Кибернетика и ее достижения

Появление в 1948 г. работы Н. Винера было представлено на Западе некоторыми журналистами как сенсация. О кибернетике, вопреки мнению самого Винера, писали как о новой универсальной науке, якобы способной заменить философию, объясняющую процессы развития в природе и обществе. Все это наряду с недостаточной осведомленностью отечественных философов с первоисточниками из области теории кибернетики привело к необоснованному отрицанию ее в нашей стране как самостоятельной науки. Однако уже в середине 50-х годов положение изменилось.      

В 1958 г. в русском переводе выходит  первая книга Н. Винера, а в 1959 г.—  книга «Введение в кибернетику» английского биолога У. Р. Эшби, написанная им в 1958 г. Эта, а также другие работы Эшби, в частности его монография «Конструкция мозга» (1952 г.), принесли ученому широкое признание в области кибернетики и биологической кибернетики в частности.     

Интенсивное развитие кибернетики в нашей  стране связано с деятельностью  таких крупных ученых, как академик А. И. Берг (1893—1979 гг.) — выдающийся ученый, организатор и бессменный руководитель Научного совета по кибернетике АН СССР; академик В. М. Глушков (1923—1982 гг.) — математик и автор ряда работ по кибернетике, теории конечных автоматов, теоретическим и практическим проблемам автоматизированных систем управления; академик В. А. Котельников, разработавший ряд важнейших проблем теории информации; академик С. А. Лебедев (1902—1974 гг.), под руководством которого был создан ряд быстродействующих ЭВМ; член-корреспондент АН СССР А. А. Ляпунов (1911—1973 гг.)—талантливый математик, сделавший очень много для распространения идей кибернетики в нашей стране; академик А. А. Харкевич (1904—1965 гг.) — выдающийся ученый в области теории информации, и многих других. Большой вклад в развитие экономической кибернетики внесли академики Н. П. Федоренко и А. Г. Аганбегян. Первые работы по сельскохозяйственной кибернетике выполнены М. Е. Браславцем, Р. Г. Кравченко, И. Г. Поповым. Поэтому не случайно, что признавая конкретные достижения отдельных русских и советских ученых в области кибернетики, некоторые зарубежные исследователи по праву называют второй родиной этой науки Советский Союз.

 

 

 Кибернетика возникла на стыке многих областей знания: математики, логики, семиотики, биологии и социологии.     

Обобщающий  характер кибернетических идей и  методов сближает науку об управлении, каковой является кибернетика, с  философией.     

Сама  кибернетика как наука об управлении многое дает современному философскому мышлению. Она позволяет более  глубоко раскрыть механизм самоорганизации материи, обогащает содержание категории связей, причинности, позволяет более детально изучить диалектику необходимости и случайности, возможности и действительности. Открываются пути для разработки "кибернетической" гносеологии, которая не подменяет диалектический материализм теорией познания, но позволяет уточнить, детализировать и углубить в свете науки об управлении ряд существенно важных проблем.     

Возникнув в результате развития и взаимного  стимулирования ряда, в недалеком  прошлом слабо связанных между собой, дисциплин технического, биологического и социального профиля кибернетика проникла во многие сферы жизни.     

Столь необычная "биография" кибернетики  объясняется целым рядом причин, среди которых надо выделить две.     

Во-первых, кибернетика  имеет необычайный, синтетический  характер. В связи с этим до сих пор существуют различия в трактовке некоторых ее проблем и понятий.      

Во-вторых, основополагающие идеи кибернетики  пришли в нашу страну с Запада, где  они с самого начала оказались  под влиянием идеализма и метафизики, а иногда и идеологии. То же самое, или почти то же самое происходило и у нас. Таким образом, становится очевидной необходимость разработки философских основ кибернетики, освещение ее основных положений с позиции философского познания.     

Осмысление  кибернетических понятий с позиции  философии будет способствовать более успешному осуществлению  теоретических и практических работ  в этой области, создаст лучшие условия  для эффективной работы и научного поиска в этой области познания.     

Нужно сказать и о  большом значении кибернетики для построения научной картины мира. Собственно предмет кибернетики это процессы, протекающие в системах управления, общие закономерности таких процессов.     

Итак, кибернетика (в переводе с греческого искусство управления) – это наука об управлении сложными системами с обратной связью. Она возникла на стыке математики, техники и нейрофизиологии, и ее интересовал целый класс систем, как живых, так и не живых, в которых существовал механизм обратной связи. Основателем кибернетики по праву считается американский математик Н. Винер (1894-1964), выпустивший в 1948 году книгу, которая так и называлась «Кибернетика».      

Выдающийся  американский ученый ХХ века Норберт  Винер вошел в историю мировой  науки как основоположник кибернетики – области знания, которая за сравнительно короткий по историческим меркам период не только стала одной из лидирующих, но и существенно преобразовала многие сферы человеческой деятельности.     

Книга Винера «Кибернетика», давшая имя соответствующей  науке, обратила внимание читателей на то, что в общем смысле целесообразно рассматривать следующие кирпичи мироздания — элементы, устройства, системы, связи, управление и информацию. Первые три «кирпича» образуют произвольную структуру, четвертый характеризует ее целостность, пятый — выполняемые функции, а шестой — смысловое назначение. В целом эти кирпичи сформировали стройное здание системы. Вышедшая книга оставалась подлинным хитом на протяжении трех десятилетий, лишь постепенно уступив место учебникам, работам толкователей и подлинных продолжателей.      

Очень важным результатом последействия  книги явилось становление модельного мышления в науке и инженерных дисциплинах. Отныне при рассмотрении любой системы необходимо было описывать  не только ее состав, но и множество состояний, в которых она может находиться, что позволяло с приемлемой адекватностью во многих случаях иметь дело лишь с ее математической или физической моделью. Это открыло путь к созданию математической теории автоматов, которая и по нынешний день успешно развивается в самых различных применениях — от криптографии до программирования. Несомненно, основным результатом выхода в свет этой книги стало понимание роли управления в системе, гораздо более разнообразного, чем простая обратная связь. Оказалось, что управление определяет целесообразность поведения системы. И это, разумеется, зависит от обрабатываемой в системе информации.      

До  сих пор остаются актуальными  мысли Винера о проблемах и  возможных социальных последствиях научно-технической революции.     

Более четырех десятилетий назад, в  самом начале “кибернетической эры”, ученый предвидел приобретающую  сегодня глобальный характер информатизацию общества, предсказывая, что в будущем  “развитию обмена информацией между  человеком и машиной, между машиной  и человеком и между машиной и машиной суждено играть все возрастающую роль”.     

В условиях изменившихся реалий начала ХХI века требует своего нового прочтения  и винеровская критика любых  проявлений мировоззренческого догматизма.     

Приведем  определение информации, данное Винером в книге «Кибернетика и общество»: “Информация – это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспосабливания к нему наших чувств”, это определение трудно назвать исчерпывающим даже с точки зрения кибернетики, так как оно имеет выраженный антропологический оттенок и не охватывает, к примеру, область процессов информационного обмена между частями вычислительной машины.     

Тем не менее, данная дефиниция, по сути, близка к попыткам раскрыть содержание понятия “информация” через понятие “отражение”, под которым, с позиций, как кибернетики, так и общей теории систем можно понимать процесс и результат взаимодействия сложной динамической системы с внешней средой, приводящий к изменению состояния системы либо к изменению ее организации, соответствующему каким-либо сторонам отражаемого внешнего воздействия.     

Подобная  трактовка понятия “отражение”  и не претендующие на бесспорность варианты его использования для  раскрытия содержания кибернетических  понятий “информация”, “коммуникация”, “сообщение”, не противоречат винеровскому замыслу кибернетики – и как науки “об управлении и коммуникации в животном и машине”, и как теории организации сложных динамических систем.     

По  сравнению с концепцией Белла  подход Винера к пониманию особенностей “двух промышленных революций” представляется свободным от внутренних противоречий и более логичным.     

Характерной чертой первой из них, начавшейся более  двухсот лет назад и завершившейся  во второй половине прошлого века, Винер называет использование технологических новшеств, развивавшихся “за исключением значительного числа изолированных примеров... по линии замены человека и животного как источника энергии машинами, не затрагивая в какой-либо значительной степени другие человеческие функции”.     

Начало  научно-технической, или “второй  промышленной” революции открывает  эру использования техники, для  которой “человеческий мозг служит своего рода показателем того, на что  способна автоматическая машинерия”, в сфере интеллектуальной деятельности людей.     

Задача  обоснования исходных понятий кибернетики, особенно таких, как информация, управление, обратная связь и др. требуют выхода в более широкую, философскую  область знаний, где рассматриваются  атрибуты материи – общие свойства движения, закономерности познания.     

Основные  особенности кибернетики как  самостоятельной научной области  состоит в следующем:     

1. Кибернетика способствовала формированию  информационной концепции представления  систем.

     2. Кибернетика  рассматривает системы только  в динамике.     

3. Кибернетика практикует вероятностные  методы исследования поведения  сложных систем.     

4. В кибернетики применяется метод  исследования систем с использованием  понятия «черный ящик», под  которым понимается система, в  которой исследователю доступна  лишь входная и выходная информация этой системы, а внутреннее устройство может быть неизвестно.     

5. Очень важным методом кибернетики,  использующим понятие «черного  ящика», является метод моделирования. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Предмет кибернетики ее методы и цели    

 

 

 

 Кибернетика как наука об управлении имеет объектом своего изучения управляющие системы. Для того чтобы в системе могли протекать процессы управления она должна обладать определенной степенью сложности. С другой стороны, осуществление процессов управления в системе имеет смысл только в том случае, если эта система изменяется, движется, т. е. если речь идет о динамической системе. Поэтому можно уточнить, что объектом изучения кибернетики являются сложные динамические системы.     

К сложным динамическим системам относятся  и живые организмы (животные и растения), социально-экономические комплексы (организованные группы людей, бригады, подразделения, предприятия, отрасли промышленности, государства), и технические агрегаты (поточные линии, транспортные средства, системы агрегатов). Однако, рассматривая сложные динамические системы, кибернетика не ставит перед собой задач всестороннего изучения и функционирования. Хотя кибернетика и изучает общие закономерности управляющих систем, их конкретные физические особенности находятся вне поля ее зрения.     

Так, при исследовании с позиций кибернетической  науки такой сложной динамической системы, как мощная электростанция, мы не сосредоточиваем внимания непосредственно  на вопросе о коэффициенте ее полезного  действия, габаритах генераторов, физических процессах генерирования энергии и т. д. Рассматривая работу сложного электронного автомата, мы не интересуемся, на основе каких элементов (электромеханические реле, ламповые или транзисторные триггеры, ферритовые сердечники, полупроводниковые интегральные схемы) функционируют его арифметические и логические устройства, память и др. Нас интересует, какие логические функции выполняют эти устройства, как они участвуют в процессах управления. Изучая, наконец, с кибернетической точки зрения работу некоторого социального коллектива, мы не вникаем в биофизические и биохимические процессы, происходящие внутри организма индивидуумов, образующих этот коллектив. Изучением всех перечисленных вопросов занимаются механика, электротехника, физика, химия, биология. Предмет кибернетики составляют только те стороны функционирования систем, которыми определяется протекание в них процессов управления, т. е. процессов сбора, обработки, хранения информации и ее использования для целей управления.      

Однако  когда те или иные частные физико-химические процессы начинают существенно влиять на процессы управления системой, кибернетика должна включать их в сферу своего исследования, но не всестороннего, а именно с позиций их воздействия на процессы управления.      

Таким образом, предметом изучения кибернетики являются процессы управления в сложных динамических системах.     

Всеобщим  методом познания, в равной степени  применимым к исследованию всех явлений  природы и общественной жизни, служит материалистическая диалектика. Однако, кроме общефилософского метода, в различных областях науки применяется большое количество специальных методов.      

До  недавнего времени в биологических  и социально-экономических науках современные математические методы применялись в весьма ограниченных масштабах. Только последние десятилетия характеризуются значительным расширением использования в этих областях теории вероятностей и математической статистики, математической логики и теории алгоритмов, теории множеств и теории графов, теории игр и исследования операций, корреляционного анализа, математического программирования и других математических методов. Теория и практика кибернетики непосредственно базируются на применении математических методов при описании и исследовании систем и процессов управления, на построении адекватных им математических моделей и решении этих моделей на быстродействующих ЭВМ.