Hlavní navigace

Příchod hackerů: zrod kybernetiky

Lukáš Erben

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).

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?

14. 4. 2015 17:54

flv (neregistrovaný)

:)

Nemuzete to psat min afektovane ? Tohle je uz uplne nudny.
To je nejaka ceska specialita ze kritika se musi vzdycky psat v "nastvanem tonu" ?


15. 4. 2015 9:10

Hmm (neregistrovaný)

On ale nekritizuje formu, ale obsah. Problem a riesenie je jasne uz po prvych dvoch vetach, v ktorych nie je ziadna afektovana nadavka alebo utok na autora. To prichadza potom a je to uplne zbytocne, primitivne, nudne a obsahu to nepridava.

DigiZone.cz: R2B2 a Hybrid uzavřely partnerství

R2B2 a Hybrid uzavřely partnerství

DigiZone.cz: V Plzni odstartovalo Radio 1

V Plzni odstartovalo Radio 1

Root.cz: Nová třída SD karet A1 s vysokým výkonem

Nová třída SD karet A1 s vysokým výkonem

Vitalia.cz: 7 originálních adventních kalendářů pro mlsné

7 originálních adventních kalendářů pro mlsné

DigiZone.cz: SES zajistí HD pro M7 Group

SES zajistí HD pro M7 Group

Lupa.cz: Levný tarif pro Brno nebude, je to kartel

Levný tarif pro Brno nebude, je to kartel

120na80.cz: Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

120na80.cz: Co všechno ovlivňuje ženskou plodnost?

Co všechno ovlivňuje ženskou plodnost?

DigiZone.cz: Ohrozí Freedom TV přechodové sítě?

Ohrozí Freedom TV přechodové sítě?

Vitalia.cz: Potvrzeno: Pobyt v lese je skvělý na imunitu

Potvrzeno: Pobyt v lese je skvělý na imunitu

Vitalia.cz: Jak vybrat ořechy do cukroví a kde mají levné

Jak vybrat ořechy do cukroví a kde mají levné

Podnikatel.cz: Udávání a účtenková loterie, hloupá komedie

Udávání a účtenková loterie, hloupá komedie

Lupa.cz: Insolvenční řízení kvůli cookies? Vítejte v ČR

Insolvenční řízení kvůli cookies? Vítejte v ČR

Podnikatel.cz: Vládu obejde, kvůli EET rovnou do sněmovny

Vládu obejde, kvůli EET rovnou do sněmovny

Měšec.cz: Zdravotní a sociální pojištění 2017: Připlatíte

Zdravotní a sociální pojištění 2017: Připlatíte

Root.cz: Certifikáty zadarmo jsou horší než za peníze?

Certifikáty zadarmo jsou horší než za peníze?

Podnikatel.cz: E-Ježíšek si zařádí: nákupy od 2 do 5 tisíc

E-Ježíšek si zařádí: nákupy od 2 do 5 tisíc

Měšec.cz: Exekuční poradna: ptejte se online

Exekuční poradna: ptejte se online

Lupa.cz: Obchod budoucnosti je bez front, košíků i pokladen

Obchod budoucnosti je bez front, košíků i pokladen

Vitalia.cz: Láska na vozíku: Přitažliví jsme pro tzv. pečovatelky

Láska na vozíku: Přitažliví jsme pro tzv. pečovatelky