Kybernetika

Kybernetika je mezioborové studium struktury komplexních systémů, zejména komunikačních procesů, kontrolních mechanismů a principů zpětné vazby. Kybernetika úzce souvisí s teorií řízení a teorií systémů.

Současná kybernetika začala jako interdisciplinární studium spojující oblasti řídicích systémů, teorie elektrických sítí, strojního inženýrství, logického modelování, evoluční biologie a neurovědy ve 40. letech 20. století. Mezi další studijní obory, které kybernetika ovlivnila nebo ovlivnila, patří teorie her; teorie systémů (matematický protějšek kybernetiky); psychologie, zejména neuropsychologie, behaviorální psychologie,kognitivní psychologie; filozofie a dokonce architektura.[Jak odkazovat a odkazovat na shrnutí nebo text]

Termín kybernetika pochází z řeckého Κυβερνήτης (kybernety, kormidelník, guvernér, pilot nebo kormidelník – stejný kořen jako vláda). Kybernetika je široký obor studia, ale základním cílem kybernetiky je pochopit a definovat funkce a procesy systémů. Studie tohoto oboru jsou všechny v konečném důsledku prostředky zkoumání různých forem systémů a aplikace toho, co je známo, že umělé systémy, jako je řízení podniku, jsou efektivnější a efektivnější.

Kybernetiku definoval Norbert Wiener ve své knize tohoto názvu jako studium ovládání a komunikace ve zvířeti a stroji. Stafford Beer ji nazval vědou efektivní organizace a Gordon Pask ji rozšířil tak, aby zahrnovala informační toky „ve všech médiích“ od hvězd po mozky. Zahrnuje studium zpětné vazby, černých skříněk a odvozených konceptů, jako je komunikace a ovládání v živých organismech, strojích a organizacích včetně sebeorganizace. Zaměřuje se na to, jak cokoliv (digitální, mechanické nebo biologické) zpracovává informace, reaguje na informace a mění nebo může být změněno tak, aby lépe plnilo první dva úkoly . Filozofnější definice, navržená v roce 1956 Louisem Couffignalem, jedním z průkopníků kybernetiky, charakterizuje kybernetiku jako „umění zajistit účinnost akce“ . Nejnovější definici navrhl Louis Kauffman, předseda Americké společnosti pro kybernetiku, „Kybernetika je studium systémů a procesů, které na sebe vzájemně působí a produkují se samy ze sebe“ .

Mezi pojmy studované kybernetiky patří mimo jiné učení, poznávání, adaptace, sociální kontrola, vznik, komunikace, efektivita, účinnost a propojitelnost. Tyto pojmy jsou studovány jinými předměty, jako je inženýrství a biologie, ale v kybernetice jsou tyto pojmy odstraněny z kontextu jednotlivého organismu nebo zařízení.

Mezi další studijní obory, které kybernetika ovlivnila nebo ovlivnila, patří teorie her; teorie systémů (matematický protějšek kybernetiky); psychologie, zejména neuropsychologie, behaviorální psychologie,kognitivní psychologie; filozofie; antropologie a dokonce i architektura.[Jak odkazovat a odkaz na shrnutí nebo text]

Kořeny kybernetické teorie

Slovo kybernetika bylo poprvé použito v souvislosti se „studiem samosprávy“ Platónem v Zákonech k označení vlády lidí. Slova vládnout a guvernér jsou příbuzná stejnému řeckému kořenu přes latinské cognates gubernare a gubernator. Slovo „kybernetika“ bylo také použito v roce 1834 fyzikem André-Mariem Ampèrem (1775-1836) k označení věd o vládě v jeho klasifikačním systému lidského poznání.

Studium teleologických mechanismů (z řeckého τέλος neboli telos pro konec, cíl nebo účel) ve strojích s korektivní zpětnou vazbou pochází již z konce 18. století, kdy byl parní stroj Jamese Watta vybaven regulátorem, dostředivým zpětnovazebním ventilem pro řízení otáček motoru. Alfred Russel Wallace to ve své slavné studii z roku 1858 označil za princip evoluce. V roce 1868 James Clerk Maxwell publikoval teoretický článek o regulátorech, jeden z prvních, který pojednává a upřesňuje principy samoregulačních zařízení.

Současná kybernetika začala jako mezioborová studie spojující oblasti řídicích systémů, teorie elektrických sítí, strojního inženýrství, logického modelování, evoluční biologie a neurovědy ve 40. letech 20. století. Elektronické řídicí systémy vznikly v roce 1927 prací inženýra Harolda S. Blacka z Bell Telephone Laboratories o využití negativní zpětné vazby k ovládání zesilovačů. Myšlenky také souvisí s biologickou prací Ludwiga von Bertalanffyho v Obecné systémové teorii.

První aplikace negativní zpětné vazby v elektronických obvodech zahrnovala ovládání zbraňových úchytů a radarové antény během druhé světové války. Jay Forrester, postgraduální student laboratoře Servomechanisms na MIT během druhé světové války pracoval s Gordonem S. Brownem na vývoji elektronických řídicích systémů pro americké námořnictvo, později aplikoval tyto myšlenky na společenské organizace, jako jsou korporace a města jako původní organizátor MIT School of Industrial Management na MIT Sloan School of Management. Forrester je známý jako zakladatel System Dynamics.

Edwards Deming, guru Total Quality Management, pro kterého Japonsko pojmenovalo svou nejvyšší průmyslovou cenu po druhé světové válce, byl v roce 1927 stážistou v Bell Telephone Labs a mohl být ovlivněn síťovou teorií. Deming učinil z „Pochopení systémů“ jeden ze čtyř pilířů toho, co ve své knize „Nová ekonomie“ popsal jako „Hluboké poznání“.

Četné práce stály v čele koalescence oboru. V roce 1935 vydal ruský fyziolog P.K. Anokhin knihu, ve které se zabýval konceptem zpětné vazby („zadní aferentace“). Rumunský vědec Ştefan Odobleja publikoval Psychologie consonantiste (Paříž, 1938), ve které popsal mnoho kybernetických principů. Studium a matematické modelování regulačních procesů se stalo pokračujícím výzkumným úsilím a v roce 1943 byly publikovány dva klíčové články. Jednalo se o práce „Behavior, Purpose and Teleology“ od Artura Rosenbluetha, Norberta Wienera a Juliana Bigelowa; a práci „A Logical Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity“ od Warrena McCullocha a Waltera Pittse.

Kybernetika jako disciplína byla pevně založena Wienerem, McCullochem a dalšími, například W. Rossem Ashbym a W. Greyem Walterem.

Walter byl jedním z prvních, kdo sestrojil autonomní roboty jako pomůcku pro studium chování zvířat. Spolu s USA a Velkou Británií byla důležitým geografickým lokusem rané kybernetiky Francie.

Na jaře roku 1947 byl Wiener pozván na kongres o harmonické analýze, který se konal ve francouzském Nancy. Akci organizovala francouzská vědecká společnost Bourbaki a matematik Szolem Mandelbrojt (1899-1983), strýc světoznámého matematika Benoîta Mandelbrota.

Během tohoto pobytu ve Francii dostal Wiener nabídku napsat rukopis o sjednocujícím charakteru této části aplikované matematiky, který se nachází ve studiu Brownova pohybu a v telekomunikačním inženýrství. Následující léto, zpět ve Spojených státech, se Wiener rozhodl zavést kybernetiku neologismu do své vědecké teorie. Název kybernetika byl vytvořen k označení studia „teleologických mechanismů“ a byl popularizován prostřednictvím jeho knihy Kybernetika, aneb Kontrola a komunikace v živočišném a strojovém prostředí (1948). Ve Velké Británii se to stalo předmětem zájmu Ratio klubu.

Wiener zpopularizoval sociální důsledky kybernetiky, když ve svém bestselleru The Human Use of Human Beings : Cybernetics and Society (Houghton-Mifflin, 1950) kreslil analogie mezi automatickými systémy (jako je regulovaný parní stroj) a lidskými institucemi.

I když to nebyl jediný případ výzkumné organizace zaměřené na kybernetiku, laboratoř Biologického počítače na University of Illinois, Urbana/Champaign, pod vedením Heinze von Foerstera, byla hlavním centrem kybernetického výzkumu téměř 20 let, počínaje rokem 1958.

Pád a znovuzrození kybernetiky

Oblast kybernetiky nějakou dobu během posledních 20 let sledovala koloběh boomu a propadu, kdy stále více a více dominovaly dílčí obory umělé inteligence a strojně-biologická rozhraní (tj. kyborgy), a když tento výzkum upadl v nemilost, upadl tento obor jako celek v nemilost. Nedávné snahy o skutečné zaměření kybernetiky, systémů kontroly a vznikajícího chování, a to takovými příbuznými obory, jako je Game Theory (analýza skupinové interakce), systémy zpětné vazby v evoluci a Metamaterials (studium materiálů s vlastnostmi přesahujícími newtonovské vlastnosti jejich základních atomů), vedly k oživení zájmu o tento stále relevantnější obor.

Kybernetika je dřívější, ale stále používaný obecný termín pro mnoho předmětů. Tyto předměty zasahují i do mnoha dalších oblastí vědy, ale spojuje je studium řízení systémů.

Čistá kybernetika studuje systémy kontroly jako koncept, pokouší se objevit základní principy, které jsou základem takových věcí jako

Kybernetika v biologii je studium kybernetických systémů přítomných v biologických organismech, především se zaměřením na to, jak se zvířata adaptují na své prostředí a jak se informace v podobě genů předávají z generace na generaci. Sekundární zaměření je také na kyborgy.

Složitost Věda se pokouší analyzovat povahu složitých systémů a důvody jejich neobvyklých vlastností.

Počítačová věda přímo aplikuje pojmy kybernetiky na kontrolu zařízení a analýzu informací.

Matematická kybernetika se zaměřuje na faktory informace, interakce částí v systémech a strukturu systémů.

Zkoumáním skupinového chování optikou kybernetiky sociologie hledá příčiny takových spontánních událostí, jako jsou chytré davy a nepokoje, a také to, jak komunity vytvářejí pravidla, jako je etiketa, konsensem bez formální diskuse. Teorie afektovaného ovládání vysvětluje chování rolí, emoce a teorii označování ve smyslu homeostatického udržování nálad spojených s kulturními kategoriemi. Tyto a další kybernetické modely v sociologii jsou recenzovány v knize, kterou vydali McClelland a Fararo.