ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ КІБЕРНЕТИКИ ЯК НАУКОВОЇ ГАЛУЗІ: ІСТОРИЧНИЙ АСПЕКТ

Кібернетика – це наука про загальні закони збереження, передачі та переробки інформації в складних системах управління різної природи   технічних, біологічних, адміністративних, соціальних тощо [1, C. 440]. До її створення у 40-х рр. ХХ ст. було розвинуто теорію автоматичного управління, яка розглядає відносно прості об’єкти та управляючі системи, описувані системами диференціальних та різницевих рівнянь. З появою електронних цифрових обчислювальних машин (ЕЦОМ) у 1945 – 1946 рр. з’явилася можливість ставити та успішно вирішувати завдання автоматизації не тільки фізичних процесів, а й розумової діяльності людини [2, С.29].

У післявоєнні роки почали досліджувати складні системи управління, які використовують, як правило, електронні обчислювальні машини (ЕОМ) в якості основної керуючої ланки. На їх основі поступово було розвинуто системи штучного інтелекту, розроблено системи розпізнавання образів та мовних сигналів. Основні функції штучного інтелекту полягають в імітації здатності людини до навчання, моделюванні логічного умовиводу, постановці нових завдань і цілей. В результаті технічного втілення багатьох властивостей людського інтелекту будуються різні перетворювачі інформації і роботи в системах штучного інтелекту [3, C.10].

Основним завданням одного з розділів кібернетики   теоретичної кібернетики   є розробка апарату і методів досліджень, придатних для вивчення систем управління, незалежно від їх природи. До теоретичної кібернетики увійшли ряд наукових напрямів, які розвивалися раніше в таких розділах математики, як математична логіка, теорія ймовірностей, обчислювальна математика, теорія інформації, теорія кодування, теорія алгоритмів, теорія випадкових процесів, теорія ігор, теорія статистичних рішень, а також розділи, які виникли в самій кібернетиці   теорія автоматів, теорія формальних мов і граматик, теорія розпізнавання образів, теорія систем, що навчаються і самоорганізуються тощо.

Важливою рисою теоретичної кібернетики є те, що вона запровадила принципово новий метод вивчення об’єктів і явищ – так званий математичний експеримент, або машинне моделювання, що дозволяє проводити дослідження об’єкта за його математичною моделлю без побудови та дослідження реальної фізичної моделі цього об’єкта. Математичний експеримент можна застосовувати до об’єктів, які не мають точного математичного опису в традиційній формі. Завдяки наявності методу математичного експерименту теоретична кібернетика разом з математикою набуває виключного значення. Маючи свій специфічний предмет дослідження (системи управління), вона разом з тим дає новий метод дослідження (математичний експеримент), що охоплює значно більшу, ніж класичні дедуктивні математичні методи, галузь можливих застосувань, включаючи практично всі науки – природничі, технічні та гуманітарні. Поява цифрової обчислювальної машини (ЦОМ) і методу машинного моделювання сприяли тому, що теорія складних систем управління стала одним з базових розділів кібернетики. Методи комплексного дослідження складних систем складають основу системного аналізу та дослідження операцій. Крім теоретичного ядра, в кібернетиці виникли (згодом сформувались як самостійні) й прикладні напрями. Найважливішим з них є розробка теоретичних засад обчислювальної техніки, зокрема теорії електронної обчислювальної машини (ЕОМ) і математичного забезпечення ЕОМ, створення теорії автоматизації проектування ЕОМ, методів (і створення на їх основі технічних засобів) застосування ЕОМ для автоматизації збору та обробки даних, автоматизації дедуктивних побудов тощо.

Завдання управління технологією значною мірою стосуються управління підприємствами в організаційно-економічному плані (планування, управління запасами, фінансування, управління кадрами). Ці завдання розробляє інший прикладний напрям кібернетики – економічна кібернетика, головним розділом якої є створення автоматизованих систем управління підприємством. Поступово намітилася тенденція до органічного злиття автоматизованих систем технологічного та адміністративного управління. Такі системи одержали назву інтегрованих. Широке практичне застосування засобів і методів кібернетики привело до принципової зміни властивостей інформаційного середовища проживання людини і, як наслідок, до необхідності розглядати виробничі, економічні та соціальні структури суспільства з урахуванням електронізації процесів комунікації, обробки інформації і прийняття рішень. Ці завдання покликана вирішувати нова наука – інформатика. Проблеми застосування методів і технічних засобів кібернетики для вивчення біологічних систем, зокрема організму людини та її мозку, викликали необхідність створення біологічної кібернетики, а автоматизація медичної діагностики, створення штучних органів і управління ними, управління лікувальним процесом є завданнями медичної кібернетики [4, C.8].

Ще одним розділом кібернетики є технічна кібернетика, у якій на основі єдиних для кібернетики в цілому наукових ідей і методів вивчаються технічні системи управління [5, С.6]. Це – сучасний етап розвитку теорії і практики автоматичного регулювання та керування, а також наукова база для вирішення завдань комплексної автоматизації виробництва, транспортних та інших складних систем управління. Складні системи управління, в яких як обов’язковий елемент бере участь людина-оператор, називаються автоматизованими системами, на відміну від автоматичних систем, що функціонують без безпосередньої участі в них людини. Проблема «людина – машина», в якій розглядаються можливості раціонального розподілу функцій між людиною і автоматично діючими пристроями, – одна з головних у технічній кібернетиці. Участь людини в управлінні агрегатами і технологічними процесами, з одного боку, та в адміністративному управлінні, з іншого, також приводить до злиття цих сфер управлінської діяльності та до створення єдиної людино-машинної системи управління. Тому, крім фізіологічних особливостей людини-оператора, істотного значення набуває і його психологічний стан [1, C.451]. Розробкою методів використання знань про поведінку людини при проектуванні та експлуатації складних людино-машинних систем управління займається інженерна психологія [5, C.7].

Велике значення в технічній кібернетиці мають методи вирішення завдань, що дозволяють подолати труднощі, які виникають через наявність значного числа взаємодіючих елементів (підсистем). Ці підсистеми входять у відповідну складну систему. Основними шляхами подолання труднощів, пов’язаних з великою розмірністю задач, є методи декомпозиції та агрегування. Значною проблемою в технічній кібернетиці є також вибір компромісного рішення. При цьому можливі й теоретико-ймовірнісні та ігрові трактовки задачі. Одним із самостійних напрямів технічної кібернетики є розпізнавання образів, які мають виключно наукове і практичне значення. Їх застосовують не тільки при створенні читаючих автоматів, а й при розпізнаванні та аналізі ситуацій, що характеризують стан технологічних процесів або фізичних експериментів, а також при розробці медичних автоматизованих діагностичних пристроїв тощо.

Таким чином, об’єднання автоматичних пристроїв і людини-оператора є, з одного боку, основним об’єктом досліджень, які проводяться в технічній кібернетиці, а з іншого – універсальним засобом моделювання дійсно складних технічних та інших систем управління [1, C.453].

ЛІТЕРАТУРА

Энциклопедия кибернетики. Под ред. В.М. Глушкова и др. Том 1.  К.: Главная редакция украинской советской энциклопедии, 1974. – 608 с.

1. Винер Н. Кибернетика и общество. Перевод Е.Г.Панфилова / Н.Винер / М.: «Наука». 1958. – 200 с.

2. Ланге О. Введение в экономическую кибернетику. Пер. с польского языка под ред. д.э.н. Майминаса Е.З. / О. Ланге / М.:«Прогресс». 1968. – 206 с.
3. Немчинов В.С. Избранные произведения. Т. 3. Экономика и математические методы / В.С. Немчинов / М.: «Наука». 1967. – 490 с.
4. Гитис Э.И., Данилович Г.А., В.И. Самойленко. Техническая кибернетика. / Э.И. Гитис / М.: «Советское радио». 1968. – 488 с.

Науковий керівник: доктор історичних наук,

провідний науковий співробітник відділу історії науки і техніки Центру досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М.Доброва НАН України Литвинко Алла Степанівна