사이버네틱스

사이버네틱스(: cybernetics) 또는 인공두뇌학(人工頭腦學)은 일반적으로 생명체, 기계, 조직과 또 이들의 조합을 통해 통신과 제어를 연구하는 학문이다. 예를 들어, 사회-기술 체계에서 사이버네틱스는 오토마타와 로봇과 같은 컴퓨터로 제어된 기계에 대한 연구를 포함한다. 사이버네틱스라는 용어는 고대 그리스어 퀴베르네테스 Κυβερνήτης ("kybernetes", 키잡이, 조절기(governor), 또는 방향타)에서 기원한다. 예로부터 현재까지 이 용어는 적응계, 인공지능, 복잡계, 복잡성 이론, 제어계, 결정 지지 체계, 동역학계, 정보 이론, 학습 조직, 수학 체계 이론, 동작연구(operations research), 시뮬레이션, 시스템 공학으로 점점 세분화되는 분야들을 통칭하는 용어로 쓰이고 있다.
1956년 루이 쿠피냘(Louis Couffignal)이 하나의 철학적 정의로 제안한 바에 따르면 사이버네틱스는 '행위의 유효성을 보증하는 기예'로 정의된다.
역사.
사이버네틱스는 1940년대 제어 시스템, 전기 네트워크 이론, 논리 모델링, 그리고 신경과학의 분과들을 연결짓는 학제간 연구로 시작되었다. "사이버네틱스"라는 용어는 노버트 위너가 "목적을 지닌 메커니즘"에 대한 연구를 가리키고자 만들었다. 이 용어는 위너의 책 "사이버네틱스, 또는 동물과 기계에서 제어와 통신"(1948)으로 널리 알려지게 되었다.
그 이전에도 "사이버네틱스" ('cybernétique')라는 말은 물리학자 앙페르(1775–1836)가 그의 인간지식 분류체계에서 행정학(sciences of government)을 가리키는 데 사용한 바 있다. 이 단어는 또한 법학에서 플라톤이 인민에 대한 통치를 뜻하는 용어로 쓴 말이기도 하다. 이는 라틴어 구베르나레(gubernare)와 구베르나토르(gubernator)와 어원이 같다.
정정 기능 피드백을 갖춘 기계에서 목적지향적 메커니즘을 갖춘 기계에 대한 연구는 제임스 와트의 증기 기관에 조절기가 장착되었던 1700 년대 말엽까지 거슬러 올라간다. 1868년 맥스웰은 조절기에 관한 이론 논문을 출판했다. 1935, 러시아 생리학자 아노킨은 피드백 개념에 대한 책을 출판했다. 루마니아 과학자 슈테판 오도블레야는 각종 사이버네틱스 개념들을 기술한 "Psychologie consonantiste"(파리, 1938)를 출판했다. 1940년대, 규칙적 제어 과정들에 대한 연구와 수학적 모델링에 대한 지속적 연구 노력이 이루어져 1943년 두 개의 중요한 논문들이 출판되었다. 하나는 로젠블뤼트, 노버트 위너, 그리고 비질로우의 "행동, 목적, 그리고 목적론"이고, 다른 하나는 워렌 맥큘럭과 월터 피츠가 쓴 "신경 활동에 내재한 관념들에 대한 논리적 연산"이었다.
사이버네틱스가 하나의 분과로서 확고해진 것은 위너, 맥큘럭 그리고 W. 로스 애쉬비, W. 그레이 월터와 같은 여러 사람들에 의해서이다. 월터는 동물 행동 연구를 보조하기 위해 자동 로봇을 조립한 최초의 인물이다.
1947년 봄, 위너는 니콜라 부르바키와 프랑스의 수학자 숄렘 만델브로이트 (1899-1983)(브누아 망델브로의 삼촌)가 조직하고 프랑스 낭시에서 개최된 조화 분석 학술대회에 초청받았다.
프랑스에 머물던 동안, 위너는 브라운 운동 연구에서 그리고 전신 공학에서 발견된 응용 수학의 요소가 지닌 통합적 특성에 관한 원고를 써달라는 요청을 받았다. 다음 해 여름, 미국으로 돌아가자, 위너는 신조어 사이버네틱스를 그의 과학적 이론에 쓰기로 결정했다. 이것은 영국에서 레이쇼 클럽(Ratio Club)의 관심을 받았다.
위너는 그의 베스트셀러 "The Human Use of Human Beings : Cybernetics and Society" (Houghton-Mifflin, 1950)에서 자동 시스템과 인간 관습·제도 사이의 유추를 기술함으로써 사이버네틱스의 사회적 함의에 대한 인식을 대중화시켰다.
미국에서는 어바나 샴페인에 있는 일리노이 대학의 생체 컴퓨터 랩이 하인츠 폰 푀르스터의 지도 아래 1958년 시작부터 거의 20년 동안 사이버네틱스 연구의 주요 중심지였다.
정의.
사이버네틱스에 대한 덜 기계론적 견해는 1960대부터 St. 비어, G. 파스크, H. 폰 푀르스터, M. 마루야마, H. 마투라나, 그리고 여러 연구자들과 더불어 창발하기 시작했다.
St. 비어에 따르면: “… 사이버네틱스는 시스템 속 빙도는 정보의 흐름을, 그리고 시스템이 자신을 제어하는 수단으로 이러한 정보를 사용하는 방식을 연구한다: 이를 사이버네틱스는 생명이 있는 시스템이든 없는 시스템이든 개의치 않고 한다. 그 까닭은, 사이버네틱스가 학제적 과학으로서 물리학 만큼 생물학에, 컴퓨터 연구 만큼 뇌 연구에 빚이 있고, 또한 이들 모든 시스템들을 객관적으로 기술할 수 있는 도구들을 제공하고 있는 과학의 형식 언어들에는 대단히 많은 빚을 지고 있기 때문이다.”.
오늘날, 과학적 지식이 이따금씩 “허위화될/반증될”(포퍼) 수 있으며, 대화를 통한 합의적 과정의 결과들일(파스크) 수 있다는 점은 일반적으로 받아들여지고 있기에, 비어가 변함없이 1996년에도 단어 “객관적으로”를 쓰고 있을지 의아해할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 물론 우리는 변함없이 안전하게 객관적 실재의 실존을 공리로서 여길 수 있지만, 이 모든 것들이 사이버네틱스의 모델들이 갖는 유용성을 손상시키지는 않는다.
비어는 계속해서 덧붙이길: “… 사이버네틱스는 정확히 말해 조직에 관한 것이다 - 그 까닭은, 조직이란 제어가 실행될 때 거치는 매개이기 때문이다. 따라서 사이버네틱스는, 몇몇 러시아 저자들이 정의한 것처럼, 효율적인 조직에 대한 과학으로 정의될 수 있다.”.
비어의 견해는 기계론적이지 않다: “사이버네틱스는 제어되는 시스템의 알고리듬이 끝나는 지점에서 시작된다.”.
K. 크리펜도르크에 따르면: “사이버네틱스에서, 이론들은 토대를 이루는 4개의 기둥 - 다양성, 순환성, 과정과 관찰 -으로 떠받쳐지는 경향이 있다”.
이 저자의 말로, 다양성은 정보, 통신/소통과 제어와 밀접한 관계를 맺고 있다. 순환성은 되먹임의 필연적 결과로 자기생산(자기 - 증식/창발)에 이르도록 한다. 과정은 되먹임, 통신/소통, 조절과 제어에 함의되어 있으며, 관찰은 결정과 제어를 위한 기본 조건이다.
VALLEE는 덧붙이길: “1843년, TRENTOWSKI는 폴란드어로 쓰여진 경영에 관한 책에서 단어 kibernetiki를 같은 뜻으로 썼다.”, 그리고 계속해서: “(W. S. McCULLOCH는) DESCARTES가 1664년 그의 신경 전송 이론의 틀 속, 되먹임을 수반하는, 사이버네틱스 유형에 대한 해석을 제안했다는 것에 기대어 사이버네틱스를 쓰기를 좋아했다. 이와 달리 WIENER는 LEIBNIZ를 사이버네틱스의 후원자로 간주했다.”.