사이버네틱스: 또는 동물과 기계의 제어와 통신

사이버네틱스: 또는 동물과 기계의 통제와 의사소통은 노르베르트 비너에 의해 쓰여져 1948년에 출판된 책이다.^[1] 사이버네틱스(cybernetics)라는 용어를 처음으로 공개적으로 사용한 것은 자기조절 메커니즘을 지칭하는 것이다. 이 책은 서보메차니즘(전기, 기계, 유압 등)과 자동항법, 아날로그 컴퓨팅, 인공지능, 신경과학, 신뢰할 수 있는 커뮤니케이션의 이론적 토대를 마련했다.

약간의 변경과 두 장의 추가 장으로 이루어진 제2판이 1961년에 출판되었다.

리셉션

이 책은 출판 당시 상당한 대중적 논의와 논평을 불러일으켰는데, 주로 기술적인 주제로는 이례적인 일이다.

"[A] 아름답게 쓰여진 책으로, 명쾌하고, 직접적이며, 그 복잡성에도 불구하고, 훈련된 과학자로서 일반인이 읽을 수 있는 것처럼, 만약 전자가 기꺼이 수학 공식을 이해하려고 시도하지 않는다면."^[2]

"사이버네틱스는 20세기 가장 영향력 있는 책 중 하나로 갈릴레오나 말더스, 루소나 밀에 필적할 만한 '제세미너 작품' 중 하나로 호평을 받았다."^[3]

"그 범위와 함의는 숨막힐 정도로 놀랍고, 평론가는 그것이 현대사상에 대한 주요한 공헌이라는 확신을 갖게 한다."^[4]

"사이버네틱스... 역사적 가치만으로도 가치가 있다. 그러나 현대 로봇 공학자가 폭넓게 생각하고 혁신적인 애플리케이션에 개방적이 되도록 고무시킴으로써 훨씬 더 많은 것을 할 수 있다."^[5]

이 책에 의해 촉발된 대중의 관심은 비기술적 독자를 대상으로 한 책에서 제기된 사회학적, 정치적 문제들을 다루도록 비엔에너에게 영감을 주었고, 그 결과 1950년에 <인간의 이용>이 출판되었다.

목차.

소개

1. 뉴턴과 버그소니언 타임

2.그룹과 통계역학

3. 시계열, 정보, 통신

4. 피드백과 진동

5. 컴퓨터 기계와 신경계

6. 게슈탈트와 우주

7. 사이버네틱스와 사이코패스학

8. 정보, 언어, 사회

제2판의 보충장

9. 학습 및 자가 생산 시스템에 대하여

10. 뇌파와 자기 조직 시스템

시놉시스

소개

비너 교수는 이 책에서 발상의 기원은 10년 동안 하버드 의과대학에서 열린 일련의 회의로 의학자와 의사가 수학자, 물리학자, 엔지니어들과 과학적 방법을 논의한 것이라고 말한다. 그는 자신의 접근방법의 학제간 성격을 상세히 기술하고 있으며, 바네바 부시와 그의 차동분석기(원시 아날로그 컴퓨터)와의 연구, 그리고 미래 디지털 계산기계의 특징과 설계 원리에 대한 그의 초기 생각을 언급하고 있다. 그는 보편적 상징성과 추리의 미적분학을 연구한 것을 예로 들며 사이버네틱 분석의 기원을 라이프니츠의 철학으로 추적한다.

뉴턴과 버그소니언 시간

이 장의 주제는 열역학 제2법칙에 따라 뉴턴 역학에 의해 지배되는 시간역전 과정과 시간역전 과정 사이의 대조를 탐구하는 것이다. 첫 부분에서 그는 예측 가능한 천문학 본성과 기상학에서 제기되는 도전들을 대조하면서 혼돈 이론의 미래 발전을 예측했다. 그는 사실 천문학의 경우에도 행성들 사이의 조력력은 우주적 시간 간격에 걸쳐 어느 정도의 붕괴 정도를 도입하고 있으며, 따라서 엄밀히 말하면 뉴턴 역학은 정확하게 적용되지 않는다고 지적한다.

그룹 및 통계 역학

이 장은 20세기 초 윌러드 깁스와 앙리 르베그라는 두 과학자의 작품 -전혀 독립적인 것으로 보이는 -에 대한 리뷰로 시작한다. 기브스는 뉴턴 역학과 열역학에 대한 통계적 접근법을 연구하는 물리학자였고, 르베그는 삼각계열 이론을 연구하는 순수 수학자였다. 비에너는 깁스가 묻는 질문들이 르베그 작품에서 자신의 답을 찾았다고 제안한다. 비에너는 르베그 일체형이 통계역학의 기초에 관한 기브스의 연구의 타당성을 확립하는 데 예상하지 못했지만 중요한 함의를 가지고 있다고 주장한다. 르베그에 의해 확립된 의미에서의 평균과 측정의 개념은 깁스의 에고데틱 가설에 대한 엄격한 증거를 제공하기 위해 시급히 필요했다.^{[6][incomplete short citation]}

통계 역학에서 엔트로피 개념이 개발되고, 그 개념이 열역학에서 사용되는 방식과의 관계도 개발된다. 사고 실험 맥스웰의 악마를 분석함으로써, 그는 엔트로피의 개념을 정보의 그것과 연관시킨다.

시계열, 정보 및 통신

이것은 그 책에서 수학적으로 더 집중적인 장 중 하나이다. 다양한 아날로그 신호의 전송이나 녹음을 숫자 샘플의 시퀀스로 다루며, 지난 60년간 디지털 오디오와 원격 측정의 발전을 위한 토대가 많이 마련되어 있다. 또한 비너가 클로드 섀넌과 공동으로 개발한 대역폭, 소음, 정보 용량의 관계를 조사한다. 본 장과 다음 장에서는 이 책이 출간된 이후 수십 년 동안 진행된 자동화 시스템, 디지털 통신 및 데이터 처리의 발전을 위한 기본 원칙의 핵심을 이룬다.

피드백 및 진동

이 장은 자동 제어 시스템에서 음성 피드백의 수학적 처리에 대한 기초를 설명한다. 오프닝 구절은 다양한 형태의 아탁시아로 고통 받는 환자의 예를 통해 잘못된 피드백 메커니즘의 영향을 보여준다. 이어 철도 신호 전달, 서모스탯 작동, 증기 엔진 원심 주지사에 대해 논의한다. 이 장의 나머지 부분은 대부분 이러한 모든 과정의 기초가 되는 원칙의 작동에 대한 수학적 공식의 개발로 간주된다. 이후 자동 항법 등 보다 복잡한 시스템과 빙판길에서의 조향과 같은 비선형 상황 제어에 대해 논의한다. 그는 살아있는 유기체의 동태적 과정에 대한 언급으로 결론을 내린다.

컴퓨터 기계와 신경계

이 장은 아날로그 컴퓨터와 디지털 컴퓨터의 상대적 장점(Wiener가 비유 기계와 숫자 기계로 지칭한 것)에 대한 논의로 시작하며, 디지털 머신이 더 정확하고, 전자 구현이 기계 또는 전자 기계보다 우수하며, 바이너리 시스템이 pr이라는 것을 유지한다.다른 숫자 척도로 유리하다. 처리할 데이터와 해당 데이터를 처리하기 위해 사용되는 알고리즘, 그리고 적절한 메모리 시스템을 구현하는 데 수반되는 과제를 모두 저장할 필요성에 대해 논의한 후, 그는 계속해서 이진 디지털 컴퓨터와 유기체의 신경 구조 사이의 유사성을 끌어낸다.

그가 컴퓨터 메모리 시스템 구현을 위해 추측한 메커니즘으로는 "급속하게 충전하거나 방전할 수 있는 소형 콘덴서[오늘날의 용어로 된 콘덴서]의 대열"이 있어, 현대적인 다이내믹 랜덤 액세스 메모리 칩의 필수 기술을 미리 구성했다.

1950년대 초기 메인프레임부터 최신 마이크로칩에 이르기까지 디지털 컴퓨터의 설계에 있어 Wiener가 계산과 데이터 처리기의 바람직한 특징이라고 열거한 거의 모든 원칙이 채택되었다.

게스탈트와 유니버설스

이 짧은 장은 중추신경계의 물리적 사건과 개인의 주관적 경험 사이의 관계에 대한 철학적인 질문이다. 그것은 주로 망막에서 나오는 신경 신호가 시각장의 표현으로 변형되는 과정에 집중한다. 그것은 또한 눈의 작동에 관여하는 다양한 피드백 루프를 탐구한다: 빛의 수준을 조절하기 위한 망막의 원점적 작동, 물체를 초점으로 집중시키기 위한 렌즈의 조정, 그리고 관심 대상을 포베아의 상세한 시력 영역으로 끌어들이기 위한 복잡한 반사 운동 세트. 이 장은 시각장애인을 위한 독서기계를 구현하려는 시도에 의해 제시된 도전에 대한 개요로 끝을 맺는다.

사이버네틱스와 사이코패스학

위너는 자신이 정신병학자도 아니고 정신과 의사도 아니며, 정신적 문제가 컴퓨팅 머신으로 작동하기 위한 뇌의 오류라고 주장하지 않는다는 부인으로 이 장을 연다. 그러나 그는 뇌와 컴퓨터 사이의 유사성을 고려함으로써 유익한 연구가 이루어질 수 있을 것이라고 제안한다. (그는 "컴퓨터"라는 단어를 쓸 때 일상적인 계산을 하기 위해 고용된 사람을 언급했기 때문에 고어처럼 들리는 구절 "컴퓨팅 머신"을 사용했다. 이어 같은 문제에 대해 2, 3개의 컴퓨팅 메커니즘이 동시에 작동하고 있다는 의미에서 '재분배' 개념을 논의하여 오류가 인식되고 수정될 수 있도록 하였다.

정보, 언어, 사회

이 장은 살아있는 유기체의 계층적 성질의 개요와 포르투갈의 맨 오 전쟁과 같은 공생 유기체의 군락 구조와 조직에 대한 논의를 시작으로, 인간 사회의 구조와 유사성을 탐구하며, 사회의 규모와 복잡성에 따라 직면하게 되는 도전들이 증가한다.

이 장은 체스 게임을 하는 기계를 만들 가능성에 대한 추측으로 끝을 맺으며, 대부분의 인간 선수들보다 더 나은 경기 표준을 만들 수 있는 기계를 만들 수 있지만 전문가 수준에서는 만들 수 없다고 결론짓는다. 비록 사건들이 예측을 정당화하고 심지어 그것을 초과하는 것으로 밝혀졌지만, 그러한 가능성은 1940년대의 대부분의 해설자들에게는 전적으로 공상적으로 보였다.

학습 및 자체 복제 시스템

비에너는 유기체에서의 학습 과정에 대한 조사를 시작으로 존 폰 노이만의 게임 이론, 그리고 군사적인 상황에 대한 응용으로 논의를 확대한다. 그런 다음 그는 체스 게임을 하는 컴퓨터가 과거의 성과를 분석하고 성능을 향상시키기 위해 프로그램될 수 있는 방법에 대해 추측한다. 이것은 투우사와 황소, 몽구스와 코브라, 또는 테니스 게임에서 상대편 사이의 예에서처럼 갈등의 진화에 대한 논의로 이어진다. 그는 마법사의 견습생과 같은 다양한 이야기들을 논하는데, 이 이야기는 문자 그대로 "마법적인" 과정에 의존하는 것이 역효과적이거나 재앙적인 것으로 판명될 수도 있다는 견해를 보여준다. 이 논의의 맥락은 핵무기 시대에 전쟁 전략에 대한 책임을 기계에 위임하는 데 있어서 주의의 필요성에 주목하기 위해서였다. 이 장은 자기복제기계의 가능성과 이 분야에서 데니스 가보르 교수의 연구에 대한 논의로 끝을 맺는다.

뇌파와 자기조직 시스템

이 장은 자연선택에 의한 진화의 메커니즘에 대한 토론으로 시작한다. 자연선택은 성공이나 그 밖의 생존과 재생산에 기인하는 피드백 메커니즘에 의해 추진되기 때문이다. 그리고 경험에 대응하여 평생 동안 행위의 수정은 그가 "온토닉 리어"라고 부르는 것이다.닝(ning)". 그는 두 과정 모두 비선형 피드백을 포함하며, 학습 과정이 뇌전파에서 관찰할 수 있는 전기 활동 파동의 리듬 패턴 변화와 상관관계가 있다고 추측한다. 이러한 장비의 초기 설계의 기술적 한계에 대해 논의한 후, 그는 보다 민감한 인터페이스와 고성능 증폭기가 개발되고 판독치를 실시간으로 펜 갈바노미터로 기록하기 보다는 수치 분석을 위해 디지털 형태로 저장함으로써 이 분야가 더욱 생산적이 될 것이라고 제안한다.글을 쓸 때 이용할 수 있는 유일한 기술이다. 그런 다음 푸리에 분석으로 파형의 수학적 처리에 대한 제안을 개발하고, 빛의 속도의 항상성을 확인한 미셸슨-몰리 실험의 결과 처리와 평행선을 그리며, 그 결과 알버트 아인슈타인은 특수상대성이론을 개발하게 되었다. 이 책의 다른 많은 자료들과 마찬가지로, 이러한 조언들은 미래의 발전을 예언하고, 유익한 연구와 조사를 암시해 왔다.

영향

이 책은 전자공학, 컴퓨터(아날로그와 디지털), 서보머캐니즘, 자동화, 통신, 신경과학에 대한 연구를 위한 기초를 제공했다. 그것은 또한 그것이 논의한 기술적, 철학적, 사회학적 문제에 대한 광범위한 대중적 논쟁을 불러일으켰다. 그리고 그것은 그것의 내용과 주변적으로 관련된 다양한 주제에 관한 광범위한 책들에 영감을 주었다.

이 책은 '사이버네틱스'라는 단어 자체를 공개 담론에 도입했다.^[7]

맥스웰 말츠는 자신의 선구적인 자기개발작품에 '사이코-사이버네틱스'라는 제목을 붙였는데, 이는 행동을 수정함으로써 미리 정의된 목표를 향해 자신을 조종하는 과정과 관련이 있다. 개인 개발 산업과 휴먼 퍼텐셜 운동의 상당 부분은 말츠의 작품에서 비롯되었다고 한다.

사이버네틱스는 깜짝 베스트셀러가 되었고, Wiener가 기대했던 기술적 청중을 넘어 널리 읽혔다. 이에 대응하여 그는 비기술적 독자에게 더 적합한 형식으로 사회적, 심리적 함의를 더욱 탐구한 <인간의 이용>을 저술하였다.

1954년 마리 뉴라스는 어린이 책 <생각하는 것 같은 기계들>[1]을 제작하였는데, 이 책은 사이버네틱스의 개념, 제어 시스템, 부정적 피드백 등을 접근 가능한 형식으로 소개하였다.

참조