Kybernetik: Lehre von Kontrolle, Kommunikation und Steuerung

Kybernetik: Interdisziplinäre Lehre von Kontrolle, Kommunikation und Steuerung — von Wieners Informationstheorie bis zu modernen Systemen und KI-Anwendungen.

Kybernetik ist die Lehre von der Kontrolle und Kommunikation im Tier und in der Maschine. Norbert Wiener fügte hinzu: "Information ist Information, nicht Materie oder Energie". ¹⁵⁵

Ross Ashby definierte es wie folgt: "die Kunst der Lenkung... Koordination, Regulierung und Kontrolle werden ihre Themen sein, denn diese sind von größtem biologischen und praktischen Interesse... sie behandelt nicht Dinge, sondern Verhaltensweisen. Sie fragt nicht "Was ist dieses Ding?", sondern "Was tut es?".

"Die Kybernetik steht zur realen Maschine - elektronisch, mechanisch, neuronal oder wirtschaftlich - genauso wie die Geometrie zu einem realen Objekt in unserem irdischen Raum".

Louis Couffignal sagte, die Kybernetik sei "die Kunst, die Wirksamkeit des Handelns sicherzustellen".

Ursprung und interdisziplinärer Charakter

Die Kybernetik war von Anfang an ein interdisziplinäres Studiengebiet. Sie umfasste Personen aus mindestens einem Dutzend akademischer Disziplinen. Es gab zwei Ereignisse, die sie nach dem Zweiten Weltkrieg auslösten. Die erste war, dass Wissenschaftler mit unterschiedlichem Hintergrund während des Krieges an verschiedenen militärischen Projekten zusammengearbeitet hatten. Sie haben viel darüber gelernt, wie sie mit ihren verschiedenen Partnern zusammenarbeiten können. Das zweite Ereignis war die Erfindung von Computern während des Krieges.

Die Länder, die mit der Kybernetik begannen, waren Großbritannien und die Vereinigten Staaten, aber die Idee verbreitete sich schnell auch in Frankreich, Russland und anderen Ländern. Ein anderes, berühmteres Beispiel für "interdisziplinäre Studien" war die Molekular- und Zellbiologie.

Kernideen und Begriffe

• Regelung und Steuerung: Systeme werden so gestaltet oder analysiert, dass sie ein gewünschtes Verhalten erreichen und beibehalten (z. B. Thermostat, Regelkreise in der Technik).
• Rückkopplung (Feedback): Information über die Wirkung einer Handlung wird zurück in das System geführt und verändert künftige Handlungen. Positive Rückkopplung verstärkt, negative Rückkopplung dämpft und stabilisiert.
• Information: Information wird als eigenständige Größe betrachtet (Wiener), unabhängig von Materie oder Energie; Informationsbegriffe verbinden Kybernetik und Kommunikationstheorie.
• Modellierung von Verhalten: Kybernetik interessiert sich weniger für die physische Beschaffenheit eines Objekts als für sein Verhalten und die Funktionen, die es in einem System erfüllt.
• Sensoren und Aktoren: Jedes kybernetische System misst Zustände (Sensoren) und verändert Zustände (Aktoren) über Steuerungsalgorithmen.

Anwendungen und Beispiele

Kybernetische Prinzipien finden sich in vielen Bereichen:

• Technik: Regelungstechnik, Robotik, Automatisierung, Steuerung von Flugzeugen und Industrieanlagen.
• Biologie und Medizin: Homöostase, neuronale Regelkreise, klinische Entscheidungsunterstützung.
• Informatik und Künstliche Intelligenz: adaptive Algorithmen, lernende Systeme, Netzwerke.
• Wirtschaft und Management: Organisationsmodelle, Entscheidungsprozesse, Steuerung komplexer Unternehmungen.
• Ökologie und Gesellschaft: Modellierung von ökologischen Kreisläufen, Kommunikation in sozialen Systemen.

Wichtige Persönlichkeiten und Strömungen

• Norbert Wiener — gilt als einer der Begründer; verband Mathematik, Kommunikationstheorie und Regelung.
• Ross Ashby — bekannt für Konzepte wie den Homeostat und für seine Betonung von Verhalten und Regulation.
• Louis Couffignal — hervorgehoben für die praktische Seite, die Wirksamkeit des Handelns sicherzustellen.
• Spätere Entwicklungen: zweite Ordnung Kybernetik (Reflexion der Beobachterrolle), Vertreter wie Heinz von Foerster und andere, die Selbstreferenz und Beobachterabhängigkeit stärkten.

Methoden und Forschung

Kybernetik verwendet Werkzeuge aus Mathematik, Statistik, Systemtheorie und Informatik. Typische Methoden sind:

• Modellbildung und Simulation von Systemdynamiken
• Analyse von Stabilität und Regelbarkeit (z. B. lineare und nichtlineare Regelungstheorien)
• Informations- und Kommunikationstheorie zur Beschreibung von Signalen und Nachrichtenflüssen
• Experimentelle Systeme (z. B. autonome Roboter, biologische Versuchsaufbauten) zur Untersuchung adaptiven Verhaltens

Wirkung, Kritik und heutige Relevanz

Die Kybernetik beeinflusste zahlreiche Disziplinen und legte Grundlagen für moderne Felder wie die Regelungstechnik, Systembiologie, Künstliche Intelligenz und die Systemwissenschaften. Kritiker bemängelten gelegentlich, dass die anfängliche Begeisterung zu allgemeine Modelle schuf, die konkrete Details einzelner Disziplinen vernachlässigen. Dennoch erlebte die Kybernetik Wendungen und eine teilweise Wiederentdeckung durch die Betonung von Komplexität, Selbstorganisation und vernetzten Systemen.

Heute sind kybernetische Konzepte grundlegend für das Verständnis und die Gestaltung komplexer, adaptiver Systeme — von medizinischen Geräten über autonome Fahrzeuge bis hin zu digitalen Netzwerken und ökologischen Steuerungssystemen. Ihre interdisziplinäre Haltung bleibt eine wichtige Methode, um komplexe Probleme in Wissenschaft und Praxis anzugehen.

Fragen und Antworten

F: Was ist Kybernetik?

F: Wer prägte den Satz "Information ist Information, nicht Materie oder Energie"?

F: Wie hat Ross Ashby Kybernetik definiert?

F: Welche Länder haben nach dem Zweiten Weltkrieg mit der Kybernetik begonnen?

F: Welches Ereignis gab den Anstoß für die Kybernetik nach dem Zweiten Weltkrieg?

F: Was war ein weiteres Beispiel für interdisziplinäre Studien, die in dieser Zeit entstanden sind?

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