Příchod hackerů: zrod kybernetiky

Lukáš Erben 14. 4. 2015

Přestože stála u zrodu počítačů a jejich praktického nasazení, dnes na ni zapomínáme. Jak se za více než půl století rozdělila na řadu samostatných oborů, se její původně ucelené chápání vytrácí. Kybernetika samotná, její zrod a sláva, kterou před půl stoletím zažila, jsou ale příběh, který si pozornost zaslouží.

K některým tématům se autor dostane systematicky, k jiným náhodou a konečně k dalším oklikou. Kybernetika patří do třetí skupiny. Příběh profesora Svobody a týmu, s nímž sestrojil v padesátých a na počátku šedesátých let první československé počítače (ten jsme na Rootu vyprávěli poslední dva měsíce), vedl k myšlence věnovat se tématu počítačů v bývalém východním bloku obecně. Jenže pokud bychom měli začít historií jejich zrodu v samotném srdci komunistického impéria – Sovětském svazu, bude asi nejprve třeba vysvětlit, v jakých historických a politických souvislostech se tak dělo a proč se, ne-li technický, tak přinejmenším uživatelský a aplikační vývoj počítačů ve východním bloku ubíral zpočátku jiným směrem než v „kapitalistické cizině“.

Příčinou byla, jak jsme v několika pasážích příběhu o zrodu československých počítačů zmínili, averze socialistické společnosti k „buržoazním pavědám“, mezi nimiž měla své čestné místo i kybernetika. Jenže učí se vlastně ještě dnes, co to původní kybernetika, tak jak ji světu v roce 1948 představil Norbert Wiener, byla? A vědí ti, kdo kybernetiku znají, jaký je příběh jejího vzniku? Proto před začátkem příběhu počítačů sovětského impéria uděláme menší kyberneticko-historickou odbočku.

Filozof a matematik

Norbert Wiener byl zázračným dítětem. Narodil se na sklonku předminulého století polsko-německému židovskému imigrantskému páru v Missouri. Jeho otec Leo Wiener se coby učitel němčiny a slovanských jazyků rozhodl, že svého syna bude vzdělávat sám. To byla nejspíš šťastná volba, protože vedle jazykové specializace a rozsáhlé knihovny Leo svému synovi předal nejen nadání, ale také nadšení a rozsáhlé znalosti v matematice.

Díky domácímu vzdělávání měl Norbert obstojný náskok před svými vrstevníky – střední školu dokončil, když mu bylo 11 a svůj první bakalářský diplom z matematického oboru získal ve 14 letech. Co je pro příběh kybernetiky ale ještě důležitější, pokračoval studiem zoologie na Harvardu a posléze přešel na Cornellovu univerzitu, kde se věnoval filozofii. Měla to totiž být právě kombinace těchto tří oblastí (matematiky, přírodních věd a filozofie), z níž se o třicet let a dvě světové války později zrodí nový obor jdoucí napříč vědními disciplínami.

Ve své disertační práci se nicméně Wiener vrátil do říše čísel – ve věku pouhých 17 let získal doktorát za zpracování tématu matematické logiky. Ještě před začátkem první světové války stihl Wiener navštívit v rámci studijního pobytu jak Anglii (Cambridge), tak Německo (Göttingen). Následující dva roky přednášel na Harvardu filozofii a k tomu střídavě působil coby autor Ecyclopaedia Americana, novinář v Boston Herald a konstruktér pro General Electric. Po vstupu USA do války se opakovaně pokoušel narukovat, byl ale odmítnut kvůli špatnému zraku, a tak se nakonec do „válečného úsilí“ zapojil v rámci balistického výzkumu na střelnici Aberdeen v Marylandu. Wiener se ale nevzdal a pokusil se do běžných jednotek dostat znovu, nikoliv však na důstojnické místo (což by odpovídalo jeho vzdělání). Napotřetí byl přijat, válka ale mezitím skončila.

V meziválečném období se Wiener nakonec usadil na MIT a přechodně působil také Göttingenu a Cambridgi. Věnoval se řadě oblastí od Brownova pohybu, přes Fourierovy integrály až po oblast harmonických analýz. Na cestu ke kybernetice jej usměrnila, podobně jako některé další vědce, až druhá světová válka.

Norbert Wiener (50. léta minulého století)

A zas ty zaměřovače

Wiener se oblasti mechaniky věnoval už před první světovou válkou, byla to ale až výzkum systémů pro automatické řízení protiletadlových kanónů, který jej přivedl k informační teorii – přesněji řečeno k jeho vlastní variantě teorie informace, kterou rozpracoval nezávisle na Claudu Shannonovi a v jejímž rámci navrhl například tzv. Wienerův filtr, matematická metoda, která se dnes používá například pro odstranění šumu v obraze nebo detekci signálů. Výzkum systémů pro řízení střelby jej ale především dovedl ke zformulování nového vědního oboru.

Weisst du, wiviel Sternlein stehen

An dem blauen Himmelszelt?

Weisst du, wieviel Wolken gehen

Weithin uber alle Welt?

Gott, der Herr, hat sie gezahlet

Dass ihm auch nich eines fehlt

An der ganzen, grossen Zahl.


Zdali víš, kolik hvězd

Zavěšeno pod nebem?

Zdali víš, kolik mraků

Putuje nad světem?

Sám bůh je sečetl

Jednu každou přičetl

Aby je znal číslem.

Tato dětská říkanka pro mne coby filozofa a historika věd představuje zajímavý námět. Staví proti sobě totiž dvě vědní oblasti, z nichž každá se věnuje nebesům nad našimi hlavami, ale ve všech ostatních směrech jsou v přímém kontrastu. Astronomie je nestarší ze všech věd, zatímco meteorologie patří mezi nejmladší, které si označení věda zaslouží. Běžné astronomické fenomény dokáže lidstvo předvídat řadu století, přesná předpověď zítřejšího počasí je ale obecně vzato nesnadná a v mnoha směrech nepřesná.

Úvod knihy Norberta Wienera: Kybernetika aneb řízení a komunikace ve zvířeti a stroji.

Na pomezí filozofie, matematiky a přírodních věd

Jak souvisí astronomie a meteorologie se zrodem informačních věd? Wiener se v úvodu své knihy zabývá především porovnáváním různých vědních oborů z hlediska jejich složitosti (používání výčtů a relativně jednoduchých mechanických modelů versus popisných metod a statistiky) a rozebírá otázku složitosti mechanických a biologických strojů a možnosti jejich popisu matematickými rovnicemi.

Wiener tak, společně se svými kolegy (např. Mexičanem A.S. Rosenbluethem) vytvořil obor, který kombinuje několik disciplín a zkoumá především samoregulaci, strukturu, omezení a samořízení jak biologických, tak mechanických systémů – strojů. Oblastí, jichž se kybernetika v době svého zrodu přímo či nepřímo dotýkala či postupně dotkla, je bezpočet. Coby obor totiž řešila otázky učení, rozpoznávání, přizpůsobení, společenské kontroly, komunikace, efektivity, účinnosti a propojení. Díky tomu, že se jim věnuje jak v oblasti biologické, tak technické, propojuje řadu oborů – počínaje elektrotechnikou a elektronickými sítěmi, přes mechanické konstruktérství, logické modelování, evoluční biologii, neurovědy a antropologii až po psychologii (kompletní výčet oborů které kybernetika ovlivnila, nebo jimi ovlivněna byla, by samozřejmě byl mnohem rozsáhlejší).

Co je tedy esencí kybernetiky? Zjednodušeně řečeno se jedná o trojici systém-pozorovatel-model. Systém je předlohou – tím, co se pozorovatel snaží popsat (typicky objekty a jejich vzájemné vztahy – zejména zpětné vazby), model pak představuje abstrakci systému v takové formě, aby byl maximálně zjednodušen při zachování všech důležitých (funkčních) principů.

Proč je to důležité? Moderní společnost je na systémech a především na jejich modelech doslova závislá. Žijeme ve světě systémů a modelů, které je třeba udržovat ve funkčním (rovnovážném) stavu, ať už to jsou spalovací motory, elektrické obvody nebo počítačové algoritmy v oblasti mechanicko-elektronické a informační nebo buňky, orgány či metabolické procesy ve sféře biologické.

Hluboké kořeny

Wienerův přínos byl zejména v tom, že upozornil na podobnosti mezi stroji, živými organizmy či sociálními systémy a nabídl způsoby, jak je popisovat i modelovat (statisticky, matematicky), řídit a přenášet mezi nimi informace i v případě, že jsou velmi složité. Samotný trojlístek systém – pozorovatel – model je ale pochopitelně mnohem starší, stejně jako jeden ze základních principů kybernetické teorie, jímž je zpětná vazba (tu u mechanických strojů využil již James Watt a další konstruktéři prvních parních strojů na sklonku 18. století a o dva tisíce let dříve řecký matematik a vynálezce Ktesibios při návrhu vodních hodin).

widgety

Za vůbec první systém se zpětnou vazbou navržený člověkem jsou považovány vodní hodiny vynálezce Ktesibiosa ze 3. století před naším letopočtem (vizualizace ze století 17.).

Ostatně samotný pojem kybernetika v jeho řecké formě kybernao (navigovat, řídit, kormidlovat) použil poprvé Plato v jednom ze svých dialogů v souvislosti s konceptem „samovlády“ lidu. Termín „cybernetique“ pak poprvé použil fyzik Adré Marie Ampére když hledal název pro svůj systém řízení a klasifikace znalostí lidstva.

První polovina 20. století byla dobou, kdy vědci v řadě oborů začali věnovat pozornost otázkám zpětné vazby a jejího využití při autoregulaci nejrůznějších systémů – počínaje mechanickými a strojními aplikacemi, přes vojenství (již zmíněné zaměřování a řízení střelby), první telekomunikační (telefonní) sítě, až po teorii řízení. Kybernetika coby vědní obor o vztazích, vlivech, zpětné vazbě, samoregulaci a stabilizaci nabídla jasný rámec i možnost propojit, přinejmenším na filozofické, modelové a matematické úrovni, dříve nepropojitelné. Co to znamenalo pro rozvoj počítačových věd i dalších oborů a proč se kybernetika stala nežádoucí ve východním bloku, je ale příběh příštího dílu seriálu.

Odkazy

Našli jste v článku chybu?
Lupa.cz: Blíží se konec Wi-Fi sítí bez hesla?

Blíží se konec Wi-Fi sítí bez hesla?

DigiZone.cz: Ultra HD v praxi a v Portugalsku

Ultra HD v praxi a v Portugalsku

Vitalia.cz: Test dětských svačinek: Tyhle ne!

Test dětských svačinek: Tyhle ne!

DigiZone.cz: Parlamentní listy: kde končí PR...

Parlamentní listy: kde končí PR...

Vitalia.cz: Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

Voda z Vltavy před a po úpravě na pitnou

Vitalia.cz: Jak Ondra o astma přišel

Jak Ondra o astma přišel

Podnikatel.cz: Tyto pojmy k #EET byste měli znát

Tyto pojmy k #EET byste měli znát

Podnikatel.cz: Letáky? Lidi zuří, ale ony stále fungují

Letáky? Lidi zuří, ale ony stále fungují

Vitalia.cz: dTest odhalil ten nejlepší kečup

dTest odhalil ten nejlepší kečup

Podnikatel.cz: ČSSZ posílá přehled o důchodovém kontě

ČSSZ posílá přehled o důchodovém kontě

Podnikatel.cz: Nemá dluhy? Zjistíte to na poště

Nemá dluhy? Zjistíte to na poště

Vitalia.cz: Tesco nabízí desítky tun jídla zdarma

Tesco nabízí desítky tun jídla zdarma

Vitalia.cz: Tradiční čínská medicína a rakovina

Tradiční čínská medicína a rakovina

DigiZone.cz: Wimbledon na Nova Sport až do 2019

Wimbledon na Nova Sport až do 2019

DigiZone.cz: Nova opět stahuje „milionáře“

Nova opět stahuje „milionáře“

Vitalia.cz: Tahák, jak vyzrát nad zápachem z úst

Tahák, jak vyzrát nad zápachem z úst

Lupa.cz: Proč jsou firemní počítače pomalé?

Proč jsou firemní počítače pomalé?

120na80.cz: Nejsilnější alergeny jsou pryč

Nejsilnější alergeny jsou pryč

Podnikatel.cz: „Lex Babiš“ Babišovi paradoxně pomůže

„Lex Babiš“ Babišovi paradoxně pomůže

Lupa.cz: Adblock Plus začal prodávat reklamy

Adblock Plus začal prodávat reklamy