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DÉCOUVERTES SCIENTIFIQUES LES PLUS IMPORTANTES
Cybernétique. Histoire et essence de la découverte scientifique
Annuaire / Les découvertes scientifiques les plus importantes "Vienne est appelé à juste titre le père de la cybernétique, écrit V.D. Pékélis. - Son livre "Cybernétique" est paru en 1948 et a choqué beaucoup avec des conclusions inattendues, a eu un impact stupéfiant sur l'opinion publique. Son apparence peut être assimilée à une explosion préparée progressivement. Dans l'histoire de la cybernétique, comme dans toute autre science, il y a deux périodes : l'accumulation de matière et sa transformation en une nouvelle science... Citons ici les travaux de l'ingénieur A. Stodola consacrés à la théorie de la régulation , publié à la fin du siècle dernier dans une des revues suisses. Ils ont considéré le principe du contrôle par rétroaction. La particularité de l'histoire de l'informatique est significative en ce que les premières machines à calculer ont immédiatement ouvert à l'homme la possibilité de mécaniser le travail mental. Ici, vous ne pouvez pas ignorer "l'étude mathématique de la logique" de George Boole. Elle marqua le début du développement de l'algèbre de la logique, aujourd'hui largement utilisée en cybernétique. Lorsqu'une nouvelle section est apparue dans la théorie des probabilités - la théorie de l'information, l'universalité de la nouvelle théorie, bien que pas immédiatement, est devenue claire pour tout le monde. Par exemple, une correspondance a été trouvée entre la quantité d'informations et la mesure de la transition de diverses formes d'énergie en énergie thermique - l'entropie. Cela a été souligné pour la première fois en 1929 par le célèbre physicien L. Szilard. Par la suite, la théorie de l'information est devenue l'un des fondements importants de la cybernétique. Au 30e siècle, des réalisations sont également perceptibles dans la physiologie de l'activité nerveuse supérieure. Surtout dans l'étude des processus d'apprentissage des animaux. Dans les années XNUMX de notre siècle, la théorie de l'activité physiologique de Berkstein est devenue un phénomène, et même plus tard le principe du système fonctionnel d'Anokhin. Parallèlement au progrès, il y a aussi une convergence des moyens techniques utilisés tant en physiologie qu'en automatisation. Ce rapprochement s'accompagne d'un échange mutuel de principes de construction de schémas blocs, d'idées de modélisation, de méthodes d'analyse et de synthèse de systèmes. Une tendance similaire a été l'une des premières à attraper le philosophe russe Alexandre Alexandrovitch Bogdanov. « Mon point de départ », écrit le scientifique, « est que les relations structurelles peuvent être généralisées à une pureté formelle de schémas comme dans les mathématiques et les relations de grandeurs, et sur cette base, les problèmes d'organisation peuvent être résolus de manière similaire aux mathématiques. ” Ainsi, Bogdanov a anticipé l'émergence d'une théorie générale des systèmes - l'un des concepts clés de la cybernétique. Le scientifique russe a pu justifier le principe de rétroaction, l'appelant "un mécanisme de double régulation mutuelle". Plus tard, en 1936, le mathématicien anglais A. Turing a publié un article décrivant un ordinateur abstrait. Certaines dispositions de son ouvrage anticipaient à bien des égards divers problèmes de la cybernétique. Cependant, le mot décisif dans la naissance d'une nouvelle science a été dit par le grand mathématicien américain Wiener. Norbert Wiener (1894-1964) est né à Columbia, Missouri. Il a appris à lire à l'âge de quatre ans, et à six ans il lisait déjà Darwin et Dante. À l'âge de neuf ans, il est entré dans une école secondaire, où les enfants ont commencé à étudier à partir de 15-16 ans, après avoir terminé une école de huit ans. Il a obtenu son diplôme d'études secondaires à l'âge de onze ans. Immédiatement, le garçon est entré dans un établissement d'enseignement supérieur, Taft College. Après avoir obtenu son diplôme, à l'âge de 14 ans, il a obtenu un baccalauréat ès arts. Puis il a étudié aux universités de Harvard et de Cornell, à l'âge de 17 ans, il est devenu maître ès arts à Harvard, à 18 ans - docteur en philosophie avec un diplôme en logique mathématique. L'Université de Harvard a accordé à Wiener une bourse pour étudier dans les universités de Cambridge (Angleterre) et de Göttingen (Allemagne). Avant la Première Guerre mondiale, au printemps 1914, Wiener s'installe à Göttingen, où il étudie à l'université avec E. Landau et le grand D. Gilbert. Au début de la guerre, Wiener est retourné aux États-Unis, a passé un an à Cambridge, mais dans les conditions qui prévalaient, il n'a pas pu obtenir de résultats scientifiques. À l'Université de Columbia, il a commencé à étudier la topologie, mais il n'a pas terminé ce qu'il avait commencé. Au cours de l'année universitaire 1915-1916, Wiener a enseigné les mathématiques à l'Université de Harvard en tant qu'assistant. Pour l'année universitaire suivante, Viner a travaillé comme employé à l'Université du Maine. Après l'entrée en guerre des États-Unis, il a travaillé à l'usine General Electric, d'où il a déménagé au bureau de rédaction de l'Encyclopédie américaine à Albany. Puis Norbert a participé pendant un certain temps à la compilation de tables de tir d'artillerie au champ de tir, où il a même été enrôlé dans l'armée, mais a rapidement été renvoyé en raison de la myopie. Puis il s'est débrouillé avec des articles dans les journaux, a écrit deux articles sur l'algèbre, après la publication desquels il a reçu une recommandation du professeur de mathématiques V.F. Osgood et en 1919 rejoint le département de mathématiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ainsi commença son service dans cet institut, qui dura toute sa vie. Ici, Wiener s'est familiarisé avec le contenu de la mécanique statistique W. Gibbs. Il réussit à relier ses principales dispositions à l'intégration de Lebesgue dans l'étude du mouvement brownien et écrivit plusieurs articles. La même approche s'est avérée possible pour établir l'essence de l'effet de tir en relation avec le passage du courant électrique à travers des fils ou à travers des tubes électroniques. De retour aux États-Unis, Wiener est intensément engagé dans la science. En 1920-1925, il résout des problèmes physiques et techniques à l'aide des mathématiques abstraites et trouve de nouveaux modèles dans la théorie du mouvement brownien, la théorie du potentiel et l'analyse harmonique. En 1922, 1924 et 1925, Wiener visita l'Europe avec des amis et des parents de la famille. En 1925, il fait une présentation à Göttingen de ses travaux sur l'analyse harmonique généralisée, qui intéressent Hilbert, Courant et Born. Par la suite, Wiener s'est rendu compte que ses résultats étaient dans une certaine mesure liés à la théorie quantique qui se développait à cette époque. Au même moment, Wiener rencontra l'un des concepteurs d'ordinateurs - W. Bush, et exprima l'idée qui lui vint une fois à l'esprit d'un nouvel analyseur d'harmoniques. Bush l'a fait. La promotion de Wiener a été lente. Il a essayé d'obtenir un travail décent dans d'autres pays, mais il n'a pas réussi. Cependant, le moment est venu, enfin, et la chance. Lors d'une réunion de l'American Mathematical Society, Wiener a rencontré Ya.D. Tamarkin, une connaissance de Göttingen qui a toujours fait l'éloge de son travail. Le même soutien lui a été fourni par Hardy, qui s'est rendu à plusieurs reprises aux États-Unis. Et cela a influencé la position de Wiener : grâce à Tamarkin et Hardy, il est devenu célèbre en Amérique. Le travail conjoint de Wiener avec E. Hopf, qui est venu d'Allemagne à l'Université de Harvard, s'est avéré particulièrement important - en conséquence, "l'équation de Wiener-Hopf" a été incluse dans la science, qui décrit l'équilibre de rayonnement des étoiles, comme ainsi qu'à d'autres problèmes qui traitent de deux régimes différents séparés par une frontière. En 1929, la revue suédoise Akta Mathematica et les American Annals of Mathematics ont publié deux grands articles finaux de Wiener sur l'analyse harmonique généralisée. Depuis 1932, Wiener est professeur au MIT. À Harvard, il rencontre le physiologiste A. Rosenbluth et commence à assister à son séminaire méthodologique, qui réunit des représentants de diverses sciences. Ce séminaire a joué un rôle important dans la formation des idées de Wiener sur la cybernétique. Après le départ de Rosenbluth pour Mexico, des séminaires ont eu lieu tantôt à Mexico, tantôt au MIT. En 1934, Wiener reçoit une invitation de l'Université Tsinghua (à Pékin) pour donner un cours de mathématiques et de génie électrique. Il considérait l'année de sa visite en Chine comme l'année de son plein épanouissement en tant que scientifique. Pendant la guerre, Wiener a consacré presque entièrement son travail à des tâches militaires. Il étudie le problème du mouvement des aéronefs lors de tirs antiaériens. La réflexion et l'expérimentation ont convaincu Wiener que le système de contrôle de tir anti-aérien devait être un système de rétroaction; que la rétroaction joue un rôle essentiel dans le corps humain. Un rôle croissant est joué par les processus prédictifs, qui ne peuvent pas être effectués uniquement sur la conscience humaine. Les ordinateurs qui existaient à cette époque n'avaient pas la vitesse nécessaire. Cela a forcé Wiener à formuler un certain nombre d'exigences pour de telles machines. En fait, il a prédit les chemins que suivraient les ordinateurs électroniques à l'avenir. Les appareils informatiques, selon lui, "devraient être constitués de tubes à vide, et non d'engrenages ou de relais électromécaniques. Cela est nécessaire pour assurer une vitesse suffisante". L'exigence suivante était que les appareils informatiques "devraient utiliser un binaire plus économique plutôt qu'un système de nombre décimal". La machine, croyait Wiener, doit elle-même corriger ses actions, il est nécessaire de développer en elle la capacité d'auto-apprentissage. Pour ce faire, il doit être muni d'un bloc mémoire où seraient stockés les signaux de commande, ainsi que les informations que la machine recevra pendant le fonctionnement. Si auparavant la machine n'était qu'un organe exécutif, entièrement dépendant de la volonté de l'homme, aujourd'hui elle est devenue pensante et a acquis une certaine indépendance. En 1943, un article de Wiener, Rosenbluth, Byglow "Comportement, finalité et téléologie" a été publié, qui est un aperçu de la méthode cybernétique. En 1948, la maison d'édition new-yorkaise "John Wheely and Sons" et la maison d'édition parisienne "Hermann et Tsi" publient le livre de Wiener "Cybernetics". "La thèse principale du livre", écrit G.N. Povarov dans la préface de Cybernétique, "est la similitude des processus de contrôle et de communication dans les machines, les organismes vivants et les sociétés, qu'il s'agisse de sociétés animales (fourmilière) ou humaines. Ces processus sont, tout d'abord, les processus de transmission, de stockage et de traitement de l'information, c'est-à-dire divers signaux, messages, informations Tout signal, toute information, quels que soient son contenu et sa finalité spécifiques, peut être considéré comme un choix entre deux ou plusieurs valeurs dotées de probabilités connues (information conceptuelle sélective), et cela nous permet d'aborder tous les processus avec une seule mesure, avec un seul appareil statistique.D'où l'idée d'une théorie générale du contrôle et de la communication - la cybernétique. La quantité d'information - la quantité de choix - est identifiée par Wiener à l'entropie négative et devient, comme la quantité de matière ou d'énergie, l'une des caractéristiques fondamentales des phénomènes naturels. C'est la deuxième pierre angulaire de l'édifice cybernétique. D'où l'interprétation de la cybernétique comme théorie de l'organisation, comme théorie de la lutte contre le chaos mondial, avec une augmentation fatale de l'entropie. L'entité agissante absorbe les informations de l'environnement externe et les utilise pour sélectionner le comportement correct. L'information n'est jamais créée, elle est seulement transmise et reçue, mais elle peut être perdue ou disparaître. Il est déformé par l'interférence, le "bruit", sur le chemin de l'objet que je suis à l'intérieur et est perdu pour lui. Wiener lui-même considéré comme le fondateur de la théorie moderne du contrôle J.K. Maxwell, et c'est tout à fait exact. La théorie du contrôle automatique a été principalement formulée par J. Maxwell, I. Vyshnegradsky, A. Lyapunov et A. Stodola. Quel est le mérite de N. Wiener ? Peut-être son livre est-il simplement une compilation d'informations connues, rassemblant des éléments bien connus mais disparates ? Le principal mérite de Wiener est d'avoir compris le premier l'importance fondamentale de l'information dans les processus de gestion. Parlant du contrôle et de la communication dans les organismes vivants et les machines, il a vu l'essentiel non seulement dans les mots "contrôle" et "communication", mais dans leur combinaison. Tout comme dans la théorie de la relativité, ce n'est pas le fait de la finitude de la vitesse d'interaction qui est important, mais la combinaison de ce fait avec le concept de simultanéité d'événements se produisant en différents points de l'espace. La cybernétique est la science de la gestion de l'information, et Wiener peut à juste titre être considéré comme le créateur de cette science. "Avec la publication du livre, la première période d'incubation de l'histoire de la cybernétique s'est terminée", écrit G.N. Povarov, "et la seconde, extrêmement houleuse, la période de distribution et d'approbation a commencé. Les discussions ont secoué le monde scientifique. La cybernétique a trouvé d'ardents défenseurs et des adversaires tout aussi fervents. .. ...Certains ont vu dans la cybernétique une tournure philosophique complète et une "guerre froide" contre les enseignements de Pavlov. D'autres, passionnés, attribuaient à son compte tous les succès de l'automatisation et de l'informatique et s'accordaient à voir de véritables êtres intelligents déjà dans les « cerveaux électroniques » de l'époque. D'autres encore, ne s'opposant pas à l'essence du projet, doutaient cependant du succès de la synthèse entreprise et réduisaient la cybernétique à de simples appels. ... Les passions faisaient rage autour de tout cela. Cependant, la cybernétique a finalement gagné la bataille et a acquis la citoyenneté dans l'ancienne famille des sciences. La période d'approbation a duré environ une décennie. Peu à peu, le rejet résolu de la cybernétique a été remplacé par la recherche d'un "noyau rationnel" en elle et la reconnaissance de son utilité et de son inévitabilité. En 1958, presque personne ne s'y opposait. L'appel de Wiener à la synthèse est venu à un moment extrêmement favorable, les circonstances ont travaillé pour la cybernétique, malgré ses imperfections et ses exagérations. En 1959, académicien UN. Kolmogorov a écrit : "Maintenant, il est trop tard pour discuter du degré de chance de Wiener quand, dans son célèbre livre en 1948, il a choisi le nom "cybernétique" pour la nouvelle science. Ce nom est bien établi et est perçu comme un nouveau terme qui a peu à voir avec son étymologie grecque.systèmes de toute nature capables de percevoir, de stocker et de traiter l'information et de l'utiliser pour le contrôle et la régulation.En même temps, la cybernétique fait un usage intensif de la méthode mathématique et cherche à obtenir des résultats spéciaux spécifiques qui permettent comment analyser de tels systèmes (restituer leur structure à partir de l'expérience de leur manipulation), et les synthétiser (calculer des schémas de systèmes capables d'accomplir des actions données).Grâce à ce caractère spécifique, la cybernétique ne se réduit nullement à une discussion philosophique de la nature de "l'opportunisme" dans les machines et une analyse philosophique de l'éventail des phénomènes qu'elle étudie." Auteur : Samin D.K.
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