Наука и техника Наука и техника - Результаты работ
  23.10.2018 г.  
Главная arrow Кибернетика arrow Рассуждения конца 60-х arrow Результаты работ
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Результаты работ
Рейтинг: / 0
ХудшаяЛучшая 
19.10.2010 г.

Начиная с 1946 г. в США систематически происходят конференции по вопросам кибернетики. До настоящего времени состоялось десять таких конференций. Результаты их работ опубликованы в сборниках Cybernetics. В первой конференции (весна 1946 г.), кроме ядра группы Винера, собравшегося в Принстоне в 1947 г., приняло участие несколько психологов, социологов, антропологов. Первая конференция была посвящена проблеме обратной связи.

После конференции Винер и Розенблют выполнили в Мексиканском кардиологическом институте большое экспериментальное исследование, посвященное выяснению роли обратной связи в нервной системе. Они рассматривали мышцу как динамическую систему, находящуюся под действием возмущающих сил, исследовали переходные процессы в системе, пользуясь в частности методикой, изложенной Мак-Каллоком в его книге Теория следящих систем, которая вышла в свет в 1945г.
Результаты этой работы были доложены на второй конференции по кибернетике (осень 1946 г.), а также на совещании в Нью-Йоркской Академии наук (1946 г.). Был разработан пятилетний план работ, в осуществлении которого участвовал Институт Рокфеллера, Национальный мексиканский кардиологический институт и Массачусетский технологический институт.
Одним из первых практических результатов работы кибернетической группы Винера был аппарат, позволяющий слепому читать печатные тексты на слух. Различными изобретателями было предложено много схем, преобразующих при помощи фотоэлемента печатные буквы в звуки различного тона. Основная и неразрешенная трудность состояла в том, что не удавалось сделать тон звука независимым от размеров буквы. Используя указание Винера, Мак-Каллок и Питтс построили аппарат на принципе телевизионной развертки, в котором каждый знак сравнивается с эталоном. Присутствующий на демонстрации аппарата американский физиолог Бонин обратил внимание на то, что чертеж аппарата очень сильно напоминает схематическое изображение четвертого слоя зрительного центра коры головного мозга. Замечание оказалось весьма Ценным и было использовано в процессе дальнейшего усовершенствования аппарата, а также для разработки теории воспроизведения изображений, в которой учтены анатомические и физиологические особенности зрительного центра коры головного мозга.
Эта теория позволила подойти к объяснению процесса распознавания изображений, в частности, почему мы воспринимаем квадрат, как квадрат, как бы не менялись его размеры. Оказалось, что моделируя четвертый слой зрительного центра коры головного мозга, можно создать совершенную техническую систему, позволяющую в определенной мере заменить орган зрения.
В процессе создания этого моделирующего устройства установлен факт примерного совпадения времени кадровой развертки в телевидении со временем альфа-ритма мозга. Это обстоятельство вместе с другими соображениями позволило выдвинуть обоснованное предположение о том, что альфа-ритм мозга имеет, так сказать, зрительное происхождение.
Результаты работы группы, как теоретические, так и экспериментальные, дали возможность Н. Винеру уже к началу 1947 г. написать в основном книгу, которая вышла в свет в 1948 г. Следует отметить, что обсуждение рукописи книги не ограничилось США. Весной 1947 г. Н. Винер был приглашен на съезд в Нанси, посвященный вопросам гармонического анализа.
Он использовал свою поездку в Европу, чтобы обсудить основные идеи книги с рядом ученых Англии и Франции. В продолжение трех недель, проведенных в Англии, Н. Винер беседовал по вопросам кибернетики с Холдейном, Тюрингом, Бартлеттом, Леви и Берналом. Во Франции Н. Винер имел возможность обменяться мнениями с Бланк-Лапьерром и Леббом. На конференции в Нанси их доклады по гармоническому анализу объединили, по выражению Винера, идеи статистики с идеями техники связи в таком аспекте, который полностью соответствовал кибернетической точке зрения. В числе лиц, с которыми Н. Винер обсуждал основные положения своей книги, был также и венгерский биохимик профессор Сент-Дьердь, мысли которого в данной области совпали с мыслями автора Кибернетики.
Работы группы последователей Н. Винера появляются в различных изданиях, однако постоянным органом этой группы были упомянутые выше сборники трудов конференций, которые систематически публиковались с 1950 г. В этих трудах рассматривались самые разнообразные вопросы: психологическая сторона восприятия, первый потенциал и приспособление человека, квантовая теория памяти, возможный механизм процессов воспоминания и узнавания, чувствующие протезы; некоторые проблемы, касающиеся понятий однозначного числа в центральной нервной системе; каким образом и в какой степени может быть искажена речь, чтобы оставаться при этом понятной; опыт изучения первобытных языков; о пользе изучения языковых абстракций высокого порядка; об образовании значений слова; развитие языка в раннем детстве; о связи символической функции в формировании языка и при неврозе; о связи сознательного и подсознательного, о гипнозе; о связи между животными; о машине, решающей задачи; о логических свойствах машины; роль настроения в общении людей; значение эмоций в системах с обратной связью; развитие и обучение у осьминога; о числе возможных булевых функций; центральное возбуждение и торможение; автомат, играющий в шахматы; возмущение как случайное возбуждение (стимулирование) органов чувств; исследование передачи сигналов по нервным путям, механизмы обратной связи в биологии.
Развитие кибернетики стимулировало, в частности, появление и развитие технических устройств нового класса. Принципиально ново в этих машинах то, что они обладают свойством выполнять логические операции, не только механически накоплять информацию, но и сопоставлять ее с различными внешними воздействиями, делать выводы о необходимости той или иной перенастройки параметров системы или даже для изменения структурных связей системы.
Например, английский электроэнцефалограф Г. Уолтер в сотрудничестве со своей женой построил в 1951-1952 гг. несколько электронных черепах, движущихся на источник света. Одна из них Elsie (Electro - Light - Sensitive - Internal - External) двигалась по комнате, находя себе путь к источнику света в лабиринте мебели, и когда исчерпывался запас энергии в ее аккумуляторе, она сама подходила к своей конуре и автоматически присоединялась к источнику тока, необходимого для зарядки аккумулятора.
К. Э.Шеннон в 1951 г. построил электромагнитное устройство мышь, движущуюся к куску сала сквозь лабиринт с большим количеством перегородок. Мышь сначала отыскивала путь, натыкаясь на многочисленные перегородки лабиринта, запоминала его и, пущенная вторично, приходила к куску сала по прямому пути.
Наиболее примечательной машиной является гомбстат Эшби. Еще в начале века У. Б. Кэннон показал, как живые организмы, подобно техническим устройствам, применяемым в лаборатории, на заводе, в домашнем быту, автоматически поддерживают постоянными ряд существенно важных для них (организмов) параметров, как-то: температура, уровень сахара в крови, содержание воды в тканях и т. д. Эту способность живых организмов приспособляться к окружающей среде и устанавливать устойчивое равновесие между организмом и средой Кэннон назвал гомеостазисом.
Для того чтобы постоянно поддерживать это необходимое равновесие, живой организм обладает способностью адаптации, приспособления к окружающей среде.
Машина лишена свойства адаптации, приспособления. Так было, заявляет Н. Винер, до 1952 г., пока Эшби не опубликовал книгу Design for a Brain, где был описан его гомеостат. Задача гомеостата не только поддерживать устойчивость, но и находить и поддерживать то соотношение параметров, при котором она будет устойчива. Следовательно, гомеостат обладает способностью самоорганизоваться, и Эшби рассматривает его как модель устройства, могущего поддерживать в определенных пределах биологические константы, о которых шла речь выше.
В книге Кибернетика и общество Н. Винер писал, что изобретением Эшби открывается принципиально новый класс машин, которые в состоянии сами изучать в какой-то мере обстановку и в связи с результатами этого изучения принимать решения.
Первая система Эшби состояла из 5 следящих систем: 4 основных и одной вспомогательной. В настоящее время построен новый гомеостат из 20 элементарных следящих систем и проектируется установка, состоящая из 100 следящих систем, причем электронные лампы заменяются транзисторами.
В 1953 г. К. Э. Шэннон и Э. Ф. Мур опубликовали работу, посвященную описанию машины, которая предназначена для анализа и проектирования релейно-контактных схем1. Эта машина проверяет соответствие схемы заданным техническим условиям, упрощает схему, выявляя в ней лишние контакты. Эти две работы свидетельствуют о том, что за весьма короткий период времени кибернетика прошла путь от формулирования общей задачи к построению конкретных машин принципиально нового типа. Подводя итоги настоящего краткого обзора, можно сформулировать некоторые обобщающие положения.
Кибернетика появилась не как Венера из пены морской, а в результате многовекового развития идей, методов и средств в различных областях науки и техники. Подобно тому как многовесельный корабль, управляемый первым древнегреческим кибернетиком отличается от корабля-спутника земли, управляемого по радио советским инженером, так и древнегреческая кибернетика отличается от современной. Кибернетика - это прежде всего комплексная наука, охватывающая и обобщающая результаты и достижения многих наук и в первую очередь математических, физических, биологических, биофизических, технических, экономических.
Взаимообмен идеями и взаимосвязь между этими областями науки сначала носили случайный характер, но постепенно на протяжении многих веков приобретала определенную систематичность. Наиболее отчетливо просматривается связь между физиологией и техникой. В двадцатом веке взаимодействие областей техники и физиологии, в частности инструментальная тенденция в физиологии, получили наиболее полное выражение. Можно отметить, например, что многие точки роста в области физиологии совпадают с изобретением и внедрением соответствующих приборов автоматики.
В свою очередь и аналогия между живым организмом и техническим устройством постепенно пополняет - творческим содержанием и становится полезной при построении технических устройств, воспроизводящих функции аппарата высшей нервной деятельности (например, счет, управление по программе, автоматическое регулирование и т, д.). Устройства и системы автоматического управления служат не только подсобным средством для проведения исследований и экспериментов в области физиологии, но используются в качестве своеобразных моделей живых организмов как сложных динамических систем с обратными связями.
Аналогия между живым организмом и машиной из приема превращается в метод анализа. Инженеры и физиологи стали пользоваться этим методом для того, чтобы исследовать законы строения и принципы действия естественных (созданных природой) и искусственных (созданных человеком) автоматических систем. Сближение представлений о живом организме и искусственной самоуправляющейся системе нашло свое выражение в единстве подхода к описанию и истолкованию их строения и поведения, опирающемся на статистику, на статистическую физику.
Начиная со второй половины прошлого века, все более и более ощущается недостаточность исследования движения различных механических систем только при помощи уравнений классической механики. В особенности это становится ясным в отношении систем с большим количеством степеней свободы.
Оказалось, что применение статистических методов анализа позволяет обнаружить закономерности особого типа, которые обусловлены именно этим большим числом степеней свободы.

 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam