Cibernética

Tomado de la Enciclopedia de Teoría de Sistemas y Cibernética. (Charles Francois)

1. “Campo de control y comunicación en los animales y las máquinas” (N. Wiener 1948 p.11)

La visión original de Wiener es de hecho bastante mecanicista y corresponde a lo que será conocido como primera cibernética o cibernética de primer orden.

2. “El estudio de los sistemas que están abiertos a la energía pero cerrados a la información y control -sistemas que están apretados de información-“ (W. R. Ashby 1956 p.5).

La visión de Ashby es muy cercana a la de Wiener: “La cibernética trata con todas las formas de comportamiento en cuanto ellas son regulares, determinadas, o reproducibles... Lo que la cibernética ofrece es un marco de trabajo sobre el cual todas las máquinas individuales pueden ser ordenadas, relacionadas y estudiadas” (p.2)

El punto de vista de Wiener, y en menor medida el de Ashby, tienen resistencias considerables de parte delos investigadores de ciencias humanas.

Ashby mismo sin embargo escribió también: “La cibernética no estudia cosas sino modos de comportamiento. No pregunta ¿qué es esto? sino ¿qué hace esto?...la materialidad es irrelevante así como la tenencia o no de las leyes ordinarias de la física”. (1956 p.1)

Y además: “La cibernética no está condicionada por ser derivada de otras ramas de la ciencia. La cibernética tiene sus propios fundamentos.” (Ibíd.).

Cibernetistas alemanes prefirieron, por lo menos hasta 1970, definiciones más formales como puede apreciarse en las siguientes 4 definiciones:

3. “Ciencia de las estructuras de la información en dominios técnicos y no técnicos” (básicamente relacionados con tratamiento de datos) (Steinbuch 1955 p.325).

4. “Teoría y técnica de sistemas la cual transforma mensajes” (Frank 1959 p.30)

5. “Tratamiento matemático y constructivo de sistemas, funciones y relaciones generales” (von Cube 1967 p.11-16)

6. “La teoría de la ínter-conectividad de posibles sistemas auto-regulados con sus subsistemas” (Klaus 1965).

El cibernetista ruso Glushkov propuso en 1966 un concepto técnico bastante similar de cibernética:

7. “La teoría general de la transmisión de la información y... la teoría y principios de la construcción de las varias transformaciones de la información.” (1966)

Glushkov incluyo en su libro teorías de algoritmos, autómatas discretos, sistemas auto-organizados, lógica matemática. V. G. Drozin observó que: “…sus postulados traslapaban algunas cosas que la ciencia de la computación estaba enseñando en nuestro país (i.e. US) (1976 p.30)

8. “Disciplina que estudia regulaciones y comunicaciones en seres vivos y máquinas hechas por el hombre” (J. de Rosnay 1975 p.33)

Muy significativamente de Rosnay usa la palabra “regulación” y no “control” usada por Wiener. Como biólogo él está más acostumbrado al aspecto no intencionado de la regulación. Esto se ve mejor si uno recuerda que biólogos, psicólogos y sociólogos reaccionaron negativamente a los “controles” cibernéticos, que ellos consideraban un reduccionismo mecanicista, tentado , lo que es más, a inducir posibles manipulaciones a comportamiento humano (y animal).

Por otro lado de Rosnay añade: “Una definición más filosófica dada por L. Couffignal en 1958, ve la cibernética como: “El arte de asegurar la eficacia en la acción”. La palabra cibernética fue reinventada por Wiener en 1948 de la palabra griega “kubernetes” que significa “piloto” o “timón”. Uno de los primeros mecanismos cibernéticos de regulación en la máquina de vapor inventada por Watt y Boulton en 1788 fue llamado “gobernador”... La cibernética tiene así la misma raíz que “gobierno”: El arte de administrar y dirigir sistemas altamente complejos. (Ibíd.)

A partir de 1960 empezó a emerger una visión de la cibernética menos mecanicista con Stafford Beer, G. Pastk, H. von Foerster, M. Maruyama, H. Maturana y otros investigadores.

De acuerdo con Stafford Beer...”La cibernética estudia el flujo de información alrededor de un sistema y la manera como esta información es usada como un medio para regularse a sí misma. Esto funciona indiferentemente para seres animados o inanimados. La cibernética es una ciencia interdisciplinaria, en deuda tanto con la biología como con la física, tanto con el estudio del cerebro como con el estudio de las computadoras, y además muy en deuda con los lenguajes formales de la ciencia por proveer herramientas con las cuales el comportamiento de todos los sistemas puede ser descrito objetivamente” (1966 p.254)

Uno se pregunta si Beer actualmente usaría a palabra “objetivamente” debido a que ahora es generalmente admitido que el conocimiento científico puede ser falseado (Popper) y resulta de un proceso consensual a través de la conversación (Pask). Por supuesto y no obstante, aún podemos postular sin correr riesgos la existencia de una realidad objetiva , y todo esto no dañaría la utilidad de los modelos cibernéticos.

Luego Beer añade: “La cibernética es precisamente sobre la organización- para este es el medio sobre el cual se ejercita el control. Por lo tanto la cibernética puede además ser definida, como lo ha sido por ciertos escritores rusos, como la ciencia de la organización efectiva” (Ibíd. p.425)

En cualquier caso la visión de Beer no es mecanicista “La cibernética comienza cuando las posibilidades de la algoritmización de los sistemas de control termina” (Citado por Drozin 1976 p.28)

De acuerdo con Krippendorff: “En la cibernética las teorías descansan sobre 4 postulados básicos: variedad, circularidad, proceso y observación” (1986 p.20)

Como señaló este autor la variedad está muy relacionada a información, comunicación y control; circularidad es un resultado necesario de la retroalimentación , y la lleva ala autopoiesis; procesos vienen de retroalimentación, comunicación, regulación y control; y observación es la condición básica para la toma de decisiones y el control.

Los sistemas auto-organizados y la ingeniería de sistemas...

Francisco Maturana en el prefacio a la edición de 1994 de "De Máquinas y Seres Vivos" menciona lo siguiente:

[... un sistema, cualquiera sea este, surge en el momento en que en un conjunto de elementos comienza a conservarse una dinámica de interacciones y de relaciones que dan origen a un clivaje operacional que separa a un subconjunto de esos elementos que pasa a ser un sistema, de otro elementos que quedan excluidos de éste y que pasan a ser el entorno. La dinámica de interacciones y relaciones que como configuración relacional entre elementos al conservarse separa a un conjunto de elementos de otros dando origen a un sistema, pasa a ser la organización del sistema, en tanto que el conjunto de elementos y relaciones que realizan esta organización en la unidad operacional que surge así separada de un medio como un ente particular, pasa a ser la estructura.]

Francis Heylighen, por otro lado, en su muy leído artículo "The Science of Self-organization and Adaptivity", menciona con mucho acierto esto:

El cibernetista británico W. Ross Ashby propuso lo que llamó “el principio de autoorganización”. El notó que un sistema dinámico, independientemente de su tipo o composición, siempre tendía a evolucionar hacia un estado de equilibrio, o lo que podríamos ahora llamar un atractor. Esto reduce la incertidumbre que tenemos acerca del estado de sistema, y por consiguiente la entropía estadística del sistema. Esto es equivalente a la auto-organización. El equilibrio resultante puede ser interpretado como un estado donde las diferentes partes de sistema están mutuamente adaptadas.

La auto-organización es básicamente la creación espontánea de patrones coherentes globalmente provenientes de interacciones entre componentes inicialmente independientes. Este orden colectivo está organizado en función de su propio mantenimiento, y de este modo tender a resistir perturbaciones. Esta robustez se logra con el control distribuido y redundante de modo que cualquier daño pueda ser restaurado por las secciones restantes no dañadas.

El mecanismo básico subyacente a la auto-organización es la variación determinista o estocástica que gobierna cualquier sistema dinámico, explorando diferentes regiones en el espacio de estados hasta que cae en un atractor, i.e. a una configuración que se cierra en sí misma. Este proceso puede ser acelerado y profundizado por el incremento de variación, por ejemplo por adición de “ruido” al sistema. La entrada a un atractor impide futuras variaciones fuera del atractor, y por lo tanto, restringe la libertad de los componentes del sistema de comportarse independientemente. Esto es equivalente al incremento de coherencia, o disminución de la entropía estadística, que define la auto-organización.

La clausura define al sistema separado de su entorno, definiéndolo como autónomo. La clausura usualmente es el resultado de la naturaleza retroalimentada y no lineal de las interacciones. Si la retroalimentación es positiva llevará a un crecimiento explosivo de cualquier configuración originalmente que entra en el régimen de retroalimentación positiva. Este crecimiento acaba cuando todos los componentes disponibles han sido absorbidos en una nueva configuración, dejando al sistema en un estable estado de retroalimentación negativa.

La teoría de auto-organización tiene muchas aplicaciones potenciales -pero aún relativamente poco prácticas- En principio ofrece una visión del funcionamiento de la mayoría de sistemas complejos que nos rodean, desde galaxias y planetas hasta moléculas, y desde células vivas a ecosistemas y mercados. Tal entendimiento sin embargo no necesariamente lleva a una mejor capacidad de predicción, debido a que el comportamiento de los sistemas auto-organizados es impredecible por su propia naturaleza. Por otro lado, obtener una mejor comprensión de las fuentes relevantes de selección, la variación y las estructuras intrínsecas de un atractor nos ayudarán a conocer cuáles comportamientos son posibles y cuáles son imposibles.

Los sistemas complejos han llamado la atención de físicos, biólogos, eologistas, economistas y científicos sociales. Las ideas sobre sistemas complejos están abriendo caminos en antropología, ciencias políticas y finanzas. Muchos ejemplos de redes complejas que tienen un gran impacto en nuestras vidas -tales como supercarreteras, electrificación e internet- vienen de la ingeniería. Pero, aunque los ingenieros pueden haber desarrollado los componentes, ellos no han planeado su conexión.

Las principales características de los sistemas complejos son la auto-organización, la adaptación y la emergencia. En el estudio y entendimiento de lo sistemas complejos radica el corazón de la Ingeniería de Sistemas; y el trabajo trnadisciplinario es básico en la búsqueda de hacer ciencia y buscar un mejor entendimiento de la realidad compleja que nos rodea.

¿QUÉ ES LA REALIDAD? -cibernética de segundo orden-...conversando con Humberto Maturana

Humberto, hablamos de los sentidos, yo te toco, te veo , te voy a escuchar, pero los sentidos se encadenan con una serie de cosas que son por ejemplo el estado de ánimo con que tu estás sentado acá, las emociones. ¿Cuál es el rol global de nuestros sentidos?, ¿podemos hablar de sentidos, llamémoslo así, solos, aislados del contexto emocional?, ¿qué se une allí?

Los sentidos en verdad tú no los puedes mirar aislados de nada en relación al organismo. El ser vivo tiene un espacio de existencia doble; por un lado está esta cosa relacional, y por otro lado esta cosa interna; los sentidos pertenecen aquí a esta frontera, en el encuentro en el espacio relacional, y tienen que ver, o constituyen más bien, las dimensiones de encuentro, estos famosos cinco sentidos son cinco dimensiones de encuentro: el tacto, el olfato, el oido,la visión, y por lo tanto tienen que ver con el espacio que el organismo vive, el espacio relacional que el ser vivo vive, pero en este encuentro en su espacio relacional es donde se da el vivir, y ese vivir tiene un caracter u otro según la dinámica relacional que corresponde, y alli es donde aparecen las emociones, y hay un juego continuo de lo que pasa en la relación con lo que pasa en el interior en esta otra dimensión de existencia que es la fisiología, así que los sentidos corresponden a esta interfase de encuentro.

¿Entonces dirías tú que nosotros vivimos de alguna manera en esa frontera?

No casi, yo diría que nosotros, nosotros seres humanos en este caso en particular, no vivimos en la frontera sino que en el encuentro mismo, pero esta frontera es fundamental porque define la naturaleza de los encuentros posibles, en términos de las dimensiones, o más bien las dimensiones de los encuentros posibles; y eso es bien intersante porque cada vez que tú generas una dimensión de encuentro nueva es como si hubieses generado un nuevo sentido, una nueva sensorialidad.

Si yo con mis sentidos percibo cosas, están mis emociones detrás, ¿qué es lo qué es la realidad en ese caso? ¿cómo podríamos decir qué es la realidad? ¿hay un concepto de realidad, o incluso la pregunta no tiene sentido?

La pregunta tiene sentido; claro, tú la formulaste de la siguiente manera: Si yo con los sentidos, con la sensorialidad, percibo cosas, entonces aparece este mundo de las cosas y uno puede preguntarte por la realidad. Pero lo que pasa es que tú con la sensorialidad no percibes cosas, sino que las cosas van a surgir en la relación. Entonces es como si tuviéramos estos dos entes, nosotros los observadores vemos estos dos entes, el organismo y el medio, pero el organismo no ve el medio como nosotros observadores externos lo vemos, porque opera en su dinámica fisiológca interna, casi como un remolino encerrado en sí mismo, con dimensiones de encuentro posibles con el medio, entonces, cuando se realizan estos encuentros esta el fluir de las interacciones del organismo con el medio, con las circunstancias, y allí es donde se da el vivir , alli es donde nosotros somos.

Y allí hablamos de realidad

Allí hablamos de realidad, en este encuentro, un modo de explicar lo que nos pasa en este encuentro. Es bien interesante porque en el fondo lo que estoy diciendo es que los seres vivos en general, y nosotros en particular, tenemos esta doble existencia, una existencia fisiológica, de la cual ciertamente nunca nos damos cuenta,o rara vez, salvo que estemos enfermos; y una existencia relacional que es donde ocurre este darnos cuenta como seres humanos.

Cuando tenemos esa relación con el otro...

Cuando tenemos esa relación con el otro, o con las circunstancias.

Autopoiesis y la procedencia de la Materia

Hace poco escuché al Dr. Zwiebach Barton en una conferencia en la UNI . Entre muchas de las cosas interesantísimas que dijo lo que más me llamo la atención fue el hecho que hasta ahora los físicos no saben de donde las partículas fundamentales obtienen su materia. Para no entrar friamente en Teoria de Cuerdas, partamos de la mecánica cuántica, cuando hablamos de la masa de un protón , por ejemplo, que sabemos está formado por tres quarks , podríamos pensar que lo más lógico es que su masa total sea el resultado de la suma de las masas de los tres quarks que lo forman, pero eso es un error, pues las masas de sus tres quarks apenas si explica un porcentaje despreciable de la masa del protón, ¿de dónde proviene el resto de su masa?.

La propuesta científica que intenta explicarlo, conocida como Modelo Estandar, es un poco engorrosa, requiere de 4 partículas fundamentales llamadas bosones (1 de ellas es la partícula de Higgs ) de las cuales tres son "comidas" por estos bosones (sí, se comen a sí mismos)...

Así funciona el campo de bosones de Higgs (el ejemplo proviene de la página del CERN)

Para entender el mecanismo de Higgs imagine una habitación llena de físicos conversando silenciosamente, esto es como el espacio lleno con el campo de Higgs

Un conocido físico entra caminando, creando un disturbio a medida que el cruza la habitación, y atrae un grupo de admiradores con cada paso...

...Esto incrementa su resistencia al movimiento (inercia), en otras palabras, él adquiere masa, tal como una partícula en el campo de Higgs.

Si un rumor atraviesa la habitación...

...Esto crea la misma clase de agrupamiento, pero esta vez entre los científicos mismos, en esta analogía estos agrupamientos son las partículas de Higgs

Pero lo importante de todo esto es que probablemente estos tres bosones que se "comen" a sí mismos lo que hacen es generar gluones (sí como pegamento, y tienen masa cero), con los cuales se mantiene unidos los protones y neutrones en el núcleo de los átomos (la famosa fuerza fuerte) autoreferenciándose. Sobra un bosón de Higgs y lo están buscando en el Fermilab y muy pronto en el súper acelerador de partículas del CERN, con cuyo hallazgo se estaría más cerca de probar esta teoría... Y es que probablemente esta fuerza fuerte sea la responsable de casi la totalidad de la masa del protón del que hablábamos al comienzo...pero lo mismo puede decirse del resto de materia del universo.

Increíble , ¿verdad?, pero lo verdaderamente fascinante es la relación que guarda esto con el concepto de Autopoiesis de Maturana y Varela, que apareció por primera vez en el libro: "Autopoiesis la organización de lo vivo"... Lo que quisieron era explicar la naturaleza del ser vivo, cuál era el principio, a qué le llamamos algo vivo...refresquemos, ellos propusieron lo siguiente:

[...

1. La caracterización de la unidad mínima viva no puede hacerse solamente sobre la base de componentes materiales. La descripción de la organización de lo vivo como configuración o pattern es igualmente esencial.
2. La organización de lo vivo es, en lo fundamental, un mecanismo de constitución de su identidad como entidad material.
3. El proceso de constitución de identidad es circular: una red de producciones metabólicas que, entre otras cosas, producen una membrana que hace posible la existencia de la misma red. Esta circularidad fundamental es por lo tanto una autoproducción única de la unidad viviente anivel celular. El término autopoiesis designa esta organización mínima de lo vivo.

...] (Maturana y Varela, 1974)

No estoy diciendo que el protón sea un ser vivo, pero resulta increíble este isomorfismo, pues como lo diría Prigogine del límite del caos se pasa al orden, y al parecer nuestras partículas fundamentales tienen la masa que tienen por ser una entidad que tiene como parte de su emergencia "masa", no toda combinación de quarks produce gluones, parece ser un estado entrópicamente mejor. Por otro lado, los gluones no son otra cosa que interacción entre quarks, son energía, y si tomamos en cuenta que el universo esta hecho en un 5% por protones y neutrones, pues las interacciones entre sus partículas fundamentales explicaría el 5% de la materia del universo. Elegantísimo, ¿verdad?, "Los sistemas, más que por sus componentes en sí, están determinados por las relaciones e interacción entre sus componentes, y con el entorno".