نوربرت وینر

نوربرت وینر
زادهٔ	۲۶ نوامبر ۱۸۹۴ کلمبیا، میزوری، آمریکا
درگذشت	۱۸ مارس ۱۹۶۴ (۶۹ سال) استکهلم، سوئد
محل تحصیل	کالج تافتس (لیسانس) دانشگاه کرنل (فوق لیسانس) دانشگاه هاروارد (دکترا)
شناخته‌شده برای	الگو:فهرست جمع‌شونده
همسر	مارگارت انگمان (ا. ۱۹۲۶)
فرزندان	۲
جوایز	جایزه یادبود بوچر (۱۹۳۳) نشان ملی علوم (۱۹۶۳)
پیشینه علمی
شاخه(ها)	ریاضیات سایبرنتیک علوم رایانه
محل کار	مؤسسه فناوری ماساچوست
پشتیبانان	جوسایا رویس
پایان‌نامه	A Comparison Between the Treatment of the Algebra of Relatives by Schroeder and that by Whitehead and Russell (۱۹۱۳)
استاد راهنما	کارل اشمیت
دانشجویان دکتری	عمار بوز کالین چری شیکائو ایکه‌هارا یوک-وینگ لی نورمن لوینسون دوروتی والکات ویکس جورج زیمز جان پی. کاستاس
امضاء

نوربرت وینر (به انگلیسی: Norbert Wiener) (۲۶ نوامبر ۱۸۹۴ – ۱۸ مارس ۱۹۶۴) دانشمند رایانه، ریاضی‌دان و فیلسوف آمریکایی و استاد ریاضیات در مؤسسه فناوری ماساچوست بود. وینر که یک کودک نابغه بود، بعدها یکی از نخستین پژوهشگران در زمینه فرایندهای تصادفی و نویز شد و آثار مهمی در مهندسی الکترونیک، مخابرات الکترونیکی و سامانه‌های کنترل بر جای گذاشت.

وینر، بنیان‌گذار سایبرنتیک - علم مناسبات جانداران و ماشین‌ها - شناخته می‌شود که پیامدهایی در مهندسی، کنترل سامانه‌ها، علوم رایانه، زیست‌شناسی، علوم اعصاب، فلسفه و سازماندهی جامعه داشت. کارهای او اثر شگرفی بر پیشگامان رایانه مانند جان فون نویمان، نظریه‌پرداز اطلاعات کلود شانون، انسان‌شناسان مارگارت مید و گریگوری بیتسون و دیگران گذاشت.

وینر یکی از نخستین کسانی بود که این نظریه را پیش کشید که همه رفتارهای هوشمندانه، نتیجه سازوکارهای بازخوردی هستند که احتمالاً می‌توان آن‌ها را با ماشین‌ها شبیه‌سازی کرد. این ایده، نخستین گام مهم در راستای گسترش هوش مصنوعی مدرن بود.

زندگی‌نامه

کودکی و خانواده

وینر در کلمبیا، میزوری به دنیا آمد و نخستین فرزند لئو وینر و برتا کان، مهاجران یهودی اهل لیتوانی و آلمان بود. او به‌واسطۀ پدرش، با موسی بن میمون، فیلسوف و پزشک مشهور اندلسی و با آکیوا ایگر، خاخام ارشد پوزنان از ۱۸۱۵ تا ۱۸۳۷ میلادی، خویشاوندی داشت.

پدرش، لئو، با روش‌های ابداعی‌اش نوربرت را تا ۱۹۰۳ در خانه آموزش می‌داد. لئو که از راه تدریس زبان‌های آلمانی و اسلاوی روزگار می‌گذراند، بسیار اهل مطالعه بود و کتابخانه شخصی بزرگی گرد آورده بود که نوربرت جوان از آن بهره فراوان می‌برد. لئو همچنین در ریاضیات توانا بود و آن را تا وقتی که نوربرت خانه را ترک کرد، به او آموزش می‌داد. نوربرت در زندگی‌نامه‌اش، پدرش را آرام و صبور توصیف می‌کند، مگر وقتی که او (نوربرت) پاسخ درستی نمی‌داد، که در آن صورت پدرش عصبانی می‌شد.

او در مقاله‌ای با عنوان «نظریه جهل» که در ۱۰ سالگی نوشت، با «این گمان انسان که دانش حد و مرزی ندارد» مخالفت و استدلال کرد که همه دانش بشری «بر پایه تقریب» استوار است و «عدم امکان اطمینان از هر چیزی» را تصدیق کرد.

او در ۱۱ سالگی از دبیرستان آیر در ۱۹۰۶ فارغ‌التحصیل شد و سپس وارد کالج تافتس شد. در ۱۹۰۹ در ۱۴ سالگی مدرک کارشناسی ریاضیات گرفت و پس از آن تحصیلات تکمیلی‌اش را در جانورشناسی در دانشگاه هاروارد آغاز کرد. در ۱۹۱۰ برای تحصیل در فلسفه به دانشگاه کرنل وارد و ۱۹۱۱ در ۱۷ سالگی فارغ‌التحصیل شد.

هاروارد و جنگ جهانی اول

سال بعد، او به هاروارد بازگشت و به مطالعات فلسفی‌اش ادامه داد. در آنجا از ادوارد ورمیلی هانتینگتون اثر پذیرفت که علایق ریاضی‌اش از مبانی تا مسائل مهندسی را در بر می‌گرفت. هاروارد در ژوئن ۱۹۱۳، به او که تنها ۱۸ سال داشت، برای رساله‌ای در منطق ریاضی (مقایسه‌ کار ارنست شرودر و آلفرد نورث وایتهد و برتراند راسل) دکترا داد. او یکی از جوان‌ترین کسانی بود که به چنین موفقیتی دست می‌یافت. در آن رساله، او نخستین کسی بود که بیان کرد که زوج مرتب‌ها را می‌توان بر حسب نظریه مجموعه‌های مقدماتی تعریف کرد. در ۱۹۲۱، کازیمیر کوراتوفسکی ساده‌سازی‌ای از تعریف وینر برای زوج‌های مرتب پیش نهاد که از آن زمان به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است: $\ \left(x,y\right)={\bigl \{}\left\{x\right\},\left\{x,y\right\}\ {\bigr \}}~.$

در ۱۹۱۴، وینر به اروپا سفر کرد تا از برتراند راسل و جی. اچ. هاردی در دانشگاه کمبریج و از داویت هیلبرت و ادموند لانداو در دانشگاه گوتینگن بیاموزد. در ۱۹۱۵–۱۹۱۶، او در هاروارد فلسفه درس می‌داد. سپس برای جنرال الکتریک به عنوان مهندس کار کرد و برای دانشنامه آمریکانا مطلب نوشت.

اگرچه وینر بعدها یک صلح‌طلب سرسخت شد، اما مشتاقانه تلاش کرد تا در جنگ جهانی اول به ارتش بپیوندد. او در ۱۹۱۶ در یک اردوگاه آموزشی برای افسران شرکت کرد اما نتوانست مأموریتی بگیرد. یک سال بعد دوباره تلاش کرد به ارتش بپیوندد، اما دولت به دلیل ضعف بینایی او را رد کرد. در تابستان ۱۹۱۸، اسوالد وبلن او را دعوت کرد تا در زمینه بالستیک در آبردین پروینگ گراوند در مریلند کار کند. زندگی و کار با دیگر ریاضی‌دانان، علاقه او به ریاضیات را بیشتر کرد. با این حال، وینر همچنان مشتاق خدمت در لباس نظامی بود و تصمیم گرفت یک بار دیگر برای سربازی داوطلب شود. این بار ارتش او را پذیرفت و تصادفی به واحدی در آبردین مریلند اعزام کرد. جنگ جهانی اول تنها چند روز پس از بازگشت وینر به آبردین به پایان رسید و او در فوریه ۱۹۱۹ از ارتش مرخص شد.

پس از جنگ

نوربرت وینر در MIT به عنوان یک شخصیت نیمه‌افسانه‌ای شناخته می‌شد.

نوربرت (ایستاده) و مارگارت وینر (نشسته) در کنگره جهانی ریاضیدانان، زوریخ ۱۹۳۲

وینر نتوانست به موقعیت شغلی دائمی در هاروارد دست یابد، که آن را عمدتاً به یهودستیزی در دانشگاه و به‌ویژه به مخالفت ریاضی‌دان هاروارد، جورج دیوید بیرکهوف، نسبت می‌داد. به پیشنهاد ویلیام فاگ آزگود، او به عنوان مربی ریاضیات در مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) استخدام شد و پس از ارتقاء به مقام استادی، باقی دوران حرفه‌ای خود را در آنجا گذراند.

در ۱۹۲۶، وینر به عنوان پژوهشگر بورسیه گوگنهایم به اروپا بازگشت. او بیشتر وقتش را در گوتینگن و با هاردی در کمبریج گذراند و بر روی حرکت براونی، انتگرال فوریه، مسئله دیریکله، آنالیز هارمونیک و قضایای تاوبری کار کرد.

در همان سال، پدر و مادرش ازدواج او را با یک مهاجر آلمانی به نام مارگارت انگمان ترتیب دادند؛ آن‌ها صاحب دو دختر شدند. داستان‌های زیادی، شاید ساختگی، دربارهٔ حواس‌پرتی نوربرت وینر در MIT نقل می‌شود. گفته می‌شود که یک بار به خانه بازگشت و خانه را خالی یافت. از دختر همسایه دلیل را پرسید و او گفت که خانواده‌اش همان روز به جای دیگری نقل مکان کرده‌اند. وینر از او تشکر کرد و دختر پاسخ داد: «خواهش می‌کنم بابا، مامان من را فرستاد تا شما را بیاورم».

در آستانه جنگ جهانی دوم، وینر به عضویت «انجمن کمک به چین» و «کمیته اضطراری کمک به دانشمندان آواره آلمانی» درآمد.

جنگ جهانی دوم و پس از آن

در ۱۹۴۱، وینر به دعوت ونیوار بوش، سمتی را در کمیته ملی تحقیقات دفاعی پذیرفت. کار او بر روی سامانه هدف‌گیری و شلیک خودکار توپ‌های ضدهوایی باعث شد تا به طور مستقل از کلود شانون به بررسی نظریه اطلاعات بپردازد و فیلتر وینر را اختراع کند. این کار همچنین به شکل‌گیری ایده سایبرنتیک انجامید.

پس از جنگ، شهرت او به MIT کمک کرد تا یک تیم تحقیقاتی در علوم شناختی تشکیل دهد که شامل پژوهشگرانی مانند وارن مک‌کالک و والتر پیتس بود. این افراد بعدها کمک‌های پیشگامانه‌ای به علوم رایانه و هوش مصنوعی کردند. مدتی پس از تشکیل گروه، وینر ناگهان ارتباطش را با اعضا قطع کرد که باعث شگفتی همکارانش شد. در زندگی‌نامه وینر، فلو کانوی و جیم سیگلمن معتقدند که همسر وینر، مارگارت، که از سبک زندگی بوهمی مک‌کالک بیزار بود، باعث این جدایی شد.

وینر به توسعۀ سایبرنتیک، رباتیک، کنترل رایانه‌ای و اتوماسیون کمک کرد. او همیشه نظریه‌ها و یافته‌هایش را با دیگر پژوهشگران، از جمله پژوهشگران شوروی، به اشتراک می‌گذاشت، که باعث شد در دوران جنگ سرد به او با بدگمانی نگریسته شود.

پس از جنگ، وینر، فزاینده‌ نگران دخالت‌های سیاسی در تحقیقات علمی و نظامی شدن علم شد. او در مقاله‌اش با عنوان «شورش یک دانشمند» (A Scientist Rebels) که در ژانویه ۱۹۴۷ در مجله آتلانتیک منتشر شد، از دانشمندان خواست تا پیامدهای اخلاقی کارهایشان را نیز در نظر بگیرند. پس از جنگ، او از پذیرش هرگونه بودجه دولتی یا کار بر روی پروژه‌های نظامی خودداری کرد.

زندگی شخصی

در ۱۹۲۶ وینر با مارگارت اِنگمان، استادیار زبان‌های مدرن در کالج جونیاتا، ازدواج کرد. آنها دو دختر داشتند.

وینر در زندگی‌نامه‌اش به اعتیاد به بِنزِدرین در طول زندگی‌اش، بی‌آنکه از خطرات آن آگاه باشد، اعتراف کرد.

وینر در مارس ۱۹۶۴ در ۶۹ سالگی بر اثر حمله قلبی در استکهلم درگذشت. وینر و همسرش در گورستان ویتوم هیل در ساندویچ، نیوهمپشایر به خاک سپرده شدند.

جوایز و افتخارات

• وینر سخنران عمومی کنگره جهانی ریاضی‌دانان در ۱۹۳۶ در اسلو و در ۱۹۵۰ در کمبریج، ماساچوست بود.
• او برنده جایزه یادبود بوچر در ۱۹۳۳ و نشان ملی علوم در ۱۹۶۳ شد که از سوی رئیس‌جمهور لیندون بی. جانسون به او داده شد.
• او برنده جایزه ملی کتاب آمریکا در ۱۹۶۵ برای کتاب خدا و گולם: تفسیری بر نقاطی که سایبرنتیک با دین تلاقی می‌کند شد.
• جایزه نوربرت وینر در ریاضیات کاربردی در ۱۹۶۷ توسط بخش ریاضیات MIT به افتخارش تأسیس شد.
• جایزه نوربرت وینر برای مسئولیت اجتماعی و حرفه‌ای که از ۱۹۸۷ سالانه توسط متخصصان رایانه برای مسئولیت اجتماعی (CPSR) اهدا می‌شود.
• دهانه برخوردی وینر در سمت پنهان ماه به افتخار او نام‌ گذاشته شده‌است.
• مرکز تحلیل هارمونیک و کاربردهای نوربرت وینر در دانشگاه مریلند، کالج پارک به افتخار او نام‌ گذاشته شده‌است.

کار علمی

اطلاعات، اطلاعات است، نه ماده و نه انرژی.

— نوربرت وینر، سایبرنتیک: یا کنترل و ارتباطات در حیوان و ماشین

وینر یکی از پیشگامان مطالعه فرایندهای تصادفی و نویز ریاضی بود. ایده او برای مدل‌سازی یک سیگنال به عنوان نوعی نویز، پایه‌ای ریاضی برای آن فراهم کرد.

سایبرنتیک

وینر به عنوان بنیان‌گذار سایبرنتیک شناخته می‌شود، که به مطالعه ارتباطات و کنترل در سامانه‌های زنده و ماشینی می‌پردازد. این نظریه بر مفهوم بازخورد تأکید دارد و پیامدهای گسترده‌ای در مهندسی، علوم رایانه، زیست‌شناسی، فلسفه و سازماندهی جامعه داشته است. کارهای او بر گریگوری بیتسون و مارگارت مید و از طریق آن‌ها بر انسان‌شناسی، جامعه‌شناسی و آموزش تأثیر گذاشت.

در حوزه ریاضی احتمال، «سوسیس وینر» همسایگی مسیر یک حرکت براونی تا زمان t است که با در نظر گرفتن تمام نقاط در فاصله ثابت از حرکت براونی به دست می‌آید.

معادله وینر

یک نمایش ریاضی ساده از حرکت براونی، یعنی معادله وینر که به نام وینر نام‌گذاری شده، فرض می‌کند که سرعت لحظه‌ای یک ذره سیال به طور تصادفی نوسان می‌کند.

فیلتر وینر

در پردازش سیگنال، فیلتر وینر فیلتری است که توسط وینر در دهه ۱۹۴۰ پیشنهاد شد. هدف آن کاهش میزان نویز موجود در یک سیگنال با مقایسه آن با تخمینی از سیگنال مطلوب بدون نویز است. وینر این فیلتر را در آزمایشگاه تشعشع MIT برای پیش‌بینی موقعیت بمب‌افکن‌های آلمانی از روی بازتاب‌های رادار توسعه داد.

نظریه کنترل غیرخطی

وینر آشوب چندجمله‌ای را مطالعه کرد که بخش کلیدی آن بسط هرمیت-لاگر است. او این بسط را برای شناسایی و کنترل سامانه‌های غیرخطی به کار برد.

در ریاضیات

وینر علاقه زیادی به نظریه ریاضی حرکت براونی داشت و نتایج مهمی را اثبات کرد. برای همین، نسخه یک‌بعدی حرکت براونی به افتخار او فرایند وینر نام‌گذاشته شده‌است.

• قضایای تاوبری وینر: این قضایا در آنالیز هارمونیک نتایج مهمی را به اثبات رساندند.
• قضیه پالی-وینر: این قضیه ویژگی‌های رشد توابع تام را به تبدیل فوریه توزیع‌ها مرتبط می‌کند.
• قضیه وینر-خینشین: این قضیه بیان می‌کند که چگالی طیفی توان یک فرایند تصادفی ایستا، تبدیل فوریه تابع خودهمبستگی آن است.
• فضای وینر مجرد: یک ساختار ریاضی در نظریه اندازه برای تعریف یک اندازه روی فضاهای برداری بی‌نهایت-بعدی.

مفهوم فضای باناخ نیز به طور مستقل توسط وینر و استفان باناخ تقریباً در یک زمان کشف شد.

دیدگاه‌ها

یهودیت

به سبب پیشینه خانوادگی، یهودیت نقش مهمی در شکل‌گیری شخصیت و هویت او داشت. اگرچه نه پدرش و نه خود وینر مذهبی بودند، او ساختار اجتماعی و فرهنگی یهودی را در پرورش جنبه‌های خاصی از رشدش مؤثر می‌دانست. او می‌نویسد: «به نظر من، یهودیان در درجه اول یک اجتماع و یک موجودیت اجتماعی هستند، هرچند بیشتر آنها عضو یک دین نیز بوده‌اند.» او در مورد مسائل مربوط به ملی‌گرایی یهودی و صهیونیسم ابهام داشت و هویت یهودی را از چنین تجلیاتی جدا می‌دانست.

در فرهنگ عامه

• در کتاب همیشه، جولیا نوشته اویس دووتو به کار او با ماری بریزیر اشاره شده است.
• یک کشتی فضایی به نام او در رمان شهروند کهکشان نوشته رابرت هاینلاین ظاهر می‌شود.
• ترانه «تقدیم به نوربرت وینر» در آلبومی از جی.جی. تونت در سال ۱۹۸۰ منتشر شد.

انتشارات

وینر کتاب‌ها و صدها مقاله نوشت. برخی از آثار مهم او عبارتند از:

• ۱۹۴۸، سایبرنتیک: یا کنترل و ارتباطات در حیوان و ماشین
• ۱۹۵۰، کاربرد انسانی انسان‌ها
• ۱۹۵۳، نابغه سابق: کودکی و جوانی من (زندگی‌نامه خودنوشت)
• ۱۹۵۶، من یک ریاضی‌دان هستم (زندگی‌نامه خودنوشت)
• ۱۹۶۴، خدا و گولم: تفسیری بر نقاطی که سایبرنتیک با دین تلاقی می‌کند

جستارهای وابسته

• تابع رزنبراک
• ماتریس سیستم رزنبراک

منابع

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Norbert Wiener». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۲۷ سپتامبر ۲۰۲۴.