Кибернетика

Кибернетика

Наука об общих принципах управления, 
о средствах управления и об 
использовании их в технике, 
в живых организмах и человеческом обществе. 

Общее в разном

Немногим более ста лет назад французский физик и математик Андре-Мари Ампер закончил обширный труд - "Очерки по философии наук". В нем знаменитый ученый попытался привести в стройную систему все человеческие знания. Каждой из известных в то время наук было отведено свое место в системе. В рубрику за номером 83 Ампер поместил предполагаемую им науку, которая должна изучать способы управления обществом.

Ученый заимствовал это название из греческого языка, в котором слово "кибернетес" означает "рулевой", "кормчий". А кибернетикой в Древней Греции называли науку о кораблевождении.

Между прочим, Ампер в своей классификации наук поместил кибернетику в разделе "Политика". Эта последняя, как наука первого порядка, делилась на науки второго и третьего порядков. Ко второму порядку Ампер отнес науку о сосуществовании, а кибернетику, науку об управлении, он определил в третий порядок.

Каждой науке соответствовал девиз в стихотвррной форме на латинском языке. Кибернетику Ампер сопроводил такими словами, звучащими весьма символично: "...et secura cives ut pace fruantur" ("...и обеспечивает гражданам возможность наслаждаться миром").

Долгое время после Ампера термином "кибернетика" никто из ученых не пользовался. По существу, он был забыт. Но вот недавно древнегреческое слово опять появилось в перечне научных дисциплин.

В 1948 году известный американский математик Норберт Винер опубликовал книгу под названием "Кибернетика, или Управление и связь в живых организмах и машинах". Она вызвала большой интерес ученых различных специальностей, хотя законы, которые Винер положил

в основу кибернетики, были открыты и исследованы задолго до появления книги.

Краеугольные камни кибернетики - теория информации, теория алгоритмов и теория автоматов, изучающая способы построения систем для переработки информации. Ее математический аппарат весьма широк: здесь и теория вероятностей, и теория функций, и математическая логика, и многие другие разделы современной математики.

В развитии кибернетики большую роль сыграли и биологические науки, изучающие процессы управления в живой природе. Но, конечно, решающим в становлении новой науки был бурный рост электронной автоматики и особенно появление быстродействующих вычислительных машин. Они открыли невиданные возможности в обработке информации и в моделировании систем управления.

Как в музыке стремятся "положить на ноты" все человеческие чувства и настроения, так и в кибернетике стремятся "положить на числа" все ситуации, происходящие в природе и в нашем сознании.

На протяжении столетий трудами математиков, физиков, медиков и инженеров - ученых разных стран, в том числе дореволюционной России и Советского Союза, - закладывался фундамент и формировались принципиальные основы кибернетики. Выдающееся значение для нее имели труды американских ученых К. Шеннона, Дж. Неймана и идеи нашего всемирно известного физиолога И. П. Павлова. Историки отмечают заслуги и таких выдающихся инженеров и математиков, как И. А. Вышнеградский, А. М. Ляпунов, Н. Н. Колмогоров. И правильно было бы говорить, что в 1948 году состоялось не "рождение", а "крещение" кибернетики - науки об управлении. Именно к этому времени с наибольшей остротой встал вопрос о повышении качества управления в нашем усложненном техникой мире. И кибернетика открыла дорогу применению точного научного анализа для решения проблем управления современными техническими средствами.

Теперь слово "кибернетика" вошло в моду. Оно не сходит со страниц технических, естественнонаучных и популярных журналов. О кибернетике пишут книги, читают лекции, ей посвящают научные семинары, сессии и международные конференции. В них участвуют математики и физики, биологи, физиологи и психиатры, экономисты и философы, инженеры различных специальностей. Всех объединяет общая цель: максимально автоматизировать процессы управления в различных сферах деятельности человека, повысить производительность его труда. Но для этого необходимо глубоко и всесторонне изучить объекты управления, найти закономерности, которым подчиняются процессы управления, раскрыть принципы организации и структуры управляющих систем. И неизбежно объектом самого пристального изучения, самого детального исследования становится живой организм: сам человек как управляющая система высшего типа, те или иные функции которой инженеры и ученые стремятся воспроизвести в автоматах.

Кибернетика изучает общие свойства, присущие различным системам управления. Эти свойства не зависят от их материальной основы. Они могут проявляться и в живой природе, и в органическом мире, и в коллективах людей.

Эта общность проявляется во многом, и прежде всего - в строении сложных динамических управляющих систем. Объект управления (будь то машина или автоматическая линия; предприятие или войсковое соединение; живая клетка, синтезирующая белок, или мышца; текст, подлежащий переводу, или набор символов, преобразуемый в художественное произведение) и управляющее устройство, мозг и нервная ткань живого организма или управляющий автомат обмениваются между собой информацией.

Повсюду осуществление процесса управления сопряжено с передачей, накоплением, хранением и переработкой информации, характеризующей управляемый объект, ход процесса, внешние условия, программу работы и т. д.

Разумеется, в различных системах могут быть различными по своей природе носители информации: звуковые, световые, механические, электрические, химические сигналы, документы, пленки. Однако, как мы уже знаем, вне зависимости от материального носителя информации процессы передачи ее подчиняются общим количественным закономерностям.

Характерной особенностью всех этих качественно столь различных систем является наличие в них обратных связей, несущих информацию об эффективности управляющего акта.

Наконец, сами управляющие устройства - живые и искусственные - включают в себя элементы, выполняющие сходные функции: восприня-тие информации, ее отбор, запоминание и т. д.

Перед вами "генеалогическое древо" кибернетики. Это наглядная иллюстрация того, как широк диапазон ее действия.

Кибернетику можно подразделить на теоретическую (математические и логические основы и философские вопросы), техническую (конструирование й эксплуатация технических средств, применяемых в управляющих и вычислительных устройствах), прикладную (приложения теоретической и технической кибернетики к решению конкретных задач управления в промышленности, энергетике, на транспорте, в службе связи и т. д.).

Поразительная аналогия между процессами управления в системах различной природы и послужила основой создания кибернетики, изучающей математическими методами управляющие системы и процессы управления.

Это определение кибернетики напоминает нам, что предмет ее исследования - прежде всего количественные закономерности, количественные соотношения в процессах управления.

Необходимо сразу же отметить, что кибернетика не отождествляет процессы, происходящие в живом организме или обществе, с процессами в автоматических системах. Кибернетику не интересуют специфические биофизические или биохимические процессы, свойственные лишь живой природе. Она ограничивается изучением вопроса о том, как живой организм и машина осуществляют переработку информации, связанную с (процессом управления. То же и в сравнении с обществом.

Древо кибернетики

Кибернетика ищет пути сближения двух управляющих систем. Она изучает мышление человека, чтобы создавать алгоритмы, более или менее близко описывающие деятельность этой живой управляющей системы. Она вместе с тем изучает принципы построения автоматов и исследует возможности механизации с их помощью процессов умственного труда человека. Тем самым кибернетика обогащает инженеров, создающих сложные автоматы, опытом природы, выработавшей на протяжении миллионов лет самое сложное, что есть на свете, - организм человека.

Кибернетика одновременно помогает физиологам и психиатрам в изучении этого организма, в раскрытии количественных закономерностей, по которым функционирует живая управляющая система.

Кибернетика помогает экономистам и социологам устанавливать различные закономерности.

Вот почему столь важно и многообразно теоретическое и практическое значение кибернетики. И день ото дня растет число ученых, отдающих свои творческие силы развитию этой перспективнейшей и увлекательнейшей науки.

Общее в разном