8.3 Кибернетика как наука об управлении сложными динамическими системами

Кибернетика (от греч. kybernetike — искусство управления) – наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в технических, биологических, социальных системах. Основателем кибернетики считается американский математик Н. Винер, опубликовавший в 1948г. книгу "Кибернетика". Объект изучения кибернетики – сложные динамические (изменяющиеся) системы; предмет ее изучения – процессы управления в таких системах; основная цель – оптимизация систем управления.

Кибернетика представляет собой междисциплинарное направление научного знания, исследующее системы с отрицательной обратной связью, где всякое отклонение системы от некоторого равновесного состояния после получения информации об этом корректируется управляющим устройством. Результатом такого поведения системы является уменьшение внешнего воздействия.

Появление кибернетики явилось значительным шагом в формировании системного метода в науке. В рамках кибернетики впервые было показано, что процесс управления с общей точки зрения можно рассматривать как процесс накопления, передачи и преобразования информации. Само же управление можно отобразить с помощью определенной последовательности точных предписаний — алгоритмов, посредством которых осуществляется достижение поставленной цели.

Одним из основных законов кибернетики является закон необходимого разнообразия: эффективное управление какой-либо системой возможно только в том случае, когда разнообразие управляющей системы больше разнообразия управляемой системы. Значит, чем больше информации мы имеем о системе, которой собираемся управлять, тем эффективнее будет проходить этот процесс.

Информация в кибернетике выступает как мера организованности системы в противоположность понятию энтропии как меры неорганизованности. С повышением энтропии уменьшается информация (поскольку все усредняется) и, наоборот. Связь информации с энтропией свидетельствует и о связи информации с энергией.

Кибернетика устранила ту принципиально неполную научную картину мира, которая была присуща науке XIX и первой половины XX века. Классическая и неклассическая наука строила представление о мире на двух фундаментальных постулатах – матери и энергии. Кибернетика дала новое представление о мире, основанное на информации, управлении, организованности, обратной связи. Таким образом, можно утверждать, что кибернетика создала информационную картину мира, в которой не энергия, а информация является основным научным понятием.

В настоящее время кибернетика получила развитие в нескольких направлениях. Задачей теоретической кибернетики является разработка научного аппарата и методов исследования систем независимо от их природы. Техническая кибернетика исследует вопросы разработки и конструирования автоматов, создания технических средств сбора, передачи, хранения и преобразования информации, опознания образов и т.д. Биологическую кибернетику подразделяют на медицинскую (моделирование заболеваний и использование этих моделей для диагностики, прогнозирования и лечения), физиологическую (изучение и моделирование функций клеток и органов в норме и патологии), психологическую (моделирование психики на основе изучения поведения человека) и нейрокибернетику (моделирование процессов переработки информации в нервной системе). Синтезом биологической и технической кибернетики является бионика – наука об использовании моделей биологических процессов и механизмов в качестве прототипов для совершенствования и создания новых технических устройств. Социальная кибернетика изучает закономерности управления обществом в количественном аспекте. Социальная кибернетика не претендует на роль всеобъемлющей науки об управлении обществом, которое в значительной степени характеризуется неформализуемыми явлениями и процессами.

С философской точки зрения кибернетика дает новое представление о мире, основанное на роли управления, информации, организованности, обратной связи, целесообразности, вероятности. Социальное значение кибернетики заключается в новом представлении об обществе как организованном целом. Общенаучное значение кибернетики состоит в формулировке новых понятий, методов исследования, формировании гипотез о внутреннем составе и строении систем. Методологическое значение — изучая более простые технические системы, кибернетика выдвигает гипотезы о работе сложных систем (живых организмов, мышления людей). И, конечно же, наиболее известное техническое значение — создание на основе кибернетических принципов ЭВМ, роботов, персональных компьютеров и автоматизированных систем управления. ЭВМ работают по принципу "да-нет", и этого оказалось достаточно для создания вычислительных машин, хотя и уступающих мозгу в гибкости, но превосходящих его по быстроте выполнения вычислительных операций.