Norbert Wiener (* 26. November 1894 in Columbia, Missouri; † 18. März 1964 in Stockholm) war ein US-amerikanischer Mathematiker und Philosoph. Wiener lieferte fundamentale Beiträge zur Stochastik. Er ist als Begründer der Kybernetik bekannt, ein Ausdruck, den er in seinem Werk Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine (1948) prägte. Er schuf damit die wissenschaftliche und mathematische Basis für die Kontrolltheorie und Regelungstechnik zur Berechnung der Dynamik und Stabilität von rückgekoppelten Systemen und beschrieb deren Analogien zum menschlichen Gehirn (aufgrund der Rückkopplung durch Sinnesorgane) und zu sozialen Organisationen (aufgrund der Rückkopplung durch Kommunikation und Beobachtung).
Norbert Wiener wurde in Columbia, Missouri, als erstes Kind des jüdischen Ehepaares Leo und Bertha Wiener geboren. Sein Vater war Professor für slawische Sprachen an der Harvard-Universität. Der Sohn wurde vorwiegend zu Hause erzogen und galt als Wunderkind, denn er war schon sehr früh insbesondere an Fremdsprachen interessiert. Allerdings besaß er keine technischen Fähigkeiten; seine Aktivitäten auf dem Gebiet der Technik waren stets theoretischer Natur. 1903 trat er in die Ayer High School in Massachusetts ein, die er bereits 1906 abschloss.
Im September 1906, im Alter von elf Jahren, trat er in das Tufts College ein, um Mathematik zu studieren. Er schloss dort 1909 ab und wechselte an die Harvard-Universität. Dort studierte er Zoologie, wechselte aber 1910 an die Cornell-Universität, um Philosophie zu studieren. Er kehrte dann wieder nach Harvard zurück und schloss dort 1912 seine Dissertation über mathematische Logik ab.
Von Harvard wechselte er nach Cambridge, England, um bei Bertrand Russell und Godfrey Harold Hardy weiterzustudieren. 1914 war er in Göttingen bei David Hilbert und Edmund Landau. Dann kehrte er nach Cambridge und dann in die USA zurück. Von 1915 bis 1916 unterrichtete er Philosophie in Harvard, arbeitete für General Electric und für die Encyclopedia Americana. Ab 1918 arbeitete er auf Einladung von Oswald Veblen für das Militär auf dem Aberdeen Proving Ground, einem Erprobungsgelände für ballistische Versuche in Maryland. Er blieb bis zum Kriegsende in Maryland.
Massachusetts Institute of Technology
Ab 1919 wurde er auf Empfehlung von William Fogg Osgood Instructor am MIT, an dem er 1924 Assistant Professor, 1929 Associate Professor und 1932 Professor wurde und bis zu seiner Emeritierung blieb. Dabei pflegte er zahlreiche internationale Kontakte, die zu vielen Reisen in den USA, nach Mexiko, Europa und Asien Anlass gaben, wobei ihm seine Sprachbegabung (zehn Sprachen) zugutekam. 1926 wurde er in die American Academy of Arts and Sciences gewählt. Im selben Jahr heiratete er Margaret Engemann und kehrte als Guggenheim-Stipendiat nach Europa zurück. Er arbeitete die meiste Zeit in Göttingen (bei Max Born) und mit Hardy in Cambridge, war aber auch in Paris bei Paul Lévy. 1933 erhielt er den Bôcher Memorial Prize. 1950 hielt er einen Plenarvortrag auf dem Internationalen Mathematikerkongress in Cambridge (Massachusetts) (A comprehensive view of prediction theory) und ebenso 1936 in Oslo (Gap theorems). Zu seinen Doktoranden am MIT zählte Norman Levinson.
Wiener starb auf einer Vortragsreise 1964 in Stockholm.
Ein Mondkrater wurde 1970 nach ihm benannt.
Außer seinen Beiträgen zur reinen Mathematik ist er besonders als Pionier der Kybernetik bekannt. Diese Beiträge fielen in die Anfangsphase elektronischer Rechenmaschinen ab den 1940er Jahren.
Er beschäftigte sich mit der mathematischen Analyse des Verhaltens zielsuchender Systeme, insbesondere mit Stochastik, harmonischer Analysis und Funktionentheorie, darunter mit der brownschen Molekularbewegung, deren Verteilung er 1923 aus dem klassischen Wiener-Raum herleitete, dem Fourierintegral, dem Dirichlet-Problem und den Tauber-Theoremen. Nach Norbert Wiener sind der Wiener-Filter, der Wiener-Prozess, die Wiener-Chaos-Zerlegung und die Wiener-Wurst (Wiener Sausage) benannt. Bei letzterer wird eine offene Kugel betrachtet, deren Zentrum eine brownsche Bewegung vollzieht. Er bewies den Satz von Paley-Wiener, den Satz von Paley-Wiener-Zygmund, den Satz von Wiener-Ikehara, das Wiener-Chintschin-Theorem und das Überdeckungslemma von Wiener. Den Satz von Wiener, welcher auf einer 1932 von ihm verfassten Arbeit über die Reihenentwicklung von Kehrwerten bestimmter Fourier-Reihen basiert, bewies 1941 der sowjetische Mathematiker I. M. Gelfand.
In den 1920er Jahren beschäftigte sich Norbert Wiener intensiv mit Lösungen für stochastische Vorgänge, u. a. der Brownschen Bewegung, die er 1923 als Wiener-Prozess erstmals mathematisch modellierte. Auf Basis dieser theoretischen Arbeiten modellierte er in den 1940er Jahren das Verhalten von Messsignalen, die aufgrund von Schrotrauschen und anderen externen Einflüssen gestört wurden, wie z. B. bei schwachen und daher hochverstärkten Radarsignalen. Als Ergebnis beschrieb er ein Verfahren für die optimale Rauschunterdrückung durch den Wiener-Filter mit minimaler mittlerer quadratischer Abweichung. Da es auch parallel und unabhängig dazu vom sowjetischen Mathematiker Andrei Kolmogorow entwickelt wurde, ist es auch als Wiener-Kolmogoroff-Filter bekannt.
Im Zuge seiner Beschäftigung mit der automatischen Zielsteuerung und dem automatischen Abfeuern von Flugabwehrgeschützen entwickelte er ein Modell, mit dem die Flugbahn eines Flugzeugs aufgrund der Analyse des Verhaltens eines sich verfolgt wissenden Piloten vorhergesagt werden kann. Während des Zweiten Weltkriegs führten ihn die Weiterentwicklung der Nachrichtentechnik und die Kommunikationstheorie zur Kybernetik. Deren Geburtsstunde lag im Jahr 1943, als er sich mit John von Neumann, Ingenieuren und Neurowissenschaftlern in einem interdisziplinären Treffen mit den Gemeinsamkeiten zwischen dem Gehirn und Computern beschäftigte. 1947 einigte er sich mit anderen Wissenschaftlern auf den Begriff „Cybernetics“ und eine einheitliche Terminologie. Es sollte eine Einheit von Problemen betrachtet werden aus dem Gebiet der Regelungen und der statistischen Mechanik, wie sie sowohl in technischen Systemen als auch bei lebenden Organismen bedeutsam waren. Das Buch Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine erschien 1948 nahezu gleichzeitig in New York und Paris. Er erläuterte darin die Parallelen zwischen organischer und anorganischer Informationsverarbeitung. Ein Beispiel ist der Regelkreis, den man in Dampfmaschinen und Thermostaten wie im menschlichen Körper entdecken kann. „Cybernetics“ verglich auch schon das Gehirn mit den 1948 existierenden elektronischen Analog- und Digitalrechnern zur Lösung partieller Differentialgleichungen. Gegen Ende brachte er eine bissige Kritik zu der sich abzeichnenden Informationsgesellschaft und schloss mit einer Notiz über Schachprogramme.
Wiener skizzierte die vorhersehbaren und immer noch existierenden Probleme der Relevanz von statistischen Auswertungen mit Hilfe von Big Data und Data-Mining und der Gefahr von Scheinkorrelationen mit klarem Blick wie folgt:
Angesichts superschneller Rechenautomaten, wie er den ersten Universalrechner ENIAC einschätzte, nahm er Ideen der Künstlichen Intelligenz vorweg und machte sich früh Gedanken über die Grenzen maschineller Mustererkennung:
1949 konstruierten Norbert Wiener und Henry Singleton eine heliotrope Maschine, einen Roboter auf drei Rädern, die Palomilla (span. Motte). Diese Maschine konnte sich mithilfe einer internen Steuerung auf Licht zubewegen wie eine Motte oder sich vor Licht verkriechen wie eine Wanze, denn:
Palomilla entstand zeitgleich mit den kybernetischen Robotern, die der Neurologe William Grey Walter in England konstruierte. Diese wurden wegen ihres Aussehens und der langsamen Bewegungen Schildkröten genannt und übertrafen noch die Palomilla von Wiener und Singleton, weil sie durch statistische Vorhersagen aufgrund gleichbleibender Handlungsabläufe das Muster ihres gesamten Verhaltensschemas ändern, also lernen konnten. Beide wurden neben stationären Lernmaschinen als der wichtigste Beitrag der Wissenschaft zur Künstlichen Intelligenz gesehen.