Tyto kybernetika je studium mechanismů informací ze systémů složitých, zkoumány tak, aby být přepočteny na konferencích Macy a popsané v roce 1947 Norbert Wiener , že účel. Na tomto interdisciplinárním projektu se od roku 1942 do roku 1953 podíleli vědci z velmi různorodého prostředí a mezi těmi nejskvělejšími v té době: matematici, logici, inženýři, fyziologové, antropologové, psychologové atd. Tyto někdy rozmazané obrysy tohoto orgánu výzkumu však točí kolem klíčový pojem zpětné vazby (v angličtině zpětná vazba ) nebo teleologický mechanismus . Jejich cílem bylo poskytnout jednotný pohled na vznikající pole automatiky , elektroniky a teorie matematické informace jako na „celou teorii velení a komunikace, a to jak u zvířat, tak i ve stroji“.
Formalizací výsledku jejich výměn byl pověřen Norbert Wiener, matematik s více dovednostmi, kterému se věnuje v knize Kybernetika nebo Řízení a komunikace ve zvířeti a stroji . Publikováno v roce 1948, je považován za zakladatele kybernetiky a zajistil jí širokou veřejnou distribuci. Přes populární úspěch tohoto výrazu jeho použití ve vědeckých souvislostech po rozptýlení účastníků konferencí Macy a smrti Norberta Wienera v roce 1964 rychle pokleslo. Ambice vyvinutá kybernetikou přesto představovala impozantní kelímek pro zpracování kognitivních schopností vědy , umělá inteligence , systémové terapie ze školy Palo Alto nebo dokonce biologické teorie sebeorganizace .
Poslední vývoj v robotice pomáhá přehodnotit výzkum v kybernetice.
Termín kybernetika popularizoval v roce 1948 matematik Norbert Wiener ve své klíčové práci o disciplíně Kybernetika neboli Řízení a komunikace ve zvířeti a stroji ; toto pole bude později označováno jako „věda o zvládnutých analogiích mezi organismy a stroji“.
Platón používal termín „κυβερνητική“ (řecký kubernêtikê , od kubernân , který vládl) k označení pilotáže lodi. Termíny „ vládnout “, „ kormidlo “, „ vláda “ nebo dokonce „ guvernér “ sdílejí tuto běžnou etymologii s termínem „kybernetika“.
Termín kybernetika se objevuje v roce 1834 v klasifikaci věd navržené André-Marie Ampèrem ( fyzikem a zakladatelem elektrodynamiky 1775-1836) a označuje „vědu o lidské vládě“.
Jedná se o politické použití stejného etymologického základu, o kterém Norbert Wiener prohlásí, že si toho nebyl vědom, když poprvé použil termín kybernetika v roce 1947. Wiener prohlašuje, že odvodil slovo kybernetika „z řeckého slova kubernetes, nebo pilot , stejné řecké slovo, které nakonec uděláme z našeho slova guvernéra “ .
ZásadyLogickými principy, na které se kybernetika odvolává, jsou často oživení starších principů, někdy již popsaných od starověku.
Kultovní prekurzorová zařízení mohou být vyvolána jako kulový regulátor od Jamese Watta 1788 , který byl jedním z prvních mechanismů zpětné vazby používaných v průmyslové oblasti, nebo servomotor pro parní stroje vytvořený Josephem Farcotem (1824-1908) v roce 1859 , který byl nejprve aplikováno na kormidlo lodí: působení páry působilo na píst ovládající kormidlo z informací získaných na jeho pozici.
Alfred Wallace , který hovoří o přirozeném výběru, to popisuje porovnáním s automatickým ovládáním parního stroje:
"Fungování tohoto principu je přesně stejné jako u odstředivého kormidla parního stroje, které kontroluje a opravuje jakoukoli nesrovnalost téměř dříve, než je patrná; a podobným způsobem žádná nerovnováha v živočišné říši nikdy nemůže dosáhnout významného stupně, protože by to bylo patrné od prvního kroku, což by ztížilo existenci a téměř jistě sledovalo vyhynutí. "
- Alfred Wallace, O tendenci odrůd odejít na neurčito z původního typu
Přírodní výběr je tak výstižně popsán jako samoregulace, která udržuje stabilitu ekosystému a brání jakémukoli vývoji . Bateson pak říkají „řekl Wallace tam asi nejsilnější, co bylo řečeno na XIX th století. "
TeorieTyto termodynamika , často odkazuje Wiener, je pravděpodobně stávající věda podobný víc kybernetiky. Můžeme citovat zejména Rudolfa Clausia, který vyvinul koncept entropie v letech 1850 až 1865 . V roce 1894 , Ludwig Boltzmann dělal vztah mezi entropií a informací tím, že poznamená, že entropie je spojen s informací, ke kterým nemáme přístup.
Atomistické myšlení , dcera strukturalismu , si také razí cestu v oblasti vědy a přispěje k pokroku schematizace (redukce) rozmanitosti světa ke kombinaci jednoduchých prvků, kterým budou lépe rozumět počítačové systémy. Patří mezi ně mimo důležitou práci o neúplnosti z Kurt Gödel ( 1931 ) a práce na Turingova stroje z Alan Turing ( 1936 ).
Kybernetika je také pokračováním fenomenologie , pokud auskultuje jevy, aby uchopila jejich autonomii a jejich specifičnost, zejména prostřednictvím formy a poté se přesunula k jinému typu analýzy: modelování, mechanice atd.
Od roku 1938 disertační práce Louise Couffignala Mechanická analýza, aplikace na počítací stroje a nebeská mechanika a později jeho studium nervového systému u Louise Lapicqueho naznačují paralelní vývoj principů budoucí kybernetiky.
První kybernetika byla založena v rámci konferencí Macy, které v letech 1942 až 1953 spojily interdisciplinární skupinu matematiků, logiků, antropologů, psychologů a ekonomů, kteří si dali za cíl vybudovat obecnou vědu o fungování mysli. . Mezi nejznámější účastníky patří neurofyziolog Arturo Rosenblueth , matematici John von Neumann a Norbert Wiener , inženýr Julian Bigelow neurofyziolog Warren McCulloch , logik Walter Pitts , psychoanalytik Lawrence Kubie a antropologové Gregory Bateson a Margaret Mead . Spojuje různé účastníky jejich společný zájem o kruhové kauzální mechanismy (zejména koncept zpětné vazby ), které studují v příslušných oborech.
Po první konferenci v roce 1942 byly v roce 1943 publikovány dva zakládající články z kybernetiky: „Chování, účel a teleologie“, ve kterých Arturo Rosenblueth , Norbert Wiener a Julian Bigelow studují organizační modely, které jsou základem chování, dokončeny a „Logický kalkul nápadů Immanent in Nervous Activity “, ve kterém Warren McCulloch a Walter Pitts studují organizační modely, které jsou základem vnímání.
V roce 1947 byl Wiener pozván na kongres o harmonické analýze v Nancy , který uspořádal Szolem Mandelbrojt , strýc slavného matematika Benoîta Mandelbrota . Během tohoto kongresu, kterého se účastnil zejména Louis Couffignal , byl požádán, aby napsal jednotnou charakteristiku Brownova pohybu ( stochastický proces nazývaný také „Wienerův proces“). Rozhodne se o svém návratu, aby ve své vědecké teorii uvedl neologismus Kybernetika . V roce 1948 definoval Wiener kybernetiku jako vědu, která výhradně studuje komunikaci a jejich předpisy v přírodních a umělých systémech.
Od roku 1949 zahájila další interdisciplinární skupina Ratio Club sérii neformálních setkání k diskusi o tématech týkajících se kybernetiky. Patří mezi ně W. Ross Ashby , William Gray Walter , Alan Turing a Georges R. Boulanger , matematik, který byl prezidentem Mezinárodní asociace kybernetiky.
Počínaje rokem 1950 bylo slovo Kybernetika zahrnuto do názvu Macyho přednášek . Téhož roku Wiener popularizoval sociální důsledky kybernetiky, představoval analogii mezi automatickými systémy a lidskými institucemi ve svém bestselleru Kybernetika a společnost s podtitulem O lidském použití lidí .
Od poloviny padesátých let byl ve Francii termín „kybernetika“ odmítnut inženýry a výzkumníky zabývajícími se počítači a programováním. „Kybernetika“ skutečně přitahovala příliš mnoho náhodných spekulací a novinářů, kteří hledali senzační zprávy. Samotný Norbert Wiener již přešel k dalším specializovanějším předmětům.
Wienerovy principyKybernetika nejprve označuje prostředek poznání, který studuje informace ve smyslu fyziky , v definici dané Norbertem Wienerem: „Stejně jako entropie je mírou dezorganizace, jsou informace poskytované řadou zpráv organizačním opatřením.“ . V tomto prvním smyslu je kybernetika fenomenologickým přístupem, který studuje informace, jejich strukturu a funkci v systémových interakcích. Což lze převést do obecné vědy o regulaci a komunikaci v přírodních a umělých systémech.
Kybernetika popsaná Norbertem Wienerem je způsob, jak vysvětlit a pochopit všechny mechanismy, se kterými se setkáváme, pomocí několika jednoduchých logických kostek:
Zpětná vazba je zvýrazněn tímto přístupem, protože je nezbytné vytvořit samoregulační logiku. Vidíme tedy vznik zpětnovazebních smyček, kruhových mechanismů, které zvýrazňují systémy . Pokud tato kybernetika (někdy nazývaná jako první řád ) odhalí systémy , jsou nejprve odhaleny pouze jako důsledek studie striktně omezené na výměnu informací a vývoj těchto výměn v čase. Později se vytvoří paradigma specifické pro studium systémů jako takových, systémové .
Koncepty kybernetiky se za podpory účastníků kybernetického hnutí, většinou hlavních autorů ve své disciplíně, rychle šířily. Kybernetika označuje okamžik velkého epistemologického zlomu, který hluboce ovlivnil všechny oblasti vědy a jeho spad je nespočetný.
Marvin Minsky představuje první kybernetiku jako společné jádro, které by bylo možné rozdělit do tří větví: „kognitivní simulace“ à la Allen Newell a Herbert Simon , „ umělá inteligence “ a „druhá kybernetika“ neboli teorie samoorganizujících se systémů.
Morfogeneze a vznikZatímco první kybernetika studuje, jak systémy udržují homeostázu (morfostázu) prostřednictvím samoregulačních mechanismů, „druhá kybernetika“ psychiatra W. Rosse Ashbyho a biologů Humberto Maturana a Francisco Varela studuje, jak se systémy vyvíjejí a vytvářejí nové struktury (morfogeneze). Ashby hovoří o sebeorganizaci , Maturana a Varela o autopoéze . Tato studie systémů daleko od jejich bodu rovnováhy je obdobou práce na disipativních strukturách belgického nositele Nobelovy ceny Ilyi Prigogina . Místo toho, abychom se ptali, jak je udržována určitá rovnováha, sledujeme, jak může nová rovnováha vzniknout ze situace nerovnováhy. Prigogine ukázal, že na rozdíl od toho, čemu člověk věřil, že za určitých podmínek se systém vzdaluje od bodu rovnováhy, nejde směrem k jeho smrti nebo výbuchu, ale k vytvoření nového řádu, d 'nového stavu rovnováhy. V extrémních situacích existuje možnost vytvoření nové struktury. Vidíme zde možnost znovu vytvořit živé věci, uspořádat je tam, kde byl jen chaos.
Termín vznik bude brzy také používán k označení nejen nových forem , ale také nových vlastností a procesů, které se objeví během spontánní reorganizace systému. Tento typ jevu někdy přináší do hry více než reorganizaci systému, organizaci s vyšším stupněm složitosti . Abychom si představili, kde jsme měli systém 5 interagujících prvků, vidíme je seskupené do subsystémů 2 a 3 prvků, které jsou ve vztahu.
Zahrnutí pozorovateleV kybernetice druhého řádu , která se formuje s Heinzem von Foersterem z let 1950-1953 s posledními Macyho přednáškami , se pozorovatel zahrnuje do pozorovaného systému. Jak nám připomíná von Foerster, „k napsání teorie mozku potřebujete mozek“ . V tomto smyslu je toto pojetí kybernetiky důležitou součástí radikálního konstruktivismu . Kybernetika druhého řádu si klade za cíl vyvinout „univerzální“ metodu popisu společnou pro různé oblasti vědy. Foerster uvádí, že:
"Snaha o sjednocení, kterou vyvíjejí kybernetici, není na úrovni řešení, ale na úrovni problémů." Některé třídy problémů definované stejnou logickou strukturou procházejí nejrůznějšími disciplínami. Kybernetika je postavena na dvou z těchto tříd: komunikačních problémech a problémech, které představuje studium mechanismů, které samy vytvářejí jejich jednotu ( samointegrující se mechanismy ). "
Pro W. Rosse Ashbyho je „kybernetika situována jako nezávislý přístup k povaze prvků, které studuje“ .
Zapojení kybernetiky do systému je historicky více spojeno s „druhým kybernetickým hnutím“. Skutečně, pokud podle Norberta Wienera kybernetika výhradně studuje výměny informací (protože právě to „řídí“ logiku komunikujících prvků, odkud slovo kybernetika), ve svém vývoji, který bude generovat systémovou , se znovu začlení charakteristiky. komponenty systému a výměny energie a hmoty se znovu posuzují nezávisle na výměnách informací.
Kromě vědeckých sporů mezi kybernetikou a systematikou, které vyplývají z práce Ludwiga von Bertalanffyho , však můžeme po Gregorym Batesonovi považovat tyto dva myšlenkové směry za součást souboru myšlenek. Relativně jednotné.
S asimilací kybernetických teorií systémovým jsme tedy pochopili mechanismy samoregulace systémů jako procesy negativní zpětné vazby zaměřené na prevenci odchylky. Cílem kybernetických systémů je udržovat životaschopný stabilní stav interakce v měnícím se prostředí prostřednictvím stochastického procesu pokusů a omylů.
Ve Francii byl Joël de Rosnay mezi prvními, kdo popularizoval hlavní témata kybernetiky a aplikoval je na systémový přístup ke složitosti: buňka, tělo, město, ekonomika, ekosystém.
Pojem systém se vztahuje na jakýkoli proces, ať už fyzikální, chemický, biologický, ekonomický nebo sociální. Například společnost nebo dokonce každá její součást (divize, servis, dílna atd.) Lze považovat za systém.
Složitost systému můžeme modelovat řadou různých stavů, které tento systém pravděpodobně zaujme. Když je sloučeno několik systémů, jejich odrůdy (nebo složitosti) se nesčítají, množí se navzájem.
Ovládání systému spočívá v jeho přidružení k jinému systému, jehož rolí bude udržovat co nejmenší rozmanitost výsledků (nebo cílů). Například systém, který má být studován jako auto, bude jeho řidičem. Cílem je pak udržovat vzdálenost mezi vozidlem a okrajem silnice téměř konstantní po celou dobu jízdy.
Pak můžeme vidět, že rozmanitost výsledků nebo cílů (V0) nemůže být menší než:
V0 = V / VC = Rozmanitost systému, který má být spravován / Rozmanitost řídicího systémuRozmanitost výsledků je minimální, může se zmenšit, pouze pokud se zvýší rozmanitost řídicího systému.
Tento zákon je zákonem nepostradatelné rozmanitosti, který stanoví, že pouze rozmanitost kontrolního systému může snížit to, co je výsledkem procesu, který má být kontrolován, že pouze složitost může složitost zničit.
Kybernetika může ve svém rozsahu znamenat prostředky k organizaci výměn, aby byly účinné, a v krajním případě prostředky k efektivnější kontrole. Slovo kybernetika se někdy interpretuje jako metoda, která prochází danou vědou, ale spojuje ji s jejím využitím. Našli jsme tedy kybernetické slovní vyjádření kontrolních prostředků, čímž jsme se připojili k definici Ampèra .
Například Louis Couffignal , účastník prvního kybernetického hnutí, jej definoval takto (v letech 1953 nebo 1956 v závislosti na zdrojích): „Kybernetika je umění činit akci efektivní. „ Georges R. Boulanger , prezident Mezinárodní asociace kybernetiky, matematik vyškolený v technických oborech, uvádí, že „ logiku lze mechanizovat “ . Definuje kybernetiku jako „vědu o komunikaci v živé bytosti a ve stroji“ .
Slovo kybernetika je často používáno bez vědeckého principu přístupu ke znalostem a je zaměňováno s tím, co studuje, to znamená s prostředky kontroly.
Někdy je zde také implikace kontroly nad lidskou osobou ve smyslu manipulace a někdy dokonce implikace použití státu k manipulaci mas. Je to tedy také polemický pojem, který z tohoto úhlu již nemá mnoho společného s jeho vědeckým původem. Můžeme předpokládat, že název knihy Norberta Wienera z roku 1950 Cybernetics and Society, The Human Use of Human Beings s tímto pohledem nesouvisí.
Mnohost, různorodost a význam rozvoje znalostí sobě jdoucích kybernetiky jsou k nezaplacení dnes, kterým se zavádí větší pokrok v oblasti vědeckého myšlení ve XX -tého století , jehož stopa po skandálu 1950 , je nyní spojeno s pojmy „kybernetická revoluce“ a s univerzálním bohatstvím předpony „kyber“. Zde je citován pouze vývoj bezprostředně navazující na kybernetické hnutí:
Pobočka kybernetické myšlenkové školy, kterou lze vysledovat až ke škole Palo-Alto , byla vytvořena především pod vedením Gregoryho Batesona . Posledně jmenované organizovaly konference současně s konferencemi Macy, aby tento myšlenkový proud přenesly do společenských věd, od antropologie po psychoanalýzu . Jedná se například o měřítko v rodinné terapii a je k němu připojeno mnoho současných definic kybernetiky.
"Existence takzvaných sociálních věd naznačuje odmítnutí umožnit, aby jiné vědy byly sociální." "
"... a dovolte sociálním vědám, aby byly fyzické." "
Kybernetika ukázala, že jakýkoli organismus je tvořen větší nebo menší sadou orgánů, které patří do velmi omezeného počtu typů (elementárních funkcí) kombinovaných v určitém pořadí, které lze přeložit pomocí pravidel „shromáždění nebo disjunkce“.
Organizace (nebo organismus jakéhokoli druhu) je nejčastěji popisována z hlediska struktury (co to je) a někdy jako funkce (co dělá), ale jen zřídka z hlediska korespondence (adaptivní evoluce).
Popis organizace, pokud jde o korespondenci, přizpůsobení a přiměřenost podmínkám kontextu a prostředí, odhaluje kybernetické vysvětlení, které je podle Batesonovy terminologie logického typu odlišného od příčinného vysvětlení: již to není otázka vědět, proč se něco stalo, ale vědět, jaká omezení způsobila, že se nic nestalo . Jeden z členů kybernetického hnutí, Bateson, popisuje kybernetický proces:
„[...] Z kybernetického hlediska říkáme, že vývoj událostí podléhá omezením a předpokládáme, že kromě těchto by se cesty změny řídily pouze zásadou rovnosti pravděpodobností. Ve skutečnosti lze omezení, na nichž je založeno kybernetické vysvětlení, v každém případě považovat za tolik faktorů, které určují nerovnost pravděpodobností ... V ideálním případě - a ve většině případů se tak děje - v jakékoli posloupnosti nebo sadě sekvencí je událost, která nastane, určena pouze z hlediska kybernetického vysvětlení. Výsledkem tohoto jedinečného určení může být velké množství různých omezení. Například v případě skládačky je výběr kusu k vyplnění prázdnoty omezen mnoha faktory: jeho tvar musí být přizpůsoben tvaru sousedních dílků a v některých případech také hranicím hran hádanka; jeho barva musí odpovídat barvě okolních kousků ... Z pohledu osoby, která se snaží vyřešit hádanku, jsou to vodítka, jinými slovy zdroje informací, které ho povedou při jeho výběru. Z hlediska kybernetiky se jedná o omezení. Stejně tak pro kybernetiku lze vysvětlit slovo ve větě, písmeno ve slově, anatomii jakéhokoli prvku organismu, roli druhu v ekosystému nebo chování jednotlivce v jeho rodině. (negativně) analýzou omezení. "
Popis organizace je proto adekvátní pouze tehdy, obsahuje-li popis omezení vyvíjených kontextem a prostředím na její možnosti akce (chování, funkce a proces), uspořádání (struktura) a stát se (evoluce). Totéž platí o chování koncipovaném jako organizovaný konstrukt činností, od buňky po stroj a instituce, včetně zvířat a člověka, a společnosti.
„ Rovnocennost “, kterou formuloval Ludwig von Bertalanffy , označuje stejný konečný stav, kterého lze dosáhnout z různých počátečních stavů, různými cestami a různými prostředky. Jinými slovy, stejné účinky mohou mít různé příčiny. Je to jakési konvergentní pokračování. Dále jen „ multifunkční charakter “ v teorii souvislostí s Anthony Wilden , pokud jde o příčiny a účinku, se uvádí, že stejné příčiny mohou produkovat různé efekty v jakémsi rozdílných dále.
Příchod internetu věcí nabízí Wienerově kybernetice nový život a dává inženýrům dobrý důvod k překročení karteziánského modelu. Miliony připojených senzorů schopných snímat prostředí v obtížných a vzdálených podmínkách jsou ideální pro vytváření zpětnovazebních smyček i ve velmi velkém měřítku. Umožňují vylepšení způsobu optimalizace výkonu průmyslových systémů a správy zdrojů.
Někteří věří, že skutečný přínos internetu věcí spočívá zde: městská a průmyslová infrastruktura mohou všichni těžit z kybernetických modelů a konvergovat ke spravedlivé spotřebě zdrojů a optimálnímu vlivu na životní prostředí.
Senzory prostředí v terénu přidávají k modelům informace „zdola nahoru“. Přispívají k optimalizaci zdrojů, ale také umožňují předvídat neočekávané události. Interoperabilita se zdroji dat také vytváří efektivní způsob sledování externalit. Každý prvek systému se stává autonomním, model se stává dynamickým, má schopnost organizovat se.
Inteligentní zalévání zelených ploch je příkladem konkrétní realizace kybernetického smyčky ke zlepšení výkonnosti a řízení omezených zdrojů.
Kybernetika je velmi brzy popularizována populárně-vědeckými novináři a živí představivost. Počátky názvu postavy kyborga ve sci-fi se objevily na přelomu let 1960-1970. „Cyborg“ pochází z kontrakce anglické fráze „ kybernetický organismus “. Koncepty vyjádřené kybernetikou jsou široce zastoupeny ve sci-fi románech a filmech a je jich mnoho. Tyto fikce jsou živeny důležitou součástí díla Isaaca Asimova (jeho úvahy o robotech , psychohistorie ). Jedno z prvních představení autonomních robotů s inteligentním rozhodováním se objevuje ve filmu Forbidden Planet (1955), který zahrnuje také jeden z prvních elektronických soundtracků a soubor pozoruhodných úvah o principu kolektivní inteligence v síti. Dalším příkladem je film Blade Runner (1982), který je založen na starším příběhu Philipa K. Dicka , manga z 90. let Gunnm od Yukita Kishira atd.
Výsledkem, když v běžném jazyce vyvoláme slovo kybernetika, je otisk spojený s předponou kybernetika, kterou najdeme například ve slově kyberprostor , přičemž označení je někdy daleko od jeho původní definice.