4 stundas ago
Kibernētika kā patstāvīga zinātnes nozare izveidojās 20. gadsimta 40. gados. Tā dzima meklējumos pēc vienotas valodas, kas spētu aprakstīt vadības un komunikācijas procesus gan tehniskās iekārtās, gan dzīvos organismos, gan sabiedrībā.
Lielākais dzinulis kibernētikas izveidei bija Otrais pasaules karš, kad zinātniekiem vajadzēja risināt praktiskas problēmas — piemēram, kā izstrādāt automātiskas pretraķešu un lidmašīnu tēmēšanas sistēmas, kas spēj paredzēt mērķa kustību.
1. Pirmie pētnieki un pionieri
Kibernētiku radīja starpdisciplināra zinātnieku komanda — matemātiķi, fiziologi, inženieri un sociologi:
Norberts Vīners (Norbert Wiener) — Kibernētikas tēvs
Agrīnā kibernētika atnesa vairākas revolucionāras idejas, kas pilnībā mainīja to, kā zinātne skatās uz sistēmām:
1. Atgriezeniskā saite (Feedback)
Lielākais kibernētikas atklājums bija tas, ka atgriezeniskā saite nav tikai inženierijas paņēmiens, bet universāls dabas princips:
Pirms kibernētikas tika uzskatīts, ka "mērķis" ir tikai cilvēka apziņas jēdziens. Kibernētiķi pierādīja, ka arī mašīnas var darboties mērķtiecīgi, ja tām ir atgriezeniskā saite (piemēram, pašgājēja raķete, kas nepārtraukti koriģē virzienu, lai trāpītu mērķim).
3. Informācija kā fiziska kategorija
Kibernētika pasludināja, ka pasaule sastāv ne tikai no matērijas un enerģijas, bet arī no informācijas. Informācija tika definēta kā nenoteiktības samazināšana (entropijas pretstats — negentropija).
4. Melnā kaste (Black Box)
Paņēmiens, kurā sarežģīta sistēma netiek izjaukta pa detaļām, bet tiek pētīta, novērojot sakarību starp ieejas signāliem (input) un izejas reakciju (output).
Pagrieziena punkts: Meisija konferences (1946–1953)
Kibernētikas "dzimšanas vieta" bija tā sauktās Meisija konferences (Macy Conferences) Ņujorkā. Tās bija 10 starpdisciplināras tikšanās, kurās pulcējās matemātiķi, inženieri, fiziologi, antropologi (piemēram, Mārgarita Mīda un Gregorijs Beitsons) un psihologi.
Šajās konferencēs tika noārdītas robežas starp humanitārajām un eksaktajām zinātnēm, radot pamatu mūsdienu datordizainam, mākslīgajam intelektam un kognitīvajām zinātnēm.
Agrīnā kibernētika Eiropā attīstījās 20. gadsimta 40. un 50. gados paralēli procesiem ASV, taču ar izteiktām reģionālajām iezīmēm.
Kamēr ASV vairāk fokusējās uz informācijas teoriju, matemātiku un militārajām skaitļošanas tehnoloģijām, Eiropā agrīnā kibernētika spēcīgi iedvesmojās no bioloģijas, neiroloģijas un autonomo sistēmu uzvedības, kā arī nonāca ciešā mijiedarbībā ar filozofiju un valsts plānošanu.
1. Lielbritānija: "Ratio Club" un bioloģiskā kibernētika
Lielbritānija bija Eiropas kibernētikas epicentrs. 1949. gadā Londonā tika izveidots "Ratio Club" — neformāls jauniešu zinātnieku klubs (fiziologi, inženieri, psihiatri), kuru vidū bija arī Alans Tjūrings. Kluba mērķis bija izprast, kā smadzenes un bioloģiskie organismi apstrādā informāciju.
Viljams Ross Ešbijs (W. Ross Ashby)
Psihiatrs un kibernētiķis Ešbijs izstrādāja Homeostatu (1948) — četru savienotu elektrisko bloku iekārtu, kas spēja patstāvīgi atrast līdzsvara stāvokli pēc jebkādiem ārējiem traucējumiem. Tas pierādīja, ka iekārta spēj pielāgoties videi bez cilvēka tiešas iejaukšanās.
Viljams Grejs Volters (W. Grey Walter)
Neirofiziologs Volters radīja pirmos autonoma robotu piemērus pasaulē — elektriskos "bruņurupučus" (Elmer un Elsie, 1948–1949). Šiem robotiem nebija datora vai programmatūras — tie darbojās, izmantojot tikai vienkāršas analogās atgriezeniskās saites shēmas. Roboti patstāvīgi meklēja gaismu, izvairījās no šķēršļiem un, kad baterija bija gandrīz tukša, paši devās uz uzlādes staciju.
2. Francija: Filozofija un skaitļošanas mašīnas
Francijā kibernētikas attīstība noritēja divos virzienos:
Kibernētikas liktenis PSRS un Austrumeiropā bija ļoti dramatisks un izgāja cauri diviem posmiem:
I. Aizlieguma posms (1950–1953)
Staļiniskajā PSRS kibernētiku sākotnēji pasludināja par "buržuāzisku pseidozinātni" un "kapitālisma ideoloģisko ieroci". Presē to kritizēja par mēģinājumu "mašīnizēt cilvēkus" un aizstāt strādniekus ar robotiem.
II. Reabilitācija un uzplaukums (1954–1960. gadi)
Pēc Staļina nāves 1954.–1955. gadā tādi zinātnieki kā Aleksejs Ļapunovs, Anatolijs Kitovs un Aksels Bergs pārliecināja valsts vadību, ka bez kibernētikas nav iespējama mūsdienīga raķešu būve, atombumbas izstrāde un valsts plānveida ekonomika.
Joma
Eiropa
ASVGalvenais fokuss
Bioloģija, autonomie roboti, smadzeņu darbība, valsts līmeņa sistēmas
Informācijas teorija, ciparu datori, militārā automatizācija
Pieeja
Analogie modeļi, neiroloģija, starpdisciplināra filozofija
Matemātiskā loģika, digitalizācija, datortīkli
Izcilākie piemēri
Ratio Club roboti, Homeostats, OGAS datortīkls
Šenona informācijas teorija, ENIAC, Meisija konferences
Lielākais dzinulis kibernētikas izveidei bija Otrais pasaules karš, kad zinātniekiem vajadzēja risināt praktiskas problēmas — piemēram, kā izstrādāt automātiskas pretraķešu un lidmašīnu tēmēšanas sistēmas, kas spēj paredzēt mērķa kustību.
1. Pirmie pētnieki un pionieri
Kibernētiku radīja starpdisciplināra zinātnieku komanda — matemātiķi, fiziologi, inženieri un sociologi:
Norberts Vīners (Norbert Wiener) — Kibernētikas tēvs
- Kas viņš bija: Amerikāņu matemātiķis.
- Ieguldījums: 1948. gadā izdeva grāmatu "Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine", kas deva nozarei nosaukumu un noformulēja tās teorētiskos pamatus. Vīners parādīja, kā matemātiski aprakstīt informācijas plūsmu un atgriezenisko saiti.
- Kas viņš bija: Meksikāņu fiziologs.
- Ieguldījums: Strādājot kopā ar Vīneru, viņš ienesa bioloģisko un neirofizioloģisko skatījumu. 1943. gada kopīgais raksts "Behavior, Purpose and Teleology" tiek uzskatīts par pirmo kibernētikas manifestu.
- Kas viņi bija: Neirofiziologs un matemātiķis.
- Ieguldījums: 1943. gadā radīja pirmo matemātisko neirona modeli (McCulloch-Pitts neuron). Viņi pierādīja, ka bioloģisko neironu tīklu darbību var aprakstīt ar matemātiskās loģikas slēgumiem, kas kļuva par pamatu mākslīgajiem neironu tīkliem.
- Kas viņš bija: Inženieris un matemātiķis.
- Ieguldījums: Informācijas teorijas pamatlicējs. 1948. gadā definēja informāciju kā matemātisku lielumu (ieviesa bitu jēdzienu) un izstrādāja datu pārraides un trokšņu modeļus.
- Kas viņš bija: Britu psihiatrs un kibernētiķis.
- Ieguldījums: Izstrādāja Homeostatu (iekārtu, kas pati spēj atjaunot līdzsvaru pēc traucējumiem) un noformulēja Ešbija nepieciešamās daudzveidības likumu (Law of Requisite Variety): lai savaldītu sistēmu, vadības elementam jābūt vismaz tikpat daudzveidīgam kā pašai sistēmai.
Agrīnā kibernētika atnesa vairākas revolucionāras idejas, kas pilnībā mainīja to, kā zinātne skatās uz sistēmām:
1. Atgriezeniskā saite (Feedback)
Lielākais kibernētikas atklājums bija tas, ka atgriezeniskā saite nav tikai inženierijas paņēmiens, bet universāls dabas princips:
- Negatīvā atgriezeniskā saite: Slāpē novirzes un uztur stabilitāti (piemēram, cilvēka ķermeņa svīšana karstumā vai termostats).
- Pozitīvā atgriezeniskā saite: Pastiprina izmaiņas, kas ved pie izaugsmes vai sistēmas sabrukuma.
Pirms kibernētikas tika uzskatīts, ka "mērķis" ir tikai cilvēka apziņas jēdziens. Kibernētiķi pierādīja, ka arī mašīnas var darboties mērķtiecīgi, ja tām ir atgriezeniskā saite (piemēram, pašgājēja raķete, kas nepārtraukti koriģē virzienu, lai trāpītu mērķim).
3. Informācija kā fiziska kategorija
Kibernētika pasludināja, ka pasaule sastāv ne tikai no matērijas un enerģijas, bet arī no informācijas. Informācija tika definēta kā nenoteiktības samazināšana (entropijas pretstats — negentropija).
4. Melnā kaste (Black Box)
Paņēmiens, kurā sarežģīta sistēma netiek izjaukta pa detaļām, bet tiek pētīta, novērojot sakarību starp ieejas signāliem (input) un izejas reakciju (output).
Pagrieziena punkts: Meisija konferences (1946–1953)
Kibernētikas "dzimšanas vieta" bija tā sauktās Meisija konferences (Macy Conferences) Ņujorkā. Tās bija 10 starpdisciplināras tikšanās, kurās pulcējās matemātiķi, inženieri, fiziologi, antropologi (piemēram, Mārgarita Mīda un Gregorijs Beitsons) un psihologi.
Šajās konferencēs tika noārdītas robežas starp humanitārajām un eksaktajām zinātnēm, radot pamatu mūsdienu datordizainam, mākslīgajam intelektam un kognitīvajām zinātnēm.
Agrīnā kibernētika Eiropā attīstījās 20. gadsimta 40. un 50. gados paralēli procesiem ASV, taču ar izteiktām reģionālajām iezīmēm.
Kamēr ASV vairāk fokusējās uz informācijas teoriju, matemātiku un militārajām skaitļošanas tehnoloģijām, Eiropā agrīnā kibernētika spēcīgi iedvesmojās no bioloģijas, neiroloģijas un autonomo sistēmu uzvedības, kā arī nonāca ciešā mijiedarbībā ar filozofiju un valsts plānošanu.
1. Lielbritānija: "Ratio Club" un bioloģiskā kibernētika
Lielbritānija bija Eiropas kibernētikas epicentrs. 1949. gadā Londonā tika izveidots "Ratio Club" — neformāls jauniešu zinātnieku klubs (fiziologi, inženieri, psihiatri), kuru vidū bija arī Alans Tjūrings. Kluba mērķis bija izprast, kā smadzenes un bioloģiskie organismi apstrādā informāciju.
Viljams Ross Ešbijs (W. Ross Ashby)
Psihiatrs un kibernētiķis Ešbijs izstrādāja Homeostatu (1948) — četru savienotu elektrisko bloku iekārtu, kas spēja patstāvīgi atrast līdzsvara stāvokli pēc jebkādiem ārējiem traucējumiem. Tas pierādīja, ka iekārta spēj pielāgoties videi bez cilvēka tiešas iejaukšanās.
Viljams Grejs Volters (W. Grey Walter)
Neirofiziologs Volters radīja pirmos autonoma robotu piemērus pasaulē — elektriskos "bruņurupučus" (Elmer un Elsie, 1948–1949). Šiem robotiem nebija datora vai programmatūras — tie darbojās, izmantojot tikai vienkāršas analogās atgriezeniskās saites shēmas. Roboti patstāvīgi meklēja gaismu, izvairījās no šķēršļiem un, kad baterija bija gandrīz tukša, paši devās uz uzlādes staciju.
2. Francija: Filozofija un skaitļošanas mašīnas
Francijā kibernētikas attīstība noritēja divos virzienos:
- Luijs Kufinjāls (Louis Couffignal): Pasaules kara laikā un pēckara gados izstrādāja pirmās franču skaitļošanas mašīnas un definēja kibernētiku kā "mākslu nodrošināt darbības efektivitāti".
- Filozofiskā ietekme: Francijā kibernētika ātri pārsniedza inženierijas robežas. Tā spēcīgi ietekmēja franču struktūrālismu, psihoanalīzi (Žaks Lakāns izmantoja kibernētikas un atgriezeniskās saites modeļus humanitārajās zinātnēs) un tehnoloģiju filozofiju (Žilbērs Simondons).
Kibernētikas liktenis PSRS un Austrumeiropā bija ļoti dramatisks un izgāja cauri diviem posmiem:
I. Aizlieguma posms (1950–1953)
Staļiniskajā PSRS kibernētiku sākotnēji pasludināja par "buržuāzisku pseidozinātni" un "kapitālisma ideoloģisko ieroci". Presē to kritizēja par mēģinājumu "mašīnizēt cilvēkus" un aizstāt strādniekus ar robotiem.
II. Reabilitācija un uzplaukums (1954–1960. gadi)
Pēc Staļina nāves 1954.–1955. gadā tādi zinātnieki kā Aleksejs Ļapunovs, Anatolijs Kitovs un Aksels Bergs pārliecināja valsts vadību, ka bez kibernētikas nav iespējama mūsdienīga raķešu būve, atombumbas izstrāde un valsts plānveida ekonomika.
- Viktors Gluškovs un Kijivas skola: Izstrādāja OGAS (ОГАС) projektu — vērienīgu mēģinājumu apvienot visu PSRS ekonomiku vienotā reāllaika datortīklā (agrīns padomju valsts datortīkla koncepts).
- Mihails Cetlins (Maskava): Kā minēts iepriekš, izstrādāja automātu uzvedības teoriju gadījuma vidē un bioelektriskās protēzes.
- Staņislavs Lems (Polija): Savā 1957. gada traktātā "Dialogi" un filozofiskajos darbos padziļināti analizēja kibernētikas ietekmi uz sabiedrību, mākslīgo intelektu un apziņu.
Joma
Eiropa
ASVGalvenais fokuss
Bioloģija, autonomie roboti, smadzeņu darbība, valsts līmeņa sistēmas
Informācijas teorija, ciparu datori, militārā automatizācija
Pieeja
Analogie modeļi, neiroloģija, starpdisciplināra filozofija
Matemātiskā loģika, digitalizācija, datortīkli
Izcilākie piemēri
Ratio Club roboti, Homeostats, OGAS datortīkls
Šenona informācijas teorija, ENIAC, Meisija konferences
"Kā cilvēks, kam trūkst pašcieņas, nav dīdzējs, bet nīcējs, tā arī tauta, kurai nav pašapziņas." K.Mīlenbahs