Cibernética

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La cibernética (del otro griego κυβερνητική  "el arte de la gestión " [1] ) es la ciencia de los patrones generales de obtención, almacenamiento, transformación y transmisión de información en sistemas de control complejos , ya sean máquinas , organismos vivos o la sociedad [2] .

Resumen

El término "cibernética" fue originalmente introducido en la circulación científica por Ampère , quien en su obra fundamental "Un intento de filosofía de las ciencias, o una presentación analítica de la clasificación natural de todo el conocimiento humano", cuya primera parte fue publicada en 1834, el segundo en 1843, definió la cibernética como la ciencia del gobierno, que debe proporcionar a los ciudadanos una variedad de beneficios. En el sentido moderno, como ciencia de las leyes generales de control y procesos de transmisión de información en máquinas, organismos vivos y sociedad, el término fue propuesto por primera vez por Norbert Wiener en 1948 [3] .

La cibernética incluye el estudio de la retroalimentación , las cajas negras y conceptos derivados como el control y la comunicación en organismos vivos, máquinas y organizaciones , incluidas las autoorganizaciones . Se enfoca en cómo algo (digital, mecánico o biológico) procesa, responde y cambia o puede cambiarse para realizar mejor las dos primeras tareas [4] . Stafford Beer lo llamó la ciencia de la organización eficaz, y Gordon Pask amplió la definición para incluir flujos de información "de todas las fuentes" desde las estrellas hasta el cerebro.

Según otra definición de cibernética, propuesta en 1956 por L. Cuffignal , uno de los pioneros de la cibernética, la cibernética es “el arte de asegurar la eficacia de la acción” [5] .

Otra definición es propuesta por Lewis Kaufman : "La cibernética es el estudio de sistemas y procesos que interactúan consigo mismos y se reproducen".

Según el diccionario de Ozhegov : "La cibernética es la ciencia de las leyes generales que rigen los procesos de control y transmisión de información en las máquinas, los organismos vivos y la sociedad" [6] .

Los métodos cibernéticos se utilizan para estudiar el caso cuando la acción del sistema en el entorno provoca algún cambio en el entorno, y este cambio se manifiesta en el sistema a través de la retroalimentación , lo que provoca cambios en la forma en que se comporta el sistema. Es en el estudio de estos " ciclos de retroalimentación " donde se concluyen los métodos de la cibernética.

Nació la cibernética moderna, incluyendo la investigación en diversas áreas de los sistemas de control , la teoría de los circuitos eléctricos , la ingeniería mecánica , el modelado matemático , la lógica matemática , la biología evolutiva , la neurología , la antropología . Estos estudios aparecieron en 1940, principalmente en los trabajos de científicos sobre los llamados. Conferencias Macy

Otros campos de estudio que influyeron o fueron influenciados por el desarrollo de la cibernética son  la teoría del control , la teoría de juegos , la teoría de sistemas (la contraparte matemática de la cibernética), la psicología (especialmente la neuropsicología , el conductismo , la psicología cognitiva) y la filosofía .

La esfera de la cibernética

El objeto de la cibernética son todos los sistemas controlados. Los sistemas que no pueden ser controlados, en principio, no son objeto de estudio de la cibernética. La cibernética introduce conceptos como enfoque cibernético , sistema cibernético . Los sistemas cibernéticos se consideran en abstracto, independientemente de su naturaleza material. Ejemplos de sistemas cibernéticos son controladores automáticos en tecnología, computadoras , el cerebro humano, poblaciones biológicas, sociedad humana. Cada uno de estos sistemas es un conjunto de objetos interconectados (elementos del sistema) capaces de percibir, almacenar y procesar información, así como intercambiarla. La cibernética desarrolla principios generales para la creación de sistemas de control y sistemas para la automatización del trabajo mental. Los principales medios técnicos para resolver problemas de cibernética son las computadoras. Por tanto, el surgimiento de la cibernética como ciencia independiente ( N. Wiener , 1948) está asociado a la creación de estas máquinas en la década de los 40 del siglo XX, y el desarrollo de la cibernética en aspectos teóricos y prácticos está asociado al avance de la electrónica. tecnología informática

Además de las herramientas de análisis , la cibernética utiliza potentes herramientas para la síntesis de soluciones proporcionadas por los aparatos de análisis matemático , álgebra lineal , geometría de conjuntos convexos , teoría de probabilidades y estadística matemática , así como áreas más aplicadas de las matemáticas, como la programación matemática . , econometría , informática y otras disciplinas derivadas .

El papel de la cibernética es especialmente importante en la psicología del trabajo y sus ramas, como la psicología de la ingeniería y la psicología de la educación vocacional . La cibernética es la ciencia del control óptimo de sistemas dinámicos complejos, que estudia los principios generales de control y comunicación que subyacen en el funcionamiento de sistemas de una amplia variedad de naturaleza, desde misiles guiados y computadoras de alta velocidad hasta un organismo vivo complejo. La gestión  es la transferencia de un sistema controlado de un estado a otro a través de la acción específica del administrador. El control óptimo  es la transferencia del sistema a un nuevo estado con el cumplimiento de algún criterio de optimalidad, por ejemplo, minimizando el costo de tiempo, mano de obra, sustancias o energía. Un sistema dinámico complejo  es cualquier objeto real cuyos elementos se estudian en un grado tan alto de interconexión y movilidad que un cambio en un elemento lleva a un cambio en otros.

Direcciones

Cibernética es un término general anterior pero que todavía se usa para muchos temas. Estos temas también se extienden a los campos de muchas otras ciencias, pero se combinan en el estudio de la gestión de sistemas.

Cibernética pura

La cibernética pura, o cibernética de segundo orden , estudia los sistemas de control como concepto, tratando de descubrir sus principios básicos.

En biología

La cibernética en biología es el estudio de los sistemas cibernéticos en los organismos biológicos, estudiando cómo los animales se adaptan a su entorno y cómo la información en forma de genes puede transmitirse de generación en generación. También hay una segunda dirección: los cyborgs .

Teoría de sistemas complejos

La teoría de sistemas complejos analiza la naturaleza de los sistemas complejos y las razones detrás de sus propiedades inusuales.

En computación

En informática, los métodos cibernéticos se utilizan para controlar dispositivos y analizar información.

En ingeniería

La cibernética en ingeniería se utiliza para analizar fallas del sistema donde pequeños errores y fallas pueden hacer que todo el sistema falle.

En economía y administración En matemáticas En sociología

Historia

En la antigua Grecia, el término "cibernética", que originalmente designaba el arte de un timonel, comenzó a usarse en sentido figurado para referirse al arte de un estadista que administra una ciudad. En este sentido, es utilizado en particular por Platón en las " Leyes ".

La palabra fr.  "cybernétique" fue utilizada en casi su sentido moderno en 1834 por el físico y sistematizador francés André Ampère ( en francés  André-Marie Ampère , 1775-1836), para designar la ciencia de la gestión en su sistema de clasificación del conocimiento humano:

"CIBERNÉTICA. Las relaciones del pueblo con el pueblo, estudiadas <...> por las ciencias anteriores, son sólo una pequeña parte de los objetos que debe cuidar el gobierno; el mantenimiento del orden público, la aplicación de las leyes, la justa distribución de los impuestos, la selección de las personas que deba nombrar para los cargos, y todo lo que conduzca al mejoramiento de la condición social, exige también constantemente su atención. Debe elegir continuamente entre las diversas medidas más adecuadas al fin; y sólo por un profundo estudio y comparación de los varios elementos que le son dados para esta elección por el conocimiento de todo lo que pertenece a la nación, que puede gobernar, de acuerdo con su carácter, costumbres, medios de la prosperidad, la organización y las leyes, que pueden servir de reglas generales de conducta y por las cuales se guía en cada caso especial. Así, sólo después de todas las ciencias que se ocupan de estos diversos objetos, es necesario poner ésta, que ahora se discute y que llamo cibernética , de la palabra de otro griego. κυβερνητιχη ; esta palabra, adoptada al principio en un sentido estrecho para designar el arte de la navegación, fue utilizada por los mismos griegos en un sentido incomparablemente más amplio del arte de la dirección en general ” [7] .

El primer sistema artificial de regulación automática, el reloj de agua , fue inventado por el antiguo mecánico griego Ctesibio. En su reloj de agua, el agua fluía desde una fuente, como un tanque estabilizador, hacia una piscina, y luego desde la piscina hacia los mecanismos del reloj. El dispositivo de Ctesibius usó un flujo en forma de cono para controlar el nivel de agua en su depósito y ajustar la tasa de flujo de agua en consecuencia para mantener un nivel de agua constante en el depósito para que no se desbordara ni se drenara. Fue el primer dispositivo de autoajuste verdaderamente automático hecho por el hombre que no requirió intervención externa entre los mecanismos de retroalimentación y control. Aunque naturalmente no se refirieron a este concepto como la ciencia de la cibernética (la consideraban un campo de la ingeniería), Ctesibio y otros maestros antiguos como Héroe de Alejandría o el científico chino Su Song están considerados entre los primeros en estudiar los principios cibernéticos. El estudio de los mecanismos en las máquinas con realimentación correctiva se remonta a finales del siglo XVIII , cuando la máquina de vapor de James Watt se equipó con un dispositivo de control, un regulador centrífugo de realimentación, para controlar la velocidad del motor. A. Wallace describió la retroalimentación como "esencial para el principio de la evolución" en su famoso artículo de 1858 . En 1868, el gran físico J. Maxwell publicó un artículo teórico sobre dispositivos de control, uno de los primeros en considerar y mejorar los principios de los dispositivos de autorregulación. J. Uexkül aplicó el mecanismo de retroalimentación en su modelo de ciclo funcional (en alemán:  Funktionskreis ) para explicar el comportamiento de los animales.

Siglo XX

La cibernética moderna comenzó en la década de 1940 como un campo de estudio interdisciplinario que integra sistemas de control, teorías de circuitos eléctricos, ingeniería mecánica, modelado lógico, biología evolutiva y neurociencia. Los sistemas de control electrónico se remontan al trabajo del ingeniero de Bell Labs , Harold Black, en 1927 , utilizando retroalimentación negativa para controlar amplificadores. Las ideas también son relevantes para el trabajo biológico de Ludwig von Bertalanffy en la teoría general de sistemas .

Las primeras aplicaciones de retroalimentación negativa en circuitos electrónicos incluyeron el control de montajes de artillería y antenas de radar durante la Segunda Guerra Mundial. Jay Forrester , un estudiante de posgrado en el Laboratorio de Servomecanismos del MIT que trabajó durante la Segunda Guerra Mundial con Gordon S. Brown para mejorar los sistemas de control electrónico para la Marina estadounidense, luego aplicó estas ideas a organizaciones públicas como corporaciones y ciudades como el organizador original de la Escuela de Administración Industrial del Instituto Tecnológico de Escuela Sloan del MIT Forrester también es conocido como el fundador de la dinámica de sistemas .

W. Deming , el gurú de TQM en cuyo honor Japón estableció su principal premio de la industria en 1950, fue pasante en Bell Telephone Labs en 1927 y puede haber sido influenciado por su trabajo en análisis de redes . Deming hizo de los "sistemas de comprensión" uno de los cuatro pilares de lo que describió como conocimiento profundo en su libro The New Economics.

Numerosos trabajos han aparecido en campos relacionados. En 1935, el fisiólogo soviético P.K. Anokhin publicó un libro en el que se estudiaba el concepto de retroalimentación (“aferencia inversa”). La investigación continuó, especialmente en el campo del modelado matemático de procesos regulatorios, y en 1943 se publicaron dos artículos clave . Estos trabajos fueron Behavior, Purpose, and Teleology de Norbert Wiener y , The Logical Calculus of Ideas Relating to Nervous Activity de W. McCulloch y W. Pitts .

La cibernética como disciplina científica se basó en el trabajo de Wiener, McCulloch y otros como W. R. Ashby y W. G. Walter .

Walter fue uno de los primeros en construir robots autónomos para ayudar en el estudio del comportamiento animal. Junto con Gran Bretaña y los Estados Unidos, Francia fue una ubicación geográfica importante para la cibernética temprana.

En la primavera de 1947, Wiener fue invitado a un congreso sobre análisis armónico celebrado en Nancy , Francia. El evento fue organizado por un grupo de matemáticos Nicolás Bourbaki , donde el matemático Ch. Mandelbroit jugó un papel importante .

Durante esta estancia en Francia, Wiener recibió una oferta para escribir un ensayo sobre la unificación de esta parte de las matemáticas aplicadas, que se encuentra en el estudio del movimiento browniano (el llamado proceso de Wiener ) y en la teoría de las telecomunicaciones. El verano siguiente, ya en Estados Unidos, utilizó el término "cibernética" como título de una teoría científica. El nombre pretendía describir el estudio de los "mecanismos intencionales" y se popularizó en Cybernetics, o Control and Communication in Animal and Machine (Hermann & Cie, París, 1948). En el Reino Unido Ratio Club se formó alrededor de esto en 1949

A principios de la década de 1940, John von Neumann , más conocido por su trabajo en matemáticas e informática, introdujo una adición única e inusual al mundo de la cibernética: el concepto de un autómata celular y un "constructor universal" (un celular autorreproductor). autómata). El resultado de estos experimentos mentales engañosamente simples fue el concepto preciso de autorreproducción, que la cibernética ha adoptado como concepto básico. La idea de que las mismas propiedades de la reproducción genética se aplican al mundo social, a las células vivas e incluso a los virus informáticos es una prueba más de la universalidad de la investigación cibernética.

Wiener popularizó las implicaciones sociales de la cibernética al establecer analogías entre los sistemas automáticos (como la máquina de vapor de velocidad variable) y las instituciones humanas en su éxito de ventas The Human Use of Human Beings: Cybernetics and Society Houghton-Mifflin (1950).

Uno de los principales centros de investigación en ese momento era el Laboratorio de Informática Biológica de la Universidad de Illinois , que durante casi 20 años, a partir de 1958, estuvo dirigido por H. Foerster .

Cibernética en la URSS

El desarrollo de la cibernética en la URSS comenzó en la década de 1940.

La edición de 1954 del Diccionario filosófico incluía una caracterización de la cibernética como una " pseudociencia reaccionaria ". Específicamente, se criticaron las declaraciones de Wiener (un matemático que no es competente en ciencias biológicas), que contradicen los trabajos de Sechenov y Pavlov. Además, Wiener en su cibernética rechazó la posibilidad misma de una ciencia de la sociedad como tal, lo que, por supuesto, golpeó de inmediato las obras de Marx sobre economía política (sin embargo, así como los clásicos de la sociología burguesa occidental). Al mismo tiempo, la tecnología informática soviética (BESM-1, 1952, BESM-2, 1953, etc.) y las matemáticas de los procesos de control (el ejemplo más llamativo: el trabajo de L. S. Pontryagin sobre el control óptimo) se desarrollaron poderosamente en la URSS. La palabra extranjera "cibernética" para su desarrollo, aparentemente, no se requería en absoluto.

El año 1955 puede considerarse la rehabilitación de la cibernética en la URSS, cuando un artículo de S.L. Sobolev , A.I.

En la URSS, uno de los principales luchadores por la rehabilitación de la "pseudociencia burguesa" de la cibernética fue AI Kitov, autor de las primeras publicaciones positivas al respecto y acérrimo propagandista de sus ideas. Sus trabajos científicos y artículos escritos por él de forma independiente y en conjunto con A. I. Berg, A. A. Lyapunov y S. L. Sobolev, relacionados con el período 1952-1961, jugaron un papel muy importante en el reconocimiento de la cibernética como ciencia y el desarrollo de la informática en la Unión Soviética. Unión y en varios otros países. En 1951-52, A. I. Kitov, después de leer el libro original del científico estadounidense Norbert Wiener " Cybernetics " en la biblioteca de la oficina secreta de diseño para el desarrollo de la computadora SKB-245, apreció de inmediato el gran beneficio para la sociedad que este nuevo la ciencia puede traer. No solo apreció, sino que también escribió un artículo positivo detallado "Las principales características de la cibernética". Luego, aproximadamente un año y medio de numerosos discursos públicos sobre cibernética de A. I. Kitov y A. A. Lyapunov pasaron antes de que el Departamento Ideológico del Comité Central del PCUS autorizara la publicación de este artículo. A mediados de 1955, este artículo, firmado por el académico S. L. Sobolev, A. I. Kitov y A. A. Lyapunov, se publicó en la principal revista ideológica comunista, Voprosy Philosophy. Este artículo pasó a la historia de la ciencia rusa como un momento victorioso en la lucha por la cibernética.

En las décadas de 1960 y 1970, la cibernética, tanto técnica como económica, comenzó a apostar fuerte.

Decadencia y renacimiento

Durante los últimos 30 años, la cibernética ha pasado por altibajos, adquiriendo cada vez más importancia en el campo del estudio de la inteligencia artificial y las interfaces de máquinas biológicas (es decir, los cyborgs ), pero, habiendo perdido apoyo, ha perdido sus pautas para mayor desarrollo.

En la década de 1970 surge la nueva cibernética en varios campos, pero especialmente en la biología. Algunos biólogos, influidos por las ideas cibernéticas ( y Varela , 1980; Varela , 1979; Atlan , “se dieron cuenta de que las metáforas cibernéticas del programa en el que se basaba la biología molecular representaban un concepto de autonomía imposible para un ser vivo. . En consecuencia, estos pensadores tuvieron que inventar una nueva cibernética, más adecuada a las organizaciones que el hombre descubre en la naturaleza, organizaciones no inventadas por él mismo” [8] . La posibilidad de que esta nueva cibernética se aplique a las formas de organización social ha sido objeto de debate teórico desde la década de 1980.

En economía, el proyecto Cybersyn intentó introducir una economía planificada cibernética en Chile a principios de la década de 1970. El experimento se detuvo en el golpe de Estado de 1973 y el equipo fue destruido.

En la década de 1980, la nueva cibernética, a diferencia de su antecesora, se interesa por “la interacción de figuras y subgrupos políticos autónomos, así como la conciencia práctica y reflexiva de los objetos que crean y reproducen la estructura de una comunidad política. El punto de vista principal es considerar la recursividad o autodependencia del discurso político, tanto en términos de la expresión de la conciencia política como de las formas en que los sistemas se crean sobre la base de ellos mismos” [9] .

Los sociólogos holandeses Geyer y Van der Zouwen identificaron en 1978 una serie de características de la nueva cibernética emergente. “Una de las características de la nueva cibernética es que considera la información como construida y restaurada por una persona que interactúa con el entorno. Esto proporciona la base epistemológica de la ciencia cuando se ve desde la perspectiva de un observador. Otra característica de la nueva cibernética es su contribución a la superación del problema de la reducción (contradicciones entre macro y microanálisis). Así, vincula al individuo a la sociedad” [10] . Geyer y van der Zouwen también señalaron que "la transición de la cibernética clásica a la nueva cibernética conduce a una transición de los problemas clásicos a los nuevos. Estos cambios en el pensamiento incluyen, entre otros, cambios de un énfasis en el sistema controlado a uno controlador y un factor que guía las decisiones de gestión. Y un nuevo enfoque en la comunicación entre múltiples sistemas que intentan controlarse entre sí .

Esfuerzos recientes en el estudio de la cibernética, sistemas de control y comportamiento en condiciones de cambio, así como en campos afines como la teoría de juegos (análisis de la interacción de grupos), sistemas de retroalimentación en evolución y el estudio de metamateriales (materiales con propiedades de átomos, sus constituyentes, más allá de las propiedades newtonianas) llevó a un resurgimiento del interés en esta área cada vez más relevante [12] .

Científicos notables

Véase también

Notas

  1. ↑ Diccionario de cibernética / Editado por el académico V. S. Mikhalevich . - 2do. - Kyiv: Edición principal de la Enciclopedia soviética ucraniana que lleva el nombre de MP Bazhan, 1989. - S. 259. - 751 p. - (C48). — 50.000 copias.  - ISBN 5-88500-008-5 .
  2. ↑ Enciclopedia de cibernética, ed. V. M. Glushkov, volumen 1., Kyiv, 1974 - p. 440.
  3. ↑ Norberto Wiener . Cibernética o Control y Comunicación en el Animal y la Máquina. (Hermann & Cie Editeurs, París, The Technology Press, Cambridge, Mass., John Wiley & Sons Inc., Nueva York, 1948)
  4. ↑ Kelly, Kevin. Fuera de control: la nueva biología de las máquinas, los sistemas sociales y el mundo económico  (inglés) . - Boston: Addison-Wesley , 1994. - ISBN 0-201-48340-8 .
  5. ↑ Couffignal, Louis . "Essai d'une définition générale de la cybernétique", Primer Congreso Internacional de Cibernética , Namur, Bélgica, 26-29 de junio de 1956, Gauthier-Villars, París, 1958, págs. 46-54
  6. ↑ Diccionario explicativo de Ozhegov: el significado de la palabra CIBERNÉTICA . diccionarios.org. Consultado el 25 de mayo de 2016. Archivado desde el original el 25 de junio de 2016.
  7. ↑ Citado de la colección “Cibernética esperada. La cibernética es inesperada. - M. : Nauka, 1968. - Pág. 152.
  8. ↑ Jean-Pierre Dupuy . "La autonomía de la realidad social: sobre la contribución de la teoría de sistemas a la teoría de la sociedad" en: Elias L. Khalil & Kenneth E. Boulding eds., Evolution, Order and Complexity , 1986.
  9. ↑ Peter Harries-Jones . "La política autoorganizada: un análisis epistemológico de la vida política por Laurent Dobuzinskis" en: Canadian Journal of Political Science (Revue canadienne de science politique), vol. 21, núm. 2 (junio de 1988), págs. 431-433.
  10. ↑ Kenneth D. Bailey . Sociología y la Teoría de los Nuevos Sistemas: Hacia una Síntesis Teórica, 1994, p.163.
  11. ↑ Kenneth D. Bailey . Sociología y la Teoría de los Nuevos Sistemas: Hacia una Síntesis Teórica, 1994.
  12. ↑ Kevin Kelly . "Fuera de control: la nueva biología de las máquinas, los sistemas sociales y el mundo económico", 1994, Addison-Wesley ISBN 0-201-48340-8

Literatura

Enlaces

Organizaciones
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