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WICHTIGSTEN WISSENSCHAFTLICHEN ENTDECKUNGEN
Kybernetik. Geschichte und Wesen der wissenschaftlichen Entdeckung
Verzeichnis / Die wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen "Wiener wird zu Recht als Vater der Kybernetik bezeichnet, schreibt V.D. Pekelis. - Sein Buch "Kybernetik" erschien 1948 und schockierte viele mit unerwarteten Schlussfolgerungen, hatte einen erstaunlichen Einfluss auf die öffentliche Meinung. Sein Aussehen kann mit einer allmählich vorbereiteten Explosion verglichen werden. In der Geschichte der Kybernetik gibt es wie in jeder anderen Wissenschaft zwei Perioden: die Akkumulation von Material und seine Umwandlung in eine neue Wissenschaft... Hier ist die Arbeit des Ingenieurs A. Stodola zu erwähnen, die sich der Regulierungstheorie widmet , veröffentlicht Ende des letzten Jahrhunderts in einer der Schweizer Zeitschriften. Sie betrachteten das Prinzip der Rückkopplungskontrolle. Die Besonderheit der Geschichte der Computertechnik ist insofern bedeutsam, als die ersten Rechenmaschinen dem Menschen unmittelbar die Möglichkeit eröffneten, geistige Arbeit zu mechanisieren. Hier kommt man an der „Mathematical Study of Logic“ von George Boole nicht vorbei. Es markierte den Beginn der Entwicklung der Algebra der Logik, die heute in der Kybernetik weit verbreitet ist. Als ein neuer Abschnitt in der Wahrscheinlichkeitstheorie entstand – die Informationstheorie, wurde die Universalität der neuen Theorie, wenn auch nicht sofort, jedem klar. Beispielsweise wurde eine Übereinstimmung zwischen der Informationsmenge und dem Maß für den Übergang verschiedener Energieformen in thermische Energie – der Entropie – gefunden. Darauf hat erstmals 1929 der berühmte Physiker L. Szilard hingewiesen. Anschließend wurde die Informationstheorie zu einer der wichtigen Grundlagen der Kybernetik. Im 30. Jahrhundert machten sich auch Errungenschaften in der Physiologie höherer Nerventätigkeit bemerkbar. Vor allem bei der Untersuchung tierischer Lernprozesse. In den XNUMXer Jahren unseres Jahrhunderts wurde Berksteins Theorie der physiologischen Aktivität zu einem Phänomen und später sogar zum Prinzip des Funktionssystems von Anokhin. Mit dem Fortschritt geht auch eine Konvergenz der technischen Mittel einher, die sowohl in der Physiologie als auch in der Automatisierung eingesetzt werden. Begleitet wird diese Annäherung von einem gegenseitigen Austausch von Prinzipien zur Konstruktion von Blockdiagrammen, Modellierungsideen, Methoden zur Analyse und Synthese von Systemen. Ein ähnlicher Trend war einer der ersten, der den russischen Philosophen Alexander Aleksandrovich Bogdanov erfasste. „Mein Ausgangspunkt“, schrieb der Wissenschaftler, „ist, dass Strukturbeziehungen zu einer solchen formalen Reinheit von Schemata verallgemeinert werden können wie in der Mathematik und Größenbeziehungen, und auf dieser Grundlage organisatorische Probleme ähnlich wie mathematisch gelöst werden können. ” Damit antizipierte Bogdanov die Entstehung einer allgemeinen Systemtheorie – eines der Schlüsselkonzepte der Kybernetik. Der russische Wissenschaftler konnte das Prinzip der Rückkopplung untermauern und nannte es "einen Mechanismus der doppelten gegenseitigen Regulierung". Später, im Jahr 1936, veröffentlichte der englische Mathematiker A. Turing eine Arbeit, in der er einen abstrakten Computer beschrieb. Einige Bestimmungen seiner Arbeit nahmen in vielerlei Hinsicht verschiedene Probleme der Kybernetik vorweg. Das entscheidende Wort bei der Geburt einer neuen Wissenschaft sprach jedoch der große amerikanische Mathematiker Wiener. Norbert Wiener (1894–1964) wurde in Columbia, Missouri, geboren. Mit vier Jahren lernte er lesen, mit sechs las er bereits Darwin und Dante. Im Alter von neun Jahren besuchte er eine weiterführende Schule, wo Kinder im Alter von 15 bis 16 Jahren zu lernen begannen, nachdem sie zuvor eine achtjährige Schule abgeschlossen hatten. Mit elf Jahren schloss er die Highschool ab. Sofort betrat der Junge eine höhere Bildungseinrichtung, das Taft College. Nach seinem Abschluss erhielt er im Alter von 14 Jahren einen Bachelor of Arts. Anschließend studierte er an den Universitäten Harvard und Cornell, im Alter von 17 Jahren wurde er Master of Arts in Harvard, mit 18 Jahren Doktor der Philosophie mit einem Abschluss in mathematischer Logik. Die Harvard University hat Wiener ein Stipendium für ein Studium an den Universitäten Cambridge (England) und Göttingen (Deutschland) verliehen. Vor dem Ersten Weltkrieg zog Wiener im Frühjahr 1914 nach Göttingen, wo er an der Universität mit studierte E. Landau und der große D. Gilbert. Zu Beginn des Krieges kehrte Wiener in die USA zurück, verbrachte ein Jahr in Cambridge, konnte aber unter den herrschenden Bedingungen keine wissenschaftlichen Ergebnisse erzielen. An der Columbia University begann er, Topologie zu studieren, beendete aber nicht, was er begann. Während des akademischen Jahres 1915–1916 lehrte Wiener als Assistent Mathematik an der Harvard University. Für das nächste akademische Jahr arbeitete Wiener als Angestellter an der University of Maine. Nach dem Kriegseintritt der USA arbeitete er im Werk von General Electric, von wo er in die Redaktion der American Encyclopedia in Albany wechselte. Dann beteiligte sich Norbert einige Zeit an der Erstellung von Artillerie-Schießtabellen auf dem Schießplatz, wo er sogar zum Militär eingezogen wurde, aber wegen Kurzsichtigkeit bald entlassen wurde. Dann kam er mit Artikeln in Zeitungen aus, schrieb zwei Abhandlungen über Algebra, nach deren Veröffentlichung er eine Empfehlung vom Mathematikprofessor V.F. Osgood und trat 1919 in die Fakultät für Mathematik am Massachusetts Institute of Technology (MIT) ein. So begann sein Dienst in diesem Institut, der sein ganzes Leben dauerte. Hier lernte Wiener die Inhalte der statistischen Mechanik kennen W. Gibbs. Es gelang ihm, ihre Hauptbestimmungen mit der Lebesgue-Integration in der Untersuchung der Brownschen Bewegung zu verbinden, und er schrieb mehrere Artikel. Der gleiche Ansatz erwies sich als möglich, um das Wesen des Schusseffekts in Verbindung mit dem Durchgang von elektrischem Strom durch Drähte oder durch Elektronenröhren festzustellen. Zurück in den USA engagiert sich Wiener intensiv in der Wissenschaft. 1920–1925 löste er physikalische und technische Probleme mit Hilfe der abstrakten Mathematik und fand neue Muster in der Theorie der Brownschen Bewegung, der Potentialtheorie und der harmonischen Analyse. 1922, 1924 und 1925 besuchte Wiener Europa mit Freunden und Verwandten der Familie. 1925 hielt er in Göttingen einen Vortrag über seine Arbeit zur verallgemeinerten harmonischen Analyse, die Hilbert, Courant und Born interessierte. Anschließend erkannte Wiener, dass seine Ergebnisse in gewissem Maße mit der damals entstehenden Quantentheorie verwandt waren. Zur gleichen Zeit traf Wiener einen der Computerentwickler, W. Bush, und äußerte die Idee eines neuen harmonischen Analysators, die ihm einst in den Sinn kam. Bush hat es möglich gemacht. Wieners Beförderung war langsam. Er versuchte, in anderen Ländern einen anständigen Job zu bekommen, aber es gelang ihm nicht. Allerdings ist die Zeit gekommen, endlich, und Glück. Bei einem Treffen der American Mathematical Society traf Wiener mit Ya.D. Tamarkin, ein Göttinger Bekannter, der seine Arbeit immer hoch gelobt hat. Die gleiche Unterstützung erhielt er von Hardy, der wiederholt die Vereinigten Staaten besuchte. Und das beeinflusste Wieners Position: Dank Tamarkin und Hardy wurde er in Amerika berühmt. Als besonders bedeutsam erwies sich die gemeinsame Tätigkeit Wieners mit E. Hopf, der aus Deutschland an die Harvard University kam – dadurch wurde die „Wiener-Hopf-Gleichung“ in die Wissenschaft aufgenommen, die das Strahlungsgleichgewicht von Sternen beschreibt sowie im Zusammenhang mit anderen Problemen, die sich mit zwei unterschiedlichen, durch eine Grenze getrennten Regimen befassen. 1929 veröffentlichten die schwedische Zeitschrift Akta Mathematica und die American Annals of Mathematics zwei große Schlussartikel von Wiener über verallgemeinerte harmonische Analyse. Seit 1932 ist Wiener Professor am MIT. In Harvard lernte er den Physiologen A. Rosenbluth kennen und begann, dessen Methodenseminar zu besuchen, an dem Vertreter verschiedener Wissenschaften teilnahmen. Dieses Seminar spielte eine wichtige Rolle bei der Gestaltung von Wieners Ideen der Kybernetik. Nach Rosenbluths Abreise nach Mexiko-Stadt wurden Seminarsitzungen manchmal in Mexiko-Stadt, manchmal am MIT abgehalten. 1934 erhielt Wiener eine Einladung der Tsinghua-Universität (in Peking), Vorlesungen über Mathematik und Elektrotechnik zu halten. Er betrachtete das Jahr seines Besuchs in China als das Jahr seiner vollen Entfaltung als Wissenschaftler. Während des Krieges widmete Wiener seine Arbeit fast ausschließlich militärischen Aufgaben. Er untersucht das Problem der Flugzeugbewegung während des Flugabwehrfeuers. Nachdenken und Experimentieren überzeugten Wiener davon, dass das Flugabwehr-Feuerleitsystem ein Rückkopplungssystem sein sollte; dass Feedback im menschlichen Körper eine wesentliche Rolle spielt. Eine zunehmende Rolle spielen prädiktive Verfahren, die nicht allein am menschlichen Bewusstsein durchgeführt werden können. Die damals existierenden Computer hatten nicht die nötige Geschwindigkeit. Dies zwang Wiener, eine Reihe von Anforderungen an solche Maschinen zu formulieren. Tatsächlich sagte er die Wege voraus, denen elektronische Computer in Zukunft folgen würden. Rechengeräte sollten seiner Meinung nach "aus elektronischen Röhren bestehen und nicht aus Zahnrädern oder elektromechanischen Relais. Dies ist notwendig, um eine ausreichende Geschwindigkeit zu gewährleisten." Die nächste Anforderung war, dass Computergeräte "ein wirtschaftlicheres binäres als ein dezimales Zahlensystem verwenden sollten". Die Maschine, so glaubte Wiener, müsse ihre Handlungen selbst korrigieren, es sei notwendig, in ihr die Fähigkeit zum Selbstlernen zu entwickeln. Dazu muss es mit einem Speicherblock versehen werden, in dem Steuersignale sowie die Informationen gespeichert werden, die die Maschine während des Betriebs erhält. War früher die Maschine nur ein ausführendes Organ, ganz abhängig vom Willen des Menschen, so ist sie jetzt zum Denken geworden und hat eine gewisse Selbständigkeit erlangt. 1943 wurde ein Artikel von Wiener, Rosenbluth, Byglow „Verhalten, Zweckmäßigkeit und Teleologie“ veröffentlicht, der einen Überblick über die kybernetische Methode gibt. 1948 veröffentlichten der New Yorker Verlag „John Wheely and Sons“ und der Pariser Verlag „Hermann et Tsi“ Wieners Buch „Cybernetics“. „Die Hauptthese des Buches“, schreibt G. N. Povarov im Vorwort zu Kybernetik, „ist die Ähnlichkeit von Kontroll- und Kommunikationsprozessen in Maschinen, lebenden Organismen und Gesellschaften, unabhängig davon, ob es sich um Tiergesellschaften (Ameisenhaufen) oder Menschen handelt. Diese Prozesse sind: Zunächst einmal Prozesse der Übertragung, Speicherung und Verarbeitung von Informationen, d.h. verschiedene Signale, Nachrichten, Informationen Jedes Signal, jede Information, unabhängig von ihrem spezifischen Inhalt und Zweck, kann als eine Wahl zwischen zwei oder mehr mit ausgestatteten Werten betrachtet werden bekannte Wahrscheinlichkeiten (selektive Konzeptinformationen), und dies ermöglicht es uns, alle Prozesse mit einem einzigen Maß, mit einem einzigen statistischen Apparat anzugehen. Daher die Idee einer allgemeinen Theorie der Kontrolle und Kommunikation – der Kybernetik. Die Informationsmenge – die Auswahlmenge – wird von Wiener mit negativer Entropie identifiziert und wird, wie die Menge an Materie oder Energie, zu einer der grundlegenden Eigenschaften natürlicher Phänomene. Dies ist der zweite Eckpfeiler des kybernetischen Gebäudes. Daher die Deutung der Kybernetik als Organisationstheorie, als Theorie des Kampfes gegen das Weltchaos mit fataler Entropiesteigerung. Die handelnde Einheit nimmt Informationen aus der äußeren Umgebung auf und verwendet sie, um das richtige Verhalten auszuwählen. Informationen werden nie erstellt, sie werden nur übermittelt und empfangen, aber sie können verloren gehen oder verschwinden. Es wird auf dem Weg zu dem Objekt, in dem ich mich befinde, durch Interferenzen, „Rauschen“, verzerrt und geht dafür verloren. Wiener selbst gilt als Begründer der modernen Regelungstheorie J. K. Maxwell, und das ist absolut richtig. Die Theorie der automatischen Steuerung wurde hauptsächlich von J. Maxwell, I. Vyshnegradsky, A. Lyapunov und A. Stodola formuliert. Was ist das Verdienst von N. Wiener? Vielleicht ist sein Buch einfach eine Zusammenstellung bekannter Informationen, die bekanntes, aber disparates Material zusammenbringt? Das Hauptverdienst Wieners besteht darin, dass er als Erster die grundlegende Bedeutung von Informationen in Managementprozessen verstanden hat. Als er über Kontrolle und Kommunikation in lebenden Organismen und Maschinen sprach, sah er das Wesentliche nicht nur in den Worten „Kontrolle“ und „Kommunikation“, sondern in ihrer Kombination. Ebenso wie in der Relativitätstheorie kommt es nicht auf die Endlichkeit der Wechselwirkungsgeschwindigkeit an, sondern auf die Kombination dieser Tatsache mit dem Konzept der Gleichzeitigkeit von Ereignissen, die an verschiedenen Punkten im Raum stattfinden. Kybernetik ist die Wissenschaft des Informationsmanagements, und Wiener kann zu Recht als Schöpfer dieser Wissenschaft angesehen werden. „Mit der Veröffentlichung des Buches endete die erste Inkubationsperiode in der Geschichte der Kybernetik“, schreibt G. N. Povarov, „und die zweite, äußerst stürmische Periode der Verbreitung und Genehmigung begann. Diskussionen erschütterten die wissenschaftliche Welt. Die Kybernetik fand leidenschaftliche Verteidiger.“ und ebenso leidenschaftliche Gegner. .. ...Einige sahen in der Kybernetik eine völlige philosophische Wendung und einen „Kalten Krieg“ gegen Pavlovs Lehren. Andere, Enthusiasten, schrieben ihr alle Erfolge der Automatisierungs- und Computertechnik zu und stimmten darin überein, bereits in den „elektronischen Gehirnen“ der damaligen Zeit echte intelligente Wesen zu sehen. Wieder andere bezweifelten jedoch, ohne das Wesen des Projekts zu beanstanden, den Erfolg der vorgenommenen Synthese und reduzierten die Kybernetik auf bloße Appelle. ... Leidenschaften tobten um all das herum. Die Kybernetik gewann jedoch schließlich den Kampf und erlangte die Staatsbürgerschaft in der alten Familie der Wissenschaften. Die Genehmigungsphase dauerte etwa ein Jahrzehnt. An die Stelle der entschiedenen Ablehnung der Kybernetik trat nach und nach die Suche nach einem „rationalen Korn“ in ihr und die Erkenntnis ihrer Nützlichkeit und Unausweichlichkeit. Bis 1958 war fast niemand mehr dagegen. Wieners Aufruf zur Synthese kam zu einem äußerst günstigen Zeitpunkt, die Umstände waren trotz ihrer Unvollkommenheiten und Übertreibungen für die Kybernetik geeignet. 1959 Akademiker EIN. Kolmogorow schrieb: „Jetzt ist es zu spät, über den Grad von Wieners Erfolg zu streiten, als er 1948 in seinem berühmten Buch den Namen „Kybernetik“ für die neue Wissenschaft wählte.“ Dieser Name ist ziemlich etabliert und wird als neuer Begriff wahrgenommen, wenig verbunden mit ihrer griechischen Etymologie Systeme jeglicher Art, die in der Lage sind, Informationen wahrzunehmen, zu speichern, zu verarbeiten und zur Steuerung und Regelung zu nutzen. Gleichzeitig bedient sich die Kybernetik in großem Umfang der mathematischen Methode und sucht nach spezifischen Spezialergebnissen, die eine Analyse ermöglichen solche Systeme (ihre Struktur auf der Grundlage der Erfahrung, mit ihnen umzugehen, wiederherzustellen) und sie zu synthetisieren (Schemata von Systemen zu berechnen, die bestimmte Aktionen ausführen können) Aufgrund dieser spezifischen Natur wird die Kybernetik in keiner Weise auf eine philosophische Diskussion der Natur reduziert der "Zweckmäßigkeit" in Maschinen und eine philosophische Analyse der Bandbreite von Phänomenen, die sie untersucht." Autor: Samin D. K.
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