URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Эшби У.Р. (У.Росс) Введение в кибернетику. Пер. с англ.
Id: 218742
 
749 руб.

Введение в кибернетику. Пер. с англ. Изд.стереотип.

URSS. 2017. 430 с. Твердый переплетISBN 978-5-9710-3703-3.

 Аннотация

В настоящей книге, написанной известным английским специалистом в области кибернетики Уильямом Россом Эшби (1903--1972), излагаются основные понятия кибернетики --- "науки об управлении и связи в животном и машине". Автор обсуждает возможность широкого применения идей кибернетики в самых различных областях человеческой деятельности. Книга начинается с разъяснения общих, легко доступных понятий, и шаг за шагом автор показывает, каким образом эти понятия могуть быть уточнены и развиты, пока они не приведут к таким вопросам кибернетики, как обратная связь, устойчивость, регулирование, кодирование и т.д. Изложение сопровождается большим числом специально подобранных примеров и упражнений, не требуя от читателя знаний сверх элементарной алгебры.

Книга рассчитана как на специалистов в области прикладной математики, информатики и кибернетики, так и на представителей других наук, интересующихся кибернетикой и желающих применять ее методы и аппарат в своей специальности.


 Оглавление

Предисловие к русскому изданию
Предисловие автора
Глава 1. Новое
 Особенности кибернетики
 Применения кибернетики
 Сложная система

Часть I. Механизм

Глава 2. Изменения
 Преобразования
 Повторные изменения
Глава 3. Детерминированные машины
 Векторы
Глава 4. Машины со входом
 Соединение систем
 Обратная связь
 Независимость внутри целого
 Очень большая система
Глава 5. Устойчивость
 Возмущения
 Равновесие в части и в целом
Глава 6. Черный ящик
 Изоморфные машины
 Гомоморфные машины
 Очень большой "ящик"
 Неполностью наблюдаемый "ящик"

Часть II. Разнообразие

Глава 7. Количество разнообразия
 Разнообразие
 Ограничения разнообразия
 Значение ограничений разнообразия
 Разнообразие в машинах
Глава 8. Передача разнообразия
 Обращение кодированного сообщения
 Передача от системы к системе
Глава 9. Непрекращающаяся передача
 Цепь Маркова
 Энтропия
 Шумы

Часть III. Регулирование и управление

Глава 10. Регулирование в биологических системах
 Выживание
 Оглавление
Глава 11. Необходимое разнообразие
 Закон необходимого разнообразия
 Управление
 Некоторые вариации темы
Глава 12. Регулятор, управляемый ошибками
 Марковская машина
 Марковское регулирование
 Детерминированное регулирование
 Усилитель мощности
 Игры и стратегии
Глава 13. Регулирование очень большой системы
 Повторяющиеся возмущения
 Проектирование регулятора
 Количество выбора
 Выбор и машины
Глава 14. Усиление регулирования
 Что такое усилитель?
 Регулирование и выбор
 Усиление в мозгу
 Усиление умственных способностей
Приложение I
Приложение II
Литература
Литература, добавленная при переводе
Ответы к упражнениям
Алфавитный указатель

 Предисловие к русскому изданию

С давних пор известны аналогии между:

а) сознательной целесообразной деятельностью человека;

б) работой созданных человеком машин;

в) различнейшими видами деятельности живых организмов, которые воспринимаются как целесообразные, несмотря на отсутствие управляющего ими сознания.

Человеческая мысль искала веками объяснения этих аналогий как на путях положительного знания, так и на путях религиозных и философских спекуляций. Твердая основа для научного их изучения и рационального философского уяснения была создана, когда:

1) Дарвин предложил последовательно разработанную теорию естественного происхождения целесообразного устройства живых организмов и, в частности, происхождения сложного аппарата, позволяющего живым организмам передавать свое целесообразное устройство по наследству потомкам;

2) Павлов установил возможность объективного изучения поведения животных и человека и регулирующих это поведение мозговых процессов без всяких субъективных гипотез, выраженных в психологических терминах.

В течение последних десятилетий быстрое развитие техники связи (радио, телевидение), автоматики и вычислительной техники привело к значительному расширению самого фактического материала для сопоставлений работы машин с деятельностью живых организмов и с сознательной деятельностью человека. При этом в мышление инженеров все более стало проникать использование аналогий между работой создаваемых ими машин и работой человеческого сознания. Например, средства связи воспринимают "информацию" и передают ее точно или с "ошибками"; на автоматы возлагается задача следовать той или иной "стратегии" или "тактике" и даже "обучаться" у противника усвоенной им тактике, с тем чтобы выработать целесообразную ответную тактику; вычислительные машины имеют "запоминающие устройства" ("память"); программирующие машины сами "разрабатывают программу " сложных вычислений, пользуясь более или менее совершенной "логикой", и т.д. В этой практике инженеров трудно усмотреть какую-либо философски окрашенную преднамеренность: просто указанные аналогии слишком естественны и явным образом помогают инженерам думать и изобретать.

Вполне понятно, что "целесообразная" работа машин не имеет никакой самостоятельности и является лишь техническим придатком к целесообразной деятельности человека. Однако богатый опыт, накопленный при конструировании автоматов и вычислительных машин, в настоящее время уже представляет большой интерес в качестве запаса моделей, помогающих представить себе возможные естественные управляющие и регулирующие механизмы. Процессы формирования условных рефлексов успешно изучаются при помощи моделирующих эти процессы машин. Существенно опираются на аналогии со сложными электронными машинами современные работы, анализирующие деятельность мозга. В современных работах по теории наследственности значительное применение находят представления о способах "кодирования " информации, разработанные в технической теории связи.

Для понимания причин возникновения новой науки -- кибернетики -- более существенно другое следствие новейшего развития указанных выше разделов техники. Их развитие не только дает новый материал для философского анализа понятий "управления", "регулирования", "целесообразности" в применении к машинам и живым организмам, но, кроме того, привело к возникновению некоторых вспомогательных специальных дисциплин нефилософского характера.

Эти дисциплины возникли непосредственно из практических потребностей под названиями "теория информации ", "теория алгоритмов", "теория автоматов". Конкретные результаты, полученные в их пределах, сейчас уже довольно многочисленны. Например, они позволяют: 1) оценить "количество информации", которое может быть надежно передано данным передающим устройством или сохранено данным запоминающим устройством; 2) оценить наименьшее количество простых звеньев с заданной схемой действия, которое необходимо, чтобы из них могло быть составлено управляющее устройство, выполняющее те или иные заданные функции. В обоих примерах результаты выражаются некоторыми математическими формулами, применимы же эти результаты совершенно одинаково и при конструировании машин, и при анализе деятельности живых организмов.

Заслугой Н.Винера является установление того факта, что совокупность этих дисциплин (в создании некоторых из них Винер принимал значительное участие) естественно объединяется в новую науку с достаточно определенным собственным предметом исследования. Сейчас уже поздно спорить о степени удачи Винера, когда он в своей известной книге в 1948 году выбрал для новой науки название "кибернетика". Это название достаточно установилось и воспринимается как новый термин, мало связанный со своей греческой этимологией. Кибернетика занимается изучением систем любой природы, способных воспринимать, хранить и перерабатывать информацию и использовать ее для управления и регулирования. При этом кибернетика широко пользуется математическим методом и стремится к получению конкретных специальных результатов, позволяющих как анализировать такого рода системы (восстанавливать их устройство на основании опыта обращения с ними), так и синтезировать их (рассчитывать схемы систем, способных осуществлять заданные действия), Благодаря этому своему конкретному характеру кибернетика ни в какой мере не сводится к философскому обсуждению природы "целесообразности" в машинах и в живых организмах, не заменяя также собой общего философского анализа изучаемого ею круга явлений.

Положение автора книги -- У.Р.Эшби -- как биолога, достаточно основательно изучившего отвлеченную, математическую сторону дела, весьма выигрышно для популяризации общих идей кибернетики среди лиц, для которых математический аппарат представляет большие трудности, а чрезмерно детальное вхождение в вопросы технической кибернетики тоже было бы затруднительно, При этом У.Р.Эшби достаточно осторожен в своих выводах и далек от нередко встречающегося рекламного стиля прославления кибернетики. Однако читатель должен критически относиться к высказываниям автора методологического и философского характера. Следует также иметь в виду, что некоторые выводы автора являются дискуссионными.

А.Колмогоров

 Предисловие автора

Многие работники биологических наук -- физиологи, психологи, социологи -- интересуются кибернетикой и хотели бы применять ее методы и аппарат в своей собственной специальности. Однако многим из них мешает убеждение, что этому должно предшествовать длительное изучение электроники и высших разделов чистой математики; у них сложилось впечатление, что кибернетика неотделима от этих предметов.

Автор, однако, убежден, что это впечатление ложно. Основные идеи кибернетики по существу просты и не требуют ссылок на электронику. Для более сложных приложений может потребоваться более сложный аппарат, однако многое можно сделать, особенно в биологических науках, с помощью весьма простого аппарата; надо только применять его с ясным и глубоким пониманием затрагиваемых принципов. Если обосновать предмет общепринятыми, легко доступными положениями и затем излагать его постепенно, шаг за шагом, то, по мнению автора, нет никаких оснований ожидать, что даже работник с элементарными математическими знаниями не сможет достичь полного понимания основных принципов предмета. А такое понимание позволит ему точно решить, каким аппаратом он должен еще овладеть для дальнейшей работы и -- что особенно важно -- каким аппаратом он может спокойно пренебречь, как не имеющим отношения к его задачам.

Настоящая книга должна служить такого рода введением. Она начинает с общих, легко доступных понятий и шаг за шагом показывает, каким образом эти понятия могут быть уточнены и развиты, пока они не приведут к таким вопросам кибернетики, как обратная связь, устойчивость, регулирование, ультраустойчивость, информация, кодирование, шум и т.д. Нигде в книге не требуется знания математики сверх элементарной алгебры. В частности, доказательства нигде не основаны на исчислении бесконечно малых (немногими ссылками на него можно безо всякого вреда пренебречь; они приведены лишь с целью показать, каким образом исчисление бесконечно малых может применяться к рассматриваемым вопросам). Иллюстрации и примеры берутся в основном из биологических, реже из физических наук. Совпадение с книгой "Устройство мозга" невелико, так что эти две книги почти не зависят друг от друга. Однако они тесно связаны между собой, и лучше всего рассматривать их как взаимно дополнительные: одна помогает понять другую.

Книга делится на три части.

В части I рассматриваются основные черты механизмов; в ней обсуждаются такие вопросы, как представление механизмов посредством преобразований, понятие "устойчивости", понятие "обратной связи", различные формы независимости, которые могут существовать внутри механизмов, и соединение механизмов друг с другом. В этой части излагаются принципы, которыми следует руководствоваться, когда система столь велика и сложна (например, мозг или общество), что может рассматриваться лишь статистически. В ней обсуждается также случай системы, не вполне доступной непосредственному наблюдению, -- так называемая "теория черного ящика".

В части II методы, развитые в части I, применяются к исследованию понятия "информации" и к исследованию кодирования информации при ее прохождении через механизмы. В этой части рассматривается применение указанных методов к различным проблемам биологии и делается попытка показать хотя бы часть всего обилия их возможных применений. Это приводит к теории Шеннона, так что, прочитав эту часть, читатель сможет без затруднений перейти к изучению работ самого Шеннона.

В части III понятия механизма и информации применяются к биологическим системам регулирования и управления -- как к врожденным, изучаемым физиологией, так и к приобретенным, изучаемым психологией. В ней показывается, как могут строиться иерархии таких систем регулирования и управления и как посредством этого становится возможным усиление регулирования. В ней дается новое и в общем более простое изложение принципа ультраустойчивости, Эта часть закладывает основы общей теории сложных систем регулирования, развивая дальше идеи книги "Устройство мозга". Таким образом, она дает, с одной стороны, объяснение исключительной способности регулирования, присущей мозгу, а с другой стороны -- принципы, на основе которых проектировщик может строить машины, обладающие подобной способностью.

Хотя книга задумана как легкое введение, она не является просто болтовней о кибернетике -- она написана для тех, кто хочет путем самостоятельной работы войти в эту область, для тех, кто хочет на деле, практически овладеть предметом. Поэтому она содержит много легких упражнений, тщательно подобранных по степени сложности, с указаниями и подробными ответами, так что читатель по мере продвижения может проверять усвоение прочитанного и упражнять свои новые интеллектуальные мускулы. Немногие упражнения, требующие специального аппарата, отмечены звездочкой: "*Упр.". Их пропуск не затруднит продвижения читателя.

Для удобства ссылок материал разделен на параграфы; при всех ссылках приводятся номера параграфов, и поскольку эти номера стоят на каждой странице сверху, найти параграф так же легко и просто, как найти страницу. Параграфы обозначаются так: "§9/14", что указывает на §14 гл.9. Рисунки, таблицы и упражнения нумеруются внутри каждого параграфа; так, рис.9/14/2 есть второй рисунок в §9/14. Простые ссылки, например "Упр. 4", обозначают ссылку на материал внутри данного параграфа. Там, где слово формально определяется, оно напечатано полужирным шрифтом.

Я хотел бы выразить мою признательность Майклу Б.Спорну, проверившему все ответы к упражнениям. Я хотел бы также воспользоваться случаем, чтобы выразить глубокую благодарность управляющим больницы "Барнвуд Хаус" и д-ру Дж. У.Т.Х.Флемингу за широкую поддержку, которая сделала возможными эти исследования. Хотя книга затрагивает многие вопросы, они служат лишь средством; целью всей книги было выяснить, каким принципам нужно следовать, пытаясь восстановить нормальную деятельность больного организма, потрясающе сложного, если речь идет о человеке. Я верю, что новое понимание может привести к новым и действенным методам, ибо потребность в них велика.

У.Росс Эшби

"Барнвуд Хаус" Глостер

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце