Norbert Wiener

Le monde du futur sera une lutte encore plus exigeante contre les limitations de notre intelligence, pas un hamac confortable dans lequel nous pourrions nous allonger pour être servis par nos esclaves robots

Norbert Wiener était un mathématicien et philosophe américain. Il était professeur de mathématiques au Massachusetts Institute of Technology MIT. Enfant prodige, Wiener devint par la suite un chercheur précoce dans les processus stochastiques et le bruit mathématique, contribuant à des travaux pertinents pour l'ingénierie électronique, la communication électronique et les systèmes de contrôle.

Wiener est considéré comme l'initiateur de la cybernétique, la science de la communication telle qu'elle s'applique aux êtres vivants et aux machines, avec des implications pour l'ingénierie, le contrôle des systèmes, l'informatique, la biologie, les neurosciences, la philosophie et l'organisation de la société.

Norbert Wiener est crédité d'être l'un des premiers à théoriser que tout comportement intelligent était le résultat de mécanismes de rétroaction qui pourraient être simulés par des machines et a été une étape importante précoce vers le développement de l'intelligence artificielle moderne.

Biographie

Jeunesse

Wiener est né à Columbia, Missouri, premier enfant de Leo Wiener et Bertha Kahn, des immigrants juifs en provenance de Pologne et d'Allemagne, respectivement. Par son père, il était apparenté à Maimonides, le célèbre rabbin, philosophe et médecin d'Al Andalus, ainsi qu'à Akiva Eger, grand rabbin de Posen de 1815 à 1837. Leo avait éduqué Norbert à domicile jusqu'en 1903, employant des méthodes pédagogiques de sa propre invention, à l'exception d'une brève période quand Norbert avait 7 ans. Gagnant sa vie en enseignant l'allemand et les langues slaves, Leo lisait beaucoup et accumulait une bibliothèque personnelle dont le jeune Norbert bénéficiait grandement. Leo possédait également une grande aptitude en mathématiques et tutora son fils dans cette matière jusqu'à ce qu'il quitte la maison. Dans son autobiographie, Norbert décrivait son père comme calme et patient, sauf si Norbert ne donnait pas une réponse correcte, auquel cas son père perdait son sang-froid.

Enfant prodige, il a obtenu son diplôme d'études secondaires à Ayer High School en 1906 à l'âge de 11 ans, et Wiener a ensuite commencé ses études au Tufts College. Il a obtenu un BA en mathématiques en 1909 à l'âge de 14 ans, après quoi il a commencé des études supérieures en zoologie à Harvard. En 1910, il s'est transféré à Cornell pour étudier la philosophie. Il a obtenu son diplôme en 1911 à l'âge de 17 ans.

Harvard et la Première Guerre mondiale

L'année suivante, il est retourné à Harvard, tout en continuant ses études philosophiques. De retour à Harvard, Wiener a été influencé par Edward Vermilye Huntington, dont les intérêts mathématiques allaient des fondements axiomatiques aux problèmes d'ingénierie. Harvard a décerné à Wiener un Ph.D. en juin 1913, alors qu'il n'avait que 19 ans, pour une thèse sur la logique mathématique une comparaison du travail d'Ernst Schröder avec celui d'Alfred North Whitehead et Bertrand Russell, supervisée par Karl Schmidt, dont les résultats essentiels ont été publiés sous le titre Wiener 1914. Il a été l'un des plus jeunes à accomplir un tel exploit. Dans cette thèse, il a été le premier à affirmer publiquement que les paires ordonnées peuvent être définies en termes de théorie élémentaire des ensembles. Par conséquent, les relations peuvent être définies par la théorie des ensembles, ainsi la théorie des relations n'exige pas d'axiomes ou de notions primitives distincts de ceux de la théorie des ensembles. En 1921, Kazimierz Kuratowski a proposé une simplification de la définition de Wiener des paires ordonnées, et cette simplification a été en usage courant depuis. C'est x, y = {{x}, {x, y}}.

En 1914, Wiener a voyagé en Europe pour être instruit par Bertrand Russell et G. H. Hardy à l'Université de Cambridge, et par David Hilbert et Edmund Landau à l'Université de Göttingen. À Göttingen, il a également suivi trois cours avec Edmund Husserl « un sur les écrits éthiques de Kant, un sur les principes de l'éthique et le séminaire sur la Phénoménologie ». Lettre à Russell, vers juin ou juillet 1914. De 1915 à 1916, il a enseigné la philosophie à Harvard, puis a été ingénieur pour General Electric et a écrit pour l'Encyclopedia Americana. Wiener a brièvement été journaliste pour le Boston Herald, où il a écrit un article sur les mauvaises conditions de travail pour les ouvriers d'usine à Lawrence, Massachusetts, mais il a été licencié peu après pour son réticence à écrire des articles favorables sur un politicien que les propriétaires du journal cherchaient à promouvoir.

Bien que Wiener soit devenu un pacifiste convaincu, il a volontiers contribué à l'effort de guerre pendant la Première Guerre mondiale. En 1916, avec l'approche de l'entrée de l'Amérique dans la guerre, Wiener a participé à un camp d'entraînement pour les futurs officiers militaires mais n'a pas réussi à obtenir une commission. Un an plus tard, Wiener a tenté à nouveau de s'engager dans l'armée, mais le gouvernement l'a à nouveau rejeté en raison de sa mauvaise vue. À l'été 1918, Oswald Veblen a invité Wiener à travailler sur la balistique à Aberdeen Proving Ground dans le Maryland. Vivre et travailler avec d'autres mathématiciens a renforcé son intérêt pour les mathématiques. Cependant, Wiener était toujours désireux de servir en uniforme et a décidé de faire une dernière tentative d'enrôlement, cette fois en tant que simple soldat. Wiener a écrit dans une lettre à ses parents : « Je me considérerais comme une personne assez bon marché si j'étais disposé à être officier mais pas à être soldat. » Cette fois, l'armée a accepté Wiener et l'a assigné, par coïncidence, à une unité stationnée à Aberdeen, Maryland. La Première Guerre mondiale a pris fin quelques jours après le retour de Wiener à Aberdeen et Wiener a été congédié de l'armée en février 1919.

Après la guerre

Wiener n'a pas pu obtenir un poste permanent à Harvard, situation qu'il attribuait largement à l'antisémitisme à l'université et en particulier à l'antipathie du mathématicien de Harvard G. D. Birkhoff. Il a également été rejeté pour un poste à l'Université de Melbourne. À la suggestion de W. F. Osgood, Wiener est devenu instructeur de mathématiques au MIT, où il a passé le reste de sa carrière, devenant finalement promu au grade de professeur. Pendant de nombreuses années, une photographie de lui était bien en vue dans le Infinite Corridor, souvent utilisée pour donner des directions, mais depuis 2017, elle a été supprimée.

En 1926, Wiener est retourné en Europe en tant que boursier Guggenheim. Il a passé la plupart de son temps à Göttingen et avec Hardy à Cambridge, travaillant sur le mouvement brownien, l'intégrale de Fourier, le problème de Dirichlet, l'analyse harmonique et les théorèmes taubériens.

En 1926, les parents de Wiener ont arrangé son mariage avec une immigrante allemande, Margaret Engemann ; ils avaient deux filles. Sa sœur, Constance, a épousé Philip Franklin. Leur fille, Janet, la nièce de Wiener, a épousé Václav E. Beneš.

De nombreux contes, peut-être apocryphes, ont été racontés à son sujet au MIT, en particulier concernant son absence d'esprit. On dit qu'il est rentré chez lui une fois pour trouver sa maison vide. Il a demandé à une jeune fille du voisinage la raison, et elle a dit que la famille avait déménagé ailleurs ce jour-là. Il l'a remerciée pour l'information et elle a répondu : « C'est pourquoi je suis restée derrière, Papa ! »

À l'approche de la Seconde Guerre mondiale 1939-1945, Wiener a adhéré à la China Aid Society et à l'Emergency Committee in Aid of Displaced German Scholars. Il s'intéressait au placement de chercheurs comme Yuk-Wing Lee et Antoni Zygmund qui avaient perdu leurs postes.

Pendant et après la Seconde Guerre mondiale

Pendant la Seconde Guerre mondiale, son travail sur la visée automatique et le tir des canons antiaériens a amené Wiener à étudier la théorie de l'information indépendamment de Claude Shannon et à inventer le filtre de Wiener. C'est à lui que revient la pratique maintenant standard de modéliser une source d'information comme un processus aléatoire, autrement dit, comme une variété de bruit. Son travail sur les canons antiaériens l'a finalement conduit à formuler la cybernétique. Après la guerre, sa célébrité a aidé MIT à recruter une équipe de recherche en sciences cognitives, composée de chercheurs en neuropsychologie et en mathématiques et biophysique du système nerveux, y compris Warren Sturgis McCulloch et Walter Pitts. Ces hommes ont par la suite apporté des contributions pionnières à l'informatique et à l'intelligence artificielle. Peu de temps après la formation du groupe, Wiener a soudainement mis fin à tout contact avec ses membres, mystifiant ses collègues. Cela a traumatisé émotionnellement Pitts et a entraîné son déclin de carrière. Dans leur biographie de Wiener, Conway et Siegelman suggèrent que la femme de Wiener, Margaret, qui détestait le mode de vie bohème de McCulloch, a organisé la rupture.

Wiener a ensuite aidé à développer les théories de la cybernétique, de la robotique, du contrôle informatique et de l'automation. Il a discuté de la modélisation des neurones avec John von Neumann, et dans une lettre de novembre 1946, von Neumann a présenté ses pensées avant une réunion avec Wiener.

Wiener a toujours partagé ses théories et ses découvertes avec d'autres chercheurs, et a crédité les contributions des autres. Ceux-ci comprenaient les chercheurs soviétiques et leurs découvertes. La connaissance de Wiener avec eux l'a amené à être regardé avec suspicion pendant la Guerre froide. Il était un fervent défenseur de l'automation pour améliorer le niveau de vie et mettre fin au sous-développement économique. Ses idées sont devenues influentes en Inde, dont il a conseillé le gouvernement au cours des années 1950.

Après la guerre, Wiener s'est de plus en plus préoccupé de ce qu'il croyait être une ingérence politique dans la recherche scientifique et la militarisation de la science. Son article « Un scientifique se révolte » du numéro de janvier 1947 de The Atlantic Monthly a exhorté les scientifiques à considérer les implications éthiques de leur travail. Après la guerre, il a refusé d'accepter tout financement du gouvernement ou de travailler sur des projets militaires. La façon dont les croyances de Wiener concernant les armes nucléaires et la Guerre froide contrastaient avec celles de von Neumann est le thème principal du livre John Von Neumann and Norbert Wiener.

Wiener a participé aux conférences Macy. Il est décédé en mars 1964, à l'âge de 69 ans, à Stockholm, d'une crise cardiaque. Wiener et sa femme sont enterrés au cimetière de Vittum Hill à Sandwich, New Hampshire.

Prix et honneurs

• Wiener a été conférencier plénière de l'ICM en 1936 à Oslo et en 1950 à Cambridge, Massachusetts.
• Wiener a remporté le Bôcher Memorial Prize en 1933 et la National Medal of Science en 1963, présentée par le président Johnson lors d'une cérémonie à la Maison-Blanche en janvier 1964, peu de temps avant la mort de Wiener.
• Wiener a remporté le National Book Award américain de 1965 en sciences, philosophie et religion pour God & Golem, Inc.: A Comment on Certain Points where Cybernetics Impinges on Religion.
• Le Norbert Wiener Prize in Applied Mathematics a été doté en 1967 en l'honneur de Norbert Wiener par le département de mathématiques du MIT et est fourni conjointement par l'American Mathematical Society et la Society for Industrial and Applied Mathematics.
• Le Norbert Wiener Award for Social and Professional Responsibility décerné annuellement par CPSR, a été établi en 1987 en l'honneur de Wiener pour reconnaître les contributions des professionnels de l'informatique à l'utilisation socialement responsable des ordinateurs.
• Le cratère Wiener sur la face cachée de la Lune porte son nom.
• Le Norbert Wiener Center for Harmonic Analysis and Applications, à l'Université du Maryland, College Park, porte son nom en son honneur.
• Robert A. Heinlein a nommé un vaisseau spatial d'après lui dans son roman de 1957 Citizen of the Galaxy, un vaisseau « Free Trader » appelé le Norbert Wiener mentionné au chapitre 14.

Étudiants en doctorat

• Shikao Ikehara Ph.D. 1930
• Dorothy Walcott Weeks Ph.D. 1930
• Norman Levinson Sc.D. 1935
• Brockway McMillan Ph.D. 1939
• Abe Gelbart Ph.D. 1940
• Amar Bose Sc.D. 1956
• Colin Cherry Ph.D. 1956

Travaux

Wiener a été un chercheur précoce dans les processus stochastiques et le bruit mathématique, contribuant à des travaux pertinents pour l'ingénierie électronique, la communication électronique et les systèmes de contrôle. C'était l'idée de Wiener de modéliser un signal comme s'il s'agissait d'un type exotique de bruit, lui donnant une base mathématique solide. L'exemple souvent donné aux étudiants est que le texte anglais pourrait être modélisé comme une chaîne aléatoire de lettres et d'espaces, où chaque lettre de l'alphabet et l'espace ont une probabilité attribuée. Mais Wiener s'occupait de signaux analogiques, où un exemple aussi simple n'existe pas. Les premiers travaux de Wiener sur la théorie de l'information et le traitement du signal se limitaient aux signaux analogiques et ont été largement oubliés avec le développement de la théorie numérique.

L'information est de l'information, pas de la matière ou de l'énergie.

Wiener est l'un des principaux initiateurs de la cybernétique, une formalisation de la notion de rétroaction, avec de nombreuses implications pour l'ingénierie, le contrôle des systèmes, l'informatique, la biologie, la philosophie et l'organisation de la société.

Le travail de Wiener en cybernétique a influencé Gregory Bateson et Margaret Mead, et par eux, l'anthropologie, la sociologie et l'éducation.

Équation de Wiener

Une simple représentation mathématique du mouvement brownien, l'équation de Wiener, nommée d'après Wiener, suppose que la vitesse actuelle d'une particule de fluide fluctue aléatoirement.

Filtre de Wiener

Pour le traitement du signal, le filtre de Wiener est un filtre proposé par Wiener au cours des années 1940 et publié en 1942 en tant que document classifié. Son objectif est de réduire la quantité de bruit présent dans un signal en le comparant avec une estimation du signal souhaité sans bruit. Wiener a développé le filtre au Radiation Laboratory du MIT pour prédire la position des Allemands