Что изучает кибернетика. Кибернетика: наука об управлении и коммуникации в сложных системах

Что такое кибернетика и какие системы она изучает. Как кибернетика связана с теорией информации и управления. Какие основные идеи и принципы лежат в основе кибернетического подхода.

Что такое кибернетика и ее основные принципы

Кибернетика — это междисциплинарная наука, изучающая общие принципы управления и передачи информации в сложных системах различной природы: технических, биологических, социальных. Основоположником современной кибернетики считается американский математик Норберт Винер, опубликовавший в 1948 году книгу «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине».

Основные принципы кибернетики включают:

• Изучение систем с точки зрения процессов управления и передачи информации
• Применение математических методов и моделей для описания систем
• Использование понятия обратной связи для анализа поведения систем
• Рассмотрение любой системы как «черного ящика» с входами и выходами
• Акцент на универсальности законов управления для систем разной природы

Основные направления и области применения кибернетики

Кибернетика нашла применение во многих областях науки и техники. Основные направления кибернетических исследований включают:

• Техническую кибернетику (теория автоматического управления, робототехника)
• Биологическую кибернетику (моделирование процессов в живых организмах)
• Медицинскую кибернетику (компьютерная диагностика, биокибернетические протезы)
• Экономическую кибернетику (моделирование экономических процессов)
• Социальную кибернетику (исследование социальных систем)

Методы кибернетики активно используются в информатике, системном анализе, теории принятия решений и других областях.

Ключевые понятия и концепции кибернетики

Важнейшими понятиями кибернетики являются:

• Система — совокупность взаимосвязанных элементов, образующих единое целое
• Управление — воздействие на систему для достижения заданной цели
• Обратная связь — влияние результатов функционирования системы на характер этого функционирования
• Информация — снятая неопределенность о состоянии системы
• Энтропия — мера неопределенности состояния или поведения системы

Ключевой концепцией является представление об универсальности законов управления для систем различной природы.

Связь кибернетики с теорией информации

Кибернетика тесно связана с теорией информации, разработанной Клодом Шенноном. Основные положения теории информации, используемые в кибернетике:

• Количественная мера информации (формула Шеннона)
• Понятие энтропии как меры неопределенности
• Пропускная способность каналов связи
• Методы оптимального кодирования информации

Теория информации позволяет анализировать информационные процессы в кибернетических системах на количественном уровне.

Кибернетические системы и их особенности

Кибернетическая система обладает следующими ключевыми свойствами:

• Наличие управляющей и управляемой подсистем
• Наличие прямых и обратных связей между элементами
• Способность воспринимать, хранить и перерабатывать информацию
• Способность изменять свое поведение в зависимости от состояния системы и внешней среды
• Стремление к достижению некоторой цели (целенаправленное поведение)

Примерами кибернетических систем могут служить автоматические регуляторы, компьютеры, живые организмы, социальные и экономические системы.

Применение кибернетического подхода в различных науках

Кибернетический подход нашел широкое применение во многих научных дисциплинах:

• В биологии — для моделирования процессов регуляции в живых системах
• В медицине — для разработки систем компьютерной диагностики
• В психологии — для изучения процессов обработки информации мозгом
• В социологии — для анализа социальных процессов и структур
• В экономике — для построения моделей экономических систем

Междисциплинарный характер кибернетики способствует интеграции научного знания и появлению новых научных направлений на стыке наук.

Искусственный интеллект и кибернетика

Кибернетика сыграла важную роль в становлении искусственного интеллекта (ИИ) как научного направления:

• Кибернетические идеи легли в основу первых работ по ИИ
• Методы кибернетики используются для создания интеллектуальных систем
• Нейрокибернетика изучает принципы работы естественного интеллекта
• Когнитивная кибернетика исследует процессы мышления и познания

Развитие ИИ и когнитивных наук во многом опирается на кибернетические концепции и подходы.

Перспективы развития современной кибернетики

Основные направления развития кибернетики на современном этапе:

• Разработка теории сложных самоорганизующихся систем
• Исследование когнитивных процессов и искусственного интеллекта
• Создание интеллектуальных робототехнических систем
• Развитие методов управления сложными техническими и социальными системами
• Применение кибернетического подхода к глобальным проблемам человечества

Кибернетика продолжает оставаться актуальным междисциплинарным научным направлением, развивающим методологию исследования сложных систем.

Кибернетика | это… Что такое Кибернетика?

Киберне́тика (от др.-греч. κυβερνητική — «искусство управления»^[1]) — наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных системах, будь то машины, живые организмы или общество.

Содержание 1 Обзор 2 Сфера кибернетики 2.1 Направления 2.1.1 Чистая кибернетика 2.1.2 В биологии 2.2 Теория сложных систем 2.2.1 В компьютерной науке 2.2.2 В инженерии 2.2.3 В экономике и управлении 2.2.4 В математике 2.2.5 В психологии 2.2.6 В социологии 3 История 3.1 XX век 3.1.1 Кибернетика в СССР 3.2 Упадок и возрождение 4 Известные ученые 5 См. также 6 Литература 7 Ссылки 8 Примечания

Обзор

Термин «кибернетика» изначально ввел в научный оборот в 1830 году Андре-Мари Ампер, который в своем фундаментальном труде «Опыт о философии наук» (1834—1843) определил кибернетику как науку об управлении государством, которая должна обеспечить гражданам разнообразные блага. А в современном понимании — как наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе, впервые был предложен Норбертом Винером в 1948 году

[2].

Она включает изучение обратной связи, чёрных ящиков и производных концептов, таких как управление и коммуникация в живых организмах, машинах и организациях, включая самоорганизации. Она фокусирует внимание на том, как что-либо (цифровое, механическое или биологическое) обрабатывает информацию, реагирует на неё и изменяется или может быть изменено, для того чтобы лучше выполнять первые две задачи ^[3]. Стаффорд Бир назвал её наукой эффективной организации, а Гордон Паск расширил определение, включив потоки информации «из любых источников», начиная со звёзд и заканчивая мозгом.

Пример кибернетического мышления. С одной стороны, компания рассматривается в качестве системы в окружающей среде. С другой стороны, кибернетическое управление может быть представлено как система.

Более философское определение кибернетики, предложенное в 1956 году Л. Куффиньялем (

англ.), одним из пионеров кибернетики, описывает кибернетику как «искусство обеспечения эффективности действия»^[4]. Новое определение было предложено Льюисом Кауфманом (англ.): «Кибернетика — исследование систем и процессов, которые взаимодействуют сами с собой и воспроизводят себя».

Кибернетические методы применяются при исследовании случая, когда действие системы в окружающей среде вызывает некоторое изменение в окружающей среде, а это изменение проявляется на системе через обратную связь, что вызывает изменения в способе поведения системы. В исследовании этих «петель обратной связи» и заключаются методы кибернетики.

Современная кибернетика зарождалась как междисциплинарные исследования, объединяя области систем управления, теории электрических цепей, машиностроения, математического моделирования, математической логики, эволюционной биологии, неврологии, антропологии.

Эти исследования появились в 1940 году, в основном, в трудах учёных на т. н. конференциях Мэйси (англ.).

Другие области исследований, повлиявшие на развитие кибернетики или оказавшиеся под её влиянием, — теория управления, теория игр, теория систем (математический эквивалент кибернетики), психология (особенно нейропсихология, бихевиоризм, познавательная психология) и философия.

Сфера кибернетики

Объектом кибернетики являются все управляемые системы. Системы, не поддающиеся управлению, в принципе, не являются объектами изучения кибернетики. Кибернетика вводит такие понятия, как кибернетический подход, кибернетическая система. Кибернетические системы рассматриваются абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры кибернетических систем — автоматические регуляторы в технике, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество. Каждая такая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею.

Кибернетика разрабатывает общие принципы создания систем управления и систем для автоматизации умственного труда. Основные технические средства для решения задач кибернетики — ЭВМ. Поэтому возникновение кибернетики как самостоятельной науки (Н. Винер, 1948) связано с созданием в 40-х гг. XX века этих машин, а развитие кибернетики в теоретических и практических аспектах — с прогрессом электронной вычислительной техники.

Кибернетика является междисциплинарной наукой. Она возникла на стыке математики, логики, семиотики, физиологии, биологии, социологии. Ей присущ анализ и выявление общих принципов и подходов в процессе научного познания. Наиболее весомыми теориями, объединяемыми кибернетикой, можно назвать следующие:

• Теория передачи сигналов
• Теория управления
• Теория автоматов
• Теория принятия решений
• Синергетика
• Теория алгоритмов
• Распознавание образов
• Теория оптимального управления

Кроме средств анализа, в кибернетике используются мощные инструменты для синтеза решений, предоставляемые аппаратами математического анализа, линейной алгебры, геометрии выпуклых множеств, теории вероятностей и математической статистики, а также более прикладными областями математики, такими как математическое программирование, эконометрика, информатика и прочие производные дисциплины.

Особенно велика роль кибернетики в психологии труда и таких ее отраслях, как инженерная психология и психология профессионально-технического образования. Кибернетика — наука об оптимальном управлении сложными динамическими системами, изучающая общие принципы управления и связи, лежащие в основе работы самых разнообразных по природе систем — от самонаводящих ракет-снарядов и быстродействующих вычислительных машин до сложного живого организма. Управление — это перевод управляемой системы из одного состояния в другое посредством целенаправленного воздействия управляющего. Оптимальное управление — это перевод системы в новое состояние с выполнением некоторого критерия оптимальности, например, минимизации затрат времени, труда, веществ или энергии. Сложная динамическая система — это любой реальный объект, элементы которого изучаются в такой высокой степени взаимосвязи и подвижности, что изменение одного элемента приводит к изменению других.

Направления

Кибернетика — более раннее, но всё ещё используемое общее обозначение для многих предметов. Эти предметы также простираются в области многих других наук, но объединены при исследовании управления системами.

Чистая кибернетика

Чистая кибернетика изучает системы управления как понятие, пытаясь обнаружить основные её принципы.

ASIMO использует датчики и интеллектуальные алгоритмы, чтобы избежать препятствий и перемещаться по лестнице

• Искусственный интеллект
• Кибернетика второго порядка
• Компьютерное зрение
• Системы управления
• Эмерджентность
• Обучающиеся организации
• Новая кибернетика
• Interactions of Actors Theory
• Теория общения

В биологии

Кибернетика в биологии — исследование кибернетических систем в биологических организмах, прежде всего сосредотачиваясь на том, как животные приспосабливаются к их окружающей среде, и как информация в форме генов передаются от поколения к поколению. Также имеется второе направление — киборги.

Термический снимок холоднокровноготарантула на теплокровной руке человека

• Биоинженерия
• Биологическая кибернетика
• Биоинформатика
• Бионика
• Медицинская кибернетика
• Нейрокибернетика
• Гомеостаз
• Синтетическая биология
• Системная биология

Теория сложных систем

Теория сложных систем анализирует природу сложных систем и причины, лежащие в основе их необычных свойств.

Способ моделирования сложной адаптивной системы

• Сложная адаптивная система
• Сложные системы
• Теория сложных систем

В компьютерной науке

Компьютерная наука напрямую применяет концепты кибернетики для управления устройствами и анализа информации.

• Робототехника
• Система поддержки принятия решений
• Клеточный автомат
• Симуляция

В инженерии

Кибернетика в инженерии используется, чтобы проанализировать отказы систем, в которых маленькие ошибки и недостатки могут привести к сбою всей системы.

Искусственное сердце, пример биомедицинской инженерии.

• Адаптивная система
• Инженерная кибернетика
• Эргономика
• Биомедицинская инженерия
• Нейрокомпьютинг
• Техническая кибернетика
• Системотехника

В экономике и управлении

• Кибернетическое управление
• Экономическая кибернетика
• Исследование операций
• Системотехника

В математике

• Динамическая система
• Теория информации
• Теория систем

В психологии

• Психологическая кибернетика

В социологии

• Меметика
• Социальная кибернетика

История

В древности термин «кибернетика» использовался Платоном в контексте «исследования самоуправления» в «Законах», для обозначения управления людьми.

Слово фр. «cybernétique» использовалось практически в современном значении в 1834 году французским физиком и систематизатором наук Андре Ампером (фр. André-Marie Ampère, 1775—1836), для обозначения науки управления в его системе классификации человеческого знания:

Андре Мари Ампер

«КИБЕРНЕТИКА. Отношения народа к народу, изучаемые <…> предшествующими науками, — лишь небольшая часть объектов, о которых должно печься правительство; его внимания также непрерывно требуют поддержание общественного порядка, исполнения законов, справедливое распределение налогов, отбор людей, которых оно должно назначать на должности, и всё, способствующее улучшению общественного состояния. Оно постоянно должно выбирать между различными мерами, наиболее пригодными для достижения цели; и лишь благодаря глубокому изучению и сравнению разных элементов, предоставляемых ему для этого выбора знанием всего, что имеет отношение к нации, оно способно управлять в соответствии со своим характером, обычаями, средствами существования процветания организацией и законами, которые могут служить общими правилами поведения и которыми оно руководствуется в каждом особом случае. Итак, только после всех наук, занимающихся этими различными объектами, надо поставить эту, о которой сейчас идёт речь и которую я называю кибернетикой, от слова др.-греч. κυβερνητιχη; это слово, принятое в начале в узком смысле для обозначения искусства кораблевождения, получило употребление у самих греков в несравненно более широком значении искусства управления вообще».^[5]

Джеймс Уатт

Первая искусственная автоматическая регулирующая система, водяные часы, была изобретена древнегреческим механиком Ктезибием. В его водяных часах вода вытекала из источника, такого как стабилизирующий бак, в бассейн, затем из бассейна — на механизмы часов. Устройство Ктезибия использовало конусовидный поток для контроля уровня воды в своём резервуаре и регулировки скорости потока воды соответственно, чтобы поддержать постоянный уровень воды в резервуаре, так, чтобы он не был ни переполнен, ни осушен. Это было первым искусственным действительно автоматическим саморегулирующимся устройством, которое не требовало никакого внешнего вмешательства между обратной связью и управляющими механизмами. Хотя они, естественно, не ссылались на это понятие как на науку кибернетику (они считали это областью инженерного дела), Ктезибий и другие мастера древности, такие как Герон Александрийский или китайский учёный Су Сун, считаются одними из первых, изучавших кибернетические принципы. Исследование механизмов в машинах с корректирующей обратной связью датируется ещё концом XVIII века, когда паровой двигатель Джеймса Уатта был оборудован управляющим устройством, центробежным регулятором обратной связи для того, чтобы управлять скоростью двигателя. А. Уоллес описал обратную связь как «необходимую для принципа эволюции» в его известной работе 1858 года. В 1868 году великий физик Дж. Максвелл опубликовал теоретическую статью по управляющим устройствам, одним из первых рассмотрел и усовершенствовал принципы саморегулирующихся устройств. Я. Икскюль применил механизм обратной связи в своей модели функционального цикла (нем. Funktionskreis) для объяснения поведения животных.

XX век

Современная кибернетика началась в 1940-х как междисциплинарная область исследования, объединяющая системы управления, теории электрических цепей, машиностроение, логическое моделирование, эволюционную биологию, неврологию. Системы электронного управления берут начало с работы инженера Bell Labs Гарольда Блэка в 1927 году по использованию отрицательной обратной связи, для управления усилителями. Идеи также имеют отношения к биологической работе Людвига фон Берталанфи в общей теории систем.

Ранние применения отрицательной обратной связи в электронных схемах включали управление артиллерийскими установками и радарными антеннами во время Второй мировой войны. Джей Форрестер, аспирант в Лаборатории Сервомеханизмов в Массачусетском технологическом институте, работавший во время Второй мировой войны с Гордоном С. Брауном над совершенствованием систем электронного управления для американского флота, позже применил эти идеи к общественным организациям, таким как корпорации и города как первоначальный организатор Школы индустриального управления Массачусетского технологического института в MIT Sloan School of Management (англ.). Также Форрестер известен как основатель системной динамики.

У. Деминг, гуру комплексного управления качеством, в чью честь Япония в 1950 году учредила свою главную индустриальную награду, в 1927 году был молодым специалистом в Bell Telephone Labs и, возможно, оказался тогда под влиянием работ в области сетевого анализа). Деминг сделал «понимающие системы» одним из четырёх столпов того, что он описал как глубокое знание в своей книге «Новая экономика».

Многочисленные работы появились в смежных областях. В 1935 году российский физиолог П. К. Анохин издал книгу, в которой было изучено понятие обратной связи («обратная афферентация»). Исследования продолжались, в особенности в области математического моделирования регулирующих процессов, и две ключевые статьи были опубликованы в 1943 году. Этими работами были «Поведение, цель и телеология» А.Розенблюта (англ.), Норберта Винера и Дж.Бигелоу (англ.) и работа «Логическое исчисление идей, относящихся к нервной активности» У. Мак-Каллока и У. Питтса (англ.).

Кибернетика как научная дисциплина была основана на работах Винера, Мак-Каллока и других, таких как У. Р. Эшби и У. Г. Уолтер (англ.).

Уолтер был одним из первых, кто построил автономные роботы в помощь исследованию поведения животных. Наряду с Великобританией и США, важным географическим местоположением ранней кибернетики была Франция.

Весной 1947 года Винер был приглашён на конгресс по гармоническому анализу, проведённому в Нанси, Франция. Мероприятие было организовано группой математиков Николя Бурбаки, где большую роль сыграл математик Ш. Мандельбройт.

Норберт Винер

Во время этого пребывания во Франции Винер получил предложение написать сочинение на тему объединения этой части прикладной математики, которая найдена в исследовании броуновского движения (т. н. винеровский процесс) и в теории телекоммуникаций. Следующим летом, уже в Соединённых Штатах, он использовал термин «кибернетика» как заглавие научной теории. Это название было призвано описать изучение «целенаправленных механизмов» и было популяризировано в книге «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине» (Hermann & Cie, Париж, 1948). В Великобритании вокруг этого в 1949 году образовался Ratio Club (англ.).

В начале 1940-х Джон фон Нейман, более известный работами по математике и информатике, внёс уникальное и необычное дополнение в мир кибернетики: понятие клеточного автомата и «универсального конструктора» (самовоспроизводящегося клеточного автомата). Результатом этих обманчиво простых мысленных экспериментов стало точное понятие самовоспроизведения, которое кибернетика приняла как основное понятие. Понятие, что те же самые свойства генетического воспроизводства относились к социальному миру, живым клеткам и даже компьютерным вирусам, является дальнейшим доказательством универсальности кибернетических исследований.

Винер популяризировал социальные значения кибернетики, проведя аналогии между автоматическими системами (такими как регулируемый паровой двигатель) и человеческими институтами в его бестселлере «Кибернетика и общество» (The Human Use of Human Beings: Cybernetics and Society Houghton-Mifflin, 1950).

Одним из главных центров исследований в те времена была Биологическая компьютерная лаборатория в Иллинойском университете, которой в течение почти 20 лет, начиная с 1958 года, руководил Х. Фёрстер.

Кибернетика в СССР

Основная статья: Кибернетика в СССР

Развитие кибернетики в СССР, было начато в 1940-х годах.

В «Философский словарь» 1954 года издания попала характеристика кибернетики как «реакционной лженауки»,

В 60-е и 70-е на кибернетику, как на техническую, так и на экономическую, уже стали делать большую ставку.

Упадок и возрождение

В течение последних 30 лет кибернетика прошла через взлёты и падения, становилась всё более значимой в области изучения искусственного интеллекта и биологических машинных интерфейсов (то есть киборгов), но, лишившись поддержки, потеряла ориентиры дальнейшего развития.

Франциско Варела

Стюарт А.Амплеби

В 1970-х новая кибернетика проявилась в различных областях, но особенно — в биологии. Некоторые биологи под влиянием кибернетических идей (Матурана и Варела, 1980; Варела, 1979; (Атлан (англ.), 1979), «осознали, что кибернетические метафоры программы, на которых базировалась молекулярная биология, представляли собой концепцию автономии, невозможную для живого существа. Следовательно, этим мыслителям пришлось изобрести новую кибернетику, более подходящую для организаций, которые человечество обнаруживает в природе — организаций, не изобретённых им самим»^[6]. Возможность того, что эта новая кибернетика применима к социальным формам организаций, остаётся предметом теоретических споров с 1980-х годов.

В экономике в рамках проекта Киберсин попытались ввести кибернетическую административно-командную экономику в Чили в начале 1970-х. Эксперимент был остановлен в результате путча 1973 года, оборудование было уничтожено.

В 1980-х новая кибернетика, в отличие от её предшественницы, интересуется «взаимодействием автономных политических фигур и подгрупп, а также практического и рефлексивного сознания предметов, создающих и воспроизводящих структуру политического сообщества. Основное мнение — рассмотрение рекурсивности, или самозависимости политических выступлений, как в отношении выражения политического сознания, так и путями, в которых системы создаются на основе самих себя»^[7].

Голландские учёные-социологи Гейер и Ван дер Зоувен (нидерл.) в 1978 году выделили ряд особенностей появляющейся новой кибернетики. «Одной из особенностей новой кибернетики является то, что она рассматривает информацию как построенную и восстановленную человеком, взаимодействующим с окружающей средой. Это обеспечивает эпистемологическое основание науки, если смотреть на это с точки зрения наблюдателя. Другая особенность новой кибернетики — её вклад в преодоление проблемы редукции (противоречий между макро- и микроанализом). Таким образом, это связывает индивидуума с обществом»^[8]. Гейер и Ван дер Зоувен также отметили, что «переход от классической кибернетики к новой кибернетике приводит к переходу от классических проблем к новым проблемам. Эти изменения в размышлении включают, среди других, изменения от акцента на управляемой системе к управляющей и фактору, который направляет управляющие решения. И новый акцент на коммуникации между несколькими системами, которые пытаются управлять друг другом»^[9] .

Последние усилия в изучении кибернетики, систем управления и поведения в условиях изменений, а также в таких смежных областях, как теория игр (анализ группового взаимодействия), системы обратной связи в эволюции и исследование метаматериалов (материалов со свойствами атомов, их составляющих, за пределами ньютоновых свойств), привели к возрождению интереса к этой всё более актуальной области^[10].

Известные ученые

• Ампер, Андре Мари (1775—1836)
• Вышнеградский, Иван Алексеевич (1831—1895)
• Норберт Винер (Norbert Wiener) (1894—1964)
• Уильям Эшби (Ashby) (1903—1972)
• Хайнц фон Фёрстер (1911—2002)
• Клод Шеннон (1916—2001)
• Грегори Бейтсон (1904—1980)
• Клаус, Георг (1912—1974)
• Ляпунов Алексей Андреевич (1911—1973)
• Глушков Виктор Михайлович (1923—1982)
• Бир Стаффорд (1926—2002)
• Берг, Аксель Иванович
• Кузин, Лев Тимофеевич (1928—1997)
• Поваров, Геллий Николаевич (1928—2004)
• Пупков, Константин Александрович (род. 1930)
• Тихонов, Андрей Николаевич (1906—1993)

См. также

• Информация
• Управление
• Кибернетический подход
• Винер, Норберт
• Бир, Энтони Стаффорд
• Платон

Литература

• Винер Н. Кибернетика. — М.: Советское радио, 1968.
• Винер Н. Некоторые моральные и технические последствия автоматизации.
• Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. — М.: Изд. иностр. лит., 1963. — 830 с.
• Эшби У. Р. Введение в кибернетику. — М.: Изд. иностр. лит., 1959. — 432 с.

• Пекелис В.Д. (сост.) Возможное и невозможное в кибернетике, Наука, 1964, 222 с.
• Пекелис В.Д. (сост.) Кибернетика ожидаемая и кибернетика неожиданная, Наука, 1968, 311 с.
• Пекелис В.Д. (сост.) Кибернетика. Итоги развития, Наука, 1979, 200 с.
• Пекелис В.Д. (сост.) Кибернетика. Современное состояние, Наука, 1980, 208 с.

• Марков А. А. Что такое кибернетика. — В кн.: Кибернетика, мышление, жизнь. — М.: Мысль, 1964
• Петрушенко Л. А. Самодвижение материи в свете кибернетики. — М.: Наука, 1971
• Кузин Л. Т. Основы кибернетики (в 2-х томах). — М.: Энергия, 1973
• В. М. Глушков, Н. М. Амосов и др. «Энциклопедия кибернетики». Киев. 1975 г.
• Герович В. А. Человеко-машинные метафоры в советской физиологии // Вопросы истории естествознания и техники. № 3, 2002. С. 472—506.
• Гринченко С. Н. История человечества с кибернетических позиций // История и Математика: Проблемы периодизации исторических макропроцессов. — М.: КомКнига, 2006. — С. 38—52.
• Грэхэм, Л. Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе. — М.: Политиздат, 1991. — 480 с.
• Клаус Г. Кибернетика и философия = Kybernetik in philosophischer Sicht / Перевод с немецкого И. С. Добронравова, А. П. Куприяна, Л. А. Лейтес; редактор В. Г. Виноградов; Послесловие Л.  Б. Баженова, Б. В. Бирюкова, А. Г. Спиркина. — М.: ИЛ, 1963.
• Основы кибернетики. Математические основы кибернетики / Под ред. профессора К. А. Пупкова. — М.: Высшая школа.
• Основы кибернетики. Теория кибернетических систем / Под ред. профессора К. А. Пупкова. — М.: Высш. школа, 1976. — 408 с. — (Учеб. пособие для вузов). — 25 000 экз.
• Поваров Г. Н. Ампер и кибернетика. — М.: Советское радио, 1977.
• Теслер Г. С. Новая кибернетика. — Киев: Логос, 2004. — 401 с.
• Кибернетика и информатика // Сборник научных трудов к 50-летию Секции кибернетики Дома ученых им. М. Горького РАН. — Санкт-Петербург, 2006. — 410 с.
• Игнатьев М. Б. Информационные технологии в микро-, нано- и оптоэлектронике. — изд. ГУАП, Санкт-Петербург, 2008. — 200 с.

Ссылки

• Наука организации жизнеспособных систем
• Уроки Стаффорда Бира // Компьютерра — № 36 — 2004
• «Principia Cybernetica Project» (PCP)  (англ.).

Организации

• The Cybernetics Society — Кибернетическое общество  (англ. )

Примечания

1. ↑ Словарь по кибернетике / Под редакцией академика В. С. Михалевича. — 2-е. — Киев: Главная редакция Украинской Советской Энциклопедии имени М. П. Бажана, 1989. — С. 259. — 751 с. — (С48). — 50 000 экз. — ISBN 5-88500-008-5
2. ↑ Norbert Wiener (1948), Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine, (Hermann & Cie Editeurs, Paris, The Technology Press, Cambridge, Mass., John Wiley & Sons Inc., New York, 1948)
3. ↑ Kelly, Kevin Out of control: the new biology of machines, social systems and the economic world. — Boston: Addison-Wesley, 1994. — ISBN 0-201-48340-8
4. ↑ Couffignal, Louis, «Essai d’une définition générale de la cybernétique», The First International Congress on Cybernetics, Namur, Belgium, June 26-29, 1956, Gauthier-Villars, Paris, 1958, pp. 46—54
5. ↑ Цитируется по сборнику «Кибернетика ожидаемая. Кибернетика неожиданная». — М.: Наука, 1968. — стр. 152.
6. ↑ Jean-Pierre Dupuy, «The autonomy of social reality: on the contribution of systems theory to the theory of society» in: Elias L. Khalil & Kenneth E. Boulding eds., Evolution, Order and Complexity, 1986.
7. ↑ Peter Harries-Jones (1988), «The Self-Organizing Polity: An Epistemological Analysis of Political Life by Laurent Dobuzinskis» in: Canadian Journal of Political Science (Revue canadienne de science politique), Vol. 21, No. 2 (Jun., 1988), pp. 431—433.
8. ↑ Kenneth D. Bailey (1994), Sociology and the New Systems Theory: Toward a Theoretical Synthesis, p.163.
9. ↑ Kenneth D. Bailey (1994), Sociology and the New Systems Theory: Toward a Theoretical Synthesis
10. ↑ Kevin Kelly (1994) «Out of control: The new biology of machines, social systems and the economic world» Addison-Wesley ISBN 0-201-48340-8

Что такое кибернетика, управление и сущность управления в кибернетике

Кибернетика (от греч. kybernan — управлять) — это наука, которая изучает устройство управления любой системы с использованием технологий.

Особенно кибернетику интересует сравнительное исследование систем автоматического управления, таких как: нервная система человека, мозг, либо механическая и электрическая система связи. Т. е. учёные наблюдают, как информация обрабатывается в машинах, и сравнивают с тем, как этот процесс проходит у человека (как информация поступает в мозг и в нервную систему).

Конечная цель кибернетики — понять функции систем и их процессы, чтобы суметь это контролировать.

Бионика — это раздел кибернетики, который изучает организм.

Понятие и сущность управления

Управление в кибернетике — это действие, которое стремится предоставить работоспособность объектам согласно с предопределённым условием. Физиологическая деятельность биологического организма предусматривает подобные нормы.

Сущность управления (вообще, не только в кибернетике) состоит в том, чтобы:

1. субъект управления делал то, что от него требует объект управления;
2. деятельность объекта по отношению к управляемому субъекту должна быть объективной и соответствовать законам его работы и развития.

Основные законы кибернетики

Законы и принципы в науке зачастую играют важную роль т. к. не только выражают её основные идеи, но и создают базу для решения задач.

Принцип селективного удержания

Неустойчивые конфигурации исключаются, а устойчивые сохраняются.

Принцип автокаталитического роста

Будет расти количество устойчивых конфигураций, которые содействуют появлению аналогичных им же конфигураций.

Принцип слепой вариации

На самом базовом уровне неизвестно какой из производимых вариантов будет выбран.

Принцип селективной вариации

Чем больше разновидность конфигураций в системе, тем больше вероятность, что хотя бы одна из них будет сохранена.

Закон необходимости разнообразия

В большем разнообразии действий, доступных системе управления, будет больше нарушений, которые она может компенсировать.

Принцип ассиметричного перехода (энтропия и энергия)

Может произойти переход от неустойчивой конфигурации к устойчивой, но наоборот нет.

Узнайте больше о Энтропии.

История кибернетики

Важной личностью в кибернетике является американский нейропсихолог Уоррен Мак-Каллок. В 1943 г. Мак-Каллок и математик Уолтер Питтс вместе опубликовали статью о логике и нервной системе, которая послужила началом этой науки.

Но история кибернетики началась в 1948 году, когда Норберт Винер опубликовал свою книгу под названием «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине». Сам Винер выбрал слово «кибернетика» вместе со своими коллегами.

Норберт Винер (1894 – 1964)

Другие фигуры, оставившие след в истории кибернетики — это математик Клод Шеннон и психиатр Уильям Эшби. Клод Шеннон внёс значительный вклад в теорию коммуникации, а Уильям Эшби по большей части повлиял на «контроль» с точки зрения «закона необходимости разнообразия» (один из законов кибернетики).

Другим немаловажным деятелем стал военный врач Штефан Одоблежа. Он написал статью Psychologie consonantiste, опубликованную в 1938 году, она и создала фундамент для кибернетики.

Смотрите также значение Киберпанка.

Дата обновления 21/03/2020.

---

---

Другие значения и понятия, которые могут вас заинтересовать

• Анархизм
• Право собственности
• Конфуцианство
• Социология
• Философия
• Плюрализм
• Стартап
• Экзистенциализм
• Агностицизм
• Этика

Что такое кибернетика? (с картинками)

`;

Наука

Факт проверен

Стефани Спайкелл

Дата последнего изменения: 20 декабря 2022 г.

Кибернетика является малоизученной и в основном философской междисциплинарной областью исследования. Он применялся к физическим и пространственным отношениям, социальной теории и компьютерным наукам, и это лишь некоторые из многих областей, которых он касается. Кибернетика определяется как изучение процессов управления и связи в механических, электронных и биологических системах. По сути, это изучение того, как сложные системы функционируют за счет использования информации, обратной связи и взаимодействия. На индивидуальном уровне, например, кибернетика рассматривает способ, которым человек может достичь своих целей, планируя и реагируя на все условия и стимулы, с которыми он или она сталкивается в окружающем мире, — другими словами, информацию и обратную связь в системе, в которой он или она живет.

Термин «кибернетика» происходит от греческого слова «правитель» или «рулевой» и использовался в Древней Греции, в том числе известным философом Платоном в отношении систем управления. Современное использование этого слова приписывается Норберту Винеру, американскому инженеру и математику 20-го века, который дал ему определение в 19 веке.40-х годов как наука о связи и управлении у животных и машин. Вскоре появилось и продолжает появляться множество других определений, поэтому кибернетика широко считается нечеткой теоретической концепцией. Некоторые эксперты считают кибернетику наукой об эффективной организации, а другие думают, что она фокусируется на форме и модели.

Кибернетическая теория состоит из четырех компонентов: разнообразие, замкнутость, процесс и наблюдение. Разнообразие включает в себя все возможные комбинации входных и выходных данных в данной системе — условия, которые могут возникнуть, и возможные результаты в зависимости от сделанного выбора. Цикличность относится к саморегулированию на основе обратной связи. Процесс — это просто то, как работает система. Наблюдение предполагает принятие решений в рамках системы.

Как междисциплинарная область кибернетика используется во многих областях науки, включая математику, биологию, инженерию и психологию. Его наиболее известным применением является информатика, в которой он использовался при разработке таких технологий, как искусственный интеллект, робототехника и моделирование. Хотя приставка «кибер» стала использоваться в отношении компьютеров или, чаще, Интернета, кибернетика имеет дело не только с механическими или электронными системами. Среди немеханических систем, к которым она применялась, относятся человеческий мозг, окружающая среда, общество и экономика — практически любая система, в которой обратная связь используется для внесения изменений в попытке достичь желаемого результата.

Вам также может понравиться

Рекомендуется

КАК ПОКАЗАНО НА:

определений кибернетики на протяжении века :: Кафедра кибернетики, UWB

Кибернетика — это наука, изучающая общие принципы управления и передачи информации в машинах и живых организмах. Основателем считается Норберт Винер, американский математик, опубликовавший книгу в 1948 под названием «Кибернетика: или управление и связь в животном и машине».

Кибернетика получила различное развитие в разных странах. На Западе она более или менее слилась с общей теорией систем, и ряд дисциплин, которые считались частью кибернетики, развивались как самостоятельные области — напр. информатики или нейронных сетей.

В странах «социалистического блока» кибернетика считалась «буржуазной лженаукой» по чисто идеологическим причинам. Его начали принимать только в середине 1950-е годы. После этого она превратилась в зонтичную дисциплину для многих областей, ставших независимыми в свободном мире. Даже информатика считалась частью кибернетики.

Ключевые принципы кибернетики

• Обратная связь: Принцип обратной связи был известен ранее в технике регулирования и использовался при разработке усилителей с обратной связью для целей техники связи. Однако основоположники кибернетики признавали это очень общим принципом. Особая заслуга кибернетики в том, что она получила широкую известность, позволив объяснить ряд явлений, происходящих в различных динамических системах.
• Информация: Постепенно возникла точная теория информации как раздел теории вероятностей. Информация обогатила наше физическое представление о мире тем, что представляет собой такую ​​же важную сущность, как материя или энергия. Информация, вероятно, является основным понятием, введенным кибернетикой. Обработка информации приобретает все большее значение, постепенно меняя характер нашей жизни.
• Модель: Систематическое изучение различных систем привело к знанию, что системы различной физической сущности могут проявлять очень похожее поведение, и что поведение одной системы можно изучать с помощью другой, более легко реализуемой системы, в совершенно другое время и космические условия. Стало очевидным, что многие механические, гидравлические, пневматические и т. д. системы формально описываются теми же дифференциальными уравнениями, что и электрические цепи. Это привело к созданию специальных электрических схем для аналоговых компьютеров. Однако очень скоро они были заменены символическими моделями на цифровых компьютерах.

Адаптировано из определения кибернетики в Википедии (на чешском языке), определение кибернетики в Википедии (на английском языке)

1996

Полная энциклопедия Дидро в четырех томах, Издательство ОП

Кибернетика — наука о системах управления процессами в живых и неживых объектах, организмах, машинах. Название происходит от греческого слова kybernetes, то есть рулевой. Кибернетика изучает проблемы построения систем управления и процессов в автоматах, компьютерах, живых организмах, а также социальных системах. Он создает единое представление о живых и неживых системах, поскольку охватывает знания из различных областей, например. биология, физиология, психиатрия, психология, логика, математика, машинная обработка данных, техника автоматизации и регулирования, теория управления.

1983

Док. доктор Люмир Климеш, CSc.: Словарь иностранных слов, Státní pedagogické nakladatelství Praha

Кибернетика — научная дисциплина, изучающая общие принципы управления и передачи информации в машинах и живых организмах.

1955

М. Розенталь, П. Юдин: Краткий философский словарь, SNPL

Кибернетика (от древнегреческого слова, означающего «управление») — реакционная лженаука, возникшая в США после Второй мировой войны и широко распространившаяся в других капиталистических странах; форма современного механицизма. Приверженцы кибернетики определяют ее как универсальную науку о связях и коммуникациях в технике, о живых организмах и общественной жизни, об «всеобщей организации» и управлении всеми процессами в природе и обществе. Таким образом, кибернетика рассматривает механические, биологические и социальные принципы и их взаимную взаимосвязь и тождественно. Как и всякая механистическая теория, кибернетика отрицает качественную специфику законов различных форм существования и развития материи и сводит их к законам механики. Кибернетика возникла на базе современного развития электроники, особенно новейших механизированных вычислительных машин, автоматики и телемеханики. В противоположность старому механицизму 17-18 веков кибернетика изучает психофизиологические и социальные явления не по аналогии с простейшими механизмами, а с электронными машинами и приборами, приравнивая работу мозга к работе вычислительной машины, а общественную жизнь к системе электродов и радиосвязь. По своей сути кибернетика идет вразрез с материалистической диалектикой, с современной научной физиологией, основанной И.П. Павлова, а также против марксистской научной концепции законов общественной жизни. Эта механистическая метафизическая лженаука великолепно уживается с идеализмом в философии, психологии и социологии.

Кибернетика ярко выражает одну из основных черт буржуазного мировоззрения, его антигуманный характер и стремление превратить рабочих в части машин, в орудия труда и орудие войны. В то же время для кибернетики характерен империалистический утопизм, согласно которому живой мыслящий человек, борющийся за свои интересы, должен быть заменен машиной как в производстве, так и на войне. Зачинщики новой мировой войны используют кибернетику в своих грязных практических интересах. Под покровом пропаганды исследователи империалистических стран занимаются подготовкой новых средств массового истребления людей — электронного, телемеханического и автоматического оружия, конструкция и производство которых превратились в огромную отрасль военной промышленности капиталистических стран. Таким образом, кибернетика является не только идеологическим оружием империалистической реакции, но и средством осуществления их агрессивных военных планов.

1948

Норберт Винер: Кибернетика или управление и связь в животном и машине

Мы решили назвать целую область теории регуляции и коммуникации как в машинах, так и в живых организмах именем кибернетика .

1908

Оттув научный словарь: энциклопедия государственных новостей, Дил 24, Прага

Набор или система (от греческого и латинского) — это конфигурация конгениального знания по отношению к научному целому, разнообразная множественность которого представлена ​​в таком обзоре и единстве, что можно увидеть, как они выводятся из одного общего принципа.