Кибернетика Норберта Винера

Возникновение кибернетики дало начало новому этапу в развитии всей современной науки. По словам Б. М. Величковского, кибернетика Винера «…зафиксировала начало новой научно-технической революции, основанной на теории управления и сервомеханизмов, статистической теории связи и применении программируемых вычислительных устройств»¹. В свою очередь, кибернетика опирается на научные положения, сформулированные физиками, биологами, философами, психологами и нейрофизиологами XX в.

Монография Винера «Кибернетика» вызвала большой отклик в рядах ученых середины XX в., гак как исследователь в своей книге предлагал несколько способов, как увеличить производительность существовавших в го время электронно-вычислительных систем. Предложения Винера нашли такое применение в науке и технике, что сейчас благодаря им мы имеем в своем распоряжении домашние и промышленные компьютеры высокой производительности и занимающие малое пространство. ЭВМ того времени занимали до нескольких комнат объема, работали очень медленно и могли обрабатывать небольшой объем данных. В современной литературе по когнитивной психологии часто можно встретить выражение, что в основе когнитивного подхода к психике лежит «компьютерная метафора», где нервная система уподобляется компьютеру, а психическая деятельность — процессу по переработке информации. Отчасти так оно и есть, однако ради исторической точности следует отметить, что именно строение человеческой нервной системы легло в основу всех известных на настоящее время компьютеров и ЭВМ. Винер предложил вместо десятеричной системы исчисления использовать двоичную^[1][2], что значительно повысило производительность ЭВМ. Прототипом двоичной системы счисления послужила работа нейрона — простейшей единицы нервной системы человека. Винер пишет: «Достойно внимания, что нервные системы человека и животных, способные, как известно, совершать такие же действия, как и вычислительная система, содержат элементы, идеально приспособленные для работы в качестве реле. Речь идет о так называемых нейронах, или нервных клетках… Таким образом, нерв можно уподобить реле с двумя существенными состояниями активности: возбуждением и покоем»^[3].

Главная идея кибернетики — это подобие процессов управления и связи в машинах, живых организмах и обществах. К таким процессам Винер относит процессы передачи, хранения и переработки информации, т. е. различных сигналов, сообщений, сведений. Здесь сказывается влияние теории Шеннона на кибернетику, а также работ американского ученого фон Неймана, предложившего принцип компьютерной архитектуры. Винер не видел разницы между передачей сообщений по каналу связи или от одного человека к другому. Информацию можно представить как выбор между разными альтернативами, уменьшающими неопределенность, поэтому неважно, какой источник этой информации — электрические сигналы в телефонном кабеле или в мозге. «Когда я отдаю приказ машине, то возникающая в данном случае ситуация, по существу, не отличается от ситуации, возникающей в том случае, когда я отдаю приказ какому-либо лицу. Иначе говоря, что касается моего сознания, то я осознаю отданный приказ и возвратившийся сигнал повиновения. Лично для меня тот факт, что сигнал в своих промежуточных стадиях прошел через машину, а не через какое-либо лицо, не имеет никакого значения и ни в коей мере существенно не изменяет моего отношения к сигналу»^[4].

Кибернетика Винера и теория информации Шеннона вдохновили психологов того времени на создание многих моделей познавательной активности человека. Все многообразие моделей информационного подхода к познанию можно разбить на два больших класса в зависимости от теории, лежащей в основе этой модели. Первый класс моделей связан с попыткой применить к познанию принципы и понятия, сформировавшиеся при изучении процесса передачи сообщений по каналам связи. Эти модели основываются на теории информации Шеннона. Второй класс моделей опирается на идеи, изложенные в трудах Норберта Винера по кибернетике, и рассматривают познание, но аналогии с работой ЭВМ. Однако оба класса объединяет одно центральное положение: во всех моделях информационного подхода познание понимается как процесс передачи и {или) обработки информации. Этот процесс является линейным и состоящим из последовательных стадий; условно схему переработки информации можно представить, как показано на рис. 2.23.

Рис. 2.23. Простейшая линейная схема переработки информации.

Согласно этой схеме есть «Вход» — часть системы, которая специализируется на получении и (иногда, не во всех моделях) первичной обработке «сырой» информации. Затем входящая информация поступает на обработку в центральный блок; именно работа этого блока в большей степени интересует когнитивных психологов. Работу центрального блока часто описывают, используя метафору «черного ящика»: исследователь может догадываться о его устройстве и функционировании, варьируя входную информацию и анализируя выходную. Важными в этой схеме являются связи между блоками. Для того, чтобы система адекватно работала, она должна корректировать себя. Это неотъемлемая черта человеческой психики в информационном подходе описывается в терминах обратной связи. Обратная связь бывает положительной и отрицательной. Положительная обратная связь — это связь между собой «Выхода» и «Входа», когда часть выходной информации возвращается как вход. Положительная обратная связь осуществляется внутри системы, она прибавляется к входным сигналам, не корректируя их. Отрицательная обратная связь имеет место тогда, когда функционирование системы корректируется на основе контакта с окружающей средой. Через введение понятия отрицательной обратной связи Винер и его коллеги пытались объяснить целенаправленность человеческого поведения. Так как Винер находит правомочным сравнение работы человеческой психики и технических устройств, для объяснения обратной связи он использует пример с самонаводящейся торпедой. Для поражения цели такая торпеда должна получать информацию от цели, чтобы корректировать направление полета. «Можно считать, что всякое целенаправленное действие требует отрицательной обратной связи. Если цель должна быть достигнута, то в какой-то момент необходимы сигналы от нее, чтобы направить поведение. Под поведением без обратной связи понимается такое, при котором сигналы от цели не изменяют деятельности объекта в процессе поведения»^[5]. Применительно к работе человеческой психики отрицательная обратная связь обеспечивает стабильность системы за счет сравнения текущего состояния системы и желаемого, способствует достижению гомеостаза со средой.

• [1] Величковский Б. М. Когнитивная наука: Основы психологии познания: в 2 т. Т. 1. М. :Смысл, 2006. С. 93.
• [2] Двоичная система счисления — это система счисления с основанием 2. В этой системесчисления числа записываются с помощью двух символов (0 и 1). Применение двоичнойсистемы счисления началось с работ Г. Лейбница и английского математика Джорджа Буля, разработавшего алгебраическую систему применительно к логике, которая в настоящеевремя известна как Булева алгебра. Клод Шеннон применил Булеву алгебру и двоичнуюарифметику к электронным реле и переключателям. На его работах основана вся современная цифровая техника.
• [3] Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. С. 192.
• [4] Винер Н. Кибернетика и общество. С. 30.
• [5] Розенблют А., Винер II., Бигелоу Дж. Поведение, целенаправленность и телеология //Винер II. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. С. 300.