Dobromila Lebrová: Norbert Wiener, matematik, zakladatel kybernetiky

Rubrika: Publicistika – Co je psáno...

 
Norbert Wiener, matematik, zakladatel kybernetiky - 45. výročí úmrtí
 
„Otec kybernetiky“ Norbert Wiener považoval pojem „informace“ za veličinu, která nezávisí ani na hmotě ani na energii, a tyto veličiny - informaci, hmotu a energii - považoval za podstatu současné technické civilizace.
Svým způsobem byl také vizionář, k jeho rčením patří i následující, které se čím dál více potvrzuje: „Věda je nemožná bez víry“. 
Ve své knize „Kybernetika aneb Řízení a sdělování u organismů a strojů“ (Cybernetics: or, Control and Communication in the Animal and the Machine) popsal definici slova „kybernetika“, které odvodil z řeckého „kybernétés“ s významem „lodivod“ nebo „kormidelník“. Definoval kybernetiku jako „vědu řízení a dorozumívání v živočichovi a ve stroji“.
V dnešních výkladových slovnících bývá definice v češtině uváděna následovně: „Kybernetika je věda, která se zabývá obecnými principy řízení a přenosu informací ve strojích a živých organismech.“
V Sovětském svazu a pochopitelně i u nás byla v padesátých letech převzata definice význačných sovětských „filozofů“ M. M. Rozentala a P. F. Judina, které byly uvedeny ve „Stručném filosofickém slovníku“, vydaném Státním nakladatelstvím politické literatury v r. 1955: „Kybernetika (ze starořeckého slova s významem řídící) - reakční pavěda, která vznikla v USA po druhé světové válce a značně se rozšířila i v jiných kapitalistických zemích; forma soudobého mechanicismu.
Pamatuju se ale, že zhruba v r. 1964 byla na vysoké škole o Norbertu Wienerovi v předmětu „automatizace“ už alespoň zmínka a něco maličko se objevilo i v „marxáku“. Vyšly také první překlady jeho knih.
Rod Norberta Wienera pocházel z Bialystoku v dnešním Polsku, tehdy v carském Rusku. Norbertův otec byl Žid, maminka pocházela z německé židovské rodiny. Otec Leo Wiener (1862 - 1939) začal studovat ve Varšavě na univerzitě medicínu, ale povolání ho nepřitáhlo, přešel tedy na studia techniky do Berlína, a protože se situace opakovala, odebral se nejdříve do Anglie, pak do Spojených států. V r. 1880 se vylodil v New Orleansu, kde se živil různým způsobem manuálně, až se stal učitelem jazyků v Kansas City. Pokračoval v hlubším vzdělávání, až se stal profesorem moderních jazyků na univerzitě v Missouri. Znal totiž víc než dvacet jazyků. - Tam se seznámil se svou budoucí manželkou Berthou Kahn. Vzali se v r. 1893 a usadili se v městě Kolumbii ve státě Missouri. V té době Leo Wiener vyučoval jazyky na harvardské univerzitě. - Méně známé je, že v r. 1902 navštívil Lea Wienera, jakožto zakladatele školy slovanských jazyků v USA, Tomáš Garigue Masaryk a že Leo Wiener o něm napsal první článek v americkém tisku. -
V Columbii se narodil 24. listopadu 1894 prvorozený syn manželů Wienerových Norbert. Norbert měl dvě sestry, první - Constance se narodila v r. 1898, druhá sestra v r. 1901.
Od v mládí se projevoval jako zázračné dítě a otec ho vzdělával doma. Už ve čtyřech letech četl vědecké knihy, přesto, že byl velice krátkozraký. Od dětství měl k dispozici rozsáhlou vědeckou knihovnu a sám si vybíral, kterým oborem se bude zabývat.
Jeho otec jako učitel vyvinul totiž pro svého syna metodu, aby jeho učení bylo optimální. Sám byl odborník jak v matematice a přírodních vědách, tak v jazycích - především germánských a slovanských a svého syna zaměřil na přírodovědu.
Otec i učitelé se snažili srovnat jeho vědomosti do patřičných školních tříd, tak aby se učil vždy něco nového, ale on stále svým rozhledem předbíhal nejen třídy školy, ale i stupně.
V r. 1901 Norbert krátce chodil na střední školu (Peabody School). - Sám ve svých pamětech poznamenal, že jeho problémem bylo studium aritmetiky, že mu velice vadilo její pouhé biflování. Otec se tedy rozhodl, že ho ze školy vezme a přejdou z matematiky na algebru, kde je větší možnost představivosti. - Je známo, že Norbert byl v té době velmi neohrabaný, částečně vlivem své oční vady, částečně tím, jak pilně studoval. Trpěl také neurózou.
Na střední školu - Ayer High School v Massachusetts - se pak opět nakrátko vrátil. Jeho spolužáci byli v té době o sedm let starší, takže škola mu dala pouze rámec pro studia a opět ho učil otec.
V r. 1906 na Ayer High School maturoval. V Massachsetts rovněž nastoupil v září r. 1906, kdy mu nebylo ještě dvanáct let, na vysokou školu - Tufts College v Bostonu, kde obdržel r. 1909 bakalářský titul v matematickém oboru a nastoupil na harvardskou univerzitu, kde studoval pro změnu jeden rok zoologii, o čemž zjistil, že to nebylo správné rozhodnutí, tak po dohodě s otcem přešel v r. 1910 na Cornellovu univerzitu v Ithace ve státě New York. Zde studoval filozofii, ale stále nebyl spokojen. Po roce se opět vrátil studovat filozofii na Harvard, kde řešil matematické úlohy zaměřené na praktickou inženýrskou činnost u profesora Edwarda Vermilyea Huntingtona (1874 - 1952).
Studium dokončil v r. 1912, kdy mu bylo osmnáct let, doktorátem za práci, která souvisela s matematickou logikou.
Další studium matematiky si prohloubil v Evropě na základě stipendia pro zvláště nadané studenty. Nejdříve studoval v Cambridge v Anglii, kde měl dva významné učitele - matematika a filozofa Sira Bertranda Arthura Williama Russela (1872 - 1970), který ho ovlivnil, že se nadále věnoval filozofii matematiky, a odborníka na matematickou analýzu Godfreye Harolda Hardyho (1877 - 1947). Pak studoval v Německu v Göttingenu u profesora Davida Hilberta (1862 - 1943), jednoho z největších tehdejších německých matematiků, a Edmunda Georga Hermanna Landaua (1877 - 1938), odborníka na teorii čísel. V Göttingenu se ale setkával s dalšími význačnými vědeckými osobnostmi té doby. - Bohužel z důvodu vypuknutí první světové války musel v r. 1914 studium v Německu ukončit, nakrátko se zdržel ještě znovu v Cambridge u Russella a pak se vrátil do Spojených států.
Po návratu učil až do r. 1916 na Harvardu filozofii, pak pracoval nějakou dobu pro General Electric Company. Potom spolupracoval v Albany s Ecyclopedií Americana. Přesto, že byl přesvědčením pacifista, přijal po vstupu USA do války v r. 1917 pozvání od zeměměřiče a topologa Oswalda Veblena na práci při výpočtech na vojenské základně Aberdeen Proving Ground v Marylandu, čímž se opět vrátil k praktickému využití matematických výpočtů.
Po válce se ucházel o místo jednak jako profesor na Harvardu a jednak na Univerzitě v australském Melbourne. V obou případech byl vzhledem ke svému židovskému původu odmítnut. Na Harvardu měli tehdy totiž přesně stanovený možný počet přednášejících židovského původu, což nebylo v případě profesorských začátků Norbertova otce - zřejmě se otec tehdy do určené kvóty „vešel“.
Tehdy mu matematik William Fogg Osgood (1864 - 1973) řekl o volném místě na Massachusettském technologickém institutu (Massachusetts Institut of Technology - MIT). Začal zde pracovat jako asistent, později se stal profesorem a v MIT zůstal až do konce svého života.
Jeho první prací zde bylo zkoumání Brownova pohybu, což je náhodný pohyb mikroskopických částic v kapalném nebo plynném médiu, kde se vědecky zabýval teorií pravděpodobnosti a studoval matematické řady, především Fourierovy, a Fourierův integrál. Zabýval se už tehdy teorií komunikace, což podle jeho vlastních slov bylo podstatou kybernetiky, kterou označil jako statistické přiblížení k teorii komunikace.
V r. 1920 navštívil mezinárodní matematický kongres „International Congress of Mathematicians“ ve Štrasburku, kde spolupracoval s francouzským matematikem Mauricem Renéem Fréchetem (1878 - 1973), který byl odborníkem na abstraktní prostory.
Každý rok strávil nějakou dobu v Evropě; velmi důležité pro něj byly kontakty s francouzským odborníkem na teorii pravděpodobnosti, matematikem Paulem Lévym (1886 - 1971) a s vědci z Göttingenu, kde se seznamoval s pátou dimenzí a s kvantovou mechanikou, která právě v té době v Göttingenu získávala vědecký rámec.
R. 1926 byl pro Wienera důležitý ze dvou důvodů, jednak byl v tomto roce stipendistou Guggenheimovy nadace, krátce po jejím založení (1925), a jednak se oženil.
Rodiče mu totiž uspořádali svatbu s německou emigrantkou, učitelkou jazyků, která nebyla židovského původu - Margaret Engemannovou.
Stipendium Guggenheimovy nadace využil pro studium v Götingenu, kde vedle kontaktů s kvantovými mechaniky studoval dále Brownův pohyb, spojený s výše uvedenou problematikou harmonických řad. Jeho manželka si v té době v Evropě prohlubovala své znalosti jazyků.
Manželé měli dvě dcery - Barbaru a Peggy. Pro nepraktického Wienera byla paní Margaret pravým požehnáním, protože hlídala jeho roztržitosti, o kterých se vyprávěly historky, že třeba po přestěhování netrefil domů, i když mu manželka cestu popsala. Celý zoufalý se zeptal mladé ženy, kterou na ulici potkal, zdali neví, kde bydlí Wienerovi. A ona mu odpověděla: „Tati, já tě dovedu domů.“ Ovšem když se nějaký novinář oné dcery později ptal, zda je to pravda, pouze odpověděla, že vcelku to pravda je, jenomže tatínek své děti poznal vždycky.
Jeho současníci popisovali, že dost často pocítil nutkání říci něco z toho, co právě probíhalo jeho mysl, a že často měl potíže oddělit čistou matematiku od jejího vědeckého a sociálního využití, dokonce i od své osobní zkušenosti. Pak se prý stávalo, že náhodný posluchač nevěděl, poslouchá-li laika nebo nevzdělaného začátečníka, popřípadě průměrného matematika či génia.
Byl zavalité postavy, malý, kulatý a krátkozraký. Jeho konverzace byla směsí okázalosti a bujnosti. Byl špatným posluchačem. Při přednáškách kolegů prý bezostyšně chrápal. Jeho vlastní chvála jeho osoby byla přesvědčivá, hravá a neagresivní. Protože mluvil mnoha jazyky, střídal je a bylo někdy těžké mu porozumět. Celkem napsal asi tři sta článků. Články psal mimo angličtinu v němčině, francouzštině a španělštině. Sám tvrdil, že člověk nepochopí národ, pokud neovládne jeho jazyk.
Roztržitosti pana profesora se studenti vysmívali, říkalo se o něm, že nepřednášel srozumitelně. Tvrdilo se o něm také, že vyprávěl množství vtipů a že měl velké množství zájmů, někdy na první pohled protichůdných. Zabýval se matematikou, fyzikou, neurologií a ekonomií. Pod pseudonymem napsal i romány se sociální tématikou a detektivky. Rovněž prý byl vegetariánem.
Ve svém soukromí rád trempoval, miloval venkov a přírodu - zde mu dělala hlídku jeho manželka, která ho ochraňovala před dotěrnou veřejností a novináři.
Z oboru neurologie je zajímavý výtah jedné z jeho přednášek, kde uvažoval o tom, proč malé zvířátko promyka mungo (Herpestes vitticollis) zvítězí nad obzvláště jedovatými hady. Zdůvodňoval to vyšším typem jeho inteligence. (Podle určitých dnešních pramenů je to vysvětlováno tím, že mungovi neochrnou v důsledku jedu nervové buňky, odpovědné za dýchání.)
V r. 1929 byl jmenován výpomocným profesorem na MTI.
V r. 1931 se Norbert Wiener stal na MTI řádným profesorem.
V r. 1932 byla rodina Wienerova na rok v Evropě, především v Cambridge, a tehdy navštívil Norbert Wiener na zámku v Lánech také prezidenta Masaryka.
Při tomto pobytu se setkal mezi jinými například s rakouským matematikem Karlem Mengerem (1902 - 1985), německým chemikem, objevitelem mezothoria a pozdějším nositelem Nobelovy ceny Otto Hahnem (1879 - 1968) a s brněnským rodákem, rakouským matematikem Kurtem Gödelem (1906 - 1978). V samotné Cambridgi se seznámil s další pozoruhodnou osobností, britským šlechticem, genetikem a biologem J. B. S. Haldanem (1892 - 1964), který se ke konci svého života na protest proti britské politice stal indickým občanem.
Z jeho pobytu byl v r. 1933 formulován teorém Wiener-Paleyův, týkající se opět harmonické analýzy. Raymond Paley (1907 - 1933) byl nadaný anglický matematik, který zanedlouho po této spolupráci zahynul na lyžích.
Po návratu do Spojených států se v r. 1933 Wiener stal členem akademie (National Academy of Sciences), na tuto funkci rezignoval v r. 1941.
Na počátku jeho řádné profesury začala jeho spolupráce s katedrou elektrotechniky a hlubší studium neurofyziologie.
V r. 1933 získal cenu amerického matematika Maxima Bôchera (1867 - 1918) za tzv. „Tauberian teorém“, týkající se opět harmonické analýzy. Velice si cenil své práce na MTI, protože, jak sám psal ve svých pamětech, „dala mu odvahu k práci a svobodu k myšlení.
Zúčastňoval se mnohých mezinárodních kongresů, z nichž některé měly obzvláštní vliv na jeho další práci.
V r. 1935 - 1936 strávil školní rok v Číně jako profesor na Tsing Hua University v Pekingu, kde se seznamoval s mandarinskou čínštinou.
Na začátku druhé světové války publikoval první článek o podobnosti počítacího stroje a nervové soustavy. Tehdy se s nadšením seznámil s principem binárního počítače.
Rozvinutí základních poznatků teorie komunikace a základy kybernetiky vznikly právě v důsledku války. Norbert Wiener se tehdy zabýval automatizací zaměřování a odpalování protiletadlových děl. A tehdy si uvědomil, že operátor řídící protiletadlový systém je součástí celého řídicího mechanismu, mezi jehož biologickými a mechanickými částmi funguje zpětná vazba. To ho vedlo k mnohem podrobnějšímu studiu biologie. Na druhé straně si ale uvědomil nebezpečí, které může vzniknout zneužitím takovéhoto systému.
V té době v jeho týmu pracoval i český vědec dr. Ing. Antonín Svoboda (1907 - 1980). Doktor Svoboda byl před válkou v prezenční vojenské službě u protiletadlového vojska (vím o tom od svého otce, byli spolu ve stejné jednotce) - a tak měl pro výzkum v této oblasti už určité zkušenosti. Po návratu do vlasti po válce se Antonín Svoboda stal zakladatelem české počítačové školy. Ovšem poměry nedovolily, aby tento skvělý člověk mohl svou práci ve vlasti dokončit, a tak v r. 1964 odešel znovu do USA, kde zemřel.
V době války odmítl pacifista Wiener svoji účast na tzv. „Manhattan Projectu“, což byl utajený projekt pro vývoj atomové bomby.
Profesor Wiener se v r. 1944 v rámci výzkumu a vývoje protiletadlového systému seznámil s mexickým fyziologem Arthurem Rosenbluthem (1900 - 1970). V té době vznikly první myšlenky ucelené vědy o řízení živých organismů a strojů. Tehdy už prezentoval tyto myšlenky na seminářích pořádaných nadací Josiaha Macyho (1836 - 1876).
Ovšem vzhledem k tomu, že se jednalo o oblast, která byla na hranici zájmů jak matematiků, tak techniků, popřípadě přírodovědců, tak nebyl o tyto myšlenky zájem. Až v Paříži v r. 1946 byl Norbert Wiener vyzván, aby své myšlenky popsal v knize.
Tak vznikla první kniha o kybernetice, kde Wiener uvedl svou definici popsanou v začátku tohoto článku. Kniha „Kybernetika aneb Řízení a sdělování u organismů a strojů“ vyšla v r. 1948.
Bohužel se začátkem padesátých let zhoršila jeho oční nemoc. Další knihy musely psát podle diktátu už sekretářky.
Byly to knihy „The Human Use o Human Beings“ z r. 1950, což v češtině vyšlo v r. 1964 pod názvem „Kybernetika a společnost“. V r. 1953 vyšla knížka „Ex-Prodigy“ z jeho dětství a mládí - možno přeložit jako „O zázračném dítěti“.
Mezi roky 1953 a 1964 přednášel na mnohých univerzitách v mnohých zemích jako Indii, Japonsku, Holandsku a Itálii.
V r. 1954 utrpěl první záchvat srdečního infarktu.
V r. 1956 vyšel jeho vlastní životopis „I am a Mathematician“, což v češtině vyšlo v r. 1970 pod názvem „Můj život“.
V r. 1958 vyšla vědecká publikace „Nonlinear Problems in Random Theory“, což lze přibližně přeložit jako „Nelineární problémy v teorii náhodnosti“.
V r. 1959 vyšla jeho kniha zcela jiného charakteru „The Tempter“ („Pokušitel“).
Konečně v r. 1964 vyšla kniha na hranici vědeckého a náboženského „God & Golem, Inc.: A coment on Certain Points Where Cybernetics Impinges on Religion“, lze přeložit „Bůh a Golem, a.s.: Komentář k různým bodům, kde může kybernetika narazit na náboženství“. On sám se na konci života náboženstvím dost zabýval i přes svůj skepticismus.
Norbert Wiener zemřel během pracovního pobytu ve Stockholmu dne 18. března 1964 na druhý infarkt ve věku nedožitých sedmdesáti let.
Neuvádím všechny matematické názvy, spojené s jeho jménem. Ani neuvádím všechna vyznamenání, která obdržel za života, ani pocty, kterých se mu dostalo posmrtně.
Ráda bych uvedla například jednu velmi zajímavou věc - zkoumal vliv různých kmitočtů na lidskou psýchu. V oblasti kolem 10 Hz byli lidé, kteří se zkouškám podrobili, značně neklidní. Je to oblast, která odpovídá mozkovým vlnám označovaným „alfa“, což je hranice mezi vědomím a nevědomím, oblast stavu nazvaného meditace. Zde je velké nebezpečí zneužití tohoto poznatku. Právě na základě tohoto poznání je možné zařadit Wienerův citát: „Lidé, kteří dnes ovládají vědu, skutečně ani sami nepředvídají všechny důsledky toho, co se děje.“
Není tedy divu, že r. 1987 byla založena Cena Norberta Wienera za sociální a profesionální odpovědnost. Z jejích nositelů může být lidem v naší zemi znám profesor na MTI Theodore Postol (1946), který cenu získal v r. 2001, který je velkým kritikem raketové obrany USA a který v listopadu 2008 navštívil Prahu.
 

Tento článek byl v Pozitivních novinách poprvé publikován 18. 03. 2009.