Ang cybernetics ay ang agham ng mga pangkalahatang batas na namamahala sa mga proseso ng kontrol at paghahatid ng impormasyon sa mga makina, buhay na organismo at kanilang mga asosasyon. Ang cybernetics ay ang teoretikal na batayan.

Ang mga pangunahing probisyon ng cybernetics ay binuo noong 1948 ng American scientist na si Norbert Wiener sa kanyang aklat na Cybernetics, o Control and Communication in Machines and Living Organisms.

Ang paglitaw ng cybernetics ay dahil, sa isang banda, sa mga pangangailangan ng pagsasanay, na nagsusulong ng mga gawain ng paglikha ng mga kumplikadong awtomatikong control device, at, sa kabilang banda, sa pagbuo ng mga siyentipikong disiplina na nag-aaral ng mga proseso ng kontrol sa iba't ibang pisikal. mga lugar sa paghahanda para sa paglikha ng isang pangkalahatang teorya ng mga prosesong ito.

Kasama sa mga agham na ito ang: teorya ng awtomatikong kontrol at mga sistema ng pagsubaybay, teorya ng mga computer na kontrolado ng elektronikong programa, istatistikal na teorya ng paghahatid ng mensahe, teorya ng mga laro at pinakamainam na solusyon, atbp., pati na rin ang isang kumplikadong mga biological science na nag-aaral. kontrolin ang mga proseso sa wildlife ( reflexology, genetics, atbp.).

Hindi tulad ng mga agham na ito, na tumatalakay sa mga partikular na proseso ng pamamahala, Pinag-aaralan ng Cybernetics ang karaniwan sa lahat ng proseso ng kontrol, anuman ang pisikal na katangian nito, at itinakda bilang gawain nito ang paglikha ng pinag-isang teorya ng mga prosesong ito.

Ang anumang proseso ng pamamahala ay nailalarawan sa pamamagitan ng:

ang pagkakaroon ng isang organisadong sistema na binubuo ng mga namamahala at pinamamahalaang (executive) na mga katawan;

ang pakikipag-ugnayan ng organisadong sistemang ito sa panlabas na kapaligiran, na pinagmumulan ng random o sistematikong mga kaguluhan;

pagpapatupad ng pamamahala batay sa pagtanggap at paghahatid ng impormasyon;

ang pagkakaroon ng isang layunin at isang control algorithm.

Ang pag-aaral ng problema ng natural-causal na paglitaw ng mga kapaki-pakinabang na sistema ng kontrol ng buhay na kalikasan ay isang mahalagang gawain ng cybernetics, na magbibigay-daan sa isang mas malalim na pag-unawa sa kaugnayan sa pagitan ng sanhi at kapakinabangan sa buhay na kalikasan.

Kasama rin sa gawain ng cybernetics ang isang sistematikong paghahambing na pag-aaral ng istraktura at iba't ibang mga pisikal na prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga sistema ng kontrol mula sa punto ng view ng kanilang kakayahang makita at maproseso ang impormasyon.

Ang cybernetics sa mga pamamaraan nito ay isang agham na malawakang gumagamit ng iba't ibang kagamitang pangmatematika, gayundin ang isang paghahambing na diskarte sa pag-aaral ng iba't ibang proseso ng kontrol.

Ang mga sumusunod ay maaaring matukoy bilang pangunahing mga seksyon ng cybernetics:

teorya ng impormasyon;

teorya ng mga pamamaraan ng pamamahala (programming);

teorya ng mga sistema ng kontrol.

Teorya ng impormasyon pag-aaral ng mga paraan ng persepsyon, pagbabago at paghahatid ng impormasyon. Ang impormasyon ay ipinadala gamit ang mga signal - mga pisikal na proseso, kung saan ang ilang mga parameter ay nasa hindi malabo na pagsusulatan sa ipinadalang impormasyon. Ang pagtatatag ng naturang sulat ay tinatawag na encoding.

Ang sentral na konsepto ng teorya ng impormasyon ay isang sukatan ng dami ng impormasyon, na tinukoy bilang isang pagbabago sa antas ng kawalan ng katiyakan sa pag-asam ng ilang kaganapan, na tinutukoy sa mensahe bago at pagkatapos matanggap ang mensahe. Ang panukalang ito ay nagbibigay-daan sa iyo na sukatin ang dami ng impormasyon sa mga mensahe sa parehong paraan tulad ng sa pisika ang dami ng enerhiya o ang dami ng mga sangkap na sinusukat. Ang kahulugan at halaga ng ipinadalang impormasyon para sa tatanggap ay hindi isinasaalang-alang.

Teorya ng programming tumatalakay sa pag-aaral at pagbuo ng mga pamamaraan para sa pagproseso at paggamit ng impormasyon para sa pamamahala. Ang pagprograma ng pagpapatakbo ng anumang sistema ng kontrol sa pangkalahatang kaso ay kinabibilangan ng:

kahulugan ng isang algorithm para sa paghahanap ng mga solusyon;

pag-compile ng isang programa sa isang code na nakikita ng system na ito.

Ang paghahanap ng mga solusyon ay nababawasan sa pagproseso ng ibinigay na impormasyon ng input sa kaukulang impormasyon ng output (mga control command) na nagsisiguro sa pagkamit ng mga itinakdang layunin. Isinasagawa ito batay sa ilang pamamaraan ng matematika, na ipinakita sa anyo ng isang algorithm. Ang pinaka-binuo ay mga pamamaraan ng matematika para sa pagtukoy ng mga pinakamainam na solusyon, tulad ng linear programming at dynamic na programming, pati na rin ang mga pamamaraan para sa pagbuo ng mga istatistikal na solusyon sa teorya ng laro.

Teorya ng Algorithms, na ginagamit sa cybernetics, ay nag-aaral ng mga pormal na paraan ng paglalarawan ng mga proseso ng pagproseso ng impormasyon sa anyo ng mga conditional mathematical scheme - mga algorithm. Ang pangunahing lugar dito ay inookupahan ng mga tanong ng pagbuo ng mga algorithm para sa iba't ibang klase ng mga proseso at mga tanong ng magkapareho (katumbas) na pagbabago ng mga algorithm.

Ang pangunahing gawain ng teorya ng programming ay ang pagbuo ng mga pamamaraan para sa pag-automate ng mga proseso ng pagproseso ng impormasyon sa mga elektronikong makina na kinokontrol ng programa. Ang pangunahing papel dito ay nilalaro ng mga tanong ng automation ng programming, ibig sabihin, mga tanong ng pag-compile ng mga programa para sa paglutas ng iba't ibang mga problema sa mga makina sa tulong ng mga makinang ito.

Mula sa punto ng view ng isang paghahambing na pagsusuri ng mga proseso ng pagproseso ng impormasyon sa iba't ibang natural at artipisyal na organisadong mga sistema, ang cybernetics ay nakikilala ang mga sumusunod na pangunahing klase ng mga proseso:

pag-iisip at reflex na aktibidad ng mga buhay na organismo;

pagbabago sa namamana na impormasyon sa proseso ng ebolusyon ng biological species;

pagproseso ng impormasyon sa mga awtomatikong sistema;

pagproseso ng impormasyon sa mga sistemang pang-ekonomiya at administratibo;

pagproseso ng impormasyon sa proseso ng pag-unlad ng agham.

Ang pagpapaliwanag ng mga pangkalahatang pattern ng mga prosesong ito ay isa sa mga pangunahing gawain ng cybernetics.

Teorya ng mga sistema ng kontrol pinag-aaralan ang istruktura at mga prinsipyo ng pagbuo ng mga naturang sistema at ang kanilang kaugnayan sa mga kontroladong sistema at sa panlabas na kapaligiran. Sa pangkalahatang kaso, ang anumang pisikal na bagay na nagsasagawa ng may layuning pagproseso ng impormasyon (ang sistema ng nerbiyos ng isang hayop, isang awtomatikong sistema ng kontrol para sa paggalaw ng sasakyang panghimpapawid, atbp.) ay maaaring tawaging isang control system.

Pinag-aaralan ng Cybernetics ang mga abstract control system na ipinakita sa anyo ng mga mathematical scheme (mga modelo) na nagpapanatili ng mga katangian ng impormasyon ng mga kaukulang klase ng mga tunay na sistema. Sa loob ng balangkas ng cybernetics, lumitaw ang isang espesyal na disiplina sa matematika - teorya ng automata, na nag-aaral ng isang espesyal na klase ng mga discrete information processing system na kinabibilangan ng malaking bilang ng mga elemento at gayahin ang pagpapatakbo ng mga neural network.

Ang pinakamahalagang teoretikal at praktikal na kahalagahan ay ang pagpapaliwanag sa batayan na ito ng mga mekanismo ng pag-iisip at ang istraktura ng utak, na nagbibigay ng posibilidad ng pagdama at pagproseso ng malaking halaga ng impormasyon sa mga organ na may maliit na dami na may hindi gaanong paggasta ng enerhiya at may kakaiba. mataas na pagiging maaasahan.

Tinutukoy ng Cybernetics ang dalawang pangkalahatang prinsipyo para sa pagbuo ng mga control system: feedback at multi-stage (hierarchical) na kontrol. Ang prinsipyo ng feedback ay nagpapahintulot sa sistema ng kontrol na patuloy na isaalang-alang ang aktwal na estado ng lahat ng mga kinokontrol na organo at ang mga tunay na epekto ng panlabas na kapaligiran. Tinitiyak ng multi-stage control scheme ang ekonomiya at katatagan ng control system.

Cybernetics at Process Automation

Ang pinagsama-samang automation gamit ang mga prinsipyo ng self-adjusting at self-learning system ay ginagawang posible upang makamit ang pinakakapaki-pakinabang na mga mode ng kontrol, na lalong mahalaga para sa mga kumplikadong industriya. Ang isang kinakailangang paunang kinakailangan para sa naturang automation ay ang pagkakaroon para sa isang naibigay na proseso ng produksyon ng isang detalyadong paglalarawan ng matematika (modelo ng matematika), na ipinakilala sa computer na kumokontrol sa proseso sa anyo ng isang programa para sa trabaho nito.

Ang makinang ito ay tumatanggap ng impormasyon tungkol sa takbo ng proseso mula sa iba't ibang mga aparato sa pagsukat at sensor, at ang makina, batay sa umiiral na modelo ng matematika ng proseso, ay kinakalkula ang karagdagang kurso nito gamit ang ilang partikular na mga control command.

Kung ang naturang pagmomodelo at pagtataya ay nagpapatuloy nang mas mabilis kaysa sa tunay na proseso, posible na pumili ng pinaka-kapaki-pakinabang na mode ng kontrol sa pamamagitan ng pagkalkula at paghahambing ng ilang mga opsyon. Ang pagsusuri at pagpili ng mga opsyon ay maaaring gawin ng makina mismo, ganap na awtomatiko, at sa tulong ng isang operator ng tao. Ang isang mahalagang papel ay nilalaro ng problema ng pinakamainam na pagpapares ng operator ng tao at ng control machine.

Malaking praktikal na kahalagahan ang pinag-isang diskarte na binuo ng cybernetics sa pagsusuri at paglalarawan (algorithmization) ng iba't ibang proseso ng pamamahala at pagproseso ng impormasyon sa pamamagitan ng sunud-sunod na paghahati sa mga prosesong ito sa elementarya na mga aksyon na kumakatawan sa mga alternatibong pagpipilian ("oo" o "hindi").

Ang sistematikong aplikasyon ng pamamaraang ito ay ginagawang posible na gawing pormal ang lalong kumplikadong mga proseso ng aktibidad ng kaisipan, na siyang unang kinakailangang hakbang para sa kanilang kasunod na automation. Ang mga mahusay na prospect para sa pagtaas ng kahusayan ng gawaing pang-agham ay may problema sa symbiosis ng impormasyon ng isang makina at isang tao, i.e., direktang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang tao at isang makina ng impormasyon-lohikal sa proseso ng pagkamalikhain sa paglutas ng mga problemang pang-agham.

Ang agham ng kontrol ng mga teknikal na sistema. Ang mga pamamaraan at ideya ng teknikal na cybernetics sa simula ay lumago nang magkatulad at independiyente sa magkahiwalay na mga teknikal na disiplina na may kaugnayan sa komunikasyon at kontrol - sa automation, radio electronics, telecontrol, computer technology, atbp. cybernetics, na bumubuo ng isang solong teoretikal na batayan para sa lahat ng mga lugar ng komunikasyon at teknolohiya ng kontrol.

Ang mga teknikal na cybernetics, tulad ng cybernetics sa pangkalahatan, ay nag-aaral ng mga proseso ng kontrol anuman ang pisikal na katangian ng mga system kung saan nagaganap ang mga prosesong ito. Ang pangunahing gawain ng teknikal na cybernetics ay ang synthesis ng epektibong mga algorithm ng kontrol upang matukoy ang kanilang istraktura, katangian at mga parameter. Ang mga mahusay na algorithm ay mga panuntunan para sa pagproseso ng impormasyon ng input sa mga output control signal na matagumpay sa isang tiyak na kahulugan.

Ang mga teknikal na cybernetics ay malapit na nauugnay sa, ngunit hindi nag-tutugma sa kanila, dahil ang teknikal na cybernetics ay hindi isinasaalang-alang ang disenyo ng mga tiyak na kagamitan. Ang mga teknikal na cybernetics ay konektado din sa iba pang mga lugar ng cybernetics, halimbawa, ang impormasyong nakuha ng mga biological science ay nagpapadali sa pagbuo ng mga bagong prinsipyo ng kontrol, kabilang ang mga prinsipyo para sa pagbuo ng mga bagong uri ng automata na nagmomodelo sa mga kumplikadong function ng aktibidad ng pag-iisip ng tao.

Ang mga teknikal na cybernetics, na nagmula sa mga pangangailangan ng pagsasanay, na malawakang ginagamit ang mathematical apparatus, ay isa na ngayon sa mga pinaka-binuo na seksyon ng cybernetics. Samakatuwid, ang pag-unlad ng teknikal na cybernetics ay makabuluhang nag-aambag sa pag-unlad ng iba pang mga sangay, direksyon at mga seksyon ng cybernetics.

Ang isang makabuluhang lugar sa teknikal na cybernetics ay inookupahan ng teorya ng pinakamainam na algorithm o, na kung saan ay mahalagang pareho, ang teorya ng isang pinakamainam na diskarte para sa awtomatikong kontrol na nagbibigay ng isang extremum ng ilang pinakamainam na pamantayan.

Sa iba't ibang mga kaso, maaaring iba ang pamantayan ng pinakamainam. Halimbawa, sa isang kaso, maaaring kailanganin ang pinakamataas na bilis ng mga lumilipas na proseso, sa isa pa, ang pinakamababang pagkalat ng mga halaga ng isang tiyak na dami, atbp. Gayunpaman, may mga pangkalahatang pamamaraan para sa pagbabalangkas at paglutas ng iba't ibang uri ng mga problema ng ganitong uri.

Bilang resulta ng paglutas ng problema, natutukoy ang pinakamainam na algorithm ng kontrol sa awtomatikong sistema, o ang pinakamainam na algorithm para sa pagkilala ng mga signal laban sa background ng ingay sa receiver ng sistema ng komunikasyon, atbp.

Ang isa pang mahalagang direksyon sa teknikal na cybernetics ay ang pagbuo ng teorya at mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga system na may awtomatikong pagbagay, na binubuo sa isang may layunin na pagbabago sa mga katangian ng isang system o mga bahagi nito, na tinitiyak ang pagtaas ng tagumpay ng mga aksyon nito. Sa lugar na ito ay may malaking kahalagahan awtomatikong sistema ng pag-optimize, na dinala ng awtomatikong paghahanap sa pinakamainam na mode ng pagpapatakbo at pinananatili malapit sa mode na ito sa ilalim ng hindi inaasahang panlabas na mga impluwensya.

Ang ikatlong direksyon ay ang pag-unlad teorya ng mga kumplikadong sistema ng kontrol na binubuo ng isang malaking bilang ng mga elemento, kabilang ang mga kumplikadong interrelasyon ng mga bahagi at nagtatrabaho sa mahirap na mga kondisyon.

Ang malaking kahalagahan para sa teknikal na cybernetics ay ang teorya ng impormasyon at ang teorya ng mga algorithm, sa partikular may hangganan na teorya ng automata.

Ang teorya ng finite automata ay tumatalakay sa synthesis ng automata ayon sa ibinigay na mga kondisyon ng operating, kabilang ang paglutas ng problema sa "black box" - pagtukoy sa posibleng panloob na istraktura ng isang automat batay sa mga resulta ng pag-aaral ng mga input at output nito, pati na rin ang iba pang mga problema. , halimbawa, mga tanong tungkol sa pagiging posible ng automata ng isang tiyak na uri.

Anumang mga control system ay kahit papaano ay konektado sa taong nagdidisenyo, nag-aayos, nagkokontrol, namamahala sa kanilang trabaho at gumagamit ng mga resulta ng mga system para sa kanilang sariling mga layunin. Nagbibigay ito ng mga problema sa pakikipag-ugnayan ng tao sa isang kumplikadong mga awtomatikong aparato at ang pagpapalitan ng impormasyon sa pagitan nila.

Ang solusyon sa mga problemang ito ay kinakailangan upang i-unload ang sistema ng nerbiyos ng tao mula sa mahirap at regular na trabaho at matiyak ang pinakamataas na kahusayan ng buong sistema ng "man-machine". Ang pinakamahalagang gawain ng teknikal na cybernetics ay ang pagmomodelo ng higit at mas kumplikadong mga anyo ng aktibidad ng pag-iisip ng tao na may layuning palitan ang mga tao ng automata kung saan posible at makatwiran. Samakatuwid, sa teknikal na cybernetics, ang mga teorya at prinsipyo para sa pagbuo ng iba't ibang uri ng mga sistema ng pag-aaral ay binuo, na sadyang binabago ang kanilang algorithm sa pamamagitan ng pagsasanay o edukasyon.

Cybernetics ng mga electric power system- siyentipikong aplikasyon ng cybernetics sa paglutas ng mga problema sa kontrol, regulasyon ng kanilang mga mode at pagkakakilanlan ng mga teknikal at pang-ekonomiyang katangian sa panahon ng disenyo at operasyon.

Ang mga indibidwal na elemento ng electric power system, na nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ay may napakalalim na panloob na koneksyon na hindi nagpapahintulot sa paghahati ng system sa mga independiyenteng bahagi at, kapag tinutukoy ang mga katangian nito, baguhin ang mga nakakaimpluwensyang salik nang paisa-isa. Ayon sa pamamaraan ng pananaliksik, ang electric power system ay dapat isaalang-alang bilang isang cybernetic system, dahil ginagamit ang generalizing method sa pag-aaral nito: similarity theory, physical, mathematical, digital at logical modeling.

Nasaksihan ng modernong henerasyon ang paglikha ng mga pinakabagong pag-unlad sa larangan ng agham at teknolohiya. Sa literal sa loob ng tatlong daang taon, ang agham ay sumulong nang malayo.
Mayroong maraming mga kahulugan ng konsepto cybernetics. At lahat sila ay tama sa kanilang sariling paraan. Kaya ano ang cybernetics? Sa pangkalahatan, pinaniniwalaan na ang cybernetics ay isang agham na kumakatawan sa mga batas ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga makina at mga buhay na organismo. Ngunit ang pangunahing konsepto ng cybernetics ay bumaba sa layunin ng kontrol. Pagkatapos ng lahat, ang pamamahala ay palaging isang may layunin na proseso, kung saan mayroong isang nilikha na sistema.

Dahil ang proseso ng pamamahala ay posible lamang sa isang organisadong kapaligiran, kinakailangan na lumikha ng naaangkop na mga kondisyon para dito at italaga ang mga ehekutibong katawan. Nasa pagitan nila ang pagpapalitan ng impormasyon. Ang mga signal ng impormasyon ay ipinapadala sa pamamagitan ng mga espesyal na sensor. Kaya, ang pagpapalitan ng impormasyon ay isang patuloy na proseso. Ang konsepto ng impormasyon ay isa sa mga highlight sa cybernetics. Pinag-aaralan niya ang mga proseso ng pamamahala. Ito ay sumusunod mula dito na ang agham ng cybernetics ay ginagamit upang magpadala, magproseso at mag-imbak ng pangunahing impormasyon kapwa sa mga makina at sa mga buhay na organismo.

Medikal na Cybernetics

Kasama sa globo ng cybernetics ang pag-aaral ng pangunahing istraktura at mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga control system, ang kakayahang makita at maproseso ang kinakailangang impormasyon. Ang pamamaraan ng cybernetics ay batay sa paggamit ng mathematical apparatus para sa pagbuo ng mga mathematical na modelo ng mga istruktura.

mayroon pa din medikal na cybernetics, ngunit ito ay makikita bilang isang hiwalay na aspeto ng lugar na ito. Ang pangunahing layunin ng medikal na cybernetics ay gumamit ng mga pagsulong sa larangang medikal upang lumikha ng mga pinakabagong teknolohiya para sa mga epektibong pamamaraan ng paggamot sa mga pasyente. Ang mga tagumpay na ito ay ganap na ginagamit sa kasalukuyang panahon. At maraming tao ang nakakaalam ng mga kaso kapag ang isang may sakit na organ ay pinalitan ng isang apparatus. Ang pagpapakilala ng mga diagnostic ng makina sa medikal na kasanayan ay ginagawang posible hindi lamang upang makagawa ng tamang diagnosis, kundi pati na rin upang piliin ang pinakamainam na indibidwal na kurso ng paggamot para sa mga pasyente. Sa kasalukuyan, ang isang sistema para sa kumpletong automation ng pamamahala ng mga institusyong medikal ay binuo.

Feedback sa cybernetics, ito ay ang pagkakaroon ng mga circuit cycle sa isang hindi nagbabagong [ ] bahagi ng makina, at may kondisyong mga tagubilin sa nababagong bahagi nito. [ ] Tinutukoy ng feedback ang isang espesyal na klase ng automata na lumalahok sa isang partikular na uri ng mga siyentipikong eksperimento o ginagamit sa pagsasanay.

Encyclopedic YouTube

1 / 3

School of Management Science. Cybernetics Norbert Wiener.

Kontrolin ang mga algorithm

Pagdidisenyo ng Hinaharap (World Lecture Tour Edition)

Mga subtitle

Ang konsepto ng feedback

Ang konsepto ng feedback ay masasabing humubog sa agham ng cybernetics. Ang pangangailangang gumamit ng feedback ay lumitaw nang ang mga limitasyon sa paglutas ng iba't ibang uri ng mga nonlinear na problema ay naging maliwanag. At para sa kanilang solusyon, iminungkahi ni Norbert Wiener ang isang espesyal na uri ng diskarte sa solusyon. Dapat pansinin na bago malutas ang mga naturang problema sa pamamagitan lamang ng mga analytical na pamamaraan. Sa kanyang aklat na Nonlinear Problems in the Theory of Stochastic Processes, sinubukan ni Wiener na ipakita ang diskarteng ito, na kasunod na binuo at nagresulta sa isang buong agham - cybernetics.

Ang batayan ng diskarteng ito ay ang sumusunod na pahayag ng eksperimento. Ang gawain ng pagsusuri ng isang nonlinear electrical circuit ay upang matukoy ang mga coefficient ng ilang polynomial sa pamamagitan ng pag-average sa mga parameter ng input signal. Upang mag-set up ng isang eksperimento, kailangan mo ng isang itim na kahon na kumakatawan sa isang non-linear na sistema na hindi pa nasusuri. Bilang karagdagan dito, may mga puting kahon - ilang mga katawan ng isang kilalang istraktura, na naglalarawan ng iba't ibang mga miyembro ng kinakailangang pagpapalawak. Ang parehong random na ingay ay ipinakilala sa itim na kahon at sa ibinigay na puting kahon.

Kailangan din ng multiplying device, na makakahanap ng produkto ng black and white box outputs, at isang averaging device, na maaaring batay sa katotohanan na ang potensyal na pagkakaiba ng capacitor ay proporsyonal sa singil nito at, samakatuwid, ang oras integral ng kasalukuyang dumadaloy sa kapasitor.

Posible hindi lamang upang matukoy nang isa-isa ang mga coefficient ng bawat puting kahon na kasama bilang isang termino sa katumbas na representasyon ng itim na kahon, ngunit din upang matukoy ang lahat ng ito sa parehong oras. Ito ay posible kahit na sa tulong ng naaangkop na mga scheme puna maging sanhi ng bawat puting kahon na awtomatikong mag-adjust sa antas na tumutugma sa coefficient ng puting kahon na iyon sa pagkabulok ng itim na kahon. Nagbibigay-daan ito sa amin na bumuo ng isang kumplikadong puting kahon na, kapag maayos na nakakonekta sa isang itim na kahon at binigyan ng parehong random na input, ay awtomatikong magiging katumbas ng pagpapatakbo ng isang itim na kahon, bagama't ang panloob na istraktura nito ay maaaring ibang-iba.

Ito ay salamat sa pagiging kapaki-pakinabang na ito sa eksperimento, kung saan ang puting kahon na konektado sa pamamagitan ng feedback sa itim na kahon, kapag nagse-set up, ay nagbibigay-daan sa iyo upang mahanap ang impormasyon na nakapaloob sa itim na kahon, maaari mong pag-usapan ang tungkol sa cybernetics bilang isang agham. Ginawa nitong posible na magsalita tungkol sa konsepto ng feedback sa isang mas tumpak at pormal na antas. Ang mismong konsepto ng feedback ay matagal nang kilala sa teknolohiya at biology, ngunit ito ay likas na mapaglarawan. Sa cybernetics, ginagawang posible ng feedback na mag-isa ng isang espesyal na uri ng system at, depende sa uri nito, upang uriin ang mga system na pinag-aaralan.

Internet at Cybernetics

Leonid Chernyak

Ang bawat kasangkapan ay may talaangkanan
(Ang bawat instrumento ay may sariling pedigree).

Norbert Wiener

Sa paghahanap para sa mga ninuno ng Web, ang salitang "cyberspace" ay maaaring makatulong. Ito ay nagsisilbing isang magandang tulay sa pagitan ng mga salitang "Internet" at "cybernetics", pangunahin dahil ito ay tumpak na sumasalamin sa likas na katangian ng relasyon sa pagitan ng Web at ng agham na ito. Ang terminong "cyberspace" ay iminungkahi noong 1984 ng Amerikanong manunulat na si William Gibson sa kanyang aklat na "Neuromancer", at ngayon ay madalas itong ginagamit bilang kasingkahulugan ng salitang "Internet". Hindi nagtagal ay lumitaw ang mga neologism: cybermedia, cyberpunk, cyborg, atbp. Dapat aminin na hindi si Gibson ang una sa mga naghula ng mga teknolohiyang cybernetic media sa hinaharap. Ang papel ng bagong media ay inaasahan ng iskolar ng Canada na si M. McLuhan sa kanyang 1964 na aklat na Understanding Media.

Posible na ang pagtatatag ng "cybernetic" na pinagmulan ng mga ninuno ng Internet ay tila isang malayong gawain. May isang opinyon na wala sa mga pangunahing elemento ng modernong Web ang may anumang bagay na malinaw na nagpapahiwatig ng kanilang pagkakamag-anak sa cybernetics. Hindi madaling pabulaanan ang gayong opinyon, dahil ang kapansin-pansing ebidensya ay hindi namamalagi sa ibabaw. Ito, sa katunayan, ay ang kabalintunaan o misteryo ng mga terminong "cyberspace" at "cybernetic hyperspace": sa pamamagitan ng pagtanggap sa mga ito, sa loob (subconsciously) tayo ay sumasang-ayon sa kanilang cybernetic na pinagmulan, ngunit hindi natin maipaliwanag ang dahilan nito. Siguro hindi natin masyadong naiintindihan kung ano ang cybernetics?

Ang mga pinagmulan ng kontradiksyon ay dapat hanapin sa stereotypical view ng cybernetics bilang isang agham. Kunin, halimbawa, ang sikat pa ring Soviet Encyclopedic Dictionary. Tinutukoy nito ang cybernetics bilang agham ng mga pangunahing batas ng pagtanggap, pag-iimbak, pagpapadala at pagproseso ng impormasyon. Ang core nito ay information theory, algorithm theory, automata theory, operations research, optimal control theory, at pattern recognition theory.

Sa mga mapagkukunang Kanluranin, ang cybernetics ay binibigyang-kahulugan nang mas malawak, kung minsan ay tinatawag itong hindi isang agham, ngunit isang malabong tinukoy na domain ng akademiko, na kinabibilangan ng matematika, teknolohiya, pilosopiya, at mga agham panlipunan. Sa isang mas makitid na kahulugan, ang cybernetics ay kinabibilangan ng mga lugar ng kaalaman gaya ng artificial intelligence, neural network, dynamic system, chaos theory, at complex adaptive system.

Gayunpaman, wala sa mga kahulugang ito ang tumutukoy sa kung ano ang bumubuo sa nakikitang batayan ng Internet: mga protocol, server, browser, HTML, XML at Java na mga wika, atbp.

Kaya ano ang "cybernetic hyperspace" - isang magandang metapora lamang, o makatuwirang maghanap ng mas sapat na interpretasyon ng paksa ng cybernetics.

Norbert Wiener

Sa kasong ito, ito ay nagkakahalaga ng pagsangguni sa mga pangunahing mapagkukunan, ibig sabihin, sa mga gawa mismo ni Norbert Wiener. Siya ang nagmungkahi na tawagan ang cybernetics na kumplikado ng kaalaman tungkol sa pamamahala ng iba't ibang mga sistema: teknikal, biyolohikal o panlipunan. Ngunit magiging mali na iugnay ang pagbuo at pag-unlad ng cybernetics lamang sa pangalan ng Wiener. Kung magtatayo ka ng isang genealogical tree ng agham na ito, lumalabas na si Wiener mismo ang nagmamay-ari lamang ng ugat at isa sa mga sanga, gayunpaman, ang kanyang mga aktibidad ang higit na nag-ambag sa paglikha ng Network.

Patunayan ito ay hindi madali. Si Norbert Wiener ay naging isang kinikilalang klasiko ng agham, at ang kanyang mga gawa, tulad ng mga aklat ng isang klasikong manunulat, ay kilala sa lahat, ngunit walang nagbabasa nito.

Mayroong ilang mga tao na nakabasa ng Wiener's Cybernetics, kahit na mas kaunti ang nakakaunawa sa kumplikado ng matematika, pilosopikal at relihiyosong mga ideya na nakolekta dito (kamangha-manghang, ang aklat na ito ay halos hindi na muling nai-publish).

Ang isang mababaw na kaalaman sa "Cybernetics" ay humahantong sa katotohanan na hindi ang sariling orihinal na mga ideya ni Wiener ang naging popular, ngunit sa halip ay mga simpleng ideya tungkol sa feedback sa mga control system na kasama sa aklat at kilala bago pa siya. Sa teknolohiya, mahahanap mo ang maraming halimbawa ng mga device kung saan umiiral ang feedback, halimbawa, ang centrifugal regulator ni James Watt ay kilala sa loob ng maraming siglo, na ginawang simbolo ng unang rebolusyong industriyal ang steam engine. Ang mga teoretikal na diskarte sa feedback ay binuo ng English physicist na si James Maxwell noon pang 1868.

Bilang karagdagan, mula sa punto ng view ng kasaysayan ng Internet, ang mga aktibidad ng Wiener pagkatapos ng 1948, nang nai-publish na ang Cybernetics, ay ang pinakadakilang interes, ngunit dapat munang sabihin ang ilang mga salita tungkol sa siyentipikong talambuhay ng siyentipikong ito. upang ito ay malinaw sa kung anong tindahan ng kaalaman ang kanyang nilapitan ang solusyon sa mga problema ng pakikipag-ugnayan ng tao-computer.

Ang anak ng isang Russian-born Slavic professor, si Norbert Wiener ay tumanggap ng kanyang Ph.D. mula sa Harvard University sa edad na 18. Pagkatapos ay nagtrabaho siya kay Bertan Russell sa Cambridge at David Hilbert sa Göttingen. Matapos ang pagtatapos ng Unang Digmaang Pandaigdig, naging guro si Wiener sa Massachusetts Institute of Technology (MIT), kung saan nagsagawa siya ng isang bilang ng world-class na mathematical research. Dito nabuo niya ang isang pangmatagalang personal na pakikipagkaibigan kay Vannevar Bush, na ang papel sa pag-aayos ng siyentipikong pananaliksik sa teknolohiya ng impormasyon ay nagkakahalaga ng pagbanggit nang hiwalay.

Si W. Bush, sa pagsiklab ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ang umakit kay Wiener na lutasin ang mga problema sa matematika na may kaugnayan sa kontrol ng anti-aircraft fire batay sa impormasyong natanggap mula sa mga istasyon ng radar. Kaya, naging kalahok si Wiener sa Labanan ng Inglatera, salamat sa kung saan nakilala niya sina Alan Turing at John von Neumann. Ang malaking kahalagahan para sa pagbuo ng mga pananaw ni Wiener sa problema ng "tao at kompyuter" ay ang magkasanib na trabaho sa Mexican psychologist at cardiologist na si Arturo Rosenbluth, ang aklat na "Cybernetics" ay nakatuon sa kanya. Mahirap ilista ang lahat ng mga mahuhusay na siyentipiko na nakipag-usap kay Wiener, pangalanan lamang namin ang mga pinakatanyag na pangalan: Albert Einstein, Max Born, Richard Courant, Claude Shannon, Felix Klein.

Si Norbert Wiener, tulad ng walang iba, ay nag-ambag sa katotohanan na ang MIT ay naging isa sa mga nangungunang sentrong pang-agham sa mundo, at ang pigura ng isang absent-minded na propesor na may palaging tabako ay naging isang uri ng simbolo ng institusyong ito. Ang isang uri ng kulto ng Wiener ay lumitaw sa mga batang siyentipiko, siya ay naging isang mahabang tula na bayani, mayroong kahit isang site ng mga napaka-cute na biro, kung saan si Wiener ay gumaganap bilang pangunahing karakter.

Si Norbert Wiener ay bumaling sa problema ng "tao at kompyuter" para sa maraming kadahilanan. Una sa lahat, dahil interesado siya sa mga isyu ng komunikasyon sa teknolohiya, sa wildlife at sa lipunan. Bilang karagdagan, nais ng siyentipiko na lumayo sa mga paksa ng militar, na tumagal ng ilang taon ng kanyang buhay. Sa konteksto ng kasaysayan ng Internet, mahalagang maunawaan na ang isang mananaliksik na may napakalaking potensyal na siyentipiko ay humarap sa problema ng pakikipag-ugnayan ng tao-computer. Isang siyentista na may klasikal na unibersidad at kulturang pang-akademiko ang pumasok sa larangan na tinatawag natin ngayon na teknolohiya ng impormasyon (naniniwala ako na ang kulturang ito ay nawala na, at magpakailanman).

Hindi dapat nakakagulat na si Wiener ay walang anumang praktikal na gawain na may kaugnayan sa mga computer, sa oras na iyon ay abala siya sa mas seryosong mga bagay. Si Wiener ang naging tagapagtatag ng cybernetic philosophy, ang nagtatag ng kanyang sariling paaralan, at ang kanyang merito ay ang pilosopiyang ito ay naipasa sa mga mag-aaral at tagasunod. Ito ang paaralan ng Wiener na nagmamay-ari ng ilang mga gawa na sa huli ay humantong sa pagsilang ng Internet.

Marahil si Wiener ang unang nakaunawa na ang pagdating ng digital na computer ay nagpapataas ng tanong ng isang qualitatively bagong antas ng pakikipag-ugnayan ng tao-machine. Ngayon, kapag ang bawat personal na computer ay nilagyan ng iba't ibang mga interactive na aparato, masasabi nating marami na ang nakamit. Ngunit pagkatapos, noong 40s at 50s, magkakasamang umiral ang magkasalungat na pananaw sa papel ng mga computer: nakita ng ilang siyentipiko ang mga ito bilang isang tool lamang para sa mga kalkulasyon, habang ang iba ay hinulaang para sa kanila ang kapalaran ng ilang uri ng superhuman na pag-iisip. Itinuring ni Wiener na ang mga puntong ito ng pananaw ay mali.

Hindi siya sumang-ayon sa popular na paniniwala na ang mga computer ay maaaring makabuo ng mga kapaki-pakinabang na resulta sa kanilang sarili. Itinalaga sa kanila ni Wiener ang function ng isang tool lamang, isang paraan para sa pagproseso ng data, at isang tao - ang function ng pagkuha ng mga kapaki-pakinabang na resulta. Ngunit paano makahanap ng solusyon sa isang oras na walang keyboard, walang mouse, walang screen, kapag mayroong napakalaking agwat sa pagitan ng pilosopikal na pag-unawa sa problema at ang teknolohikal na pagpapatupad nito? Ito ay malinaw na ito ay sa isang lugar sa isang interdisciplinary na antas, kaya Wiener dumating sa pangangailangan upang ayusin ang isang lingguhang seminar sa MIT na may paglahok ng isang malawak na iba't ibang mga espesyalista.

Ang seminar ay nagsimulang magtrabaho noong tagsibol ng 1948. Naaalala ng mga kalahok nito na sa una ay kahawig nito ang pagtatayo ng Tore ng Babel, dahil ang mga siyentipiko mula sa iba't ibang, kung minsan ay malayo sa bawat isa, ang mga specialty ay kasangkot dito - mga mathematician, inhinyero, psychologist, mga pilosopo, doktor, biologist, atbp. Sa kabila ng malaking oras na ginugol sa pagbuo ng isang karaniwang wika ng bagong agham, ang seminar ay naging napaka-produktibo.

Sa huli, posibleng bumuo ng ilang pangunahing konsepto na maaaring ituring na unang pangunahing ideya ng hinaharap na Network. Una, sa panahon ng mga talakayan sa seminar, iminungkahi na ang computer ay dapat na maging isa sa pinakamahalagang paraan ng komunikasyon (bagaman hindi madaling isipin ang isang computer bilang isang aparato sa komunikasyon sa unang bahagi ng 50s). Dapat tandaan na hindi bababa sa 15 taon ang natitira bago ang hitsura ng unang computer network. Robert Metcalfe, ang imbentor ng Ethernet protocol, aphoristically tinukoy ang layunin ng computer: "Komunikasyon ang pinakamahalagang bagay na magagawa ng mga computer" (komunikasyon ang pinakamahalagang bagay na magagawa ng isang computer), ngunit nangyari ito nang maglaon.

Pangalawa, ang malinaw (mula sa punto ng view ngayon) ay ginawa na ang computer ay dapat magbigay ng isang mode ng interactive na pakikipag-ugnayan. Noong panahong iyon, mula sa mga peripheral na device, mayroon lamang mga device para sa input mula sa mga punched tape o punched card at primitive na printer. Sa embryonic form nito, ang interactive na mode ay bahagyang nakapaloob sa Whirlwind ("Hurricane") na computer, na natatangi sa panahon nito, na itinayo sa MIT noong 1950. Ang mga miyembro ng seminar ng Wiener ay aktibong lumahok sa paglikha nito. Sa computer na ito unang nakakonekta ang alphanumeric na keyboard.

Kaya, ang dalawang halatang bahagi ng cyberspace - ang computer bilang isang paraan ng komunikasyon at ang interactive na mode - ay inalagaan sa duyan ng seminar na pinangunahan ni Wiener. "Ang bawat instrumento ay may sariling pedigree."

Ngunit hindi gaanong mahalaga para sa kasaysayan ng Internet ang isa pang pangyayari. Ang Wiener Seminar ay naging paaralan kung saan lumabas ang marami sa mga tagalikha ng Net. Kabilang sa mga ito ay si John Licklider, na pagkalipas ng ilang taon, nagtatrabaho sa proyekto ng ARPANet, ay naging pangunahing tauhan sa unang proyekto ng Network.

Sa mga huling taon ng kanyang buhay, si Nobert Wiener ay nakipag-usap sa mga problemang pilosopikal at etikal, ang mga ito ay makikita sa kanyang huling aklat na "God and Golem", siya rin ang may-akda ng dalawang memoir na "I am a mathematician" at "Former child prodigy" .

Ang pagkilala sa kahalagahan ng panahon ng pagbuo ng mga teknolohiya ng impormasyon, dapat tandaan na ang cybernetics ay hindi lamang ang nakaraan, kundi pati na rin ang hinaharap. Ang isa sa mga kahulugan ng salitang Griyego na kebernetes, kung saan nagmula ang pangalan nito, ay isang helmsman. Kakatwa, ngunit halos lahat ng nilikhang cybernetic system sa loob ng maraming taon ay walang "man-helmsman". Kamakailan lamang, ilang taon na ang nakalilipas, lumitaw ang isang bagong direksyon - second-order cybernetics. Naiiba ito sa klasikal dahil may kasama itong tagamasid ng tao sa control loop, na tradisyonal na puro machine-made.