The History and Development of Cybernetics

Presentazione sul tema: "The History and Development of Cybernetics"— Transcript della presentazione:

1 The History and Development of Cybernetics
La Storia e Lo Sviluppo della Cibernetica The History and Development of Cybernetics. Presented by The George Washington University in conjunction with the American Society for Cybernetics.

2 The History and Development of Cybernetics
La Storia e Lo Sviluppo della Cibernetica The History and Development of Cybernetics. Presented by The George Washington University in conjunction with the American Society for Cybernetics. Presented by The George Washington University in Cooperation with The American Society for Cybernetics

3 History of Cybernetics
Molti anni fa . . . Many years ago

4 Relative Complication
le cose che una persona doveva comprendere per vivere erano relativamente poco complicate. The things a person had to understand to get through life were relatively uncomplicated

5 Objects & Processes Ogni oggetto o processo, che chiameremo sistema, era relativamente semplice. Every object or process, which we will refer to as a system, was relatively simple.

6 Knowledge Mastery Infatti, fino a pochi secoli fa, era possibile per alcuni personaggi dominare una parte significativa della conoscenza umana allora esistente. In fact, up until the last few hundred years, it was possible for some people to master a significant portion of man's existing body of knowledge. Leonardo DaVinci

7 Leonardo Da Vinci è stato un maestro nei campi della pittura. . .
Da Vinci – Painting Leonardo Da Vinci è stato un maestro nei campi della pittura. . . Leonardo Da Vinci was a leader in the fields of painting . . .

8 Da Vinci, cont. – Sculpture
. . . scultura . . . . . . sculpture . . .

9 Da Vinci, cont. – Anatomy . . . anatomia . . . . . . anatomy . . .

10 Da Vinci, cont. – Architecture
. . . architettura . . . . . . architecture . . .

11 Da Vinci, cont. – Weapons Engineering
. . . macchine da guerra, e . . . . . . weapons engineering, and . . .

12 Da Vinci, cont. – Aeronautical Engineering
. . . ingegneria aeronautica. Questo è un bozzetto per una macchina volante del 16° Secolo . . . . . . aeronautical engineering. This is his sketch for a 16th century flying machine . . .

13 Da Vinci, cont. – Aeronautical Engineering, cont.
. . . e di un paracadute in caso di rottura della macchina volante. . . . and for a parachute in case the machine broke down.

14 Systems Complexity Complessità Con il passare del tempo, i sistemi a cui gli umani si interessarono divennero. . . As time passed, the systems that humans were concerned with became . . .

15 Systems Complexity, cont.
. . . sempre più complicati. . . . more and more complicated.

16 Systems Complexity, cont.
Anche i sistemi di trasporto diventarono più complessi . . . Transportation systems alone have become more complex . . .

17 Systems Complexity, cont.
. . . ed ancora più complessi . . . . . . and more complex . . .

18 Systems Complexity, cont.
. . . ed ancora più complessi . . . . . . and more complex . . .

19 Systems Complexity, cont.
. . . ed ancora più complessi . . . . . . and more complex . . .

20 Systems Complexity, cont.
. . . come i sistemi di produzione dell’energia. . . . as have energy systems.

21 Alcune persone hanno suggerito che la tecnologia . . .
Technology Advances Alcune persone hanno suggerito che la tecnologia . . . Some people have suggested that technology . . .

22 Technology Advances, cont.
. . . sta avanzando così rapidamente che . . . . . . is advancing so rapidly it . . .

23 Technology Advances, cont.
. . . sta superando la nostra capacità di poterla controllare. . . . is outpacing our ability to control it. Three Mile Island

24 Keeping up with Developments
Chiaramente, una persona non può ormai più riuscire a seguire gli sviluppi di tutti i campi, anche se è un maestro in molti di essi come Leonardo Da Vinci. Clearly, it is no longer possible for one person to keep up with developments in all fields, let alone be a leader in many of them, as Leonardo Da Vinci was.

25 How to Live and Work in a Technically Advanced Society?
La specializzazione è divenuta una necessità. Allora, come viviamo e lavoriamo realmente in una società tecnicamente avanzata? Specialization has become a necessity. How then, do we live and work effectively in a technically advanced society?

26 Underlying Principles
Esiste un modo con il quale tu, donna o uomo moderno, puoi orientarti attraverso la complessità, formulare un insieme di principi comuni a tutti i sistemi e quindi aumentare la tua capacità di regolare il mondo in cui vivi? Is there a way that you, the modern man or woman, can sort through the complexity, formulate a set of principles underlying all systems and thereby enhance your ability to regulate the world in which you live?

27 Cybernetics = Regulation of Systems
Cibernetica = Regolazione dei Sistemi Questa domanda interessò un gruppo di ricercatori, negli anni Quaranta del XX° Secolo, che diventarono i pionieri di quel campo che sarebbe stato poi chiamato Cibernetica, la scienza della regolazione dei sistemi. This question was of interest to a handful of people in the 1940s who were the pioneers in a field that has become known as Cybernetics, the science of the regulation of systems.

28 Cybernetics – an Interdisciplinary Science
La Cibernetica è un campo scientifico interdisciplinare che si rivolge ad ogni sistema, dalle molecole . . . Cybernetics is an interdisciplinary science that looks at any and all systems from molecules . . .

29 What Cybernetics Looks at
. . . alle galassie, ponendo una speciale attenzione su macchine, animali e società. . . . to galaxies, with special attention to machines, animals and societies.

30 Derivation of Cybernetics
Il nome Cibernetica deriva dalla parola greca che indica la barra o il timone di pilotaggio per chi deve fornire il sistema di controllo di una barca o una nave. Cybernetics is derived from the Greek word for steersman or helmsman, who provides the control system for a boat or ship.

31 Norbet Weiner Questo termine fu coniato nel 1948 e definito come scienza da Norbert Wiener, nato nel 1894 e scomparso nel Wiener divenne noto come il Padre della Cibernetica. This word was coined in 1948 and defined as a science by Norbert Wiener, who was born in 1894 and died in He became known as the Father of Cybernetics.

32 Wiener – Radar Wiener era un matematico, biologo, ed ingegnere elettrico che lavorò, durante la Seconda Guerra Mondiale, sulle batterie antiaeree guidate dai radar. Wiener was an applied mathematician, biologist, and electrical engineer. He worked during World War II on the radar-guided anti-aircraft gun.

33 Weiner – Radar, cont. Wiener collegò un radar speciale ad un cannone in modo che si posizionasse automaticamente nella direzione dell’aereo nemico. Dopo aver fatto fuoco, il radar determinava rapidamente il cambiamento di posizione dell’aereo, aggiornando i comandi del cannone finchè l’aereo non veniva abbattuto. He designed the connection of a special radar to the gun so that it was aimed automatically at the enemy aircraft. After the gun was fired, the radar quickly determined the changing location of the plane and re-aimed the gun until the plane was shot down.

34 Wiener – Radar and Human Factor Imitation
Il sistema imitava le funzioni umane e le realizzava con maggiore efficacia. The system imitated human functions and performed them more effectively.

35 Feedback Retroazione Il cannone antiaereo rappresenta una dimostrazione del principio cibernetico di retroazione. La Retroazione rappresenta l’informazione sul risultato di un processo che viene impiegata per aggiornare i dati del processo stesso. Il radar forniva informazioni sui cambiamenti di posizione dell’aereo nemico e questa informazione veniva usata per correggere il tiro del cannone. The anti-aircraft gun demonstrates the cybernetic principle of feedback. Feedback is information about the results of a process which is used to change the process. The radar provided information about the changes in location of the enemy airplane and this information was used to correct the aiming of the gun.

36 Feedback – Thermostat Un esempio più familiare dell’impiego della retroazione per controllare un sistema è rappresentato dal comune termostato per regolare la temperatura di una stanza. A more familiar example of the use of feedback to regulate a system is the common thermostat for heating a room.

37 Thermostat Feedback Example
Aumento di Temperatura a 700 F Se il sistema di riscaldamento viene regolato, come di consueto, per permettere una variazione massima di 2 gradi, quando il termostato segna 68 gradi la temperatura salirà a 70 gradi F . . . If the heating system is adjusted, as is common, to allow a maximum of 2 degrees variation, when the thermostat is set at 68 degrees the temperature will rise to 70 degrees . . .

38 Thermostat Feedback Example, cont.
La Temperatura della Stanza sale a 700 F Il Generatore di Calore si spegne . . . before a temperature sensor in the thermostat triggers the furnace to turn off. . . . il sensore di temperatura che si trova nel termostato invia il comando di spegnimento.

39 Thermostat Feedback Example, cont.
La Temperatura della Stanza sale a 700 F Il Generatore di Calore si spegne The furnace will remain off until the temperature of the room has fallen to 66 degrees . . . Il generatore di calore rimane spento finché la temperatura della stanza no scende a 66 gradi F . . . La Temperatura della Stanza scende a 660 F

40 Thermostat Feedback Example, cont.
La Temperatura della Stanza sale a 700 F . . . allora il sensore nel termostato invia il comando di accensione del generatore di calore. Il Generatore di Calore si spegne Il Generatore di Calore si accende . . . then the sensor in the thermostat triggers the furnace to turn on again. La Temperatura della Stanza scende a 660 F

41 Self Regulating System
Sistema di Autoregolazione Il sensore chiude un anello di retroazione per l’informazione che permette al sistema di rilevare una differenza dalla temperatura desiderata di 68 gradi F e di eseguire una correzione dell’errore. Come nel caso del cannone e dell’aereoplano, questo sistema – costituito dal termostato, dal generatore di calore e dalla stanza – è in grado di autoregolarsi attraverso la retroazione e quindi prende il nome di sistema di autoregolazione. The sensor provides a feedback loop of information that allows the system to detect a difference from the desired temperature of 68 degrees and to make a change to correct the error. As with the anti-aircraft gun and the airplane, this system – consisting of the thermostat, the heater and the room – is said to regulate itself through feedback and is a self-regulating system.

42 Human Body – Feedback Leading to System Regulation
Il corpo umano è una delle più ricche fonti di esempi di retroazioni che portano alla regolazione del sistema. Una di esse è che quando lo stomaco è vuoto, tale informazione viene inviata al cervello. The human body is one of the richest sources of examples of feedback that leads to the regulation of a system. For example, when your stomach is empty, information is passed to your brain.

43 Feedback – Corrective Action
Quando si è presa una azione correttiva, ovvero mangiando, allo stesso modo il cervello viene informato che l’esigenza dello stomato è stata soddisfatta. When you have taken corrective action, by eating, your brain is similarly notified that your stomach is satisfied.

44 Feedback – Hunger Example
Dopo alcune ore, il processo ha di nuovo inizio. Questo anello di retroazione dura tutta la vita. Stomaco Vuoto Tempo In a few hours, the process starts all over again. This feedback loop continues throughout our lives. Stomaco Pieno La Persona si Alimenta

45 Human Body and Cybernetics Studies
Il corpo umano rappresenta una tale meraviglia di autoregolazione che i pionieri cibernetici studiarono i relativi processi e lo usarono come modello per progettare macchine in grado di autoregolarsi. Una di queste fu costruita negli anni Quaranta del XX° Secolo dallo scienziato Britannico Ross Ashby che divenne famosa con il nome di Omeostato. The human body is such a marvel of self-regulation that early cyberneticians studied its processes and used it as a model to design machines that were self-regulating. One famous machine called the homeostat was constructed 30 years ago by a British scientist, Ross Ashby.

46 Homeostat Proprio come il corpo umano mantiene una temperatura costante di 98.6 gradi F (36.8 C), l’omeostato poteva mantenere la stessa corrente elettrica, nonostante i cambiamenti dall’esterno. Just as the human body maintains a 98.6 degree temperature the homeostat could maintain the same electrical current, despite changes introduced from the outside.

47 Omeostasi Omeostato, essere umano, e termostato rappresentano tre esempi di omeostasi o di equilibrio, mantenuto attraverso l’impiego di anelli di retroazione di vario tipo. Non importa come l’informazione viene veicolata – importa che il regolatore sia informato di qualche cambiamento che richieda qualche genere di comportamento adattativo o adattivo. The homeostat, the human being, and the thermostat all are said to maintain homeostasis or equilibrium, through feedback loops of various kinds. It does not matter how the information is carried – just that the regulator is informed of some change which calls for some kind of adaptive behavior.

48 Grey Walter – Self Regulating Man and Animals
Anche un altro scienziato, Grey Walter, evidenziò il concetto di imitare le caratteristiche di autoregolazione umane ed animali. Another scientist, Grey Walter, also pursued the concept of imitating the self-regulating features of man and animals.

49 Grey Walter – Mechanical Tortoises
Il suo progetto preferito era quello di costruire delle “tartarughe” meccaniche che, come quelle viventi, si sarebbero dovute muovere liberamente e dimostrare degli attributi di vita indipendente. His favorite project was building mechanical 'tortoises' that would, like this live tortoise, move about freely and have certain attributes of an independent life.

50 Elsie ha molto in comune con Timothy.
Grey Walter and Family In questa fotografia Walter è con sua moglie Vivian, il figlio Timothy, ed Elsie la tartaruga. Elsie ha molto in comune con Timothy. Proprio come Timothy cerca cibo, che viene immagazzinato nel suo corpo come grasso, Elsie cerca luce per alimentarsi e trasformarla in energia elettrica per caricare un accumulatore al suo interno. Solo allora è pronta per un riposino, proprio come Timothy dopo un pasto, in una zona di penombra. Walter is pictured here with his wife Vivian, their son Timothy, and Elsie the tortoise. Elsie has much in common with Timothy. Just as Timothy seeks out food, which is stored in his body in the form of fat, Elsie seeks out light which she 'feeds' on and transforms into electrical energy which charges an accumulator inside her. Then she's ready for a nap, just like Timothy after a meal, in an area of soft light.

51 The Anatomy of Elsie L’anatomia di Elsie è molto differente da quella umana, anche se ne imita il comportamento umano. Ecco come appare Elsie al suo interno. Although Elsie's behavior imitates that of a human, her anatomy is very different. This is what Elsie looks like underneath her shell. She looks a lot more like the inside of a transistor radio than . . .

52 Simulating a Human’s Function
Sembra molto più simile all’interno di una radio a transistor che . . . . . . the inside of a human body. But as a cybernetician, Walter was not interested in imitating the physical form of a human being, but in simulating a human's function.

53 Simulating a Human’s Function
. . . all’interno di un corpo umano. Ma come cibernetico, Walter non era interessato ad imitare la forma fisica di un essere umano, bensì a simularne le sue funzioni. . . . the inside of a human body. But as a cybernetician, Walter was not interested in imitating the physical form of a human being, but in simulating a human's function.

54 Not What Is, but What Does it Do?
La Cibernetica non domanda . . . “Che Cosa è Questo?” “Che Cosa Fa?” . . . ma . . . Cybernetics does not ask “What Is This Thing?”, but, “What Does it Do?”

55 Simulating Human Functions
Grey Walter non cercò di imitare la forma fisica di un essere umano, come fa uno scultore, ma di simulare le funzioni umane. Grey Walter did not attempt to simulate the physical form of a human, as does a sculptor, but to simulate human functions.

56 Not Objects, but Processes
In altri termini, Walter guardò gli umani Non come Oggetti, Processi . . . ma come . . . In other words, he viewed humans Not as Objects but as Processes

57 Designs to Help with Human Tasks
Per secoli si sono progettate macchine per eseguire compiti umani e non solamente per quelli che richiedono potenza muscolare. For centuries, people have designed machines to help with human tasks and not just tasks requiring muscle power.

58 Automata Automi, come le piccole figure in movimento umane o animali che emergono dagli orologi a cucù e dalle scatole a charillon, furono molto popolari nel XVIII° Secolo. Le macchine capaci di pensare sono state un soggetto speculativo molto prima che fosse inventato il calcolatore elettronico. Automata, such as the little moving figures of people or animals that emerge from cuckoo clocks and music boxes, were popular in the 1700's and machines capable of thinking were a subject for speculation long before the electronic computer was invented.

59 Macy Foundation Meetings
Gli Incontri della Fondazione Macy Dal 1946 al 1953 si concretizzò una serie di incontri per discutere anelli di retroazione e causalità ciclica nei sistemi di autoregolazione. Gli incontri, finanziati dalla Fondazione Josiah Macy, Jr., furono interdisciplinari, coinvolgendo ingegneri, matematici, neurofisiologi, ed altri professionisti. From 1944 to 1954 there was a series of meetings to discuss these ideas about feedback loops and circular causality in self-regulating systems. The meetings, sponsored by the Josiah Macy, Jr. Foundation, were interdisciplinary, attended by engineers, mathematicians, neurophysiologists, and others.

60 Professionals Speak Different Languages
Il chairman di questi incontri, Warren McCulloch, scrisse che questi scienziati trovarono molta difficoltà nel comprendersi, perché ciascuno aveva sviluppato un proprio linguaggio professionale. The chairman of these meetings, Warren McCulloch, wrote that these scientists had great difficulty in understanding each other, because each had his own professional language.

61 Margaret Mead Breaks A Tooth
Gli argomenti trattati erano così coinvolgenti ed infuocati che Margaret Mead, una dei frequentatori, una volta non si accorse neanche di essersi rotta un dente se non al termine dell’incontro. There were heated arguments that were so exciting that Margaret Mead, who was in attendance, once did not even notice that she had broken a tooth until after the meeting.

62 Meetings Calm with Common Experiences
Gli incontri successivi si svolsero in maniera in qualche modo più calma con l’accumularsi di un insieme di esperienze comuni da parte dei partecipanti. The later meetings went somewhat more calmly as the members developed a common set of experiences.

63 Laying the Groundwork for Cybernetics
Questi incontri, insieme alla pubblicazione, nel 1948, del libro di Norbert Wiener dal titolo 'Cybernetics' , servirono a costruire le fondamenta per lo sviluppo della cibernetica come oggi viene conosciuta. These meetings, along with the 1948 publication of Norbert Wiener's book titled 'Cybernetics,' served to lay the groundwork for the development of cybernetics as we know it today.

64 Prominent Early Cyberneticians
In questa fotografia degli anni Cinquanta del XX° Secolo si vedono i quattro pionieri della Cibernetica che abbiamo già conosciuto. Da sinistra a destra sono: Ross Ashby padre dell’omeostato; Warren McCulloch, organizzatore degli incontri della Fondazione Macy; Grey Walter, creatore di Elsie, la tartaruga; e Norbert Wiener, che suggerì il nome della nuova disciplina come ‘Cibernetica' . Here is an unusual photograph taken in the 1950s of the four prominent early cyberneticians that you have already met. From left to right they are: Ross Ashby of homeostat fame; Warren McCulloch, organizer of the Macy Foundation meetings; Grey Walter, creator of Elsie, the tortoise; and Norbert Wiener, who suggested that the field be called ‘Cybernetics.'

65 Neurophysiology, Mathematics, and Philosophy
Neurofisiologia + Matematica + Filosofia Warren McCulloch fu un personaggio findamentale per espandere gli scopi della Cibernetica. Psichiatra di formazione, McCulloch riuscì a combinare le sue conoscenze di neurofisiologia, matematica, e filosofia per meglio comprendere sistemi molto complessi come . . . Warren McCulloch was a key figure in enlarging the scope of cybernetics. Although a psychiatrist by training, McCulloch combined his knowledge of neurophysiology, mathematics, and philosophy to better understand a very complex system . . .

66 The Human Nervous System
. . . il sistema nervoso umano. . . . the human nervous system.

67 Human Nervous System and Mathematical Equations
McCulloch credeva che si potesse arrivare ad una descrizione del funzionamento del sistema nervoso con il linguaggio preciso della Matematica. He believed that the functioning of the nervous system could be described in the precise language of mathematical equations.

68 Cold = Hot Come esempio, sviluppò una equazione che spiegava l’effetto che si verifica quando un oggetto freddo, come un cubetto di ghiaccio, tocca la pelle umana per un breve istante: paradossalmente produce una sensazione di caldo piuttosto che di freddo . For example, he developed an equation which explained the fact that when a cold object such as an ice cube touches the skin for a brief instant, paradoxically it gives the sensation of heat rather than cold.

69 Neurophysiology, Mathematics and Philosophy
Neurofisiologia + Matematica + Filosofia McCulloch used not only mathematics and neurophysiology to understand the nervous system but also philosophy – a rare combination. Scientists and philosophers are often considered miles apart in their interests – scientists study real, concrete, . . . McCulloch non solo usò matematica e neurofisiologia per comprendere il sistema nervoso, ma anche la filosofia – una rara combinazione. Scienziati e filosofi vengono spesso considerati distanti miglia negli interessi precipui – gli scienziati studiano reali, concreti, . . .

70 . . . oggetti fisici, come piante, . . .
Plants . . . oggetti fisici, come piante, . . . . . . physical things, like plants, . . .

71 Animals . . . animali, . . . . . . animals, . . .

72 . . . e minerali, mentre i filosofi, . . .
Minerals . . . e minerali, mentre i filosofi, . . . . . . and minerals, while philosophers, . . .

73 Abstract Ideas, Thoughts, and Concepts
. . . studiano entità astratte come idee, pensieri, e concetti. . . . study abstract things like ideas, thoughts, and concepts.

74 Epistemology = Study of Knowledge
Epistemologia = Studio della Conoscenza McCulloch trovò l’esistenza di un collegamento tra scienza e neurofisiologia ed una branca della filosofia chiamata epistemologia, che, in ambito anglosassone, rappresenta lo studio della conoscenza. McCulloch could see that there is a connection between the science of neurophysiology and a branch of philosophy called epistemology, which is the study of knowledge.

75 Knowledge – Formed in the Brain
McCulloch si rese conto che la conoscenza si forma in un organo fisico del corpo, il cervello, nonostante essa sia comunemente considerata invisibile. While knowledge is usually considered invisible and abstract, McCulloch realized that knowledge is formed in a physical organ of the body, the brain.

76 The Mind – The Meeting Place Between the Brain and an Idea
Fisico Astratto Cervello Mente Conoscenza Infatti, la Mente rappresenta il luogo di incontro tra cervello ed idee, tra ambito fisico e quello astratto, tra scienza e filosofia. The mind is, in fact, the meeting place between the brain and an idea, between the physical and the abstract, between science and philosophy.

77 Experimental Epistemology
Fisico Filosofico Epistemologia Sperimentale McCulloch founded a new field of study based on this intersection of the physical and the philosophical. This field of study he called 'experimental epistemology,' the study of knowledge through neurophysiology. The goal was to explain how a nerve network produces ideas. McCulloch fondò una nuova disciplina di studio basata sull’intersezione di quella fisica con quella filosofica. Questa nuova disciplina fu chiamata ‘epistemologia sperimentale‘, lo studio della conoscenza attraverso la neurofisiologia. L’obiettivo consisteva nello spiegare come l’attività di una rete nervosa possa risultare in ciò che gli umani indicano come sentimenti ed idee.

78 Cybernetics = Regulation of Systems
Cibernetica = Regolazione di Sistemi Perché il contributo di McCulloch è così importante per i cibernetici? Ricordiamoci che la cibernetica è la scienza della regolazione di sistemi. Why is McCulloch's work so important to cyberneticians? Remember, cybernetics is the science of the regulation of systems.

79 Human Brain – The Most Remarkable Regulator of All
Il cervello umano è forse il più sofisticato di tutti i regolatori, controllando il corpo umano come molti altri sistemi del suo ambiente. Quindi una teoria su come funziona il cervello può rappresenta una teoria di come viene generata tutta la conoscenza dal genere umano. The human brain is perhaps the most remarkable regulator of all, regulating the human body as well as many other systems in its environment. A theory of how the brain operates is a theory of how all of human knowledge is produced.

80 Mind – Regulates Itself
Ma mentre un cannone antiaereo ed un termostato sono dispositivi costruiti da terzi per regolare certi sistemi, la mente è un sistema che si autocostruisce e che si autoregola. Questo fenomeno verrà trattato tra breve. Whereas an anti-aircraft gun and a thermostat are devices constructed by people to regulate certain systems, the mind is a system that constructs itself and regulates itself. We shall say more about this phenomenon in a few minutes.

81 Other Cybernetic Concepts
Ulteriori Concetti di Cibernetica Ora che ci siamo familiarizzati con alcuni personaggi fondamentali, i loro interessi ed i loro contributi, siamo pronti per ricevere ulteriori concetti di Cibernetica. Now that we have touched on some of the key people, their interests, and their contributions, we shall look at a few additional cybernetic concepts.

82 Law of Requisite Variety
Legge di Varietà di Requisiti Un concetto molto importante è rappresentato dalla ‘Legge di Varietà dei Requisiti’ che si sintetizza come segue: quando un sistema diventa sempre più complesso, anche il controllore del sistema deve diventare più complesso perché ci sono molte più funzioni da regolare. In altre parole, più complesso il sistema, più sofisticato deve essere il suo regolatore. One important concept is the law of requisite variety. This law states that as a system becomes more complex, the controller of that system must also become more complex, because there are more functions to regulate. In other words, the more complex the system that is being regulated, the more complex the regulator of the system must be.

83 Thermostat Example, Revisited
Rivediamo l’esempio del termostato. Let's return to our example of a thermostat.

84 Furnace = Simplicity Se l’abitazione è provvista di un unico generatore di calore, il termostato può essere molto semplice – perché deve controllare soltanto un generatore. If a house has only a furnace, the thermostat can be quite simple – since it controls only the furnace.

85 Furnace + Air Conditioner = Complexity
Ma se l’abitazione è dotata di generatore di calore e di sistema di climatizzazione, il termostato deve essere più sofisticato – sarà dotato di più interruttori, manopole o bottoni – perché deve controllare due processi – riscaldamento e raffreddamento. However, if the house has both a furnace and an air conditioner, the thermostat must be more complex – it will have more switches and knobs – since it must control two processes – both heating and cooling.

86 Humans – Most Complex Nervous System
Lo stesso principio vale per gli organismi viventi. Gli esseri umani possiedono il sistema nervoso ed il cervello più complessi di ogni altro animale. Grazie ad essi si possono cimentare in attività differenti e essere dotati di corpi complessi. The same principle applies to living organisms. Human beings have the most complex nervous system and brain of any of the animals. This allows them to engage in many different activities and to have complex bodies.

87 Al contrario, alcuni animali come la stella di mare, . . .
Starfish System Al contrario, alcuni animali come la stella di mare, . . . In contrast, some animals such as the starfish, . . .

88 . . . Il cetriolo marino, . . . . . . sea cucumber, . . .
Sea Cucumber System . . . Il cetriolo marino, . . . . . . sea cucumber, . . .

89 More Complex the Animal, the More complex the Brain
. . . e l’anemone di mare non possiedono un cervello centrale, ma solamente una semplice rete nervosa, che risulta sufficiente per regolare i loro semplici corpi e le loro funzioni. In sostanza più è complesso un animale e più complesso è il cervello di cui deve essere dotato. . . . and sea anemone have no centralized brain, but only a simple nerve network, which is all that is required to regulate the simpler bodies and functions of these sea animals. In summary, the more complex the animal, the more complex the brain needs to be.

90 Social Systems La ‘Legge di Varietà dei Requisiti’ non si applica solamente al controllo di macchine e dei corpi umani, ma anche ai sistemi sociali. Ad esempio, per controllare il crimine, non è necessario e non è realizzabile stabilire un agente di polizia per ogni cittadino, perchè non tutte le attività dei cittadini necessitano di una regolazione . . . The law of requisite variety not only applies to controlling machines and human bodies, but to social systems as well. For example, in order to control crime, it is not necessary or feasible to have one policeman for each citizen, because not all activities of citizens need regulation . . .

91 Capability to Regulate
. . . solamente quelle illegali. Quindi, uno o due agenti di polizia ogni mille abitanti usualmente forniscono le necessarie capacità per il controllo di attività illegali. . . . just illegal ones. Therefore, one or two policeman for every thousand people generally provides the necessary capability for regulating illegal activities.

92 Regulation – Increase Complexity of Regulator and System being Regulated
In casi come quello appena visto l’esigenza di controllo di un tale sistema viene soddisfatta non da una maggiore sofisticazione del sistema di regolazione, ma da una riduzione della varietà nel sistema regolato. In altre parole, invece di assumere un numero maggiore di agenti di polizia, si decide semplicemente di regolare un numero minore di comportamenti umani. In this case a match between the variety in the regulator and the variety in the system being regulated is achieved not by increasing the complexity of the regulator, but by reducing the variety in the system being regulated. That is, rather than hiring many policemen, we simply decide to regulate fewer aspects of human behavior.

93 Self Organizing Systems
Sistema Auto-Organizzativo Il ‘Sistema Auto-Organizzativo’ rappresenta un altro concetto cibernetico che abbiamo davanti agli occhi tutti i giorni. Un sistema auto-organizzativo è un sistema che diventa sempre più organizzato avvicinandosi all’equilibrio. Ross Ashby evidenziò che qualsiasi sistema i cui processi interni o le cui regole di interazione non cambiano, di fatto è un sistema auto-organizzativo. The self-organizing system is another cybernetic concept, which we all see demonstrated daily. A self-organizing system is a system that becomes more organized as it goes toward equilibrium. Ross Ashby observed that every system whose internal processes or interaction rules do not change is a self-organizing system.

94 Waiting in Line Un semplice esempio è rappresentato da un gruppo di persone anglosassoni disorganizzate che, rimanendo in attesa . . . For example, a disorganized group of people who are waiting . . .

95 The Line – A Self-Organizing System
. . .per prendere un mezzo pubblico, si disporranno lungo una linea, perchè nelle loro esperienze passate si sono resi conto che la linea è un modo pratico ed educato per ottenere un servizio. Questo gruppo di persone rappresenta un esempio di sistema auto-organizzativo. . . . to take a bus will fall into a line, because of their past experience that lines are a practical, fair way to obtain service. These people constitute a self-organizing system.

96 Oil and Vinegar – a Self-Organizing System
Anche il condimento di un’insalata costituito da olio ed aceto è un sistema auto-organizzativo. Infatti, se agitata, come qui illustrato, la mistura diventa un liquido omogeneo, anche se temporaneamente. Even a mixture of salad oil and vinegar is a self-organizing system. As a result of being shaken as shown here, the mixture changes to a homogeneous liquid – temporarily . . .

97 Oil and Vinegar - Equilibrium
Permettendo al condimento di insalata di raggiungere uno stato di equilibrio, si vede che la mistura cambia struttura e l’olio e l’aceto si separano automaticamente. Si può allora affermare che il condimento organizza se stesso. . . . as the salad dressing is allowed to go to equilibrium, the mixture changes its structure and the oil and vinegar separate automatically. We could say that the mixture organizes itself.

98 Self Organization Leads to a General Design Rule
L’idea di auto-organizzazione porta ad una regola generale di progetto. Per cambiare ogni oggetto, porre l’oggetto in un ambiente dove la reciproca interazione (oggetto-ambiente-oggetto) è in grado di cambiare l’oggetto nella direzione desiderata. Vediamo tre esempi . . . The idea of self-organization leads to a general design rule. In order to change any object, put the object in an environment where the interaction between the object and the environment will produce the desired change in the object in the direction you want it to go. Let's consider three examples. First, in order to make iron from iron ore we put the iron ore in an environment called a blast furnace. In the furnace, coke is burned to produce heat. In the chemical and thermodynamic environment of the blast furnace, iron oxides become pure iron.

99 Self Organization Leads to a General Design Rule
Primo, per produrre ferro da minerale ferroso si pone il minerale ferroso in un ambiente chiamato altoforno. Nell’altoforno, si brucia carbone per produrre calore. Nell’ambiente chimico e termodinamico dell’altoforno gli ossidi di ferro diventano ferro puro. The idea of self-organization leads to a general design rule. In order to change any object, put the object in an environment where the interaction between the object and the environment will produce the desired change in the object in the direction you want it to go. Let's consider three examples. First, in order to make iron from iron ore we put the iron ore in an environment called a blast furnace. In the furnace, coke is burned to produce heat. In the chemical and thermodynamic environment of the blast furnace, iron oxides become pure iron.

100 Come secondo esempio prendiamo il processo educativo di un bambino.
Educating Children Come secondo esempio prendiamo il processo educativo di un bambino. Il bambino viene mandato in una scuola. As a second example consider the process of educating a child. The child is placed in a school.

101 Educating Children, cont.
Come risultato dell’interazione tra insegnanti ed altri studenti nella scuola, il bambino impara a leggere e a scrivere. As a result of interacting with teachers and other students in the school, the child learns to read and write.

102 Regulation of Business by Government
Un terzo esempio è rappresentato dalla regolamentazione degli affari da parte di un governo. Per regolamentare gli affari la popolazione USA adotta una Costituzione che stabilisce tre istituzioni governative. Con l’emanazione di leggi, il Congresso crea un ambiente di incentivi di tassazione e di penalità legali che vengono fatte rispettare dalla Istituzione Esecutiva. A third example is the regulation of business by government. To regulate their affairs the people of the United States adopted a Constitution that established three branches of government. By passing laws, Congress creates an environment of tax incentives and legal penalties which are enforced by the Executive branch.

103 Regulation of Business by Government, cont.
Questi incentivi e penalità, che sono stabiliti dalle corti, costringono gli uomini d’affari a modificare il loro comportamento della direzione desiderata. These incentives and penalties, which are adjudicated by the courts, encourage businessmen to modify their behavior in the desired direction.

104 Regulation of Business by Government, cont.
Ciascun esempio – l’altoforno per la fusione del ferro . . . Each case – the iron smelting furnace . . .

105 Regulation of Business by Government, cont.
. . . la scuola con gli insegnanti e gli studenti . . . . . . the school with its teachers and students . . .

106 Regulation of Business by Government, cont.
. . . e la regolamentazione governativa degli affari si può pensare come un sistema auto-organizzativo. Ciascun sistema si auto-organizza dirigendosi verso uno stato di equilibrio stabile. In ogni caso le regole di interazione del sistema vengono impiegate per produrre il risultato desiderato. . . . and government regulation of business can be thought of as a self-organizing system. Each system organizes itself as it goes toward its stable equilibrial state. And in each case the known interaction rules of the system have been used to produce a desired result.

107 I recenti lavori sugli automi cellulari, geometria fraziale, e complessità si possono pensare come una estensione di quel lavoro sui sistemi auto-organizzativi svolto nei primi anni Sessanta del XX° Secolo.

108 Cybernetics – how Knowledge itself is Generated
Fino a questo momento abbiamo visto come la cibernetica ci può aiutare a costruire macchine ed a comprendere semplici processi di regolazione. Ma la cibernetica ci può anche aiutare ad imparare come si genera la conoscenza. So far we've talked mainly about how cybernetics can help us to build machines and to understand simple regulatory processes. But cybernetics also can be helpful in understanding how knowledge itself is generated.

109 A Firmer Foundation for Regulating Larger Systems
Questa comprensione può fornire delle fondamenta ancora più solide per la regolazione di sistemi più grandi, come corporazioni d’affari, nazioni, . . . This understanding can provide us with a firmer foundation for regulating larger systems, such as business corporations, nations, . . .

110 Firmer Foundation for Regulating the Whole World
. . . ed anche il mondo intero. . . . and even the whole world.

111 Ruolo dell’Osservatore
Role of the Observer Ruolo dell’Osservatore Applying cybernetic principles to social systems calls attention to the role of the observer of a system who, . . .

112 Heinz Von Foerster Alla fine degli anni Sessanta del XX° alcuni cibernetici come Heinz Von Foerster negli Stati Uniti d’America, . . . In the late 1960's cyberneticians such as Heinz Von Foerster of the United States, . . .

113 . . . Humberto Maturana nel Cile, . . .
. . . Humberto Maturana of Chile, . . .

114 Gordon Pask . . . Gordon Pask e, . . . . . . Gordon Pask and, . . .

115 . . . Stafford Beer in Inghilterra . . .
. . . Stafford Beer of Great Britain . . .

116 Second Order Cybernetics
Cibernetica di Secondo Ordine . . . iniziarono ad estendere l’applicazione dei principi cibernetici per comprendere il ruolo dell’osservatore. Questa enfasi particolare fu chiamata ‘cibernetica di secondo-ordine‘. . . . began extending the application of cybernetic principles to understanding the role of the observer. This emphasis was called 'second-order cybernetics.'

117 Dealing with Autonomous Systems
Quindi la cibernetica di primo ordine trattava di sistemi controllati, mentre la cibernetica di secondo ordine si occupò di sistemi autonomi. Whereas, first-order cybernetics dealt with controlled systems, second-order cybernetics deals with autonomous systems.

118 L’applicazione dei principi cibernetici ai sistemi sociali richiamò l’attenzione sul ruolo dell’osservatore di un sistema che, . . .

119 Separating Man from the System
. . . mentre cerca di studiare e di capire un sistema sociale, non è in grado di separare se stesso dal sistema o di evitare che egli stesso possa perturbarlo. . . . while attempting to study and understand a social system, is not able to separate himself from the system or prevent himself from having an effect on it.

120 Separating Man from the System, cont.
Secondo l’approccio classico, uno scienziato nel suo laboratorio pone una grande attenzione e prende notevoli precauzioni per evitare che le proprie azioni possano influenzare il risultato di un esperimento. In ogni caso, però, spostandosi dai sistemi meccanici, come quelli con cui lavora uno scienziato nel suo laboratorio, a quelli sociali, diventa impossibile ignorare il ruolo dell’osservatore. In the classical view, a scientist working in a laboratory takes great pains to prevent his own actions from affecting the outcome of an experiment. However, as we move from mechanical systems, such as those the scientist works with in the laboratory, to social systems, it becomes impossible to ignore the role of the observer.

121 Margaret Mead Ad esempio, uno scienziato come Margaret Mead che ha studiato i popoli e le loro culture, non può negare di aver avuto qualche effetto sulle popolazioni che ha studiato. For example, a scientist such as Margaret Mead who studied people and their cultures, could not help but have some effect on the people she studied.

122 Mead – Separating Man from the System
Poichè ha convissuto a stretto contatto con le società che ha studiato, naturalmente, in certe occasioni, gli autoctoni hanno voluto impressionarla, compiacerla, e forse anche angustiarla. Because she lived within the societies she studied, the inhabitants would naturally, on occasion, want to impress her, please her, or perhaps anger her.

123 Mead – Separating Man from the System, cont.
La presenza stessa di Mead in una cultura ha prodotto una alterazione di quella cultura e, a sua volta, questa alterazione ha influenzato le sue osservazioni su quella cultura. The fact of Mead's presence in a culture altered that culture and, in turn, affected what she observed.

124 Mead – Separating Man from the System, cont.
L’ ‘effetto osservatore' ha reso impossibile a Mead di conoscere come fosse la vera società autoctona senza la sua presenza. This 'observer effect' made it impossible for Mead to know what the society was like when she wasn't there.

125 News Reporters – Affected by Background and Experience
Uno scrupoloso reporter di news verrà sempre influenzato dal suo ambiente e dalla sua esperienza e di conseguenza non potrà che offrire una visione necessariamente soggettiva di un fatto. Come pure un solo reporter non potrà mai essere in grado di raccogliere e comprendere tutte le informazioni necessarie per offrire un servizio completo ed accurato relativo ad un evento complesso. A conscientious news reporter will always be affected by his or her background and experience and hence will necessarily be subjective. Also, one reporter is unable to gather and comprehend all the information necessary to give a complete, accurate report on a complex event.

126 Wise to Have Several People Study Complex Systems
Per questi motivi è saggio poter disporre di molteplici soggetti differenti per studiare un evento o un sistema complesso . Solamente ascoltando le descrizioni di osservatori differenti una persona può formarsi un’impressione di quanto una descrizione sia funzione dell’osservatore e quanto la descrizione sia funzione dell’evento stesso. For these reasons, it is wise to have several different people study a complex event or system. Only by listening to descriptions of several observers can a person form an impression of how much a description of an event is a function of the observer and how much the description is a function of the event itself.

127 Early Days – Cybernetics = Systems Seeking Pre-Defined Goals
Se all’inizio la cibernetica venne applicata generalmente a sistemi in cerca di un obiettivo definito da terzi, la cibernetica di 'secondo-ordine' riguarda invece sistemi in grado di definire i loro stessi obiettivi. Whereas, in the early days, cybernetics was generally applied to systems seeking goals already defined for them, 'second-order' cybernetics refers to systems that define their own goals.

128 Now – How Purposes are Constructed
In questo caso il focus attentivo viene posto su come si costruiscono gli scopi. Un esempio interessante di sistema che cresce da una condizione con obiettivi imposti da terzi fino ad un’altra con obiettivi auto-definiti è proprio l’essere umano. Quando I bambini sono molto piccoli, i genitori scelgono per loro gli obiettivi. Ad esempio, usualmente i genitori desiderano che i loro figli imparino a camminare, parlare, ed usare buone maniere a tavola. It focuses attention on how purposes are constructed. An interesting example of a system that grows from having purposes set for it to one that sets its own purposes is a human being. When children are very young, parents set goals for them. For example, parents normally desire that their children learn to walk, talk, and use good table manners.

129 Pursuing Goals and Purposes
Quando il bambino cresce, impara a scegliere i propri obiettivi ed a perseguire i propri scopi, come quelli di decidere gli obiettivi educativi e di carriera, . . . However, as children grow older, they learn to set their own goals and pursue their own purposes, such as deciding on educational and career goals, . . .

130 Pursuing Goals and Purposes, cont.
. . . pianificando di sposarsi . . . . . . making plans to marry . . .

131 Pursing Goals and Purposes, cont.
. . . e di ‘metter su’ famiglia. . . . and start a family.

132 Cybernetics – 1st Noted for Feedback
Riassumendo quello che abbiamo appreso, dapprima la cibernetica si distinse per il concetto di retroazione. To review what we have learned, cybernetics was first noted for the concept of feedback.

133 Human Body – Rich Example of Feedback
Il corpo umano è una ricca sorgente di esempi di come la retroazione permetta ai sistemi di auto-regolarsi, sollevando negli scienziati un interesse allo studio . . . The human body is a rich source of examples of how feedback allows systems to regulate themselves, causing scientists to be interested in studying . . .

134 Studying the Human Body – Walking, Thinking, etc.
. . . ed alla simulazione di attività umane ed animali, dalla deambulazione al pensare . . . . and simulating human and animal activities, from walking to thinking.

135 Cybernetics – Studies Self-Organizing Properties
La Cibernetica studia proprietà auto-organizzative e si è mossa . . . Cybernetics studies self-organizing properties and has moved . . .

136 Cybernetics – Moved from Primary Concern with Machines
. . . da un ambito primario coinvolgente macchine . . . . . . from a concern primarily with machines . . .

137 Cybernetics includes Large Social Systems
. . . a quello successivo per includere grandi sistemi sociali. . . . to include large social systems.

138 Da Vinci – Can we Master all Fields and Existing Knowledge?
Non sarà possible ritornare al tempo di Leonardo Da Vinci e dominare tutti i campi di conoscenza esistenti, ma possiamo costruire un insieme di principi che sono alla base del comportamento di tutti i sistemi conosciuti. Although we'll never be able to return to the times of Leonardo Da Vinci and master all fields of existing knowledge, we can construct a set of principles that underlie the behavior of all systems.

139 Complexity is Observer-Dependent
Come ci insegna la cibernetica, il ruolo dell’osservatore definisce i sistemi che vuole controllare e quindi anche la complessità dipende dall’osservatore. Also, as cybernetics tells us, because the observer defines the systems he wants to control, complexity is observer-dependent.

140 Complexity is in the Eye of the Beholder
La complessità, come la bellezza, è solamente negli occhi dell’osservatore. Complexity, like beauty, is in the eye of the beholder.

141 Credits La Storia e lo Sviluppo della Cibernetica Narrated By: Paul Williams Produced By: Enrico Bermudez Paul Williams Written By: Catherine Becker Marcella Slabosky Stuart Umpleby © 2006 The George Washington University: The History and Development of Cybernetics Narrated By: Paul Williams Produced By: Enrico Bermudez Paul Williams Written By: Catherine Becker Marcella Slabosky Stuart Umpleby