De kybernetikk er studiet av mekanismer for informasjon av systemer kompliserte, utforsket for å standardiseres ved Macy konferanser og beskrevet i 1947 av Norbert Wiener dette formål. Forskere med svært forskjellig bakgrunn og blant tidens mest strålende deltok i dette tverrfaglige prosjektet fra 1942 til 1953: matematikere, logikere, ingeniører, fysiologer, antropologer, psykologer, etc. De noen ganger uskarpe konturene av denne forskningen, dreier seg imidlertid om nøkkelbegrepet tilbakemelding (på engelsk tilbakemelding ) eller teleologisk mekanisme . Målet deres var å gi et samlet syn på de fremvoksende feltene innen automatikk , elektronikk og matematisk informasjonsteori , som "hele teorien om kommando og kommunikasjon, både hos dyr enn i maskinen".
Formaliseringen av resultatet av deres utveksling ble betrodd Norbert Wiener, en matematiker med flere ferdigheter, noe han gjør i boka Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine . Utgitt i 1948, anses han for å være grunnleggeren av kybernetikk og sørget for en bred offentlig distribusjon. Til tross for begrepets populære suksess, gikk bruken raskt ned i den vitenskapelige sammenhengen etter spredningen av deltakerne på Macy-konferansene og Norbert Wieners død i 1964. Ambisjonen som ble utviklet av kybernetikk har likevel utgjort en formidabel digel for utarbeidelsen av kognitiv vitenskap , kunstig intelligens , systemiske terapier fra Palo Alto-skolen , eller til og med biologiske teorier om selvorganisering .
Nyere utvikling innen robotikk er med på å revurdere forskning innen kybernetikk.
Begrepet cybernetikk ble populært i 1948 av matematikeren Norbert Wiener i sitt sentrale arbeid med disiplinen Cybernetics, eller Control and Communication in the Animal and the Machine ; dette feltet vil senere bli referert til som "vitenskapen om mestrede analogier mellom organismer og maskiner".
Platon brukte begrepet “κυβερνητική” (gresk kubernêtikê , fra kubernân , til å regjere) for å betegne styringen av et skip. Begrepene " styr ", " ror ", " regjering " eller til og med " guvernør " deler denne vanlige etymologien med begrepet "kybernetikk".
Begrepet kybernetikk dukker opp i 1834 i klassifiseringen av vitenskap foreslått av André-Marie Ampère ( fysiker og grunnlegger av elektrodynamikk 1775-1836) og betegner "vitenskapen om menns regjering".
Dette er en politisk bruk av det samme etymologiske grunnlaget, som Norbert Wiener vil erklære å ikke ha vært klar over da han brukte begrepet cybernetics for første gang i 1947. Wiener erklærer å ha avledet ordet cybernetics "fra det greske ordet kubernetes, eller pilot , det samme greske ordet som vi til slutt gjør vårt ord til guvernør ” .
PrinsipperDe logiske prinsippene som kybernetikk appellerer til, er ofte gjenoppblomstring av eldre prinsipper, noen ganger allerede beskrevet siden antikken.
Ikoniske forløperinnretninger kan kalles på som kuleregulatoren av James Watt 1788 , som var en av de første tilbakemeldingsmekanismene som ble brukt i industrien, eller servomotoren for dampmotorer opprettet av Joseph Farcot (1824-1908) i 1859 , som var først brukt på roret til skipene: virkningen av damp påvirket stempelet som styrer roret fra informasjon tatt om posisjonen til sistnevnte.
Alfred Wallace , som snakker om naturlig utvalg, beskriver det ved å sammenligne det med automatisk kontroll av en dampmaskin:
“Virkningen av dette prinsippet er nøyaktig som for sentrifugalroret til en dampmaskin, som kontrollerer og korrigerer uregelmessigheter nesten før det blir merkbart; og på lignende måte kan ingen ubalanse i dyreriket noen gang nå en betydelig grad, for det vil gjøre det merkbart fra første trinn, noe som gjør eksistensen vanskelig og utryddelse nesten sikker å følge. "
- Alfred Wallace, om tendensen til varianter til å avvike på ubestemt tid fra den opprinnelige typen
Naturlig seleksjon blir således treffende beskrevet som en selvregulering som opprettholder stabiliteten i økosystemet og forhindrer evolusjon . Bateson sa da "Wallace sa at det sannsynligvis var det mektigste som ble sagt på XIX - tallet. "
TeorierDe termodynamikk , ofte referert til Wiener, er trolig den eksisterende vitenskap beslektet mer å kybernetikk. Vi kan spesielt sitere Rudolf Clausius som utviklet begrepet entropi fra 1850 til 1865 . I 1894 , Ludwig Boltzmann gjort koblingen mellom entropi og informasjon ved å merke seg at entropi er knyttet til opplysninger som vi ikke har tilgang.
Atomistisk tanke , datter av strukturalismen , vil også gjøre sin vei innen vitenskapen og bidra til fremdriften av skjematisering (reduksjon) av verdens mangfold til kombinasjonen av enkle elementer, lettere å forstå av datasystemer. Disse inkluderer blant annet viktige teoremer om Kurt Gödel ( 1931 ) og arbeidet med Turing-maskinen til Alan Turing ( 1936 ).
Cybernetics er også en videreføring av fenomenologi , for så vidt den utkulterer fenomener for å forstå deres autonomi og deres egenart, særlig gjennom form og deretter gå videre til en annen type analyse: modellering, mekanikk, etc.
Fra 1938 betegner Louis Couffignals avhandling Mekanisk analyse, anvendelse på beregningsmaskiner og himmelmekanikk , og senere hans studie av nervesystemer med Louis Lapicque , en parallell utvikling av prinsippene for fremtidig kybernetikk.
Den første kybernetikken ble etablert innenfor rammen av Macy-konferansene som samlet mellom 1942 og 1953 en tverrfaglig gruppe matematikere, logikere, antropologer, psykologer og økonomer som hadde satt seg som mål å bygge en generell vitenskap om sinnets funksjon. . Blant de mest berømte deltakerne er nevrofysiologen Arturo Rosenblueth , matematikerne John von Neumann og Norbert Wiener , ingeniøren Julian Bigelow nevrofysiologen Warren McCulloch , logikeren Walter Pitts , psykoanalytikeren Lawrence Kubie og antropologene Gregory Bateson og Margaret Mead . Det som bringer de forskjellige deltakerne sammen, er deres felles interesse for de sirkulære kausale mekanismene (særlig begrepet tilbakemelding ) som de studerer i sine respektive fagområder.
Etter den første konferansen i 1942 ble de to grunnleggende artiklene innen kybernetikk publisert i 1943: "Behavior, Purpose and Teleology" der Arturo Rosenblueth , Norbert Wiener og Julian Bigelow studerer de organisatoriske modellene som ligger til grunn for atferd. Avsluttet og "A Logical Calculus of Ideas" Immanent in Nervous Activity ”der Warren McCulloch og Walter Pitts studerer de organisasjonsmodellene som ligger til grunn for persepsjon.
I 1947 ble Wiener invitert til en kongress om harmonisk analyse i Nancy , organisert av Szolem Mandelbrojt , onkelen til den berømte matematikeren Benoît Mandelbrot . Under denne kongressen, der særlig Louis Couffignal deltok , ble han bedt om å skrive en enhetlig karakterisering av Brownian-bevegelse (en stokastisk prosess også kalt "Wiener-prosessen"). Han bestemmer seg for å komme tilbake for å introdusere neologismen Cybernetics i sin vitenskapelige teorisering. I 1948 definerte Wiener kybernetikk som en vitenskap som utelukkende studerer kommunikasjon og deres forskrifter i naturlige og menneskeskapte systemer.
Fra 1949 startet en annen tverrfaglig gruppe, Ratio Club , en serie uformelle møter for å diskutere temaer knyttet til kybernetikk. Blant dem er W. Ross Ashby , William Gray Walter , Alan Turing og Georges R. Boulanger , matematiker som var president for International Cybernetics Association.
Begynnelsen i 1950 ble ordet cybernetics inkludert i tittelen på Macys foredrag . Samme år populariserte Wiener de sosiale implikasjonene av kybernetikk, med analogien mellom automatiske systemer og menneskelige institusjoner i sin bestselgende cybernetikk og samfunn , med tittelen On the Human Use of Human Beings .
Fra midten av 1950-tallet, i Frankrike, ble begrepet "kybernetikk" avvist av ingeniører og forskere som arbeider med datamaskiner og programmering. "Cybernetics" har faktisk tiltrukket seg for mye tilfeldig spekulasjoner og journalister på jakt etter oppsiktsvekkende rapporter. Norbert Wiener selv har allerede gått over til andre mer spesialiserte fag.
Wieners prinsipperCybernetics betegner først og fremst et kunnskapsmiddel som studerer informasjon i fysikkens forstand , i definisjonen gitt av Norbert Wiener: "Akkurat som entropi er et mål for desorganisering, er informasjonen som gis av en rekke meldinger et organisatorisk mål" . I denne første forstand er kybernetikk en fenomenologisk tilnærming som studerer informasjon, dens struktur og dens funksjon i systemiske interaksjoner. Som kan oversettes til den generelle vitenskapen om regulering og kommunikasjon i naturlige og menneskeskapte systemer.
Cybernetics beskrevet av Norbert Wiener er en måte å forklare og forstå alle mekanismene som oppstår med noen få enkle logiske murstein:
Den tilbakemeldingene er markert med denne tilnærmingen fordi det er viktig å utvikle en selvregulerende logikk. Vi ser derfor fremveksten av tilbakemeldingsløkker, sirkulære mekanismer som fremhever systemer . Hvis systemene blir belyst av denne kybernetikken (noen ganger kalt første orden ), blir de bare fremhevet først som en konsekvens av en studie som er strengt begrenset til utveksling av informasjon og til utviklingen av disse utvekslingene i tide. Senere vil et paradigme spesifikt for studiet av systemer som sådan, det systemiske, bli konstituert .
Støttet av deltakerne i kybernetikkbevegelsen, de fleste av dem store forfattere i disiplinen, spredte begrepene kybernetikk seg raskt. Cybernetics markerer øyeblikket av et stort epistemologisk brudd som har påvirket alle vitenskapens områder sterkt, og dets nedfall er utallige.
Marvin Minsky presenterer den første kybernetikken som en felles kjerne som ville vært delt inn i tre grener: "kognitiv simulering" à la Allen Newell og Herbert Simon , " kunstig intelligens " og "andre cybernetikk" eller teorien om selvorganiserende systemer.
Morfogenese og fremvekstMens den første kybernetikken studerer hvordan systemer opprettholder homeostase (morfostase) gjennom selvreguleringsmekanismer, studerer den "andre kybernetikken" til psykiater W. Ross Ashby og biologene Humberto Maturana og Francisco Varela hvordan systemer utvikler seg og skaper nye strukturer (morfogenese). Ashby snakker om selvorganisering , Maturana og Varela snakker om autopoiesis . Denne studien av systemer langt fra likevektspunktet ligner på arbeidet med dissipative strukturer til den belgiske nobelprisvinneren Ilya Prigogine . I stedet for å spørre hvordan en viss balanse opprettholdes, observerer vi hvordan en ny balanse kan oppstå fra en situasjon med ubalanse. Prigogine viste at i motsetning til det man trodde, under visse forhold, ved å bevege seg bort fra likevektspunktet, går systemet ikke mot sin død eller eksplosjon, men mot opprettelsen av en ny orden, d 'en ny likevektstilstand. Ekstreme situasjoner gir muligheten for å skape en ny struktur. Vi ser her muligheten for å gjenskape levende ting, å organisere dem der det bare var kaos.
Begrepet fremvekst vil snart også brukes til å betegne ikke bare nye former , men også nye egenskaper og prosesser som dukker opp under den spontane omorganiseringen av et system. Denne typen fenomen bringer noen ganger inn, mer enn en omorganisering av systemet, en organisasjon med en høyere grad av kompleksitet . Til bilde, hvor vi hadde et system med 5 samspillende elementer, ser vi dem gruppere i delsystemer med 2 og 3 elementer, seg selv i forhold.
Inkludering av observatørenI andreordens kybernetikk , som tar form med Heinz von Foerster fra 1950-1953 med de siste Macys foredrag , inkluderer observatøren seg selv i det observerte systemet. Som von Foerster minner oss om, "for å skrive en teori om hjernen, trenger du en hjerne" . Slik sett er denne oppfatningen av kybernetikk en viktig komponent i radikal konstruktivisme . Andre-ordens kybernetikk mål å utvikle en “universell” description metode som er felles for de ulike fagområder. Foerster spesifiserer at:
“Enhetsinnsatsen som cybernetikere har utført, ligger ikke på løsningsnivå, men på problemer. Visse klasser av problemer, definert av den samme logiske strukturen, krysser de mest varierte disipliner. Cybernetics er bygget opp rundt to av disse klassene: kommunikasjonsproblemer og problemer som studiet av mekanismene som i seg selv gir deres enhet ( selvintegrerende mekanismer ). "
For W. Ross Ashby , “kybernetikk ligger som en uavhengig tilnærming til naturen til elementene den studerer” .
Involveringen av kybernetikk i systemet er historisk sett mer knyttet til den "andre kybernetiske bevegelsen". Faktisk, hvis cybernetics ifølge Norbert Wiener utelukkende studerer utveksling av informasjon (fordi det er "det som styrer" logikken til de kommuniserende elementene hvorfra ordet cybernetics), i sin utvikling som vil generere det systemiske , integrerer man faktisk. komponentene i systemet , og utvekslingen av energi og materie blir vurdert på nytt uavhengig av informasjonsutvekslingen.
Men utover skolestriden mellom kybernetikk og systemikk som følge av arbeidet til Ludwig von Bertalanffy , kan vi følge Gregory Bateson vurdere disse to tankebevegelsene som en del av et sett med ideer. Relativt enhetlig.
Således, med assimilering av cybernetiske teorier av systemet, har vi forstått mekanismene for selvregulering av systemer som negative tilbakemeldingsprosesser rettet mot å forhindre avvik. Cyber-systemer tar sikte på å opprettholde en levedyktig stabil tilstand av interaksjon i skiftende miljøer gjennom en stokastisk prosess med prøving og feiling.
I Frankrike var Joël de Rosnay blant de første som populariserte hovedtemaene i kybernetikk og brukte dem på den systemiske tilnærmingen til kompleksitet: celle, kropp, by, økonomi, økosystem.
Begrepet system gjelder enhver prosess, enten fysisk, kjemisk, biologisk, økonomisk eller sosial. Således kan for eksempel et selskap eller til og med hver av dets bestanddeler (divisjon, service, verksted osv.) Betraktes som et system.
Vi kan modellere kompleksiteten i et system etter de forskjellige tilstandene som dette systemet sannsynligvis vil ta. Når flere systemer slås sammen, blir ikke deres varianter (eller kompleksiteter), de multipliserer med hverandre.
Kontrollen av et system består i å knytte det til et annet system hvis rolle vil være å holde så lite som mulig av resultatene (eller målene). For eksempel vil systemet som skal studeres være en bil, og kontrollsystemet vil være dens driver. Målet er da å holde avstanden mellom kjøretøyet og veikanten nesten konstant gjennom hele reisen.
Vi kan se at mangfoldet av resultater eller mål (V0) ikke kan være mindre enn:
V0 = V / VC = Variasjon av systemet som skal administreres / Variasjon av kontrollsystemetMangfoldet av resultater er minimalt, det kan bare reduseres hvis variasjonen i kontrollsystemet øker.
Denne loven er loven om uunnværlig variasjon som fastslår at bare variasjonen i kontrollsystemet kan redusere det som følger av prosessen som skal kontrolleres, at bare kompleksitet kan ødelegge kompleksiteten.
I sitt omfang kan kybernetikk bety midler til å organisere utvekslinger for å gjøre dem effektive, og tatt til det ytterste midler for å kontrollere mer effektivt. Ordet kybernetikk tolkes noen ganger som en metode som går gjennom den aktuelle vitenskapen, men som knytter det til bruken av den. Vi finner dermed det cybernetiske orduttrykket av kontrollmåtene, og blir dermed med på definisjonen av Ampère .
For eksempel definerte Louis Couffignal , en deltaker i den første cybernetiske bevegelsen, den slik (i 1953 eller 1956 avhengig av kildene): “Cybernetics er kunsten å gjøre handling effektiv. " Georges R. Boulanger , president for International Association of Cybernetics, matematiker opplært i fagområdene teknologi, uttaler at " logikk kan mekaniseres " . Han definerer kybernetikk som "vitenskapen om kommunikasjon i det levende vesenet og i maskinen" .
Ordet kybernetikk blir ofte brukt, utenom det vitenskapelige prinsippet om tilgang til kunnskap, og det forveksles med det han studerer, det vil si kontrollmetodene.
Noen ganger er det også en implikasjon av kontroll over den menneskelige personen i betydningen manipulasjon , og noen ganger også implikasjoner av bruk av staten for manipulering av massene. Det er derfor også et kontroversielt begrep som fra denne vinkelen ikke lenger har mye å gjøre med dets vitenskapelige opprinnelse. Vi kan anta at tittelen på Norbert Wieners bok Cybernetics and Society fra 1950 , The Human Use of Human Beings , ikke er urelatert til dette synet.
Mangfoldet, mangfold og betydningen av utviklingen av kunnskaps påfølgende kybernetikk er uvurderlig i dag, å etablere en større fremskritt i vitenskapelig tenkning i XX th århundre , som har spor etter skandalen i 1950 , er nå knyttet til begrepene "cybernetisk revolusjon" og til den universelle formuen for prefikset "cyber". Bare den utviklingen som er direkte påfølgende til den cybernetiske bevegelsen, siteres her:
En gren av den cybernetiske tankeskolen, som kan spores tilbake til Palo-Alto-skolen , ble først og fremst dannet under ledelse av Gregory Bateson . Sistnevnte organiserte konferanser parallelt med Macy-konferansene for å bringe denne tankestrømmen inn i samfunnsvitenskapene, fra antropologi til psykoanalyse . Det er for eksempel en referanse i familieterapi , og mange nåværende definisjoner av kybernetikk er knyttet til den.
“Eksistensen av såkalte samfunnsvitenskap indikerer nektet å la andre vitenskap være sosiale. "
“... og la samfunnsvitenskapene være fysiske. "
Cybernetics har vist at enhver organisme består av et større eller mindre sett med organer, som tilhører et svært begrenset antall typer (elementære funksjoner) kombinert i en bestemt rekkefølge som kan oversettes med regler for 'montering eller disjunksjon.
En organisasjon (eller organisme av noe slag) blir ofte beskrevet i form av struktur (hva den er) og noen ganger som en funksjon (hva den gjør), men sjelden når det gjelder korrespondanse (adaptiv evolusjon).
Beskrivelsen av en organisasjon når det gjelder korrespondanse, tilpasning og tilstrekkelighet til forholdene i konteksten og miljøet, avslører den kybernetiske forklaringen, som i Batesons terminologi er av en logisk type som er forskjellig fra årsaksforklaringen: den er ikke lenger en spørsmål om å vite hvorfor noe skjedde, men å vite hvilke begrensninger som gjorde at alt ikke skjedde . Et av medlemmene i den cybernetiske bevegelsen, Bateson, beskriver den cybernetiske prosessen:
“[...] I cybernetiske termer sier vi at hendelsesforløpet er underlagt begrensninger, og vi antar at bortsett fra disse, vil endringsveiene bare adlyde prinsippet om lik sannsynlighet. Faktisk kan begrensningene som ligger til grunn for den cybernetiske forklaringen uansett sees på som så mange faktorer som bestemmer ulikheten i sannsynligheter ... Ideelt sett - og dette er hva som skjer i de fleste tilfeller. - i en hvilken som helst sekvens eller et sett av sekvenser, bestemmes hendelsen som skjer bare i form av en cybernetisk forklaring. Et stort antall forskjellige restriksjoner kan kombineres for å resultere i denne unike bestemmelsen. Når det gjelder puslespillet , er valget av et stykke for å fylle et tomrom begrenset av mange faktorer: formen må tilpasses til de nærliggende brikkene og, i noen tilfeller, også til grensen til puslespill; fargen må stemme overens med de omkringliggende brikkene ... Fra synspunktet til personen som prøver å løse puslespillet, er dette ledetråder, med andre ord informasjonskilder som vil veilede ham i hans valg. Fra et kybernetikk synspunkt er dette begrensninger. På samme måte, for kybernetikk, et ord i en setning, en bokstav i et ord, anatomien til ethvert element i en organisme, en arts rolle i et økosystem eller oppførselen til et individ i hans familie, kan alt dette forklares (negativt) ved analyse av begrensningene. "
Beskrivelsen av en organisasjon er derfor bare tilstrekkelig hvis man inkluderer en beskrivelse av begrensningene som utøves av konteksten og miljøet for dens muligheter for handling (atferd, funksjon og prosess), av arrangement (struktur) og til å bli (evolusjon). Det samme gjelder atferd oppfattet som en organisert konstruksjon av aktiviteter, fra celle til maskin og institusjoner, inkludert dyr og mennesker, og samfunnet.
" Equifinality ", formulert av Ludwig von Bertalanffy , betegner samme slutttilstand som kan nås fra forskjellige begynnelsestilstander, gjennom forskjellige ruter og med forskjellige måter. Med andre ord kan identiske effekter ha forskjellige årsaker. Det er en slags konvergerende oppfølger. Den " multifunksjonelle naturen " i teorien om sammenhenger av Anthony Wilden , når det gjelder årsak og virkning, sier at de samme årsakene kan gi forskjellige effekter i en slags divergerende på.
Tilkomsten av tingenes internett gir Wieners kybernetikk en ny livsstil og gir ingeniører en god grunn til å gå utover den kartesiske modellen. De millioner tilkoblede sensorer som er i stand til å undersøke miljøet under vanskelige og avsidesliggende forhold, er ideelle for å lage tilbakemeldingsløkker selv i veldig stor skala. De tillater forbedringer i måten å optimalisere ytelsen til industrielle systemer og for å administrere ressurser.
Noen mener at den virkelige fordelen med tingenes internett ligger her: by- og industriell infrastruktur kan alle dra nytte av cybernetiske modeller og konvergerer på rettferdig forbruk av ressurser og optimal miljøytelse.
Miljøsensorer i felt legger til "bottom-up" -informasjon til modellene. De bidrar til optimalisering av ressurser, men gjør det også mulig å forutse uventede hendelser. Interoperabilitet med datakilder skaper også en effektiv måte å spore eksternaliteter på. Hvert element i systemet blir autonomt, modellen blir dynamisk, den har kapasitet til å organisere seg.
Den intelligente vanningen av grønne områder er et konkret eksempel på implementeringen av en cybernetisk sløyfe for å forbedre ytelsen og styringen av knappe ressurser.
Svært tidlig popularisert av populærvitenskapelige journalister, som nærer fantasien, er cybernetikk opprinnelsen til navnet på karakteren til cyborg i science fiction dukket opp på årsskiftet 1960-1970. "Cyborg" kommer fra sammentrekningen av det engelske uttrykket " cybernetic organism ". Konseptene artikulert av kybernetikk er bredt representert i science fiction romaner og filmer, og eksempler florerer. Disse fiksjonene næres av en viktig del av arbeidet til Isaac Asimov (hans refleksjoner om roboter , psykohistorie ). En av de første representasjonene av autonome roboter med intelligent beslutningstaking vises i filmen Forbidden Planet (1955), som også inkluderer en av de første elektroniske lydsporene og et sett med bemerkelsesverdige refleksjoner om prinsippet om kollektiv intelligens i nettverket. Et annet eksempel er filmen Blade Runner (1982) som er basert på en eldre historie av Philip K. Dick , 1990-tallet manga Gunnm av Yukito Kishiro , etc.
Resultatet, når vi fremkaller ordet cybernetics i hverdagsspråket, er et avtrykk knyttet til prefikset cyber som vi for eksempel finner i ordet cyberspace , med signifikanten noen ganger langt borte fra den opprinnelige definisjonen.