Рулевой кибернетики Норберт Винер
Винер придумал слово «кибернетика» двумя годами ранее, взяв за основу греческое слово, означающее «рулевой» — kubernētēs, от которого также происходит слово «губернатор», чтобы описать «научное исследование управления и коммуникации в животном и машине», впервые предложив новый способ мышления о причинно-следственных цепях и как цикл обратной связи, происходящий внутри системы, меняет саму систему. (Сегодняшняя экосистема социальных сетей — поверхностный, но очень наглядный пример этого).
Винер объясняет, почему в рамках этой модели информационных систем коммуникация и контроль неразрывно связаны:
Информация — это название для содержания того, чем мы обмениваемся с внешним миром, когда мы приспосабливаемся к нему и делаем нашу настройку ощутимой. Процесс получения и использования информации — это процесс нашего приспособления к непредвиденным обстоятельствам внешней среды и нашей эффективной жизни в этой среде. Потребности и сложность современной жизни предъявляют к этому процессу информации большие требования, чем когда-либо прежде, и наша пресса, наши музеи, наши научные лаборатории, наши университеты, наши библиотеки и учебники обязаны удовлетворять потребности этого процесса или потерпят неудачу в своей цели. Жить эффективно — значит жить с адекватной информацией. Таким образом, общение и контроль относятся к сути внутренней жизни человека, так же, как они относятся к его жизни в обществе.
Столпом понимания Винера является второй закон термодинамики и его центральная предпосылка о том, что энтропия — растущая тенденция к беспорядку, хаосу и непредсказуемости — увеличивается со временем в любой закрытой системе. Но даже если бы мы рассматривали саму вселенную как закрытую систему — предположение, пренебрегающее возможностью того, что наша вселенная может быть одной из многих вселенных, — ни отдельных людей, ни общества, которые они образуют, нельзя рассматривать как закрытые системы. Скорее, они представляют собой очаги попыток упорядочения и уменьшения энтропии среди огромного пространства космического хаоса — попыток, закодированных в наших системах организации и передачи информации. Винер рассматривает параллель между организмами и машинами в этом отношении — радикальная идея в его время и совершенно очевидная, хотя все еще плохо понятая, в наше время:
Если мы хотим использовать слово «жизнь», чтобы охватить все явления, которые локально плывут против течения возрастающей энтропии, мы вольны это сделать. Однако затем мы включим множество астрономических явлений, которые имеют лишь отдаленное сходство с жизнью, какой мы ее обычно знаем. Поэтому, на мой взгляд, лучше избегать всех вызывающих вопросы эпитетов, таких как «жизнь», «душа», «витализм» и тому подобное, и говорить только в связи с машинами, что нет причин, по которым они могут не походить на людей, представляя очаги снижения энтропии вструктура, в которой большая энтропия имеет тенденцию к увеличению. Когда я сравниваю живой организм с такой машиной, я ни на мгновение не имею в виду, что конкретные физические, химические и духовные процессы жизни, как мы ее обычно знаем, такие же, как у машин, имитирующих жизнь. Я просто имею в виду, что они оба могут служить примером локальных антиэнтропийных процессов, которые, возможно, также могут быть представлены многими другими способами, которые мы, естественно, не должны называть ни биологическими, ни механическими. [2]
Самый выдающийся мальчик в мире
Американский математик Норберт Винер был во всех отношениях своеобразным человеком. Закончив среднюю школу в 11 лет, он поступил в Колледж Тафтса и всего через три года стал бакалавром математики. Еще до наступления совершеннолетия Гарвард удостоил Винера докторской степени за его диссертацию по математической логике. Вот какую характеристику ему дает Сильвия Назар:
Американский Джон фон Нейман, выдающийся эрудит, который сделал потрясающий вклад в чистую математику, а затем начал вторую и столь же поразительную карьеру в прикладной математике.
Винер был тем самым человеком, который ввел современное значение слова «feedback» («обратная связь»), изобретая кибернетику, а кибернетика, в свою очередь, дала жизнь таким революционным понятиям как искусственный интеллект, компьютерное зрение, робототехника, нейрология (в ключе нейросетей) и многим другим.
Когда ему было всего 18 месяцев, девочка, подрабатывающая у семьи Винеров няней, развлекалась тем, что рисовала буквы на прибрежном песке. Она обратила внимание, что Норберт внимательно наблюдает за ее действиями и в шутку решила научить его алфавиту. Пару дней спустя она с величайшим удивлением сообщила мне, что Норберт освоил алфавит в совершенстве.
Мать Норберта с самого раннего возраста читала ему книги. А к трем годам Норберт уже сам мог читать для нее вслух. Лео, к тому моменту ставший профессором в Гарварде, начал понемногу обучать его предметам из своей области. Юный Норберт очень любил научные книги и в качестве подарка на третий день рождения получил копию «Естественной истории» Вуда, которую буквально проглотил всего за несколько дней.
Обучение под руководством отца началось еще в дошкольном возрасте. Как вспоминал потом Норберт, его уроки состояли преимущественно из неформальных лекций по профилю отца (то есть языки и литература), включая греческих и римских классиков, любимых немецких поэтов Лео и трудов философов, таких как Дарвин и Хаксли. На минуточку, Норберту еще не было даже шести лет от роду!
Несмотря на то, что его сын был чрезвычайно одарен, Лео был требовательным учителем и сразу же задал высокую планку. Когда Норберт ошибался, отец тут же становился «невероятно критичен и суров».
Несмотря на совсем юный возраст и физическую незрелость, к семи годам отец отдал Норберта на обучение в прогрессивную школу Пибоди (Кембридж, Массачусетс). Без оглядки на возраст он поступил сразу в третий класс, а вскоре был переведен в четвертый, но возникли кое-какие проблемы. Его навыки чтения были безупречны, но, как ни парадоксально, интерес к математике стал угасать. Понимая, что это — следствие того, что Норберту скучно зубрить упражнения, Лео незамедлительно забрал его из школы и в течение еще трех лет продолжал свой «радикальный эксперимент по домашнему обучению».
Впервые мир узнал о Норберте Винере 7 октября 1906 года, когда портрет мальчика-гения оказался на первой полосе New York World под заголовком «Самый выдающийся мальчик в мире» [3]
Системный подход Винера
Область науки, которая теперь неотделима от имени Винера, во многом стала результатом интереса Норберта к стохастическим и математическим шумовым процессам как в электротехнике, так и в теории связи. Как сам Винер заявляет в своей лекции, его первые опыты в зарождающейся тогда теории цифровых вычислений не давали результатов настолько, чтобы быть полезными в ведении этой войны, поэтому Винер начал искать что-то новое. Его вторая инициатива была связана с вооружением, в частности с противовоздушной обороной:
Я оглянулся по сторонам и заметил, что важной в то время темой была противовоздушная оборона. Это было [...] время, когда выживание хоть кого-нибудь, кто мог бороться с Германией, казалось, зависело от противовоздушной обороны. Да, зенитная пушка — очень интересный инструмент. Во время Первой мировой войны зенитное орудие было разработано для стрельбы, однако под рукой все еще нужно было держать таблицы дальности, чтобы выстрелить. Это означало, что требовалось всё рассчитать, пока самолет пролетает прямо над головой. И к тому времени, когда вы оказывались в состоянии что-то сделать, самолет уже пропадал из вида. В начале 1941 года два человека заняли пустую аудиторию на втором этаже математического факультета, корпус 2, комната 244, и принялись за работу на доске. Винер излагал своему новому коллеге проблему управления огнем. — Конвей и Зигельман, 2005.Винер и Бигелоу рассматривали наводчика, орудие, самолет и пилота как интегрированную вероятностную систему. Теория вероятности была на стороне пилота: в 1940 году только один из примерно 2500 зенитных снарядов попадал в цель. В предварительном отчете они объяснили, что намереваются «поставить анализ проблемы прогнозирования на чисто статистическую основу, определив, в какой степени движение цели предсказуемо на основе известных фактов и истории наблюдений, а также в какой степени движение цели непредсказуемо. — отрывок, Turing’s Cathedral by George Dyson, 2012
Работа Винера над проблемой управления зенитным огнем привела к изобретению фильтра, используемого для вычисления статистической оценки неизвестного сигнала путем получения его на входе и фильтрации на выходе. Фильтр основан на нескольких результатах прошлых работ Винера на тему интегралов и преобразований Фурье. Хотя фильтр был разработан в Радиационной лаборатории MIT, результат был опубликован только в секретном документе. Первый открытый документ, описывающий фильтр, появился в книге Винера 1949 года «Экстраполяция, интерполяция и сглаживание стационарных временных рядов».
Война закончилась, и в 1947 году Винера пригласили на конгресс по гармоническому анализу, который состоялся в Нанси, Франция. Конгресс был организован тайным французским математическим обществом «Бурбаки» в сотрудничестве с математиком Шолемом Мандельбройтом (1899–1983), дядей Бенуа Мандельброта (1925–2010), позднее открывшего множество Мандельброта. Винеру предложили написать работу об «объединяющем характере той части математики, который обнаруживается при изучении броуновского движения и телекоммуникационной инженерии». В следующем году Винер придумал неологизм «кибернетика», чтобы обозначить изучение таких «телеологических механизмов». Его рукопись послужит основой научно-популярной работы «Кибернетика, или Управление и связь в животном и в машине», опубликованной издательством MIT Press / Wiley and Sons в 1948 году. [3]
Интересно? Еще можно почитать
1) «Винер был не только блестящим математиком, но и, безусловно, выдающимся философом (между прочим, свою докторскую степень в Гарварде он получил в области философии). Он живо интересовался биологией и ценил богатство естественных живых систем. Его взгляд был направлен дальше механизмов связи и управления, к общим паттернам организации; он пытался связать свои идеи с широким диапазоном социальных и культурных вопросов»...
Этот и еще 80 материалов VIKENT.RU по теме Появление новой научной дисциплины
2) Видео: НАУЧНЫЙ АНАЛИЗ: НОВАЯ НАУЧНАЯ ПАРАДИГМА ?..
3) Видео: СМЫСЛ ЖИЗНИ: ГЛУПЫЯ ЗАВЕЩАНИЯ выдающихся (!) ЛИЧНОСТЕЙ
Источники
- Норберт Винер на портале VIKENT.RU https://vikent.ru/author/106/
- Человеческое использование людей: пионер кибернетики Норберт Винер о коммуникации, контроле и морали наших машин https://www.themarginalian.org/2018/06/15/the-human-use-of-human-beings-norbert-wiener/
- Норберт Винер: рассеянный отец кибернетики https://habr.com/ru/company/cloud_mts/blog/495946/