Cibernética: o control y comunicación en el animal y la máquina es un libro escrito por Norbert Wiener y publicado en 1948. [1] Es el primer uso público del término " cibernética " para referirse a mecanismos de autorregulación. El libro sentó las bases teóricas de los servomecanismos (ya sean eléctricos, mecánicos o hidráulicos), la navegación automática , la computación analógica , la inteligencia artificial , la neurociencia y las comunicaciones confiables .
En 1961 se publicó una segunda edición con cambios menores y dos capítulos adicionales.
El libro suscitó una cantidad considerable de discusión y comentarios públicos en el momento de su publicación, algo inusual para un tema predominantemente técnico.
El interés público que despertó este libro inspiró a Wiener a abordar las cuestiones sociológicas y políticas planteadas en un libro dirigido al lector no técnico, lo que dio como resultado la publicación en 1950 de El uso humano de los seres humanos .
Introducción
1. Tiempo newtoniano y bergsoniano
2. Grupos y Mecánica Estadística
3. Series temporales, información y comunicación
4. Retroalimentación y oscilación
5. Las máquinas informáticas y el sistema nervioso
6. Gestalt y universales
7. Cibernética y Psicopatología
8. Información, lenguaje y sociedad
9. Sobre las máquinas de aprendizaje y autorreproducción
10. Ondas cerebrales y sistemas autoorganizados
Wiener relata que el origen de las ideas de este libro es una serie de reuniones que duraron diez años en la Facultad de Medicina de Harvard, donde científicos y médicos discutieron el método científico con matemáticos, físicos e ingenieros. Detalla la naturaleza interdisciplinaria de su enfoque y se refiere a su trabajo con Vannevar Bush y su analizador diferencial (una computadora analógica primitiva ), así como a sus primeros pensamientos sobre las características y principios de diseño de las futuras máquinas calculadoras digitales. Rastrea los orígenes del análisis cibernético hasta la filosofía de Leibniz , citando su trabajo sobre el simbolismo universal y el cálculo del razonamiento.
El tema de este capítulo es una exploración del contraste entre los procesos reversibles en el tiempo regidos por la mecánica newtoniana y los procesos irreversibles en el tiempo de acuerdo con la Segunda Ley de la Termodinámica . En la sección inicial contrasta la naturaleza predecible de la astronomía con los desafíos planteados en la meteorología, anticipando desarrollos futuros en la teoría del Caos . Señala que, de hecho, incluso en el caso de la astronomía, las fuerzas de marea entre los planetas introducen un grado de decadencia a lo largo de períodos de tiempo cosmológicos, por lo que, estrictamente hablando, la mecánica newtoniana no se aplica con precisión.
Este capítulo comienza con una revisión del trabajo (totalmente independiente y aparentemente sin relación) de dos científicos de principios del siglo XX: Willard Gibbs y Henri Lebesgue . Gibbs era un físico que trabajaba en un enfoque estadístico de la dinámica y la termodinámica newtonianas , y Lebesgue era un matemático puro que trabajaba en la teoría de las series trigonométricas . Wiener sugiere que las preguntas formuladas por Gibbs encuentran su respuesta en la obra de Lebesgue. Wiener afirma que la integral de Lebesgue tuvo implicaciones inesperadas pero importantes al establecer la validez del trabajo de Gibbs sobre los fundamentos de la mecánica estadística. Las nociones de promedio y medida en el sentido establecido por Lebesgue eran necesarias con urgencia para proporcionar una prueba rigurosa de la hipótesis ergódica de Gibbs . [6]
Se desarrolla el concepto de entropía en mecánica estadística , y su relación con la forma en que se utiliza el concepto en termodinámica . Mediante un análisis del experimento mental El demonio de Maxwell , relaciona el concepto de entropía con el de información .
Este es uno de los capítulos más intensivos en matemáticas del libro. Se ocupa de la transmisión o grabación de una señal analógica variable como una secuencia de muestras numéricas y sienta muchas de las bases para el desarrollo del audio digital y la telemetría durante las últimas seis décadas. También examina la relación entre ancho de banda , ruido y capacidad de información , desarrollada por Wiener en colaboración con Claude Shannon . Este capítulo y el siguiente forman el núcleo de los principios fundamentales para los desarrollos de sistemas de automatización, comunicaciones digitales y procesamiento de datos que han tenido lugar durante las décadas desde la publicación del libro.
Este capítulo sienta las bases para el tratamiento matemático de la retroalimentación negativa en sistemas de control automatizados. El pasaje inicial ilustra el efecto de mecanismos de retroalimentación defectuosos con el ejemplo de pacientes con diversas formas de ataxia . Luego analiza la señalización ferroviaria, el funcionamiento de un termostato y el gobernador centrífugo de una máquina de vapor . El resto del capítulo se dedica principalmente al desarrollo de una formulación matemática del funcionamiento de los principios subyacentes a todos estos procesos. Luego se analizan sistemas más complejos, como la navegación automatizada y el control de situaciones no lineales , como la dirección en una carretera helada. Concluye con una referencia a los procesos homeostáticos en los organismos vivos.
Este capítulo comienza con una discusión de los méritos relativos de las computadoras analógicas y las computadoras digitales (a las que Wiener se refirió como máquinas analógicas y máquinas numéricas ), y sostiene que las máquinas digitales serán más precisas, las implementaciones electrónicas serán superiores a las mecánicas o electromecánicas. unos, y que el sistema binario es preferible a otras escalas numéricas. Después de discutir la necesidad de almacenar tanto los datos a procesar como los algoritmos que se emplean para procesar esos datos, y los desafíos que implica implementar un sistema de memoria adecuado , continúa estableciendo los paralelismos entre las computadoras digitales binarias y las estructuras nerviosas en organismos.
Entre los mecanismos que especuló para implementar un sistema de memoria de computadora se encontraba "una gran variedad de pequeños condensadores [es decir, capacitores en la terminología actual] que podrían cargarse o descargarse rápidamente", prefigurando así la tecnología esencial de los modernos chips dinámicos de memoria de acceso aleatorio .
Prácticamente todos los principios que Wiener enumeró como características deseables de las máquinas de cálculo y procesamiento de datos se han adoptado en el diseño de computadoras digitales, desde las primeras computadoras centrales de la década de 1950 hasta los últimos microchips.
Este breve capítulo es una investigación filosófica sobre la relación entre los eventos físicos en el sistema nervioso central y las experiencias subjetivas del individuo. Se centra principalmente en los procesos mediante los cuales las señales nerviosas de la retina se transforman en una representación del campo visual. También explora los diversos circuitos de retroalimentación involucrados en el funcionamiento de los ojos: la operación homeostática de la retina para controlar los niveles de luz, el ajuste de la lente para enfocar objetos y el complejo conjunto de movimientos reflejos para llamar la atención sobre un objeto. en el área de visión detallada de la fóvea . El capítulo concluye con un resumen de los desafíos que presentan los intentos de implementar una máquina de lectura para ciegos.
Wiener abre este capítulo negando que no es ni psicopatólogo ni psiquiatra y que no afirma que los problemas mentales sean fallos del cerebro para funcionar como una máquina informática. Sin embargo, sugiere que podrían abrirse líneas de investigación fructíferas al considerar los paralelos entre el cerebro y una computadora. (Empleó la frase que suena arcaica "máquina informática", porque en el momento de escribir la palabra "computadora" se refería a una persona empleada para realizar cálculos de rutina). Luego analizó el concepto de "redundancia" en el sentido de tener dos o tres mecanismos informáticos funcionando simultáneamente en el mismo problema, de modo que los errores puedan reconocerse y corregirse.
Comenzando con un esbozo de la naturaleza jerárquica de los organismos vivos y una discusión de la estructura y organización de colonias de organismos simbióticos , como la carabela portuguesa , este capítulo explora los paralelos con la estructura de las sociedades humanas y los desafíos. enfrentan a medida que crecen y la complejidad de la sociedad aumenta.
El capítulo cierra con especulaciones sobre la posibilidad de construir una máquina para jugar al ajedrez y concluye que sería concebible construir una máquina capaz de un nivel de juego mejor que el de la mayoría de los jugadores humanos, pero no al nivel de experto. Semejante posibilidad parecía completamente fantasiosa a la mayoría de los comentaristas de la década de 1940, teniendo en cuenta el estado de la tecnología informática en aquel momento, aunque los acontecimientos han resultado justificar la predicción (e incluso superarla).
Comenzando con un examen del proceso de aprendizaje en los organismos, Wiener amplía la discusión a la teoría de juegos de John von Neumann y su aplicación a situaciones militares. Luego especula sobre la manera en que se podría programar una computadora que juega ajedrez para analizar sus actuaciones pasadas y mejorar su desempeño. Esto procede a una discusión de la evolución del conflicto, como en los ejemplos del matador y el toro, o la mangosta y la cobra, o entre oponentes en un juego de tenis. Analiza varias historias, como El aprendiz de brujo , que ilustran la opinión de que la dependencia literal de procesos "mágicos" puede resultar contraproducente o catastrófica. El contexto de esta discusión fue llamar la atención sobre la necesidad de tener cautela al delegar a las máquinas la responsabilidad de la estrategia de guerra en una era de armas nucleares . El capítulo concluye con una discusión sobre la posibilidad de máquinas autorreplicantes y el trabajo del profesor Dennis Gabor en esta área.
Este capítulo se abre con una discusión del mecanismo de evolución por selección natural , al que se refiere como " aprendizaje filogenético ", ya que está impulsado por un mecanismo de retroalimentación causado por el éxito o no en la supervivencia y la reproducción; y modificaciones del comportamiento a lo largo de la vida en respuesta a la experiencia, lo que él llama " aprendizaje ontogenético ". Sugiere que ambos procesos implican retroalimentación no lineal y especula que el proceso de aprendizaje se correlaciona con cambios en los patrones de los ritmos de las ondas de actividad eléctrica que se pueden observar en un electroencefalógrafo. Después de una discusión sobre las limitaciones técnicas de diseños anteriores de tales equipos, sugiere que el campo será más fructífero a medida que se desarrollen interfaces más sensibles y amplificadores de mayor rendimiento y las lecturas se almacenen en forma digital para análisis numérico, en lugar de registrarse con un bolígrafo. galvanómetros en tiempo real, que era la única técnica disponible en el momento de escribir este artículo. Luego desarrolla sugerencias para un tratamiento matemático de las formas de onda mediante el análisis de Fourier y establece un paralelo con el procesamiento de los resultados del experimento de Michelson-Morley que confirmó la constancia de la velocidad de la luz , lo que a su vez llevó a Albert Einstein a desarrollar el Teoría de la Relatividad Especial . Como ocurre con gran parte del resto del material de este libro, estas indicaciones han sido a la vez proféticas de desarrollos futuros y sugerentes de líneas fructíferas de investigación e investigación.
El libro proporcionó una base para la investigación en ingeniería electrónica , informática (tanto analógica como digital ), servomecanismos , automatización , telecomunicaciones y neurociencia . También generó amplios debates públicos sobre las cuestiones técnicas, filosóficas y sociológicas que discutió. E inspiró una amplia gama de libros sobre diversos temas relacionados periféricamente con su contenido.
El libro introdujo la propia palabra "cibernética" en el discurso público. [7]
Maxwell Maltz tituló su trabajo pionero sobre autodesarrollo " Psicocibernética " en referencia al proceso de dirigirse hacia un objetivo predefinido mediante la corrección del comportamiento. Se dice que gran parte de la industria del desarrollo personal y el movimiento del potencial humano se derivan del trabajo de Maltz.
La cibernética se convirtió en un éxito de ventas sorpresa y fue ampliamente leída más allá del público técnico que Wiener había esperado. En respuesta, escribió El uso humano de los seres humanos, en el que exploró más a fondo las implicaciones sociales y psicológicas en un formato más adecuado para el lector no técnico.
En 1954, Marie Neurath publicó un libro para niños Máquinas que parecen pensar [1], que presentaba los conceptos de cibernética , sistemas de control y retroalimentación negativa en un formato accesible.
{{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )