Этапы развития кибернетики

Основным объектом исследования в кибернетике являются так называемые кибернетические системы. В общей (или теоретической) кибернетике такие системы рассматриваются абстрактно, безотносительно к их реальной физической природе. Высокий уровень абстракции позволяет кибернетике находить общие методы подхода к изучению систем качественно различной природы, например, технических, биологических, медицинских, экономических, лингвистических и даже социальных.

Становление кибернетики как науки было предопределено развитием технических средств управления и преобразования информации. Еще в Средние века в Европе стали создавать так называемые андроиды — человекоподобные игрушки, представляющие собой механические, программно управляемые устройства.

В 30-х гг. ХХ в. все большее влияние на становление кибернетики начинает оказывать развитие теории дискретных преобразователей информации. Два основных источника идей и проблем направляли это развитие.

Во-первых, задача построения оснований математики. Еще в середине XIX в. Дж. Буль заложил основы современной математический логики. В 1920;е гг. были заложены основы современной теории алгоритмов. В 1934 г. К. Гёдель показал ограниченность возможностей замкнутых познающих систем. В 1936 г. А. Тьюринг описал гипотетический универсальный преобразователь дискретной информации, получивший впоследствии название машины Тьюринга. Эти два результата, будучи полученными в рамках чистой математики, оказали и продолжают оказывать огромное влияние на становление основных идей кибернетики.

Современная кибернетика началась в 1940;х гг. как «междисциплинарная область исследования, объединяющая системы управления, теории электрических цепей, машиностроение, логическое моделирование, эволюционную биологию, неврологию».

Развитие науки кибернетики было подготовлено многочисленными работами ученых в области математики, механики, автоматического управления, вычислительной техники, физиологии высшей нервной деятельности: И. А. Вышнеградского (1831−1895), А. М. Ляпунова (1857−1918), А. А. Андронова (1901;1952), И. М. Сеченова (1829−1905), И. П. Павлова (1849−1936). Кибернетика как научная дисциплина была основана на работах Винера, Мак-Каллока, У. Р. Эшби и У. Г. Уолтера.

К наиболее ранним и близким прообразам современных цифровых ЭВМ относится «аналитическая машина» английского математика Чарльза Беббиджа (1792−1871). В первой половине XIX в. он разработал проект машины для автоматического решения задач, в котором гениально предвосхитил идею современных кибернетических машин. Машина Беббиджа содержала арифметическое устройство («мельницу») и память для хранения чисел («склад»), то есть основные элементы современных ЭВМ.

Исключительное значение для развития кибернетики имели работы американского ученого Джона фон Неймана (1903;1957). Он внес фундаментальный вклад в область теории множеств, функционального анализа, квантовой механики, статистической физики, математической логики теории автоматов, вычислительной техники. Д. фон Нейман в середине 1940;х гг. разработал первую цифровую ЭВМ в США. Он создал новую математическую науку — теорию игр, непосредственно связанную с теоретической кибернетикой.

Важнейшие для кибернетики проблемы измерения количества информации разработаны американским инженером и математиком Клодом Шенноном, опубликовавшим в 1948 г. классический труд «Теория передачи электрических сигналов при наличии помех», в котором заложены основные идеи существенного раздела кибернетики — теории информации.

Ряд идей, нашедших отражение в кибернетике, связан с именем советского математика академика А. Н. Колмогорова. Первые в мире работы в области линейного программирования (1939) принадлежат академику Л. В. Канторовичу.

Развитие кибернетики в мире шло двумя различными путями. В США и Западной Европе до 1960;х гг. преобладало узкое понимание кибернетики, концентрирующее внимание на спорах и сомнениях, поднятых Н. Винером, на аналогиях между процессами управления в технических средствах и живых организмах.

В СССР после первоначального периода отрицания и сомнений утверждалось более естественное и содержательное определение кибернетики, включившее в нее все достижения, накопленные к тому времени в теории преобразования информации и управляющих систем. При этом особое внимание уделялось новым проблемам, возникающим в связи с широким внедрением ЭВМ в теорию управления и теорию преобразования информации.

На Западе подобные вопросы развивались в рамках специальных разделов науки, получивших название «информатика», «вычислительная наука», «системный анализ» и др. Лишь к концу 1960;х гг. наметилась тенденция расширения понятия кибернетики и включения в нее всех указанных разделов.

Далее обратимся к результатам ученых, заложивших фундаментальные основы и принципы кибернетики и оказавших огромное влияние на развитие этой науки.