Introducción

Desde la década del 1940 hasta la actualidad, la química ha intervenido activamente en todos los avances que tuvieron relación con el advenimiento de las computadoras electrónicas, las distintas concepciones de lo viviente como sistema y la posibilidad de automatización del pensamiento humano.

La era de la información, encarnada en las ciberculturas actuales, tiene su base fundante y estado del arte actual a partir de la cibernética, el desarrollo de las computadoras electrónicas y su estrecha relación con aplicaciones que realizan procesos inteligentes.

La cibernética clásica

La Segunda Guerra Mundial fue punto de partida y también de convergencia de la aparición de las primeras computadoras digitales electrónicas europeas y estadounidenses (ya fueran de programa conectado al procesador o de programa almacenado), la concepción inicial de la cibernética1 como ciencia multidisciplinar y la definición de la inteligencia artificial, como disciplina del conocimiento.

Collosus: primera computadora digital europea totalmente electrónica

Durante la II Guerra Mundial (1939-1945), un equipo de científicos y matemáticos que trabajaban en Bletchley Park, al norte de Londres, crearon lo que se consideró la primera computadora digital totalmente electrónica: Colossus. Hacia diciembre de 1943, Colossus, que incorporaba 1.500 válvulas o tubos de vacío, era ya operativa. Fue utilizada por el equipo dirigido por Alan Turing para decodificar los mensajes de radio cifrados de los alemanes.

Desde ámbitos militares de investigación y desarrollo, se le encomienda al matemático norteamericano Norbert Wiener la tarea de lograr que ciertos dispositivos de la artillería antiaérea adquieran la capacidad de regular su propia trayectoria. Wiener describe así a la cibernética como "la ciencia del control y la comunicación en el animal y en la máquina". Se define así como una ciencia multidisciplinar para el análisis de los procesos análogos que se dan en los seres vivos y las máquinas, como son el control de la información y las comunicaciones. La palabra cibernética proviene del griego kybernetes ("timonel" o "gobernador"), en el sentido de un sujeto que modifica sus decisiones de acuerdo con la información que recibe, en una clara correspondencia con la teoría de los mecanismos de control.

El cuerpo humano puede estudiarse como una "máquina" con complejos sistemas de control de información, que regulan en el organismo la temperatura y el agua, por ej., al tiempo que está formado de un poderoso sistema de comunicaciones eléctricas y químicas, que configuran, respectivamente, los sistemas nervioso y hormonal. Las observaciones de Wiener se apoyaron en su trabajo junto al neurofisiólogo mexicano Arturo Rosenblueth (1900-1970), a quien había conocido en 1942, durante un congreso en Nueva York. Con él estudió las semejanzas entre el cerebro humano y los robots y sistemas automáticos. Cobra aquí importancia el concepto de feedback o "retroalimentación", que era conocido en el campo biológico, donde se describía cómo los animales de sangre caliente mantienen la temperatura corporal mediante reguladores biológicos que toman información ambiental externa y mantienen un sistema homeostático, equivalente a un termostato. Wiener y Rosenblueth dedujeron que estos mecanismos definen un comportamiento inteligente (de inteligencia artificial2, en el caso de las máquinas), dada su capacidad de procesar la información captada, responder y actuar en consecuencia. A partir de sus observaciones e investigaciones, Wiener profundizó en la búsqueda de los rasgos de semejanza entre el cerebro humano y el "cerebro artificial", es decir, la computadora, entendida en el sentido de totalidad de máquina, ya descripto.

Según la teoría de la información, uno de los principios básicos de la cibernética establece que la información es estadística por naturaleza y se mide de acuerdo con las leyes de la probabilidad. En este sentido, la información es concebida como una medida de la libertad de elección implícita en la selección. A medida que aumenta la libertad de elección, disminuye la probabilidad de que sea elegido un determinado mensaje. La medida de la probabilidad se conoce como entropía. De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, en los procesos naturales existe una tendencia hacia un estado de desorganización, o caos, que se produce sin ninguna intervención o control. En consecuencia, de acuerdo con los principios de la cibernética, el orden (disminución de la entropía) es lo menos probable, y el caos (aumento de la entropía) es lo más probable. La conducta intencionada en las personas o en las máquinas exige mecanismos de control que mantengan el orden, contrarrestando la tendencia natural hacia la desorganización.
De modo convergente en el tiempo, el término Inteligencia Artificial (IA) fue creado y usado por primera vez a mediados de la década de 1940. Sin embargo, recién el 31 de agosto de 1955, J. McCarthy (Dartmouth College, New Hampshire), M. L. Minsky (Harvard University), N. Rochester (I.B.M. Corporation) y C.E. Shannon (Bell Telephone Laboratories) lanzaron una propuesta para reunir en el verano de 1956 a un grupo de investigadores que quisieran trabajar sobre la conjetura de que cada aspecto del aprendizaje y cada característica de la inteligencia podían ser tan precisamente descriptos, que se podían crear máquinas que las simularan. El encuentro, ahora conocido como la conferencia de Dartmouth, se llevó a cabo con tal éxito que el evento acuñó el término Inteligencia Artificial y con él una nueva área científica de conocimiento.

Marvin Minsky , con la simpleza y sabiduría que lo caracterizan, definió: "La Inteligencia Artificial es el arte de hacer máquinas capaces de hacer cosas que requerirían inteligencia en caso de que fuesen hechas por seres humanos".

Si pensamos a la inteligencia como la consecuencia lógica de la aplicación del conocimiento adquirido, esta definición nos llevaría, o por lo menos nos ayudaría, a entender por qué en inteligencia artificial hay tantas ramas (resolución de problemas, manejo del lenguaje natural, sistemas expertos, etc.) y tantos campos de aplicación (ciencias, ingeniería, economía, lenguas extranjeras, etc.).

Aplicaciones de la química

El campo de la química fue precursor como dominio de aplicación en el desarrollo de sistemas expertos. La Universidad de Stanford, en California, Estados Unidos, desde su Departamento de Ciencias de la Computación, desarrolló dos famosos sistemas expertos, que se prefiguraron como casos líderes dentro de la Inteligencia Artificial y sirvieron como base de gran utilidad en desarrollos posteriores.

Los sistemas expertos sirven para resolver cuestiones complejas, en las cuales hay muchos factores involucrados, se necesita tener en cuenta una amplia base de datos históricos, y donde se pueda definir alguna regla que permita la toma de decisiones rápida. Están basados en conocimientos dedicados a tareas específicas que requieren una gran cantidad de conocimiento de un dominio de experiencia particular, proporcionan experiencia en forma de diagnósticos, instrucciones, predicciones o consejos ante situaciones reales que se planteen y pueden servir también como herramientas de entrenamiento. Son aplicables a numerosos campos de experiencia, como medicina, actividades militares, ciencia, ingeniería, economía y derecho. 1) Son sistemas que imitan el comportamiento de un humano. 2) Utilizan la información que el usuario le proporciona para darle una opinión sobre cierta materia. Por tanto, el sistema experto le hace preguntas hasta que pueda identificar un objeto que se relacione con sus respuestas.

La creación de DENDRAL, liderada por J. Lederberg y E. A. Feigenbaum, entre otros, constituyó un peldaño en el camino hacia la creación de futuros sistemas expertos. Como Lederberg declaró, DENDRAL se creó con el fin de recoger las lecturas del espectrómetro de masa para los contenidos y pesos de una molécula. Mediante un grupo de tablas, reglas y conocidas excepciones, DENDRAL produciría todas las estructuras y formas geométricas posibles que la molécula podría adoptar. De acuerdo con Lindsay, otro de sus autores, DENDRAL fue "la primera aplicación importante de programación heurística3 para el análisis experimental en una ciencia empírica".

DENDRAL (1965-83)

El Proyecto DENDRAL (Dendritic Algorithm) fue uno de los primeros sistemas expertos. DENDRAL comenzó como un esfuerzo por explorar la mecanización del razonamiento científico y su formalización, trabajando dentro de un dominio específico de la ciencia: la química orgánica. Otra preocupación era usar conceptos y técnicas de Inteligencia Artificial para comprender mejor algunas preguntas fundamentales desde la filosofía de las ciencias, incluso el proceso por el cual las hipótesis explicativas son descubiertas o se interpretan como adecuadas. Después de más de una década de colaboración entre químicos, genetistas e informáticos, DENDRAL se había convertido no sólo en una demostración acertada del poder de los sistemas expertos basados en reglas sino también un instrumento significativo para el análisis de estructuras moleculares, tanto en el uso en laboratorios de investigación académica como en la industria. Usando un paradigma de búsqueda plan-generate-test y datos de espectrometría de masas y otras fuentes, DENDRAL propone estructuras plausibles para compuestos químicos nuevos o desconocidos. Aunque DENDRAL ya no es un tema de investigación académica, la versión más reciente de generador de estructuras interactivo, GENOA, ha sido licenciada por la Universidad de Stanford para su uso comercial.

META-DENDRAL (1970-76)

META-DENDRAL es un programa inductivo que automáticamente formula nuevas reglas para DENDRAL, para ser utilizado en el módulo de explicación de datos sobre compuestos químicos desconocidos. Usando el paradigma plan-generate-test, META-DENDRAL ha formulado con éxito reglas de la espectrometría de masas, tanto redescubriendo reglas existentes como proponiendo nuevas reglas. Aunque META-DENDRAL ya no es un programa en uso, sus aportes para el enriquecimiento de las ideas sobre aprendizaje y descubrimiento están siendo aplicados a nuevos dominios. Entre estas ideas está el concepto de que la inducción puede ser automatizada como una búsqueda heurística; dividida en dos etapas -aproximada y refinada- para aumentar su eficiencia; que el aprendizaje debe ser capaz de procesar datos confusos e incompletos; y que aprender conceptos múltiples en forma simultánea es a veces un proceso inevitable.


1En este momento Wiener se refiere a la cibernética clásica o de primer orden, que se inscribe dentro de la corriente realista u objetivista que considera que el conocimiento se refiere a una realidad estable, objetiva, existente independientemente de que sea conocida por el hombre.


2 Los tres principales procesos de la inteligencia humana que la inteligencia artificial tiene que imitar son, en orden ascendente de dificultad:

  1. Aprendizaje. Consiste en adquirir conocimientos e información, así como las reglas para poder aplicarlos. Comprender que la inteligencia necesita de conocimiento previo fue uno de los primeros hallazgos de la IA.
  2. Razonamiento. Se trata de emplear esas reglas y conocimientos para alcanzar conclusiones aproximadas o definitivas.
  3. Autocorrección. Ser capaz de identificar sus propios errores y desechar esas formas de actuación o conclusiones en el futuro.


3La heurística trata de métodos o algoritmos exploratorios durante la resolución de problemas, en los cuales las soluciones se descubren por la evaluación del progreso logrado en la búsqueda de un resultado final.

La cibernética de la complejidad

Como ya hemos señalado, los cibernéticos distinguieron entre el patrón de organización de un sistema y su estructura física. En este sentido, consideraron que la comunicación y el control eran suficientes para explicar la organización de los sistemas. La cibernética de segundo orden introduce el concepto de autoorganización y la idea de complejidad para completar esta visión. Se asocia a la teoría de la complejidad, en la cual el observador forma parte del sistema, estipulando sus propios objetivos y su propio papel dentro del mismo. Ya no estamos en presencia de un sistema en equilibrio. Por el contrario, constantemente se producen perturbaciones, desviaciones que fuerzan a una constante reorganización y ajuste. En este sentido, el orden y el desorden "cooperan" para la organización del sistema. El desorden es necesario para la producción del orden. Esta relación dialéctica forma parte de la complejidad de los sistemas.

La teoría cibernética y la teoría de sistemas se desarrollan a un mismo tiempo y las conexiones entre ambas son muy importantes.

Desde el punto de vista sistémico, entonces, el aspecto fundamental de cualquier estudio basado en los sistemas vivos radica en la síntesis entre el estudio de la sustancia o estructura del sistema y el estudio de su forma o patrón. En el estudio de la estructura lo que hacemos es fijarnos en la medida de los elementos que conforman el sistema. Los patrones, en cambio, nos muestran la forma del sistema, su cartografía. En este sentido, la estructura puede ser medida, analizada cuantitativamente, mientras que al patrón sólo nos podemos aproximar desde un punto de vista cualitativo.

La ciencia clásica se centra en el estudio de los elementos que componen la realidad. La perspectiva sistémica es contextual y, por consiguiente, no sólo busca el análisis de la estructura sino también la cualidad del sistema estudiado.

En un sistema vivo, la evolución se basa en un proceso entre los vínculos establecidos por el patrón y la estructura. "Un sistema vivo es a la vez abierto y cerrado: abierto estructuralmente, pero cerrado organizativamente. La materia y la energía fluyen a través de él, pero el sistema mantiene una forma estable y lo hace de manera autónoma, a través de su autoorganización" (Capra, 1999, p.182).

El empeño de buena parte de los cibernéticos ha consistido en descubrir los patrones de organización comunes a todos los seres vivos. Los autores más significativos en el desarrollo de esta visión consideran que la materia y la mente no son dos categorías separadas sino que representan dos aspectos diferentes del mismo fenómeno de la vida. La mente es un proceso que se identifica con el proceso de la vida. El empeño de todos estos autores ha sido conseguir desarrollar teorías integradoras del hombre en que las diversas dimensiones vitales: percepción, emoción, acción, lenguaje, etc., queden incluidas en una sola red cognitiva explicativa de la mente humana.

La contribución más importante de la teoría general de sistemas de Bertalanffy es la demostración de que los sistemas vivos no pueden ser comprendidos desde el análisis. Las partes, los elementos, no tienen propiedades intrínsecas y, en consecuencia, sólo pueden entenderse desde el contexto del todo.

Con el avance de la ciencia moderna la búsqueda de la inteligencia artificial ha tomado dos caminos fundamentales: la investigación psicológica y fisiológica de la naturaleza del pensamiento humano, y el desarrollo tecnológico de sistemas informáticos cada vez más complejos. Ambos se dirigen a la búsqueda de la autonomía como característica fundamental de los sistemas.

Aplicaciones de la química

El impacto de la IA incluye muchos ejemplos diferentes de aplicaciones a problemas individuales. Por ejemplo, un circuito integrado de silicio puede ser rediseñado utilizando técnicas de reconocimiento de patrones en IA. Dados los avances en circuitos de integración a muy grandes escalas (VLSI), instrumentos y productos de muchos tipos y clases incluirán circuitos cuyo diseño hace uso de métodos de IA.

Otros campos de aplicación de la química, dentro de un marco multidisciplinario, se sitúan en los programas espaciales, que encuentran hoy en la IA insustituibles aliados. Un ejemplo: Telescopio Espacial Spitzer. Elección inteligente de su órbita o aplicaciones relacionadas con la robótica espacial.

A comienzos de octubre 2005, el programa de TV TN Ciencia, emitido por canal TN, de Argentina, entrevistó a Kevin Warwick, citado en los medios como "el hombre biónico" o "el cyborg humano". Se trata de un científico inglés que se encuentra actualmente trabajando en investigación y desarrollos altamente sofisticados de robótica e IA.

Cibercultura

Desde la década de los ´90, la palabra cibernética se utiliza, en primer lugar, asociada al uso de la tecnología informática y, posteriormente, al uso de las redes de comunicación. Sin embargo, en este uso más masivo, el propio término se ve mutilado apareciendo nuevas uniones tales como ciberespacio , cibercultura, cibercafé, etc.

La cibercultura hace referencia a todos los cambios que se están generando en el mundo como consecuencia de la utilización de la informática como medio de información y comunicación. La cibercultura tiene la peculiaridad de estar desprovista de centro, de líneas directrices, de entidades ligadas a un tiempo y un espacio. En este sentido, como dice P. Virilio (1997), no se habla de cibercultura por casualidad, ya que las autopistas de la información están unidas a un fenómeno de feedback, de retroacción constante, la interactividad marca el aspecto fundamental del sistema social actual.

Ahora bien, la cibernética que fundamenta el funcionamiento de la red no se basa únicamente en modelos de circularidad tal y como señala Virilio, sino que el modelo del ciberespacio se aproxima mucho más al modelo de complejidad elaborado por la cibernética de segundo orden. Por ello, la mirada cibernética nos proporciona una descripción de los sistemas virtuales que se están generando en la sociedad actual.

La cibercultura, el ciberespacio está fundamentado en los siguientes aspectos:

Sociedad-red

Con el desarrollo de las redes de comunicación, especialmente de internet, que crece día a día de forma exponencial, se dibuja una sociedad con una visión circular del mundo que se autoenlaza y se autorreproduce. Si un sistema puede ser visto en forma circular, estamos ante un sistema en que es muy difícil diferenciar sus formas y sus límites. Desde el punto de vista cibernético, podemos considerar a la sociedad como un sistema orgánico viviente basado en la comunicación y la información que se generan y se introducen según su funcionalidad. No hay mensajes fuera de contexto, separados de una comunidad activa. Todos los mensajes forman parte de una comunidad activa, están llenos de vida y mueren cuando dejan de tener sentido dentro del contexto en que han sido generados.

En definitiva, "esta concepción permite tratar las redes como circulaciones sin comienzo ni fin, en la medida en que sus 'empalmes' son múltiples, y sus encaminamientos, complejos. Se la recogerá bajo la forma de una visión circular del mundo y sus envolturas sucesivas; visión de un interior orgánico que se autoenlaza para una reproducción asimismo 'auto'" (Sfez,1995). No sólo es un sistema abierto sino que es muy difícil diferenciar su forma y sus límites. El orden y el desorden se generan a través de la interacción y la participación activa de los usuarios, que son a la vez productores y consumidores del propio sistema. No hay un centro, y por consiguiente, el sistema está constituido por redes de redes. De hecho, tal y como afirma Lèvy (1998), el espacio no es desorden sino expresión de la diversidad de lo humano.

Según Lèvy (1998), la cibercultura es el universal sin totalidad. El ciberespacio no genera una cultura de lo universal porque está en todas partes, sino porque su forma o su idea implican un derecho para el conjunto de los seres humanos. Dice un anuncio de una empresa de telecomunicaciones "la comunicación es un derecho, no un privilegio". Esta empresa ha captado perfectamente el sentido de lo universal sin totalidad.

Comunicación-conectividad

Estar conectado representa estar en el mundo, formar parte del sistema, ser creador de nuevos sistemas. La conectividad es condición necesaria para la comunicación a través de la red.

Las formas comunicativas están transformándose dentro de la red a través de la creación de las comunidades virtuales.

Las comunidades virtuales se construyen sobre intereses y conocimientos, independientemente de la proximidad geográfica. Son muy diversas en su composición y también en su estructura y forma comunicativa. Las formas comunicativas son muy variadas y, al contrario de lo que muchos autores parecen opinar, son complementarias entre sí y no excluyentes.

La información

Como señala E. Havelock (1996), el paso de la oralidad a la escritura en Grecia marcó un cambio fundamental en el desarrollo del pensamiento occidental. La escritura supuso un cambio no sólo del medio de comunicación sino de la forma de conciencia. La escritura sirvió para fijar el conocimiento, las reglas y normas sociales. "No es la creatividad, sea esta lo que fuere, sino el recuerdo y la memoria los que contienen la clave de nuestra existencia civilizada" (Havelock, 1996, p.104). El lenguaje hablado queda fijado en un vocabulario y en un orden fijador.

La manera de usar los sentidos y nuestra forma de pensar están relacionadas en la transición de la oralidad a la escritura. La oralidad enfatizaba el oído y la boca, la escritura enfatiza el ojo y la mano. Debido a este cambio, la civilización occidental ha utilizado el lenguaje escrito como fuente de desarrollo del conocimiento y del propio pensamiento. La racionalidad es explicitada a través del propio lenguaje que organiza y fija el conocimiento.

Por este motivo, McLuhan considera que toda la civilización occidental ha estado centrada en el desarrollo del hemisferio izquierdo del cerebro, y ello ha contribuido al desarrollo del razonamiento cuantitativo. En cambio, la cultura oriental ha mantenido el espacio acústico proyectado hacia el hemisferio derecho, desarrollando un pensamiento más cualitativo, más holista.

Los cambios cognitivos no son rápidos. Hemos tardado muchos siglos en conocer la influencia de la escritura en el pensamiento y no es posible saber cómo las tecnologías de la información y la comunicación van a alterar nuestra cognición. Lo que sí resulta claro es que necesariamente va a haber una alteración, que ya estamos viviendo pero que todavía no podemos analizar con exactitud.

Aceleración

En una novela, Milan Kundera recoge, en una frase, el sentido de la situación actual: "Hay un vínculo secreto entre la lentitud y la memoria, entre la velocidad y el olvido.

En la matemática existencial, esta experiencia adquiere la forma de dos ecuaciones elementales: el grado de lentitud es directamente proporcional a la intensidad de la memoria; el grado de la velocidad es directamente proporcional a la intensidad del olvido." (Milan Kundera, La lentitud.)

La aceleración actual de la sociedad informacional es tal que se produce una ruptura del ritmo y de los ciclos vitales.

Los medios como modelo de comunicación y aprendizaje

"Todos los medios nos vapulean minuciosamente. Son tan penetrantes en sus consecuencias personales, políticas, económicas, estéticas, psicológicas, morales, éticas y sociales, que no deja parte alguna de nuestra persona intacta, inalterada, sin modificar. El medio es el masaje." (M. McLuhan, 1967)

Como señaló el propio McLuhan, toda nueva tecnología amplifica, exterioriza y modifica muchas funciones cognitivas. En la sociedad informacional, hay claras modificaciones en la memoria (bases de datos, hiperdocumentos, ficheros de todo tipo), imaginación (simulaciones), percepción (realidades virtuales, telepresencia) y la propia comunicación. Los medios no sólo nos masajean sino que masajean a la educación, se introducen en nuestras vidas y, de pronto, nos damos cuenta de su influencia.

Las tecnologías de multimedia e internet presentan, sin duda, un nuevo universo de lectura y escritura. Inauguran, a través del hipertexto, un complejo proceso de "descentrar para volver a centrar" a través de un mapa conceptual que reconfigura al lector, al autor y a la estructura narrativa misma.

Este viaje compartido coloca al que escribe y al que lee en un interesante espacio de fronteras difusas donde la única certeza es que todo esto ocurre "en una sociedad de conversaciones en la que ninguna conversación, ninguna disciplina o doctrina domina o fundamenta a las demás"1.

Aparece el autor como formando parte de una red.

Aparece el lector, como protagonista de una experiencia que tiene lugar en una verdadera máquina virtual.

Máquina que se presenta como poderosa herramienta de comunicación, donde la interactividad adopta, por primera vez, la forma del lenguaje humano. Y nos invita a afrontar el desafío de construir espacios de totalidad, a partir de una "cultura de fragmentos"2.

1 Landaw, G. (1995), Hipertexto , Paidós.


2Entrevistas destacadas. Educ.ar. Espacios de totalidad a partir de una cultura de fragmentos. Ana María Andrada.


ENIAC: primera computadora digital electrónica estadounidense



Eniac: primera computadora digital electrónica estadounidense

La imagen de la computadora ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) es cortesía del Gobierno de los Estados Unidos de Norteamérica