Kas ir kibernētika? Ievads, definīcija un vēsture

Atklāj kibernētikas būtību: skaidra ievads, definīcija un vēsture — no Vīnera līdz mūsdienu starpdisciplinārām inovācijām.

Kibernētika ir pētījums par dzīvnieku un mašīnu kontroli un komunikāciju. Norberts Vīners piebilda: "Informācija ir informācija, nevis matērija vai enerģija". ¹⁵⁵

Ross Ešbijs (Ross Ashby) to definēja šādi: "Koordinācija, regulēšana un kontrole būs tās tēmas, jo tās ir vislielākā bioloģiskā un praktiskā interese... tā aplūko nevis lietas, bet gan uzvedības veidus. Tā neprasa "kas ir šī lieta?", bet gan "ko tā dara?". Ešbijs turpināja:

"Kibernētika ir līdzīga reālai mašīnai - elektroniskai, mehāniskai, nervu vai ekonomiskai - līdzīgi kā ģeometrija ir līdzīga reālam objektam mūsu sauszemes telpā."

Luijs Kufignāls teica, ka kibernētika ir "māksla nodrošināt darbības efektivitāti".

Kas tiek pētīts kibernētikā

Galvenās kibernētikas tēmas ir:

• Atsauksme (feedback) — mehānisms, kurā sistēmas iznākums tiek mērīts un izmantots, lai pielāgotu tās darbību (piemēram, termostata darbība vai organisma homeostāze).
• Kontroles sistēmas — kā saglabāt vēlamo stāvokli vai sekot noteiktam mērķim (autopilots, rūpnieciskie regulatoru režīmi).
• Komunikācija un informācija — kā informācija kodējas, pārraida un tiek lietota lēmumu pieņemšanā; šeit saskaras kibernētika ar informācijas teoriju.
• Sistēmu uzvedība — kā komponentes mijiedarbojas kopā, radot stabilitāti, svārstības vai pašorganizāciju.
• Sebeprezentācija un mācīšanās — adaptīvas un mācīšanās spējas, kas ļauj sistēmām mainīt savu darbību, reaģējot uz vidi.

Vēsture un attīstība

Kibernētika jau no paša sākuma bija starpdisciplināra studiju joma. Tajā piedalījās cilvēki no vismaz desmit akadēmiskajām disciplīnām. Pēc Otrā pasaules kara to aizsāka divi notikumi. Pirmais bija tas, ka kara laikā dažādu jomu zinātnieki bija strādājuši kopā pie dažādiem militāriem projektiem. Viņi daudz ko iemācījās par to, kā sadarboties ar dažādiem partneriem. Otrais notikums bija datoru izgudrošana kara laikā.

Valstis, kurās tika uzsākta kibernētika, bija Lielbritānija un Amerikas Savienotās Valstis, taču šī ideja ātri izplatījās Francijā, Krievijā un citās valstīs. Cits, vēl slavenāks "starpdisciplināro pētījumu" piemērs bija molekulārā un šūnu bioloģija.

Svarīgi vēsturiski notikumi un personības:

• Norberts Vīners — 1948. gadā publicēja grāmatu "Cybernetics", kurā formulēja kibernētikas pamattēmas par kontroli un komunikāciju dzīvniekos un mašīnās.
• Macy konferences (1946–1953) — starpdisciplināras sapulces, kurās piedalījās matemātiķi, fiziķi, psihologi, sociologi un citi, lai apspriestu kibernētikas idejas un to pielietojumus.
• Ross Ashby — veica fundamentālu darbu sistēmu regulēšanā, formulējot likumu par nepieciešamo dažādību (law of requisite variety) un rakstot par adaptīvām regulēšanas iekārtām.
• Heinz von Foerster un citi — attīstīja otrās kārtas kibernētiku, kur pētāmais un pētnieks tiek uzlūkots kā daļa no sistēmas (pētījuma refleksija un novērošanas loma).

Praktiskie piemēri un pielietojumi

Kibernētikas idejas ir ietekmējušas daudzus laukus un ikdienas tehnoloģijas:

• Vienkārši kontrolieru piemēri: mājas termostats, automašīnas kruīzkontrole.
• Inženierija: regulatori rūpnieciskajās iekārtās, autopiloti, leņķa un pozicionēšanas vadība.
• Robotika un automatizācija: sensoru-motorsistēmas, adaptīva vadība un autonomas ierīces.
• Informācijas tehnoloģijas un mākslīgais intelekts: mācīšanās algoritmi, neironu tīklu idejas un sistēmu modelēšana.
• Bioloģija un medicīna: homeostāze, neiroloģiskās vadības modeļi, sistēmiskā bioloģija.
• Sociālās zinātnes un organizāciju vadība: sistēmas domāšana, atgriezeniskās saites analizēšana organizācijās un politikā.
• Psihoterapija un ģimenes terapija: komunikācijas modeļi un regulēšanas mehānismi attiecībās.

Galvenie jēdzieni skaidrojums

Atsauksme (feedback) — mehānisms, kurā sistēmas iznākums tiek atgriezts atpakaļ kā ieeja, lai pietuvinātu sistēmu vēlamajam stāvoklim (negatīvā atsauksme stabilizē, pozitīvā var pastiprināt izmaiņas).

Informācija — kibernētikā uzmanība tiek pievērsta informācijas lomai lēmumu pieņemšanā un regulācijā. Vīnera uzsvars, ka "informācija ir informācija", akcentē atšķirību starp fizisko materiālu un informācijas struktūru un nozīmi.

Sebeprezentācija un adaptācija — daudzas sistēmas mācās no pieredzes un maina savas darbības likumus, lai labāk pielāgotos videi.

Otrā kārtas kibernētika un kritika

Otrā kārtas kibernētika (second-order cybernetics) uzsver novērotāja lomu — pētnieks nav tikai ārējs skatītājs, bet arī sistēmas dalībnieks. Tas nozīmē, ka jāņem vērā, kā novērošanas process ietekmē pašu pētīšanu.

Kibernētiku ir kritizējuši par pārlieku abstraktu pieeju vai par mēģinājumu pārnest vienas jomas modeļus uz citu, neveicot pietiekami daudz empīriskas pārbaudes. Tomēr tās konceptuālā vērtība sistēmiskai domāšanai un interdisciplinārai sadarbībai kopumā tiek plaši atzīta.

Mūsdienu nozīme

Kibernētikas idejas joprojām ir aktuālas. Tās ietekmē mākslīgo intelektu, robotiku, sistēmzinātni, sistēmisko bioloģiju, organizāciju vadību un daudzus citus laukus. Arvien vairāk tiek pētīta, kā sarežģītas sistēmas (bioloģiskas, tehniskas un sociālas) pašorganizējas, uztur stabilitāti un adaptējas strauji mainīgā vidē.

Kopumā kibernētika piedāvā rīkus un domāšanas veidus, kas palīdz saprast un projektēt sistēmas, kuras spēj efektīvi kontrolēt un komunicēt gan dabiskā, gan mākslīgā vidē.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir kibernētika?

J: Kas radīja frāzi "Informācija ir informācija, nevis matērija vai enerģija"?

J: Kā Ross Ešbijs definēja kibernētiku?

J: Kurās valstīs pēc Otrā pasaules kara sākās kibernētika?

Kāds notikums aizsāka kibernētiku pēc Otrā pasaules kara?

J: Kāds bija vēl viens starpdisciplināru pētījumu piemērs, kas radās šajā laika posmā?

Meklēt pēc burta