Кибернетика (от др.-греч. χυβερνητιχή — искусство управления) — наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных системах, будь то машины, живые организмы или общество.В древности термин «кибернетика» от греческого «кюбернетес» использовался Платоном в его сочинениях в одном случае, как искусство управления
кораблем или колесницей, а в другом - в контексте «исследования самоуправления» в «Законах», для обозначения управления людьми.
Термин «кибернетика» первоначально означал «рулевой», «кормчий», но впоследствии стал обозначать и «правитель над людьми». Примечательно, что римлянами слово «кюбернетес» было преобразовано в «губернатор».В современном значении слово «cybernétique» впервые применено в 1834 году французским физиком и систематизатором наук Андре Мари Ампером (André-Marie Ampère, 1775—1836) в работе «Опыт о философии наук, или Аналитическое изложение естественной классификации всех человеческих знаний» для обозначения науки управления. Ампер, понимая роль управления, ввел в предложенную классификацию наук не существующую науку об управлении человеческим обществом и назвал ее кибернетикой.Спустя 114 лет, в 1948 г. американский математик Норберт Винер, опубликовал монографию «Кибернетика». Ученый мир совершенно справедливо считает работу Винера рождением кибернетики как самостоятельной науки. Винер определяет кибернетику как науку об управлении и связи в живом и машине.Внутри самой кибернетики существует несколько основных направлений.
Можно выделить Теоретическую кибернетику, кибернетику первого порядка - Техническую кибернетику и кибернетику второго порядка - Прикладную кибернетику, в зависимости от типа изучаемых систем управления, переориентированную в отличие от ранней кибернетики (сер. 40-х - к. 60-х гг., характеризующейся, главным образом, изучением циклов обратной связи, управляющих систем и попытками создания “интеллектуальных” машин, т.е. период инженерной кибернетики или кибернетики наблюдаемых систем) на природу биологического познания и ориентацию на субъекта (сосредоточение внимания на наблюдателе).
1. Теоретическая кибернетика
Теоретическая кибернетика, подобно математике, является, по существу, абстрактной наукой. Ее задача — разработка научного аппарата и методов исследования систем управления независимо от их конкретной природы.
В теоретическую кибернетику вошли и получили дальнейшее развитие такие разделы прикладной математики, как:- теория информации;
- теория алгоритмов;
- теория игр;
- исследование операций;
- теория массового обслуживания и т.д.Ряд проблем теоретической кибернетики разработан уже непосредственно в недрах этого научного направления, а именно:- теория логических сетей;
- теория автоматов;
- теория формальных языков и грамматик;
- теория преобразователей информации;
- теория расписаний и т.д.Теоретическая кибернетика включает также общеметодологические и философские проблемы этой науки.
Общая (теоретическая) кибернетика включает в себя в основном теории информации, программирования и систем управления:- системный анализ и общая теория систем;
- теория автоматического управления;
- теория оптимального управления;
- теория выбора и принятия решений;
- теория моделирования и т.д. 2. Техническая кибернетика - кибернетика первого порядка
Техническая кибернетика — наука об управлении техническими системами.
Ее часто отождествляют с современной теорией автоматического регулирования и управления, хотя техническая кибернетика также включает вопросы разработки и конструирования автоматов (в том числе современных ЭВМ и роботов), проблемы технических средств сбора, передачи, хранения и преобразования информации, распознания образов и т.д. 3. Прикладная кибернетика - кибернетика второго порядка (выражение ввел Хайнц фон Фёрстер (Heinz von Foerster) в статье “Cybernetics of Cybernetics” за 1974 г., где провел различие между кибернетикой первого порядка - кибернетикой наблюдаемых систем и кибернетикой второго порядка - кибернетикой наблюдающих систем, чтобы вывести собственно техническую кибернетику)«Кибернетика второго порядка» постулирует, что знание является биологическим феноменом, что каждый индивидуум конструирует свою «реальность» и что знание «согласовано», но не «тождественно» миру чувственного опыта.Прикладная кибернетика, в зависимости от типа изучаемых систем управления, может быть разделана на:3.1. Биологическую кибернетику
3.2. Социальную кибернетику
3.3. Экономическую кибернетику 3.1 Биологическая кибернетика изучает общие законы хранения, передачи и переработки информации в биологических системах. Биологическую кибернетику в свою очередь подразделяют на:- медицинскую, которая занимается главным образом моделированием заболеваний и использованием этих моделей для диагностики, прогнозирования и лечения;
- физиологическую, изучающую и моделирующую функции клеток и органов в норме и патологии;
- нейрокибернетику, в которой моделируются процессы переработки информации в нервной системе;
- психологическую, моделирующую психику на основе изучения поведения человека.Промежуточным звеном между биологической и технической кибернетикой является бионика — наука об использовании моделей биологических процессов и механизмов в качестве прототипов для совершенствования существующих и создания новых технических устройств. 3.2 Социальная кибернетика — наука, в которой используются методы и средства кибернетики в целях исследования и организации процессов управления в социальных системах. 3.3 Экономическая кибернетика, сферой которой являются проблемы оптимизации управления экономикой в целом, его отдельными отраслями, экономическими районами, промышленными комплексами, предприятиями и т.д.В качестве основного метода экономической кибернетики используется экономико-математическое моделирование, позволяющее представить динамику развития производственно-экономических систем, разрабатывать меры по улучшению их структуры и методы экономического прогнозирования и управления. Основным направлением и одной из важнейших целей экономической кибернетики в настоящее время стала разработка теории построения и функционирования автоматизированных систем управления (АСУ). Возникает настоятельная необходимость привлечения на помощь руководителю кибернетической техники, т.е. создания систем управления «человек — машина» которые нашли реальное воплощение в виде АСУ. Кибернетика — обобщающая наука, исследующая биологические, технические и социальные системы. Однако предметом ее исследования служат не все вопросы структуры и поведения этих систем, а только те из них, которые связаны с процессами управления. Следовательно, являясь междисциплинарной наукой, кибернетика не претендует на роль наддисциплинарной науки. Если, например, философия оперирует такими универсальными категориями, как материя, время, пространство, то кибернетика имеет дело непосредственно лишь с категорией информации, являющейся свойством особым образом организованной материи.Основные философские проблемы, возникающие в связи с появлением и развитием кибернетики как научного направления, включают:- вопрос о природе и свойствах информации как основной категории кибернетики;
- вопросы диалектики структуры и развития сложных систем, их иерархии, зависимости их свойств от количества элементов, взаимодействия с внешней средой;
- методологические и философские вопросы, связанные с проблемами моделирования — о сущности, типах и свойствах материальных и идеальных моделей, их адекватности и границах применения;
- вопросы бионического моделирования и создания универсальных кибернетических автоматов, роботов и искусственного интеллекта; проблемы определения предельных возможностей таких систем; сравнение возможностей переработки информации кибернетическими машинами и человеком;
- создание автоматизированных человеко-машинных систем управления поднимает философские вопросы о роли человека в этих системах и о характере своеобразного симбиоза человека и машины.Таким образом, информатика обслуживает математику технически, а математика информатику - теоретически. Обе обслуживают кибернетику, которая, фактически, включает часть разделов математики, и часть - информатики. Также, эти "царицы наук и техники" обслуживают лингвистику, и в то же время часть лингвистики содержится в информатике, а математика сама является, по существу, "языком". Таким образом, лингвистика, информатика и математика являются взаимно спаянным обслуживающим триумвиратом - "тремя слугами" Киплинга: WHAT, WHY, HOW (что, почему и как?).Состав раздела 28 "Кибернетика" согласно ГРНТИ:28.01 Общие вопросы кибернетики28.15 Теория систем автоматического управления
28.15.15 Линейные детерминированные системы
28.15.19 Нелинейные детерминированные системы
28.15.23 Стохастические системы автоматического управления, следящие системы28.17 Теория моделирования
28.17.15 Физическое моделирование
28.17.19 Математическое моделирование
28.17.23 Моделирование физических процессов
28.17.27 Моделирование логических структур
28.17.31 Моделирование процессов управления
28.17.33 Компьютерное моделирование реальности. Виртуальная реальность28.19 Теория кибернетических систем управления
28.19.15 Оптимальные системы
28.19.19 Экстремальные системы
28.19.23 Адаптивные и обучающие системы
28.19.27 Самоорганизующиеся системы
28.19.31 Идентификация систем28.21 Теория информации
28.21.15 Теория сигналов
28.21.19 Теория кодирования
28.21.27 Структуры систем передачи данных28.23 Искусственный интеллект
28.23.01 Общие вопросы искусственного интеллекта
28.23.02 Общие проблемы искусственного интеллекта
28.23.11 Языки для представления знаний
28.23.13 Инженерия знаний. Представление знаний
28.23.15 Распознавание образов. Обработка изображений
28.23.17 Логика в искусственном интеллекте
28.23.19 Эвристические методы
28.23.20 Формирование решений в интеллектуальной среде. Модели рассуждений
28.23.21 Модели дискурса
28.23.23 Модели когнитивной психологии
28.23.24 Модели восприятия информации в интеллектуальных системах
28.23.25 Модели и системы обучения
28.23.27 Интеллектуальные робототехнические системы
28.23.29 Программная реализация интеллектуальных систем
28.23.33 Аппаратная реализация интеллектуальных систем
28.23.35 Экспертные системы
28.23.37 Нейронные сети
28.23.39 Интеллектуальные базы знаний28.25 Теория конечных автоматов и формальных языков
28.25.15 Анализ и синтез конечных автоматов
28.25.19 Абстрактные машины
28.25.23 Кибернетические аспекты структурно-логической теории алгоритмов и программирования28.27 Теория надежности
28.27.15 Оптимизация надежности
28.27.19 Количественные характеристики
28.27.23 Надежность эргатических систем
28.27.27 Методы оценки надежности
28.27.31 Структурно-функциональная избыточность28.29 Системный анализ
28.29.01 Общие вопросы
28.29.03 Теория полезности и принятия решений
28.29.05 Теория игр и ее применение в кибернетических системах
28.29.07 Теория массового обслуживания и ее приложения
28.29.15 Методы исследования операций
28.29.51 Технические приложения вероятностно-статистических методов
28.29.53 Программно-целевое планирование
28.29.55 Теория планирования эксперимента
28.29.57 Эргатические системы
28.29.59 Программированное обучениеСостав раздела 27.47 "Математическая кибернетика" согласно ГРНТИ:27.47.15 Математическая теория управляющих систем
27.47.17 Математическая теория информации
27.47.19 Исследование операций
27.47.23 Математические проблемы искусственного интеллекта
27.47.25 Математические вопросы семиотики
Комментарии
У меня вызывает неудовлетвореннось "российская" ориентация предложенного объяснения кибернетических наук. Здесь все верно, однако не соответствует принятым на Западе представлениям. Это важно. Может быть имеет смысл продумать место кибернетики в системе наук, принятых за границей.
А вы можете проявить терпение, потратить немного времени и изложить, как это видится вам, с учетом данного замечания.
Мы бы была очень интересна ваша точка зрения. Вариться в собственном соку не всегда полезно. И ваша реплика достойна пристального внимания; ее расширение будет, по крайней мере для меня, чрезвычайно полезно интересно. Будет, что обсудить! Заранее благодарю!
Иными словами, кибернетика на Западе понимается существенно уже, чем в традиционной российской трактовке. Ведь в России, по сути, принято считать кибернетикой все, что упомянуто в книге А. Я. Лернера "Введение в кибернетику" (1966).
Российское увлечение кибернетикой и его расширенная трактовка имеет и свои корни, и свои последствия. Причиной, по всей видимости, следует считать тот факт, что период сталинского мракобесия, когда кибернетику называли не иначе, как "продажная девка империализма", сменился периодом беспрецидентного увлечения идеями Норберта Винера. Эти идеи хорошо соответствовли духу “оттепели” (пятидесятые-шестидесятые годы прошлого века). По сути, все сделанное в отечественной вычислительной технике, управлении, автоматике, связи в тот период воспринималось как реализация глобальной кибернетической идеи. Эта идея трактовалась общественным сознанием как грядущее построение искуствнного разума - основное направление технического прогресса.
Я лично убежден, что в кибернетической идее есть глубина, которая до сих пор не востребована. Исследования в области кибернетики, чтобы стать продуктивными, должны проводиться на разных уровнях: от инженерного до философского. Однако, выраженная восточно-европейская ориентация кибернетической идеи является в существенной степени препятствием на пути этих исследований. Думаю, что создавшаяся ситуация - вызов молодым и творчески настроенным ученым с российскими академическими корнями.