Кибернетика - наука управления живым и неживым
Кибернетика - это наука об общих закономерностях получения, хранения и передачи информации в сложных управляющих системах, будь то живые организмы, общество или машины.
Термин "кибернетика" придумал американский ученый Норберт Винер в 1948 году. Он произошёл от греческого слова "kybernetes", что означает "рулевой" или "управляющий".
Винер понял, что между живыми существами, обществом и машинами есть общая взаимосвязь. Все они получают из окружающей среды различную информацию, которая позволяет им реагировать на изменения и управлять своим поведением.
Например, если мы идём и видим препятствие, то получаем зрительную информацию об этом. Наш мозг обрабатывает это и подаёт сигнал телу - нужно повернуть в сторону, чтобы обойти препятствие. Таким образом, информация помогает нам управлять движением.
Точно также в машинах есть датчики, которые передают информацию о работе механизмов, а управляющее устройство корректирует их работу. В обществе тоже происходит постоянный информационный обмен, позволяющий людям взаимодействовать.
Изучение этих универсальных принципов информационного управления в разных системах и стало основной задачей новой науки кибернетики.
Компьютеры, радары и мозг: что послужило началом кибернетики
К середине 20 века развитие науки и техники привело к появлению предпосылок для возникновения кибернетики. Важную роль сыграли следующие достижения:
- Создание электронных вычислительных машин. В 40-х годах в США и Европе были сконструированы первые компьютеры на электронных лампах - ЭНИАК, Марк-1 и другие. Они могли выполнять сложные математические расчеты для военных и научных целей. Это показало возможность автоматической обработки информации.
- Достижения в области радиолокации и радиосвязи. Использование радиоволн для обнаружения объектов и передачи информации на расстоянии стало важным примером получения и использования информации для управления.
- Развитие теории информации Клодом Шенноном. Он ввел понятие количества информации и предложил математическую теорию для измерения и передачи информационных сигналов по каналам связи.
- Исследования нервной системы и мозга. Нейрофизиология изучала процессы передачи информации в нервных клетках живых организмов, что было важно для кибернетики.
- Изобретение сервомеханизмов - автоматических регуляторов для управления движением машин. Они стали прообразом кибернетических систем управления.
Благодаря этим достижениям к середине 20 века сложились технические и научные предпосылки для возникновения кибернетики как комплексной науки об управлении в технических, биологических и социальных системах.
Математик, который хотел научить пушки стрелять точнее и открыл кибернетику
Американский математик Норберт Винер внес огромный вклад в становление кибернетики как научного направления.
Во время Второй мировой войны он работал в Массачусетском технологическом институте над проблемой управления зенитным огнём для поражения быстродвижущихся самолетов. Требовалось создать автоматизированную систему, которая бы рассчитывала траекторию полёта самолёта и выдавала команды орудиям для упреждающей стрельбы.
Работая над математическими методами для такой системы, Винер пришёл к идее, что это управление информационными потоками аналогично тому, как нервная система контролирует организм. Так зародилось понимание общих принципов управления в живой и неживой природе.
Винер ввёл термин "кибернетика" в 1948 году в своей книге "Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине". Он основал эту науку на междисциплинарной основе, объединив достижения информатики, биологии, физики, математики и других областей знаний.
Благодаря работам Винера кибернетика оформилась в самостоятельное научное направление, которое дало толчок развитию компьютерных и информационных технологий, а впоследствии - исследований в области искусственного интеллекта.
Как кибернетика учит машины и живые существа управлять собой
Кибернетика опирается на простые идеи, которые позволяют системам контролировать самих себя. Например, обратная связь - когда система получает данные о том, что происходит, и меняет свои действия. Похоже на то, как мы исправляем ошибки. Ещё системы могут сами регулировать свою работу и приспосабливаться к окружающей среде. Так устроен термостат - он поддерживает заданную температуру, включая или выключая обогрев. А человек, если становится холодно, наденет куртку, чтобы согреться. Кибернетика изучает такие общие механизмы саморегуляции.
Кибернетика объединила разные науки, чтобы изучать управление
Чтобы понять, как устроены системы управления, кибернетике пришлось использовать знания из разных областей:
- Математика помогла описать передачу информации формулами.
- Инженеры научили машины автоматически управлять собой.
- Биология изучала, как живые организмы передают информацию.
- Психология исследовала, как люди принимают решения. Такое объединение наук позволило кибернетике решать важные задачи управления.
Как мечта о мыслящих машинах воплотилась благодаря кибернетике
Кибернетика дала толчок прогрессу в области компьютеров и искусственного интеллекта.
Она показала, как можно использовать машины для обработки информации и управления сложными процессами. Это привело к созданию более совершенных компьютеров, которые могут решать разные задачи.
Кибернетика также вдохновила ученых на исследования в области искусственного интеллекта. Они захотели создать машины, которые могут мыслить как люди. Для этого нужно было изучить принципы обработки информации в мозге и научить компьютеры рассуждать.
Идеи кибернетики о системах управления и обратной связи пригодились для создания интеллектуальных компьютерных программ. Так зародилась наука информатика, которая объединила кибернетику с разработкой компьютеров и программ.
В целом кибернетика сыграла очень важную роль в появлении современных компьютеров, интернета и исследований в области искусственного интеллекта. Она задала направление этим технологиям.
Кибернетика выходит из лабораторий и запускает конвейеры
Кибернетика нашла применение в создании автоматических систем управления техническими устройствами и производственными процессами.
Её принципы используются при разработке систем управления движением в робототехнике. Роботы могут передвигаться, захватывать и перемещать объекты по заданной программе.
Кибернетика помогает создавать "умные" системы, которые регулируют работу машин и всего производства. Например, станки с ЧПУ, где компьютер управляет всеми действиями.
Промышленные роботы тоже используют кибернетические принципы, чтобы выполнять сборку и сварку деталей на конвейере.
Так кибернетика нашла применение в автоматизации производства и создании роботов-манипуляторов.
Интересный факт: первый промышленный робот Unimate появился в 1961 году.
Итог: как кибернетика изменила мир технологий
Таким образом, кибернетика, зародившись в 40-х годах на стыке разных наук, стала по-настоящему революционным научным направлением.
Благодаря работам математика Норберта Винера, кибернетика сформулировала общие принципы получения, обработки и использования информации для управления в технических и биологических системах.
Кибернетика сыграла ключевую роль в создании первых компьютеров, развитии информатики, исследованиях искусственного интеллекта. Она легла в основу автоматизации производства, робототехники, современных компьютерных и информационных технологий.
Наука, зародившаяся на военных разработках, помогла прогрессу во многих мирных областях. Идеи и принципы кибернетики актуальны и сегодня, помогая создавать сложные автоматизированные системы управления и развивать искусственный интеллект.
Канал автора: https://t.me/lamptrans
