Русский | English   поискrss RSS-лента

Главная  → Документы и публикации  → Материалы конференций  → Материалы Международной конференции Sorucom-2017  → История Международного института кибернетики и артоники

История Международного института кибернетики и артоники

Введение.

В ноябре 1956 года была организована Секция кибернетики в Доме ученых им. Горького АН СССР в Ленинграде, это была первая кибернетическая организация в СССР, Научный совет по проблеме кибернетики при Президиуме АН СССР был создан только в 1959 году под руководством адмирала и академика А.И. Берга, но ему так и не удалось создать в Москве и еще где-либо в РСФСР полноценный институт кибернетики, такие институты были созданы почти во всех союзных республиках – в Киеве, в Тбилиси, в Ташкенте, в Таллине и др., и после смерти А.И. Берга он был закрыт, а секция кибернетики в Ленинграде непрерывно существовала и существует и развивается как центр междисциплинарных исследований по кибернетике как метанауки. Первым председателем Секции кибернетики был профессор Л.В. Канторович, впоследствии академик АН СССР и лауреат Нобелевской премии по экономике, и это не было случайностью – именно лауреаты Нобелевской премии по экономике внесли большой вклад в развитие кибернетики.

Кибернетика прошла долгий путь развития от средневековых автоматов и регулятора Уатта для паровой машины до всемирной информационно-вычислительной сети, всемирной паутины, на основе которой сейчас совершается самоорганизация социума. Но кибернетика, информатика и вычислительная техника возникли не на пустом месте, они возникли на мощном фундаменте человеческой культуры, науки и техники. Появились новые понятия – киберпространство, кибератака, кибервело и др., кибернетика стала метанаукой. Для того, чтобы понять феномен возникновения и развития кибернетики, вычислительной техники и информатики и определить их перспективы развития необходимо разобраться в том, что такое сложные системы и как они развиваются во времени и пространстве, что такое параллельные миры. Ключевыми понятиями теории и практики сложных систем являются самоорганизация, хаос и неопределенность. На основе компьютерных сетей осуществляется новый этап самоорганизации человеческого общества

Мы живем в быстроизменяющемся мире, растет число достижений человеческой цивилизации, но растет и количество и качество опасностей. Самое большое достижение человечества – это естественный язык, с помощью которого мы общаемся, накапливаем и анализируем информацию. Как показал Клод Шеннон, естественный язык имеет пятикратную избыточность для того, чтобы устойчиво функционировать в нашем мире, то есть наш мир на 80% враждебен человеку. Итальянский экономист и социолог Вильфред Парето сформулировал закон, из которого следует, что 20% усилий дают 80% результата, а остальные 80% усилий дают лишь 20% результата, только надо правильно выбрать направление этих усилий. Он же выявил структуру распределения доходов среди итальянских домохозяйств – 80% дохода сосредоточено у 20% домохозяйств, то есть владельцы этих 20% домохозяйств более или менее правильно выбирают направление своих усилий в современном мире, то есть человеческое общество неоднородно и все время порождает неравенство, что является еще одной опасностью.

Люди издревле пытались понять, как устроен мир. С этой целью и был введен термин «кибернетика» французским ученым Андре Мари Ампером (1775–1836 гг) в его книге «Опыт философских наук или аналитическое изложение естественной классификации всех человеческих знаний» (1834 г), которая сформировалась под воздействием идей великой французской революции. В этой книге он высказал предположение, что со временем возникнет особая наука «кибернетика» об общих закономерностях процессов управления и связи в организованных системах. Он отнес ее к группе политических наук, куда входили физико-социальные науки (социальная экономика и наука об общественном благополучии), военные науки (гоплетика – наука о вооружениях и собственно военное дело), этногенические науки (номология – правоведение, учение о праве, законодательство, политика – права народов и собственно политика). С тех пор кибернетика сформировалась как метанаука, которая включает в себя и теорию автоматического управления, и информатику, и системный анализ, и синергетику и многие другие направления. Следует отметить, что в 1830 г Ампер был избран в число иностранных членов Императорской Академии Наук в Санкт-Петербурге. Уже в наши дни было введено понятие о киберфизических системах, круг замкнулся – ведь Андре Мари Ампер был прежде всего физиком, ведь именно он сформулировал электродинамическую теорию в сочинении «Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта», 1826 г. , его именем названа единица силы тока. Объединение физики и кибернетики знаменует новый этап развития науки.

В 1948 г вышла книга Норберта Винера «Управление и связь в животном и машине», а в 1950 г его же книга «Кибернетика и общество», что знаменовало новый этап развития наук об управлении. Во время Второй мировой войны Н. Винер участвовал в решении проблем управления артиллерийским зенитным огнем. Автор этих строк мальчишкой работал в августе–октябре 1941 года в Ленинграде на зенитной батарее, оборонявшей завод «Светлана». Звучала команда: Беглый заградительной огонь, сообщались координаты угла возвышения, азимута и трубки и начиналась изматывающая работа, немецкие самолеты натыкались на стену зенитного огня, совершали противозенитный маневр, куда попало сбрасывая бомбы. Так мы отстояли завод «Светлана», который работал без выходных днем и ночью, снабжая нашу армию электронными лампами для радиосвязи.

В различных странах в зависимости от идеологии и социально-экономического развития отношение к кибернетике было различным. На первых порах отношение к кибернетике в СССР было отрицательным, в философском словаре она была названа «лженаукой». Я закончил Ленинградский политехнический институт в феврале 1955 года по специальности «Автоматика и телемеханика» по кафедре Б.И. Доманского. В процессе обучения ни о какой кибернетике мы не слышали, но когда в конце 1955 года появилась в журнале «Вопросы философии» статья Э.Кольмана «Что такое кибернетика», она попала на хорошо подготовленную почву. Уже в ноябре 1956 года была создана Секция кибернетики в Ленинградском Доме ученых АН СССР

Конечно, проблемы управления волновали многих и до Ампера, логистика сложилась еще в Древней Греции и Древнем Риме, и поэтому логично говорить о до-амперовском периоде развития наук об управлении и связи. В этот период необходимо отметить работы Раймонда Луллия по структурному анализу общества и первой логической машине и Готфрида Лейбница по монадологии, которые во многом предвосхитили работы по многоагентным системам.

Второй период развития кибернетики – от Ампера до Винера, когда Д.И.Менделеев осуществил прорыв в системном анализе, построив периодическую систему элементов, когда А.С.Поповым было изобретено радио, когда были реально созданы сложные системы автоматического регулирования и т.д.

В 1833г. профессор Кембриджского университета Ч.Беббидж (1791–1871) разработал проект «аналитической машины» – гигантского арифмометра с программным управлением, арифметическими и запоминающими устройствами. В качестве первого программиста этой машины выступила леди Лавлейс, дочь поэта Байрона. Однако тогда полностью этот проект осуществить не удалось из-за недостаточного развития техники. В 1832 г Ч.Беббидж был избран иностранным членом Императорской Академии наук в Санкт-Петербурге.

Здесь необходимо отметить нашего соотечественника И.А. Вышнеградского, который разработал теорию регуляторов прямого действия и сформулировал условие устойчивости системы регулирования. И.А. Вышнеградский, будучи министром финансов России в 1887–1892 годах, добился балансировки бюджета и укрепления курса рубля. Также необходимо отметить работы А. Пуанкаре по качественной теории дифференциальных уравнений. В биологии благодаря работам И.М. Сеченова и И.П. Павлова возникло четкое представление об организме как саморегулирующейся системе. Окончание второго периода развития кибернетики ознаменовано началом атомной и космической эры.

Третий период – от Винера, когда именно в конце сороковых – в начале пятидесятых годов ХХ века появились электронные вычислительные машины и четко обозначились поколения ЭВМ, появились реально действующие роботы, была определена структура гена и введено понятие мема. За последние 50 лет параметры вычислительных машин улучшились в миллионы раз, выросло быстродействие и объемы памяти, появились новое программное обеспечение, уменьшились габариты, энергопотребление и стоимость компьютеров. Компьютер стал самой распространенной машиной, возникли мощные вычислительные сети, которые интегрируют все остальные средства коммуникации. Компьютерная инфраструктура продолжает развиваться. Практика создания и применения компьютеров значительно опережает теорию. В этих условиях говорить о теоретических основах кибернетики сложно, но с другой стороны имеется много примеров неэффективного применения компьютеров и необходимость выработки теоретических основ становится все острее.

Четвертый период начался в 2000 году, когда стало ясно, что существующие модели в различных отраслях науки и техники недостаточно отражают информационно-управляющие свойства структур. По сути люди пользуются моделями 19 века. Этот период характеризуется провозглашением новой стратегической компьютерной инициативы США в 21 веке, в которой предлагается новая трактовка структуры предметной области, Computational Science, которая должна объединить Algorithms, Modeling & Simulation, Computer Science& Information Science и Computing Infrastructure, а главной задачей провозглашается проведение научных исследований в широком диапазоне – от биофизических процессов до исследования фундаментальных физических основ формирования Вселенной.

Международный институт кибернетики и артоники в Санкт-Петербурге окончательно сформировался в 2002 году и был нацелен на решение междисциплинарных проблем, которые рассматриваются ниже. В настоящее время в связи с построением информационного общества возникают совершенно новые фундаментальные проблемы по исследованию мироздания. Все большую роль начинают играть работы наших ученых – В.И. Вернадского, К.Э. Циолковского, А.Л. Чижевского и др. Родилось представление о том, что Вселенная – это модель внутри мирового суперкомпьютера, что позволяет использовать структурные достижения компьютерной техники для объяснения сложных космических проблем.

Кибернетику, вычислительную технику, информатику, синергетику и системный анализ изучают в одной связке, они возникли на стыке различных наук, основой их развития являются междисциплинарные исследования, именно широкой междисциплинарностью отмечена работа Секции кибернетики Дома ученых им.М. Горького РАН с момента ее возникновения[ 1 – 7].

В настоящее время сложилось представление о киберфизических системах, которое базируется на лингво-комбинаторном моделировании сложных систем, феномене адаптационного максимума, различных способах защиты информации и границах, которые разделяют различные миры – и виртуальные и реальные.

Как только в конце 40-ых годов прошлого века появилась электронная вычислительная машина, компьютер, так сразу же родилась аналогия между окружающим нас миром и компьютером, и эта аналогия продолжает развиваться и привлекаться для объяснения мироустройства (работы К. Цузе, Э. Фредкина, С. Ллойда и др.). Появление интернета вещей активизировало эти работы. Интернет вещей предполагает наличие связи с различными предметами, вещами, объектами. Следует заметить, что и до этого связь с различными объектами поддерживалась людьми с помощью зрения, слуха и механического взаимодействия, но интернет вещей предполагает установление новой дополнительной связи с помощью различных технических средств, что позволит вещам взаимодействовать на новом уровне не только с людьми, но и вещам между собой. Далее, каждый из объектов описывается с помощью лингвистических, математических и компьютерных моделей. Например, солнечная система является специализированным вычислительным устройством для решения задачи многих тел. В итоге вкладывается следующая картина.

Во-первых, компьютеры – системы со структурированной неопределенностью, у них имеется память, которая может быть пустой или заполненной различными данными и программами. Доказано, что универсальные цифровые вычислительные машины могут решать самые разные задачи.

Во-вторых, описание мироустройства на естественном языке, который является универсальной знаковой системой, с помощью лингво-комбинаторного моделирования, превращается в систему уравнений с произвольными коэффициентами, которые и есть структурированная неопределенность. На использовании естественного языка основан и краудсортинг – выявление мнений умной толпы.

В-третьих, архитектура компьютеров непрерывно развивается – эволюционируют элементная база, уровень знаний компьютера, развиваются операционная среда и интерфейсы общения, системы ввода-вывода информации, системы контроля, диагностики и коррекции, системы передачи информации и энергии. Мир заполнен осцилляторами различных типов – это и атомы и молекулы, это и солнечная система и галактики, и все эти осцилляторы включены в общую моделирующую вычислительную систему.

В-четвертых, компьютеры являются вместилищем различных виртуальных миров, которые отделены друг от друга системами защиты информации. Наш мир – это виртуальная ячейка в мировом суперкомпьютере, который является неоднородной распределенной структурой, везде проникающей, а гигантский аналог 3D принтера может печатать астероиды, планеты и звезды.

В-пятых, компьютеры и сети являются основой самоорганизации социума.

Складывается сетевой гибридный интеллект на фоне развития интернета вещей на основе первобытного мышления. Наш современный опыт в своей совокупности составляется из относительно небольшого числа данных и бесконечного числа индукций. Опыт первобытного мышления, напротив, содержит индукции лишь в очень малой пропорции, но зато включает в себя много непосредственных данных, которым мы отказываем в объективной ценности, хотя они, на взгляд первобытного человека, тоже реальны и даже более реальны, чем данные внешних чувств.

Все это позволяет выдвинуть гипотезу о том, что компьютер можно рассматривать как базовую модель самоорганизации Вселенной.

При таком подходе становится понятным, почему нам до сих пор не удалось установить связь с инопланетянами. Ведь если наш мир не более чем модель внутри мирового суперкомпьютера, то для того, чтобы установить такую связь необходимо изучить структуру мирового суперкомпьютера, его аппаратного и программного обеспечения, изучить систему защиты между мирами, и вот тогда, может быть, удастся установить связь с обитателями других миров. Это колоссальная фундаментальная задача для современной науки (Kardashev N.S. “Transmission of Information by Extraterrestial Civilization”\\ Soviet Astronomy , vol.8, No 2, 1964; M.Ignatyev “ Galactic evolution simulation on basement of the linguo-combinatorial approach. Proceedings of the 29th GA IAUS317, 2015, Honolulu).

Заключение.

Хотелось бы заметить, что 300 лет тому назад сложился механицизм – система взглядов, когда механика была единственной развитой наукой, получившей применение в производстве, ее символом были механические часы (Г. Галилей, И. Ньютон, П.С. Лаплас и др.). В наше время складывается компьютеризм – система взглядов, когда самой распространенной машиной стал компьютер как система со структурированной неопределенностью и вмещающая в себя множество различных виртуальных миров, которая породила множество моделей, аналогий и метафор. Кибернетика как метанаука продолжает развиваться, порождая все новые и новые направления, а вычислительные сети стали основой самоорганизации социума, который защищает человека.

В настоящее время мир живет в поиске новой нормальности, в преддверии кризисов, но кризисы являются имманентным свойством сложных систем[6,7], можно лишь уменьшить глубину кризисов, если тщательно измерять показатели функционирования сложных систем и своевременно принимать меры.

Литература

  1.  Игнатьев М.Б. Голономные автоматические системы. Изд. АН СССР. 1963. 204 с.
  2. Фрадков А.Л. «Кибернетическая физика». СПб: Наука, 2003. 208 с.
  3. Игнатьев М.Б. Десять лет Международному институту кибернетики и артоники /Наука и техника: вопросы истории и теории. Материалы ХХХIII международной годичной конференции Санкт-Петербургского отделения Российского национального комитета по истории и философии науки и техники РАН, вып. ХХIХ/ С-Петербург, 2012. С. 312–314.
  4. История информатики и кибернетики в Санкт-Петербурге (Ленинграде)/. Под редакцией Р.М. Юсупова. СПб.: Наука. Вып.1. 2008. 170 с. Вып. 2. 2010. 152 с. Вып. 3. 2012. 216 с. Вып. 4. 2014. 180 с.
  5. Игнатьев М.Б. Кибернетическая картина мира. Сложные киберфизические системы/ Предисл. акад. С.В.Емельянова. СПб.: ГУАП. 3-е изд. 2014. 472 с.
  6. Игнатьев М.Б., Катермина Т.С. Системный анализ проблемы управления хаосом/ Сб. научных трудов ХХ международной конференции «Системный анализ в проектировании и управлении». СПб. 2016. Ч.1. С.129–136.
  7. Игнатьев М.Б. Просто кибернетика. СПб.: Страта. 2016. 248 с.

1956 – Секция кибернетики в Доме ученых им. Горького

1959 – Совет по проблеме «Кибернетика» при Президиуме АН СССР

1960 – создание кафедры технической кибернетики в ЛИАП. Железнов

1972 – создание кафедры выч. машин в ЛИАП

1976 – создание СПИИРАН

Об авторе: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
ignatmb@mail.ru
Материалы международной конференции Sorucom 2017
Помещена в музей с разрешения авторов 28 Марта 2018

Проект Эдуарда Пройдакова
© Совет Виртуального компьютерного музея, 1997 — 2018