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Presentado por la Universidad George Washington en cooperación con
The American Society for Cybernetics
Historia y desarrollo de la cibernética
The History and Development of Cybernetics
Las cosas que una persona tenía que entender para poder vivir eran relativamente sencillas.
Relative Complication
Cada objeto o proceso, a los cuales nos referiremos como sistemas, eran relativamente simples.
Objects & Processes
De hecho, hasta hace pocos cientos de años, era posible para algunas personas dominar una significante porción del conocimiento humano.
Knowledge Mastery
Leonardo DaVinci
. . . e ingeniería aeronáutica. Éste es su esquema para una máquina voladora del siglo XVI . . .
Da Vinci, cont. – Aeronautical Engineering
. . . y para un paracaídas en caso de que la máquina dejara de funcionar.
Da Vinci, cont. – Aeronautical Engineering, cont.
A medida que el tiempo transcurría, los sistemas que interesaban a los humanos se volvieron . . .
Complejidad
Systems Complexity
. . . que está sobrepasando nuestra habilidad de controlarla.
Technology Advances, cont.
Three Mile Island
Está claro que ya no es posible para una sola persona mantenerse al día con los avances en todos los campos, y ser
un líder en varios de ellos como Leonardo da Vinci lo fue.
Keeping up with Developments
La especialización ha llegado a ser una necesidad. ¿Cómo entonces podemos vivir y trabajar de manera efectiva en una sociedad tan avanzada tecnológicamente?
How to Live and Work in a Technically Advanced Society?
Underlying Principles
¿Existe alguna manera que usted, mujer u hombre moderno, pueda lidiar con la complejidad, pueda
establecer una serie de principios para todos los sistemas y luego pueda incrementar su habilidad de volar al mundo
en el que usted vive?
Cibernética = regulación de los sistemas
La anterior pregunta interesaba a cierta cantidad de personas en 1940. Eran pioneros en un campo que ha
venido a ser la cibernética, la ciencia de la regulación de los sistemas.
Cybernetics = Regulation of Systems
La cibernética es una ciencia interdisciplinaria que observa todos los sistemas desde moléculas. . . .
Cybernetics – an Interdisciplinary Science
. . . hasta galaxias, poniendo especial atención a las máquinas, animales y sociedades.
What Cybernetics Looks at
La palabra cibernética deriva de la palabra griega usada para mencionar a los timoneles de los barcos, quienes se constituyen parte del sistema de control para el barco.
Derivation of Cybernetics
Esta palabra fue primeramente mencionada en 1948 y definida como ciencia por Norbert Wiener, quien
nació en 1894 y murió en 1964. Él es conocido como el padre de la cibernética.
Norbet Weiner
Wiener era un dotado matemático, biólogo e ingeniero eléctrico. Trabajó durante la Segunda Guerra Mundial en
los cañones antiaéreos guiados por radar.
Wiener – Radar
El conectó un radar especial al cañón de tal forma que éste apuntara automáticamente hacia un avión. Después que el cañón era disparado, el radar rápidamente determinaba la ubicación futura del avión y re orientaba el cañón a esa posición para abatir al avión.
Weiner – Radar, cont.
Su sistema imitaba las funciones humanas y las ejecutaba más eficientemente.
Wiener – Radar and Human Factor Imitation
Retroalimentación
Demuestra el principio cibernético de retroalimentación. La retroalimentación es la información acerca de los resultados de un proceso la cual es usada para cambiar este proceso.
El radar provee información acerca de los cambios de la ubicación del avión enemigo y esta información es usada
para corregir la orientación del cañón.
Feedback
Un ejemplo más familiar en el uso de la retroalimentación para regular un sistema es el termostato que controla la
temperatura de una habitación.
Feedback – Thermostat
Si la temperatura de la habitación se eleva el termostato ordena que se apague el flujo de calor. Al contrario, si la temperatura baja, el termostato ordena que se inicie un
flujo de calor hacia la habitación. Y así sucesivamente, el termostato monitorea la habitación para detectar
cambios de temperatura para regular sus cambios y mantener una temperatura estable en la habitación. . .
Thermostat Feedback Example
Sistemas auto regulados
Por medio de un sensor, el termostato provee un ciclo de retroalimentación de información que le permite al sistema detectar la diferencia entre una u otra temperatura para así corregirla como si se tratara de un error. Así como con el
cañón antiaéreo y el avión, este sistema, consistente de un termostato un aparato calentador y la habitación, se regula
a sí mismo a través de retroalimentación continua.
Self Regulating System
El cuerpo humano es una de las fuentes más ricas en ejemplos de retroalimentación que coopera con la regulación del sistema. Por ejemplo, cuando su estómago está vacío, la información es transmitida al cerebro.
Human Body – Feedback Leading to System Regulation
Si usted ejecuta acciones correctivas, comiendo, su cerebro es notificado de que su estómago está satisfecho.
Feedback – Corrective Action
Tiempo
El estómago se siente vacío
La persona come
El estómagose siente lleno
En pocas horas el proceso vuelve a comenzar otra vez.
Feedback – Hunger Example
Este ciclo de retroalimentación continúa a lo largo de nuestras vidas. El cuerpo humano es tal maravilla de autorregulación que los primeros cibernéticos estudiaron sus procesos y los usaron como un modelo para diseñar máquinas que se auto regulaban. Una máquina famosa llamada homeostato fue fabricada en los años 40 por un científico inglés llamado Ross Ashby.
Human Body and Cybernetics Studies
De la misma manera que el cuerpo humano mantiene su temperatura, el homeostato podía mantener estable una corriente eléctrica sin importar los cambios que se producieran en el exterior.
Homeostat
Homeostasis
El “homeostato” ser humano, y el termostato están diseñados para mantener homeostasis o equilibrio, a través de ciclo de ciclos de retroalimentación de varios tipos. No
importa como la información fluye, en tanto que el regulador es informado acerca de algún cambio, esto provoca algún
tipo de comportamiento adaptativo.
Otro científico, Grey Walter, también persiguió el concepto de imitar las características autorregulativas del hombre y de los animales.
Grey Walter – Self Regulating Man and Animals
Su proyecto favorito fue construir una tortuga mecánica que podía, como otras tortugas, moverse literalmente libre y tener ciertos atributos y una vida independiente.
Grey Walter – Mechanical Tortoises
Walter tenía un bebé llamado Timothy, y así como Timothy busca la comida, la cual luego es almacenada en su cuerpo en forma de grasa, Elsie la tortuga buscaba la luz con la cual ella se “alimentaba” para transformarla en energía eléctrica con la cual cargaba un acumulador dentro de ella. Luego de esto, ella tomaba una siesta, de la misma manera que Timothy después de una comida, también dormía.
Grey Walter and Family
Aunque el comportamiento de Elsie imitaba el de un humano, su anatomía era muy diferente, debajo de su caparazón simplemente era una colección de mecanismos y circuitería.
The Anatomy of Elsie
. . . al interior de un cuerpo humano. Pero Walter como buen cibernético, no estaba interesado en imitar la forma física de un ser humano, sino simular las funciones humanas.
Simulating a Human’s Function
¿qué es esto?
¿qué es lo que hace esto?
Los cibernéticos no se preguntan. . .
. . . sino . . .
Not What Is, but What Does it Do?
Grey Walter no intentó simular la forma física de un humano así como lo haría un escultor, sino intentó simular las funciones humanas.
Simulating Human Functions
No como Objetos,
Procesos
En otras palabras, él veía a los humanos . . .
. . . Sino como . . .
Not Objects, but Processes
Por siglos, la gente ha diseñado máquinas para ayudar a los humanos en todo tipo de tareas y no simplemente en tareas que requieran poder muscular.
Designs to Help with Human Tasks
Autómatas, tal como las figuras movibles de personas o animales que salían de una caja de música o de un reloj de cucú, fueron muy populares en el siglo XVIII y las máquinas capaces de pensar fueron objeto de especulación mucho antes de que la computadora electrónica fuera inventada.
Automata
Las reuniones de la fundación Macy1946-1953
Desde 1946 hasta 1953 se realizaron una serie de reuniones para discutir y los bucles de retroalimentación y la causalidad
circular en sistemas auto regulados.
Las reuniones fueron auspiciadas por la fundación Josiah Macy Jr., eran interdisciplinarias, asistían ingenieros,
matemáticos, neurofisiologistas y otros.
Macy Foundation Meetings
El presidente de estas reuniones, Warren McCulloch, escribió que estos científicos tenían grandes dificultades
para entenderse entre ellos, por causa de que cada uno de ellos tenía su propio lenguaje profesional.
Professionals Speak Different Languages
Habían argumentos muy acalorados y tan excitantes que Margaret Mead, una de las que asistió, una vez ni siquiera
se dio cuenta que se había roto un diente hasta después de que terminó la reunión.
Margaret Mead Breaks A Tooth
Las últimas reuniones fueron más calmadas a medida de que los miembros desarrollaron un grupo común de
experiencias.
Meeting s Calm with Common Experiences
Estas reuniones, junto con la publicación de Norbert Wiener en 1948, un libro titulado “cibernética”, sirvió para establecer el fundamento para el desarrollo de la cibernética tal y como la conocemos hoy en día.
Laying the Groundwork for Cybernetics
Neurofisiología + matemáticas + filosofía
Warren McCulloch fue una figura clave en la expansión de la cibernética. A pesar de que era un psiquiátrico por
entrenamiento, McCulloch combinó sus conocimientos de neurofisiología, matemáticas y filosofía para un mejor
entendimiento de un sistema muy complejo. . .
Neurophysiology, Mathematics, and Philosophy
El creía que el funcionamiento del sistema nervioso podría ser descrito por medio del preciso lenguaje de las
matemáticas.
Human Nervous System and Mathematical Equations
Por ejemplo, desarrolló una ecuación que explicaba el hecho de por qué un objeto frío tal como un cubo de hielo, al tocar
la piel por un corto momento, da la sensación de calor.
Cold = Hot
Neurofisiología +
matemáticas+
filosofía
McCulloch no sólo empleó las matemáticas y la neurofisiología para entender el sistema nervioso sino
también la filosofía, una rara combinación. Usualmente se considera que científicos y filósofos se encuentran a
kilómetros de distancia en relación a sus intereses. Los científicos estudian las cosas reales, concretas, . . .
Neurophysiology, Mathematics and Philosophy
. . . estudian cosas abstractas como las ideas, pensamientos y los conceptos.
Abstract Ideas, Thoughts, and Concepts
Epistemología = estudio del conocimiento
McCulloch pudo ver de que existe una conexión entre la ciencia de la neurofisiología y una rama de la filosofía
llamada epistemología, que es el estudio del conocimiento.
Epistemology = Study of Knowledge
Si bien el conocimiento es usualmente considerado invisible y abstracto, McCulloch se dio cuenta que el conocimiento
se forma en un órgano físico del cuerpo, el cerebro.
Knowledge – Formed in the Brain
Lo físico Lo abstracto
Cerebro Mente Conocimiento
La mente es en realidad, el lugar de encuentro entre el cerebro y las ideas, entre lo físico y lo abstracto, entre lo
científico y lo filosófico.
The Mind – The Meeting Place Between the Brain and an Idea
FilosofíaFísica
Epistemología Experimental
McCulloch creó un nuevo campo de estudio basado en la intersección de lo físico y lo filosófico y lo llamó
epistemología experimental, el estudio del conocimiento a través de la neurofisiología. La meta era explicar cómo las
actividades de la red nerviosa producen lo que experimentamos como sensaciones e ideas.
Experimental Epistemology
Cibernética = regulación de los sistemas
¿por qué McCulloch es tan importante para la cibernética? Recuerde, la cibernética es la ciencia de la regulación de
los sistemas.
Cybernetics = Regulation of Systems
El cerebro humano es posiblemente el más importante regulador de todos, regulando el cuerpo humano así como muchos otros sistemas en su entorno. Una teoría de cómo el cerebro funciona es una teoría de cómo todo el conocimiento humano es generado.
Human Brain – The Most Remarkable Regulator of All
Así como un cañón antiaéreo y un termostato son dispositivos construidos por personas para regular ciertos
sistemas, la mente es un sistema para construirse a sí misma y regularse a si misma.
Mind – Regulates Itself
Otros conceptos en cibernética
Ya que nos hemos ocupado de algunas de las personas más importantes, sus intereses y sus contribuciones, ahora
veremos algunos conceptos adicionales en cibernética.
Other Cybernetic Concepts
Ley de la variabilidad necesaria
Un concepto importante es la ley de la variabilidad necesaria. Esta ley establece que a medida que un sistema
se vuelve más complejo, su controlador también debe volverse más complejo, por causa de que hay más
funciones para regular. En otras palabras, mientras más complejos un sistema que requiera regulación, más
complejo debe ser el regulador de tal sistema.
Law of Requisite Variety
Si una casa tiene sólo un calefón, del termostato es simple, porque sólo controla al calefón.
Furnace = Simplicity
Sin embargo, si la casa tiene un calefón y un sistema de aire acondicionado, el termostato debe ser más complejo, tendrán más interruptores, perillas o botones, por causa de que ahora controla dos procesos, tanto el calentamiento como el enfriamiento.
Furnace + Air Conditioner = Complexity
El mismo principio se aplica a los organismos vivos. Los seres humanos tienen el sistema nervioso y el cerebro más complejo de todos los animales. Esto le permite realizar muchas actividades diferentes y también tener cuerpos complejos.
Humans – Most Complex Nervous System
o las anémonas, no tienen un cerebro central sino simplemente una red nerviosa, pues es todo lo que necesitan para regular sus cuerpos simples y y sus
funciones. En resumen, mientras más complejo es el animal, más complejo necesita ser el cerebro.
More Complex the Animal, the More complex the Brain
La ley de la variabilidad necesaria no sólo se aplica máquinas controladoras y cuerpos humanos, sino también a sistemas sociales. Por ejemplo, para poder controlar el
crimen, no es necesario tener un policía por cada ciudadano, aunque no todas las actividades de los
ciudadanos necesitan regulación,. . .
Social Systems
. . . sólo las ilegales. Por lo tanto, uno o dos policías por cada 1000 personas generalmente es suficiente capacidad
para regular las actividades ilegales.
Capability to Reg ulate
Basados en este ejemplo, la relación entre la variabilidad en el regulador y la variabilidad en el sistema que está siendo regulado se logra no por medio de incrementar la complejidad del regulador, sino por medio de reducir la variabilidad en el sistema que está siendo regulado. Es decir, en vez de contratar muchos policías, simplemente decidimos regular pequeños aspectos del comportamiento humano.
Regulation – Increase Complexity of Regulator and System being Regulated
Sistemas auto organizados
Otro concepto cibernético es el de los sistemas auto organizados, los cuales vemos funcionando a diario. Un
sistema auto organizado es un sistema que se vuelve más organizado a medida que se acerca a su equilibrio. Ross Ashby se dio cuenta de que cada sistema en el que sus procesos internos o reglas de interacción no cambian, es
un sistema auto organizado.
Self Organizing Systems
Por ejemplo, en una terminal de buses vemos a un grupo desorganizado de personas que están esperando.. . .
Waiting in Line
. . . Cuando llega un bus, se organizan en una línea, porque su experiencia pasada les dice que la manera más práctica para obtener el servicio es alinearse. Éstas personas por lo
tanto se han constituido en un sistema auto organizado.
The Line – A Self-Organizing System
Incluso una mezcla de salsa de aceite y vinagre es un sistema auto organizado. Como resultado de haber sido sacudido, la mezcla se convierte en un líquido homogéneo temporalmente.
Oil and Vinegar – a Self-Organizing System
A medida que la salsa puede lograr acercarse desequilibrio, la mezcla cambia su estructura y el aceite y el vinagre se separan automáticamente. Por lo tanto podemos ver que la mezcla se organiza por sí sola.
Oil and Vinegar - Equilibrium
La idea de autoorganización nos lleva a una regla de diseño general. Para poder cambiar cualquier objeto, ponga este objeto en un entorno en el cual la interacción entre el objeto y su entorno cambie al objeto en la dirección que usted quiera.
Consideremos tres ejemplos.
Self Organization Leads to a General Design Rule
Primero, para producir hierro de mineral de hierro, ponemos al hierro en un entorno llamado horno de fundición. En el horno, el carbón es quemado para producir calor. En el entorno químico y termodinámico del horno de fundición, el hierro se oxida para convertirse en hierro puro.
Self Organization Leads to a General Design Rule
Como segundo ejemplo consideremos el proceso de educar a un niño. El niño es llevado a una escuela.
Educating Children
como resultado de interactuar con los profesores y otros estudiantes en la escuela, el niño aprende a leer y escribir.
Educating Children, cont.
Un tercer ejemplo es la regulación de los negocios llevada a cabo por el gobierno. Para regular sus asuntos, el pueblo de los Estados Unidos adoptó una constitución que estableció tres brazos de gobierno. Por medio de generar leyes, el Congreso crea un entorno de incentivos impositivos y penalidades legales las cuales son ejecutadas por el poder ejecutivo.
Regulation of Business by Government
Estos incentivos y penalidades, las cuales son determinadas por las Cortes, alientan a los hombres de negocios a modificar su comportamiento en la dirección deseada.
Regulation of Business by Government, cont.
. . . y las regulaciones del gobierno sobre los negocios, pueden ser concebidos como sistemas auto organizados. Cada sistema se organiza asimismo a medida que se dirige hacia un estado de equilibrio. Y en cada caso, en cada sistema de reglas se usan para producir resultados deseados..
Regulation of Business by Government, cont.
Las recientes investigaciones en autómatas celulares, geometría fatal y complejidad pueden considerarse como extensiones de las investigaciones de los sistemas auto
organizados a principios de los años 60.
Hasta aquí hemos hablado mayormente acerca de cómo la cibernética puede ayudarnos a construir máquinas y a
entender procesos de regulación simple. Pero la cibernética también puede ser útil para entender cómo el conocimiento
se genera por sí mismo.
Cybernetics – how Knowledge itself is Generated
Este entendimiento puede darnos un fundamento firme para regular grandes sistemas como corporaciones de negocios, naciones. . .
A Firmer Foundation for Reg ulating Larger Systems
A finales de los años 60, cibernéticos como Heinz von Foerster en los Estados Unidos, . . .
Heinz Von Foerster
Cibernética de segundo orden
. . . expandieron las aplicaciones de los principios de la cibernética para entender el rol del observador. Éste énfasis fue llamado cibernética de segundo orden.
Second Order Cybernetics
Mientras que la cibernética de primer orden trata con los sistemas controlados, la cibernética de segundo orden trata con los sistemas autónomos.
Dealing with Autonomous Systems
Si aplicamos principios de cibernética a sistemas sociales, nos llama la atención el rol del observador de un sistema quien, . . .
. . . mientras intenta estudiar y entender un sistema social, no es capaz de separarse asimismo del sistema o prevenir
que su persona tenga un efecto sobre él.
Separating Man from the System
Desde un punto de vista clásico, un científico trabajando en un laboratorio se esfuerza al máximo para evitar que sus acciones afecten los resultados de un experimento. Sin embargo, a medida que nos alejamos de los sistemas mecánicos, como aquellos con los que los científicos
trabajan en un laboratorio, y nos acercamos a los sistemas sociales, se vuelve imposible ignorar el rol del observador.
Separating Man from the System, cont.
Por ejemplo, una científica como Margaret Mead quien estudió a las personas y sus culturas, pudo no haber podido evitar el afectar a las personas que estudió.
Margaret Mead
Por causa de que ya vivió dentro de las sociedades que estudiaba, los habitantes de esa sociedad podía naturalmente en ocasiones, o impresionarla, o alagarla o tal vez enojarla.
Mead – Separating Man from the System
La presencia de Mead en una cultura alteró tal cultura y por lo tanto, afectó lo que ella observaba.
Mead – Separating Man from the System, cont.
Éste efecto del observador hizo imposible para Mead ver como era la sociedad antes de que estuviera allí.
Mead – Separating Man from the System, cont.
Un reportero de noticias conciente siempre será afectado por su trasfondo y experiencia y por lo tanto será necesariamente subjetivo. Además, el reportero es incapaz de reunir y abarcar toda la información necesaria para dar un reporte completo y exacto de un evento complejo.
News Reporters – Affected by Background and Experience
Por estas razones, es recomendable tener varias personas estudiando un evento o sistema complejo. Sólo por medio de escuchar las descripciones de varios observadores puede una persona formarse una impresión de cuanto una descripción de un evento es una función del observador y cuanto de esta descripción es una función del evento en sí mismo.
Wise to Have Several People Study Complex Systems
Mientras que en sus primeros días la cibernética fue generalmente aplicada a los sistemas para buscar metas definidas para estos, la cibernética de segundo orden estudia a los sistemas que definen sus propias metas.
Early Days – Cybernetics = Systems Seeking Pre-Defined Goals
La cibernética enfoca su atención en como los propósitos son construidos. Un ejemplo interesante de un sistema que crece a partir de tener sus propios propósitos para hacer uno que define sus propios propósitos es el ser humano. Cuando los niños son muy pequeños, los padres establecen metas para ellos. Por ejemplo los padres normalmente desean que sus hijos aprendan a caminar, hablar, y usar buenos modales en la mesa.
Now – How Purposes are Constructed
Sin embargo, a medida que los niños crecen, ellos aprenden a establecer sus propias metas y persiguen sus objetivos personales, como las decisiones con respecto a
su educación superior o las metas de su carrera, . . .
Pursuing Goals and Purposes
Para resumir lo que hemos aprendido, la cibernética primeramente hizo uso del concepto de retroalimentación.
Cybernetics – 1st Noted for Feedback
El cuerpo humano es una rica fuente de ejemplos acerca de cómo la retroalimentación permite a los sistemas regularse a sí mismos, provocando que los cientistas se interesen en estudiarlo. . .
Human Body – Rich Example of Feedback
. . . y simular actividades humanas y animales como el caminar o el pensar.
Studying the Human Body – Walking, Thinking, etc.
La cibernética estudia propiedades de autoorganización y ha evolucionado. . .
Cybernetics – Studies Self-Organizing Properties
. . . de preocuparse inicialmente en máquinas. . .
Cybernetics – Moved from Primary Concern with Machines
Aunque nunca vayamos a ser capaces de volver a los tiempos de Leonardo da Vinci y dominar todos los campos del conocimiento existente, podemos construir un grupo de principios comunes que describan el comportamiento de todos sistemas.
Da Vinci – Can we Master all Fields and Existing Knowledge?
También la cibernética nos dice, que a causa de que el observador de cine el sistema que él quiere controlar, la
complejidad es dependiente del observador.
Complexity is Observer-Dependent
La complejidad, como la belleza, está en el ojo de quien la contempla..
Complexity is in the Eye of the Beholder
The History and Development of Cybernetics
Narrated By:Paul Williams
Produced By:Enrico Bermudez
Paul Williams
Written By:Catherine Becker, Marcella Slabosky, Stuart Umpleby
Traducido y Editado por:Ricardo Quiroz Gutiérrez
© 2006 The George Washington University: [email protected]
Credits