211service.com
Den ursprungliga frånvarande professorn
Från 1933, när han vann det prestigefyllda Bôcher-priset för matematik, fram till 1963, då han vann National Medal of Science, var Norbert Wiener en av de mest synliga professorerna vid MIT. Det före detta underbarnet hade skapat rubriker sedan han började på Tufts University vid 11, och hans bok från 1948 Cybernetik var en allmän sensation. Men han var synlig i bokstavlig bemärkelse också, eftersom han verkade tillbringa timmar varje dag med att vandra i institutets hallar och dyka upp i sina kollegors dörröppningar med en njutning. Vad är nytt? och inledde efterforskningar om vilka ämnen som helst som slog honom, och deponerade askan från sin cigarr i kritabrickan på närmaste svarta tavla.
Wiener föddes i Missouri 1894 och fick hemundervisning fram till sju års ålder. När han gick in på Peabody-skolan i Cambridge som en något minderårig fjärdeklassare visade han sig förvånansvärt oduglig på aritmetik, så hans far, som undervisade i slaviska språk vid Harvard, drog ut honom igen, övertygad om att han skulle tycka att algebrans abstraktioner var mer behagliga. Hans fars undervisningsmetoder var dock allt annat än. Närhelst den unge Norbert gjorde ett misstag, ersattes den milda och kärleksfulla fadern av blodshämnaren, skrev Wiener senare, i självbiografin som avslöjade hans livslånga kamp med depression. Men om hans fars metoder gränsade till övergrepp, fick de också resultat: när Wiener gick tillbaka till skolan vid nio, var det som tvåa på gymnasiet.
Det var bara lathet från den tidpunkten, berättade Wiener för en intervjuare 1948, för jag visste att det skulle krävas mindre arbete för att specialisera sig i matematik än i något annat ämne. Och faktiskt, matematik var ämnet för både hans BA från Tufts och hans doktorsexamen från Harvard, som han fick vid 14 respektive 18. Flera peripatetiska år följde, under vilka han undervisade, arbetade inom industrin och till och med skrev inslag för Boston Herald . Men 1919 anlände han till MIT, där han skulle stanna de kommande 45 åren (de sista fyra som institutprofessor emeritus).
I början av 1920-talet blev Wiener intresserad av Brownsk rörelse, tendensen hos en liten partikel suspenderad på ytan av en vätska att slingra sig omkring, stött av vibrationerna från de omgivande molekylerna. Brownsk rörelse är paradigmet för en så kallad stokastisk process - en vars resultat är helt slumpmässigt. Wiener utarbetade den första matematiska beskrivningen som gjorde att den kunde kvantifieras probabilistiskt. Du kan inte förutsäga var en partikel som vandrar runt en petriskål kommer att hamna, men du kan beräkna sannolikheten för att den kommer att hamna i någon region av skålen efter en viss tid.
Wieners probabilistiska beskrivning, känd som Wienermåttet, gäller mer än bara dammfläckar i petriskålar. Det har använts för att karakterisera det elektromagnetiska bruset som korrumperar radiosignaler, beteendet hos kvantpartiklar och fluktuationerna på aktiemarknaden. Det är en grundläggande byggsten i stokastiska modeller och stokastisk kontroll, säger Sanjoy Mitter, professor i elektroteknik vid MIT:s Laboratory for Information and Decision Systems. Ta till exempel Black-Scholes ekvation som används för att värdera aktieoptioner. Utan Wienermåttet finns det ingen Black-Scholes, säger Mitter. Det kan vara en liten överdrift, men inte mycket.
Under andra världskriget fick Wiener ett statligt kontrakt för att hjälpa till att bygga ett system som förbättrade noggrannheten hos luftvärnskanoner genom att förutsäga placeringen av flygmål. Han föreställde sig ett måls flygväg som en serie av diskreta mätningar, var och en korrelerad med den omedelbart före den och, i något mindre grad, med den som föregick det, och så vidare. Tidigare mätningar ger alltså ledtrådar till framtida mätningar; Tricket är att bestämma hur mycket vikt man ska ge var och en vid beräkningen av nästa.
Samma typ av korrelation mellan diskreta tidsmätningar kan också användas för att filtrera bort brus från en signal, och faktiskt, Wieners krigstida arbete (tillsammans med samtidig men oberoende arbete av den ryske matematikern Andrey Kolmogorov) gav upphov till området statistisk filtrering, som idag spelar en roll i bland annat radiosändning, datorseende och fordonsnavigering. Insikten om att samma statistiska tekniker tillämpas på problem med kontroll (förutsäga hur ett system kommer att reagera på kontrollsignaler) och kommunikation (utvinna en signal från det omgivande bruset) var den grundläggande insikten om cybernetik. Men för att vara ärlig, så tror jag inte att Wiener riktigt hade löst det, säger Mitter, som tillägger att mycket av hans egen forskning under de senaste 10 eller 15 åren har koncentrerats på att göra den koppling som Wiener skissade på ett noggrant sätt.
Cybernetik försökte förena studiet av biologiska och elektromekaniska system – allt från telefonnätet till nervsystemet – genom gemensamma principer för feedback, kommunikation och kontroll. Även om Wieners bok väckte uppståndelse när den publicerades, slog cybernetik aldrig riktigt in i USA. (Akademiska avdelningar för cybernetik växte dock upp i flera östblocksstater, och några av dem består idag.)
Men medan Wieners bok inte innehöll någon ny matematik som skulle konkurrera med hans tidigare arbete i betydelse, erbjöd den en storslagen, synkretisk vision som i slutändan inspirerade en mängd unga vetenskapsmän. Hans mynt – ordet cybernetik kommer från grekiskan för styrman – lever vidare i spridningen av ord med prefixet cyber. I själva verket var Wiener själv involverad i utvecklingen av den första elektromekaniska proteslem, som testamenterade science fiction föreställningen om cyborg.
Ett viktigt bidrag från cybernetik var att introducera ingenjörsprinciper för människor inom lifescience, säger Robert Fano '41, ScD '47, professor emeritus i elektroteknik och datavetenskap. Det var under beskydd av en arbetsgrupp för cybernetik, säger Fano, som Wiener övertalade Jerome Wiesner, HM '71, chef för Research Lab of Electronics, att ta med Warren Sturgis, Walter Pitts och Jerome Lettvin '47 (som dog i april ) till MIT. Alla tre gav tidigt viktiga bidrag till vad vi idag kallar kognitionsvetenskap.
Fano ger tilltro till några av de berömda anekdoterna om Wieners frånvaro: gången han anmälde stölden av sin bil till polisen, bara för att upptäcka att han hade kört den till Providence för ett samtal och tagit tåget tillbaka; samtalet i en MIT-hall som han avslutade med att fråga sin samtalspartner vilken väg han hade varit på väg när han stannade för att chatta och hälsade svaret med Good! Det betyder att jag redan har ätit lunch.
MIT-museets webbplats för institutets 150-årsfirande väckte också en hel del Wiener-minnen. Jay Ball '56, SM '61, mindes att han satt på ett kafé i Cambridge med en kinesisk vän och bjöd in Wiener att gå med på deras bord. Wiener tilltalade vännen på flytande mandarin, men vännen visade sig bara tala kantonesiska. Så Wiener bytte dialekt helt enkelt. Min far talade 17 språk flytande, sa han till dem, men jag är en knarkare. Jag kan bara prata 12.
Flera alumner kom under tiden ihåg att Wiener vanligtvis lämnade en hand i kontakt med väggen under sina vandringar genom salarna. Möjliga förklaringar fanns i överflöd, men vid åtminstone ett tillfälle citerade Wiener den matematiska satsen att en öppen labyrint alltid kan lösas genom att följa den ena eller den andra väggen. Så länge han höll handen på väggen visste han att han till slut skulle hitta tillbaka till byggnad 2.
Wiener dog 1964, två månader efter att han och MIT:s Vannevar Bush, EGD '16, åkte till Vita huset för att ta emot två av de första National Medals of Science som någonsin delats ut. I MIT-gemenskapen idag finns det bara en handfull människor som, precis som Fano, arbetade med honom under hans storhetstid. Men så länge som institutet förblir ett hem för professorer vars excentriciteter inte går obemärkt förbi av sina studenter, som kan se något skrynkliga ut när de går den oändliga korridoren, som till och med kan bli så uppslukade av teoretiska spekulationer att de glömmer att torka av sina glasögon, Norbert Wiener kommer att förbli en av dess tutelary spirits.