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DESCOBERTAS CIENTÍFICAS MAIS IMPORTANTES
Cibernética. História e essência da descoberta científica
Diretório / As descobertas científicas mais importantes "Wiener é legitimamente chamado o pai da cibernética, escreve V.D. Pekelis. - Seu livro "Cybernetics" apareceu em 1948 e chocou muitos com conclusões inesperadas, teve um impacto impressionante na opinião pública. Sua aparência pode ser comparada a uma explosão preparada gradualmente. Na história da cibernética, como em qualquer outra ciência, há dois períodos: a acumulação de material e sua transformação em uma nova ciência... Aqui vale destacar o trabalho do engenheiro A. Stodola dedicado à teoria da regulação , publicado no final do século passado em uma das revistas suíças. Eles consideraram o princípio do controle de feedback. A peculiaridade da história da informática é significativa, pois as primeiras máquinas de calcular abriram imediatamente ao homem a possibilidade de mecanizar o trabalho mental. Aqui você não pode ignorar o "Estudo Matemático da Lógica" de George Boole. Ele marcou o início do desenvolvimento da álgebra da lógica, que agora é amplamente utilizada na cibernética. Quando uma nova seção surgiu na teoria da probabilidade - a teoria da informação, a universalidade da nova teoria, embora não imediatamente, ficou clara para todos. Por exemplo, foi encontrada uma correspondência entre a quantidade de informação e a medida da transição de várias formas de energia em energia térmica - entropia. Isso foi apontado pela primeira vez em 1929 pelo famoso físico L. Szilard. Posteriormente, a teoria da informação tornou-se um dos fundamentos importantes da cibernética. No século 30, conquistas também foram notadas na fisiologia da atividade nervosa superior. Especialmente no estudo dos processos de aprendizagem animal. Nos anos XNUMX do nosso século, a teoria da atividade fisiológica de Berkstein tornou-se um fenômeno e, mais tarde, o princípio do sistema funcional de Anokhin. Junto com o progresso, há também uma convergência de meios técnicos usados tanto na fisiologia quanto na automação. Tal reaproximação é acompanhada por uma troca mútua de princípios para construção de diagramas de blocos, idéias de modelagem, métodos de análise e síntese de sistemas. Uma tendência semelhante foi uma das primeiras a pegar o filósofo russo Alexander Aleksandrovich Bogdanov. “Meu ponto de partida”, escreveu o cientista, “é que as relações estruturais podem ser generalizadas para uma pureza formal de esquemas como na matemática e nas relações de magnitudes, e com base nisso, os problemas organizacionais podem ser resolvidos de maneiras semelhantes às matemáticas. ” Assim, Bogdanov antecipou o surgimento de uma teoria geral dos sistemas - um dos conceitos-chave da cibernética. O cientista russo conseguiu fundamentar o princípio do feedback, chamando-o de "um mecanismo de dupla regulação mútua". Mais tarde, em 1936, o matemático inglês A. Turing publicou um artigo descrevendo um computador abstrato. Algumas disposições de seu trabalho em muitos aspectos anteciparam vários problemas da cibernética. No entanto, a palavra decisiva no nascimento de uma nova ciência foi dita pelo grande matemático americano Wiener. Norbert Wiener (1894–1964) nasceu em Columbia, Missouri. Aprendeu a ler aos quatro anos e aos seis já lia Darwin e Dante. Aos nove anos ingressa numa escola secundária, onde as crianças começam a estudar a partir dos 15-16 anos, tendo anteriormente concluído a escolaridade de oito anos. Ele se formou no colegial quando tinha onze anos. Imediatamente o menino entrou em uma instituição de ensino superior, o Taft College. Depois de se formar, aos 14 anos, ele recebeu o diploma de bacharel em artes. Depois estudou nas universidades de Harvard e Cornell, aos 17 anos tornou-se mestre em artes em Harvard, aos 18 - doutor em filosofia com graduação em lógica matemática. A Universidade de Harvard concedeu a Wiener uma bolsa para estudar nas universidades de Cambridge (Inglaterra) e Göttingen (Alemanha). Antes da Primeira Guerra Mundial, na primavera de 1914, Wiener mudou-se para Göttingen, onde estudou na universidade com E. Landau e o grande D. Gilberto. No início da guerra, Wiener retornou aos Estados Unidos, passou um ano em Cambridge, mas, nas condições prevalecentes, não conseguiu obter resultados científicos. Na Universidade de Columbia, começou a estudar topologia, mas não terminou o que começou. Durante o ano acadêmico de 1915-1916, Wiener ensinou matemática na Universidade de Harvard como assistente. No ano letivo seguinte, Wiener trabalhou como funcionário da Universidade do Maine. Depois que os EUA entraram na guerra, ele trabalhou na fábrica da General Electric, de onde se mudou para a redação da Enciclopédia Americana em Albany. Então Norbert participou por algum tempo na compilação de tabelas de tiro de artilharia no campo de tiro, onde chegou a se alistar no exército, mas logo foi demitido devido à miopia. Então ele se deu bem com artigos em jornais, escreveu dois artigos sobre álgebra, após a publicação dos quais recebeu uma recomendação do professor de matemática V.F. Osgood, e em 1919 ingressou no Departamento de Matemática do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). Assim começou o seu serviço neste instituto, que durou toda a sua vida. Aqui Wiener se familiarizou com o conteúdo da mecânica estatística W. Gibbs. Ele conseguiu conectar suas principais disposições com a integração de Lebesgue no estudo do movimento browniano e escreveu vários artigos. A mesma abordagem acabou sendo possível para estabelecer a essência do efeito de tiro em conexão com a passagem de corrente elétrica através de fios ou tubos de elétrons. Voltando aos Estados Unidos, Wiener está intensamente engajado na ciência. Em 1920-1925, ele resolveu problemas físicos e técnicos com a ajuda de matemática abstrata e encontrou novos padrões na teoria do movimento browniano, teoria do potencial e análise harmônica. Em 1922, 1924 e 1925, Wiener visitou a Europa com amigos e parentes da família. Em 1925, ele fez uma apresentação em Göttingen sobre seu trabalho sobre análise harmônica generalizada, que interessou Hilbert, Courant e Born. Posteriormente, Wiener percebeu que seus resultados estavam, em certa medida, relacionados à teoria quântica que estava se desenvolvendo na época. Ao mesmo tempo, Wiener conheceu um dos projetistas de computadores - W. Bush, e expressou a ideia que uma vez lhe veio à mente de um novo analisador harmônico. Bush fez isso acontecer. A promoção de Wiener foi lenta. Ele tentou conseguir um emprego decente em outros países, mas não conseguiu. No entanto, chegou a hora, finalmente, e sorte. Em uma reunião da American Mathematical Society, Wiener se encontrou com Ya.D. Tamarkin, um conhecido de Göttingen que sempre elogiou seu trabalho. O mesmo apoio lhe foi fornecido por Hardy, que visitou repetidamente os Estados Unidos. E isso influenciou a posição de Wiener: graças a Tamarkin e Hardy, ele se tornou famoso na América. O trabalho conjunto de Wiener com E. Hopf, que veio da Alemanha para a Universidade de Harvard, revelou-se especialmente significativo - como resultado, a "equação de Wiener-Hopf" foi incluída na ciência, que descreve o equilíbrio de radiação das estrelas, como bem como relacionados a outros problemas que tratam de dois regimes diferentes separados por uma fronteira. Em 1929, o jornal sueco Akta Mathematica e o American Annals of Mathematics publicaram dois grandes artigos finais de Wiener sobre análise harmônica generalizada. Desde 1932, Wiener é professor do MIT. Em Harvard, conheceu o fisiologista A. Rosenbluth e passou a frequentar seu seminário metodológico, que reunia representantes de diversas ciências. Este seminário desempenhou um papel importante na formação das ideias de cibernética de Wiener. Após a partida de Rosenbluth para a Cidade do México, as sessões de seminário foram realizadas às vezes na Cidade do México, às vezes no MIT. Em 1934, Wiener recebeu um convite da Universidade de Tsinghua (em Pequim) para dar um curso de palestras sobre matemática e engenharia elétrica. Ele considerou o ano de sua visita à China o ano de seu pleno desenvolvimento como cientista. Durante a guerra, Wiener dedicou quase inteiramente seu trabalho a tarefas militares. Ele investiga o problema do movimento da aeronave durante o fogo antiaéreo. O pensamento e a experimentação convenceram Wiener de que o sistema de controle de fogo antiaéreo deveria ser um sistema de feedback; que o feedback desempenha um papel essencial no corpo humano. Um papel crescente é desempenhado por processos preditivos, que não podem ser realizados apenas na consciência humana. Os computadores que existiam naquela época não tinham a velocidade necessária. Isso forçou Wiener a formular uma série de requisitos para essas máquinas. Na verdade, ele previu os caminhos que os computadores eletrônicos seguiriam no futuro. Os dispositivos de computação, em sua opinião, "devem consistir em tubos de vácuo, e não em engrenagens ou relés eletromecânicos. Isso é necessário para garantir velocidade suficiente". O próximo requisito era que os dispositivos de computação "usassem um sistema numérico binário mais econômico em vez de um sistema decimal". A máquina, acreditava Wiener, deve corrigir suas ações, é necessário desenvolver nela a capacidade de autoaprendizagem. Para isso, deve ser dotado de um bloco de memória onde seriam armazenados os sinais de controle, bem como as informações que a máquina receberá durante a operação. Se antes a máquina era apenas um órgão executivo, inteiramente dependente da vontade do homem, agora ela se tornou pensante e adquiriu um certo grau de independência. Em 1943, foi publicado um artigo de Wiener, Rosenbluth, Byglow "Behavior, purposefulness and teleology", que é um esboço do método cibernético. Em 1948, a editora de Nova York "John Wheely and Sons" e a parisiense "Hermann et Tsi" publicaram o livro de Wiener "Cybernetics". "A principal tese do livro", escreve G.N. Povarov no prefácio de Cibernética, "é a semelhança dos processos de controle e comunicação em máquinas, organismos vivos e sociedades, sejam elas sociedades animais (formigueiro) ou humanas. Esses processos são, em primeiro lugar, processos de transmissão, armazenamento e processamento de informações, ou seja, vários sinais, mensagens, informações Qualquer sinal, qualquer informação, independentemente de seu conteúdo e finalidade específicos, pode ser considerada como uma escolha entre dois ou mais valores dotados de probabilidades conhecidas (informação de conceito seletivo), e isso nos permite abordar todos os processos com uma única medida, com um único aparato estatístico. Daí a ideia de uma teoria geral de controle e comunicação - a cibernética. A quantidade de informação - a quantidade de escolha - é identificada por Wiener com entropia negativa e torna-se, como a quantidade de matéria ou energia, uma das características fundamentais dos fenômenos naturais. Esta é a segunda pedra angular do edifício cibernético. Daí a interpretação da cibernética como teoria da organização, como teoria da luta contra o caos mundial, com aumento fatal da entropia. A entidade atuante absorve informações do ambiente externo e as utiliza para selecionar o comportamento correto. A informação nunca é criada, apenas transmitida e recebida, mas pode ser perdida ou desaparecer. Ele é distorcido pela interferência, "ruído", no caminho para o objeto que estou dentro dele e se perde por ele. O próprio Wiener considerado o fundador da moderna teoria de controle J. K. Maxwell, e isso está absolutamente correto. A teoria do controle automático foi formulada principalmente por J. Maxwell, I. Vyshnegradsky, A. Lyapunov e A. Stodola. Qual é o mérito de N. Wiener? Talvez seu livro seja simplesmente uma compilação de informações conhecidas, reunindo material conhecido, mas díspar? O principal mérito de Wiener é ter compreendido pela primeira vez a importância fundamental da informação nos processos de gestão. Falando sobre controle e comunicação em organismos vivos e máquinas, ele viu o principal não apenas nas palavras "controle" e "comunicação", mas em sua combinação. Assim como na teoria da relatividade, não é o fato da finitude da velocidade de interação que importa, mas a combinação desse fato com o conceito de simultaneidade de eventos ocorrendo em diferentes pontos do espaço. A cibernética é a ciência do gerenciamento de informações, e Wiener pode ser considerado o criador dessa ciência. "Com a publicação do livro, o primeiro período de incubação na história da cibernética terminou", escreve G.N. Povarov, "e o segundo, extremamente tempestuoso, período de distribuição e aprovação começou. As discussões abalaram o mundo científico. A cibernética encontrou defensores ardentes e oponentes igualmente ardentes. .. ...Alguns viram na cibernética uma reviravolta filosófica completa e uma "guerra fria" contra os ensinamentos de Pavlov. Outros, entusiastas, atribuíram todos os sucessos da automação e da informática à sua conta e concordaram em ver seres genuinamente inteligentes já nos "cérebros eletrônicos" da época. Outros ainda, não se opondo à essência do projeto, porém, duvidaram do sucesso da síntese empreendida e reduziram a cibernética a meros apelos. ... Paixões se enfureceram em torno de tudo isso. No entanto, a cibernética acabou vencendo a batalha e ganhando cidadania na antiga família das ciências. O período de aprovação levou cerca de uma década. Gradualmente, a rejeição resoluta da cibernética foi substituída pela busca de um "grão racional" nela e pelo reconhecimento de sua utilidade e inevitabilidade. Em 1958, quase ninguém se opôs. O pedido de síntese de Wiener veio em um momento extremamente favorável, as circunstâncias funcionaram para a cibernética, apesar de suas imperfeições e exageros. Em 1959 acadêmico UM. Kolmogorov escreveu: "Agora é tarde demais para discutir sobre o grau de sucesso de Wiener, quando em seu famoso livro em 1948 ele escolheu o nome 'cibernética' para a nova ciência. Este nome está bastante estabelecido e é percebido como um novo termo, pouco conectado com sua etimologia grega. sistemas de qualquer natureza capazes de perceber, armazenar e processar informações e usá-las para controle e regulação. tais sistemas (restaurar sua estrutura com base na experiência de manuseá-los) e sintetizá-los (calcular esquemas de sistemas capazes de realizar determinadas ações). de "conveniência" em máquinas e uma análise filosófica da gama de fenômenos que estuda". Autor: Samin D. K.
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