Корни кибернетики

Кибернетика не появилась вдруг, на пустом месте. Она представляет собой интегральное научное направление, основанное на многочисленных фактах, знаниях и идеях, которые сложились до Винера и прежде развивались независимо друг от друга.

Посмотрим, что об этом говорит сам Винер в статье «Кибернетика», которую он написал для «Американской Энциклопедии» (The Encyclopedia Americana. 1961, Vol. 8, P. 351–352).

«Необходимо было исчерпывающе описать группу явлений, имеющих реальную общность идей и соответствующих методов изучения, но принадлежащих к традиционно различным дисциплинам ...

Кибернетика включает в себя: теорию информации и методы её измерения; теорию связи; теорию приборов управления, их разработки и применения к сервомеханизмам; автоматические заводы; электронные компьютеры; информационные сети».

Вопрос об истоках кибернетики подробно рассматривает известный историк науки Модест Георгиевич Гаазе-Рапопорт в своей статье «О становлении кибернетики в СССР». Эта замечательная статья была впервые опубликована в книге «Кибернетика: прошлое для будущего. Этюды по истории отечественной кибернетики» (Москва: Наука, 1989), а затем перепечатана в сборнике «Очерки истории информатики в России» (Новосибирск, 1998).

В качестве истоков кибернетики автор рассматривает теоретические и практические результаты, полученные в следующих направлениях:

– системы автоматического управления и

регулирования;

– моделирование различных технических устройств;

– релейно-контактные схемы управления и защиты;

– средства связи;

– биомедицинские исследования (биомеханика,

физиология);

– элементы общей теории систем;

– математическая логика;

– теория алгоритмов и теория автоматов.

Особое место среди истоков кибернетики занимают цифровые вычислительные машины, которые, в сущности, являются технической базой всех теоретических и прикладных исследований в области  кибернетики (или информатики).

История распорядилась так, что первые настоящие вычислительные машины появились на свет почти одновременно с винеровской кибернетикой. Тогда они ещё были очень громоздкими и медленными, но это были уже электронные цифровые вычислительные машины, компьютеры, которые очень скоро стали играть важнейшую роль во всем необъятном комплексе кибернетических исследований.

Такое совпадение (кибернетика и компьютеры) кажется счастливой случайностью. В действительности, это закономерное явление, известное в истории науки и техники и связанное с непрерывным и взаимосвязанным развитием человеческих знаний в различных разделах науки и техники.

Здесь надо напомнить, что Гаазе-Рапопорт был одним из первых серьезных отечественных исследователей кибернетики. Как мы знаем, первой оригинальной отечественной монографией по кибернетике была книга «Сигнал» И.А. Полетаева, изданная в 1958 году. Книга М.Г. Гаазе-Рапопорта «Автоматы и живые организмы. Моделирование поведения живых организмов» была второй: она вышла в 1961 году. Эта книга как раз и посвящена описанию и исследованию различных корней кибернетики. Автор начинает с древнейших автоматов Герона Александрийского (I век до н. э.), описывает остроумные автоматы-игрушки XVIII века: «утку» Жака Вокансона, «андроиды» Пьера и Анри Дро («писец», «музыкантша»), часы «яичной фигуры» И.П. Кулибина.

Основное содержание книги Гаазе-Рапопорта посвящено моделированию функций живого организма и построению самоорганизующихся систем.

Можно было бы проследить здесь влияние различных «корней» кибернетики на развитие и современное состояние всего её «дерева». Однако мы ограничимся одним замечательным и, по-видимому, малоизвестным примером. Речь идет об идее биоуправляемых протезов, то есть о построении искусственных конечностей, в которых управление приводами и источниками питания осуществляется за счет возникающих в организме биоэлектрических импульсов, отражающих команды центральной нервной системы.

До появления кибернетики и соответствующих комплексных подходов такие идеи существовали, вероятно, только в области научной фантастики.

Однако уже в своем «Введении» к первому изданию «Кибернетики» Винер пишет (Цитируем по русскому изданию 1968 * Н. Винер. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. М.: Советское радио, 1968, с. 74–75. года, где этот текст помечен автором «ноябрь 1947 г.») о возможности

«…добиться практических результатов с помощью кибернетических идей, хотя для этого ещё потребуются дальнейшие исследования. Одна из них – протезирование утерянных или парализованных конечностей. <...> Потеря части конечности означает не только потерю чисто пассивной опоры, доставляемой потерянной частью как механическим продолжением уцелевшей части, и не только потерю способности сокращения соответствующих мышц. Она означает также потерю всех кожных и кинэстетических ощущений, возникавших в потерянной части. Первые две потери протезист в настоящее время пытается заменить. Замена третьей пока что была вне его возможностей. <…> Снабдить искусственные суставы и подошву искусственной ступни датчиками натяжения или давления, действующими электрически или как-либо иначе (например, через вибраторы) на нетронутые участки кожи,– это вряд ли непреодолимая трудность. Существующие протезы устраняют некоторые ограничения подвижности, вызванные ампутацией, но оставляют атаксию. Применение подходящих рецепторов позволило бы устранить в значительной степени и атаксию, так что протезируемый мог бы выработать, например, такие рефлексы, которыми все мы пользуемся при управлении автомобилем. Это позволило бы ему ходить гораздо увереннее. Все сказанное о ноге можно применить с ещё большим основанием к руке. Рисунок человека в разрезе, знакомый всем читателям книг по неврологии, показывает, что сенсорная потеря при удалении одного только большого пальца руки намного больше, чем даже при удалении ноги до тазобедренного сустава.

Эти свои соображения я пытался изложить соответствующим авторитетам, но до сего времени мало чего добился. Не знаю, высказывались ли подобные идеи кем-либо раньше, как и не знаю, проводилась ли их проверка, и не были ли они отвергнуты за технической неосуществимостью. Если они ещё не получили надлежащего практического рассмотрения, то, по всей видимости, получат таковое в ближайшем будущем».

В конце 50-х годов группа московских ученых (А.Е. Кобринский, М.Г. Брейдо, В.С. Гурфинкель, М.Л. Цетлин, Я.С. Якобсон) серьезно заинтересовалась конструированием медицинских кибернетических приборов. Накопленный клинической электрофизиологией материал дал возможность вплотную подойти к решению задачи использования биопотенциалов в системах, обеспечивающих связь технических устройств с организмом.

Оригинальные результаты, полученные москвичами в теоретическом и инженерном плане, позволили создать и запатентовать оригинальные биоэлектрические протезы рук. Серийный выпуск первых биоэлектрических протезов в начале 60-х годов послужил толчком для проведения аналогичных работ за рубежом. Вскоре работы по исследованию и созданию различных протезов с биоэлектрическим управлением были развернуты во многих странах.

Норберт Винер, будучи в Москве в 1960 году, проявил большой интерес к этим разработкам, успех которых он предсказывал в самом начале.

Страница 4 из 25 Все страницы