Кибернетика

    Однако  до середины XX века почти все создаваемые  человеком механизмы предназначались для выполнения хотя и весьма разнообразных, но в основном исполнительных функций. Их конструкция предусматривала всегда более или менее сложное управление, осуществляемое человеком, который должен оценивать внешнюю обстановку, внешние условия, наблюдать за ходом того или иного процесса и соответственно управлять машинами, движением транспорта и т. д. Область умственной деятельности, психики, сфера логических функций человеческого мозга казались до недавнего времени совершенно недоступными механизации. Рисуя картины жизни будущего общества, авторы фантастических рассказов и повестей представляли, что всю работу за человека будут выполнять машины, а роль человека сведется лишь к тому, чтобы, наблюдая за работой этих машин, нажимать на пульте соответствующие кнопки, управляющие определенными операциями.

    Однако  современный уровень развития радиоэлектроники позволяет ставить и разрешать  задачи создания новых устройств, которые  освободили бы человека от необходимости  следить за производственным процессом  и управлять им, т. е. заменили бы собой оператора, диспетчера. Появился новый класс машин — управляющие машины, способные выполнять самые разнообразные и часто весьма сложные задачи управления производственными процессами, движением транспорта и т. д. Создание управляющих машин позволяет перейти от автоматизации отдельных станков и агрегатов к комплексной автоматизации конвейеров, цехов, целых заводов.

    Вычислительная  техника используется не только для  управления технологическими процессами и решения многочисленных трудоемких научно-теоретических и конструкторских вычислительных задач, но и в сфере управления народным хозяйством, экономики и планирования.

    Понятие кибернетики.

    Существует  большое количество различных определений  понятия «кибернетика», однако все они сводятся к тому, что кибернетика — это наука, изучающая общие закономерности строения сложных систем управления и протекания в них процессов управления. Так как любые процессы управления связаны с принятием решений на основе получаемой информации, то кибернетику часто определяют еще и как науку об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах.

    Появление кибернетики как самостоятельного научного направления относится  к 1948 г., когда американский ученый, профессор математики Массачусетского  технологического института Норберт  Винер (1894—1964 гг.) опубликовал книгу  «Кибернетика, или Управление и связь  в животном и машине». В этой книге  Винер обобщил закономерности, относящиеся  к системам управления различной природы — биологическим, техническим и социальным. Вопросы управления в социальных системах были более подробно рассмотрены им в книге «Кибернетика и общество», опубликованной в 1954 г.

    Название  «кибернетика» происходит от греческого «кибернетес», что первоначально  означало «рулевой», «кормчий», но впоследствии стало обозначать и «правитель над людьми». Так, древнегреческий философ Платон в своих сочинениях в одних случаях называет кибернетикой искусство управления кораблем или колесницей, а в других — искусство править людьми. Примечательно, что римлянами слово «кюбернетес» было преобразовано в «губернатор».

    Известный французский ученый-физик А. М. Ампер (1775—1836 гг.) в своей работе «Опыт  о философии наук, или Аналитическое  изложение естественной классификации всех человеческих знаний», первая часть которой вышла в 1834 г., назвал кибернетикой науку о текущем управлении государством (народом), которая помогает правительству решать встающие перед ним конкретные задачи с учетом разнообразных обстоятельств в свете общей задачи обеспечить стране мир и процветание.

    Однако  вскоре термин «кибернетика» был  забыт и, как отмечалось ранее, возрожден в 1948 г. Винером в качестве названия науки об управлении техническими, биологическими и социальными системами.

    Место кибернетики в системе наук  

    Внутри  самой кибернетики существует несколько  основных направлений. Теоретическая кибернетика, подобно математике, является, по существу, абстрактной наукой. Ни 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 и теория алгоритмов, теория игр, исследование операций и др. Ряд проблем теоретической кибернетики разработан уже непосредственно в недрах этого научного нал давления, а именно: теория логических сетей, теория автоматов, теория формальных языков и грамматик, теория преобразователей информации и т. д.

    Теоретическая кибернетика включает также общеметодологические и философские проблемы этой науки.

    Прикладная  кибернетика, в зависимости от типа изучаемых систем управления, подразделяется на техническую, биологическую и  социальную кибернетику.

    Техническая кибернетика — наука об управлении техническими системами. Техническую кибернетику часто отождествляют с современной теорией автоматического регулирования и управления. Эта теория, служит важной составной частью технической кибернетики, но последняя вместе с тем включает вопросы разработки и конструирования автоматов (в том числе современных ЭВМ и роботов), а также проблемы технических средств сбора, передачи, хранения и преобразования информации, опознания образов и т. д.

    Биологическая кибернетика изучает общие законы хранения, передачи и переработки информации 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.

    Социальная  кибернетика — наука, в которой  используются методы и средства кибернетики  в целях исследования и организации  процессов управления в социальных системах. Необходимо, однако, учитывать, что социальная кибернетика, изучающая закономерности управления обществом в количественном аспекте, не может стать всеобъемлющей наукой об управлении обществом, характеризующим в значительно  мере неформализуемыми явлениями и процессами.

    В связи с этим наибольшие практические успехи в современных условиях могут быть достигнуты в результате применения кибернетики в области управления экономикой, производственной деятельностью как важнейшими основами развития общества. Среди социальных подсистем именно экономика характеризуется наиболее развитой системой количественных показателей и соотношений. Сферой экономической кибернетики 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). Необходимость создания АСУ обусловливается высокими темпами роста производства, углублением его специализации, расширением кооперирования предприятии, существенным увеличением числа межхозяйственных связей и их усложнением. В ходе развития этих процессов происходит снижение эффективности традиционных методов управления производством, возникает настоятельная необходимость привлечения на помощь руководителю кибернетической техники, т. е. создания систем управления «человек — машина» которые нашли реальное воплощение в виде АСУ. Особенности сельскохозяйственного производства (территориальная рассредоточенность, большая длительность производственных циклов, сильное влияние случайных факторов и др.) повышают значение АСУ в управлении им.

    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.

    Таким образом, место кибернетики в  системе наук можно определить следующим  образом. Кибернетика охватывает все  науки, но не полностью, а лишь в той  их части, которая относится к  сфере процессов управления, связанных с этими науками и соответственно с изучаемыми ими системами. Философия же, объясняя эти закономерности, общие для всех наук, рассматривает наряду с ними и кибернетику как сферу действия общефилософских законов диалектического материализма.

    Каковы  же основные философские проблемы, возникшие в связи с появлением и развитием кибернетики как нового научного направления? Это прежде всего 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. Ряд методологических и философских вопросов возникает в связи с проблемами моделирования — о сущности, типах и свойствах материальных и идеальных моделей, их адекватности и границах применения. С задачами биотического моделирования и созданием универсальных кибернетических автоматов, роботов и искусственного интеллекта связана проблема о предельных возможностях таких систем и о сравнении 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.

    Общее значение кибернетики заключается  в следующих направлениях:

    1.         Философское значение, поскольку кибернетика дает новое представление о мире, основанное на роли связи, управления, информации, организованности, обратной связи и вероятности.

    2.         Социальное, поскольку кибернетика дает новое представление об обществе как организованном целом.

    3.         Общенаучное в трех смыслах: во-первых, потому что кибернетика дает общенаучные понятия, которые оказываются важными в других областях науки — понятия управления, сложнодинамической системы и тому подобное; во-вторых, потому что дает науке новые методы исследования: вероятностные, стохастические, моделирования на ЭВМ и т. д.; в-третьих, потому что на основе функционального подхода «сигнал/отклик» кибернетика формирует гипотезы о внутреннем составе и строении систем, которые затем могут быть проверены в процессе содержательного исследования.

    4.         Методологическое, определяющееся тем, что изучение функционирования более простых технических систем используется для выдвижения гипотез о механизме работы качественно более сложных систем с целью познания происходящих в них процессов — воспроизводства жизни, обучения и так далее.

    5.         Наиболее известно техническое значение кибернетики — создание на основе кибернетических принципов ЭВМ, роботов, ПЭВМ, породившее тенденцию кибернетизации и информатизации не только научного познания, но и всех сфер жизни.

    Вклад кибернетики в научную картину  мира

    Кибернетика устранила ту принципиально неполную  научную  картину мира, которая была присуща науке XIX и первой половине XX века. Классическая  и неклассическая наука строила представление о мире на двух фундаментальных постулатах -  материя  и  энергия.  Создавала  вещественно - энергетическую, вещественно - полевую картину мира.

    На  постулатах о материи и энергии  строились представления о пространстве и времени. Но в палитре научной картины мира не хватала важнейшей "  краски"- информации. Самая глубокая причина сопряжения пространства  и  времени,  а равно всех изменений в мире проистекает из изменения  массы,  энергии  и информации. Опыт развития науки последнего времени показал, что реальный мир состоит из этих предельно фундаментальных элементов - Системы материальных объектов, вещественно-энергетические процессы являются и носителями, хранителями и потребителями информации. И подобному тому, как Эйнштейн установил закон эквивалентности вещества и энергии, есть закон  (не открытый еще)  эквивалентности массы, энергии и информации. Кибернетика (вместе с теорией информации) дала новое представление о мире, основанное на информации, управлении, организованности, обратной связи, целенаправленности. Создала информационную картину  мира. Не энергия, а информация выйдет в XXI столетии на первое место в мире научных понятий.

    Фундаментальный характер информации означает, что  хаос  не  может  быть абсолютным. В любом  хаосе  существует  некоторый  уровень  упорядоченности.

    Космос  не способен  опуститься  до  сплошной  энтропии. Живые организмы и социальные системы питаются отрицательной энтропией (негэнтропией), то есть они противостоят беспорядку и хаосу. Массэнергоинформационные преобразования исчерпывают собой все возможные состояния  Космоса,  а  равно его подсистем, включая человека, общество.

       Кибернетика оказала революционизирующее влияние на теоретическое содержание и методологию всех наук. Она устранила непреодолимые грани между естественными, общественными и техническими науками. Способствовала  синтезу научных знаний, создала из понятий частных  наук  структуры  новых  понятий, новый язык  науки.  Такие  понятия,  как  информация,  управление,  обратная связь, система, модель, алгоритм и др. обрели общенаучный статус.

    Философ Ф. Бекон писал, что "когда истина обнаружена, она налагает ограничения на мысли людей". На мир уже нельзя  смотреть  "докибернетическим  взглядом". Новая наука «кибернетика» сформировала  свой  взгляд  на  мир информационно-кибернетический стиль мышления. 
 
 

    Заключение.

        Интегрирующую, синтезирующую функцию выполняют междисциплинарные науки – электрохимия, биохимия, биофизика, биогеофизика, химическая физика, психофизика и т.п., а также такие общие науки, как термодинамика, кибернетика и синергетика. Такие науки вырабатывают весьма общие знания, применимые во многих областях действительности и познания. Возникновение кибернетики в середине ХХ в. связано с новыми методами получения, переработки и передачи информации, с развитием вычислительной техники, с распространением системных методов исследования. Кибернетика в переводе с греческого означает искусство управления.

Управление, особенно самоуправление, – необходимый  способ существования сложных систем (биологических, социальных, технических), заключающийся в упорядочении и сохранении целостности системы. Управлять без знания, информации в широком смысле невозможно. Кибернетика изучает информацию как таковую, абстрагируясь от конкретной материальной природы её носителей. Поэтому информационное моделирование применимо в любой области и может осуществляться на миниатюрных быстродействующих элементах с опережением моделируемых процессов. Широкое внедрение кибернетических методов открывает новую информационную ступень развития общества, эпоху компьютерной революции и цивилизации.

    Наиболее  известно техническое значение кибернетики — создание на основе кибернетических принципов электронно-вычислительных машин, роботов, персональных компьютеров, породившее тенденцию кибернетизации и информатизации не только научного познания, но и всех сфер жизни. 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы 

1. Винер Н. Кибернетика. М., 2001.

2. Кендрью Дж. Нить жизни. М., 2008.

3. Эшби У. Р. Конструкция мозга. М.,2010.

4. Эшби У. Р. Введение в кибернетику. М.,2009.

5. Основы  кибернетики. Математические основы  кибернетики / Под ред. профессора  К. А. Пупкова. М.: Высшая школа,2006.

6. Основы  кибернетики. Теория кибернетических  систем / Под ред. профессора К. А. Пупкова — М.: Высш. школа, 2000

7. Поваров Г. Н. Ампер и кибернетика. — М. 2007.

8. Теслер Г. С. Новая кибернетика. — Киев: Логос, 2004.

9. Кибернетика  и информатика // Сборник научных  трудов к 50-летию Секции кибернетики Дома ученых им. М. Горького РАН. — С-Пб, 2006.

10. Игнатьев  М. Б. Информационные технологии в микро-, нано- и оптоэлектронике. — изд. ГУАП, Санкт-Петербург, 2008.