Norbert Wiener - Norbert Wiener

Norbert Wiener
Norbert wiener.jpg
narozený ( 1894-11-26 )26. listopadu 1894
Zemřel 18. března 1964 (1964-03-18)(ve věku 69)
Stockholm , Švédsko
Národnost americký
Vzdělávání Tufts College , BA 1909
Cornell University , MA , 1911
Harvard University , Ph.D. 1913
Známý jako
Ocenění Bôcher Memorial Prize (1933)
National Medal of Science (1963)
Vědecká kariéra
Pole Matematika
Kybernetika
Instituce Massachusetts Institute of Technology
Teze Srovnání mezi zacházením s algebrou příbuzných Schroederem a Whiteheadem a Russellem  (1913)
Doktorští poradci
  • Karl Schmidt
Další akademičtí poradci Josiah Royce
Doktorandi
Podpis
Znamení N. Wiener.png

Norbert Wiener (26. listopadu 1894 - 18. března 1964) byl americký matematik a filozof . Byl profesorem matematiky na Massachusettském technologickém institutu (MIT). Zázračné dítě , Wiener později se stal jedním z prvních výzkumník v náhodných a matematických hluku procesů, což přispívá práce relevantní pro elektroniku , elektronické komunikace a řídicích systémů .

Wiener je považován za původce kybernetiky , komunikační vědy, která se týká živých věcí a strojů, s důsledky pro strojírenství , řízení systémů , počítačovou vědu , biologii , neurovědu , filozofii a organizaci společnosti .

Norbert Wiener je považován za jednoho z prvních, kdo teoretizoval, že veškeré inteligentní chování je výsledkem mechanismů zpětné vazby, které by mohly být simulovány stroji, a byl důležitým počátečním krokem k rozvoji moderní umělé inteligence .

Životopis

Mládí

Wiener se narodil v Columbii ve státě Missouri jako první dítě Leo Wienera a Berthy Kahnové, židovských přistěhovalců z Polska a Německa . Prostřednictvím svého otce byl ve spojení s Maimonidesem , slavným rabínem , filozofem a lékařem z Al Andalus , a také s Akivou Egerovou , vrchním rabínem z Posenu v letech 1815 až 1837. Leo vzdělával Norberta doma až do roku 1903 s využitím výukových metod. jeho vlastní vynález, kromě krátkého přestávky, když bylo Norbertovi 7 let. Leo, který se živil výukou němčiny a slovanských jazyků , hojně četl a nashromáždil osobní knihovnu, z níž měl mladý Norbert velký prospěch. Leo měl také dostatečné schopnosti v matematice a učil svého syna v tomto předmětu, dokud neopustil domov. Ve své autobiografii Norbert popsal svého otce jako klidného a trpělivého, pokud (Norbert) nedokázal poskytnout správnou odpověď, při které by jeho otec ztratil nervy.

Zázračné dítě, absolvoval Ayer High School v roce 1906 v 11 letech a Wiener poté vstoupil na Tufts College . V roce 1909 mu bylo ve 14 letech udělen titul BA z matematiky, načež zahájil postgraduální studium zoologie na Harvardu . V roce 1910 přestoupil do Cornellu, aby studoval filozofii. Promoval v roce 1911 v 17 letech.

Harvard a první světová válka

Příští rok se vrátil na Harvard, zatímco stále pokračoval ve svých filozofických studiích. Zpět na Harvardu se stal Wiener ovlivněn Edwardem Vermilyem Huntingtonem , jehož matematické zájmy sahaly od axiomatických základů až po technické problémy. Harvard udělil Wienerovi titul Ph.D. v červnu 1913, když mu bylo pouhých 19 let, za disertační práci o matematické logice (srovnání práce Ernsta Schrödera s prací Alfreda North Whiteheada a Bertranda Russella ), pod dohledem Karla Schmidta, jejíž zásadní výsledky byly publikovány jako Wiener (1914). Byl jedním z nejmladších, kteří dosáhli takového výkonu. V této disertační práci jako první veřejně prohlásil, že uspořádané páry lze definovat z hlediska teorie elementárních množin . Proto vztahy mohou být definovány teorie množin, tedy teorie vztahů nevyžaduje žádné axiomům nebo primitivní pojmy odlišné od těch, které teorie množin. V roce 1921 navrhl Kazimierz Kuratowski zjednodušení Wienerovy definice uspořádaných párů a od té doby se toto zjednodušení běžně používá. Je to (x, y) = {{x}, {x, y}}.

V roce 1914 odcestoval Wiener do Evropy, kde ho učili Bertrand Russell a GH Hardy na univerzitě v Cambridgi a David Hilbert a Edmund Landau na univerzitě v Göttingenu . V Göttingenu také absolvoval tři kurzy u Edmunda Husserla „jeden o Kantových etických spisech, jeden o zásadách etiky a seminář o fenomenologii“. (Dopis Russellovi, c. Červen nebo červenec 1914). V letech 1915–16 vyučoval filozofii na Harvardu, poté byl inženýrem společnosti General Electric a psal pro Encyclopedia Americana . Wiener byl krátce novinářem pro Boston Herald , kde napsal celovečerní příběh o špatných pracovních podmínkách pro pracovníky mlýna v Lawrence, Massachusetts , ale brzy poté byl vyhozen kvůli své neochotě psát příznivé články o politikovi, o který se majitelé novin snažili podporovat.

Ačkoli se Wiener nakonec stal zapřisáhlým pacifistou, dychtivě přispěl k válečnému úsilí v první světové válce. V roce 1916, kdy se blíží americký vstup do války , absolvoval Wiener výcvikový tábor pro potenciální vojenské důstojníky, ale nezískal provizi. O rok později se Wiener znovu pokusil připojit k armádě, ale vláda ho kvůli jeho špatnému zraku znovu odmítla. V létě 1918 Oswald Veblen pozval Wienera, aby pracoval na balistice na Aberdeen Proving Ground v Marylandu. Život a práce s jinými matematiky posílily jeho zájem o matematiku. Wiener však stále toužil sloužit v uniformě a rozhodl se udělat ještě jeden pokus o narukování, tentokrát jako obyčejný voják. Wiener v dopise rodičům napsal: „Měl bych se považovat za docela levný druh prasat, kdybych byl ochotný být důstojníkem, ale nechtěl bych být vojákem.“ Tentokrát armáda přijala Wienera do svých řad a shodou okolností ho přidělila k jednotce umístěné v Aberdeenu v Marylandu. První světová válka skončila jen několik dní po Wienerově návratu do Aberdeenu a Wiener byl v únoru 1919 propuštěn z armády.

Po válce

Norbert Wiener byl na MIT považován za semi-legendární postavu
Norbert (stojící) a Margaret (sedící) Wiener na Mezinárodním kongresu matematiků , Curych 1932

Wiener nebyl schopen zajistit si trvalé místo na Harvardu, což je situace, kterou přisuzoval z velké části antisemitismu na univerzitě a zejména antipatii harvardského matematika GD Birkhoffa . Byl také odmítnut pro místo na univerzitě v Melbourne . Na návrh WF Osgooda byl Wiener najat jako instruktor matematiky na MIT , kde po povýšení na profesora strávil zbytek své kariéry. Jeho fotografie byla po mnoho let prominentně vystavena v Nekonečném koridoru a často se používala při udávání směrů, ale od roku 2017 byla odstraněna.

V roce 1926 se Wiener vrátil do Evropy jako učenec Guggenheim . Většinu času strávil v Göttingenu a s Hardym v Cambridge, kde pracoval na Brownově pohybu , Fourierově integrálu , Dirichletově problému , harmonické analýze a tauberianských větách .

V roce 1926 Wienerovi rodiče zařídili jeho sňatek s německou imigrantkou Margaret Engemannovou; měli dvě dcery. Jeho sestra Constance (1898–1973) se provdala za Philipa Franklina . Jejich dcera Janet, Wienerova neteř, se provdala za Václava E. Beneše . Sestra Norberta Wienera Bertha (1902–1995) se provdala za botanika Carrolla Williama Dodge .

O Norbertu Wienerovi bylo na MIT vyprávěno mnoho příběhů, možná neadekvátních, zejména o jeho roztržitosti. Říkalo se, že se jednou vrátil domů, aby našel svůj dům prázdný. Zeptal se na sousedskou dívku na důvod a ona řekla, že se rodina ten den přestěhovala jinam. Poděkoval jí za informaci a ona odpověděla: „Proto jsem zůstal pozadu, tati!“

V období před druhou světovou válkou (1939–45) se Wiener stal členem Čínské společnosti pro pomoc a nouzového výboru pro pomoc vysídleným německým učencům. Zajímal se o umístění učenců, jako byli Yuk-Wing Lee a Antoni Zygmundovi, kteří ztratili své pozice.

Během a po druhé světové válce

Během druhé světové války jeho práce na automatickém míření a střelbě z protiletadlových děl způsobila, že Wiener zkoumal informační teorii nezávisle na Claude Shannonovi a vynalezl Wienerův filtr . (Je mu dána nyní standardní praxí modelování informačního zdroje jako náhodného procesu-jinými slovy jako různých hluků.) Zpočátku mu jeho protiletadlová práce umožnila psát s Arturem Rosenbluethem a Julianem Bigelowem článek z roku 1943. „Chování, účel a teleologie“, který byl publikován ve filozofii vědy . Následně ho jeho protiletadlová práce přivedla k formulování kybernetiky . Po válce jeho sláva pomohla MIT získat výzkumný tým v kognitivní vědě , složený z výzkumníků z neuropsychologie a matematiky a biofyziky nervového systému, včetně Warrena Sturgise McCullocha a Waltera Pittsa . Tito muži později průkopnicky přispěli k počítačové vědě a umělé inteligenci . Brzy poté, co byla skupina vytvořena, Wiener náhle ukončil veškerý kontakt s jejími členy, což mystifikovalo jeho kolegy. To Pittsa emocionálně traumatizovalo a vedlo k úpadku jeho kariéry. Ve své biografii o Wienerovi Conway a Siegelman naznačují, že porušení vytvořila Wienerova manželka Margaret, která nenáviděla bohémský životní styl McCullocha .

Wiener později pomohl vyvinout teorie kybernetiky, robotiky , počítačového ovládání a automatizace . S Johnem von Neumannem diskutoval o modelování neuronů a v dopise z listopadu 1946 von Neumann představil své myšlenky před setkáním s Wienerem.

Wiener vždy sdílel své teorie a poznatky s dalšími výzkumníky a připisoval příspěvky ostatních. Patřili sem sovětští výzkumníci a jejich nálezy. Wienerovo seznámení s nimi způsobilo, že byl během studené války považován za podezřelého . Byl silným zastáncem automatizace za účelem zlepšení životní úrovně a ukončení ekonomického zaostávání. Jeho myšlenky se staly vlivnými v Indii , jejíž vládě radil v 50. letech.

Po válce se Wiener stále více zajímal o to, co považoval za politické zasahování do vědeckého výzkumu a militarizaci vědy. Jeho článek „Vědecký rebel“ z vydání The Atlantic Monthly z ledna 1947 vyzval vědce, aby zvážili etické důsledky své práce. Po válce odmítl přijmout jakékoli vládní financování nebo pracovat na vojenských projektech. Hlavním tématem knihy John Von Neumann a Norbert Wiener je způsob, jakým Wienerova víra v jaderné zbraně a studenou válku kontrastovala s vírou von Neumanna .

Wiener byl účastníkem konferencí Macy .

Osobní život

V roce 1926 se Wiener oženil s Margaret Engemann, odbornou asistentkou moderních jazyků na Juniata College. Měli dvě dcery. Názory na dopady Margaret na Wienerovu kariéru nejsou všechny pozitivní.

Wiener zemřel v březnu 1964 ve věku 69 let ve Stockholmu na infarkt. Wiener a jeho manželka jsou pohřbeni na hřbitově Vittum Hill v Sandwichi v New Hampshire .

Ceny a vyznamenání

Doktorandi

Práce

Informace jsou informace, ne hmota nebo energie.

Wiener byl raným studiem stochastických a matematických hlukových procesů a přispíval prací důležitou pro elektronické inženýrství , elektronickou komunikaci a řídicí systémy . Wienerovým nápadem bylo modelovat signál, jako by se jednalo o exotický druh šumu, a dát mu tak zdravý matematický základ. Studentům je často dáván příklad, že anglický text by mohl být modelován jako náhodný řetězec písmen a mezer, kde každé písmeno abecedy (a mezera) má přiřazenou pravděpodobnost. Wiener se však zabýval analogovými signály, kde takový jednoduchý příklad neexistuje. Wienerova raná práce na teorii informací a zpracování signálu byla omezena na analogové signály a s rozvojem digitální teorie byla do značné míry zapomenuta.

Wiener je jedním z klíčových tvůrců kybernetiky , formalizace pojmu zpětné vazby , s mnoha důsledky pro strojírenství , řízení systémů , počítačovou vědu , biologii , filozofii a organizaci společnosti .

Wienerova práce s kybernetikou ovlivnila Gregoryho Batesona a Margaret Meadové a jejich prostřednictvím antropologii , sociologii a vzdělávání .

V matematickém poli pravděpodobnosti je „ vídeňská klobása “ sousedstvím stopy Brownova pohybu až do doby t , která je dána tím, že všechny body jsou v pevné vzdálenosti Brownova pohybu. Lze jej zobrazit jako válec s pevným poloměrem, jehož osou je Brownův pohyb.

Wienerova rovnice

Jednoduchá matematická reprezentace Brownova pohybu je Wiener rovnice , pojmenoval Wiener, předpokládá, že aktuální rychlost z tekutiny částice kolísá náhodně.

Wienerův filtr

Pro zpracování signálu je Wiener filtr je filtr navržený Wiener v průběhu roku 1940 a publikoval v roce 1942 jako tajného dokumentu. Účelem je snížit množství šumu přítomného v signálu porovnáním s odhadem požadovaného bezhlučného signálu. Wiener vyvinul filtr v Radiation Laboratory na MIT, aby předpovídal polohu německých bombardérů z radarových odrazů. Je nutné předpovědět polohu, protože v době, kdy se granát dostane do blízkosti cíle, se cíl bude pohybovat a může mírně změnit směr. Dokonce modelovali svalovou reakci pilota, což nakonec vedlo ke kybernetice. Bezpilotní V1 bylo obzvláště snadné modelovat a za dobrého dne americké zbraně vybavené Wienerovými filtry sestřelily 99 ze 100 V1, když vstoupily do Británie z anglického kanálu, na cestě do Londýna. Ukázala se matematická teorie velké obecnosti - teorie předpovídání budoucnosti, jak nejlépe to jde, na základě neúplných informací o minulosti. Byla to statistická teorie, která zahrnovala aplikace, které, přísně vzato, předpovídaly budoucnost, ale snažily se pouze odstranit hluk. Využil dřívější práce Wienera o integrálních rovnicích a Fourierových transformacích .

V matematice

Wiener se velmi zajímal o matematickou teorii Brownova pohybu (pojmenovanou po Robertu Brownovi ), což dokazuje mnoho dnes všeobecně známých výsledků, jako je nediferencovatelnost cest. V důsledku toho byla jednorozměrná verze Brownova pohybu pojmenována jako Wienerův proces . Jedná se o nejznámější z Lévyových procesů , které se skládají ze stochastických procesů se stacionárními statisticky nezávislými přírůstky , a často se vyskytuje v čisté a aplikované matematice, fyzice a ekonomii (např. Na akciovém trhu).

Wienerova tauberiánská věta , výsledek Wienerova výsledku z roku 1932, vyvinula tauberiánské věty v teorii sčítání , na první pohled kapitolu skutečné analýzy tím , že ukázala, že většina známých výsledků by mohla být zapouzdřena v principu převzatém z harmonické analýzy . Ve své současné formulaci nemá Wienerova věta žádnou zjevnou souvislost s tauberskými větami, které se zabývají nekonečnými řadami ; překlad z výsledků formulovaných pro integrály nebo pomocí jazyka funkční analýzy a Banachových algeber je však relativně rutinní proces.

Paley-Wiener teorém týká růstových vlastností celých funkcí na C n a Fourierova transformace Schwartz distribuce kompaktní podpory.

Wiener-Khinchin teorém , (také známý jako Wiener - teorém Khintchine a Khinchin - Kolmogorov teorém ), se uvádí, že výkonová spektrální hustota náhodného procesu široký-sense-stacionární je Fourierova transformace odpovídající autokorelační funkce.

Abstraktní Wiener prostor je matematický objekt v teorii míry , který se používá ke konstrukci „slušné“, striktně pozitivní a místně konečných opatření na nekonečný-rozměrný vektorový prostor. Wienerova původní konstrukce se vztahovala pouze na prostor spojitých cest s reálnými hodnotami na jednotkovém intervalu, známý jako klasický Wienerův prostor . Leonard Gross poskytl zobecnění v případě obecného oddělitelného Banachova prostoru .

Pojem samotného Banachova prostoru objevil nezávisle na sobě Wiener i Stefan Banach zhruba ve stejnou dobu.

Centrum Norberta Wienera pro harmonickou analýzu a aplikace (NWC) na katedře matematiky na University of Maryland, College Park se věnuje vědeckému a matematickému odkazu Norberta Wienera. Web NWC zdůrazňuje výzkumné aktivity centra. Středisko Norbert Wiener dále každoročně pořádá únorové Fourier Talks, dvoudenní národní konferenci, která ukazuje pokroky v čisté a aplikované harmonické analýze v průmyslu, vládě a akademické sféře.

V populární kultuře

Jeho práce s Mary Brazier je zmíněna v Avis DeVoto 's As Always, Julia .

Vlajková loď pojmenovaná po něm se krátce objeví v Občanu Galaxie od Roberta Heinleina .

Píseň věnovaná Norbertovi Wienerovi se objevuje jako druhá skladba na albu 1980 Proč? od GG Tonet (Luigi Tonet), vydané na etiketě Italian It Why .

Publikace

Wiener napsal mnoho knih a stovky článků:

  • 1914, „Zjednodušení logiky vztahů“. Proč. Camb. Phil. Soc . 13 : 387–390. 1912–14.Přetištěno v van Heijenoort, Jean (1967). From Frege to Gödel: A Source Book in Mathematical Logic, 1879–1931 . Harvard University Press. s.  224 –7.
  • 1930, Wiener, Norbert (1930). „Obecná harmonická analýza“ . Acta Math . 55 (1): 117–258. doi : 10,1007/BF02546511 .
  • 1933, The Fourier Integral a některé jeho aplikace Cambridge Univ. Lis; dotisk od Doveru, archiv CUP 1988 ISBN  0-521-35884-1
  • 1942, Extrapolace, interpolace a vyhlazování stacionárních časových řad . Válečná utajovaná zpráva přezdívaná „žluté nebezpečí“ kvůli barvě obálky a obtížnosti předmětu. Publikováno poválečné MIT Press 1949 . http://www.isss.org/lumwiener.htm ])
  • 1948, Kybernetika: Nebo řízení a komunikace u zvířete a stroje . Paris, (Hermann & Cie) & Camb. Mass. (MIT Press) ISBN  978-0-262-73009-9 ; 2. přepracované vydání 1961.
  • 1950, Lidské používání lidí . Riverside Press (Houghton Mifflin Co.).
  • 1958, Nelineární problémy v náhodné teorii . MIT Press & Wiley.
  • 1964, Selected Papers of Norbert Wiener . Cambridge Mass.1964 (MIT Press & SIAM)
  • 1964, God & Golem, Inc.: Komentář k určitým bodům, kde kybernetika naráží na náboženství . Stiskněte MIT.
  • 1966, Levinson, N. (1966). „Norbert Wiener 1894–1964“ . Býk. Amer. Matematika. Soc . 72 (1 část 2): 1–33. doi : 10,1090/S0002-9904-1966-11450-7 . Vydáno v knižní podobě.
  • 1966, generalizovaná harmonická analýza a tauberiánské věty . Stiskněte MIT.
  • 1993, Vynález: Péče a krmení myšlenek . Stiskněte MIT. 1993. ISBN 978-0-262-73111-9.To bylo napsáno v roce 1954, ale Wiener opustil projekt ve stádiu úprav a vrátil svůj postup. MIT Press to vydalo posmrtně v roce 1993.
  • 1976–84, Matematické dílo Norberta Wienera . Masani P (ed) 4 vols, Camb. Mass. (MIT Press). Obsahuje kompletní sbírku Wienerových matematických prací s komentáři.

Beletrie:

  • 1959, Pokušitel . Náhodný dům.

Autobiografie:

  • 1953. Ex-Prodigy: My Childhood and Youth . Stiskněte MIT.
  • 1956. Jsem matematik . Londýn (Gollancz).

Pod názvem „W. Norbert“:

Viz také

Poznámky

Další čtení

externí odkazy