サイバネティクス。科学的発見の歴史と本質

最も重要な科学的発見
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サイバネティクス。科学的発見の歴史と本質

最も重要な科学的発見

"ウインナーサイバネティックスの父と呼ばれるのも当然だと V.D. は書いています。ペケリス。 - 彼の著書「サイバネティックス」は 1948 年に出版され、予想外の結論で多くの人に衝撃を与え、世論に驚くべき影響を与えました。その姿は、徐々に準備された爆発にたとえることができます。

サイバネティックスの歴史には、他の科学と同様に、物質の蓄積と新しい科学への変換の XNUMX つの期間があります。、前世紀の終わりにスイスのジャーナルのXNUMXつに掲載されました。彼らはフィードバック制御の原理を考えました。コンピュータ技術の歴史の特異性は、最初の計算機がすぐに精神作業を機械化する可能性を人間に開いたという点で重要です。ここで、George Boole による「論理の数学的研究」を無視することはできません。これは、現在サイバネティックスで広く使用されている論理代数の開発の始まりを示しました。

確率論に新しいセクション、つまり情報理論が登場したとき、すぐにはではないものの、新しい理論の普遍性が誰の目にも明らかになりました。たとえば、情報量と、さまざまな形のエネルギーから熱への移行の尺度、つまりエントロピーとの間に対応関係が発見されました。これは 1929 年に有名な物理学者 L. シラードによって初めて指摘されました。その後、情報理論はサイバネティクスの重要な基礎の XNUMX つになりました。

30 世紀には、高次神経活動の生理学においても成果が顕著でした。特に動物の学習過程の研究において。私たちの世紀の XNUMX 年代に、バークシュタインの生理学的活動の理論は現象になり、後にアノキンの機能システムの原理にもなりました。

進歩とともに、生理学と自動化の両方で使用される技術的手段の収束もあります。このような和解には、ブロック図の作成、アイデアのモデル化、分析方法、システムの統合に関する原則の相互交換が伴います。

同様の傾向は、ロシアの哲学者アレクサンドル・アレクサンドロヴィッチ・ボグダノフを最初に捕らえたもののXNUMXつでした. 「私の出発点は、構造的関係は、数学や大きさの関係のように形式的な純粋なスキームに一般化することができ、これに基づいて、組織の問題は数学的な問題と同様の方法で解決できるということです。」

したがって、ボグダノフは、サイバネティックスの重要な概念の XNUMX つである一般システム理論の出現を予想していました。ロシアの科学者は、フィードバックの原理を実証し、それを「二重の相互規制のメカニズム」と呼んだ。

その後、1936 年に英国の数学者 A. チューリングが、抽象的なコンピューターについて説明した論文を発表しました。多くの点で彼の仕事のいくつかの条項は、サイバネティックスのさまざまな問題を予期していました。

しかし、新しい科学の誕生の決め手となったのは、アメリカの偉大な数学者ウィーナーでした。

ノーバート・ウィーナー (1894–1964) はミズーリ州コロンビアで生まれました。彼は15歳で読書を学び、16歳の時にはすでにダーウィンとダンテを読んでいました。 14 歳で彼は中等学校に入学し、子供たちは 17 年間の学校教育を修了した後、18 ～ XNUMX 歳で勉強を始めました。彼はXNUMX歳で高校を卒業しました。少年はすぐに高等教育機関タフテ大学に入学した。卒業後、XNUMX 歳で文学士号を取得しました。その後、ハーバード大学とコーネル大学で学び、XNUMX 歳でハーバード大学の修士号を取得し、XNUMX 歳で数理論理学を専門とする哲学博士になりました。

ハーバード大学は、ウィーナーに奨学金を授与し、ケンブリッジ (イギリス) とゲッティンゲン (ドイツ) の大学で勉強しました。第一次世界大戦前の 1914 年の春、ウィーナーはゲッティンゲンに移り、大学で E.ランダウそして偉大なD.ギルバート。

戦争が始まると、ウィーナーは米国に戻り、ケンブリッジで 1915 年間過ごしましたが、当時の状況では科学的な結果を得ることができませんでした。コロンビア大学で、彼はトポロジーの研究を始めましたが、彼が始めたことを終わらせませんでした。 1916 年から XNUMX 年にかけて、ウィーナーはハーバード大学で助手として数学を教えました。

翌学年、ヴァイナーはメイン大学の従業員として働いた。米国が参戦した後、彼はゼネラル・エレクトリックの工場で働き、そこからアルバニーにあるアメリカ百科事典の編集事務所に移りました。その後、ノーバートはしばらくの間、射撃場で砲兵射撃表の編集に参加し、陸軍に入隊することさえありましたが、近視のためにすぐに解雇されました。その後、彼は新聞の記事でうまくやっていき、代数に関する 1919 つの論文を書き、その出版後、数学教授 V.F. から推薦を受けました。オスグッドは XNUMX 年にマサチューセッツ工科大学 (MIT) の数学科に参加しました。このようにして、この研究所で彼の奉仕が始まり、それは彼の生涯続きました。

ここでウィーナーは統計力学の内容に精通しました W.ギブス. 彼は、ブラウン運動の研究におけるルベーグ統合とその主な規定を結びつけることに成功し、いくつかの記事を書きました。ワイヤまたは電子管を通る電流の通過に関連してショット効果の本質を確立する際にも、同じアプローチが可能であることが判明しました。

米国に戻ると、ウィーナーは科学に熱心に取り組んでいます。 1920 年から 1925 年にかけて、彼は抽象的な数学の助けを借りて物理的および技術的な問題を解決し、ブラウン運動の理論、ポテンシャル理論、および調和解析の新しいパターンを発見しました。

1922 年、1924 年、1925 年に、ウィーナーは家族の友人や親戚と一緒にヨーロッパを訪れました。 1925 年に、彼はゲッティンゲンで、ヒルベルト、クーラント、ボルンに興味を持った一般化された調和解析に関する彼の研究についてプレゼンテーションを行いました。その後、ウィーナーは、彼の結果が当時発展していた量子論にある程度関連していることに気付きました。

同時に、ウィーナーはコンピューターの設計者の一人であるV.ブッシュに会い、ある日彼に思いついた新しい高調波アナライザーのアイデアを表明しました。ブッシュ氏はそれを実践した。

ウィーナーの昇進は遅かった。彼は他の国でまともな仕事を得ようとしましたが、成功しませんでした。しかし、ついに時が来て、運が良かったです。アメリカ数学会の会議で、ウィーナーは Ya.D. に会いました。常に彼の作品を高く評価していたゲッティンゲンの知人であるタマルキン。何度も渡米したハーディからも同様の支援を受けた。タマルキンとハーディのおかげで、彼はアメリカで有名になりました。

特に重要だったのは、ドイツからハーバード大学に来た E. ホップとウィーナーの共同活動でした。その結果、「ウィーナー・ホップの方程式」が科学に組み込まれ、星の放射平衡を説明するとともに、その他の問題では、国境を隔てて XNUMX つの異なる体制が議論されます。

1929年、スウェーデンのジャーナルAktaMathematicaとAmericanAnnals of Mathematicsは、一般化された調和解析に関するWienerによるXNUMXつの大きな最終記事を発表しました。

1932 年以来、ウィーナーは MIT の教授を務めています。ハーバードで、彼は生理学者の A. ローゼンブルースに会い、さまざまな科学の代表者を集めた彼の方法論セミナーに参加し始めました。このセミナーは、ウィーナーのサイバネティックスのアイデアを形作る上で重要な役割を果たしました。ローゼンブルースがメキシコシティに向けて出発した後、セミナーセッションは時々メキシコシティで、時にはMITで開催されました。

1934 年、ウィーナーは清華大学 (北京) から招待を受け、数学と電気工学の講義を行いました。彼は中国への訪問の年を、科学者としての彼の完全な発展の年と考えました。

戦争中、ウィーナーは自分の仕事のほぼすべてを軍事任務に捧げた。彼は、対空射撃中の航空機の動きの問題を調査しています。思考と実験により、ウィーナーは対空射撃制御システムはフィードバックシステムであるべきだと確信しました。そのフィードバックは人体で重要な役割を果たします。人間の意識だけでは実行できない予測プロセスが果たす役割はますます大きくなっています。

当時存在していたコンピュータには、必要な速度がありませんでした。これにより、ウィーナーはそのようなマシンに対する多くの要件を策定することを余儀なくされました。実際、彼は電子コンピューターが将来たどる道筋を予測しました。彼の意見では、コンピューティングデバイスは「ギアや電気機械式リレーではなく、真空管で構成する必要があります。これは、十分な速度を確保するために必要です。」次の要件は、コンピューティングデバイスが「XNUMX 進数ではなく、より経済的な XNUMX 進数を使用する必要がある」ことでした。ウィーナーは、マシン自体がその動作を修正する必要があり、自己学習能力を開発する必要があると信じていました。これを行うには、制御信号が保存されるメモリブロックと、操作中にマシンが受信する情報を提供する必要があります。

以前は、機械が人間の意志に完全に依存する執行機関にすぎなかったとしたら、今では思考するようになり、ある程度の独立性を獲得しています。

1943年、ウィーナー、ローゼンブルース、バイグローによる論文「行動、目的性、および目的論」が発表され、サイバネティック手法の概要が示されました。

1948年、ニューヨークの出版社「John Wheely and Sons」とパリの「Hermann et Tsi」がウィーナーの本「Cybernetics」を出版しました。

G.N. ポヴァロフは、『サイバネティクス』の序文で「この本の主なテーマは、動物社会 (蟻塚) であれ人間社会であれ、機械、生物、そして社会における制御とコミュニケーションのプロセスの類似性です。これらのプロセスは、まず第一に、情報の送信、保存、処理のプロセス、つまりさまざまな信号、メッセージ、情報です。特定の内容や目的に関係なく、あらゆる信号、あらゆる情報は、XNUMX つ以上の値の間の選択肢として考えることができます。既知の確率 (選択的概念情報) が備わっており、これにより、単一の基準、単一の統計装置を使用してすべてのプロセスにアプローチすることが可能になり、制御と通信の一般理論であるサイバネティクスのアイデアが生まれました。

情報量 - 選択量 - はウィーナーによって負のエントロピーで識別され、物質やエネルギーの量と同様に、自然現象の基本的な特徴の XNUMX つになります。これは、サイバネティックビルディングの XNUMX 番目の礎石です。したがって、サイバネティックスを組織の理論として、エントロピーの致命的な増加を伴う世界の混沌に対する闘争の理論として解釈します。

行動するエンティティは、外部環境から情報を吸収し、それを使用して正しい行動を選択します。情報は決して作成されず、送受信されるだけですが、失われたり消えたりする可能性があります。それは干渉、「ノイズ」によって歪められ、オブジェクトの中にいる途中で失われ、失われます。

ウィーナー自身が近代制御理論の創始者と考えていた J・K・マクスウェル、これは完全に正しいです。自動制御の理論は、主に J. Maxwell、I. Vyshnegradsky、A. Lyapunov、および A. Stodola によって定式化されました。 N.ウィーナーのメリットとは？おそらく彼の本は、よく知られているが異なる資料を集めて、既知の情報をまとめただけなのでしょうか?

ウィーナー氏の主な利点は、管理プロセスにおける情報の基本的な重要性を最初に理解したことです。生物や機械の制御と通信について語るとき、彼は「制御」と「通信」という言葉だけではなく、それらの組み合わせに重要なものがあると考えました。相対性理論と同様に、重要なのは相互作用の速度が有限であるという事実ではなく、この事実と空間内の異なる点で起こる出来事の同時性の概念との組み合わせです。サイバネティクスは情報管理の科学であり、ウィーナーは当然この科学の創始者であると考えられます。

「この本の出版により、サイバネティクスの歴史における最初の潜伏期が終わり、普及と承認の非常に嵐のような第二期が始まりました。この議論は科学界に衝撃を与えました。サイバネティクスは熱心な擁護者を見つけました」とG.N. ポヴァロフは書いています。そして同様に熱烈な敵対者たち。

...一部の人は、サイバネティックスに完全な哲学的ひねりとパブロフの教えに対する「冷戦」を見ました。他の愛好家は、自動化とコンピューター技術のすべての成功をそのアカウントに帰し、当時の「電子頭脳」にすでに本物の知的な存在があることに同意しました。しかし、プロジェクトの本質に異議を唱えていない他の人々は、着手された統合の成功を疑い、サイバネティックスを単なるアピールに減らしました.

... このすべての周りで情熱が激怒しました。しかし、最終的にはサイバネティックスが戦いに勝利し、古代の科学ファミリーの市民権を獲得しました。承認期間は約1958年かかりました。次第に、サイバネティックスの断固たる拒絶は、その中の「合理的なカーネル」の検索と、その有用性と必然性の認識に取って代わられました。 XNUMX 年までに、反対する人はほとんどいなくなりました。ウィーナーの統合への呼びかけは、非常に好都合な時期に行われました。不完全で誇張されていたにもかかわらず、状況はサイバネティックスにとってうまくいきました。

1959年学者 A.N. コルモゴロフ「1948年の彼の有名な本で、彼が新しい科学に「サイバネティックス」という名前を選んだとき、ウィーナーの運の程度について議論するには遅すぎます。この名前はかなり確立されており、新しい用語として認識されています。ギリシャ語の語源とはほとんど関係ありません。情報を認識、保存、処理し、制御と規制に使用できるあらゆる性質のシステム。同時に、サイバネティックスは数学的な方法を多用し、特定の特別な結果を取得しようとします。そのようなシステムを分析する方法（それらを処理した経験に基づいて構造を復元する）、およびそれらを合成する方法（特定のアクションを実行できるシステムのスキームを計算する）この特定の特性のおかげで、サイバネティックスは決して哲学的な議論に還元されません機械における「便宜性」の性質と、それが研究する現象の範囲の哲学的分析」。

著者: サミン D.K.

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