APARIŢIA ŞI DEZVOLTAREA CIBERNETICII

0.1 Precursorii (înainte de 1948)0.2 Întemeietorii (1948)0.3 Pionierii stiintei ciberneticii actuale(1948 – 1960)0.4 Inovatorii (1960 – 1985)0.5 Cibernetica de ordinul trei şi

sinteza cu Ştiinţele Complexităţii (1985 – în prezent)

0.1 Precursorii (înainte de 1948)

Kybernetos-cirmaci, guvernator Kybernetike (Platon)-conducerea unei

entitati sociale, a cetatii; a guverna Sustemo/l.latina/echivalent -multime,

adunare, reuniune/-SISTEM, sec.XVII Rene Descartes (1637) – “Discurs

asupra metodei”-conceptul filozofic de sistem, principii, metode de studiu a obiectelor si fenomenelor lumii reale

Andre Marie Ampere (1775 -1836)semnaleaza o noua stiinta-kibernetike-arta guvernarii, studiul metodelor de comanda si conducere a societatiiEssai sur la philosophie des sciences, ou exposition analytique d'une classification naturelle de toutes les connaissances humaines (1834)

Claude Bernard (1813-1878) – psiholog francez, a descoperit primul dispozitiv de reglare in biologie, prin relevarea legaturilor dintre sistemul nervos-si-sistemul sanguin

Henry Poincaré (1854 – 1912)

- a studiat instabilitatea sistemelor reale-intr-o lume dominata de teoria existentei echilibrului imuabil specific sistemului solar - contributii la teoria moderna a sistemelor dinamice

Nicolai Hartmann (1882–1950) filozof german-a dezvoltat conceptul de cauzalitate complexa in studiul interdependentelor si corelatiilor reciproce

Hartmann a formulat patru legi generale, pe care le-a denumit nivele ale realităţii (Teoria Stratificarii):

1) Legea Recurenţei: Categoriile inferioare se regăsesc la nivelele superioare ca subcomponente ale categoriilor superioare, dar niciodată invers;

2) Legea Modificării: Elemetele categoriale se modifică în cursul recurenţei către nivelele superioare (ele sunt influenţate de caracteristicile nivelelor superioare);

3) Legea emergenţei (descoperită de Hartmann şi denumită de el novum): O categorie superioară, compusă dintr-o diversitate de elemente inferioare, conţine un element specific, care nu este inclus în nivelele inferioare;

4) Legea Distanţei dintre Nivele: Nivelele diferite nu se dezvoltă continuu, ci în salturi.

Cele patru nivele ale realităţii considerate de Hartmann sunt:

i) inorganic; ii) organic; iii) emoţional; iv) intelectual.

Walter Bradford Cannon (1871-1945)

fiziolog, Harvard Medical School Anticipeaza proprietatea de HOMEOSTAZIE-ca tendinta generala a sistemelor cibernetice de a-si asigura echilibrul dinamic

Propozitiile formulate in acest sens :1) Constanţa într-un sistem deschis, aşa cum este, de

exemplu, corpul uman, necesită mecanisme care acţionează pentru a menţine această constanţă. Astfel de mecanisme sunt cele care determină concentraţia de glucoză în sânge, temperatura corpului, echilibrul acid-bază etc. care, dacă funcţionează defectuos pot duce la boli grave care determină în final dereglarea întregului organism;

2) Condiţiile staţionare care au tendinţă de a se modifica automat se întâlnesc cu factori care rezisă schimbării. De exemplu, o creştere a zahărului din sânge duce la sete care încearcă să dilueze concentraţia de zahăr din fluidul extracelular;

3) Sistemul de reglare care determină starea staţionară constă dintr-un număr de mecanisme care cooperează acţionând simultan sau succesiv. Zahărul din sânge este reglat de insulină, glucagon şi alţi hormoni care controlează depozitarea sa în ficat sau trecerea în diferite ţesuturi;

4) Homeostaza nu apare ca o întâplare ci este rezultatul unui proces de auto-guvernanţă organizată.

Ştefan Odobleja (1902-1978 , medic român

,,Psihologia Consonantistă” , Paris, (1938)

Ideea cibernetică a consonantismului, reflectă ceea ce numim azi reacţie pozitivă (feedback-ul pozitiv).

Ştefan Odobleja exprimă intenţia de a sistematiza psihologia în jurul noţiunii de consonanţă, ca şi dorinţa de a interpreta psihicul prin intermediul fizicii.

Autorul stabileşte un număr de legi generale, pe care le aplică tuturor domeniilor, tuturor ştiinţelor — adică atît ştiinţelor naturii inerte, cît şi ştiinţelor lumii vii, psihologiei şi fenomenelor /proceselor economico-sociale.

Defineşte viaţa prin reversibilitate: „viaţa este un cerc vicios de acţiuni şi reacţiuni reciproce. O reversibilitate complexă de fenomene fizico-chimice ... Un cuplu reversibil de acţiuni şi reacţiuni. Un fenomen complex unde fiecare fenomen parţial este, succesiv, cand cauză, cand efect...".

Are contributii remarcabile la aparitia T.G.S cibernetice

0.2 Întemeietorii (1948)

Norbert Wiener (1894 – 1964)

N. Wiener, Arturo Rosenblueth şi Julian Bigelow Din colaborarea celor trei rezultă o lucrare publicată

în 1943 în revista ,,Pshilosophy of Science”, sub titlul: ,,Behaviour, purpose, and teleology”.

Contributii: Importanta reglarii in bucla feed-back-a dispozitivelor

militare de lupta Importanta informatiei/mesajelor in sisteme

reale(tehnica, biologie etc) Cantitatea de informatie din sistem este o masura a

gradului sau de organizare, iar entropia-o masura a gradului sau de dezorganizare

Rolul informatiei in procesele de control , comunicare si predictie/previziune

Tipuri de comportament al sistemelor in raport cu scopul acestora-feed-back și non-feed-back

Metoda de studiu comportamentala (analiza de tip I/O, relatia sistem-mediu), opusa celei analitice (structura, proprietati, organizare interna)

Claude Shannon (1916-1981)

,,A Mathematical Theory of Communication” (1948)

Teoria informaţiei era în curs de elaborare, Claude Shannon împreună cu Denis Weaver au publicat în 1948, lucrarea fundamentală ,,A Mathematical Theory of Communication”, care se ocupa de modalităţile de codificare a datelor pentru a îmbunătăţi acurateţea transmisiei informaţiei.

Shannon este cel care introdus bitul ca unitate fundamentală de măsură a cantităţii de date transmise.

Este formulată analogia dintre bucla feedback şi canalul de informaţie, iar legătura inversă de la output la input este considerată ca un mesaj purtător de informaţie , care are un triplu sens: sintactic, semantic şi pragmatic.

Treptat a apărut problema stocării informaţiei în maşinile de calcul automate , anticipind facilitatile calculatoarelor de astăzi.

Toate aceste probleme au fost sintetizate de Norbert Wiener în prima sa carte dedicată noii ştiinţe: ,,Cibernetica, sau ştiinţa comenzii şi comunicării la fiinţe şi maşini”, care a aparut în 1948 la editura Wiley, New York- este vorba de asa numita CIBERNETICA de ordinul 1, inginereasca :

un sistem era conceput ca un obiect pasiv , CIBERNETICA explica CUM functioneaza lumea, procesele naturale pot fi explicate pe baza

teoriilor stintifice, cunoasterea stiintifica poate fi utilizata pentru a

schimba procesele naturale in beneficiul oamenilor

0.3 Pionierii stiintei ciberneticii actuale (1948 – 1960)

W. Ross Ashby (1903 – 1972)

,,An Introduction to Cybernetics” (1956)

,,Design for a Brain”. (1952)

Rolul informaţiei în sistemele cibernetice şi modul în care aceasta determină eficienţa proceselor de reglare şi control sunt dezvoltate de către William Ross Ashby (1903 -1972) care, în lucrarea sa fundamentală ,,An Introduction to Cybernetics”, apărută în 1956, formulează una dintre legalităţile fundamentale ale sistemelor cibernetice, şi anume “Legea varietăţii necesare”, conform căreia pentru a obţine o varietate dată la ieşirea unui sistem este necesar să se asigure la intrarea sistemului respectiv o varietate cel puţin la fel de mare.

Alte contributii : relevarea existentei comportamentului adaptiv ( se refera la rezolvarea problemelor interne si restructurarea sistemului), dar si auto-organizarea , prin dezvoltarea unor mecanisme si instrumente specifice- care stau la baza edificarii Teoriei Complexitatii, dupa 1982

Ludwig von Bertalanffy (1901 – 1972)

Teoria Generală a Sistemelor

Teoria generală a sistemelor, iniţiată de Ludwig von Bertalanffy, încearcă să facă din conceptul de sistem paradigma centrală a ştiinţei şi din metoda sistemică o modalitate esenţială de abordare ştiinţifică.

Acest lucru era deosebit de dificil după ce ştiinţa parcursese câteva sute de ani în care accentul se punea pe părţile componente ale sistemului, pe metoda analitică de abordare a proprietăţilor acestora.

Având ambiţia să descopere ,,legile izomorfe ale ştiinţei”, Bertalanffy vedea în teoria generală a sistemelor o modalitate de a se ajunge la ,,unificarea ştiinţelor”.

Keneth Boulding (1910 – 1993) a încercat să reformuleze bazele teoriei economice , pornind de la legităţile şi principiile teoriei generale a sistemelor.

Boulding a fost unul dintre primii economişti care a înţeles corect raporturile de interdependenţă dintre sistemul economic şi sistemul ecologic, militând împotriva distrugerii naturii în scopuri mercantile.

John von Neumann (1903 – 1957)

Teoria automatelor Teoria jocurilor Programarea matematica

Automatele celulare, create de John von Neumann împreună cu Stanislas Ulam, constituie astăzi un obiect important de studiu pentru specialiştii din diferite domenii ale Ştiinţelor complexităţii.

John von Neumann a creat conceptul de automat capabil de reproducere , care utilizează principiile ciberneticii şi care, mai târziu, l-au inspirat pe oamenii de stiinta chilieni Maturana şi Varela în crearea teoriei autopoiesisului.

Gordon Pask (1928 – 1996), cibernetician şi psiholog

englez.

Ştiinţele cognitive de astăzi sunt, în cea mai mare parte, dezvoltate pe baza lucrărilor lui Pask în domeniul cunoaşterii şi conştiinţei de tip cibernetic.

Apare pentru prima oară ideea, reluată şi dezvoltată în ultimii ani, conform căreia natura are o inteligenţă proprie şi răspunde în mod adecvat agresiunii omului asupra ei.

Maşinile de învăţat, proiectele dezvoltate de Pask, au constituit un imbold în dezvoltarea de mai târziu a inteligenţei artificiale şi roboticii

SAKI-o masina de invatare adaptiva proiectata de G Pask-a anticipat ceea ce azi reprezinta invatarea virtuala, e-learning

Stafford Beer - considerat creatorul ciberneticii manageriale-citeva iedei:

- există o limită a resurselor disponibile (acestea pot fi conceptualizate ca ,,spaţiu de stocare”, ,,energie liberă” sau ,,timp de prelucrare”);

- unităţile de bază sau părţile din care un sistem cu auto-organizare este construit sau modelat sunt ele însele sisteme cu auto-organizare;

- sistemul şi părţile sale sunt elemente active.

Aceste principii se aplică oricărui tip de sistem complex, începând cu organismele vii cele mai simple , mergând până la creierul uman.

Ilya Prigogine (1917 – 2003) (Premiul Nobel pentru chimie)

Structuri disipative si functionarea departe de echilibru

Rolul energiei si al entropiei in sistemele cibernetice->depasirea gindirii mecaniciste a secolelor anterioare

0.4 Inovatorii (1960 – 1985)

Cibernetica de ordinul doi-1963-Magoroh Maruyama-rolul buclelor feedback pozitive-ecuatii logistice,competitia prada-pradator intr-un mediu cu resurse de hrana limitate

includerea unei a doua bucle de limitare a cresterii 1962 Herbert Simon-Nobel pt economie1978,

The Architecture of Complexity-regindirea sistemelor economice prin prisma teoriei complexitatii

James Miller-1978, teoria sistemelor vii (Living Systems)-sisteme organizate pe nivele ierarhice intre care exista relatii de izomorfism

Herman Haken-anii 80-a propus o noua stiinta-SINERGETICA-studiaza modul in care diferite sisteme sau parti ale lor coevolueaza si coopereaza, pentru a crea o noua ordine

Eigen, Winkler, Schuster (Germania)-anii 1973- 1978-studiul sistematic al comportamentelor ciclice, in auto-reproducerea sistemelor(autopoiesis)

Umberto Maturana, Francesco Varela, Heinz von Foerster-Teoria autopoiesisului-autoreproducerii sistemelor vii si a celor care le contin pe acestea (economice, sociale etc)

Cibernetica de ordinul 2-a promovat ideea interactiunii dintre sistemul observat si observatorul sau, care poate fi o persoana sau tot un sistem cib.

Relatia sistem-observator, respectiv modelul realizat de observator, induce o complexitate asa de mare, incit ea nu mai poate fi tratata prin tehnicile formale bazate pe matematica clasica -precum in Cibernetica de ordinul 1 a lui Norbert Wiener.

Herbert Simon arata ca nu trebuie simplificata complexitatea , ci trebuie modelata , aceasta fiind o proprietate intrinseca a sistemelor

Idei de referinta: Sistemele complexe sunt ierarhice , slab

decompozabile-interactiunile lor sunt slabe dar nu neglijabile-fapt care permite intelegerea lor mai buna

Concepte folosite : stare, procese sau reguli de tranzitie a starilor

Reprezentarea si modelarea pe baza de ecuatii poate fi considerata reductionista, desi este utila d.p.d.v. al tratarii

Incepind cu anii 80 Teoria Sistemelor Complexe-prin lucrarile lui H.Simon s.a., a condus la ceea ce este azi cunoscut ca fiind STIINTELE COMPLEXITATII

Concluzii-Cibernetica de ordinul2(biologica)

Abordare sistemelor se face din perspectiva biologica-prin analogie cu modul in care functioneaza creierul

Observatorul este inclus ca parte a domeniului stiintific al abordarii

Ipoteza cheie: ideile despre cunoastere trebuie cautate in neuropsihologie

Consecinta importanta:acceptarea de catre oameni a constructivismului ii face mai toleranti

0.5 Ştiinţele Complexităţii şi Cibernetica actuală de ordinul 3 (1985 – în prezent)

Complexitatea-presupune o multitudine de elemente, procese, fenomene, interdependente si interconectate, in cadrul sistemului si cu mediul sau

Interdependenta si conectivitatea depind de scop/obiectiv, indiferent de nivelul la care se afla si de orizontul de timp al abordarii

Coevolutia- proprietatea de a se adapta la mediu, de a evolua pt. a determina o noua coerenta/ordine intre componentele sale, intre acestea si mediu

Existenta buclelor feedback-conditie de existenta a sistemelor complexe

Din TGS s-au desprins noi stiinte:

Inteligenta artificiala(Simon, Newell), Dinamica sistemelor(Forrester), Sinergetica(Haken), Teoria catastrofelor(Thom), Teoria sistemelor vagi/fuzzy(Zadeh)

Un sistem complex capabil de adaptare şi co-evoluţie se mai numeşte Sistem Adaptiv Complex şi reprezintă obiectul de studiu al Ştiinţelor Complexităţii

E. Milerton-Kelly (2003) distinge în dezvoltarea Ştiinţelor Complexităţii sase etape importante:

i) concepţia despre sistemul adaptiv complex şi complexitate dezvoltată la Institutul Santa Fe (S.U.A.) prin lucrările lui S. Kauffman (1993, 1995, 2000), J. Holland (1995, 1998), Chris Langton şi Murray Gell-Mann (1994);

ii) concepţia lui Axelrod privind complexitate şi cooperare în procesele de adaptare şi autoorganizare (Axelrod (1990, 1997), Axelrod şi Cόhen (2000));

iii) modelarea şi simularea pe calculator a complexităţii (Casti (1997), Bonabeau ş.a. (1999), Epstein şi Axtel (1996), Ferber (1999));

iv) concepţia privind structurile disipative şi sistemele care funcţionează departe de echilibru (Prigogine şi Stengers (1985), Nicolis şi Prigogine (1989)); sistemele autopoietice şi cibernetica de ordinul doi (Maturana şi Varela (1992), N. Luhman (1995));

v) teoria haosului şi a sistemelor haotice (Gleick (1987));

vi) complexitatea economică şi legea profitului crescător (W.Brian Arthur (1990, 1995, 2000)).St. Wolfram -a avut o incercare de unificare a Stiintelor Complexitatii= ,,A New Kind of Science” (2002)-cibernetica nu este o singura stiinta ci o metastiinta, generatoare a mai multor grupuri de discipline, care studiaza sistemele complexe din diferite domenii

Câteva concluzii Stiintele complexitatii organizate (SC) vor

reprezenta dominanta secolului al XXI-lea (Stuart Kaufman)

Elementul comun al SC-conceptul de SISTEM, abordat din unghiuri diferite, prin metode diferite , in scopuri diferite

SC trebuie sa explice relatia dintre stiintele naturii si stiintele sociale

Ipoteza cheie:ideile sunt acceptate daca servesc scopurilor observatorului

Consecinta :transformind sistemele conceptuale, schimbam societate

Elaborarea ciberneticii de ordinul trei, proces început după anul 2000 de o serie de oameni de ştiinţă (Stuart Umpleby, F. Heylighen, F. Geyer, C. Joslyn, ş.a.), are ca principal obiectiv realizarea unei sinteze intre principiile ciberneticii şi noile teorii ale complexităţii, ştiind că sistemele adaptive complexe sunt şi sisteme cibernetice.

S. Umpleby a formulat deosebirile dintre această cibernetică, de ordinul 3, denumită de el şi cibernetica societală, şi cibernetica de ordinul întâi (inginerească), respectiv cibernetica de ordinul doi (biologică, evoluţionistă)

Cibernetica de ordinul 3 este cibernetica cu impact social, ea este cibernetica sistemelor conceptuale

Schimbarea teoriilor despre fenomenele fizice nu influenteaza desfasurarea fenomenelor, dar cind teoriile despre sistemle sociale s-au schimbat, s-a schimbat si functionarea lor.

Intre teorii si sistemele sociale exista o circularitate neintilnita in alte sisteme, care conduce la modificarea ambelor, iar in final la un sistem social care corespunde scopurilor urmarite.