사이버네틱스. 과학적 발견의 역사와 본질

가장 중요한 과학적 발견
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사이버네틱스. 과학적 발견의 역사와 본질

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"위너 사이버네틱스의 아버지라 불리는 정당하게 - V.D. 페켈리스. - 그의 저서 "Cybernetics"는 1948년에 나와 예상치 못한 결론으로 많은 사람들을 놀라게 했고 여론에 놀라운 영향을 미쳤습니다. 그 모습은 서서히 준비된 폭발에 비유할 수 있습니다.

다른 과학과 마찬가지로 사이버네틱스의 역사에는 두 가지 시기가 있습니다. 물질의 축적과 새로운 과학으로의 전환... 여기에서 규제 이론에 전념한 엔지니어 A. Stodola의 작업을 언급할 가치가 있습니다. , 지난 세기 말에 스위스 저널 중 하나에 게재되었습니다. 그들은 피드백 제어의 원칙을 고려했습니다. 컴퓨터 기술의 역사의 특수성은 최초의 계산 기계가 인간에게 정신 작업을 기계화할 수 있는 가능성을 즉시 개방했다는 점에서 중요합니다. 여기서 조지 불의 "수학적 논리학"을 무시할 수 없습니다. 이것은 현재 사이버네틱스에서 널리 사용되는 논리 대수학의 발전의 시작을 표시했습니다.

확률 이론-정보 이론에 새로운 섹션이 생겼을 때 즉시는 아니지만 새로운 이론의 보편성이 모든 사람에게 분명해졌습니다. 예를 들어, 정보의 양과 다양한 형태의 에너지가 열에너지(엔트로피)로 전환되는 척도 사이에 대응 관계가 발견되었습니다. 이것은 유명한 물리학자 L. Szilard가 1929년에 처음 지적했습니다. 그 후, 정보 이론은 사이버네틱스의 중요한 토대 중 하나가 되었습니다.

30세기에는 더 높은 신경 활동의 생리학에서도 성과가 두드러졌습니다. 특히 동물 학습 과정의 연구에서. 우리 세기의 XNUMX 년대에 Berkstein의 생리 활동 이론은 현상이되었으며 나중에는 Anokhin의 기능 시스템 원리가되었습니다.

진보와 함께 생리학과 자동화 모두에서 사용되는 기술적 수단의 수렴도 있습니다. 이러한 화해에는 블록 다이어그램 구성, 아이디어 모델링, 분석 방법 및 시스템 합성에 대한 원칙의 상호 교환이 수반됩니다.

비슷한 경향은 러시아 철학자 Alexander Aleksandrovich Bogdanov를 처음으로 포착한 것 중 하나였습니다. 과학자는 "나의 출발점은 구조적 관계가 수학 및 크기 관계에서와 같은 형식의 순도 체계로 일반화될 수 있으며, 이를 기반으로 조직 문제가 수학적 문제와 유사한 방식으로 해결될 수 있다는 것"이라고 썼습니다. "

따라서 Bogdanov는 사이버네틱스의 핵심 개념 중 하나인 일반 시스템 이론의 출현을 예상했습니다. 러시아 과학자는 피드백의 원리를 "이중 상호 조절의 메커니즘"이라고 부르면서 입증할 수 있었습니다.

그 후 1936년 영국 수학자 A. Turing은 추상 컴퓨터를 설명하는 논문을 발표했습니다. 그의 작업의 일부 조항은 여러 측면에서 사이버네틱스의 다양한 문제를 예상했습니다.

그러나 새로운 과학의 탄생에 결정적인 역할을 한 것은 위대한 미국 수학자 위너(Wiener)가 한 말입니다.

Norbert Wiener(1894–1964)는 미주리주 컬럼비아에서 태어났습니다. 그는 네 살 때 읽는 법을 배웠고, 여섯 살 때 이미 다윈과 단테를 읽고 있었습니다. 15세에 중등학교에 입학하여 이전에 16년제 학교를 마친 아이들이 14-17세부터 공부하기 시작했습니다. 그는 열한 살에 고등학교를 졸업했다. 즉시 소년은 고등 교육 기관인 Taft College에 입학했습니다. 졸업 후 18세에 문학사 학위를 받았습니다. 그런 다음 그는 Harvard와 Cornell University에서 공부했고 XNUMX 세에 Harvard에서 예술 석사가되었고 XNUMX 세에 수학적 논리 학위를 가진 철학 박사가되었습니다.

하버드 대학교는 위너에게 캠브리지(영국)와 괴팅겐(독일) 대학교에서 공부할 수 있는 장학금을 수여했습니다. 1914차 세계대전이 일어나기 전인 XNUMX년 봄, Wiener는 괴팅겐으로 이사하여 대학에서 수학했다. E. 란다우 그리고 위대한 D. 길버트.

전쟁이 시작될 때 Wiener는 미국으로 돌아와 캠브리지에서 1915년을 보냈지만 일반적인 상황에서는 과학적 결과를 얻을 수 없었습니다. 컬럼비아 대학교에서 위상학을 공부하기 시작했지만 시작한 일을 마치지 못했습니다. 1916-XNUMX 학년도 동안 Wiener는 Harvard University에서 조수로 수학을 가르쳤습니다.

다음 학년도에 Viner는 University of Maine에서 직원으로 일했습니다. 미국이 참전한 후 그는 General Electric 공장에서 일하다가 그곳에서 Albany에 있는 American Encyclopedia 편집실로 옮겼습니다. 그런 다음 Norbert는 군대에 입대했지만 곧 근시로 인해 해고 된 사격장에서 포병 발사대를 편집하는 데 참여했습니다. 그런 다음 그는 신문에 기사를 실었고 대수학에 관한 두 편의 논문을 썼습니다. 출판 후 그는 수학 교수 V.F. 오스굿은 1919년 매사추세츠 공과대학(MIT)의 수학과에 합류했습니다. 이렇게 해서 평생 지속된 이 기관에서 봉사를 시작했습니다.

여기서 Wiener는 통계 역학의 내용을 알게되었습니다. W. 깁스. 그는 브라운 운동 연구에서 주요 조항을 르베그 통합과 연결하고 여러 기사를 작성했습니다. 전선이나 전자관을 통한 전류의 통과와 관련하여 샷 효과의 본질을 확립하는 데에도 동일한 접근이 가능하다는 것이 밝혀졌습니다.

미국으로 돌아온 Wiener는 과학에 집중하고 있습니다. 1920~1925년에 그는 추상 수학의 도움으로 물리적 및 기술적 문제를 해결하고 브라운 운동 이론, 전위 이론 및 조화 분석에서 새로운 패턴을 발견했습니다.

1922년, 1924년, 1925년에 Wiener는 가족의 친구 및 친척과 함께 유럽을 방문했습니다. 1925년에 그는 Göttingen에서 Hilbert, Courant 및 Born에 관심을 가진 일반화된 조화 분석에 대한 자신의 연구에 대해 발표했습니다. 그 후 Wiener는 자신의 결과가 그 당시 발전하고 있던 양자 이론과 어느 정도 관련이 있음을 깨달았습니다.

동시에 Wiener는 컴퓨터 설계자 중 한 명인 W. Bush를 만나 새로운 고조파 분석기에 대한 아이디어를 표현했습니다. 부시가 해냈습니다.

위너의 승진은 더뎠다. 그는 다른 나라에서 좋은 일자리를 얻으려고 노력했지만 성공하지 못했습니다. 그러나 마침내 때가 왔고 행운이 왔습니다. 미국 수학 학회 모임에서 Wiener는 Ya.D.를 만났습니다. 항상 그의 작품을 높이 평가했던 괴팅겐의 지인 타마르킨. 미국을 반복적으로 방문했던 Hardy도 같은 지원을 그에게 제공했습니다. 그리고 이것은 Wiener의 위치에 영향을 미쳤습니다. Tamarkin과 Hardy 덕분에 그는 미국에서 유명해졌습니다.

독일에서 하버드 대학으로 온 E. Hopf와 Wiener의 공동 작업은 특히 중요한 것으로 판명되었습니다. 그 결과 별의 복사 평형을 설명하는 "Wiener-Hopf 방정식"이 과학에 포함되었습니다. 국경으로 분리된 두 개의 서로 다른 정권을 다루는 다른 문제와 관련이 있습니다.

1929년 스웨덴 저널 Akta Mathematica와 American Annals of Mathematics는 일반화된 조화 분석에 대한 Wiener의 두 개의 큰 최종 논문을 발표했습니다.

1932년부터 Wiener는 MIT의 교수로 재직했습니다. 하버드에서 그는 생리학자 A. Rosenbluth를 만났고 다양한 과학의 대표자들이 모인 방법론적 세미나에 참석하기 시작했습니다. 이 세미나는 Wiener의 사이버네틱스 아이디어를 형성하는 데 중요한 역할을 했습니다. Rosenbluth가 멕시코 시티로 떠난 후 세미나 세션은 멕시코 시티에서, 때로는 MIT에서 개최되었습니다.

1934년, 위너는 칭화대학(베이징)으로부터 수학과 전기공학 강의를 하라는 초청을 받았습니다. 그는 중국을 방문한 해를 과학자로서 완전히 발전한 해로 간주했습니다.

전쟁 중에 Wiener는 거의 모든 작업을 군사 작업에 바쳤습니다. 그는 대공포 사격 중 항공기 이동 문제를 조사합니다. 생각과 실험을 통해 Wiener는 대공포 사격 통제 시스템이 피드백 시스템이어야 한다고 확신했습니다. 피드백은 인체에서 필수적인 역할을 합니다. 인간의 의식만으로는 수행할 수 없는 예측 프로세스의 역할이 증가하고 있습니다.

당시에 존재했던 컴퓨터에는 필요한 속도가 없었습니다. 이로 인해 Wiener는 이러한 기계에 대한 여러 요구 사항을 공식화해야 했습니다. 사실 그는 미래에 전자 컴퓨터가 갈 길을 예측했다. 그의 의견으로는 컴퓨팅 장치는 "기어나 전기 기계 릴레이가 아닌 전자 튜브로 구성되어야 합니다. 이는 충분한 속도를 보장하는 데 필요합니다." 다음 요구 사항은 컴퓨팅 장치가 "십진수 시스템보다 더 경제적인 이진수를 사용해야 한다"는 것이었습니다. Wiener는 기계가 스스로 행동을 수정해야 하며 스스로 학습할 수 있는 능력을 개발해야 한다고 믿었습니다. 이를 위해서는 제어 신호가 저장될 메모리 블록과 기계가 작동 중에 수신할 정보가 제공되어야 합니다.

예전에 기계가 전적으로 사람의 의지에 의존하는 집행기관에 불과했다면 이제는 생각이 되었고 어느 정도의 독립성을 획득했습니다.

1943년에 Wiener, Rosenbluth, Byglow가 "행동, 목적성 및 목적론"이라는 기사를 발표했는데, 이는 사이버네틱 방법의 개요입니다.

1948년 뉴욕 출판사 "John Wheely and Sons"와 파리의 "Hermann et Tsi"는 Wiener의 책 "Cybernetics"를 출판했습니다.

G.N. Povarov는 사이버네틱스의 서문에서 "이 책의 주요 주제는 동물 사회(개미집)이든 인간이든 관계없이 기계, 살아있는 유기체 및 사회에서 제어 및 통신 프로세스의 유사성입니다. 이러한 프로세스는 다음과 같습니다. 우선 정보의 전송, 저장 및 처리 프로세스, 즉 다양한 신호, 메시지, 정보 특정 내용 및 목적에 관계없이 모든 신호, 정보는 부여 된 둘 이상의 값 중에서 선택으로 간주 될 수 있습니다. 알려진 확률(선택적 개념 정보), 이를 통해 단일 통계 장치를 사용하여 단일 측정으로 모든 프로세스에 접근할 수 있으므로 제어 및 통신의 일반 이론인 사이버네틱스가 탄생했습니다.

정보의 양, 즉 선택의 양은 Wiener에 의해 음의 엔트로피로 식별되며 물질이나 에너지의 양과 마찬가지로 자연 현상의 기본 특성 중 하나가 됩니다. 이것은 사이버네틱 건물의 두 번째 초석입니다. 따라서 사이버네틱스를 조직 이론, 엔트로피의 치명적인 증가와 함께 세계 혼돈에 대한 투쟁 이론으로 해석합니다.

행동하는 주체는 외부 환경에서 정보를 흡수하고 올바른 행동을 선택하는 데 사용합니다. 정보는 생성되지 않고 송수신만 가능하지만 손실되거나 사라질 수 있습니다. 그것은 내가 그 안에 있는 물체로 가는 도중 간섭, "노이즈"에 의해 왜곡되고 그것을 위해 길을 잃는다.

Wiener 자신은 현대 제어 이론의 창시자로 간주 JK 맥스웰, 그리고 이것은 절대적으로 맞습니다. 자동 제어 이론은 주로 J. Maxwell, I. Vyshnegradsky, A. Lyapunov 및 A. Stodola에 의해 공식화되었습니다. N. Wiener의 장점은 무엇입니까? 아마도 그의 책은 잘 알려져 있지만 이질적인 자료를 모은 알려진 정보의 모음집일 것입니다.

Wiener의 주요 장점은 관리 프로세스에서 정보의 근본적인 중요성을 먼저 이해했다는 것입니다. 살아있는 유기체와 기계의 제어와 통신에 대해 말하면서 그는 "제어"와 "통신"이라는 단어뿐만 아니라 그 조합에서도 중요한 것을 보았습니다. 상대성 이론에서와 마찬가지로 중요한 것은 상호 작용 속도의 유한성이 아니라 이 사실과 공간의 다른 지점에서 발생하는 사건의 동시성 개념과의 조합입니다. 사이버네틱스는 정보 관리의 과학이며 Wiener는 당연히 이 과학의 창시자로 간주될 수 있습니다.

G.N. Povarov는 "이 책의 출판과 함께 사이버네틱스 역사상 첫 번째 인큐베이션 기간이 끝났고 두 번째로 극도로 폭풍우가 치는 배포 및 승인 기간이 시작되었습니다. 토론은 과학계를 뒤흔들었습니다. 사이버네틱스는 열렬한 옹호자를 찾았습니다. 그리고 똑같이 열렬한 상대들...

...일부는 사이버네틱스에서 파블로프의 가르침에 대한 완전한 철학적 왜곡과 "냉전"을 보았습니다. 열광적인 다른 사람들은 자동화와 컴퓨터 기술의 모든 성공을 이 회사의 설명으로 돌렸고 그 당시의 "전자 두뇌"에 이미 진정한 지적인 존재를 보는 데 동의했습니다. 그러나 다른 사람들은 프로젝트의 본질에 반대하지 않고 수행된 합성의 성공을 의심하고 사이버네틱스를 단순한 호소로 축소했습니다.

... 이 모든 것을 둘러싸고 열정이 불타올랐습니다. 그러나 사이버네틱스는 결국 전투에서 승리하고 고대 과학계에서 시민권을 획득했습니다. 승인 기간은 약 1958년이 걸렸다. 점차적으로, 사이버네틱스에 대한 단호한 거부는 "합리적인 커널"에 대한 검색과 그 유용성과 불가피성에 대한 인식으로 대체되었습니다. XNUMX년까지 거의 아무도 반대하지 않았습니다. 합성에 대한 Wiener의 요청은 불완전함과 과장에도 불구하고 사이버네틱스에 적합한 매우 유리한 순간에 이루어졌습니다.

1959년 학자 A.N. 콜모고로프 "이제 Wiener가 1948년에 그의 유명한 책에서 새로운 과학에 대해 "cybernetics"라는 이름을 선택했을 때 그의 행운의 정도에 대해 논쟁하기에는 너무 늦었습니다. 이 이름은 꽤 확립되었으며 새로운 용어로 인식되고 있습니다. 정보를 인지, 저장 및 처리하고 제어 및 규제를 위해 사용할 수 있는 모든 성격의 시스템. 동시에, 사이버네틱스는 수학적 방법을 널리 사용하고 그러한 분석 방법을 허용하는 특정 특수 결과를 얻으려고 합니다. 시스템(처리 경험을 기반으로 구조 복원) 및 합성(주어진 작업을 수행할 수 있는 시스템 계획 계산) 이러한 특정 특성으로 인해 사이버네틱스는 결코 기계의 "편의성"과 그것이 연구하는 현상의 범위에 대한 철학적 분석."

저자: Samin D.K.

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