2-3-2. Cybernetics (Excerpt.)

Cybernetics, which was advocated by American mathematician Norbert Wiener in the late 1940s, was a synthetic academic discipline that dealt with the matter of control and correspondence in a system like an organism or a machine. Wiener regarded the operation of the mind, life, society, language and many other things as a dynamic system of control. Our environment reflects the realities of the cybernetic realm as we deal with some things (variables) that cannot be controlled and with others that are adjustable. The aim of cybernetics is to create the most appropriate environment for us by properly setting the values of the controllable variables based on the values from the past until the present. 

2-3-2. サイバネティックス（部分のみ）

　サイバネティックスとは、1940年代後半にアメリカの数学者ノーバート・ウィーナーによって提唱された、生物や機械のようなシステムにおける制御と反応の問題を扱う総合的な学問分野である。ウィーナーは思考や生命、社会、言語などさまざまなものの働きを、動的な制御系とみなした。私たちを取り巻く環境は、制御できないものと調整可能なものを扱い、サイバネティックスの実際のところを映している。サイバネティックスの目的は、制御可能な変数の値を、過去から現在までの値を基に適切に設定することで、人々にとって最適な環境を作り出すことである。 

     The concept of cybernetics greatly influenced the disciplines of ‘Social Science’ as well as the disciplines of ‘Natural Science’, as it was relevant to a large number of academic disciplines. The concept of cybernetics had direct connections with such theories as automation, navigator, telecommunication, computer and automaton. However, as the theory of cybernetics aimed to study the nervous system as a kind of correspondence system, it was applied to the fields of Physiology and Psychology. In addition to this, a discipline, called Bio-Cybernetics and aimed to investigate, for instance, the information of the living bodies, was invented. It was also applied to Economics, Sociology and the theory of financial planning and developed as operations research and the system theory. It can be argued that cybernetics provides the basic foundation of information science as we know it today. 

　サイバネティックスの概念は、自然科学の分野だけでなく、社会科学の分野にも大きな影響を与え、多くの学問分野に関連するものであった。サイバネティックスの概念は、自動化（オートメーション）、航海術（ナビゲーター）、遠距離通信(テレコミュニケーション）、電子計算機（コンピュータ）、自律的自動装置（オートマトン）などの理論と直接的に結びついていた。また、サイバネティックスの理論は、神経系を一種の対応システムとして研究することを目的としていたため、生理学や心理学の分野にも応用された。加えて、バイオ・サイバネティックスと呼ばれる、生体の情報などを研究する学問が生まれた。また、経済学、社会学、ファイナンシャルプランニングの理論に応用され、（軍事）作戦戦略やシステム理論として発展していった。このように、サイバネティックスは今日の情報科学の基礎となっていると論じることもできよう。 

 The new system theories developed in the late twenty-century seek to explain various phenomena that cannot be captured within the framework of cybernetics, which considers systems from the perspective of control. Theories such as Humberto Maturana and Francisco Varela’s Autopoiesis, Magorou Maruyama’s second cybernetics, Hermann Haken’s Synergetics, basically aimed at superseding cybernetics. 

　20世紀後半に開発された新しいシステム理論は、制御の観点からシステムを考えるサイバネティックスの枠組みでは捉えきれない様々な現象を説明しようとするものである。ウンベルト・マトゥラーナとフランシスコ・バレラの「オートポイエーシス」、丸山孫六の「第二世代・サイバネティックス」、ヘルマン・ハーケンの「シナジェティック」など、基本的にはサイバネティックスの枠組みを包含し、乗り越えることを目的とした理論であるといえる。 

     These new system theories have a different orientation than cybernetics. Whereas cybernetics basically described a system as an entity that maintains itself toward the goal of control, new theories of system generally tended to illustrate system as the incessant process of deviation and pay attention to the dynamic order that is generated through these deviations. Ilya Prigogine’s 'dissipative structure' is a good example of such new system theory of deviation. It is a theory out of 'thermodynamic equilibrium', which sustains its stability by emitting energies and materials that are absorbed from the surroundings in different manners. 

　これらの新しいシステム論は、サイバネティックスとは異なる方向性を持っている。サイバネティックスが基本的にシステムは自己を制御し維持しようとする存在として説明するのに対し、新しいシステム理論は一般にシステムを絶え間ない偏差の過程として説明し、その逸脱を通じて生成される動的秩序に注目する傾向があった。イリヤ・プリゴジンの「散逸構造」は、そうした新しい逸脱のシステム理論の好例である。それは「熱力学的平衡」から外れた理論であり、周囲から吸収したエネルギーや物質をさまざまな形で放出することによって安定性を維持している。

2-3-3. Control System and Control Theory

Control theories describe the methods in engineering and mathematics which aim to control dynamic behaviour. The usual objective of control theory is to control a system. It attempts to adjust the system behaviour through the use of feedback. Navigation, machine design, climate modelling and so on are examples of systems where control theory is applied. In control theory there are four basic functions: Measure, Compare, Compute, and Correct. These four functions are complemented by five elements: the Detector, the Transducer, the Transmitter, the Controller, and the Final Control Element. Block diagrams are often used to explain the flow of the system. 

2-3-3. 制御系と制御理論

　制御理論は、動的な現象を制御することを目的とした工学や数学の手法とその理論である。制御理論の通常の目的は系を制御することであり、それはフィードバックを用いて系の挙動を調整しようとする。航海術、機械設計、気候モデルなどはこの理論が適用されるシステムの典型例である。また制御理論には、測る、比べる、計算する、修正するという4つの基本的な機能がある。この4機能は、「検出器」、「変換器」「発信器」「制御器」「最終制御要素」という5つの機械要素で実装される。システムの流れを説明するために、ブロック図がよく使われる。 

     In the early control system, a relatively simple system called an ‘Open-loop Controller’ was used. An Open-loop Controller was also called a non-feedback system. As a result, the controller could not compensate for changes. For instance in a car using cruise control a change in the slope of the road could not be accounted for. With the development of the ‘Closed-loop controller’ sensors monitored the system output and feedback the data to maintain the desired system output. Feedback was able to dynamically compensate for the difference between actual data and desired data. It is from this feedback that the paradigm of the control loop arises: the control affects the system output, which in turn is measured and looped back to alter the control. 

　初期の制御システムでは、「開ループ制御(オープンループコントローラー)」と呼ばれる比較的シンプルなシステムが使用されていた。開ループ制御は、非フィードバックシステムとも呼ばれており、コントローラーは開ループ制御変化に対して補正をすることができなかった。例えば、自動車のクルーズコントロールでは、道路の勾配が変わっても対応できない。従って、その後「閉ループ制御（クローズドループコントローラ）」の開発が開発され、センサーがシステム出力を観察し、そのデータをフィードバックすることで、システム出力を望ましい状態に保つことが出来るようになった。フィードバックは観測データと希望データとの差を動的に補正することができる。制御がシステム出力に影響を与え、それが測定され、ループバックされて制御が変更されるという、制御ループのパラダイムはこの「フィードバック」から生まれるのである。

続きは本で～