קיברנטיקה

קִיבֶּרְנֶטִיקָה (באנגלית: cybernetics), או בקיצור המאונגלז סייבר (באנגלית: cyber), תחום מחקר טרנס־דיסציפלינרי העוסק בתהליכים של סיבתיות מעגלית, כגון משוב ורקורסיה, שבהם תוצאות פעולותיה של מערכת (הפלטים שלה) חוזרות ומשמשות כקלט לאותה מערכת, ובכך משפיעות על פעולותיה הבאות. התחום עוסק בעקרונות כלליים הרלוונטיים למגוון הקשרים, ובהם מערכות הנדסיות, אקולוגיות, כלכליות, ביולוגיות, קוגניטיביות וחברתיות, וכן בפעילויות מעשיות כגון תכנון, למידה וניהול. אופייה הטרנס־דיסציפלינרי של הקיברנטיקה גורם לכך שהיא מצטלבת עם תחומים רבים אחרים, וכתוצאה מכך יש לה השפעה רחבה ופרשנויות מגוונות.

התחום עוסק בחקר תהליכי התקשורת, מערכות הבקרה ועקרונות המשוב בין בני אדם או אורגניזמים אחרים, ארגונים ומכונות. המונח נטבע על ידי המתמטיקאי והמדען האמריקאי-יהודי נורברט וינר, אחד מאבות התחום, בספרו משנת 1948, "קיברנטיקה" (Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine).

לקיברנטיקה מקורות בחילופי רעיונות בין תחומים רבים במהלך שנות ה-40 של המאה ה-20. ההתפתחויות הראשונות התגבשו באמצעות מפגשים כגון כנסי מייסי (Macy Conferences) ומועדון ריישיו (Ratio Club). תחומי המיקוד הראשוניים כללו התנהגות תכליתית, רשתות עצביות, הטררכיה, תורת האינפורמציה ומערכות המתארגנות־מעצמן. עם התפתחות הקיברנטיקה, התרחב תחומה וכלל גם עבודות בתחומים כגון עיצוב, טיפול משפחתי, ניהול וארגון, פדגוגיה, סוציולוגיה, אמנויות יצירתיות ותנועות חברתיות.

גיזרון

המילה קיברנטיקה נגזרה מהמילה היוונית "κυβερνήτης", שפירושה בין היתר "הגאי" ו"מושל". המילה קַבַּרְנִיט מגיעה מאותו מקור.

המילה סייבר, המבוססת על הקיצור cyber מההגייה האנגלית של קיברנטיקה (cybernetics), משמשת לתיאור של מושגים מגוונים מתחום המחשבים, כגון סייברספייס, אבטחת מידע, לוחמת סייבר, ועוד.

האקדמיה ללשון העברית ממליצה להשתמש במונח סֶבֶ"ר - סביבת רשת.

היסטוריה של המחקר

הגל הראשון

נורברט וינר

נורברט וינר

המוקד הראשוני של הקיברנטיקה היה בהקבלות בין תהליכי משוב רגולטוריים במערכות ביולוגיות ובמערכות טכנולוגיות. שני מאמרים יסודיים פורסמו בשנת 1943: “Behavior, Purpose and Teleology” מאת נורברט וינר, Arturo Rosenblueth, ו־Julian Bigelow – שהתבסס על מחקר באורגניזמים חיים שביצע רוזנבלות במקסיקו – וכן המאמר “A Logical Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity” מאת Warren McCulloch ו־Walter Pitts.

וינר הגדיר את הקיברנטיקה כ"מדע הבקרה והתקשורת ביצור חי ובמכונה." הגדרה זו מקשרת את הקיברנטיקה באופן הדוק לתורת הבקרה האוטומטית וכן לפיזיולוגיה, ובמיוחד לפיזיולוגיה של מערכת העצבים. לדוגמה, "בקר" עשוי להיות המוח האנושי, שמקבל אותות מ־מכשיר קלט (העיניים) לגבי המרחק בין יד מושטת לבין עצם שיש להרים. המידע שנשלח ממכשיר הקלט אל הבקר נקרא משוב (feedback), ועל בסיס משוב זה עשוי הבקר לתת הוראות כדי להביא את ההתנהגות הנצפית (הושטת היד) קרוב יותר להתנהגות הרצויה (הרמת העצם). למעשה, חלק מהעבודות הראשונות בקיברנטיקה היו חקר כללי הבקרה המנחים את הפעולה האנושית, במטרה לבנות גפיים מלאכותיות שיכולות להשתלב עם המוח.

יסודות הקיברנטיקה פותחו בהמשך באמצעות סדרת כנסים טרנס־דיסציפלינריים שמומנו על ידי Josiah Macy Jr. Foundation בין השנים 1946 ל־1953. את הכנסים ניהל מקאלוך, והשתתפו בהם חוקרים כגון ויליאם רוס אשבי, Gregory Bateson, היינץ פון פורסטר, מרגרט מיד, ג'ון פון נוימן ו־נורברט וינר. בבריטניה נבחנו רעיונות דומים במסגרת מועדון ריישיו – מועדון בלתי רשמי של פסיכיאטרים, פסיכולוגים, פיזיולוגים, מתמטיקאים ומהנדסים צעירים, שפעל בין 1949 ל־1958. וינר טבע את המונח “קיברנטיקה” לציון חקר “מנגנונים טלאולוגיים”, והפיץ אותו באמצעות ספרו Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine]

במהלך שנות ה־50 התפתחה הקיברנטיקה בעיקר כדיסציפלינה טכנית, למשל בעבודתו של Qian Xuesen משנת 1954, “Engineering Cybernetics”. הטקסט תורגם במהירות לשפות רבות והפך ליסוד בתחום האוטומציה. בברית המועצות התקבלה הקיברנטיקה בתחילה בחשד, אך זכתה להכרה מאמצע שנות ה־50.

עם זאת, בשנות ה־60 וה־70 התפצלה הקיברנטיקה בשל אופייה הטרנס-דיסציפלינרי, כאשר תחומים טכניים נפרדו לדיסציפלינות עצמאיות. תחום בינה מלאכותית נוסד כדיסציפלינה נפרדת בסדנת דארטמות’ בשנת 1956, והתבדל מהקיברנטיקה. לאחר תקופה של קיום משותף מתוח, הבינה המלאכותית זכתה למימון ולבולטות, בעוד תחומים קיברנטיים כגון רשתות עצביות מלאכותיות נדחקו לשוליים. בדומה לכך, מדעי המחשב התגבשו כדיסציפלינה אקדמית עצמאית בשנות ה־50 ותחילת שנות ה־60.

הגל השני

היינץ פון פורסטר

היינץ פון פורסטר

הגל השני של הקיברנטיקה התבלט משנות ה־60 ואילך, כאשר מוקד המחקר עבר מטכנולוגיה לשאלות חברתיות, אקולוגיות ופילוסופיות. הוא נותר מושתת על ביולוגיה, במיוחד על רעיון האוטופואזיס של Humberto Maturana ו־Francisco Varela, ונשען על עבודות מוקדמות על מערכות המתארגנות־מעצמן ועל השתתפותם של מיד ובייטסון בכנסי מייסי. המעבדה הביולוגית למחשוב (Biological Computer Laboratory), שנוסדה בשנת 1958 ופעלה עד אמצע שנות ה־70 תחת ניהולו של פון פורסטר באוניברסיטת אילינוי באורבנה–שמפיין, הייתה מוקד מרכזי להתפתחות זו. Stafford Beer פיקח על יישום פרויקט Cybersyn – ניסיון מוקדם לתכנון כלכלי קיברנטי.

תחומי המיקוד של הגל השני כללו קיברנטיקה ניהולית, כגון מודל המערכת בת־הקיום (Viable System Model) של ביר; עבודה בטיפול משפחתי בהשראת בייטסון; חקר מערכות חברתיות, כפי שבא לידי ביטוי בעבודתו של Niklas Luhmann ; וכן אפיסטמולוגיה ופדגוגיה, למשל בהתפתחות הקונסטרוקטיביזם הרדיקלי. הנושא המרכזי של סיבתיות מעגלית הורחב מעבר לתהליכים מוכווני־מטרה לעיסוק ברפלקסיביות וברקורסיה. מגמה זו בלטה במיוחד בהתפתחות “קיברנטיקה מסדר שני” (או “קיברנטיקה של קיברנטיקה”), שקידם פון פורסטר, ושעסקה בשאלות של תצפית, קוגניציה, אפיסטמולוגיה ואתיקה.

משנות ה־60 ואילך החלה הקיברנטיקה לקיים דיאלוג עם האמנויות, העיצוב והאדריכלות, למשל בתערוכה “Cybernetic Serendipity” (לונדון, 1968), שאצרה Jasia Reichardt, ובפרויקט “Fun Palace” (לונדון, לא מומש), שבו שימש Gordon Pask כיועץ לאדריכל Cedric Price ולבמאית Joan Littlewood.

בשנת 1962 גייס צ’יאן שׂוּאסן את סונג ג’יין וגואן ג’אוז’י להקים את מעבדת הקיברנטיקה הראשונה בסין. בעקבות הפיצול הסיני־סובייטי נתפסה הקיברנטיקה בסין כבלתי ראויה,  אך חזרה למעמד חיובי בשנות ה־70 וה־80 עם דגשו של Deng Xiaoping על מודרניזציה.

הגל השלישי

משנות ה־90 ואילך חלה התעניינות מחודשת בקיברנטיקה מכיוונים שונים. עבודות מוקדמות על רשתות עצביות מלאכותיות זכו לעדנה מחודשת במסגרת למידת מכונה ובינה מלאכותית. השילוב ההולך וגובר בין חברה לטכנולוגיות מתקדמות הוביל לדיאלוג עם תחומים כגון טכנומדע פמיניסטי ופוסט-הומניזם . בחינה מחודשת של ההיסטוריה של הקיברנטיקה הביאה חוקרי מדע להדגיש את מאפייניה הייחודיים, כגון "אונטולוגיה פרפורמטיבית".

תחומי עיצוב יישומיים נשענו על הקיברנטיקה כתשתית תאורטית וכגשר בין תחומים. נושאים מתפתחים כוללים את האופן שבו העיסוק של הקיברנטיקה בהקשרים חברתיים, אנושיים ואקולוגיים יכול להשתלב עם המוקד הטכנולוגי המוקדם שלה – בין אם כשיח ביקורתי ובין אם כ“ענף חדש של הנדסה”.

עקרונות והשפעה

על פי הקיברנטיקה, ניתן להגדיר חוקים הן למערכות מאותו תחום והן למערכות מתחומים שונים כדי שיוכלו לתקשר ביניהן.

הקיברנטיקה קשורה הדוקות לתורת הבקרה ולתורת המערכות. מקורותיה של הקיברנטיקה בימינו הם בתחומי מערכות שליטה, תורת רשתות החשמל, הנדסת המכונות, יצירת מודלים לוגיים, ביולוגיה התפתחותית ומדעי הנוירולוגיה מאז שנות הארבעים של המאה העשרים. תחומי חקר אחרים שהשפיעו על הקיברנטיקה או הושפעו ממנה כוללים את תורת המשחקים, תורת המערכות, הפסיכולוגיה ובייחוד הנוירופסיכולוגיה (פסיכוקיברנטיקה), הפסיכולוגיה ההתנהגותית והפסיכולוגיה הקוגניטיבית.

על פי שומר, א., & רייזל, מ. (1993) השימוש במושג קיברנטיקה החל בשנת 1942 הוא הוצג בתור: "מדע ארגון השליטה" במדע זה החוקים הדומיננטיים משיקים הן לאדם והן למכונה, זאת ועוד בספרי הפנטזיה רבים מובאת קיברנטיקה עתידית בצורה שבה המכונות משתלטות על בני אדם ועל צורת חשיבתם. עיקרון שליטת המוח האנושי על ידי המכונה מהווה בסיס לספרי מדע בדיוני רבים וינר Wiener,N (1948) מתאר כי האדם דומה למכונה בתהליכי החשיבה, במילים אחרות מערכת העצבים במוחו של האדם דומה למערכת הבקרה של המחשב. מערכת העצבים מתוארת כמערכת מעגלית המקבלת ושולחת פקודות לשרירים ולכן פיתוח מכונות משוכללות יסייע לנו בני האדם להבין את המוח האנושי יותר טוב עקב הקשר בין מערכת העצבים למערכת הבקרה של המחשב.

על פי Rani, N., Das, P., & Bhardwaj, A. K. (2022).השילוביות בין האדם למכונה כגון התפתחות האינטרנט עשויה גם להביא עימה היווצרות של חדשות מזויפות ושמועות.זאת ועוד לאינטרנט ישנם חמישה גלים וככל שגלי האינטרנט התקדמו כך הקשר בין האדם למכונה התעצם מווב 1.0 אשר בו האינטראקציה בין הגולשים הייתה מופחתת עד מאוד ועד שני הגלים האחרונים של האינטרנט: בווב 4.0 מתואר כי ישנו קשר של סימביוזה בין האדם למכונה המבוסס על תקשורת אלחוטית וווב 5.0 קיבל את השם: "THE WEB OF THOUGHTS" (האינטרנט של הרגשות). מתואר כי גם גל זה מאופיין ומפותח עבור אינטראקציה בין אנשים למכונות מבחינת זיהוי רגשות על ידי המכונה

משוב (feedback)

אבן היסוד של הקיברנטיקה היא מושג המשוב (feedback). על פי מילון אוקספורד, המונח נכנס לראשונה לשפה האנגלית ב-1920. וינר (Wiener, 1989) מגדיר משוב כיכולת להתאים את ההתנהגות העתידית על סמך ביצועי העבר, לשם שליטה במערכת. בבסיסו, כפי שמגדיר אשבי (Ashby, 1956), המשוב הוא "מעגליות של פעולה״ (Circularity of action) בין חלקי המערכת. אשבי מבחין בין מצב של "שליטה", שבו צד אחד משפיע על האחר באופן חד-סטרי, לבין המצב הקיברנטי, שבו מתקיימת השפעה הדדית. במערכת כזו, הפעולות מתבצעות באמצעות קלט ופלט המשפיעים על הפעולה הבאה. המשוב אינו מחייב חיבור פיזי נראה לעין, אלא קיום של תלות הדדית לוגית בין המשתנים במערכת.

מנגנון המשוב מתחלק לשני סוגים עיקריים:

1. משוב שלילי (Negative Feedback): מנגנון זה אחראי על יציבות המערכת. תהליך זה מתרחש כאשר שינוי או הפרעה הנוצרים במערכת נעים סביב לולאת המשוב וחוזרים לנקודת המוצא כך שהשינוי הראשוני פוחת. בכך, המערכת מתייצבת, שכן המשוב השלילי "מתנגד" לשינויים ושומר על איזון.
   • דוגמה: התרמוסטט הוא מכשיר הפועל בשיטה של ״אסדרה באמצעות שגיאה״ (Regulation by error) כאשר הטמפרטורה בחדר יורדת, התרמוסטט מזהה את הפער (השגיאה), מפעיל את החימום ומבטל את הסטייה כדי להחזיר את המערכת לאיזון (Ashby, 1956).
2. משוב חיובי (Positive Feedback): לעומת זאת, זהו מנגנון המעודד שינוי וצמיחה. לפי לוגן,(Logan, 2015) במשוב חיובי, הפרעה קטנה במערכת נוטה להיבנות ולגדול עם הזמן כלומר, התוצאה מחזקת את הסיבה והפער מנקודת ההתחלה הולך וגדל.
   • דוגמה: מנגנון הוויראליות ברשתות חברתיות. כאשר משתמש מעלה פוסט ומקבל מספר לייקים ראשונים (הפרעה קטנה), האלגוריתם מזהה עניין וחושף את הפוסט לאנשים נוספים. בעקבות החשיפה, הפוסט מקבל לייקים נוספים, מה שגורם לאלגוריתם להגדיל את החשיפה עוד יותר. הלייק הראשון לא דעך (כמו במשוב שלילי), אלא גרם למערכת להגדיל את התגובה במעגל שמזין את עצמו.

ראו גם

• סייבורג – (במדע בדיוני) שילוב של אדם ומכונה, אדם חי עם שתלים ביוניים וחלקים רובוטיים
• נורברט וינר – אחד ממייסדי הקיברנטיקה (סייבר)

קישורים חיצוניים

• קיברנטיקה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
• דוד גורביץ' ודן ערב, הערך "קיברנטיקה", באתר אנציקלופדיה של הרעיונות
• קובץ:National Library IL logo.svg קיברנטיקה, דף שער בספרייה הלאומית