ΚΥΒΕΡΝΗΤΙΚΗ Α' ΤΑΞΗΣ

 

Ορισμός

Ο όρος προέρχεται από την πλατωνική λέξη “κυβερνήτης” και αναφέρεται στην τέχνη της διακυβέρνησης. Σήμερα, βέβαια, έχει διασπαστεί σε περισσότερες επιστήμες και εφαρμογές, όπως της Ρομποτικής, της επιστήμης της Πληροφορίας, της επιστήμης των Συστημάτων κλπ (Mesarovic, 1964, Odum, 1983, Παρίτσης, 2003).

Έχουν δοθεί διάφοροι ορισμοί που σημασιολογικά διαφέρουν πολύ μεταξύ τους. Ο Norbert Wiener, πατέρας της σύγχρονης Κυβερνητικής, την ορίζει το 1948, ως το πεδίο της θεωρίας που ασχολείται με τη διεύθυνση και την επικοινωνία είτε στις μηχανές είτε στα ζώα και τους ανθρώπους. Όπως είχε ομολογήσει ο ίδιος, δε γνώριζε την πλατωνική λέξη, αλλά ονόμασε έτσι την επιστήμη του από την αγγλική λέξη governor, όταν αυτή αποδιδόταν στους ρυθμιστές μηχανών και οδηγούς τρένων. Ο ορισμός του Wiener ξεπεράστηκε από τις εξελίξεις, ειδικά όταν η Κυβερνητική επεκτάθηκε σε πολλά άλλα πεδία και κυρίως στο πεδίο των κοινωνικών επιστημών (Mesarovic, 1964).

 

 

Στη συνέχεια, πολλοί επιστήμονες από διαφορετικούς χώρους θέλησαν να δώσουν ορισμούς για την επιστήμη της Κυβερνητικής. Ο A. Mall την ορίζει ως την επιστήμη που ασχολείται με όλους τους οργανισμούς κι έχει κύριο σκοπό να ανακαλύπτει σε ποιο σημείο το σύνολο είναι μεγαλύτερο από το άθροισμα των μερών του. O L. Apostel την αναφέρει ως την επιστήμη που ασχολείται με τα αυτορρυθμιζόμενα συστήματα. Ο Boulanger (1956) υποστηρίζει ότι είναι η επιστήμη που επιδιώκει να κατασκευάσει μηχανές με συμπεριφορά ζωντανών οργανισμών, ενώ ο Ruyer (1954) την οριοθετεί ως την επιστήμη της πληροφορίας που προέρχεται είτε από μηχανικά είτε από ανθρώπινα συστήματα (Guillaumaud, 1966). Την ίδια εποχή ο L. Couffignal, συνειδητοποιώντας τη διεπιστημονική φύση της Κυβερνητικής, αναφέρει ότι “είναι η τέχνη να εξασφαλίζουμε την αποτελεσματικότητα της δράσης” (Couffignal, 1958). Όσο περνάνε τα χρόνια, οι ορισμοί που δίνονται προσπαθούν να συμπεριλάβουν και να προβλέψουν όλα τα πιθανά πεδία δράσης και εφαρμογών της Κυβερνητικής. Έτσι ο Delpech (1972) δίνει έναν πιο σύνθετο ορισμό, λέγοντας πως είναι “η επιστήμη της αποτελεσματικότητας της δράσης διαμέσου των μοντέλων”. Ο Pekelis το 1974 προσπαθεί να συμπεριλάβει όλη τη διεπιστημονική της δράση, ορίζοντάς την “ως την επιστήμη των γενικών αρχών ελέγχου, των μέσων ελέγχου και της χρήσης τους στην τεχνολογία, στους ανθρώπινους και ζωικούς οργανισμούς και στα κοινωνικά συστήματα” (Pekelis, 1986).

 

Ο F.H. George αναφέρει ότι η Κυβερνητική είναι “η επιστήμη ελέγχου και επικοινωνίας, με ιδιαίτερη αναφορά στα αυτορρυθμιζόμενα ή προσαρμοστικά συστήματα. Δεν κάνει μια απόλυτη διάκριση ανάμεσα σε οργανισμούς και σε μηχανές, μια και τα δύο μπορούν να είναι αυτορρυθμιζόμενα και προσαρμοστικά στη συμπεριφορά τους” (George, 1971). O ψυχίατρος Ross Ashby το 1960 με το βιβλίο του Design for a Brain θεωρεί ότι η Κυβερνητική είναι η επιστήμη που περιγράφει τη δομή και τη λειτουργία των συστημάτων συμπεριφοράς, τις βασικές τους ιδιότητες και τους νόμους που τα διέπουν. (Ashby, 1960).

1.6.2  Ιστορική αναδρομή

Ο Ήρων της Αλεξάνδρειας έζησε περίπου το 100 μ.Χ.
Ήταν μαθητής του Κτησίβιου και του Φίλωνα[1] και εξελίχτηκε σε έναν από τους σημαντικότερους και πιο γνωστούς μηχανικούς και μαθηματικούς. Οι κατασκευές και οι αυτοματισμοί του τον κάνουν να βρίσκεται ανάμεσα στις μεγαλύτερες και πιο σημαντικές μορφές της επιστήμης στην αρχαιότητα. Μεγάλο μέρος του έργου του, κυρίως της Αυτοματοποιητικής που αποτελείται από σαράντα χειρόγραφα και διασώθηκε ολόκληρο κατά τα ρωμαϊκά και βυζαντινά χρόνια, αξιοποιήθηκε από τους Άραβες αλλά και από τους μηχανικούς του μεσαίωνα στην Ευρώπη και μεταφράστηκε στα αραβικά, τα ιταλικά, τα γαλλικά και τα γερμανικά (Guillaumaud, 1972). Μερικά παραδείγματα αυτών των αυτόματων μηχανισμών που αναφέρονται στην Αυτοματοποιητική είναι: η αυτόματη σπονδή, οι αυτόματες πύλες ναού, η ύδραυλις, το γνωστό μουσικό όργανο, υπολείμματα του οποίου έχουν βρεθεί, η σφαίρα του Αιόλου, που είναι ο πρόδρομος της ατμομηχανής, η αυτόματη κρήνη. Επίσης πρέπει να αναφέρουμε τα κλειστά συστήματα ελέγχου, τα οποία ρύθμιζαν αυτόματα τη λειτουργία τους, όπως είναι: ο αυτόματος έλεγχος στάθμης υγρού, ο αυτόματος έλεγχος ροής υγρού, ο αυτόματος έλεγχος βάρους (Δημητρίου, 1987).

Ο Ήρωνας γίνεται προάγγελος των σημερινών ψηφιακών ρομποτικών, αφού η ποικιλία και η πληθώρα των κινήσεων, ακόμα και ταυτόχρονων, ήταν μεγάλη: ευθύγραμμη πορεία με επιστροφή, κυκλικές κινήσεις, κίνηση σε ορθογώνιο παραλληλόγραμμο, ελικοειδής κίνηση, ανεξάρτητη κίνηση τεσσάρων τροχών, αυτόματο άναμμα φωτιάς, εκροές γάλακτος και κρασιού για σπονδές και πολλές άλλες κινήσεις και ήχοι. Τα αυτόματα του Ήρωνα εκτός από το υψηλό επίπεδο τεχνολογίας, τον προγραμματισμό, τον έλεγχο της ενέργειας και τη λειτουργικότητά τους, ήταν και πραγματικά έργα τέχνης, καλαισθησίας και αρμονίας, στοιχεία που δίκαια του προσέδωσαν τον τίτλο του «Πατέρα της Κυβερνητικής» (Guillaumaud, 1972).

Το 1831 ο Γάλλος φυσικός Ampere κάνει λόγο για την ανάγκη δημιουργίας της επιστήμης της διακυβέρνησης και πολύ πριν ο Lavoisier (1790) επισημαίνει το πρόβλημα της ρύθμισης στους ζωντανούς οργανισμούς. Είχε υπάρξει φιλοσοφική προετοιμασία από τον Descartes, που παρομοίαζε το ανθρώπινο σώμα με μηχανή, ενώ από την πλευρά της Βιολογίας είχαν γίνει επιστημονικές έρευνες που οδήγησαν στην ομοιοστασία του Cannon (1929). Τέτοιες έρευνες ήταν η ρύθμιση της αναπνοής του Miescher (1885) και η διατύπωση των γενικών ρυθμίσεων της ζωής από τον C. Bernard (1870). Πολλαπλές ήταν οι εφαρμογές στους τομείς της διεύθυνσης και της επικοινωνίας, όπως η ασύρματη επικοινωνία του Marconi (1901), οι μηχανισμοί ανάστροφης σύνδεσης του Armstrong (1912) και η εμφάνιση του ραντάρ στη διάρκεια του Β΄ Παγκόσμιου Πολέμου (David, 1965, Guillaumaud, 1972).

Αν και ο Norbert Wiener είναι αυτός που συνέβαλε περισσότερο στην ανάπτυξη της Κυβερνητικής, υπήρχαν πολλοί προγενέστεροι που μέσα από τις εργασίες τους δημιούργησαν τα επιστημονικά θεμέλια, πάνω στα οποία βασίστηκε αυτή η επιστήμη. Ίσως ο Clausius δεν είχε συνειδητοποιήσει την αξία που θα έπαιρνε ο όρος εντροπία στη Θερμοδυναμική, ούτε ο Maxwell είχε αντιληφθεί πόσο μεγαλοφυής θα αποδεικνυόταν αργότερα η θεωρία του «ρύθμιση με κύκλωμα επιστροφής». Αυτή η θεωρία συνέβαλε στην ανάπτυξη ενός από τους τομείς της Κυβερνητικής, όπως είναι ο τομέας της Αυτοματικής. “Ψήγματα κυβερνητικής σκέψης υπήρχαν σε πολλά επιστημονικά πεδία πριν από τον Wiener, όπως είναι οι εργασίες του Carna στη Γλωσσολογία (1934), του Pavlov στην Ψυχολογία (1880 – 1926) και του Kalecki στις οικονομικές επιστήμες (1935). Αρκετοί κατηγόρησαν τον Wiener ότι οικειοποιήθηκε πολλές σκέψεις του Jacques Lafitte από το βιβλίο του «Σκέψεις πάνω στην επιστήμη των μηχανών» (1932)” (David, 1965)

 

1.6.3  Κυβερνητική Α΄ Τάξης

Αρκετοί ερευνητές του χώρου τοποθετούν ως έτος γέννησης της Κυβερνητικής το 1940, όταν ο καθηγητής Schmidt διατυπώνει τις απόψεις του για τη δημιουργία μιας γενικής επιστήμης των αυτορρυθμιζόμενων μηχανισμών. Οι περισσότεροι ιστορικοί των επιστημών, όμως, οριοθετούν τη γέννηση της Κυβερνητικής το 1948. Τότε εκδίδονται ταυτόχρονα τρία έργα – ορόσημο για τη νέα επιστήμη. Το πρώτο είναι η «Μαθηματική θεωρία της επικοινωνίας» του Claude Shannon και του Warren Weaver, το δεύτερο είναι το «Σχέδιο εγκεφάλου» του Ross Ashby και το τρίτο είναι βέβαια η «Κυβερνητική» ή «Διεύθυνση και επικοινωνία στα ζώα και στις μηχανές» του Norbert Wiener (Mesarovic, 1964, Wicken, 1987).

Την περίοδο 1945-1960, που είναι η περίοδος της κλασικής κυβερνητικής ή, όπως αργότερα ονομάσθηκε αλλιώς από τον von Foerster «Kυβερνητική πρώτης τάξης,» τίθενται τα θεμέλια της νέας αυτής επιστήμης. Τότε, σχηματίστηκε το διεπιστημονικό σώμα ενός νέου τρόπου αντιμετώπισης ορισμένων πολύπλοκων προβλημάτων. Το γενικό χαρακτηριστικό της κυβερνητικής προσέγγισης είναι ότι από κοινού άνθρωποι, ζώα και μηχανές θεωρούνται πως αποτελούν τους κοινούς παρανομαστές, δηλαδή, τους δράστες ή πρωταγωνιστές, οι οποίοι συγκροτούν βρόγχους ανατροφοδότησης, επικοινωνούν μεταξύ τους με μια διαρκή ροή μεταβιβαζόμενων μηνυμάτων κι αναπτύσσουν συμπεριφορές επιδίωξης σκοπών (Wicken, 1987).

Σε πρακτικό επίπεδο, η κυβερνητική πρώτης τάξης δίνει έμφαση και προτεραιότητα στην επιστήμη και την τεχνολογία των συστημάτων ελέγχου, τα οποία στηρίζονται στην έννοια της ανατροφοδότησης. Mε την έννοια αυτή περιγράφεται η ροή της πληροφορίας, που επανέρχεται στην πηγή της σε μια κυκλική αιτιώδη διεργασία, στην οποία η έξοδος του συστήματος επιστρέφεται στην είσοδό του σχηματίζοντας έναν βρόγχο, όπου ενδεχομένως να ενέχονται και άλλα συστήματα (Odum, 1983). Ειδικότερα, στην περίοδο αυτή της κυβερνητικής πρώτης τάξης, το ενδιαφέρον στρέφεται σε βρόγχους αρνητικής ανατροφοδότησης, δηλαδή, ανατροφοδότησης μείωσης της απόκλισης ή του λάθους, στους οποίους η απόδοση ή η έξοδος του συστήματος συγκρίνεται πρώτα με κάποια προκαθορισμένη επιθυμητή τιμή και στη συνέχεια ενεργοποιείται κάποια διόρθωση για την ελάττωση της απόκλισης από τον προδιαγεγραμμένο στόχο (Varela, 1979).

Η ανατροφοδότηση στα κυβερνητικά συστήματα μπορεί να εμφανισθεί και ως μια διεργασία αυτοπάθειας ή αυτο-ελέγχου. Τέτοια είναι η περίπτωση της ομοιόστασης, μιας δυναμικής διεργασίας εσωτερικής αυτο-ρύθμισης, η οποία επιτρέπει στο σύστημα να διατηρεί τα ουσιαστικά χαρακτηριστικά του εντός ορίων αποδεκτών από την δομή του, όταν το σύστημα αντιμετωπίζει απροσδόκητες διαταραχές. Με τον τρόπο αυτό, οι ομοιοστασιακοί μηχανισμοί εξισορροπούν διάφορες επιδράσεις και επενέργειες έτσι ώστε να διαμορφώνεται μια ευσταθής κατάσταση συμπεριφοράς (Krinsky, 1984).

Στις δεκαετίες ‘50 και ‘60 σχεδόν στο σύνολό της η επιστημονική παραγωγή της κυβερνητικής εστιάστηκε κυρίως στην ανάπτυξη συστημάτων αυτομάτου ελέγχου για τεχνολογικές χρήσεις και στη μελέτη των εφαρμογών της ανατροφοδότησης σε διάφορες επιστημονικές περιοχές (από τα μαθηματικά ως την κοινωνιολογία) (Odum, 1983).

 


[1] Ο Φίλωνας ήταν ο εφευρέτης ενός ρυθμιστή της στάθμης λαδιού για τις λάμπες (Λάζος, 1993).

 

© 2013 Όλα τα δικαιώματα κατοχυρωμένα

Φτιάξε δωρεάν ιστοσελίδαWebnode