентальной системы для homo sapiens является Солярис — Социальный Компьютер Человечества.

Кибернетической же проекцией экономической ипостаси Соляриса (но не Соляриса в целом!) является мета-структура Интернета Систем.

И попробуйте только сказать, что — «кибернетика это скучно»!

P.S. Оговорка научной точности.

IEM System — это не просто какой-то там волшебный софт.

Теоретический предел сложности компьютерной программы per se — уровень 4

Которого и достигает совокупность программных компонент IEM System; тот же уровень сложности имеет реплицируемый системой «цифровой двойник» (Digital Twin) управляемой организации.

Уровень 4 — теоретический предел сложности любой компьютерной программы.

Назови ее хоть «искусственным интеллектом», или «нейросетью», «машин лернингом», «датамайнингом» или даже — «интергалактическим супер-блокчейн-уконтрапупителем».

Но развернутая (эксплуатируемая) IEM System, помимо программных компонент, включает в свой периметр управляемую организацию.

Другими словами, IEM System — мульти-агентная система (и тоже — первая в мире).

«Агентами» же ее (одновременно, параллельно, в реальном времени) выступают — как программируемые «роботы» (условные рефлексы IEM System), так и сотрудники управляемой организации.

И даже — внешние контрагенты, включая собственные автоматизированные ИТ-системы последних.

Что такое Кибернетика?

Подробности

28.01.2010 11:51

Большая российская энциклопедия определяет кибернетику (от греч. κυβερνητηκη — искусство управления, от κυβερναω — правлю рулём, управляю) как науку об управлении, связи и переработке информации.

Кибернетические системы и информация

Основным объектом исследования в кибернетике являются так называемые кибернетические системы. Примерами кибернетических систем могут служить разного рода автоматические регуляторы в технике (например, автопилот или регулятор, обеспечивающий поддержание постоянной температуры в помещении), электронные вычислительные машины (ЭВМ или компьютеры), человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество… Кибернетические системы имеют рецепторы (датчики), воспринимающие сигналы из внешней среды и передающие их внутрь системы, а также входные и выходные каналы, по которым они обмениваются сигналами с внешней средой. Выходные сигналы системы передаются во внешнюю среду через эффекторы (исполнительные устройства). Поскольку каждая система сигналов, независимо от того, формируется она разумными существами или объектами и процессами неживой природы, несет в себе ту или иную информацию, то всякая кибернетическая система, может рассматриваться как преобразователь информации. Рассмотрение различных объектов живой и неживой природы как преобразователей информации или как систем, состоящих из элементарных преобразователей информации, составляет сущность так называемого кибернетического подхода к изучению этих объектов.

Мозг и компьютеры

Из числа сложных технических преобразователей информации наибольшее значение имеют компьютеры. Компьютеры обладают свойством универсальности. Это означает, что любые преобразования буквенно-цифровой информации, которые могут быть определены произвольной конечной системой правил любой природы (арифметических, грамматических и др.) могут быть выполнены компьютером после введения в него составленной должным образом программы. Другим известным примером универсального преобразователя информации (хотя и основанного на совершенно иных принципах) является человеческий мозг. Свойство универсальности современных компьютеров открывает возможность моделирования с их помощью любых других преобразователей информации, в том числе мыслительных процессов. Такая возможность ставит компьютеры в особое положение: с момента своего возникновения они представляют основное техническое средство, основной аппарат исследования, которым располагает кибернетика.

Кибернетика и управление

Целенаправленное изменение поведения кибернетических систем происходит при наличии управления. Основной задачей системы с управлением является такое преобразование поступающей в систему информации и формирование таких управляющих воздействий, при которых обеспечивается достижение (по возможности наилучшее) заданных целей управления. Примером может служить система автоматического регулирования температуры воздуха в помещении: специальный термометр-датчик измеряет температуру воздуха T, управляющая система сравнивает эту температуру с заданной величиной T₀ и формирует управляющее воздействие -k(T-T₀) на задвижку, регулирующую приток тёплой воды в батареи центрального отопления. Знак минус при коэффициенте k означает, что регулирование происходит по закону отрицательной обратной связи, а именно: при увеличений температуры T выше установленного порога T₀ приток тепла уменьшается, при её падении ниже порога — возрастает.

Отрицательная обратная связь необходима для обеспечения устойчивости процесса регулирования. Устойчивость системы означает, что при отклонении от положения равновесия (когда T=T₀) как в одну, так и в другую сторону система стремится автоматически восстановить это равновесие. При простейшем предположении о линейном характере зависимости между управляющим воздействием и скоростью притока тепла в помещение работа такого регулятора описывается дифференциальным уравнением dT/dt=-k(T-T₀), решением которого служит функция T=T₀+d exp(-kt), где d — отклонение температуры T от заданной величины T₀ в начальный момент времени. Поскольку рассмотренная система описывается линейным дифференциальным уравнением 1-го порядка, она носит название линейной системы 1-го порядка. Более сложным поведением обладают линейные системы 2-го и более высоких порядков и особенно нелинейные системы. Возможны системы, в которых принцип программного управления комбинируется с регулированием в смысле поддержания заданного значения той или иной величины. Так, например, в описанный регулятор комнатной температуры может быть встроено программное устройство, меняющее значение регулируемого параметра. Задачей такого устройства может быть, скажем, поддержание температуры +20^o С в дневное время и снижение её до +16^o С в ночные часы. Функция простого регулирования перерастает здесь в функцию слежения за значением программно изменяемого параметра. В более сложных следящих системах задача состоит в поддержании (возможно более точном) некоторой фиксированной функциональной зависимости между множеством самопроизвольно меняющихся параметров и заданным множеством регулируемых параметров. Примером может служить система, непрерывно сопровождающая лучом прожектора маневрирующий произвольным образом самолет.

В так называемых системах оптимального управления основной целью является поддержание максимального (или минимального) значения некоторой функции от двух групп параметров, называемой критерием оптимального управления. Параметры первой группы (внешние условия) меняются независимо от системы, параметры второй группы являются регулируемыми, т. е. их значения могут меняться под воздействием управляющих сигналов системы. Простейший пример оптимального управления снова даёт задача регулирования температуры комнатного воздуха при дополнительном условии учёта изменений его влажности. Величина температуры воздуха, дающая ощущение наибольшего комфорта, зависит от его влажности. Если влажность всё время меняется, а система может управлять лишь изменением температуры, то естественно в качестве цели управления поставить задачу поддержания температуры, которая давала бы ощущение наибольшего комфорта. Это и будет задача оптимального управления. Системы оптимального управления имеют большое значение в задачах управления экономикой. Если данных для обеспечения удовлетворительного качества системы недостаточно, можно строить так называемые адаптивные регуляторы, собирающие недостающую информацию в ходе работы системы и использующие ее для повышения качества своей работы.

Методы кибернетики

Кибернетика использует для исследования систем три принципиально различных метода. Два из них — математический анализ и физический эксперимент широко применяются и в других науках. Сущность первого метода состоит в описании изучаемого объекта в рамках того или иного математического аппарата (например, в виде системы уравнений) и последующего извлечения различных следствий из этого описания путем математической дедукции (например, путем решения соответствующей системы уравнений). Сущность второго метода состоит в проведении различных экспериментов либо с самим объектом, либо с его реальной физической моделью.

Одним из  важнейших достижений кибернетики является разработка и широкое использование нового метода исследования, получившего название вычислительного (машинного) эксперимента, или математического моделирования. Смысл его состоит в том, что эксперименты производятся не с реальной физической моделью изучаемого объекта, а с его математическим описанием, реализованным в компьютере. Огромное быстродействие современных компьютеров зачастую позволяет моделировать процессы в более быстром темпе, чем они происходят в действительности.

История кибернетики

Первым, кто применил термин КИБЕРНЕТИКА для управления в общем смысле, был по-видимому, древнегреческий философ Платон. Однако реальное становление КИБЕРНЕТИКИ как науки произошло много позже. Оно было предопределено развитием технических средств управления и преобразования информации. Ещё в средние века в Европе стали создавать так называемые андроиды — человекоподобные игрушки, представляющие собой механические, программно управляемые устройства. Первые промышленные регуляторы уровня воды в паровом котле и скорости вращения вала паровой машины были изобретены И. И. Ползуновым (Россия) и Дж. Уаттом (Англия) в 18 веке. Решающее значение для становления КИБЕРНЕТИКИ имело создание в 40-х гг. ХХ в. электронных вычислительных машин — ЭВМ или компьютеров (Дж. фон Нейман и др.). Благодаря ЭВМ возникли принципиально новые возможности для исследования и фактического создания действительно сложных управляющих систем. Оставалось объединить весь полученный к этому времени материал и дать название новой науке. Этот шаг был сделан американским математиком Норбертом Винером, опубликовавшим в 1948 свою знаменитую книгу «Кибернетика». Винер определил КИБЕРНЕТИКУ как «науку об управлении и связи в животном, машине и обществе». Стремительное развитие вычислительной техники породило большой интерес к кибернетике в 60-70е годы и ее бурное развитие во всем мире. В 80-90е годы термин КИБЕРНЕТИКА был частично вытеснен термином «Информатика», имеющим отношение прежде всего к компьютерам и обработке информации. Однако в последние годы КИБЕРНЕТИКА вновь стала популярной в связи с развитием Интернета (киберпространство) и робототехники (киборг — кибернетический организм — устройство с высокой степенью физического и интеллектуального взаимодействия человека и технических средств автоматики). Киборги, так же как и роботы-манипуляторы, находят все более широкое применение при управлении объектами в недоступных или опасных для жизни человека условиях.

Кибернетика в школе

На школьном уровне кибернетика понимается, в соответствии с ее методами, как наука, находящаяся на стыке математики, физики и информатики. При этом основные понятия кибернетики входят в школьный стандарт по курсу «Информатика».

Соответственно, олимпиада по кибернетике проводится как соревнование по решению задач, требующих знаний и навыков по перечисленным предметам школьного курса.

• < Назад

Кибернетика. Устройство и применение. Особенности и будущее

Кибернетика – наука, занимающаяся изучением способов управления в различных сложных системах. Ее появление было связано с развитием нейрофизиологии, техники и математики. Эта наука в основу своей деятельности включила изучение живых и не живых систем, в которых присутствовали структуры обратной связи. Всех их объединяла возможность воспринимать, сохранять и обрабатывать определенную информацию. К числу подобных систем можно отнести общество людей, компьютеры, мозг человека, автоматизированные регуляторы и тому подобное.

Основателем данной науки является Винер Норберт, виднейший ученый из США. В своих работах он сформулировал ее главные положения. Они охватывали вычислительную технику, электрические сети, теорию вероятностей, математику и ряд иных трудов. Кибернетический подход начал активно развиваться в 1940-е годы. В основе науки стали использоваться и другие направления: языкознание, медицина, биология, экономика и тому подобное. Благодаря ней эти и многие области знаний получили существенное развитие.

Поня­тие «кибернетика» включает множество определений, однако они сходятся в одном: она представляет науку, исследующую закономерности построения систем сложного характера и особенностей их управления. В виду того, что практически каждый процесс управления базируется на базе полученных данных, то эту науку связывают с принципами доставки, хранения и переработки информации в указанных системах.

Особенность данной науки в том, что изучается не сам состав систем, а непосредственно итог их деятельности. Изучению подвергаются управляющие системы требуемой степени сложности. Но это не все системы, а только те, которые меняются или находятся в движении, то есть динамические системы.

К подобным системам можно отнести:

• Живые организмы, к ним можно отнести представителей животного и растительного мира.
• Технические агрегаты в виде систем агрегатов, транспортных средств, компьютерных систем и тому подобное.
• Социально-экономические структуры, к которым можно отнести группу людей, компании, определенные отрасли промышленности, страны и так далее.

Но, изучая сложные системы динамического характера, не стоит задача определения всех особенностей их функционирования. Из вида, в частности, упускаются некоторые физические особен­ности построения системы. К примеру, при исследовании крупной электрической станции не стоит задача выяснить размеры генераторов, КПД станции, а также физические процессы образования электрической энер­гии и тому подобное.

В происходящих процессах главным является то, как конкретные устройства агрегата управляют отдельными элементами и выполняют конкретные логические функции. Если же рассматривать социально-экономические структуры, то здесь не важны биохимические или биофизические процессы, которые могут происходить в человеческих организмах.

Всеми вышеуказанными вопросами уже занимаются конкретные науки, среди которых физика, математика, биология, химия, электротехника и меха­ника. Кибернетика же исследует только структуры систем, которые отвечают за процессы управления, то есть сбор данных, их обработка, хранение и использование для последующего управления. В то же время некоторые физико-химические процессы могут входить в сферу интересов нашей науки, но только в том случае, если они напрямую касаются процессов управления.

Устройство

Кибернетика

 как наука развивается в различных направлениях. Она включает различные кластеры, которые выступают в качестве ее основы:

• Теоретическая наука. Она разрабатывает научный аппарат и методы изучения систем управления. В нее входят определенные разделы матема­тики, к примеру, теория алгоритмов и так далее. Теоретическая наука интересуется теорией автома­тов, теорией преобразова­ния информации и тому подобное.
• Техническая наука. Она занимается изучением особенностей управления техническими системами. Этот кластер занимается изучением предмета создания автоматов, включая роботов и электронных вычислительных машин. К тому же техническая наука занимается проблемами сбора данных, их перемещения, переработки, сохранения и тому подобное.
• Биологическая кибернетика. Она занимается изучением особенностей управления биологических систем. Этот кластер также может быть поделен на ряд разделов:

— Медицинский раздел, куда входит моделирование болезней, диагностирование и лечение.
— Физиологический раздел, куда входит моделирование и изучение функций клеток и органов живых существ в нормальном и патологическом состоянии.
— Нейрокибернетика. Здесь происходит моделирование процессов управления, касающихся нервной системы.
— Психологи­ческий раздел, куда входит моделирование психики на базе поведенческого анализа людей.
— Можно выделить отдельный раздел, который находится на стыке технической и биологической науки. Его называют бионикой, она занимается моделированием биологических процессов и механизмов с целью улучшения уже созданных и проектируемых технических устройств.

• Социальная наука. Она занимается изучением особенностей управления в социальных системах. Но, следует сказать, что социальная наука не может в полной мере охватить все нюансы управления обществом, которая часто характеризуется явлениями и процессами неформального характера.
• Экономическая наука. Она занимается изучением особенностей управления народным хозяйством, в том числе ее отдельными элементами, организациями, предприятиями и тому подобное. Одним из главных направлений деятельности данного кластера является изучение автоматизированных систем управления.

Применение

На данный момент кибернетика применяется в самых разнообразных сферах человеческой жизни, начиная от экономической и политической деятельности до генетического программирования. Особое направление уделяется созданию робототехнических систем. Благодаря внедрению в жизнь новейших технологий и производству продвинутых устройств, в числе которых малогабаритные приводы, миниатюрные датчики, новая элементная база, наука может двигаться вперед семимильными шагами.

Благодаря вышеперечисленному робототехника сегодня получила невероятный толчок. Сегодня роботы перестали быть сюжетом фантастических книг и кино, они существуют и развиваются. Появляются не только промышленные роботы, но и высокотехнологичные и умные робототехнические комплексы, которые с успехом применяются и в быту. На текущий момент они активно используются в промышленности, а в скором времени появятся серийные роботы для домашнего использования.

На данный момент это роботы преимущественно первого поколения, в которых заложен только жесткий алгоритм действия по конкретной команде. Тем не менее, их возможностей вполне хватает для осуществления многих целей. Сегодня появляются роботы второго поколения, в которых заложена функция адаптации к происходящим процессам. Подобные кибернетические системы могут приспосабливаться к изменениям, подбирая оптимальные действия. На данный момент большая часть подобных робототехнических систем только разрабатываются и проходят лабораторные испытания. Но самые простые экземпляры уже находятся в опытной эксплуатации.

Роботы третьего поколения будут иметь элементы искусственного интеллекта. То есть они смогут оценивать окружающую обстановку, ее изменение и сами принимать решение о своих последующих действиях, чтобы выполнить конкретно поставленную задачу. При этом робот сможет сам обучаться, накапливать опыт, чтобы использовать его в будущем.

Прогнозы на будущее

Кибернетика сегодня активно связана с информатикой. Во многом именно интернет становится той основой, на которой базируется эта наука. Сегодня интернет проникает в самые разные области жизни, в том числе робототехники. Ученые предполагают, что в скором времени кибернетические системы будут одной из главных составляющих окружающей среды и человека.

Через 5-10 лет активно будут применяться системы виртуальной реальности. Их можно будет встретить повсеместно: это медицина, школьное и университетское образование, строительство, инженерное проектирование и многое другое. К примеру, совершенно поменяются способы диагностики и лечения людей, в том числе методы обучения. Купив квартиру, можно будет надеть шлем виртуальной реальности и создать уникальный дизайн помещений, просто подбирая виртуальные краски, мебель, технику.

Через 10-20 лет наступит время искусственного интеллекта, который будет преобладать в многочисленных областях. Исчезнут многие профессии, в числе которых водители, проектировщики, секретари и многие другие. Автобусы, троллейбусы, грузовики и даже личные автомобили смогут ездить без водителя. Искусственный интеллект сможет самостоятельно ставить диагнозы, назначать лечение, проектировать мосты, здания, решать иные многочисленные задачи.

Через 50 лет. Искусственный интеллект будет повсеместно. Его возможности достигнут таких высот, что практически всем будет заниматься компьютер. Он будет снимать кино, продумывать распорядок дня человека, моментально лечить его, давать ему указания. Искусственный интеллект будет писать книги, сочинять музыку, заниматься научными и исследовательскими работами, строить машины, новых роботов, космические корабли, разрабатывать новые технологии и многое другое.

Похожие темы:

• Системы автоматики. Виды и особенности применения
• Фотоника. Современная, классическая, новые области, применение
• Биосенсоры. Устройство и работа. Виды и применение

Основные черты кибернетики

Академик С. Л. Соболев, А. И. Китов, А. А. Ляпунов 1

1. Общенаучное значение кибернетики

Кибернетикой называется новое научное направление, возникшее в последние годы и представляющее собой совокупность теорий, гипотез и точек зрения, относящихся к общим вопросам управления и связи в автоматических машинах и живых организмах.

Это направление в науке усиленно развивается и еще не представляет собой достаточно стройной и дельной научной дисциплины. В настоящее время в кибернетике определились три основных раздела, каждый из которых имеет большое самостоятельное значение:

1. Теория информации, в основном статистическая теория обработки и передачи сообщений.
2. Теория автоматических быстродействующих электронных счетных машин как теория самоорганизующихся логических процессов, подобных процессам человеческого мышления.
3. Теория систем автоматического управления, главным образом теория обратной связи, включающая в себя изучение с функциональной точки зрения процессов работы нервной системы, органов чувств и других органов живых организмов.

Математический аппарат кибернетики весьма широк: сюда относятся, например, теория вероятностей, в частности теория случайных процессов, функциональный анализ, теория функций, математическая логика.

Значительное место в кибернетике занимает учение об информации. Информацией называются сведения о результатах каких-либо событий, которые заранее не были известны. Существенно при этом то, что фактически поступившие данные являются всегда одним из определенного числа возможных вариантов сообщений.

Понятию информации кибернетика придает очень широкий смысл, включая в него как всевозможные внешние данные, которые могут восприниматься или передаваться какой-либо определенной системой, так и данные, которые могут вырабатываться внутри системы. В последнем случае система будет служить источником сообщений.

Информацией могут являться, например, воздействия внешней среды на организм животного и человека; знания и сведения, получаемые человеком в процессе обучения; сообщения, предназначаемые для передачи с помощью какой-либо линии связи; исходные промежуточные и окончательные данные в вычислительных машинах и т. п. 

Новая точка зрения возникла недавно на основании изучения процессов в автоматических устройствах. И это не случайно. Автоматические устройства достаточно просты для того, чтобы не затемнять сути процессов обилием деталей, и, с другой стороны, сам характер функций, выполняемых ими, требует нового подхода. Энергетическая характеристика их работы, конечно, важная сама по себе, совершенно не касается сути выполняемых ими функций. Для того же, чтобы понять сущность их работы, нужно прежде всего исходить из понятия информации (сведений) о движении объектов.

Подобно тому, как введение понятия энергии позволило рассматривать все явления природы с единой точки зрения и отбросить целый ряд ложных теорий (теория флогистона, вечных двигателей и др.), так и введение понятия информации, единой меры количества информации позволяет подойти с единой общей точки зрения к изучению самых различных процессов взаимодействия тел в природе.

Рассматривая информацию, передаваемую воздействием, необходимо подчеркнуть, что ее характер зависит как от воздействия, так и от воспринимающего это воздействие тела. Воздействие от источника к воспринимающему воздействие телу в общем происходит не непосредственно, но через целый ряд опосредствующих эту связь частных воздействий. (Информация при этом каждый раз перерабатывается. ) Совокупность средств, позволяющих воздействию достигнуть воспринимающего тела, называется каналом передачи информации, или, короче, каналом связи.

Общим для всех видов информации является то, что сведения или сообщения всегда задаются в виде какой-либо временной последовательности, то есть в виде функции времени.

Количество переданной информации и тем более эффект воздействия информации на получателя не определяется количеством энергии, затраченной на передачу информации. Например, при помощи телефонного разговора можно остановить завод, вызвать пожарную команду, поздравить с праздником. Нервные импульсы, идущие от органов чувств к головному мозгу, могут нести с собой ощущения тепла или холода, удовольствия или опасности.

Сущность принципа управления заключается в том, что движение и действие больших масс или передача и преобразование больших количеств энергии направляются, контролируются при помощи небольших масс и небольших количеств энергии, несущих информацию. ____________________________
сигналы обратной связи

Рис. 1 

От регулятора к объекту информация передается в виде сигналов управления; в управляемом объекте под воздействием управляющих сигналов осуществляется преобразование больших количеств энергии (сравнительно с энергией сигналов) в работу. Цепь передачи информации замыкается сигналами обратной связи, представляющими собой информацию о действительном состоянии управляемого объекта, поступающую от объекта в регулятор. Назначение любого регулятора заключается в преобразовании информации, характеризующей действительное состояние объекта, в информацию управления, то есть информацию, которая должна определять будущее поведение объекта. Таким образом, регулятор представляет собой устройство преобразования информации. Законы преобразования информации определяются принципами действия и конструкцией регулятора.

В простейшем случае регулятор может быть просто линейным преобразователем, в котором сигнал обратной связи, показывающий отклонение регулируемого объекта от требуемого положения,- сигнал ошибки — линейно преобразуется в управляющий сигнал. Сложнейший пример системы управления представляют нервные системы животных и человека. Решающее значение и для этих систем имеет принцип обратной связи. При выполнении какого-либо действия управляющие сигналы в виде нервных импульсов передаются от головного мозга к исполнительным органам и вызывают в конечном счете мышечное движение. Линию обратной связи представляют сигналы от органов чувств, а также кинэстетические мышечные сигналы положений, передаваемые в головной мозг и характеризующие фактическое положение исполнительных органов.

Установлено (см. П. Гуляев “Что такое биофизика”. Журнал “Наука и жизнь” № 1 за 1955 год), что процессы, происходящие в замкнутых цепях обратной связи живых организмов, поддаются математическому описанию и по своим характеристикам приближаются к процессам, происходящим в сложных нелинейных системах автоматического регулирования механических устройств.

Помимо многочисленных и сложных замкнутых цепей обратной связи, предназначенных для движения и действия организмов во внешнем мире, в любом живом организме имеется большое количество сложных и разнообразных внутренних цепей обратной связи, предназначенных для поддержания нормальных условий жизнедеятельности организмов (регулирование температуры, химического состава, кровяного давления и т.  д.). Эта система внутреннего регулирования в живых организмах называется гомеостатом.

Основной характеристикой любого регулятора как устройства переработки информации является замен преобразования информации, реализуемый регулятором.

Эти законы в различных регуляторах могут значительно отличаться друг от друга: от линейного преобразования в простейших механических системах до сложнейших законов мышления человека.

Одной из главных задач кибернетики является изучение принципов построения и действия различных регуляторов и создание общей теории управления, то есть общей теории преобразования информации в регуляторах. Математической основой для создания такой теории преобразования информации служит математическая логика — наука, изучающая методами математики связи между посылками и следствиями. По существу математическая логика дает теоретическое обоснование и методом преобразования информации, что обусловливает тесную связь математической логики с кибернетикой.

На базе математической логики появились и бурно развиваются в настоящее время многочисленные частные приложения этой науки к различным системам обработки информации: теория релейно-контактных схем, теория синтеза электронных вычислительных и управляющих схем, теория программирования для электронных автоматических счетных машин и др.  

Основная задача, которую приходится решать при разработке схемы того или иного устройства обработки информации, заключается в следующем: задан определенный набор возможных входных информаций и функция, определяющая зависимость выходной информации от входной, то есть задан объем информации, подлежащей обработке, и закон ее переработки. Требуется построить оптимальную схему, которая обеспечила бы реализацию этой зависимости, то есть переработку заданного количества информации.

Можно представить такой характер решения этой задачи, когда для реализации каждой зависимости, то есть для передачи каждого возможного варианта информации, строится отдельная схема. Это наиболее простой и наименее выгодный путь решения. Задача теории заключается в том, чтобы путем комбинации таких отдельных цепей обеспечить передачу заданного количества информации при помощи минимального количества физических элементов, потребных для построения схем. При этом необходимо добиться надежности и помехоустойчивости работы систем.

Однако при практическом инженерном решении этих задач не представляется возможным реализовать полностью оптимальные варианты. Необходимо учитывать целесообразность построения машин из определенного количества стандартных узлов и деталей, не слишком увеличивая количество различных вариантов схем в погоне за оптимальностью.

Возникает задача компромисса между требованиями оптимального решения и возможностями практического осуществления схем, задача оценки качества схем и узлов, получающихся из имеющихся стандартных деталей, с точки зрения того, в какой мере эти схемы приближаются к оптимальному решению или каким образом использовать имеющиеся стандартные узлы и блоки для того, чтобы как можно ближе подойти к оптимальному варианту.

Аналогичное положение имеет место и при составлении программ для решения математических задач на быстродействующих счетных машинах. Составление программы заключается в определении последовательности операций, выполняемых машиной, которая даст решение задачи. Подробнее этот вопрос будет пояснен ниже.

Требование оптимального программирования с точки зрения минимального времени работы машины практически не выполняется, так как это связано со слишком большой работой по составлению каждой программы. Поэтому удовлетворяются вариантами программ, которые не слишком отходят от оптимальных вариантов, мо образуются более или менее стандартными, известными приемами.

Рассмотренные задачи представляют собой частные случаи общей задачи, решаемой статистической теорией информации, — задачи об оптимальном способе передачи и преобразования информации.

Теория информации устанавливает возможность единым способом представлять любую информацию, независимо от ее конкретной физической природы (в том числе и информацию, заданную непрерывными функциями), в виде совокупности отдельных двоичных элементов — так называемых квантов информации, то есть элементов, каждый из которых может иметь только одно из двух возможных значений: “да” или “нет”.

Теория информации изучает два основных вопроса: а) вопрос об измерении количества информации; б) вопрос о качестве информации, или ее достоверности. С первым связаны вопросы пропускной способности и емкости различных систем, перерабатывающих информацию; со вторым — вопросы надежности и помехоустойчивости этих систем.

Количество информации, представленное каким-либо источником или переданное за определенное время по какому-либо каналу, измеряется логарифмом общего числа ( n ) различных возможных равновероятных вариантов информация, которые могли быть представлены данным источником или переданы за данное время.

I = log _a n (1) 

Логарифмическая мера принята, исходя из условий обеспечения пропорциональности между количеством информации, которое может быть передано за какой-либо отрезок времени, и величиной этого отрезка и между количеством информации, которое может быть запасено в какой-либо системе, и количеством физических элементов (например, реле), потребных для построения этой системы. Выбор основания логарифмов определяется выбором единицы измерения количества информация. При основании, равном двум, за единицу количества информации принимается наиболее простое, элементарное сообщение о результате выбора одной из двух равновероятных возможностей “да” или “нет”. Для обозначения этой единицы количества информация введено специальное название “бид” (от начальных букв термина “binary bigit”, что означает двоичная цифра).

Наиболее простым частным случаем определения количества информации является случай, когда отдельные возможные варианты сообщения имеют одинаковую вероятность.

В связи с массовым характером информации вводятся в рассмотрение ее статистическая структура. Отдельные варианты возможных данных, например, отдельные сообщения в теории связи, рассматриваются не как заданные функции времени, а как совокупность различных возможных вариантов, определенных вместе с вероятностями их появления.

В общем случае отдельные варианты данных имеют различную вероятность, и количество информация в сообщения зависит от распределения этих вероятностей.

Математическое определение понятия количества информации получается следующим образом. В теории вероятностей полной системой событий называют такую группу событий А1 А2… А n , в которой при каждом испытании обязательно наступает одно и только одно из этих событий. Например, выпадение 1, 2, 3, 4, 5 или 6 при бросании игральной кости; выпадение герба или надписи при бросании монеты. В последнем случае имеется простая альтернатива, то есть пара противоположных событий.

Конечной схемой называется полная система событий А1, А2… А n , заданная вместе с их вероятностями: Р1 Р2 … Pn, 

A = (	А1, А2… А n	)
	Р1, Р2 … Pn

где:

∑ n_k=1Pk=1 и Рk ≥0 (2)

Всякой конечной схеме свойственна некоторая неопределенность, то есть известны только вероятности возможных событий, но какое событие произойдет в действительности, является неопределенным.

Теория информации вводят следующую характеристику для оценки степени неопределенности любой конечной схемы событий:

Н(Р1 Р2…Р n )= — ∑ n_k=1 Pk * log Pk (3)

где логарифмы могут браться при произвольном, но всегда одном и том же основании и где при Рk0= принимается Pk*logPk=0. Величина Н носит название энтропии данной конечной схемы событий (см. Б. Шэнион “Математическая теория связи”. Сборник переводов “Передача электрических сигналов при наличии помех”. М 1953, А. Я. Хинчин “Понятие энтропии в теории вероятностей”. Журнал “Успехи математических наук”. Т. 3. 1953). Она обладает следующими свойствами:

1. Величина H (Р1 Р2 … Р n ) непрерывна относительно Рk. 

2. Величина Н(Р1 Р2 … Р n )=0 в том и только в том случае, когда из чисел Р1 Р2 … Р n одно какое-либо равно единице, а остальные равны нулю, то есть энтропия равна нулю, когда отсутствует какая-либо неопределенность в конечной схеме.

3. Величина Н(Р1Р2 … Р n ) имеет максимальное значение, когда все Р k равны между собой, то есть когда конечная схема имеет наибольшую неопределенность. В этом случае, как нетрудно видеть,

Н(Р1Р2…Р n )=- ∑ _k=1n Pk*log_aPk = log_a n (4) 

Кроме того, энтропия обладает свойством аддитивности, то есть энтропия двух независимых конечных схем равна сумме энтропий этих конечных схем.

Таким образом, видно, что выбранное выражение энтропии достаточно удобно и полно характеризует степень неопределенности той или иной конечной схемы событий.

В теории информации доказывается, что единственной формой, удовлетворяющей трем указанным свойствам, является принятая форма для выражения эвтропии

H=-∑_k=1n Pk* log_aPk

Данные о результатах испытания, возможные исходы которого определялись заданной конечной схемой А, представляют собой некоторую информацию, снимающую ту неопределенность, которая была до испытания. Причем, естественно, чем больше была неопределенность конечной схемы, тем большее количество информации мы получаем в результате проведения испытания и снятия этой неопределенности. Так как характеристикой степени неопределенности любой конечной схемы является энтропия этой конечной схемы, то количество информации, даваемое испытанием, целесообразно измерять той же величиной.

Таким образом, в общем случае количество информации какой-либо системы, имеющей различные вероятности возможных исходов, определяется энтропией коечной схемы, характеризующей поведение этой системы.

Так как за единицу количества информации принят наиболее простой и единый вид информации, а именно сообщение о результате выбора между двумя одинаково вероятными вариантами, то и основание логарифмов в выражении для энтропии принимается равным двум.

Как видно из (4), в случае конечной схемы с равновероятными событиями формула (1) получается как частный случай из (2) 

Теория информации дает весьма общий метод оценки качества информации, ее надежности. Любая информация рассматривается как результат воздействия двух процессов: закономерного процесса, предназначенного для передачи требуемой информации, и случайного процесса, вызванного действием помехи. Такой подход к оценке качества работы различных систем является общим для ряда наук: радиотехники, теории автоматического регулирования, теории связи, теории математических машин и др. 

Теория информации предлагает оценивать качество информации не по отношению уровней полезного сигнала к помехе, а статистическим методом — по вероятности получения правильной информации.

Теория информации изучает зависимость между количеством и качеством информации; исследует методы преобразования информация с целью обеспечения максимальной эффективности работы различных систем переработки информации и выяснения оптимальных принципов построения таких систем.

Большое значение, например, в теории информации имеет положение о том, что количество информации может быть увеличено за счет ухудшения качества, и, наоборот, качество информации может быть улучшено за счет уменьшения количества передаваемой информации.

Помимо широких научных обобщений и выработки нового, единого подхода к исследованию различных процессов взаимодействия тел, теория информации указывает и важные в практическом отношении пути развития техники связи. Чрезвычайно большое значение, например, имеют в настоящее время разработанные на основе теории информации методы приема слабых сигналов при наличии помех, значительно превышающих по своей мощности уровень принимаемых сигналов. Многообещающим является путь, указываемый теорией информации, повышения эффективности и надежности линий связи за счет перехода от приема отдельных, единичных сигналов к приему и анализу совокупностей этих сигналов и даже к приему сразу целых сообщений. Однако этот путь в настоящее время встречает еще серьезные практические трудности, связанные главным образом с необходимостью иметь в аппаратуре связи достаточно емкие и быстродействующие запоминающие устройства.

В учении об информации кибернетика объединяет общие элементы различных областей науки: теории связи, теории фильтров и упреждения, теории следящих систем, теории автоматического регулирования с обратной связью, теории электронных счетных машин, физиологии и др., рассматривая различные объекты эти наук с единой точки зрения как системы обработки и передачи информации.

Несомненно, что создание общей теории автоматически управляемых систем и процессов, выяснение общих закономерностей управления и связи в различных организованных системах, в том числе и в живых организмах, будет иметь первостепенное значение для дальнейшего успешного развития комплекса наук. В постановке вопроса о создании общей теории управления и связи, обобщающей достижения и методы различных частных областей науки, заключается основное значение и ценность нового научного направления — кибернетики.

Объективными причинами, обусловившими возникновение в настоящее время такого направления в науке, как кибернетика, явились большие достижения в развитии целого комплекса теоретических дисциплин, таких, как теория автоматического регулирования и колебаний, теория электронных счетных машин, теория связи и другие, и высокий уровень развития средств и методов автоматики, обеспечивший широкие практические возможности создания различных автоматических устройств.

Следует подчеркнуть большое методологическое значение вопроса, поставленного кибернетикой, о необходимости обобщения, объединения в широком плане результатов и достижений различных областей науки, развивающихся в известном смысле изолированно друг от друга, например, таких областей, как физиология и автоматика, теория связи и статистическая механика.

Эта изолированность, разобщенность отдельных областей науки, обусловленная в первую очередь различием в конкретных физических объектах исследования, проявляется в различных методах исследования, в терминологии, чем создаются до некоторой степени искусственные перегородки между отдельными областями науки.

На определенных этапах развития науки взаимное проникновение различных наук, обмен достижениями, опытом и их обобщение являются неизбежными, и это должно способствовать подъему науки на новую, более высокую ступень.

Высказываются мнения о необходимости ограничить рамки новой теории в основном областью теории связи на том основании, что широкие обобщения могут привести в настоящее время к вредной путанице. Такой подход не может быть признан правильным. Уже сейчас определился ряд понятий (в чем немалую роль сыграла кибернетика), имеющих общетеоретическое значение. Сюда прежде всего следует отнести принцип обратной связи, играющий основную роль в теории автоматического регулирования и колебаний и имеющий большое значение для физиологии.

Общетеоретическое значение имеет идея рассмотрения статистической природы взаимодействия информации и системы. Например, понятие энтропии в теории вероятностей имеет общетеоретическое значение а его частные приложения относятся как к области статистической термодинамики, так и к области теории связи, а возможно, и к другим областям. Эти общие закономерности имеют объективный характер, и наука не может их игнорировать.

Новое научное направление еще находится в стадии становления, еще не определены четко даже рамки новой теории; новые данные поступают непрерывным потоком. Ценность новой теории в широком обобщении достижений различных частных наук, в выработке общих принципов и методов. Задача состоит в том, чтобы обеспечить успешное развитие новой научной дисциплины в нашей стране.

2. Электронные счетные машины и нервная система

Наряду с исследованием и физическим моделированием процессов, происходящих в живых существах, кибернетика занимается созданием более совершенных и сложных автоматов, способных выполнять отдельные функции, свойственные человеческому мышлению в его простейших формах.

Следует заметить, что методы моделирования, методы аналогий постоянно применялись в научных исследованиях, как в области биологических наук, так и в точных науках и в технике. В настоящее время благодаря развитию науки и техники появилась возможность глубже применить этот метод аналогий, глубже и полнее изучить законы деятельности нервной системы, мозга и других органов человека с помощью сложных электронных машин и приборов в, с другой стороны, использовать принципы и закономерности жизнедеятельности живых организмов для создания более совершенных автоматических устройств.

То, что кибернетика ставит перед собой такие задачи, является, несомненно, положительной стороной этого направления, имеющей большое научное и прикладное значение. Кибернетика отмечает общую аналогию между принципом работы нервной системы и принципом работы автоматической счетной машины, заключающуюся в наличии самоорганизующихся процессов счета и логического мышления.

Основные принципы работы электронных счетных машин заключаются в следующем.

Машина может выполнять несколько определенных элементарных операций: сложение двух чисел, вычитание, умножение, деление, сравнение чисел по величине, сравнение чисел с учетом знаков и некоторые другие. Каждая такая операция выполняется машиной под воздействием одной определенной команды, определяющей, какую операцию и над какими числами должна выполнить машина и куда должен быть помещен результат операции.

Последовательность таких команд составляет программу работы машины. Программа должна быть составлена человеком-математиком заранее и задана в машину перед решением задачи, после чего все решение задачи выполняется машиной автоматически, без участия человека. Для введения в машину каждая команда программы кодируется в виде условного числа, которое машиной в процессе решения задачи соответствующим образом расшифровывается, и необходимая команда выполняется.

Автоматическая счетная машина обладает способностью хранить — запоминать большое количество чисел (сотни тысяч чисел), выдавать автоматически в процессе решения необходимые для операции числа и снова записывать полученные результаты операций. Условные числа, обозначающие программу, хранятся в машине в тех же запоминающих устройствах, что и обычные числа.

Очень важными с точки зрения принципа работы электронных счетных машин являются следующие две особенности:

1. Машина обладает способностью автоматически изменять ход вычислительного процесса в зависимости от получающихся текущих результатов вычислений. Обычно команды программы выполняются машиной в том порядке, как они записаны в программе. Однако часто и при ручных вычислениях необходимо изменять ход расчета (например, вид расчетной формулы, значение какой-нибудь константы и т.  д.) в зависимости от того, какие результаты получаются в процессе вычислений. Это обеспечивается в машине введением специальных операций перехода, позволяющих выбирать различные пути дальнейших вычислений в зависимости от предыдущих результатов.

2. Так как программа работы машины, представленная в виде последовательности условных чисел, хранится в том же запоминающем устройстве машины, что и обычные числа, то машина может производить операции не только над обычными числами, представляющими величины, участвующие в решении задачи, но и над условными числами, представляющими команды программы. Это свойство машины служит для обеспечения возможности преобразования и многократного повторения всей программы или ее отдельных участков в процессе вычислений, что обеспечивает значительное уменьшение объема первоначально вводимой в машину программы и резко сокращает трудоемкость процесса составления программы.

Отмеченные две принципиальные особенности электронных счетных машин являются основными для осуществления полностью автоматического вычислительного процесса. Они позволяют машине оценивать по определенным критериям получающиеся в процессе вычислений результат и самой вырабатывать себе программу дальнейшей работы, основываясь только на некоторых общих исходных принципах, заложенных в первоначально введенной в машину программе.

Эти особенности представляют собой основное и наиболее замечательное свойство современных электронных счетных машин, которое обеспечивает широкие возможности использования машин и для решения логических задач, моделирования логических схем и процессов, моделирования различных вероятностных процессов и других применений. Эти возможности сейчас еще далеко не все выяснены.

Таким образом, основным в принципе действий счетной машины является наличие всегда некоторого самоорганизующегося процесса, который определяется, с одной стороны, характером введенных исходных данных и исходными принципами первоначально введенной программы и, с другой стороны, логическими свойствами самой конструкции машины.

Теория таких самоорганизующихся процессов, в частности, процессов, подчиненных законам формальной логики, и составляет, прежде всего, ту часть теория электронных счетных машин, которой занимается кибернетика.

В этом отношения кибернетикой и проводится аналогия между работой счетной машины и работой человеческого мозга при решении логических задач.

Кибернетика отмечает не только аналогию между принципом работы нервной системы и принципом работы счетной машины, заключающуюся в наличии самоорганизующихся процессов счета и логического мышления, но и аналогию в самом механизме работы машины и нервной системы.

Весь процесс работы счетной машины при решении любой математической или логической задачи состоит из огромного числа последовательных двоичных выборов, причем возможности последующих выборов определяются результатами предыдущих выборов. Таким образом, работа счетной машины заключается в реализации длинной и непрерывной логической цепи, каждое звено которой может иметь только два значения: “да” или “нет”.

Конкретные условия, имеющие место каждый раз в момент выполнения отдельного звена, обеспечивают всегда вполне определенный и однозначный выбор одного из двух состояний. Этот выбор определяется исходными данными задачи, программой решения и логическими принципами, заложенными в конструкцию машины.

Особенно наглядно такой характер работы вычислительных машин виден на примере машин, работающих по двоичной системе счисления.

В двоичной системе счисления в отличие от общепринятой десятичной системы счисления основанием системы является не число 10, а число 2. В двоичной системе счисления участвуют только две цифры — 0 и 1, и любое число представляется в виде суммы степеней двойки. Например, 25=1в24+1в23 +0в22 +0в21 + 1в20=11001.

Все действия в двоичной арифметике сводятся к ряду двоичных выборов.

Нетрудно видеть, что любые операции с числами, написанными по двоичной системе, представляют собой операции по нахождению отдельных цифр результата, то есть по нахождению величин, принимающих лишь два значения 1 или 0, в зависимости от значений всех цифр каждого из исходных данных.

Следовательно, получение результата сводится к вычислению нескольких функций, принимающих два значения, от аргументов, принимающих два значения. Можно доказать, что любая такая функция представляется в виде некоторого многочлена от своих аргументов, то есть выражения, состоящего ив комбинаций этих аргументов, соединенных посредством сложения и умножения. Умножение таких чисел очевидно; что касается сложения, то его надо понимать условно, принимая 1+1=0, то есть считая двойку эквивалентной нулю.

Вместо сложения арифметического можно ввести другое, “логическое” сложение, в котором 1+1=1, и опять лишь комбинацией двух операций мы получим любую так называемую логическую функцию от многих переменных.

Это позволяет легко построить любую схему логической машины при помощи комбинаций двух простейших схем, осуществляющих порознь одна — сложение, а другая — умножение.

Логическая машина, таким образом, состоит из элементов, принимающих два положения.

Другими словами, устройство машины представляет собой совокупность реле с двумя состояниями: “включено” и “выключено”. На каждой стадии вычислений каждое реле принимает определенное положение, продиктованное положениями группы или всех реле на предыдущей стадии операции.

Эти стадии операции могут быть определению “синхронизированы” от центрального синхронизатора, или действие каждого реле может задерживаться до тех пор, пока все реле, которые должны были действовать ранее в этом процессе, не пройдут через все требуемые такты. Физически реле могут быть различными: механическими, электромеханическими, электрическими, электронными и др. 

Известно, что нервная система животного содержит элементы, которые по своему действию соответствуют работе реле.

Это так называемые нейроны, или нервные клетки. Хотя строение нейронов и их свойства довольно сложны, они в обычном физиологическом состоянии работают в соответствии с принципом “да” или “нет”. Нейроны или отдыхают или возбуждены, причем во время возбуждения они проходят ряд стадий, почти независимых от характера и интенсивности возбудителя. Сначала наступает активная фаза, передающаяся с одного конца нейрона на другой с определенной скоростью, затем следует рефракторный период, в течение которого нейрон невозбудим. В конце рефракторного периода нейрон остается неактивным, но уже может быть снова возбужден в активное состояние, то есть нейрон может рассматриваться как реле с двумя состояниями активности.

За исключением нейронов, которые получают возбуждение от свободных концов, или нервных окончаний, каждый нейрон получает возбуждение от других нейронов в точках соединения, называемых синапсами. Число таких точек соединения у различных нейронов бывает различным: от нескольких единиц до многих сотен.

Переход данного нейрона в возбужденное состояние будет зависеть от сочетания входящих импульсов возбуждения от всех его синапсов и от того, в каком состоянии до этого находился данный нейрон. Если нейрон находится не в состоянии возбуждения в не в рефракторном состоянии и число синапсов от соседних нейронов, находящихся в возбужденном состоянии, в течение определенного, очень короткого периода времени совпадения превосходит определенный предел, тогда этот нейрон будет возбужден после известной синаптической задержки. Такая картина возбуждения нейрона является весьма упрощенной.

“Предел” может зависеть не просто от числа синапсов, но и от их “ожидания” и от их геометрического расположения. Кроме того, имеется доказательство того, что существуют синапсы различного характера, так называемые “синапсы запрещения”, которые или абсолютно предотвращают возбуждение данного нейрона или поднимают предел его возбуждения обычными синапсами.

Однако ясно, что некоторые определенные комбинации импульсов от соседних нейронов, находящихся в возбужденном состоянии и имеющих синаптические связи с данным нейроном, будут приводить данный нейрон в возбужденное состояние, в то время как другие нейроны не будут влиять на его состояние.

Очень важной функцией нервной системы и вычислительных машин является память.

В вычислительных машинах имеется несколько видов памяти. Оперативная память обеспечивает быстрое запоминание и выдачу данных, необходимых в данный момент для использования в операции. После выполнения данной операции эта память может очищаться и подготавливаться тем самым к следующей операции. Оперативная память в машинах осуществляется с помощью электронных триггерных ячеек, электроннолучевых трубок или электроакустических линий задержки и других электронных или магнитных приборов.

Кроме того, имеется постоянная память для длительного запоминания в машине всех данных, которые потребуются в будущих операциях. Постоянная память осуществляется в машинах с помощью магнитной записи на ленту, барабан или проволоку, с помощью перфолент, перфокарт, фотографии и других способов.

Заметим, что мозг в отношении функций памяти при нормальных условиях, конечно, не является полной аналогией вычислительной машины. Машина, например, решение каждой новой задачи может производить с полностью очищенной памятью, в то время как мозг всегда сохраняет в большей или меньшей степени предыдущую информацию.

Таким образом, работа нервной системы, процесс мышления, включает в себя огромное число элементарных актов отдельных нервных клеток-нейронов. Каждый элементарный акт реакции нейрона на раздражение, разряд нейрона, подобен элементарному акту работы счетной машины, имеющей возможность в каждом отдельном случае сделать выбор только одного из двух вариантов.

Качественное отличие процесса мышления человека от мышления животных обеспечивается наличием так называемой второй сигнальной системы, то есть системы, обусловленной развитием речи, языка человека. Человек широко использует слова в процессе мышления, воспринимает слова как факторы раздражения; при помощи слов осуществляются процессы анализа и синтеза, процессы абстрактного мышления.

Электронные счетные машины имеют некоторое весьма примитивное подобие языка — это их система команд, условных чисел, система адресов памяти и система различных сигналов, реализующих различные условные и безусловные переходы в программе, реализующих управление работой машины. Наличие такого “языка” машины и позволяет реализовать на машине некоторые логические процессы, свойственные человеческому мышлению.

В общем плане кибернетика рассматривает электронные счетные машины как системы обработки информации.

Для исследования эффективности и анализа целесообразных принципов работы, конструктивных форм электронных счетных машин кибернетика предлагает учитывать статистическую природу поступающей в машину и получающейся информации — математических задач, методов решения, исходных данных, результатов решений.

Это положение находит себе аналогию в принципах работы нервной системы и мозга животных и человека, которые осуществляют взаимодействие с внешней средой путем выработки условных рефлексов и процесса обучения, в конечном счете, путем статистического учета внешних воздействий.

Принципы работы электронных счетных машин вполне позволяют реализовать на этих машинах логические процессы, подобные процессу выработки условных рефлексов у животных и человека.

Для машины может быть составлена такая программа, которая будет обеспечивать определенный ответ машины при задании в машину некоторого определенного сигнала, причем в зависимости от того, как часто будет задаваться этот сигнал, машина будет отвечать более или менее надежно. Если сигнал не подается длительное время, то машина может забыть ответ.

Таким образом, вычислительная машина в работе представляет собой больше, чем просто группу взаимосвязанных реле и накопителей. Машина в действии включает в себя и содержимое своих накопителей, которое никогда полностью не стирается в процессе вычислений.

Интересно в этом отношении следующее высказывание Н. Винера: “Механический мозг не секретирует мысль, как печень желчь, как писали об этом раньше, также он не выделяет ее в форме энергии, как выделяют свою энергию мускулы.

Информация есть информация, не материя и не энергия. Никакой материализм, который не допускает этого, не может существовать в настоящее время.” Винер подчеркивает в этом высказывании, что “мыслительные” способности вычислительной машины не являются органическим свойством самой машины как конструкции, а определяются той информацией, в частности, программой, которая вводится в машину человеком.

Следует ясно представлять коренное, качественное отличие процессов мышления человека от работы счетной машины.

В связи с огромным количеством нервных клеток мозг человека заключает в 

себе такое большое количество различных элементарных связей, условно рефлекторных и безусловно рефлекторных сочетаний, которые порождают неповторимые и самые причудливые формы творчества и абстрактного мышления, неисчерпаемые по своему богатству вариантов, содержанию и глубине. И. П. Павлов писал, что человеческий мозг содержит такое большое количество элементарных связей, что человек в течение всей своей жизни использует едва ли половину этих возможностей.

Однако машина может иметь преимущества перед человеком в узкой специализации своей работы. Эти преимущества в неутомимости, безошибочности, безукоризненно точном следовании заложенным принципам работы, исходным аксиомам логических рассуждений при решении конкретных задач, поставленных человеком. Электронные счетные машины могут моделировать, реализовать лишь отдельные, узко направленные процессы мышления человека.

Таким образом, машины не заменяют и, безусловно, никогда не заменят человеческого мозга, подобно тому, как лопата или экскаватор не заменяют человеческих рук, а автомобили или самолеты не заменяют ног.

Электронные счетные машины представляют собой орудия человеческого мышления, подобно тому, как другие инструменты служат орудиями физического труда человека. Эти орудия расширяют возможности человеческого мозга, освобождают его от наиболее примитивных и однообразных форм мышления, как, например, при выполнении счетной работы, при проведении рассуждений и доказательств формальной логики, наконец, при выполнении различных экономико-статистических работ (например, составление расписаний поездов, планирование перевозок, снабжения, производства и т. п.). И как орудия труда — мышления — электронные счетные машины имеют безграничные перспективы развития. Все более сложные и новые процессы человеческого мышления будут реализоваться с помощью электронных счетных машин. Но замена мозга машинами, их равнозначность немыслима.

Качественно отличными являются структуры мозга и счетной машины. Мозг при общей строгой организации и специализации работы отдельных участков имеет локально случайное строение. Это значит, что при строгом распределении функций и связей между отдельными участками мозга в каждом отдельном участке могут изменяться как число нейронов, так и их взаимное расположение и связи, в известной мере случайно. В электронных счетных машинах в настоящее время исключается какая бы то ни была случайность в схемах соединений, составе элементов и их работе.

В связи с этим отличием в организации мозга и машины стоит существенное отличие и в другом — в надежности действия.

Мозг является исключительно надежно действующим органом. Выход из строя отдельных нервных клеток совершенно не сказывается на работоспособности мозга. В машине же выход из строя хотя бы одного элемента из сотни тысяч или нарушение хотя бы одного контакта из сотен тысяч контактов может полностью вывести машину из строя.

Далее, человеческий мозг сам в процессе творчества непрерывно развивается, и именно эта способность к бесконечному саморазвитию является основной отличительной чертой человеческого мозга, которая никогда в полной мере не будет воплощена в машине.

Так же практически недостижима в полной мере для машины и способность человеческого мозга к творчеству: широкой и гибкой классификации и поиску в памяти образов, установлению устойчивых обратных связей, анализу и синтезу понятий.

Человеческий мозг — творец всех самых сложных и совершенных машин, которые при всей сложности и совершенстве являются не более чем орудиями человеческого труда, как физического, так и умственного.

Таким образом, электронные счетные машины могут представить собой только чрезвычайно грубую, упрощенную схему процессов мышления. Эта схема аналогична только отдельным, узко направленным процессам мышления человека в его простейших формах, не содержащих элементов творчества.

Но, несмотря на наличие большой разницы между мозгом и счетной машиной, создание и применение электронных счетных машин для моделирования процессов высшей нервной деятельности должно иметь для физиологии величайшее значение. До настоящего времени физиология могла только наблюдать за работой мозга. Сейчас появилась возможность экспериментировать, создавать модели, пусть самых грубых, самых примитивных процессов мышления и, исследуя работу этих моделей, глубже познавать законы высшей нервной деятельности. Это означает дальнейшее развитие объективного метода изучения высшей нервной деятельности, предложенного И. П. Павловым.

Исследуя принцип работы нервной системы и электронных счетных машин, принципы действия обратной связи в машинах и живых организмах, функции памяти в машинах и живых существах, кибернетика по-новому и обобщенно ставит вопрос об общем в различном в живом организме и машине.

Эта постановка проблемы при строгом и глубоком прослеживании может дать далеко идущие результаты в области психопатологии, невропатологии, физиологии нервной системы.

Следует отметить, что в печати уже были опубликованы сообщения о разработке некоторых электронных физиологических моделей. Разработаны, например, модели для изучения работы сердца я его болезней. Разработан электронный счетный прибор, обеспечивающий возможность чтения обычного печатного текста слепым. Этот прибор читает буквы и передает их в виде звуковых сигналов различного тона. Интересно, что после разработки этого прибора было обнаружено, что принципиальная схема прибора до некоторой степени напоминает совокупность связей в том участке коры головного мозга человека, который заведует зрительными восприятиями. Таким образом, методы электронного моделирования начинают практически применяться в физиологии. Задача состоит в том, чтобы, отбросив разговоры о “псевдонаучности” кибернетики, прикрывающие зачастую простое невежество в науке, исследовать пределы допустимости подобного моделирования, выявлять те ограничения в работе электронных счетных установок, которые являются наиболее существенными для правильного представления исследуемых процессов мышления, и ставить задачи конструкторам машин по созданию новых, более совершенных моделей.

3. Прикладное значение кибернетики

В настоящее время за границей уделяется большое внимание как теоретическим, так и экспериментальным исследованиям в области кибернетики. Практически разрабатываются и строятся сложные автоматы, выполняющие разнообразные логические функции, в частности, автоматы, способные учитывать сложную внешнюю обстановку и запоминать свои действия.

Разработка таких автоматов стала возможной с применением в системах автоматика электронных счетных машин с программным управлением. Применение электронных счетных машин для целей автоматического управления и регулирования знаменует собой новый этап в развитии автоматики. До настоящего времени строились автоматы, зачастую весьма сложные, предназначенные для работы в определенных, заранее известных условиях. Эти автоматы обладали постоянными параметрами и работали в соответствии с постоянными правилами и законами регулирования или управления.

Введение электронных счетных машин в системы управления позволяет осуществлять так называемое оптимальное регулирование, или регулирование с предварительной оценкой возможностей. При этом счетная машина в соответствии с поступающими в нее данными, характеризующими текущее состояние системы и внешнюю обстановку, просчитывает возможные варианты будущего поведения системы при различных способах регулирования с учетом будущих изменений внешних условий, полученных экстраполяцией.

Анализируя полученные решения на основе какого-нибудь критерия оптимального регулирования (например, по минимуму времени регулирования), счетная машина выбирает оптимальный вариант, учитывая при этом прошлое поведение системы. При необходимости такая система регулирования может изменять и параметры самой системы управления, обеспечивая оптимальный ход процесса регулирования. Разработка таких автоматов имеет большое экономическое и военное значение.

Особенно большое значение имеет проблема создания автоматических машин, выполняющих различные мыслительные функции человека.

Необходимым условием применения электронных счетных машин для механизации той или иной области умственной работы для управления каким-либо процессом является математическая постановка задачи, наличие математического описания процесса или определенного логического алгоритма заданной работы. Несомненно, что такие невычислительные применения автоматических счетных машин имеют первостепенное значение и необычайно широкие перспективы развития как средства для расширения познавательных возможностей человеческого мозга, для вооружения человека еще более совершенными орудиями труда, как физического, так и умственного.

В качестве примеров кибернетической техники можно привести: автоматический перевод с одного языка на другой, осуществляемый с помощью электронной счетной машины; составление программ для вычислений на машинах с помощью самих машин; использование электронных счетных машин для проектирования сложных переключательных и управляющих схем, для управления автоматическими заводами, для планирования и управления железнодорожным и воздушным сообщением и т. п.; создание специальных автоматов для регулировки уличного движения, для чтения слепым и др. 

Следует отметить, что разработка вопросов применения электронных счетных машин в автоматике имеет большое экономическое и военное значение. Строя такие автоматы и исследуя их работу, можно изучить законы построения целого класса автоматических устройств, которые могут быть применены в промышленности и в военном деле. Например, в литературе (см. “Tele-Tech” 153, 12, № 8) приводится принципиальная схема полностью автоматизированного завода, который благодаря атомной силовой установке может длительное время работать самостоятельно, а также схема устройства автоматического управления стрельбой с самолета по летящей цели.

* * *

Необходимо отметить, что до последнего времени в нашей популярной литературе имело место неправильное толкование кибернетики, замалчивание работ по кибернетике, игнорирование даже практических достижений в этой области. Кибернетику называли не иначе, как идеалистической лженаукой.

Однако не подлежит сомнению, что идея исследования и моделирования процессов, происходящих в нервной системе человека, с помощью автоматических электронных систем, сама по себе глубоко материалистична, и достижения в этой области могут только способствовать утверждению материалистического мировоззрения на базе новейших достижений современной техники.

Некоторые наши философы допустили серьезную ошибку: не разобравшись в существе вопросов, они стали отрицать значение нового направления в науке в основном из-за того, что вокруг этого направления была поднята за рубежом сенсационная шумиха, из-за того, что некоторые невежественные буржуазные журналисты занялись рекламой и дешевыми спекуляциями вокруг кибернетики, а реакционные деятели сделали все возможное, чтобы использовать новое направление в науке в своих классовых, реакционных интересах. Не исключена возможность, что усиленное реакционное, идеалистическое толкование кибернетики в популярной реакционной литературе было специально организовано с целью дезориентации советских ученых и инженеров, с тем, чтобы затормозить развитие нового важного научного направления в нашей стране.

Необходимо заметить, что автору кибернетики Н. Винеру необоснованно приписывались в нашей печати высказывания о принципиальной враждебности автоматики человеку, о необходимости заменить рабочих машинами, а также о необходимости распространить положения кибернетики на изучение законов общественного развития и истории человеческого общества.

В действительности Н. Винер в своей книге “Кибернетика” ( N. Winer “Cybernetics”. N. Y. 1948) говорит о том, что в условиях капиталистического общества, где все оценивается деньгами и господствует принцип купли-продажи, машины могут принести человеку не благо, а, наоборот, вред.

Далее, Винер пишет, что в условиях хаотичного капиталистического рынка развитие автоматики приведет к новой промышленной революции, которая сделает лишними людей со средними интеллектуальными возможностями и обречет их на вымирание. И здесь же Винер пишет, что выход заключается в создании другого общества, такого общества, где бы человеческая жизнь ценилась сама по себе, а не как объект купли-продажи.

И, наконец, Винер весьма осторожно подходит к вопросу о возможности применения кибернетики к исследованию общественных явлений, утверждая, что, хотя целый ряд общественных явлений и процессов может быть исследован и объяснен с точки зрения теории информации, в человеческом обществе, помимо статистических факторов, действуют еще другие силы, не поддающиеся математическому анализу, и периоды жизни общества, в которые сохраняется относительное постоянство условий, необходимое для применения статистических методов исследования, слишком коротки и редки, чтобы можно было ожидать успеха от применения математических методов к исследованию законов общественного развития в исторические периоды.

Следует заметить, что в книге Н. Винера “Кибернетика” содержится острая критика капиталистического общества, хотя автор и не указывает выхода из противоречий капитализма и не признает социальной революции.

Зарубежные реакционные философы и писатели стремятся использовать кибернетику, как и всякое новое научное направление, в своих классовых интересах. Усиленно рекламируя и зачастую преувеличивая высказывания отдельных ученых кибернетиков о достижениях и перспективах развития автоматики, реакционные журналисты и писатели выполняют прямой заказ капиталистов внушить рядовым людях мысль об их неполноценности, о возможности замены рядовых работников механическими роботами и тем самым стремятся принизить активность трудящихся масс в борьбе против капиталистической эксплуатации.

Нам надлежит решительно разоблачать это проявление враждебной идеологии. Автоматика в социалистическом обществе служит для облегчения и повышения производительности труда человека.

Следует вести борьбу также и против вульгаризации метода аналогий в изучении процессов высшей нервной деятельности, отвергая упрощенную, механистическую трактовку этих вопросов, тщательно исследуя границы применимости электронных и механических моделей и схем для представления процессов мышления.

Примечание

1. При составлении данной статьи были приняты во внимание обсуждения докладов о кибернетике, прочитанных авторами в Энергетическом институте АН ССС, в семинаре по машинной математике механико-математического факультета и на биологическом факультете Московского университета, в математическом Институте имени Стеклова, в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР, а также замечания проф. С. А. Яновской, проф. А. А. Фельдбаума, С. А. Яблонского, М. М. Бахметьева, И. А. Полетаева, М. Г. Гаазе-Рапопорта, Л. В. Крушинского, О. В. Лупанова и других. Пользуемся случаем выразить признательность всем принимавшим участие в обсуждении.

Перепечатываются с разрешения авторов.
Статья помещена в музей 11 октября 2007 года

Что такое кибернетика?. Занимательная анатомия роботов

Что такое кибернетика?. Занимательная анатомия роботов

ВикиЧтение

Занимательная анатомия роботов
Мацкевич Вадим Викторович

Содержание

Что такое кибернетика?

Итак, робот с помощью своих органов чувств получил информацию о внешней среде: он увидел, услышал, почувствовал… Теперь нужно реагировать на полученные сигналы: протянуть руку, взять нужную деталь, с большой точностью установить её на место, закрепить винтами и т. д. Как все это выполнить «по – человечески» – плавно, без лишней суеты, рывков? Ответ на этот вопрос даёт кибернетика. Кибернетика неотделима от бионики. Говорят даже, что кибернетика родилась «под знаком робота».

В самой краткой формулировке кибернетика – это наука об общих законах управления в живых и неживых системах. О кибернетике каждый из вас немало слышал, а может быть, и читал. Сейчас всякий школьник знает, что такое электронная вычислительная машина, луноход и робот. Всё это – кибернетические машины. Удивительное и кибернетика – рядом. Трудно даже поверить во все её чудеса.

Наверное, каждому из вас хотелось бы поближе познакомиться с кибернетикой, чтобы в школьном кружке или дома с товарищами построить ту или иную кибернетическую модель. Разве не интересно сконструировать своего кибернетического пёсика или небольшую электронную вычислительную машину? Найдутся и такие ребята, которых больше интересует теория: любопытно узнать, какой «алгеброй» пользуются вычислительные машины или как подсчитать количество информации в прочитанной книге?. .

Что же такое пушка?

Что же такое пушка?
Таким образом, вряд ли мы будем летать в пушечных снарядах на Луну. Но это отнюдь не означает, что не нужны орудия, которые могут бросать снаряды с большой скоростью и на большие расстояния.Какими же способами достигается большая начальная скорость и

1.1. Что такое ультразвук?

1.1. Что такое ультразвук?
Человек слышит звуки в ограниченном спектре, поэтому отличия такие понятий, как «звук», «ультразвук» (колебания очень высокой частоты), «инфразвук» (колебания очень низкой частоты) «слышу», «не слышу, но он есть – значит, вредно» и т. п. существуют

1.2. Что такое инфразвук?

1. 2. Что такое инфразвук?
Наверное, самые популярные ассоциации с предметом моей статьи читатель свяжет с так называемым «инфразвуковым ружьем». Ведь о нем говорят уже два десятилетия. Низкочастотные звуковые волны планируется использовать в качестве «генератора

Что же такое булат?

Что же такое булат?
Нам уже известно, что булат — это прежде всего литая углеродистая сталь, обладающая специфическими узорами.Первым подробно описал литой индийский булат, или вутц, Павел Петрович Аносов. «Булатом называется, — писал П. П. Аносов, — сталь, имеющая

1.3. Кибернетика

1.3. Кибернетика
Анализ эволюции в кибернетический период, вскрытие законов, по которым происходит усложнение организации живых существ этого периода — мы будем для краткости называть их «кибернетическими животными», — требует введения некоторых фундаментальных

10.

4. Что такое математика?

10.4. Что такое математика?
Для нас математика — это прежде всего язык, позволяющий создавать определенного рода модели действительности — математические модели. Как и в любом другом языке (или ответвлении языка), языковые объекты математики — математические объекты —

Что такое взаимозаменяемость?

Что такое взаимозаменяемость?
В 1856 году в Лондоне происходил очередной между народный съезд деятелей промышленности. Один из участников съезда поставил вопрос: нельзя ли добиться того, чтобы любая нормальная свеча № 1 всегда точно соответствовала гнезду нормального

Что такое допуск?

Что такое допуск?
В нашей стране часто бывает, что завод, которому поручено изготовление сложной машины с большим количеством входящих в нее трудоемких деталей, нуждается в помощи других заводов. Эти заводы-«помощники» непосредственно не связаны ни с основным заводом, ни

Что такое телеслежение?

Что такое телеслежение?
Система телеслежения представляет собой систему дистанционного управления высокой точности, которая делает попытку перенести управляющие действия человека на удаленного робота. Интерфейс обратной связи строит систему телеслежения по образу

2. Бионика и кибернетика – теоретические основы роботостроения

2. Бионика и кибернетика – теоретические основы роботостроения
Бионика – стержень робототехники
Если роботы первою поколения, похожие на бесчувственные часовые механизмы, известны человечеству с давних времён, то роботы второго и третьего поколений смогли появиться

Кибернетика и нервная система

Кибернетика и нервная система
Многое в работе нервной системы человека до сих пор непонятно учёным. Тем не менее общие закономерности управления, установленные кибернетикой, справедливы и для неё. Кибернетика разрабатывает математические приёмы, позволяющие на основе

Что такое кибернетика. Киберне́тика — это (от др.-греч. κυβερνητική «искусство управления») — наука об общих закономерностях получения, хранения, преобразования и передачи информации в сложных управляющих системах…

Главная

Статьи

Разное

Что такое кибернетика

интересное

В естествознании первой половины нашего века ведущим направлением была физика. Начиная с 50-х годов, наряду с физикой, химией и биологией все возрастающее значение и влияние на развитие науки и всего уклада нашей жизни начала оказывать кибернетика. Кибернетика становится важнейшим фактором научно-технической революции на высших этапах ее развития.

Кибернетика возникла на стыке многих областей знания математики, логики, семиотики, биологии и социологии.

Обобщающий характер кибернетических идей и методов сближает науку об управлении, каковой является кибернетика, с философией.

---

---

Фото активные, приключенческие, оздоровительные туры 

Что такое кибернетика

Киберне́тика — это (от др.-греч. κυβερνητική «искусство управления») — наука об общих закономерностях получения, хранения, преобразования и передачи информации в сложных управляющих системах, будь то машины, живые организмы или общество. Задача обоснования исходных понятий кибернетики, особенно таких, как информация, управление, обратная связь и др. требуют выхода в более широкую, философскую область знаний, где рассматриваются атрибуты материи — общие свойства движения, закономерности познания.

Сама кибернетика как наука об управлении многое дает современному философскому мышлению. Она позволяет более глубоко раскрыть механизм самоорганизации материи, обогащает содержание категории связей, причинности, позволяет более детально изучить диалектику необходимости и случайности, возможности и действительности. Открываются пути для разработки «кибернетической» гносеологии, которая не подменяет диалектический материализм теорией познания, но позволяет уточнить, детализировать и углубить в свете науки об управлении ряд существенно важных проблем.

Фото активные, приключенческие, оздоровительные туры 

Возникнув в результате развития и взаимного стимулирования ряда, в недалеком прошлом слабо связанных между собой, дисциплин технического, биологического и социального профиля кибернетика проникла во многие сферы жизни.

Столь необычная «биография» кибернетики объясняется целым рядом причин, среди которых надо выделить две.

Во-первых, кибернетика имеет необычайный, синтетический характер. В связи с этим до сих пор существуют различия в трактовке некоторых ее проблем и понятий.

Во-вторых, основополагающие идеи кибернетики пришли в нашу страну с Запада, где они с самого начала оказались под влиянием идеализма и метафизики, а иногда и идеологии. То же самое, или почти то же самое происходило и у нас. Таким образом, становится очевидной необходимость разработки философских основ кибернетики, освещение основных положений с позиции философского познания.

Фото активные, приключенческие, оздоровительные туры 

Осмысление кибернетических понятий с позиции философии будет способствовать более успешному осуществлению теоретических и практических работ в этой области, создаст лучшие условия для эффективной работы и научного поиска в этой области познания.

Кибернетика как перспективная область научного познания привлекает к себе все большее внимание философов. Положения и выводы кибернетики включаются в их области знания, которые в значительной степени определяют развитие современной теории познания. Как справедливо отмечают отечественные исследователи, кибернетика, достижения которой имеет громадное значение для исследования познавательного процесса, по своей сущности и содержанию должна входить в теорию познания.

Исследование методологического и гносеологического аспектов кибернетики способствует решению многих философских проблем. В их числе — проблемы диалектического понимания простого и сложного, количества и качества, необходимости и случайности, возможности и действительности, прерывности и непрерывности, части и целого. Для развития самих математики и кибернетики важное значение имеет применение к материалу этих наук ряда фундаментальных философских принципов и понятий, применение, обязательно учитывающее специфику соответствующих областей научного знания. Среди этих принципов и понятий следует особо выделить положение отражения, принцип материального единства мира конкретного и абстрактного, количества и качества, нормального и содержательного подхода к познанию и др.

Фото активные, приключенческие, оздоровительные туры 

Философская мысль уже много сделала в анализе аспектов и теоретико-познавательной роли кибернетики. Было показано, сколь многообещающим в философском плане является рассмотрение в свете кибернетики таких вопросов и понятий, как природа информации, цель и целенаправленность, соотношение детерминизма и теологии, соотношение дискретного и непрерывного, детерминистского и вероятностного подхода к науке.

Нужно сказать и о большом значении кибернетики для построения научной картины мира. Собственно предмет кибернетика — процессы, протекающие в системах управления, общие закономерности таких процессов.

Явления, которые отображаются в таких фундаментальных понятиях кибернетики, как информация и управление, имеют место в органической природе и общественной жизни. Таким образом, кибернетику можно определить как науку об управлении и связи с живой природой в обществе и технике.

Фото активные, приключенческие, оздоровительные туры 

Один из важнейших вопросов, вокруг которого идут философские дискуссии это вопрос о том, что такое информация, какова ее природа? Для характеристики природы информационных процессов необходимо кратко рассмотреть естественную основу всякой информации, а таковой естественной основой информации является присущее материи объективное свойство отражения.

Положение о неразрывной связи информации и отражения стало одним из важнейших в изучении информации и информационных процессов и признается абсолютным большинством отечественных философов.

Информация в живой природе в отличие от неживой играет активную роль, так как участвует в управлении всеми жизненными процессами.

Материалистическая теория отражения видит решение новых проблем науки и, в частности, такой кардинальной проблемы естествознания как переход от неорганической материи к органической, в использовании методологической основы диалектического материализма. Проблема заключается в том, что существует материя, способная ощущать, и материя, созданная из тех же атомов и в тоже время не обладающая этой способностью. Вопрос, таким образом, поставлен вполне конкретно и, тем самым, толкает проблему к решению. Кибернетика вплотную занялась исследованием механизмов саморегуляции и самоуправления. Вместе с тем, оставаясь методически ограниченными, эти достижения оставили открытыми ряд проблем, к рассмотрению которых привела внутренняя ломка кибернетики.

Сознание является не столько продуктом развития природы, сколько продуктом общественной жизни человека, общественного труда предыдущих поколений людей. Оно является существенной частью деятельности человека, посредством которой создается человеческая природа и не может быть принята вне этой природы.

Если в машинах и вообще в неорганической природе отражение есть пассивный, мертвый физико-химический механический акт без обобщения и проникновения в сущность обобщаемого явления, то отражение в форме сознания есть, то мнению Ф.Энгельса «познание высокоорганизованной материей самой себя, проникновение в сущность, закон развития природы, предметов и явлений объективного мира».

Фото активные, приключенческие, оздоровительные туры 

В машине же отражение не осознанно, так как оно осуществляется без образования идеальных образов и понятий, а происходит в виде электрических импульсов, сигналов и т.п. Поскольку машина не мыслит, эта не есть та форма отражения, которая имеет место в процессе познания человеком окружающего мира. Закономерности процесса отражения в машине определяются, прежде всего, закономерностями отражения действительности в сознании человека, так как машину создает человек в целях более точного отражения действительности, и не машина сама по себе отражает действительность, а человек отражает ее с помощью машины. Поэтому отражение действительности машиной является составным элементом отражения действительности человеком. Появление кибернетических устройств приводит к возникновению не новой формы отражения, а нового звена, опосредующего отражение природы человеком.

Общность мышления со способностью отражения служит объективной основой моделирования процессов мышления. Мышление связано с созданием, передачей и преобразованием информации, а эти процессы могут происходить не только в мозгу, а и в других системах, например ЭВМ. Кибернетика, устанавливая родство между отражением, ощущением и даже мышлением, делает определенный шаг вперед в решении поставленной проблемы. Это родство между мышлением и другими свойствами материи вытекает из двух фундаментальных принципов материалистической диалектики принципа материального единства мира и принципа развития. Однако нельзя ни абсолютизировать, ни отрицать это родство. Мышление — человеческое качество и отличается от кибернетического.

Несмотря на качественное различие машины, и мозга в их функциях есть общие закономерности (в области связи, управления и контроля), которые и изучает кибернетика. Но эта аналогия между деятельностью автоматической и нервной системы, даже в плане переработки информации, относительно условна и ее нельзя абсолютизировать. И в этой связи следует отметить, что для некоторых исследований по кибернетике, особенно тех, которые выполнены в начальный период ее развития, были характерны механистические и метафизические тенденции, хотя по внешнему виду они проявлялись, казалось, диаметрально противоположно. Имело место непринятие во внимание качественных различий между неживой материей и мыслящим мозгом, стиралась всякая грань между познающим субъектом и объектом материального мира. Коль скоро современные ЭВМ универсальны и способны выполнять целый ряд логических функций, то утверждалось, что нет никаких оснований не признавать эту деятельность интеллектуальной. Допускалось создание искусственного интеллекта или машины, которая будет «умнее» своего создателя. Были поставлены другие вопросы, связанные с возможностью такой машины. Сможет ли машина полностью, во всех отношениях заменить человека? Существуют ли вообще, какие ли пределы развития кибернетических устройств? Конечно, эти вопросы не утратили актуальность. Было бы преждевременно списывать их в архив нестрого поставленных вопросов, ибо через них проходит линия конфликта между различными философскими школами, материализмом и идеализмом, по поводу основного вопроса философии.

Фото активные, приключенческие, оздоровительные туры 

Иначе говоря, речь идет об одном из аспектов современной исторической формы основного вопроса: о сущности человеческого сознания и его отношения к функционированию кибернетических устройств.

В настоящее время происходит обсуждение вопроса о перспективах развития кибернетических машин и их взаимоотношений с человеческим разумом.

Чтобы создать машину, функционирующую как мозг, необходимо создать вещество, обладающее свойствами или подобное высокоорганизованной белковой материи, каковое образует мозг. Действительно, такая машина будет функционировать «как мозг», но именно функционировать, а не мыслить. Чтобы мыслить материя должна существовать не только в экономической, но и в социальной форме. А замена неорганического содержимого органическим этого не дает, более того, в результате подобной замены будет утрачено одно из основных преимуществ электронной машины — быстродействие.

Назад в раздел

москва
история
полезные советы
интересное
здоровье
туризм
путешествия
активный отдых
походы
кавказ
московская область
что посмотреть
туры
отдых
достопримечательности
крым
природа
интересные факты
владимир и область
горы

Норберт Винер и наука о кибернетике

Норберт Винер (1894-1964)

26 ноября 1894 года родился американский математик Норберт Винер . Винер основал науку кибернетику, термин, который он придумал, который связан с общими факторами управления и связи в живых организмах, автоматических машинах и организациях. Он приобрел международную известность, сформулировав некоторые из наиболее важных вкладов в математику в 20 веке.

«Научное открытие состоит в интерпретации для нашего собственного удобства системы существования, которая была сделана без оглядки на наше удобство.
Одна из главных обязанностей математика, выступающего в качестве советника ученых, состоит в том, чтобы отговорить их от ожиданий слишком многого от математиков».
— Норберт Винер, как цитируется в Comic Sections (1993) Д. Макхейла

Вундеркинд

Винер родился в Колумбии, штат Миссури, США, и был первым ребенком Лео Винера, профессора славянских языков в Гарварде, и Берты Кан, евреев польского и немецкого происхождения соответственно. Норберт Винер стал известным вундеркиндом, которого отец Лео воспитывал дома. После окончания средней школы Айера в 1906. В возрасте 11 лет Винер поступила в Тафтс-колледж. Он получил степень бакалавра математики в 1909 году в возрасте 14 лет, после чего начал изучать зоологию в Гарварде. В 1910 году он перевелся в Корнелл, чтобы изучать философию, и вернулся в Гарвард, где на него сильно повлияло прекрасное учение Эдварда Хантингтона по математической философии. Он получил докторскую степень. из Гарварда в возрасте 18 лет с диссертацией по математической логике под руководством Карла Шмидта.

Рассел и Гильберт

В 1914 году Винер отправился в Европу, чтобы учиться у Бертрана Рассела [7] и Г. Х. Харди [10] в Кембриджском университете, а также у Дэвида Гильберта [6] и Эдмунда Ландау в Геттингенском университете. В 1915–1916 годах он преподавал философию в Гарварде, затем работал инженером в General Electric и писал статьи для Encyclopedia Americana. После Первой мировой войны Винер стал преподавателем математики в Массачусетском технологическом институте, где провел остаток своей карьеры, став в конце концов профессором. Во время работы в Массачусетском технологическом институте он поддерживал многочисленные контакты, которые привели к многочисленным поездкам в США, Мексику, Европу и Азию, чему способствовал его языковой дар (десять языков).

В течение 1920-х годов Винер проделал весьма новаторскую и фундаментальную работу по тому, что сейчас называется стохастическими процессами и, в частности, по теории броуновского движения и по обобщенному гармоническому анализу, а также по другим проблемам математического анализа. В 1933 году Винер был избран в Национальную академию наук, но вскоре ушел в отставку, отталкиваясь от некоторых аспектов институционализированной науки, с которыми он там столкнулся.[2] Во время Второй мировой войны Винер работал над проблемой наведения артиллерийского огня на движущуюся цель. Идеи, которые развились, привели к Экстраполяция, интерполяция и сглаживание стационарных временных рядов (1949 г.), который впервые появился как секретный отчет и сделал Винера соавтором вместе с русским математиком Андреем Колмогоровым[11] теории предсказания стационарных Временные ряды. Эта работа должна, наконец, привести его к формулированию концепции кибернетики. Термин, который он придумал, является корнем неологизмов, таких как киберпространство.

Кибернетика

Во время Второй мировой войны дальнейшее развитие техники связи и теории связи привело его к кибернетике. Кибернетика родилась в 1943 года, когда он и Джон фон Нейман [12], инженеры и нейробиологи, встретились на междисциплинарном совещании, чтобы изучить сходство между мозгом и компьютерами. В 1948 году вышла его книга «Кибернетика : или Управление и связь в животном и машине ». Он объяснил параллели между органической и неорганической обработкой информации. Одним из примеров является схема управления, которую можно обнаружить в паровых двигателях и термостатах, а также в человеческом теле. «Кибернетики» также сравнили мозг с аналоговыми и цифровыми компьютерами, существовавшими в 1948. Ближе к концу он содержал резкую критику зарождающегося информационного общества и заканчивался примечанием о шахматных программах. Для научной книги она была чрезвычайно популярна, и Винер стал известен в гораздо более широком научном сообществе. Кибернетика носит междисциплинарный характер; основанный на общих отношениях между людьми и машинами, он используется сегодня в теории управления, теории автоматизации и компьютерных программах для сокращения многих трудоемких вычислений и процессов принятия решений, которые раньше выполнялись людьми. Винер работал над кибернетикой, философствовал о ней и пропагандировал ее всю оставшуюся жизнь, продолжая при этом свои исследования в других областях математики. [3]

Искусственный интеллект

«Механический мозг не выделяет мысль «как печень желчь», как утверждали прежние материалисты, и не выделяет ее в виде энергии, как мышца выделяет свою деятельность. Информация есть информация, а не материя или энергия. Никакой материализм, который этого не признает, не может существовать в наши дни».
– Норберт Винер, Кибернетика (1948)

Слава Винера после войны помогла Массачусетскому технологическому институту набрать исследовательскую группу в области когнитивных наук, состоящую из исследователей в области нейропсихологии, математики и биофизики нервной системы, включая Уоррена Стерджиса МакКаллока и Уолтера Питтса. Позже эти люди внесли новаторский вклад в информатику и искусственный интеллект. В 1949 Винер сконструировал робота на трех колесах. Мотылек реагировал на свет и был одним из первых мобильных автоматов, имитировавших поведение живых существ. Он появился более или менее параллельно с электрическими черепахами, созданными неврологом Уильямом Греем Уолтером в Англии. Наряду со стационарными обучающимися машинами милые кибернетические животные стали самым важным вкладом науки в искусственный интеллект. Позже Винер помог разработать теории кибернетики, робототехники, компьютерного управления и автоматизации. Винер всегда делился своими теориями и открытиями с другими исследователями и признавал вклад других. К ним относятся советские исследователи и их выводы. Знакомство Винера с ними вызвало к нему подозрение во время холодной войны. Он был решительным сторонником автоматизации для повышения уровня жизни и прекращения экономической отсталости. Винер всегда придерживался реалистического подхода, как в своем последнем письме: Бог и Голем, Inc.; Комментарий о некоторых моментах, где кибернетика посягает на религию . Он с оптимизмом смотрел на новые технические возможности, такие как управление протезами для замены конечностей и органов чувств; он считал трудным вмешиваться в социальные и особенно экономические процессы.

Статья Винера « Ученый-мятежник» для январского номера The Atlantic Monthly за 1947 год призвала ученых задуматься об этических последствиях своей работы. После войны он отказался принимать какое-либо государственное финансирование или работать над военными проектами. Представление Винера о кибернетике оказало сильное влияние на последующие поколения ученых и вдохновило на исследования потенциала расширения человеческих возможностей с помощью интерфейсов сложной электроники. Он изменил то, как все думали о компьютерных технологиях, оказав влияние на нескольких более поздних разработчиков Интернета, в первую очередь на Дж.К.Р. Ликлайдер.[5] Он умер в 1964 года, 69 лет, Стокгольм, Швеция.

В поиске академического видео yovisto вы можете узнать больше о кибернетике, особенно о кибернетике. о ключевом вопросе кибернетики и эволюции как филогенетического обучения во все более автоматизированном мире в лекции профессора Массачусетского технологического института Джеймса Паради:

Ссылки и дополнительная литература:

• [1] O’Connor, John J.; Робертсон, Эдмунд Ф., «Норберт Винер», архив MacTutor History of Mathematics, Сент-Эндрюсский университет.
• [2] Норберт Винер в Британской энциклопедии /
• [3] Норберт Винер, A1909, h2946 в Университете Тафтса
• [4] Дэвид Джерисон и Дэниел Струк: Норберт Винер, Notes of the AMS, Vol 42, № 4
• [5] Норберт Винер и кибернетика – Живой Интернет
• [6] 23 проблемы Дэвида Гильберта, блог SciHi
• [7] Время, которое вы любите тратить, не потрачено впустую — Бертран Рассел, логик и пацифист, блог SciHi
• [8] J.C.R. Ликлайдер и интерактивные вычисления, блог SciHi
• [9] Норберт Винер в Викиданных
• [10] Г. Х. Харди и эстетика математики, блог SciHi

.

• [11] Колмогоров и основы теории вероятностей, SciHi Blog
• [12] Джон фон Нейман – Теория игр и цифровой компьютер, SciHi Blog
• [13] Норберт Винер из проекта Mathematics Genealogy Project
• [14] МакКавитт, Мэри Джейн (2 сентября 2009 г.), Путеводитель по документам Норберта Винера
• [15] Хронология Норберта Винера из Викиданных

Что такое кибернетика и как она работает?

Изучение целенаправленных систем, как живых, так и неживых, и того, как они управляют собой, известно как кибернетика. Основное внимание уделяется функции механизмов обратной связи в круговой причинно-следственной связи замкнутых сигнальных контуров в сложных системах.

 

Самогенерируемые действия в этих закрытых системах вызывают изменения в системной среде, которые впоследствии вызывают изменения в самой системе. И действие, и его последствия происходят внутри системы.

 

Поток информации через систему и то, как система использует эту информацию для самоуправления, представляет особый интерес для кибернетики.

 

Ее можно назвать наукой об организации с упором на динамические свойства организуемых систем.

 

Точное определение кибернетики

 

Кибернетика — это междисциплинарная наука, изучающая процессы управления в живых и неживых системах, машинах и живых существах с упором на саморегуляцию.

 

Норберт Винер определил «кибернетику» как изучение управления и связи у животных и машин в своей одноименной книге, опубликованной в 1948 году. пилот, или руль, от того же корня, что и управление).

 

Машины, основанные на кибернетике, робототехнике и биологии, стали довольно популярными благодаря киноиндустрии. Киборг, представляющий собой организм с искусственными и естественными системами, является такой машиной.

 

Этот организм можно представить как саморегулирующуюся человеко-машину, которая использует датчики, ИИ и системы управления с обратной связью для саморегуляции.

 

Кроме того, киберпространство (электронная среда компьютерных сетей, через которую происходит онлайн-общение) связано с кибернетической обработкой сигналов и теорией коммуникации.
 

Кибернетика — обширная область, занимающаяся изучением механических, биологических, социальных, физических и когнитивных систем. Кибернетика используется для описания систем с замкнутыми контурами сигнализации.

 

В закрытой системе сигнализации такого рода действия, предпринимаемые внутри системы, вызывают изменения в системной среде, что, в свою очередь, вызывает изменения внутри системы. В результате получается замкнутый цикл, в котором действие и противодействие происходят в одних и тех же системных настройках.

 

Теория систем, философия, теория игр, перцептивный контроль, архитектура, искусственный интеллект и многие другие области исследований подверглись влиянию кибернетики. Однако основная цель остается прежней: исследовать системные элементы управления для всех базовых систем.

 

Читайте также | Теория игр в ИИ

 

Когда была открыта кибернетика ?

 

Кибернетика как естественный процесс существует давно; на самом деле, он существует столько же, сколько существует природа. По крайней мере, с тех пор, как Платон ввел термин «кибернетика» для применения к правительству, кибернетика стала концепцией в обществе.

 

Термин «кибернетика» стал популярен в наше время после того, как Норберт Винер опубликовал «Кибернетику» в 1948. «Управление и общение в животном и машине» — таков был его подзаголовок.

 

Это было важно, поскольку связывало контроль (действия, осуществляемые в надежде на достижение целей) с коммуникацией (связь и поток информации между действующим лицом и окружающей средой).

 

В результате Винер подчеркивает необходимость общения в эффективных действиях. Позже Гордон Паск предложил диалог как центральное взаимодействие целенаправленных систем.

 

Животные (биологические системы) и машины (небиологические или «искусственные» системы) могут действовать согласно кибернетическим принципам, согласно подзаголовку Винера. Это было явным признанием того, что как живые, так и неживые системы могут служить полезной цели.

 

Как работает кибернетика ?

 

Проще говоря, цель каждой кибернетической системы состоит в том, чтобы структурировать систему так, чтобы ее действия согласовывались с эталонным управляющим сигналом.

 

Это достигается за счет использования системы автоматического управления на основе обратной связи, которая определяет, какие действия следует отслеживать, какие поведения следует корректировать, как сравнивать действия с эталоном и как наилучшим образом изменить соответствующее поведение.

 

Эта регулирующая система развивается или самоорганизуется в естественных кибернетических системах. Искусственные кибернетические системы реагируют на реализованные человеком системы автоматического управления. Контроллер и объект, которым он управляет, являются двумя ключевыми компонентами кибернетических систем.

 

Как естественные, так и искусственные кибернетические системы склонны, прежде всего, к управляемому объекту, который содержит все возможности, необходимые для его функций, а затем, когда объект точно охарактеризован, развивает контроллер.

 

Когда эти два компонента связаны, система начинает вести себя целенаправленно. Независимо от системных помех цель состоит в том, чтобы сохранить все ключевые характеристики системы в соответствии с эталонным вводом.

 

Для этого контроллер должен иметь возможность мотивировать систему на выполнение соответствующих действий, которые изменяют соответствующие переменные.

 

Когда регулирующая система системы обнаруживает аномалию в своем поведении, она пытается исправить ее, оценивая несоответствия между своей воображаемой целью и аберрантным поведением и изменяя систему, чтобы компенсировать несоответствие.

 

По мере того, как целеустремленная система начинает постепенно продвигаться к своей цели, этот процесс выявления и исправления ошибок повторяется.

 

Информация, которая течет туда и обратно между управляемым объектом и его контроллером, постепенно теряет свою иерархию. Каждое звено в этой системе с обратной связью вносит свой вклад в общее управление системой.

 

Каждый компонент оказывает контролирующее влияние на другие. Барьер между контролируемым и контролирующим начинает исчезать по мере развития системы, и возникает круговая причинно-следственная связь.

 

Читайте также | Граничные вычисления в секторе здравоохранения

 

Что такое экономическая кибернетика и как она работает ?

 

Экономическая кибернетика — это отрасль науки, изучающая возможности применения кибернетических принципов и методологий к экономическим системам. Он часто используется для обозначения области исследований, возникшей на пересечении математики и кибернетики с экономикой.

 

Математическое программирование, исследование операций, математические экономические модели, эконометрика и математическая экономика — все это примеры экономической кибернетики.

 

Экономическая кибернетика рассматривает экономику, ее структурные и функциональные компоненты как системы, в которых транспорт и преобразование информации используются для регулирования и контроля операций.

 

Эту информацию можно стандартизировать и сформулировать с помощью методологий экономической кибернетики. Также существует возможность оптимизации приема, передачи и обработки экономических данных, а также определения компоновки и состава оборудования для обработки данных.

 

Именно эта методология обеспечивает исследованиям экономической кибернетики их внутреннюю согласованность и характер. Этот вид исследований особенно полезен для разработки автоматизированных систем управления, а также систем обработки данных для народного хозяйства.

 

Читайте также | ИИ в исследовании космоса

 

Приложения кибернетики

 

Кибернетика делает шаг назад и рассматривает системы как глаголы, а не существительные. Вместо того, чтобы пытаться определить конкретные границы вещи, он определяет вещь тем, что она делает и на что способна.
 

Рассматривая окружающую среду через призму потенциала действия, кибернетика может применяться в широком диапазоне традиционных областей. В биологической, технологической, социальной и многих других областях системы можно классифицировать на основе их действий.

 

Вот почему мы считаем кибернетику междисциплинарным языком, помогающим понять и изменить процессы в различных областях.

 

Кибернетика применяется в научных и политических науках, а также в образовании и коммерческом управлении.

 

1. Простые самоуправляемые машины

 

Первая отрасль кибернетики связана с системами управления машинами. Обучение тому, как выбрать приемлемый диапазон, а затем снять руки с управления, началось с достижений в области навигации космических кораблей, компьютеров, управляемых ракет и радиолокационных технологий.

 

Изобретатели времен Второй мировой войны использовали принцип обратной связи, чтобы повысить точность своего нового интеллектуального оружия, собирая данные с радарных датчиков.

 

Теории кибернетики применялись к радио- и телефонным технологиям после войны. Принцип обратной связи использовался инженерами связи для создания фильтров помех и улучшения качества звука многочисленных средств связи.

 

По мере того, как мы продолжаем учиться задавать приемлемые параметры для наших машин и впоследствии убираем все больше и больше средств управления, принципы из самой ранней ветви кибернетики лежат в основе предмета машинного обучения.

 

2. Самоорганизующиеся сложные системы

 

Вторая ветвь кибернетики связана с пониманием того, как самоорганизующиеся системы развивают сложные механизмы, которые позволяют им контролировать себя и жить, адаптируясь к своему окружению.

 

Аморфная система ценообразования, например, связана с туманной системой спроса и предложения в экономике.

 

Невозможно сказать, кто что контролирует в любой момент времени, но когда предложение превышает спрос, цены падают, и наоборот. Когда спрос и предложение почти равны, наша экономическая система достигает приятного баланса.

 

Нишевые товары с ограниченным спросом и предложением обычно имеют более высокую норму прибыли. Поскольку на зубную пасту, лапшу, обувь и другие товары массового спроса всегда есть достаточный спрос и предложение, не требуется значительной прибыли.

 

Не слишком углубляясь в дебри, система ценообразования позволяет нам думать и влиять на более крупные и более абстрактные экономические подсистемы.

 

Цены позволяют производителям и продавцам общаться с покупателями в простой форме, а конечные пользователи могут общаться в ответ, платя или отказываясь платить по этим ценам.

 

Этот замысловатый танец влияет на всю экономическую систему, создавая петлю обратной связи, которая приводит весь мир в безумие.

 

Как лучше всего создать кибернетическую систему?

 

Чтобы создать систему кибернетически, она должна включать три фундаментальных концептуальных компонента:

 

1.  Метод выражения текущего состояния

 

2.  Способ выражения желаемого состояния

 

3.  Метод планирования путешествия из того места, где вы сейчас находитесь, туда, куда вы хотите попасть.

 

Для определения и отображения текущего состояния можно использовать любой сенсорный метод. Оптические датчики, такие как камеры, датчики эхолокации, такие как сонар, и датчики положения, такие как GPS, могут помочь системе узнать о ее текущем состоянии.

 

Желаемое состояние может возникать как внутри системы, так и вне ее. Естественные кибернетические системы изобретают свои собственные цели, которые обычно направлены на выживание и равновесие. Целевые состояния могут вводиться извне в искусственные кибернетические системы. Целевое состояние можно ввести извне системы, используя циферблат на термостате или ввод пункта назначения на GPS.

 

Теперь ваша система является целеустремленной, поскольку она может понять, где она находится и куда хочет двигаться. Он может сравнить два состояния и посмотреть, совпадают ли они. Если они не совпадают, системе потребуется последний компонент, стратегия действий, чтобы привести ее туда, куда она хочет.

 

Заключение. Современное состояние кибернетики

 

Несмотря на то, что кибернетика во многом повлияла на ИИ, в последние десятилетия кибернетика уступила место ИИ. Существует ряд секторов, использующих кибернетику, в том числе:

 

1. Биология: Кибернетика использовалась для изучения биологических систем живых существ. Он использовался для поиска способов объединения биологических и искусственных систем и может помочь получить знания о том, как гены передаются из поколения в поколение.

 

Искусственные датчики как часть протеза ноги или мозговые имплантаты для лечения некоторых видов слепоты являются примерами этого.

 

2. Право: Для понимания правил кибернетика часто используется в правовой системе. Это может быть полезно как для изучения различных правил и положений, так и для определения того, как они могут или не могут применяться в конкретных ситуациях.

 

3. Социология: Чтобы лучше понять социальные структуры в целом, социологи могут исследовать системы отношений между различными группами людей.

 

Это имеет практическое значение для лучшего понимания толп и беспорядков, а также причин их возникновения и того, как их избежать в будущем.

 

4. Предприятия: Кибернетика может помочь руководителям принимать более обоснованные решения. Можно обнаружить системы или персонал, которые мешают процессам, посмотрев на то, как работает организация в целом, а затем приложить усилия для исправления ситуации.

 

5. Экономические системы: Экономисты изучили идеи саморегулирующейся экономики. Он использовался для изучения различных экономик и разработки теорий о том, как их улучшить.

 

Полное руководство по кибернетике

Что такое кибернетика? – Полное объяснение

Кибернетика – это изучение целенаправленных систем, как живых, так и неживых, и того, как они регулируют себя. Основное внимание уделяется роли механизмов обратной связи в циклической причинности сложных систем с замкнутыми сигнальными петлями.

В таких закрытых системах самогенерируемые действия вызывают преобразования в системной среде, которые затем вызывают изменения в самой системе. И действие, и его реакции происходят внутри системы.

Кибернетика особенно интересуется потоком информации через систему и тем, как система использует эту информацию для самоконтроля. Мы могли бы описать ее как науку об организации, особенно подчеркивая динамические характеристики систем, которые организуются.

В современном английском языке слово «кибернетика» впервые было использовано в 1948 году американским математиком Норбертом Винером для описания того, что он назвал «теорией управления и связи, будь то в машине или в животном». Он рос вместе с теорией информации Клода Шеннона, которая была разработана для улучшения передачи информации и использовала концепцию обратной связи в разработке цифровых систем автоматического управления.

Кибернетика происходит от греческого слова Kubernetes, что означает рулевой. Слово «губернатор» происходит от латинского перевода того же греческого слова.

В Древней Греции Кубернеты отвечали за управление греческими ладьями. Корабли должны были пройти через всевозможные непредсказуемые силы, включая ветер, волны, штормы, течения и приливы. Греки обнаружили, что могут игнорировать все это и управлять кораблем с помощью небольшого румпеля, соединенного с большим рулем корабля, просто направляя румпель на неподвижный объект на расстоянии, например маяк, и внося коррективы в режиме реального времени.

Как наука кибернетика является антидисциплинарной или трансдисциплинарной. Он исследует все виды стратегического поведения, возникающие в результате системных процессов, включая обработку и хранение информации, адаптацию, самовоспроизведение и регулирующие системы самоорганизации. Кибернетический взгляд на мир послужил трамплином для многих других теоретических областей, таких как:0003

• Теория систем
• Теория игр
• Теория коммуникации
• Системная психология
• Теория принятия решений

Норберт Винер сидит в своем кабинете. Слово «кибернетика» впервые было использовано Норбертом Винером для описания того, что он назвал «полем теории управления и связи, будь то в машине или в животном».

Кибернетика: точное определение

Кибернетика — это антидисциплинарная наука, изучающая процессы управления в живых и неживых системах, машинах и организмах, ориентированная на саморегуляцию, достигаемую посредством круговой причинности обратной связи.

Как работает кибернетика?

Проще говоря, цель любой кибернетической системы состоит в том, чтобы организовать систему таким образом, чтобы ее действия соответствовали выбранному управляющему сигналу, известному как эталон. Он делает это с помощью системы автоматического управления на основе обратной связи, которая определяет, какие действия нуждаются в мониторинге, какие поведения нуждаются в корректировке, как сравнивать действия с эталоном и как наилучшим образом настроить соответствующее поведение.

Естественные кибернетические системы развивают или самоорганизуют эту регулирующую систему. Искусственные кибернетические системы реагируют на автоматизированные системы управления, созданные человеком.

Кибернетические системы состоят из двух основных частей: контроллера и объекта, которым он управляет. Как естественные, так и искусственные кибернетические системы, как правило, начинают с управляемого объекта, содержащего все возможности, необходимые для его функций, а затем развивают контроллер, как только объект может быть точно смоделирован.

Как только эти две части связаны, система начинает вести себя целенаправленно. Цель состоит в том, чтобы поддерживать все соответствующие характеристики системы в соответствии с эталонным входом, независимо от каких-либо возмущений в системе. Для достижения этой цели контроллер должен иметь возможность побуждать систему к выполнению соответствующих действий, которые будут манипулировать соответствующими переменными.

Когда его регулирующая система обнаруживает аберрацию в поведении системы, она пытается исправить ситуацию, исследуя различия между своей гипотетической целью и аберрантным поведением и корректируя систему, чтобы компенсировать эту разницу. Этот процесс обнаружения и исправления ошибок повторяется по мере того, как целеустремленная система начинает маленькими шажками приближаться к своей цели.

Информация, циркулирующая между контролируемым объектом и его контроллером, быстро теряет всякое подобие иерархии. Каждое звено в этом замкнутом контуре играет роль в управлении системой в целом. Каждая часть имеет какой-то контролирующий эффект по отношению к любой другой части. По мере развития системы различие между контролируемым и контролирующим начинает исчезать, и начинает проявляться круговая причинно-следственная связь.

Как создать кибернетическую систему?

Чтобы сделать любую систему кибернетической, вам необходимо наделить ее тремя основными концептуальными компонентами:

• Способ представить ее текущее состояние
• Способ представить ее целевое состояние
• Способ разработать стратегию достижения цели. целевое состояние из текущего состояния

Текущее состояние может быть установлено и представлено с помощью любого сенсорного механизма. Оптические датчики, такие как камеры, датчики эхолокации, такие как сонар, или датчики положения, такие как GPS, могут быть полезны для информирования системы о ее собственном текущем состоянии.

Целевое состояние может исходить из системы или извне. Естественные кибернетические системы ставят перед собой собственные цели, обычно оптимизированные для выживания и гомеостаза. В искусственных кибернетических системах целевые состояния могут вводиться извне. Циферблат на вашем термостате и ввод пункта назначения на вашем GPS — это два способа ввода целевого состояния извне системы.

Теперь, когда у вашей системы есть способ понять, где она находится и где она хочет быть, она становится целенаправленной системой. Он может сравнить два состояния и проверить, совпадают ли они. Если они не совпадают, системе нужен последний компонент, стратегия действий, которая приведет ее туда, где она хочет быть.

В двухмерной кибернетической системе, подобной термостату, стратегия действия бинарна и проста. Одним из лучших примеров, который поможет вам представить это, является система регулирования, которую придумал Джеймс Уатт в 1700-х годах для управления мощностью новомодной паровой машины.

Уатт превратил паровой двигатель в кибернетическую систему, разработав центробежный регулятор, который позволял любому пользователю устанавливать мощность двигателя в определенном диапазоне, а затем отступать и позволять машине оставаться в этом диапазоне. Он сделал это, подключив выход пара к регулирующему клапану, а регулирующий клапан — к сенсорному механизму, основанному на центробежной силе. Датчик был сделан из вращающегося стержня, прикрепленного сверху к двум свинцовым шарикам, наподобие тяжелого набора тросовых шариков. Чем больше выходило пара, тем быстрее вращался шест и тем выше крутились шары. Если шары вращались слишком высоко, прикрепленные рычаги начинали закрывать регулирующий клапан до тех пор, пока не было достигнуто удовлетворительное равновесие в заданном пользователем диапазоне скоростей.

В системе с несколькими степенями свободы, такой как навигационное приложение на основе GPS, стратегия действий немного сложнее, но общая идея остается прежней. Система должна пробовать различные действия и оценивать свое новое текущее состояние после каждого действия, чтобы обнаруживать изменения, производимые его действиями. Чем больше он будет повторять этот цикл, тем лучше он поймет, какие действия приблизят его к целевому состоянию.

Откуда взялась кибернетика?

Кибернетика сделала свой первый последовательный шаг в современный мир в 1948 года, когда математик Норберт Винер опубликовал свою первую книгу на эту тему «Кибернетика: или управление и связь в животном и машине».

В детстве Винер был математическим вундеркиндом. Его отец, работавший профессором литературы в Гарвардском университете, с раннего возраста подталкивал маленького Норберта к тому, чтобы вкладывать средства в свое образование. В 14 лет Норберт Винер получил степень бакалавра математики в Университете Тафтса. Четыре года спустя он получил докторскую степень в Гарварде. После Гарварда он поступил в Кембриджский университет, чтобы изучать математическую логику у Бертрана Рассела, а затем в Геттингенском университете Германии, где учился у математика Давида Гильберта.

Когда началась Вторая мировая война, Винер начал работать над сложной математической задачей наведения оружия на движущиеся цели. Он помог создать электронные системы наведения, которые могли определять местоположение ракеты относительно ее цели в режиме реального времени и при необходимости направлять ракету для изменения направления в полете. Его работа по физике баллистики и технологии управляемых ракет зажгла искру, которая позже переросла в его страсть к изучению систем с обратной связью, которые мы теперь называем кибернетикой.

Именно во время работы над этими баллистическими системами наведения Винер впервые понял, насколько важен междисциплинарный принцип обратной связи для каждой существующей целенаправленной системы, как живой, так и чисто механистической. В своей книге 1948 года «Кибернетика» Винер взял эту идею из узких электронных приложений, для которых он ее использовал, и экстраполировал ее на более широкий универсальный принцип, который можно найти в биологии, экономике, политологии, психологии и многом другом.

Ракета воздух-воздух, установленная на крыле самолета. Первая ветвь кибернетики посвящена системам управления машинами. Кибернетические системы сделали возможными новые технологии и улучшения в навигации космических кораблей, компьютерах, управляемых ракетах и ​​радарах.

Каковы применения кибернетики?

Кибернетика делает шаг назад и рассматривает системы не как существительные, а как глаголы. Вместо того, чтобы пытаться точно определить, где лежат границы вещи, он определяет вещь по тому, что она делает и на что способна.

Взгляд на мир с точки зрения потенциала действия дает кибернетике интересные приложения во многих различных традиционных дисциплинах. Существуют системы в биологическом, технологическом, социальном и многих других мирах, которые можно определить по их действиям. Вот почему мы думаем о кибернетике как о междисциплинарном языке, который помогает нам понимать и модифицировать процессы в различных науках. Есть приложения для кибернетики в естественных и политических науках, в образовании, управлении бизнесом и т.д.

Простые самоуправляемые машины

Первая ветвь кибернетики занимается системами управления машинами. Обучение тому, как установить приемлемый диапазон, а затем снять руки с управления, началось с предоставления нам новых технологий и улучшений в навигации космических кораблей, компьютерах, управляемых ракетах и ​​радарах. Изобретатели во время Второй мировой войны применили принцип обратной связи, используя информацию от радарных устройств, чтобы повысить точность своего нового интеллектуального оружия.

После войны идеи кибернетики были применены в радио- и телефонной технике. Инженеры связи смогли использовать принцип обратной связи для создания шумовых фильтров и улучшения качества звука многих устройств связи. Сегодня принципы из первой ветви кибернетики лежат в основе области машинного обучения, поскольку мы продолжаем учиться устанавливать допустимые диапазоны для наших машин, а затем отказываться от все большего и большего количества элементов управления.

Сложные самоорганизующиеся системы

Вторая ветвь кибернетики фокусируется на изучении того, как самоорганизующиеся системы заканчивают сложными процессами, которые позволяют им регулировать себя и выживать, адаптируясь к окружающей среде.

В экономике, например, туманная система спроса и предложения коррелирует с аморфной системой ценообразования. Неизвестно, кто что контролирует в любой момент времени, но если предложение превышает спрос, цены начинают падать, как и наоборот. Наша экономическая система достигает комфортного равновесия, когда предложение примерно равно спросу.

Нишевые товары с небольшим спросом и предложением, как правило, приносят более высокую прибыль. Товары массового спроса не нуждаются в высоких прибылях, потому что всегда есть большой спрос и предложение на зубную пасту, лапшу, обувь и т. д. Система ценообразования помогает нам думать и влиять на более крупные и более абстрактные экономические подсистемы, не вдаваясь слишком глубоко. в сорняки.

Цены позволяют производителям и продавцам общаться с покупателями простыми словами, а готовность или нежелание потребителей платить по этим ценам позволяет конечным пользователям общаться в ответ. Этот сложный танец влияет на характеристики всей экономической системы в торговом кругу, о котором сплетничает вся планета.

Примеры кибернетики в реальном мире

В вашей голове

Один из лучших примеров кибернетики мы можем найти прямо внутри нас, в частности, в нашей нервной системе.

В этом случае автоматической системой управления, которая регулирует ваш организм, может быть ваш мозг. Он получает сигналы от своих оптических датчиков, ваших глаз, оценивая расстояние между желаемым объектом и вашей рукой.

Информация, которую ваши датчики отправляют на ваш контроллер, является обратной связью, о которой мы говорили. Ваш контроллер принимает во внимание эту информацию, когда выдает поведенческие инструкции вашей протянувшейся руке, чтобы заставить ее успешно поднять объект.

Ваше приложение GPS

Еще один простой пример — когда вы используете свой смартфон для определения направления. Когда вы открываете приложение GPS, оно триангулирует ваше текущее положение, используя свои спутниковые датчики. Когда вы вводите пункт назначения, система теперь имеет текущее состояние и целевое состояние, поэтому она может рассчитать наилучшую стратегию действий, используя свои алгоритмы маршрута и трафика. По мере того, как вы продвигаетесь к месту назначения, он продолжает проверять свои отзывы и соответствующим образом обновлять стратегию действий.

Полное руководство по кибернетике. Часто задаваемые вопросы (часто задаваемые вопросы) 

В чем разница между кибернетикой и общей теорией систем?

Мы можем описать кибернетику как подкласс общей теории систем. Он думает об определенных системах со специальными классами, в частности, о системах, которые контролируются обратной связью и циклической причинностью.

Общий подход к теории систем фокусируется главным образом на обмене веществом и энергией. Кибернетика вводит информационный аспект в теорию систем, сосредотачиваясь на потоке информации через систему.

Что такое кибернетика?

Кибернетика происходит от греческого слова «управление». Область кибернетики думает о богатом взаимодействии информации в сложной системе и о том, как обратная связь и реакция могут производить прогнозы, цели и действия.

Что такое теория кибернетики?

Теория кибернетики, также известная как теория управления, представляет собой антидисциплинарное исследование принципов, управляющих целенаправленными системами, способными использовать обратную связь для саморегулирования.

Пример кибернетической системы?

Прямым примером кибернетической системы является система регулирования температуры в вашем доме. Он имеет сенсорный механизм в виде термометра, который сообщает ему текущее состояние температуры. Когда вы устанавливаете желаемую температуру, вы даете ей целевое состояние, к которому нужно стремиться. Пока текущая и целевая температуры различаются, термостат будет продолжать выполнять действия по охлаждению или нагреванию до тех пор, пока не будет достигнута цель.

Кибернетика все еще актуальна?

Кибернетика и междисциплинарное исследование автоматических систем управления актуальны каждый раз, когда мы хотим изучить любую из бесчисленного множества систем с обратной связью внутри и снаружи нас. Это особенно актуально для области ИИ, поскольку мы учимся создавать все более автономные машины.

Кто создал кибернетику?

Кибернетика как концепция была впервые всесторонне описана в книге, опубликованной в 1948 Норберта Винера.

Когда была изобретена кибернетика?

Кибернетика как широкая теория самоуправления восходит к древним грекам. В 1834 году физик Андре-Мари Ампер применил это слово к человеческим системам управления. В 1947 году математик Норберт Винер формализовал и популяризировал кибернетику как исследование телеологических механизмов. В 1950 году Винер расширил дисциплину, включив ее влияние на общество и психологию, сравнив естественные саморегулирующиеся системы с человеческими институтами.

Кибернетика и целостность

Кибернетика и целостность

 

---

---

Деятельность Primer Group

 

Специальная интеграционная группа (SIG)
Международного общества
Системные науки (ISSS)
, первоначально SGSR, Общество общих системных исследований.

 

Представление

---

---

---

Гэри МакИ. Бойд
Университет КОНКОРДИЯ, Монреаль, Квебек, Канада

На первый взгляд противопоставление «КИБЕРНЕТИКИ»
а «ЦЕЛОСТНОСТЬ» кажется в высшей степени аномальной, потому что, как
как видно из ее литературы, кибернетика имеет дело с тем, как живут
подсистемы регулируют, направляют и воспроизводят себя, а также производят
другие (например, машинные) подсистемы, которые являются управляемыми или самоуправляемыми
или самовоспроизводящиеся и т. д.

ВСЕ это имеет отношение только к поведению и взаимодействию
ТОЛЬКО ЗАПЧАСТИ!

Исторически это тоже кажется аномальным, потому что кибернетика («The
НАУКА связи и управления») выросла из долгого
«проект просвещения» настолько объективно, насколько
возможно, смоделировать вселенную, а затем использовать модель через предположения
и опровержения в Королевском обществе и других местах, рекурсивно
самосовершенствоваться, а ТАКЖЕ использовать целостную научную модель
как основа для изменения вещей и людей, чтобы увеличить счастье
и благополучие все большего числа людей.

Увы, в девятнадцатом веке просветительский проект
наука и техника подверглись яростным нападкам со стороны романтиков: Гёте,
Блейк, Гердер и Шопенгауэр, которые вместо этого выдвинули причину
«Естественной философии», основанной на мистическом и, возможно,
магическая вера в «ЕДИНСТВО». Хотя это привело к прекрасному
расцвета литературы и искусства, она мало что сделала для
материальное улучшение жизни. Любопытно, что в конце ХХ
века «постмодернисты» и «деконструктивисты»
кажется, вновь пытаются повторить старую стратегию романтика
(с новыми словами).

К счастью, мировое сообщество ученых девятнадцатого века
не испугался и продолжил строить лучшие модели и теории
— особенно примечательны вклады Максвелла и
Дарвина, которые выделялись как корифеи. С Джеймсом Уаттом
один из первых искусственных кибернетических контроллеров — флайбол
регулятор, для паровых двигателей и т. д. В начале ХХ века
предпринимались попытки привнести научную рациональность и прогресс
даже в социальные и психологические исследования. «бихевиоризм» Уотсона.
был стоическим шагом вперед, и версия Скиннера, которая в кибернетическом
использует модель стохастического обучающегося автомата, по-прежнему
действителен в своих пределах и весьма полезен для дрессировки животных.
(в том числе человекоподобные). Билл Пауэрс «теория контроля»
— это текущая кибернетическая (иерархия обучения с отрицательной обратной связью)
модель) улучшение бихевиоризма. Но ни то, ни другое не очень хорошо
со странной рекурсией моделирования себя.

Примечательно, что один из великих мыслителей-просветителей сделал
очень серьезная ошибка: Декарт обнародовал свой критерий пробного камня
как «cogito ergo sum» (мыслю, следовательно, существую). К сожалению
он не осознавал, что не может думать без помощи языка
узнал от других.

Теперь благодаря Витгенштейну (который продемонстрировал невозможность
чисто «частного языка») Кеннет Герген из Принстона
социальный психолог, может ясно указать, что Дескаты
должен был сказать: «Communicamus ergo sum!» (Мы общаемся
значит мы есть!).

И это, конечно, возвращает нас к кибернетике как науке.
коммуниконтроля. МЫ общаемся, чтобы что-то делать (возможно, просто для того, чтобы
делать вещи с идеями) — так что всегда есть элемент контроля
в общении. Социально-психологическая(и др.)кибернетика
системы самонаблюдения получили название «кибернетика второго порядка».
Хайнц фон Ферстер. Это кибернетика, сосредоточенная на обучении
о себе/меняя себя тип обучения-беседы
(Паск).

Теперь, когда наука заново вводит центральную роль МЫ (вместо
нарциссизма I) возможно, мы возвращаемся к «целостности»?
Этот революционно новый вид целостности представляет собой целостность
сообщество пользователей, говорящих на обычном языке.

Это может выйти за рамки того, что говорят пользователи научного английского языка, потому что
существует более широкое сообщество пользователей математики и различных
научные языки. Более того, многие люди и машины говорят
несколько языков, поэтому вся планетарная социотехническая система
является своего рода единым актором. Человеческая жизнь — это один распределенный аутопоэз
актер.

На более примитивном уровне Лавлок со своим «Гайя
гипотеза» смоделировала живую оболочку мира как
многоконтурная кибернетическая система управления, поддерживающая соленость океана
и процентное содержание кислорода в атмосфере почти постоянно
сотни тысяч лет. Эти две кибернетические системы: Гайя
и Киборг, состоящий из людей и их машин «Человеческая жизнь».
должны жить вместе, ЕСЛИ ВООБЩЕ. Итак, теперь новые кибернетические механизмы
должны быть учреждены, чтобы гарантировать, что мы не убьем Гайю (т.е. не совершим
ВИВИЦИД — самоубийство всего Жизни на Земле). Если нам удастся изменить
наши культуры, чтобы они сохраняли разнообразие друг друга и
Гайя, почему тогда у нас будет некая ценность «Целостности».
хвастаться!

Отсюда мой кибернетический лозунг второго порядка:
Действовать в поддержку эко-СО-культурного симбиоза!

---

Профессор Гэри МакИ. Бойд, Образование (Образовательные технологии
Программа магистратуры)
и заместитель директора по связям с академическими кругами, аудиовизуальный факультет,
Университет Конкордия, 1455 Demaisonneuve West. Монреаль,
Квебек, КАНАДА h4G-1M8. тел (514)8483459. факс (515) 848 4520.

---

*** Продвижение сети «Милость и недовольство»
для глобальных эко-сокультурных СИМБИОТОВ: т. е. киберсистемная помощь
особенно тем, кто помогает другим поддерживать желание и способность
продолжать желать и иметь возможность делать то же самое до бесконечности,
радостно!***

 

КОММЕНТАРИИ:

>От кого: vzeman@total. net (Зора и Владимир Земан)
>Тема: Re: ПЕРВЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ СЕМИНАР ПО ЦЕЛОСТНОСТИ-КИБЕРНЕТИКЕ
>

> >Хорошая идея! Однако,
1/ на кантовском языке я бы сказал, что единственный способ >избежать
ошибка романтиков и наших современных неоромантиков
состоит в том, чтобы >рассматривать Гею как регулятивный идеал, не претендуя
для него привилегия >описывать мир таким, какой он есть.

>2/ в отношении «натурфилософии» вы перечисляете >Шопенгауэра,
для кого это уж точно не было фокусом и бедным Гёте, который >мечтал
всякую ерунду типа ‘Urpflanz’ а в целом при сравнении
>совместно с Шеллингом и Гегелем был чуть ли не научным святым.

>3/ «Cogito ergo sum» было результатом неудачного
>фундаменталистский драйв со стороны Декарта. Хотим ли мы
повторять старые глупости, еще раз отыскивая какой-нибудь «Communicamus».
ergo sumus» (используйте как минимум множественное число)? > 4/ Как насчет плюрализма?
как на уровне научных >теорий, так и на уровне
универсальных регулятивных теорий — нет такой вещи, как универсальная
либо возможен фокус (помните категориальный >framework?)
или даже желательно.
> Гаудеамус игитур!
>Зора и Владимир Земан

---

Энтони Стаффорд Бир цитата: Если кибернетика — это наука об управлении, то управление — это …

— Энтони Стаффорд Бир

Источник: Решение и контроль: значение оперативных исследований и кибернетики управления, 1966, с. 239 цитируется в: А. Госал (1978) Прикладная кибернетика: ее значение в исследовании операций. п. 2 и многие другие источники.

Взято из Wikiquote. Последнее обновление 3 июня 2021 г.

Энтони Стаффорд Бир

23

Британский теоретик, консультант и профессор 1926 — 2002

Цитаты по теме

биологическое, человеческое, экономическое и т. д.) существует естественный закон, управляющий работоспособностью системы управления. В нем говорится, что контроль должен быть способен производить столько же «разнообразия», сколько и ситуация, которую нужно контролировать» 9.0003

— Энтони Стаффорд Бир Британский теоретик, консультант и профессор 1926–2002 гг. 37.

«Контроллер, который не может контролировать себя, хуже, чем вообще отсутствие контроллера: если вы не можете управлять собой, вам нечего управлять другими». Управление качеством программного обеспечения: Том 2, Измерение первого порядка, 1993, с. 9

„Целью «Инженерной кибернетики» является изучение тех частей широкой науки кибернетики, которые имеют прямое инженерное применение при проектировании управляемых или управляемых систем. Он, безусловно, включает такие темы, которые обычно рассматриваются в книгах по сервомеханизмам. Но более широкий круг тем — это только одно из отличий инженерной кибернетики от инженерии сервомеханизмов. Более глубокая и, следовательно, более важная разница заключается в том, что инженерная кибернетика — это инженерная наука, а инженерия сервомеханизмов — это инженерная практика» 9 .0003

— Цянь Сюэсэнь Китайский ученый-ракетчик 1911–2009

Источник: Инженерная кибернетика, (1954), с. vii

„Суть кибернетических организаций в том, что они самоконтролирующиеся, самоподдерживающиеся, самореализующиеся. Действительно, кибернетика была охарактеризована как «наука об эффективной организации» именно в этих терминах.
Но слово «кибернетика» вызывает в умах явно большого числа людей образы компьютеризированных информационных сетей, замкнутых систем и роботизированных суррогатов человека, таких как «арторги» и «киборги».0003

— Ричард Ф. Эриксон Американский академик 1919–1993

Видения кибернетических организаций (1972)

«Теперь «кибернетика» — это термин, придуманный Винером для обозначения «управления рулем» или науки об управлении. Хотя современное инженерное использование ограничивает его изучением потоков в закрытых системах, его можно рассматривать в более широком контексте, как изучение процессов, связывающих системы с входами и выходами, и их структурно-динамической структуры. Именно в этом более широком смысле здесь будет использоваться «кибернетика», а именно, как системная кибернетика, понимание под «системой» упорядоченного целого по отношению к его релевантной среде» 9. 0003

—  Эрвин Ласло Венгерский музыкант и философ 1932

, следовательно, фактически или потенциально открытый
Источник: Introduction to Systems Philosophy (1972), p. 38.

«Кибернетика, основанная на принципе обратной связи или круговых причинно-следственных связях, обеспечивающих механизмы целеустремленности и самоконтроля поведения». ), 4. Достижения в общей теории систем

„Управление – это отдельный процесс, состоящий из планирования, организации, приведения в действие и контроля; используя как в науке, так и в искусстве, и следуя им для достижения заранее определенных целей». . 8
Принципы управления, 1960
Вариант: Управление — это отдельный процесс, состоящий из планирования, организации, приведения в действие и контроля, выполняемый для определения и достижения целей с использованием людей и ресурсов.

«Кибернетика была определена Винером как «наука об управлении и коммуникации в животном и машине» — словом, как искусство управления, и именно этому аспекту будет посвящена книга. Его темами будут координация, регулирование и контроль, поскольку они представляют наибольший биологический и практический интерес.
Поэтому мы должны изучить механизм; но желательно некоторое введение, ибо кибернетика рассматривает предмет с новой и, следовательно, необычной точки зрения… Новую точку зрения следует ясно понять, ибо любое бессознательное колебание между старой и новой может привести к путанице».0003

— У. Росс Эшби Британский психиатр 1903–1972

Источник: Введение в кибернетику (1956), Часть I: Механизм, с. 1: Начальный параграф

«В 1950-х и 1960-х годах большая часть работ, которые назывались кибернетикой, имела тенденцию сосредотачиваться на системах управления в технике или на приложениях концепции обратной связи в различных областях, от математики до социологии. На собрании Американского общества кибернетики в 1970 году в Филадельфии Хайнц фон Ферстер попытался перенаправить внимание на первоначальные интересы, которые привели к основанию области кибернетики. В статье под названием «Кибернетика кибернетики» он провел различие между кибернетикой первого порядка, кибернетикой наблюдаемых систем, и кибернетикой второго порядка, кибернетикой наблюдаемых систем».0003

— Стюарт А. Амплби Американский ученый 1944

Стюарт А. Амплби (1991) «Стратегии достижения признания кибернетики второго порядка». В работе Джорджа Э. Ласкера и соавт. (ред.) Достижения в области человеческих систем и информационных технологий. Виндзор, Канада: Международный институт перспективных исследований в области системных исследований и кибернетики, 1992. стр. 97–196. (бумага)

«Знаменитый физик и математик А. М. Ампер ввел слово кибернетика для обозначения науки о гражданском управлении (Часть II «Опыта о философских науках», 1845, Париж). Грандиозная схема политических наук Ампера не осуществилась и, возможно, никогда не осуществится. Между тем конфликт между правительствами с применением силы значительно ускорил развитие другой отрасли науки — науки об управлении и управлении механическими и электрическими системами. Таким образом, возможно, иронично, что слово Ампера было заимствовано Н. Винером для названия этой новой науки, столь важной для современной войны. «Кибернетика» Винера («Кибернетика, или управление и связь в животном и машине», John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк, 19).48) — наука об организации механических и электрических компонентов для устойчивости и целенаправленных действий. Отличительной чертой этой новой науки является полное отсутствие соображений энергии, теплоты и эффективности, столь важных в других естественных науках. На самом деле основное внимание кибернетики уделяется качественным аспектам взаимосвязей между различными компонентами системы и синтетическому поведению всего механизма».11 — 2009

Источник: Инженерная кибернетика, (1954), с. vii. О происхождении слова «Кибернетика»

«Контролировать половое созревание?» — фыркнул телохранитель. «Если тебе это удастся, ты будешь первым».

„Каждая профессия имеет идеологию и стремление к власти, которые выходят далеко за рамки ее достижений, и задача демократии состоит в том, чтобы держать эту идеологию и это стремление под контролем. Наука здесь ничем не отличается от других институтов».

— Пауль Карл Фейерабенд, книга «Наука в свободном обществе»

стр. 151.
«Наука в свободном обществе» (1978)

вместе ряд известных послевоенных интеллектуалов, в том числе Винер, Джон фон Нейман, Уоррен МакКаллох, Клод Шеннон, Хайнц фон Ферстер, У. Росс Эшби, Грегори Бейтсон и Маргарет Мид. Организованные Фондом Джозайи Мэйси-младшего, они стали известны как конференции Мэйси по кибернетике. Кибернетика, изначально сосредоточенная на машинах и животных, быстро расширилась, охватив разум (например, в работах Бейтсона и Эшби) и социальные системы (например, кибернетика управления Стаффорда Бира), тем самым восстановив первоначальный акцент Платона на отношениях контроля в обществе.
На протяжении 1950-х годов кибернетические мыслители пришли к согласию со школой общей теории систем (GST), основанной примерно в то же время Людвигом фон Берталанфи, в качестве попытки построить единую науку путем раскрытия общих принципов, управляющих открытым, развивающимся системы. GST изучает системы на всех уровнях общности, тогда как кибернетика более конкретно фокусируется на целенаправленных, функциональных системах, которые имеют некоторую форму отношения управления».60

Источник: Кибернетика и кибернетика второго порядка (2001), стр. 2 , 2013

„Менеджеры будут осуществлять контроль над орудиями производства и получать преимущество в распределении продуктов не прямо, через права собственности, которыми они наделены как лица, а косвенно, через контроль государства, который, в свою очередь, будет владеть и контролировать орудия производства. Государство, т. е. учреждения, из которых состоит государство, будут, если мы хотим так выразиться, «собственностью» управляющих»9.0003

— Джеймс Бернхэм, американский философ, 1905–1987 гг.

Источник: The Managerial Revolution, 1941, p. 71–72; Цитируется по: Stijn Maria Verhagen (2005). Баланс Zorglogica’s uit balans. п. 300

«Эффективная координация пропускной способности требовала жесткого управленческого контроля над этими деспотами». 266; Цитируется по: Бест (1990, стр. 56).

«Изобретательности среднего рабочего достаточно, чтобы перехитрить любую систему контроля, разработанную руководством».

— Дуглас МакГрегор, американский профессор, 1906–1964 гг.

Источник: The Human Side of Enterprise (1960), p. 12 (в редакции 2006 г.)

«Выработка политики, принятие решений и контроль: это три функции управления, имеющие интеллектуальное содержание».

Источник: Наука управления (1968 г.), Глава 1, Процессы и политика, с. 10.

«Хотя как естественные, так и нравственные науки стремятся понять объекты своего наблюдения, в естествознании цель этого состоит в том, чтобы иметь возможность лучше управлять ими, тогда как в нравственных науках это является или должно быть лучше оставить их в покое. Следовательно, нравственно правильной целью психологии является самообладание»9.0003

— Томас Сас Венгерский психиатр 1920 — 2012

«Наука и сциентизм», с. 115.
The Second Sin (1973)

«Кибернетика по-прежнему остается в заголовках новостей, и мы все чаще слышим о ее применении в новых областях научных и промышленных исследований. Новая книга Стаффорда Бира «Кибернетика и менеджмент» представляет собой замечательный отчет о связи, которая существует между кибернетикой и проблемами управления в промышленности [и]… охватывает ряд приложений, которые ранее не рассматривались в печати» 9.0003

— Фрэнк Хонивилл Джордж Британский психолог 1921–1997

Джордж (1960) «Автоматическое управление в промышленности http://books.google.nl/books?id=ca1QDXCpElgC&pg=PA48» в: New Scientist. 7 янв. 1960. с.48

„Одной из важнейших функций управления является контроль. Средства контроля обычно определяются политиками и процедурами организации. Они основаны на концепции, согласно которой люди должны хорошо понимать ожидания руководства. И за несоблюдение должны быть последствия. Наказания за несоблюдение основаны на теории, согласно которой люди не будут себя вести, если им нечего терять»9.0003

—  Gandolfo – (RJ Intindola)

Related topics

• Science
• Control
• Controller
• Management
• Manager
• Profession

Tool Module: Cybernetics

Инструментальный модуль: Кибернетика Луи Куффиньяль, один из пионеров кибернетики, определял ее как искусство обеспечения эффективность действия. Менее поэтичное определение состоит в том, что кибернетика — это наука о динамических отношениях между частями целого, означающими отношения что меняются со временем . Кибернетика имеет применение в промышленности и биологии, так и в искусстве, не говоря уже о информатике, которую можно считать как приложение кибернетики. Множество различных терминов, связанных с Интернетом, которые начните с кибер- (киберпространство, киберкафе и т. д.) все производные от слова кибернетика. Поскольку кибернетика так тесно связана с понятиями структур и уровней организации, это заставляет нас четко определить определенные их элементов, взаимодействие которых можно изобразить следующим образом. Во-первых, эффектор представляет собой механизм, производящий определенные эффектов . Факторы необходимы Условия работы эффектора. Обратная связь явление, посредством которого эффекты могут влиять на один или несколько факторов, воздействующих на эффектор. Эта обратная связь позволяет добиваться цели, другими словами, двигаться к желаемому состоянию или поддерживать поведение, несмотря на нарушения, вызванные к внешней среде. Целью эффектора является достижение определенное значение эффекта. Эффектор, который пытается сохранить эффект на постоянное значение называется эффектором постоянства . Подавляющее большинство физиологических механизмов, помогающих поддерживать внутреннее равновесие в живые организмы являются эффекторами постоянства. С другой стороны, эффектор которая пытается приблизить эффект к максимальному значению, называется тенденцией эффектор . Постоянный эффектор считается регулируемым, если он подвержен обратной связи, знак которой противоположен факторам. Напротив, эффекторы тенденции подвержены обратной связи, знак которой тот же. как фактор, на который он действует. Термин « регулятор » относится к эффектору постоянства, который поддерживает равновесие на близком к идеальному значении, колеблясь вокруг среднего благодаря к цепи отрицательной обратной связи. Регулятор также может иметь сервомеханизм . Сервомеханизм — это внешнее по отношению к системе устройство управления, которое воздействует на контур обратной связи для изменения его значения. Например, термостат, настроенный на поддержание температуры в помещении на уровне 21 градусов Цельсия является регулятором. Но если мы хотим поднять комнатную температуру до 25 градусов, мы должны вмешиваться в систему извне, перемещая термостат управления на новое значение. Эта концепция сервомеханизмов является центральной к науке физиологии, потому что она предполагает существование различных уровней организации живых организмов. Регулируемые системы встречаются на каждом уровне организации живых организмов. Но каждый из этих регуляторов также подлежит к сервомеханизму: информация, которую он получает от более высоких уровней, окружающих Это. В живых системах сервомеханизмы — это то, что позволяет работать различным уровням. вместе гармонично поддерживать структуру организма в целом. Например, на молекулярном уровне набор ферментов, необходимых для определенного биохимическая реакция может рассматриваться как регулятор. Но на этот регулятор влияет внешним управлением со следующего уровня вверх, в данном случае с ячейки. Клетка является еще одной регулируемой системой, примером которой является то, как нейрон поддерживает его мембранный потенциал покоя. Но и клетка подчиняется сервомеханизму: информацию, которую он получает от органа, которому он принадлежит. Орган в свою очередь получает информацию управления сервомеханизмом от системы, к которой он принадлежит (нервной, сосудистой, эндокринной и др.), система делает так от организма в целом, и организм делает это из внешней среды. Эта цепь сервомеханизмов, связывающая молекулу с организмом и человечеством в целом в своей космической среде, является результатом эволюции живых структуры. Эта эволюция сама по себе является частью стремления Вселенной стать локально сложнее. Таким образом, организм представляет собой открытую систему из информационного точки зрения, потому что информация поступает на все уровни организации от уровнем над ним. Но информация также течет вверх, потому что все уровни организации уже содержатся в потенциальной форме в ДНК оплодотворенного яйцо. В отличие от « структурная информация » который обеспечивается генами и модифицируется окружающей средой для получения определенного человек, поэтому мы также можем различать « циркулирующая информация », который осуществляется главным образом нервной и эндокринной системами. Пока структурная информация служит, например, для того, чтобы отличить человека от слона, циркулирующая информация служит для поддержания общей структуры организма и целостность каждого уровня организации. Добиваясь своей цели, каждая из этих регулируемых систем помогает достичь цели системы в целом. И именно циркулирующая информация выполняет большую часть работа сервомеханизма, или внешнего управления, на каждом уровне организации. Таким образом, кибернетика представляет собой важный инструмент для понимания живых вещи, потому что она раскрывает уровни организации и динамические связи между ними. Концепция сервомеханизмов также помогает нам понять концепцию структуры , что означает весь набор отношений между всеми части целого. Структура не может быть сведена к сумме ее частей, потому что эти части устанавливают отношения между собой, и это вся совокупность этих отношений, определяющих строение организма. «Целый больше суммы своих частей» 9.0003 Таким образом, в любом организме структура состоит из иерархии уровней организации, каждый из которых представляет собой управление сервомеханизмом, обеспечивающим функциональное единство целого. Таким образом, мы можем ясно понять, почему кибернетика описывается как наука, изучающая динамика конструкций. Эту вложенную иерархию организационных уровней иногда сравнивают с набором матрешек. Но эта аналогия на самом деле не очень точна. Вы можете удалить все маленькие куклы из самой большой, и она до сих пор сохраняют свою форму. Но если бы вы сделали то же самое с живым телом, вы бы разрушить его сервомеханизмы и превратить его в труп.