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LE PRINCIPALI SCOPERTE SCIENTIFICHE
Cibernetica. Storia ed essenza della scoperta scientifica
Elenco / Le scoperte scientifiche più importanti "wurstel è giustamente chiamato il padre della cibernetica, scrive V.D. Pekelis. - Il suo libro "Cybernetics" è apparso nel 1948 e ha scioccato molti con conclusioni inaspettate, ha avuto un impatto straordinario sull'opinione pubblica. Il suo aspetto può essere paragonato a un'esplosione preparata gradualmente. Nella storia della cibernetica, come in ogni altra scienza, ci sono due periodi: l'accumulazione della materia e la sua trasformazione in una nuova scienza... Qui vale la pena ricordare il lavoro dell'ingegnere A. Stodola dedicato alla teoria della regolazione , pubblicato alla fine del secolo scorso in una delle riviste svizzere. Hanno considerato il principio del controllo del feedback. La particolarità della storia dell'informatica è significativa in quanto le prime macchine calcolatrici aprirono subito all'uomo la possibilità di meccanizzare il lavoro mentale. Qui non si può ignorare lo "Studio matematico della logica" di George Boole. Segnò l'inizio dello sviluppo dell'algebra della logica, che ora è ampiamente utilizzata nella cibernetica. Quando sorse una nuova sezione nella teoria della probabilità - la teoria dell'informazione, l'universalità della nuova teoria, sebbene non immediatamente, divenne chiara a tutti. Ad esempio, è stata trovata una corrispondenza tra la quantità di informazioni e la misura della transizione di varie forme di energia in energia termica - entropia. Ciò fu sottolineato per la prima volta nel 1929 dal famoso fisico L. Szilard. Successivamente, la teoria dell'informazione divenne uno dei fondamenti importanti della cibernetica. Nel 30 ° secolo, i risultati erano evidenti anche nella fisiologia dell'attività nervosa superiore. Soprattutto nello studio dei processi di apprendimento degli animali. Negli anni 'XNUMX del nostro secolo, la teoria dell'attività fisiologica di Berkstein divenne un fenomeno, e anche più tardi il principio del sistema funzionale di Anokhin. Insieme al progresso, c'è anche una convergenza di mezzi tecnici utilizzati sia in fisiologia che in automazione. Tale riavvicinamento è accompagnato da un reciproco scambio di principi per la costruzione di diagrammi a blocchi, idee modellistiche, metodi di analisi e sintesi di sistemi. Una tendenza simile è stata una delle prime a catturare il filosofo russo Alexander Aleksandrovich Bogdanov. "Il mio punto di partenza", ha scritto lo scienziato, "è che le relazioni strutturali possono essere generalizzate a una purezza formale di schemi come in matematica e relazioni di grandezze, e su questa base, i problemi organizzativi possono essere risolti in modi simili a quelli matematici. " Pertanto, Bogdanov anticipò l'emergere di una teoria generale dei sistemi, uno dei concetti chiave della cibernetica. Lo scienziato russo è stato in grado di sostanziare il principio del feedback, definendolo "un meccanismo di doppia regolazione reciproca". Più tardi, nel 1936, il matematico inglese A. Turing pubblicò un articolo che descriveva un computer astratto. Alcune disposizioni del suo lavoro per molti aspetti anticipavano vari problemi della cibernetica. Tuttavia, la parola decisiva nella nascita di una nuova scienza è stata detta dal grande matematico americano Wiener. Norbert Wiener (1894–1964) è nato a Columbia, nel Missouri. Ha imparato a leggere all'età di quattro anni ea sei leggeva già Darwin e Dante. All'età di nove anni è entrato in una scuola secondaria, dove i bambini hanno iniziato a studiare dall'età di 15-16 anni, avendo precedentemente completato una scuola di otto anni. Si è diplomato al liceo quando aveva undici anni. Immediatamente il ragazzo entrò in un istituto di istruzione superiore, il Taft College. Dopo essersi diplomato, all'età di 14 anni, ha conseguito un Bachelor of Arts. Poi ha studiato alle università di Harvard e Cornell, all'età di 17 anni è diventato un maestro d'arte ad Harvard, a 18 - un dottore in filosofia con una laurea in logica matematica. L'Università di Harvard ha assegnato a Wiener una borsa di studio per studiare alle università di Cambridge (Inghilterra) e Göttingen (Germania). Prima della prima guerra mondiale, nella primavera del 1914, Wiener si trasferì a Gottinga, dove studiò all'università con E. Landau e il grande D. Gilbert. All'inizio della guerra, Wiener tornò negli Stati Uniti, trascorse un anno a Cambridge, ma nelle condizioni prevalenti non riuscì a ottenere risultati scientifici. Alla Columbia University, iniziò a studiare topologia, ma non finì ciò che aveva iniziato. Durante l'anno accademico 1915-1916, Wiener insegnò matematica all'Università di Harvard come assistente. Per l'anno accademico successivo, Wiener ha lavorato come dipendente presso l'Università del Maine. Dopo l'entrata in guerra degli Stati Uniti, lavorò presso lo stabilimento della General Electric, da dove si trasferì alla redazione dell'American Encyclopedia ad Albany. Quindi Norberto partecipò per qualche tempo alla compilazione di tabelle di tiro di artiglieria al poligono di tiro, dove fu persino arruolato nell'esercito, ma fu presto licenziato a causa della miopia. Poi se la cava con articoli sui giornali, scrive due articoli sull'algebra, dopo la pubblicazione dei quali riceve una raccomandazione dal professore di matematica V.F. Osgood e nel 1919 si unì al Dipartimento di Matematica del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Iniziò così il suo servizio in questo istituto, che durò tutta la sua vita. Qui Wiener ha conosciuto il contenuto della meccanica statistica W. Gibbs. Riuscì a collegare le sue disposizioni principali con l'integrazione di Lebesgue nello studio del moto browniano e scrisse diversi articoli. Lo stesso approccio si è rivelato possibile per stabilire l'essenza dell'effetto sparo in connessione con il passaggio della corrente elettrica attraverso fili o tubi elettronici. Ritornato negli Stati Uniti, Wiener si dedica intensamente alla scienza. Nel 1920-1925 risolse problemi fisici e tecnici con l'aiuto della matematica astratta e trovò nuovi modelli nella teoria del moto browniano, nella teoria del potenziale e nell'analisi armonica. Nel 1922, 1924 e 1925 Wiener visitò l'Europa con amici e parenti di famiglia. Nel 1925 fece una presentazione a Gottinga sul suo lavoro sull'analisi armonica generalizzata, che interessò Hilbert, Courant e Born. Successivamente, Wiener si rese conto che i suoi risultati erano in una certa misura legati alla teoria quantistica che si stava sviluppando in quel momento. Allo stesso tempo, Wiener ha incontrato uno dei progettisti di computer, W. Bush, e ha espresso l'idea che una volta gli è venuta in mente di un nuovo analizzatore di armoniche. Bush l'ha fatto accadere. La promozione di Wiener è stata lenta. Ha cercato di ottenere un lavoro dignitoso in altri paesi, ma non ci è riuscito. Tuttavia, è giunto il momento, finalmente, e la fortuna. In una riunione dell'American Mathematical Society, Wiener ha incontrato Ya.D. Tamarkin, un conoscente di Gottinga che ha sempre parlato molto bene del suo lavoro. Lo stesso supporto gli è stato fornito da Hardy, che ha visitato più volte gli Stati Uniti. E questo influenzò la posizione di Wiener: grazie a Tamarkin e Hardy divenne famoso in America. Il lavoro congiunto di Wiener con E. Hopf, che è venuto dalla Germania all'Università di Harvard, si è rivelato particolarmente significativo - di conseguenza, l '"equazione di Wiener-Hopf" è stata inclusa nella scienza, che descrive l'equilibrio di radiazione delle stelle, come nonché in relazione ad altri problemi che riguardano due regimi diversi separati da un confine. Nel 1929, la rivista svedese Akta Mathematica e l'American Annals of Mathematics pubblicarono due grandi articoli finali di Wiener sull'analisi armonica generalizzata. Dal 1932 Wiener è professore al MIT. Ad Harvard conobbe il fisiologo A. Rosenbluth e iniziò a frequentare il suo seminario metodologico, che riuniva rappresentanti di varie scienze. Questo seminario ha svolto un ruolo importante nel plasmare le idee di Wiener sulla cibernetica. Dopo la partenza di Rosenbluth per Città del Messico, le sessioni del seminario si sono svolte a volte a Città del Messico, a volte al MIT. Nel 1934 Wiener ricevette un invito dalla Tsinghua University (a Pechino) a tenere un corso di lezioni di matematica e ingegneria elettrica. Considerava l'anno della sua visita in Cina l'anno del suo pieno sviluppo come scienziato. Durante la guerra Wiener dedicò quasi interamente il suo lavoro a compiti militari. Indaga sul problema del movimento degli aerei durante il fuoco antiaereo. Il pensiero e la sperimentazione hanno convinto Wiener che il sistema di controllo del fuoco antiaereo dovrebbe essere un sistema di feedback; che il feedback gioca un ruolo essenziale nel corpo umano. Un ruolo crescente è svolto dai processi predittivi, che non possono essere svolti esclusivamente sulla coscienza umana. I computer che esistevano in quel momento non avevano la velocità necessaria. Ciò ha costretto Wiener a formulare una serie di requisiti per tali macchine. In effetti, predisse i percorsi che i computer elettronici avrebbero seguito in futuro. I dispositivi informatici, a suo avviso, "dovrebbero essere costituiti da tubi a vuoto e non da ingranaggi o relè elettromeccanici. Ciò è necessario per garantire una velocità sufficiente". Il requisito successivo era che i dispositivi informatici "dovessero utilizzare un sistema di numeri binari più economici anziché decimali". La macchina, credeva Wiener, deve essa stessa correggere le sue azioni, è necessario sviluppare in essa la capacità di autoapprendimento. Per fare ciò, deve essere dotato di un blocco di memoria in cui verranno memorizzati i segnali di controllo, nonché le informazioni che la macchina riceverà durante il funzionamento. Se prima la macchina era solo un organo esecutivo, interamente dipendente dalla volontà dell'uomo, ora è diventata pensante e ha acquisito un certo grado di autonomia. Nel 1943 fu pubblicato un articolo di Wiener, Rosenbluth, Byglow "Comportamento, determinazione e teleologia", che è uno schema del metodo cibernetico. Nel 1948, la casa editrice di New York "John Wheely and Sons" e il parigino "Hermann et Tsi" pubblicarono il libro di Wiener "Cybernetics". "La tesi principale del libro", scrive G.N.Povarov nella prefazione a Cybernetics, "è la somiglianza dei processi di controllo e comunicazione nelle macchine, negli organismi viventi e nelle società, siano esse società animali (formicaio) o umane. Questi processi sono, prima di tutto, processi di trasmissione, memorizzazione ed elaborazione di informazioni, ad es. vari segnali, messaggi, informazioni Qualsiasi segnale, qualsiasi informazione, indipendentemente dal suo contenuto e scopo specifico, può essere considerata come una scelta tra due o più valori dotati di probabilità note (informazioni concettuali selettive), e questo ci consente di affrontare tutti i processi con un'unica misura, con un unico apparato statistico, da qui l'idea di una teoria generale del controllo e della comunicazione: la cibernetica. La quantità di informazioni - la quantità di scelta - viene identificata da Wiener con l'entropia negativa e diventa, come la quantità di materia o di energia, una delle caratteristiche fondamentali dei fenomeni naturali. Questa è la seconda pietra angolare dell'edificio cibernetico. Da qui l'interpretazione della cibernetica come teoria dell'organizzazione, come teoria della lotta contro il caos mondiale, con un fatale aumento di entropia. L'ente agente assorbe le informazioni dall'ambiente esterno e le utilizza per selezionare il comportamento corretto. Le informazioni non vengono mai create, vengono solo trasmesse e ricevute, ma possono essere perse o scomparire. È distorto dall'interferenza, dal "rumore", sulla strada per l'oggetto in cui sono dentro e per questo è perso. Lo stesso Wiener considerava il fondatore della moderna teoria del controllo JK Maxwell, e questo è assolutamente corretto. La teoria del controllo automatico è stata formulata principalmente da J. Maxwell, I. Vyshnegradsky, A. Lyapunov e A. Stodola. Qual è il merito di N. Wiener? Forse il suo libro è semplicemente una raccolta di informazioni conosciute, che riunisce materiale noto ma disparato? Il merito principale di Wiener è di aver compreso per primo l'importanza fondamentale delle informazioni nei processi di gestione. Parlando di controllo e comunicazione negli organismi viventi e nelle macchine, ha visto la cosa principale non solo nelle parole "controllo" e "comunicazione", ma nella loro combinazione. Proprio come nella teoria della relatività, non è il fatto della finitezza della velocità di interazione che è importante, ma la combinazione di questo fatto con il concetto della simultaneità di eventi che si verificano in diversi punti dello spazio. La cibernetica è la scienza della gestione delle informazioni e Wiener può essere giustamente considerato il creatore di questa scienza. "Con la pubblicazione del libro finì il primo periodo di incubazione nella storia della cibernetica", scrive G.N. Povarov, "e iniziò il secondo, estremamente burrascoso, periodo di distribuzione e approvazione. Le discussioni hanno scosso il mondo scientifico. La cibernetica ha trovato ardenti difensori e avversari altrettanto accaniti... ...Alcuni hanno visto nella cibernetica una svolta filosofica completa e una "guerra fredda" contro gli insegnamenti di Pavlov. Altri, entusiasti, attribuirono tutti i successi dell'automazione e della tecnologia informatica al suo account e accettarono di vedere veri esseri intelligenti già nei "cervelli elettronici" di quel tempo. Altri ancora, non obiettando all'essenza del progetto, dubitarono tuttavia del successo della sintesi intrapresa e ridussero la cibernetica a semplici appelli. ... Le passioni imperversavano intorno a tutto questo. Tuttavia, la cibernetica alla fine vinse la battaglia e ottenne la cittadinanza nell'antica famiglia delle scienze. Il periodo di approvazione è durato circa un decennio. A poco a poco, il risoluto rifiuto della cibernetica è stato sostituito dalla ricerca di un "nocciolo razionale" in essa e dal riconoscimento della sua utilità e inevitabilità. Nel 1958 quasi nessuno si oppose. L'appello di Wiener alla sintesi è arrivato in un momento estremamente favorevole, le circostanze hanno funzionato per la cibernetica, nonostante le sue imperfezioni ed esagerazioni. Nel 1959 accademico UN. Kolmogorov ha scritto: "Ora è troppo tardi per discutere del grado di successo di Wiener, quando nel suo famoso libro nel 1948 scelse il nome "cibernetica" per la nuova scienza. Questo nome è abbastanza consolidato ed è percepito come un termine nuovo, poco connesso con la sua etimologia greca, sistemi di qualsiasi natura in grado di percepire, memorizzare ed elaborare informazioni e di utilizzarle per il controllo e la regolazione.Allo stesso tempo, la cibernetica fa ampio uso del metodo matematico e cerca di ottenere risultati speciali specifici che consentano come analizzare tali sistemi (ripristinare la loro struttura in base all'esperienza di maneggiarli), e di sintetizzarli (calcolare schemi di sistemi capaci di compiere determinate azioni).Per questa sua specificità, la cibernetica non si riduce in alcun modo a una discussione filosofica della natura di "opportunità" nelle macchine e un'analisi filosofica della gamma di fenomeni che studia". Autore: Samin D.K.
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