MATERIAL DIDÁCTICO DE APOYO A LA MATERIA “TEORIA DE SISTEMAS

(tomado de la bibliografía básica del curso)

Tema 1.4 Ingeniería de Sistemas

Es tema a tratar sobre "ingeniería de sistemas", o el proceso ordenado para hacer realidad un sistema. Un sistema es una combinación de medios (como personas, materiales, equipos, software, instalaciones, datos, etc.), integrados de tal forma que puedan desarrollar una determinada función en respuesta a una necesidad concreta.

Los sistemas se clasifican como naturales o artificiales, físicos o conceptuales, abiertos o de lazos cerrados, estáticos o dinámicos.

Un sistema puede variar por su forma, adecuación, y/o función. Se puede tratar con un grupo de aviones desarrollando una misión en una situación geográfica concreta, un barco o una capacidad de dirigir el combate, una red de comunicaciones capaz de distribuir información a nivel mundial, un sistema de distribución de energía que abarque canales y plantas generadoras de energía, una planta de fabricación capaz de producir "x" productos en un tiempo determinado, o un pequeño vehículo terrestre que realice el transporte de cierto tipo de carga de un lugar a otro.

Cada sistema está formado por componentes, y estos a su vez pueden descomponerse en otros más pequeños. Si en un sistema determinado se establecen dos niveles jerárquicos, al inferior se le suele denominar "subsistema".

Por ejemplo, en un sistema de transporte aéreo, los aviones, las terminales, el equipo de apoyo terrestre y los controles son subsistemas. Los equipos, las personas y la información son componentes.

Por ello los métodos para designar sistemas, subsistemas y componentes son relativos, ya que un sistema situado en un nivel jerárquico puede ser el componente de otro de nivel superior. Así, para una situación determinada, es esencial definir el sistema considerado especificando claramente sus límites y fronteras.

El proceso para obtener sistemas (y/o mejorar los existentes), con independencia del tipo de sistema, es el objetivo principal de este curso. A toda nueva y definida necesidad le sigue un "proceso". La forma más lógica de conseguir resultados satisfactorios es fijarse en la totalidad del sistema, considerar las relaciones funcionales de sus elementos e integrarlos como un todo. El proceso de desarrollar y producir sistemas artificiales de forma lógica y ordenada se realiza mejor a través de buena "ingeniería de sistemas".

Consustancial a la ingeniería de sistemas es la oportuna y eficaz integración de las actividades y medios apropiados, en un proceso evolutivo que va desde la identificación de la necesidad del usuario hasta la entrega de un sistema de adecuada configuración, mediante un proceso arriba-abajo e iterativo de definición de requisitos, análisis y asignación funcional, síntesis optimización, diseño prueba y evaluación.

El proceso de ingeniería de sistemas, en su evolución desde los detalles funcionales y los requisitos del diseño, tiene por finalidad la obtención del adecuado equilibrio entre los factores operativos (es decir, prestaciones), económicos y logísticos. La mejor manera de lograr esto es mediante un esfuerzo multidisciplinar enfocado al diseño.

Además de las características de "prestaciones" tradicionales, debe prestarse una especial consideración en el diseño a factores como fiabilidad, mantenibilidad, factores humanos, capacidad de supervivencia, apoyo logístico, manufacturabilidad, calidad, desechabilidad, costo de su ciclo de vida y otros afines. La ingeniería de sistemas ayuda a asegurar que estos factores son adecuadamente integrados de forma concurrente en el diseño, desarrollo y producción de nuevos sistemas, y/o la modificación de los existentes.

Ahora vamos a tratar de la dinámica de sistemas. Un sistema lo entendemos como una unidad cuyos elementos interaccionan juntos, ya que continuamente se afectan unos a otros, de modo que operan hacia una meta común. Es algo que se percibe como una identidad que lo distingue de lo que la rodea, y que es capaz de mantener esa identidad a lo largo del tiempo y bajo entornos cambiantes.

De casi todo lo que nos rodea se puede decir, que es un sistema. El hecho de que incluso en física no hayamos encontrado una partícula fundamental nos indica que todo está formado por partes ligadas por alguna forma de coordinación. Sin embargo, la consideración de que en la realidad todo está relacionado con todo puede pecar de excesivamente etérea, y resaltar poco operativa. Nos interesará concentrarnos en ciertos aspectos de la realidad a los que quepa considerar como sistemas, aunque para ello tengamos que prescindir de alguna de sus conexiones.

Nos ocuparemos primero, de la clase de sistemas caracterizados por el hecho de que podemos especificar claramente las partes que los forman y las relaciones entre estas partes mediante las que se articulan en la correspondiente unidad. La descripción más elemental que podemos hacer de ellos es sencillamente enunciar ese conjunto de partes y establecer un esbozo de cómo se influyen esas partes entre sí.

El otro término que aparece constantemente en la dinámica de sistemas es "dinámica". El término lo empleamos por oposición a estática, y queremos con él expresar el carácter cambiante de aquello que adjetivamos con ese término. Al hablar de dinámica de un sistema nos referimos a que las distintas variables que podemos asociar a sus partes sufren cambios a lo largo del tiempo, como consecuencia de las interacciones que se producen en ellas. Su comportamiento vendrá dado por el conjunto de trayectorias de todas las variables, que suministra algo así como una narración de lo acaecido en el sistema.

Por otra parte, el término dinámico tiene una connotación no sólo de cambio, sino de la fuerza, de la determinación, que lo engendra. La dinámica de sistemas es una metodología ideada para resolver problemas concretos. Los campos de aplicación de la dinámica de sistemas son muy variados. Por ejemplo, para construir modelos de simulación informática, sistemas sociológicos, ecológicos y medioambientales. Otro campo interesante de aplicaciones es el que suministran los sistemas energéticos, en donde se ha empleado para definir estrategias de empleo de los recursos energéticos. Se ha empleado también para problemas de defensa, simulando problemas logísticos de evolución de tropas y otros problemas análogos.

Más allá de las aplicaciones concretas que acabamos de mencionar, la difusión de estas técnicas ha sido muy amplia, y en nuestros días se puede decir que constituye una de las herramientas sistémicas más sólidamente desarrolladas y que mayor grado de aceptación e implantación han alcanzado.

El nuevo papel de la ingeniería de sistemas lo trataremos través de ejemplos seleccionados, algunos de los muchos entornos que pueden beneficiarse de su aplicación. Los objetivos específicos (que se trataran en el tema 2), son:

Definir la ingeniería de sistemas en el contexto de la metodología de sistemas.

Mostrar como se puede utilizar este enfoque sistémico para estructurar nuestros conocimientos de forma que proporcionen una base sobre la que añadir nuevos conocimientos, así como hacer posible la transferencia de conocimientos entre distintas disciplinas.

Mejorar nuestra capacidad para la resolución de problemas desarrollando modelos para los mismos, y utilizando variables relacionadas causalmente.

Definimos a la ingeniería de sistemas como un método de resolución de problemas complejos donde figura la tecnología, sin estar limitado a ella, en el contexto de los entornos físicos, sociales, económicos y culturales en los que estos problemas existen; para ello, se usan metodologías de utilidad actual y potencial en el proceso de toma de decisiones en los sectores públicos y privados.

No podemos exagerar la importancia en la creación de sistemas de ingeniería, de los aspectos sociales, económicos, culturales y del entorno. El reconocimiento de que estas consideraciones son esenciales es relativamente nuevo, y por tanto relativamente limitado.

Esta nueva importancia es el resultado de la evolución que ha experimentado la ingeniería, desde el dimensionamiento detallado de dispositivos y componentes hasta el diseño de sistemas. Un aspecto importante del enfoque sistémico es la construcción de modelos. Un modelo es una abstracción de la realidad que captura la esencia funcional del sistema, con el detalle suficiente como para que pueda utilizarse en la investigación y la experimentación en lugar del sistema real, con menos riesgo, tiempo y costo.

En la ingeniería de sistemas aplicada, se utilizan tres formas complementarias de construcción de modelos:

Verbal: descripciones escritas o expresiones orales del fenómeno en cuestión.

Gráfica: diagramas que proporcionan un nexo de unión entre los modelos matemáticos y verbales, por una parte, y el autor del modelo y su audiencia, por la otra.

Matemática: son "simbólicos", ya que para describir un sistema emplean normalmente notaciones matemáticas en forma de ecuaciones; son precisos, concisos y manejables.

Las distintas metodologías de sistemas pueden diferenciarse por el modo en que las personas que los desarrollan consideran el concepto de modelos. Se ponen de manifiesto tres tendencias.

En la primera , se tiene una fe completa en un tipo de modelo matemático, dentro de cuyas limitaciones tiene que representarse. La programación lineal y los modelos de entradas y salidas (input-output) son ejemplos de esto.

En la segunda, se mantiene que los datos lo son todo; en lugar de desarrollar modelos, los miembros de esta tendencia se limitan a obtener curvas que se ajusten a los datos. La econometría es una metodología de este tipo.

En la tercera tendencia, se busca la realidad a través de un proceso interactivo entre la experiencia y la información, entre la mente y los datos. La dinámica de sistemas forma parte de esta última tendencia.

En su apasionante novela "2001: Una odisea del espacio", Arthur C. Clarke narra la evolución de la especie humana desde el despertar de la inteligencia en los prehomínidos, en la Noche Primigenia, a los viajes de la era espacial de un futuro próximo.

Carl Sagan, en su ensayo científico "Los dragones del Edén", muestra que la lentitud de desarrollo de la especie humana viene compensada por una extraordinaria capacidad de aprender y crear cosas.

Ambos autores ponen de manifiesto el potencial del hombre para diseñar y desarrollar cosas cada vez más complejas. Entre las hachas de piedra del Paleolítico y los transbordadores y estaciones espaciales de nuestros días no sólo median dos millones de años, sino un incremento colosal en la complejidad de los sistemas diseñados por el hombre.

Esa complejidad crece exponencialmente, de forma que la mayoría de los diseños de hace unas pocas décadas están hoy tecnológica y funcionalmente obsoletos.

Con ello ha ido aumentando nuestra necesidad de un modelo o paradigma capaz de posibilitar el diseño y desarrollo de sistemas.

Tanto el concepto de sistema como el modelo empleado para su estudio ha evolucionado notablemente con el tiempo.

Desde mediados del pasado siglo el paradigma empleado en la conceptualización de sistemas es el denominado enfoque sistémico, que aporta frente a su predecesor (el enfoque reduccionista de la Revolución Industrial), la consideración explícita de que un sistema lo componen no sólo sus partes integrantes, sino también las interrelaciones entre ellas. Esa "no independencia" de las partes es una de las características fundamentales del enfoque sistémico, distinguido además por su consideración del ciclo de vida de los sistemas.

El hecho de que en las fases iniciales la información sobre el sistema sea relativamente escasa y poco precisa, y que las decisiones adoptadas sean las más importantes, por todos los compromisos que al tomarlas se contraen, hace especialmente importante la consideración, desde esas etapas iniciales, del conjunto del sistema como algo dinámico a lo largo de un ciclo de vida; es decir, es esencial un enfoque sistémico.

Teoría de Sistemas.

(Material de apoyo didactico extraido de la bibliogarfia del curso)

1.- Introducción a la teoría de sistemas (inciso 1.1. del temario).

 

Introducción.

Este curso trata sobre la Teoría General de Sistemas, materia que día a día parece adquirir mayor importancia en el campo científico y también más y más adherentes.

La enorme complejidad que ha alcanzado la sociedad moderna ha puesto exigencias muy altas para las teorías científicas que se diseñen para su comprensión. En el siglo pasado (ultima centuria), se ha desarrollado la teoría de sistemas como alternativa teórica que, al ser acogida por las más diversas disciplinas, aspira a transformarse en un lenguaje común que permita el diálogo y el enriquecimiento mutuo entre las ciencias. En ciencias sociales la teoría de sistemas pretende ser aplicable a todos los fenómenos de la vida en sociedad.

 

Sin duda, la noción misma de sistemas no es una idea nueva. En efecto, podemos remontarnos a los filósofos griegos y, probablemente, a civilizaciones anteriores si es que nos decidimos a buscar el origen de este enfoque. Pero ese no es nuestro propósito. No queremos hacer historia.

 

Para nuestros efectos, creemos que la Teoría General de Sistemas como se plantea en la actualidad, se encuentra estrechamente relacionada con el trabajo de Ludwig von Bertalanffy, biólogo alemán, especialmente a partir de la presentación que hizo de la Teoría de los Sistemas Abiertos. Desde este punto de vista podríamos decir, entonces, que la idea de la Teoría General de Sistemas nació allá por 1925, cuando Bertalanffy hizo públicas sus investigaciones sobre el sistema abierto.

 

Pero parece que este nacimiento fue prematuro, ya que el mismo autor reconoce que sus ideas no tuvieron una acogida favorable en el mundo científico de esa época. Sólo en 1945, al término de la Segunda Guerra Mundial, el concepto de la Teoría General de Sistemas adquirió su derecho a vivir. A partir de entonces, este derecho se ha ido profundizando cada vez más, y hoy día se encuentra sólidamente asentado y así acogido por el mundo científico actual.

 

Sin duda, esta aceptación fue apoyada por los trabajos que otros científicos realizaban y publicaban en esa época y que se relacionaban estrechamente con los sistemas. Entre otros están los estudios de N. Wiener que dieron origen a la Cibernética, de Ashby sobre el mismo tema, el surgimiento de la Investigación de Operaciones y su exitosa aplicación al campo administrativo de los diferentes sistemas sociales, etc.,

En un sentido amplio, la Teoría General de Sistemas (TGS) se presenta como una forma sistemática y científica de aproximación y representación de la realidad y, al mismo tiempo, como una orientación hacia una práctica estimulante para formas de trabajo transdisciplinarias.

En tanto paradigma científico, la TGS se caracteriza por su perspectiva holística e integradora, en donde lo importante son las relaciones y los conjuntos que a partir de ellas emergen. En tanto práctica, la TGS ofrece un ambiente adecuado para la interrelación y comunicación fecunda entre especialistas y especialidades.

Bajo las consideraciones anteriores, la TGS es un ejemplo de perspectiva científica (Arnold & Rodríguez, 1990a). En sus distinciones conceptuales no hay explicaciones o relaciones con contenidos preestablecidos, pero sí con arreglo a ellas podemos dirigir nuestra observación, haciéndola operar en contextos reconocibles.

Los objetivos originales de la Teoría General de Sistemas son los siguientes:

Impulsar el desarrollo de una terminología general que permita describir las características, funciones y comportamientos sistémicos.

Desarrollar un conjunto de leyes aplicables a todos estos comportamientos y, por último,

Promover una formalización (matemática) de estas leyes.

La primera formulación en tal sentido es atribuible al biólogo Ludwig von Bertalanffy (1901-1972), Para él, la TGS debería constituirse en un mecanismo de integración entre las ciencias naturales y sociales y ser al mismo tiempo un instrumento básico para la formación y preparación de científicos.

Sobre estas bases se constituyó en 1954 la Society for General Systems Research, cuyos objetivos fueron los siguientes:

Investigar el isomorfismo de conceptos, leyes y modelos en varios campos y facilitar las transferencias entre aquellos.

Promoción y desarrollo de modelos teóricos en campos que carecen de ellos.

Reducir la duplicación de los esfuerzos teóricos

Promover la unidad de la ciencia a través de principios conceptuales y metodológicos unificadores.

Como ha sido señalado en otros trabajos, la perspectiva de la TGS surge en respuesta al agotamiento e inaplicabilidad de los enfoques analítico-reduccionistas y sus principios mecánico-causales (Arnold & Rodríguez, 1990b). Se desprende que el principio clave en que se basa la TGS es la noción de totalidad orgánica, mientras que el paradigma anterior estaba fundado en una imagen inorgánica del mundo.

A poco andar, la TGS concitó un gran interés y pronto se desarrollaron bajo su alero ademas de las ya señaladas, diversas tendencias, entre las que destacan la teoría de la información (C.Shannon y W.Weaver) y la dinámica de sistemas (J.Forrester).

Si bien el campo de aplicaciones de la TGS no reconoce limitaciones, al usarla en fenómenos humanos, sociales y culturales se advierte que sus raíces están en el área de los sistemas naturales (organismos) y en el de los sistemas artificiales (máquinas). Mientras más equivalencias reconozcamos entre organismos, máquinas, hombres y formas de organización social, mayores serán las posibilidades para aplicar correctamente el enfoque de la TGS, pero mientras más experimentemos los atributos que caracterizan lo humano, lo social y lo cultural y sus correspondientes sistemas, quedarán en evidencia sus inadecuaciones y deficiencias (sistemas triviales.

No obstante sus limitaciones, y si bien reconocemos que la TGS aporta en la actualidad sólo aspectos parciales para una moderna Teoría General de Sistemas Sociales (TGSS), resulta interesante examinarla con detalle. Entendemos que es en ella donde se fijan las distinciones conceptuales fundantes que han facilitado el camino para la introducción de su perspectiva, especialmente en los estudios ecológico culturales (e.g. M.Sahlins, R.Rappaport), politológicos (e.g. K.Deutsch, D.Easton), organizaciones y empresas (e.g. D.Katz y R.Kahn) y otras especialidades antropológicas y sociológicas.

La Teoría General de Sistemas a través del análisis de las totalidades y las interacciones internas de éstas y las externas con su medio, es, ya en la actualidad, una poderosa herramienta que permite la explicación de los fenómenos que se suceden en la realidad y también hace posible la predicción de la conducta futura de esa realidad. Es pues, un enfoque que debe gustar al científico, ya que su papel, a nuestro juicio, es, justamente, el conocimiento y la explicación de la realidad o de una parte de ella (sistemas) en relación al medio que la rodea y, sobre la base de esos conocimientos, poder predecir el comportamiento de esa realidad, dadas ciertas variaciones del medio o entorno en el cual se encuentra inserta.

 

Desde este punto de vista, la realidad es única, y es una totalidad que se comporta de acuerdo a una determinada conducta. Por lo tanto, la Teoría General de Sistemas, al abordar esa totalidad debe llevar consigo una visión integral y total. Esto significa, a nuestro juicio, que es necesario disponer de mecanismos interdisciplinarios, ya que de acuerdo al enfoque reduccionista con que se ha desarrollado el saber científico hasta nuestra época, la realidad ha sido dividida y sus partes han sido explicadas por diferentes ciencias; es como si la realidad, tomada como un sistema, hubiese sido dividida en un cierto número de subsistemas (independientes, interdependientes, traslapados, etc.) y cada uno de ellos hubiese pasado a constituir la unidad de análisis de una determinada rama del saber humano. Pero resulta que la realidad (el sistema total) tiene una conducta que, generalmente, no puede ser prevista o explicada a través del estudio y análisis de cada una de sus partes, en forma más o menos interdependiente. 0, lo que es lo mismo, el todo es mayor que la suma de las partes. Así, la Teoría General de Sistemas es un corte horizontal que pasa a través de todos los diferentes campos del saber humano, para explicar y predecir la conducta de la realidad.

 

Estos mecanismos interdisciplinarios podrían ser identificados como un cierto número de principios o hipótesis que tienen una aplicación en los diferentes sistemas en que puede dividirse la realidad y también en ese sistema total.

 

Los avances actuales en esta Teoría se enfocan, justamente, a la identificación de esos principios que tienden a igualar ciertos aspectos o conductas de los diferentes sistemas en que podemos clasificar la realidad.

 

Por ejemplo, al hablar del todo y de sus partes, en el párrafo anterior, nos estábamos refiriendo al principio de la sinergia, que es aplicable a cualquier sistema natural o artificial.

 

Los sistemas en que podemos dividir la realidad son semejantes en algunos aspectos, pero también son diferentes. Pueden ser agrupados en distintos lotes, pero una característica importante que surge de inmediato es que esta división puede ser ordenada en forma vertical, es decir, que existe una jerarquía entre los diferentes lotes de sistemas. Lo más significativo de esta jerarquía es que los sistemas "inferiores" se encuentran contenidos en los sistemas "superiores". Tal es el principio de las recursividad. (En el capítulo 2 nos extendemos más en el análisis de estos dos principios, -sinergia y recursividad-).

 

El número de estos principios está aumentado de acuerdo con el desarrollo que, en forma creciente, tiene la Teoría General de Sistemas, y los denominados "interdisciplinarios" porque tienden a ser aplicables a las unidades de análisis de las distintas disciplinas científicas. Por ejemplo, la recursividad y la sinergia son aplicables tanto a la célula (Citología), a los organismos animales (Biología) o vegetales (Botánica), a los grupos sociales reducidos (Psicología Social) o amplios (Sociología), a todo el planeta Tierra (Ecología) o a todo el Universo (Astronomía).

 

El presente capitulo pretende sólo ser una introducción al tema, su presentación y una identificación de sus rasgos más importantes. En otras palabras, busca entregar un vocabulario de los conceptos que constituyen más o menos lo que hoy se conoce como Teoría General de Sistemas.

 

Como toda ciencia joven, más bien dicho, prácticamente recién nacida, no existe mucha unidad y acuerdo entre los diferentes investigadores de este campo. Incluso no debería sorprender encontrar dos posiciones contradictorias frente a un determinado concepto. Por esta razón, el desarrollo de estas notas se basan en un cierto criterio, dejando abiertas las puertas para otras interpretaciones. Sin embargo, creemos que existe conciencia entre los investigadores de este campo, en que si bien de la contradicción puede salir una explicación superior, también un exceso de discrepancias en torno a vocabulario o concepto puede constituir un serio factor de desorden (o entropía) que afecta las comunicaciones entre los científicos obligando a utilizar energía que podría ser destinada a otros usos más productivos dentro de la investigación. Por esta razón se han formado en los Estados Unidos, en Argentina y en Chile Sociedades en la que se van enrolando los investigadores más importantes, y que, a través de sus convenciones, reuniones, y otros mecanismos de comunicación, van "legalizando" ciertos conceptos, ideas y nombres que tienden a la creación de un vocabulario o idioma común. Tal es la Societyfor General Systems Research.

 

Si bien es cierto que la Teoría General de Sistemas es un enfoque interdisciplinario, y por lo tanto, aplicable a cualquier sistema tanto natural como artificial, en este curso nos hemos inclinado más hacia ciertos sistemas particulares: las organizaciones humanas, y entre éstas, la empresa. La razón concreta de esta conducta premeditada es que es ese el sistema que mejor conocemos y también el sistema que constituye nuestra unidad de análisis y es la búsqueda de la explicación y predicción de los fenómenos que le ocurren lo que nos ha llevado a introducirnos en el campo de la Teoría General de Sistemas. Pero, y esto no sólo debería quedar en claro sino probarse su validez, los análisis y explicaciones que se desarrollan más adelante son perfectamente aplicables (en mayor o menor grado) a cualquier otro sistema, por ejemplo, al organismo humano, a la célula o a la comunidad. Nuestro supuesto es que cualquier investigador, cuya unidad de análisis no sea la empresa o los sistemas sociales, debería ser capaz de identificar los diferentes conceptos y mecanismos que aquí se plantean, dentro de su propio sistema o unidad de análisis. Quizás, esta no sólo sea la prueba de fuego de la Teoría General de Sistemas (ya que esa es la base de la cual parte) sino el valor de este curso. En otras palabras, si, por ejemplo, un biólogo o en especifico un citólogo puede interpretar el contenido de estas notas en términos de los organismos animales o de las células, el objetivo del presente, habría sido alcanzado en forma satisfactoria.

 

La Teoría General de Sistemas es la historia de una filosofía y un método para analizar y estudiar la realidad y desarrollar modelos, a partir de los cuales puedo intentar una aproximación paulatina a la percepción de una parte de esa globalidad que es el Universo, configurando un modelo de la misma no aislado del resto al que llamaremos sistema.

Todos los sistemas concebidos de esta forma por un individuo dan lugar a un modelo del Universo, una cosmovisión cuya clave es la convicción de que cualquier parte de la Creación, por pequeña que sea, que podamos considerar, juega un papel y no puede ser estudiada ni captada su realidad última en un contexto aislado.

Su paradigma, es decir, su concreción práctica, es la Sistémica o Ciencia de los Sistemas, y su puesta en obra es también un ejercicio de humildad, ya que un buen sistémico ha de partir del reconocimiento de su propia limitación y de la necesidad de colaborar con otros hombres para llegar a captar la realidad en la forma más adecuada para los fines propuestos.

Estos apuntes muestran la Teoría General de Sistemas como una ciencia de la globalidad, en la que las ciencias rigurosas y exactas nacidas del paradigma cartesiano no sólo pueden convivir sino que se potencian mutuamente por su relación con las conocidas como ciencias humanas, y en la que la lógica disyuntiva formal, que desde Aristóteles hasta nuestros dias ha realizado enormes progresos y conducido a resultados espectaculares, se da la mano con las lógicas recursivas y las borrosas.

Es a través de esta posibilidad de integración como la sistémica, el paradigma de la complejidad, mezcla de arte, ciencia, intuición y heurística, que permite modelar sistemas complejos, (ingeniería de los sistemas complejos), es hoy un sistema y una filosofía de pensamiento en plena expansión en cuanto a las ciencias que confluyen en él: desde los campos del conocimientos tradicionalmente asociados a ella, como son las ciencias de la ingeniería y la organización, a las que, aunque no tan jóvenes, se van incorporando, como las ciencias políticas y morales, la sociología, la biología, la psicología y la psiquiatría, la lingüística y la semiótica, o las que por su juventud han sido integradas casi desde su nacimiento, como ocurre con la informática, la inteligencia artificial o la ecología.

En cuanto al estudio de fenómenos, en su vía de realizar el clásico proceso análisis-síntesis, el analista sistémico, al diseccionar los diferentes conceptos de un sistema, jamás puede perder de vista el propio sistema globalmente considerado, de forma que cuando se plantee una determinada actuación sobre una componente tiene que considerar al mismo tiempo qué interacciones van a generarse con las otras componentes y cómo va a influir todo ello en el sistema global, teniendo siempre presente el principio de que la suma de óptimos individuales puede no ser óptima para el sistema.

Todo sistema, para sobrevivir, necesita realimentación interna e intercambio de flujos de muy variada naturaleza con su entorno a fin de evitar el crecimiento constante de su entropía, que lo llevaría a su muerte térmica.

Este intercambio de flujos debería permitir la admisión de variedad para reducir la entropía. La negativa a asumir esta incorporación de variedad en sistemas sociales y organizaciones suele conducir también a graves problemas políticos y económicos; los fundamentalismos de todo tipo que están surgiendo en tantas partes del mundo son ejemplos paradigmáticos de esta negación de la variedad al pretender desarrollar al precio que sea, un modelo de la variedad al pretender desarrollar al precio que sea, un modelo demasiado uniforme de sociedad, sea en lo cultural, lo lingüístico, lo religioso, o en lo económico, cuando no en todos ellos.

 

CAPITULO 1

 

El enfoque de los sistemas

 

1.1 El enfoque reduccionista

 

Quien no ha visto en revistas de un consultorio medico o en estampas cuando se hacia la tarea de biologia en la primaria diagramas representan las diferentes partes del organismo, cada una dentro de los contornos de la figura humana. Así, la primera figura representaba el esqueleto; la segunda, el aparato circulatorio; la tercera, el sistema digestivo, la cuarta el sistema muscular y la quinta, el sistema nervioso. Cada una de ellas muestra una parte de la anatomía humana, separada de tal modo que facilitara su estudio y la comprensión de las funciones de cada sistema en particular. Sin embargo, superponiéndolas de cierta manera se llegaba a ser humano como tal.

 

Es evidente que es a través de esas divisiones como la biología ha logrado estudiar e investigar la anatomía humana. Es decir, el progreso alcanzado por estas ciencias se debe, en gran parte, a lo que, generalmente, se denomina el enfoque reduccionista, en el cual se estudia un fenómeno complejo a través del análisis de sus elementos o partes componentes.

 

Observemos un ejemplo trivial. A pesar de que muchos partidos de fútbol importantes son televisados, normalmente podemos observar el estadio lleno y la reventa de entradas, es decir, una fuerte presión para ver el juego desde allí. ¿Es que esa gente no dispone de un receptor de TV o le es imposible "visitar" a algún familiar o amigo que lo tenga? Creemos que no. Ver un partido de fútbol en TV, dice el aficionado, "no es lo mismo que verlo en la cancha". Aparte del ingrediente marginal (pero importante) del ruido, del contacto entre los espectadores, en fin, del estado emocional que provoca una contienda de equipos importantes, es difícil seguir el juego desde la pantalla del televisor. Uno observa al arquero efectuar un rechazo, ¿hacia donde? No lo sabemos, hasta que la pantalla, siguiendo la trayectoria del balón, nos indica hacia qué jugador o posición éste iba dirigido. Lo mismo ocurre en casi todo el partido, excepto en los pases cortos. ¿Qué sucede? Simplemente, que la actual tecnología no nos permite "observar" toda la cancha desde la pantalla de TV. Sólo nos muestra el lugar donde se desarrolla la acción central (donde está el balón en juego), pero no nos permite observar el todo, el cuadro general, los movimientos de los jugadores sin el balón, los desplazamientos y las desmarcaciones. En una palabra, observamos una parte del conjunto que no nos permite "gozar" del espectáculo completo.

 

Para dejar más clara la idea, y utilizando la imaginación del lector, supongamos que pudiéramos disponer de un aparato tal que nos permitiera observar solamente la conducta de un determinado jugador de uno de los dos equipos que se enfrentan en el estadio. Aparece sólo el individuo en acción. Evidentemente que, al cabo de unos minutos, nos parecería que este hombre se conduce de una manera bastante extraña que nosotros no comprendemos: le vemos correr, detenerse, saltar, caer al suelo, levantar las manos, moverse con un comportamiento errático. Sin embargo, si en un momento dado apretamos un botón de nuestro televisor y lo integramos al comportamiento del resto de los jugadores, árbitros y público, entonces comprenderemos y nos explicaremos cabalmente una conducta hasta entonces extraña y absurda.

 

Sin embargo, esto no significa necesariamente que rechacemos el concepto de reducción. En ningún caso. La prueba evidente de su validez la encontramos en el resultado de su aplicación, en un crecimiento del saber humano. Lo que pretendemos decir es que los fenómenos no sólo deben ser estudiados a través de un enfoque reduccionista. También pueden ser vistos en su totalidad. En otras palabras, existen fenómenos que sólo pueden se explicados tomando en cuenta el todo que los comprende y del que forman parte a través de su interacción.

 

A medida que los sistemas (u "objetos de estudio") van siendo más complejos, (es decir, no sólo están constituidos por más partes, sino que también la interacción entre ellas se hace cada vez más compleja), parece ser que la explicación de los fenómenos que presentan las conductas de esos sistemas tiende a tomar en cuenta su "medio", su entorno, es decir, su "totalidad".

 

Esto nos puede llevar a meditar que quizá conductas de sistemas (personas, animales, grupos, comunidades, sociedades, etc.) que hoy día nos parecen extrañas, inexplicables, imposibles de predecir, etc., tengan una respuesta adecuada si ampliamos el "objeto de investigación" y lo integramos en su totalidad. En realidad, muchos efectos no esperados que surgen, por ejemplo, con la aplicación de un mecanismo de control administrativo pueden ser perfectamente explicados (y/o anticipados) si se hubiera considerado la totalidad de la organización y no sólo el ámbito reducido en que se aplicó.'

 

Por ejemplo, ya en los años 30, Kurt Lewin, el famoso psicólogo fundador de la escuela basada en la "teoría de los campos" (Field Theory) para el estudio del comportamiento humano y de grupos señalaba que "lo que resulta importante en la teoría del campo es la forma en que procede el análisis. En vez de escoger uno u otro elemento aislado dentro de una situación, la importancia del cual no puede ser juzgada sin tomar en cuenta la situación como un todo, la teoría del campo encuentra ventajoso, como regla, comenzar por la caracterización de las situación como un todo. Después de la primera aproximación, los diversos aspectos y partes de la situación son sometidos a un análisis cada vez más especifico y detallado. Es obvio que este método es la mejor manera para no errar el camino, engañados por uno u otro elemento de la situación". Sin duda que Lewin pensaba ya en la idea integracionista, porque se enfrentaba a un objeto de estudio: el hombre y/o los grupos, que son sistemas bastante más complejos que un pedazo de mineral o una célula.

 

Por ejemplo, un concepto totalizante es indispensable en biología: el organismo; el concepto de individuo en psicología; el concepto de instituciones y clases sociales en sociología; el concepto de nación en las ciencias políticas contemporáneas; el concepto de cultura en antropología. Cada uno de estos sistemas (o totalidades) se presenta en forma natural, simplemente, porque lo percibimos así. Reconocemos a un organismo, a un individuo, a una nación. Y podemos suponer que bajo circunstancias apropiadas actúan como totalidades. Sin embargo, si confinamos nuestra atención exclusivamente a los modelos generales observables de estos "todos" no haremos grandes progresos en la comprensión de sus comportamientos. Obtenemos una comprensión más profunda de cómo un organismo realiza una acción si comprendemos cómo los componentes del acto están integrados por su sistema nervioso. También obtenemos un mayor conocimiento de por qué un país reacciona de una manera determinada ante los actos de otras naciones, si comprendemos cómo se toman las decisiones por parte de sus instituciones políticas y cómo son implementadas, es decir, cómo la acción de quizá millones de individuos se combina para resultar en un acto atribuible a la nación como un todo. En otras palabras, no sólo es necesario definir la totalidad sino también sus partes constituyentess y las interacciones de éstas.

 

La Teoría General de Sistemas describe un nivel de construcción teórico de modelos que se sitúa entre las construcciones altamente generalizadas de las matemáticas puras y las teorías específicas de las disciplinas especializadas y que en estos últimos años ha hecho sentir, cada vez más fuerte, la necesidad de un cuerpo sistemático de construcciones teóricas que pueda discutir, analizar y explicar las relaciones generales del mundo empírico. Según Boulding ese es el destino de la Teoría General de Sistemas. Por supuesto que no se busca establecer una teoría general de prácticamente cualquier cosa, única y total, que reemplace todas las teorías especiales de cada disciplina en particular.

 

Tal teoría, en la práctica, no tendría contenido, porque en la medida que aumentamos la generalidad tenemos que hacerlo a costa del contenido. Por ejemplo, se puede pensar en una persona en particular. Sin embargo, podemos generalizar diciendo que es un ciudadano de una ciudad determinada. Hemos ganado en generalización, pero hemos perdido en cuanto al contenido particular de la persona. Pero podemos llegar fácilmente a un segundo grado de generalización diciendo que es un hombre de una determinada nacionalidad. Luego podemos generalizarlo más aún, pensando en su sentido genérico: es un sistema vivo, y aún más, en otro grado de generalización es un sistema natural, por fin podemos decir que es un sistema abierto y, más aún, un sistema y finalmente un objeto.

 

Sin embargo, en alguna parte, entre lo específico que no tiene significado y lo general que no tiene contenido, debe existir para cada propósito y para cada nivel de abstracción, un grado óptimo de generalidad. Los teóricos de sistemas afirman que este óptimo grado de generalidad en teoría no siempre es alcanzado por las ciencias en particular.

 

Este punto de vista se ve cada vez más demostrado o adquiere mayor fuerza, cuando uno contempla las nuevas disciplinas que se crean y que representan, fundamentalmente, la "tierra de nadie" que separa a las disciplinas concretas. Así, hablamos de fisico-química (que no es ni física pura ni química pura), de psicología social (que no es ni psicología pura ni sociología pura) y, más reciente aún, de bioquímica, biofisioquímica (y no sería extraño que ya se pensara en términos de psicobiofisioquímica o sociopsicobiofisioquímica). En este sentido, la teoria de sistemas (o el enfoque de sistemas) toma una posición contraria (como metodología) al enfoque reduccionista que discutimos anteriormente. Mientras este último tiende a la subdivisión cada vez mayor del todo, y al estudio particular de esas subdivisiones, el enfoque de sistemas pretende integrar las partes hasta alcanzar una totalidad lógica o de una independencia o autonomía relativa con respecto a la totalidad mayor de la cual también forma parte.

 

Los objetivos de la Teoría General de Sistemas pueden ser fijados a diferentes grados de ambición y de confianza. A un nivel de ambición bajo pero con un alto grado de confianza, su propósito es descubrir las similitudes o isomorfismos en las construcciones teóricas de las diferentes disciplinas, cuando éstas existen, y desarrollar modelos teóricos que tengan aplicación al menos en dos campos diferentes de estudio. A un nivel más alto de ambición, pero, quizás, con un grado de confianza menor, espera desarrollar algo parecido a un "espectro" de teorías, un sistema de sistemas que pueda llevar a cabo la función de un gestaltl en las construcciones teóricas. Este espectro o gestalt ha tenido gran valor en campos especificas del conocimiento humano, al dirigir las investigaciones hacia los vacíos que ellos revelan. Por ejemplo, tenemos el caso de la tabla periódica de elementos en química. Durante muchas décadas dirigieron la investigación hacia el descubrimiento de elementos desconocidos para llenar los vacíos de la tabla, hasta que éstos fueron completamente llenados.

 

La necesidad de una teoría general de sistemas se ve acentuada por la situación actual de las ciencias, señala Boulding. El conocimiento no es algo que exista y crezca en abstracto. Es una función del organismo humano y de las organizaciones sociales. El conocimiento oculto no es conocimiento. El conocimiento crece a través de la recepción de información, es decir, de la obtención de mensajes capaces de reorganizar el conocimiento del receptor. Por lo tanto el crecimiento del conocimiento, en general, depende directamente de este flujo de comunicaciones entre científicos. Según Boulding la situación critica en que se encuentra la ciencia hoy día se ha debido a la dificultad, cada vez mayor, de tales comunicaciones entre los científicos como una totalidad. "La especialización ha superado al intercambio de la comunicación entre los discípulos y se hace cada vez más difícil, y la República del aprendizaje se está desintegrando en subculturas aisladas con sólo tenues líneas de comunicación entre ellas - una situación que amenaza con una guerra civil intelectual".

 

Boulding explica esta crisis en el cuerpo del conocimiento diciendo que, en el curso de la especialización, los receptores de la información también se especializan. Así el físico sólo habla de física, el economista de economía, el astrónomo de astronomía, y, lo que es peor aún, el físico nuclear sólo habla de física nuclear, el astrofisico de astrofísica. Está sucediendo un profundo proceso de "percepción selectiva" demostrado, para el caso de la especialización dentro de una empresa industrial, por H.A. Simon. Boulding se pregunta si la ciencia no se transformará en un conjunto de ermitaños exclaustrados, cada uno hablando para sí mismo con palabras de un lenguaje particular que sólo él puede comprender.

 

Mientras más se divide la ciencia en subgrupos y menor sea la comunicación entre las disciplinas, mayor es la probabilidad de que el crecimiento total del conocimiento sea reducido por la pérdida de comunicación relevante. El esparcimiento de la sordera especializada significa que una persona que debiera saber algo que otra conoce es incapaz de encontrarlo por la falta de un "oído generalizado". Ahora bien, uno de los principales objetivos de la Teoría General de Sistemas es la multiplicación de estos oídos generalizados y el desarrollo de un marco de referencia de teoría general que permitan que un especialista pueda alcanzar a captar y comprender la comunicación relevante de otro especialista.

 

Aparentemente, aquí parecería encontrarse implícita una contradicción, porque por un lado estamos hablando y quejándonos de la falta de comunicaciones y por el otro, estamos presenciando el mayor crecimiento que haya experimentado el campo de las comunicaciones, o más bien, la transmisión de informaciones. En efecto, sin duda alguna, la primera gran revolución en las comunicaciones fue la invención del lenguaje hablado y escrito. La segunda revolución fue la invención de la imprenta que divulgó los escritos relegados hasta entonces a los monasterios y a las personas de alta cultura y riqueza. La tercera revolución es la de nuestros días, comenzada a principios de la ultima centuria del siglo pasado, con la invención de la telegrafía continúo con la transmisión televisada vía satélite, los transistores y microcircuitos hasta nuestros días, con la tecnologia de punta en comunicación digital y otros mecanismos que transmiten y/o procesan información en tiempo infinitesimal.

 

Este enorme avance en las comunicaciones corresponde, fundamentalmente, a un fenómeno de "esparcimiento", y de distribución cada vez más masiva, de información. En otras palabras, y tomando como ejemplo el cerebro, estamos logrando la irradiación del estímulo a través de toda la masa encefálico, pero, y aquí se rompe la contradicción, estamos cada vez más distantes de la preparación, adecuación y sensibilización de los centros receptores a quienes va dirigida la información, lo que en el cerebro corresponde al principio de la concentración. Falta, por lo tanto, lo que Boulding denomina "oído generalizado" para hacer frente a la sordera producida por la especialización, lo que se traduce en concreto en un vocabulario común que pueda proporcionar la Teoría General de Sistemas, a través de la búsqueda y el reconocimiento de los isomorfismos.

 

De este modo, es posible que un economista, que comprenda las fuertes similitudes formales que existen entre la teoría de la utilidad y la teoría de los campos en física, se encuentre en mejor situación para aprender del físico, que uno que no visualiza esta similitud. De la misma forma un especialista que trabaja con el concepto de crecimiento (sea un virologista, un citologista, un psicólogo, sociólogo o economista) estará más sensitivo a las contribuciones de los otros campos, si está consciente de la cantidad de similitudes del proceso de crecimiento en campos empíricos bastantes diferentes.

 

Observemos el siguiente ejemplo concreto. Los bioestadísticos han definido algunas funciones matemáticas que representan un modelo del desarrollo y conducta de las enfermedades contagiosas. Gráficamente, estas funciones tienen la forma de S en un sistema de coordenadas XY .

 

En los comienzos de la epidemia el número de contagios es relativamente bajo (eje Y). Al cabo de un tiempo (eje X), la tasa de crecimiento aumenta considerablemente al extenderse los contagios debido a la interacción de la población. Sin embargo, se llega a un punto en que su crecimiento disminuye, hasta llegar, prácticamente a hacerse asintética, es decir, en que cesa el crecimiento (la tasa se hace cero) y la curva se transforma en una recta horizontal al eje de las X (cuando la mayoría o la totalidad de la población está o ha sufrido ya el contagio).

 

Observando las características de la conducta de este sistema un experto en mercados y publicidad puede que encuentre una gran similitud entre el comportamiento de la enfermedad contagiosa con el desarrollo de la propaganda de un producto o idea en una oportunidad, porque, si se piensa un poco, parece que la propaganda de un mensaje dentro de un área se asemeja bastante a la propagación de una enfermedad.

 

Maravillosa la similitud -podrá decir alguien, pero puede agregar- ¿y qué?. . .

 

Bueno, no es necesario ser un clarividente para comprender que si esta similitud es tal, el publicista estará en una posición de determinar hasta qué momento debe mantener la campaña publicitaria. Porque parecería que, llegado a un punto, (de acuerdo con la curva S), la propaganda será inefectiva y mantenerla sólo servirá para aumentar los costos. Habrá llegado el momento de detenerla o cambiarlas

 

MATERIAL DIDÁCTICO DE APOYO A LA MATERIA “TEORIA DE SISTEMAS

(tomado de la bibliografía básica del curso)

Tema 1.2 Cibernética

A menudo, los estudiosos de la cibernética pretenden dar a una técnica o disciplina específica, una significación que va más allá de sus límites. Norbert Wiener, el padre de la cibernética, sostiene que esta ciencia tendría un inmenso impacto en la civilización, no sólo por automatizar una gran variedad de funciones previamente desempeñadas por trabajadores, sino, más aún, debido a sus consecuencias filosóficas. Wiener argumenta que las profundas implicaciones de la cibernética tendrían mucho que ofrecer a la teología, lo cual afectaría nuestra concepción de Dios y de la humanidad.

Después de Wiener, el teórico de la cibernética más importante es W. Ross Ashby. Ashby escribió más como un divulgador de conceptos cibernéticos básicos, mientras que Wiener escribió tanto artículos de naturaleza técnica como libros que explicaban algunos significados al público profano.

No nos ocuparemos fundamentalmente de aspectos técnicos de la cibernética, sino más bien de sus afirmaciones sociales. Algunos de sus contenidos intrínsecos son importantes porque tales conceptos y terminologías han sido adoptados por quienes han escrito temas sociales. Por tanto, ahora examinaremos tan sólo lo necesario de los conceptos básicos de la cibernética en su pertenencia y respecto a las afirmaciones sociales, tal como lo exponen Ashby y Wiener.

Las más importantes obras de divulgación de Ashby son Introducción a la cibernética y Diseño de un cerebro. Su objetivo principal es explicar el cambio y la conducta que indica "propósito", “memoria" "anticipación", en términos puramente deterministas y mecanicistas. Para hacerlo, Ashby introduce un conjunto de conceptos derivados de la cibernética.'

El concepto básico de la cibernética es el de pautas de cambio; las pautas básicas se deben clasificar y los conceptos básicos se deben inferir.

Operadores y transformadas

Si se actúa sobre un conjunto de estados (a, b, ... ), el conjunto puede cambiar a otro estado denominado transformada; un conjunto de transiciones se denomina una transformación. Si un conjunto de transformadas no contiene estados o no se encuentran términos en el conjunto de operadores (es decir, no contiene nuevos estados), se dice que el conjunto está cerrado bajo la transformación. Una transformación puede ser de valor único (todos los estados convergen en uno) o puede ser de uno en uno (todas las transformaciones difieren una de otra)

Una máquina determinada se comporta igualmente como una transformación cerrada de valor único, y la cibernética trata con modos de conducta que están determinados, que siguen cursos reproducibles y regulares. La cibernética estudia la determinación de los modos de comportamiento, no las substancias materiales que llevan a cabo el comportamiento.

Un sistema tal puede pasar a través de una secuencia de estados que se denominan trayectorias o líneas de conductas. Una máquina determinada es la que desde un estado cualquiera no puede dirigirse a dos estados diferentes; debe dirigirse siempre a uno y al mismo estado a partir del inicial. De este modo, el enfoque cibernético se basa en el concepto de la correspondencia entre las transformaciones y los sistemas reales. Cuando una máquina puede representarse completamente mediante una transformación, se dice que la transformación es una representación canónica de la máquina, y se dice que la máquina representa la transformación.

La cibernética se basa en la suposición que los sistemas complejos pueden estudiarse con el monitoreo del estado de la máquina considerada como un todo, sin especificaciones detalladas de las partes, y que una teoría de estados no analizados puede desarrollarse rigurosamente. Si se requiere un análisis más detallado, el conocimiento puede expresarse mediante una lista de los estados de cada una de sus partes tomadas en cualquier momento. Una lista de tales cantidades se denomina un vector, o sea, una entidad compuesta que tiene un número definido de componentes, es decir, una variable, pero de un tipo más complejo que los que se encuentran en matemáticas elementales.

Una vez que se conocen las transformaciones de la máquina, el conjunto de ecuaciones que se obtienen es la representación canónica del sistema; por tanto, pueden desarrollarse todas las descripciones de un sistema dinámico determinado.

Así, dada una transformación y un estado inicial, siempre podemos desarrollar la trayectoria de una máquina determinada; si las ecuaciones desarrolladas se consideran como no integrables o solubles, la trayectoria no puede obtenerse, si uno se restringe a ciertas operaciones matemáticas definidas. Pero los investigadores demostraron cómo pueden estudiarse las ecuaciones irresolubles, y pueden obtenerse resultados útiles en la práctica. Además, el estudio de las transformaciones de una máquina puede facilitarse mediante demostraciones geométricas, cuando las formas puramente algebraicas no aclaran los resultados.'

Ashby señala que quienes estudian cibernética reconocen que el objeto material bajo estudio no es el sistema, porque cualquier objeto material contiene un número ilimitado de variables y, por tanto, de sistemas posibles. El sistema es una lista de variantes. La tarea más común del investigador consiste en ir cambiando su lista de variables hasta que encuentre el conjunto de la unidad de valor requerida y, por tanto, la determinación.

La máquina con insumos

Ya que cualquier máquina puede ser influida por condiciones diversas, la tarea estriba en definir a qué corresponde esto en el mundo simbólico de las transformaciones. Considérese una máquina con una palanca que puede colocarse en alguna de tres posibles posiciones; a cada posición puede corresponder un modo diferente de comportamiento. Hay, por tanto, dos tipos de cambio que son los siguientes:

1 Cambios de un estado a otro dentro de un modo de comportamiento.

2. Cambios de un modo de comportamiento a otro.

En vez de considerar a cada transformación separadamente, un conjunto de transformaciones pueden considerarse como una transformación en sí misma (considerando, sin embargo, sólo términos que son cerrados y de un solo valor). Una denominación simbólica de un modo de comportamiento se llama parámetro.

una máquina real cuyo comportamiento puede representarse por medio de un conjunto de términos cerrados de un solo valor, se denomina transductor o máquina con insumos. El conjunto de transformadas es su representación canónica; el parámetro, como algo que puede variar, es su insumo. También esto puede representarse matemáticamente.

Insumos y productos

En máquinas y otros sistemas físicos, determinados insumos y productos pueden ser obvios o estar restringidos a unas cuantas terminales físicas. Pero en los sistemas biológicos, el número de parámetros es habitualmente muy grande, y el conjunto total no es siempre obvio. En la relación entre un organismo y su medio, los insumos de uno pueden ser los productos de otro, dependiendo del punto de vista: así, cuando un organismo interactúa con su medio, sus músculos pueden considerarse como el insumo del ambiente, y sus órganos sensoriales como el producto.

Sistemas acoplados y acoplamiento

con retroalimentación

Las máquinas determinadas pueden acoplarse a otra; los insumos y productos de las máquinas se vinculan a otra. Si ambas máquinas son determinadas, en el sentido anteriormente definido, las idos máquinas formarán una nueva con comportamiento totalmente determinando. Las dos máquinas pueden acoplarse de modo tal que una afecta a la otra. Las nuevas relaciones derivadas también pueden expresarse en términos matemáticos. Cuando la máquina A afecta a la máquina B pero no a la inversa, se dice que "A domina a B". Pero la cibernética se interesa en el caso en que cada una afecta a la otra. Cuando esto se produce, se afirma que está presente una "retroalimentación".

Los efectos entre máquinas pueden llevarse a cabo en un solo paso (efectos inmediatos) o en varios pasos, por ejemplo cuando una máquina afecta una tercera variable, que a su vez afecta la segunda máquina (efectos últimos). Sencillos diagramas no matemáticos pueden determinar qué variables dominan las restantes.

También los sistemas pueden mostrar la importante propiedad de reducibilidad: bajo ciertas condiciones los efectos de un subsistema sobre otro pueden reducirse o eliminarse, al punto en que los subsistemas son virtualmente independientes.

Se emplean estos conceptos básicos como el punto de arranque, por lo cual quienes estudian la cibernética consideran los sistemas de tamaños muy diversos, como (en términos de Ashby) un computador, un sistema nervioso, o una sociedad. En cibernética tamaño no significa masa. Significa complejidad, el numero de distinciones que deben realizarse, el número de estados disponibles, o el número de componentes en un vector. "Muy grande" significa demasiado complejo para observar o controlar completamente. Pero el tamaño no invalida los teoremas y principios desarrollados hasta ahora, aunque puede hacer problemática su aplicación a un caso particular.

Acoplamiento al azar

Dado un sistema complejo, el observador puede especificarse sólo incompletamente, esto es, estadísticamente. Ya que cualquier subsistema puede acoplarse a cualquier otro, se emplean métodos azarosos para escoger los acoplamientos. Lo que da por resultado no una máquina, sino un conjunto de máquinas. De esta forma, aunque un sistema pueda ser demasiado extenso como para especificar sus detalles individuales, pueden especificarse estadísticamente.

Si consideramos un sistema de un cierto grado de extensión, con todas sus partes idénticas y con suficiente acoplamiento entre las partes como para dar al sistema coherencia, puede haber un pequeño número de efectos inmediatos. Pero los efectos pueden también deberse al hecho de que una parte o una variable afecta a otra sólo bajo ciertas condiciones, por lo que el efecto inmediato está Presente por mucho tiempo sólo en un sentido nominal. Por tanto, una variable puede pasar mucho tiempo sin variar. Una causa generalizada es la existencia de un umbral por debajo del cual una variable no muestra cambio, excepto cuando la perturbación recibida excede un valor definido, por ejemplo, "el voltaje bajo el cual un arco no saltará un puente dado, y el perjuicio que sufrirá un ciudadano antes de pensar que vale la pena violar una ley. En el sistema nervioso, el fenómeno del umbral es, por supuesto, ubicuo".' La existencia de un umbral puede comprenderse como un fenómeno que corta una totalidad en subsistemas temporalmente aislados. Mientras mayor el nivel del umbral, más aisladas se vuelven las partes.

Propiedades locales

Los grandes sistemas con muchas partes repetidas, pocos efectos inmediatos y ligeros acoplamientos, pueden mostrar gran localización de efectos, por lo que la existencia de una propiedad en forma localizada no determina su existencia en otra parte del sistema. A menudo, este es el caso en los sistemas químicos, donde los iones pueden afectar sólo unos pocos vecinos inmediatos, y tener un escaso o nulo efecto en la mayoría de los otros iones; pero en los sistema biológicos las interconexiones pueden ser suficientemente grandes como para minimizar la localización.

La caja negra

Los conceptos descritos anteriormente constituyen una introducción para el siguiente punto, en el que se considera el concepto cibernética de "caja negra". El término se emplea en ingeniería eléctrica. Se da a un ingeniero una caja sellada con terminales para insumo y producto; puede aplicar cualquier voltaje que desee y observar lo más posible para deducir lo que más pueda de los contenidos de la caja negra.

El problema es aplicable a la vida cotidiana. Constantemente manipulamos tales- objetos; un cerebro o un animal pueden considerarse como una caja negra. Solamente aceptando la envoltura de la caja negra podemos desarrollar una epistemología científica.' Comenzamos por no hacer suposiciones acerca de su contenido, aunque tenemos ciertos medios para actuar sobre ella. Supongamos que los insumos pueden representarse mediante un conjunto de palancas o agujas indicadoras, y que el producto puede representarse mediante un con ' junto de cuadrantes. Aunque, según Ashby, pueda parecer poco natural esta descripción puede representar la gran mayoría de los sistemas naturales, aun de los sistemas biológicos o económicos.

La investigación

El sistema se investiga mediante un protocolo, una larga lista extendida en el tiempo que muestra la secuencia de los estados de insumo y producto. Es una secuencia de valores del vector que tiene dos componentes: estado de entrada y estado de salida. Todo el conocimiento que podemos adquirir de una caja negra, es lo que puede obtenerse recodificando el protocolo. No es necesaria ninguna habilidad para manipular la entrada; ya que no se sabe nada de la caja, no existe ningún hecho que justifique un método particular. Cuando se obtiene una gran cantidad de registro, el experimentador puede demostrar que el comportamiento de la caja es semejante a una máquina, y deducir su representación canónica. Si no es una máquina determinada, (es decir, si una transformación no es de valor único) puede proceder de dos modos:

1. Puede alterar el conjunto de insumos y productos para tomar más variables en cuenta.

2. Puede buscar una determinación estadística (regularidad de promedios, etc.) en lugar de una determinación estricta.

Puede parecer que los estados son inaccesibles, esto es, que una vez finalizados no pueden aparecer de nuevo (por ejemplo, una mina ya explotada o un animal que aprendió la tarea). En ocasiones, si se suman más estados a las transformaciones, puede hacerse reaparecer un estado previamente inaccesible.

Deducción de conexiones

dentro de la caja negra

Cuando se ha acumulado un protocolo adecuado, pueden hacerse algunas deducciones sobre las conexiones internas de la caja negra. Pero se ha demostrado que cualquier comportamiento exhibido por una caja negra puede producirse mediante un número infinitamente grande de posibles redes de las conexiones internas. El comportamiento no especifica las conexiones unívocamente.

Isomorfismos

Un mapa puede ser isomórfico de la región que representa. También pueden serlo un objeto en movimiento y una ecuación, o el negativo de una fotografía con su ampliación. Otros isomorfismos incluyen una máquina de naturaleza mecánica, un aparato eléctrico y una cierta ecuación diferencial, todos los cuales pueden ser isornórficos. Por tanto, un aparato eléctrico puede ser un "modelo" de ecuación diferencial, una computadora analógica. "El propósito general más importante de la computadora digital es asombroso justamente porque puede programarse para resultar, isomórfico con cualquier sistema dinámico".'

Los aparatos isomórficos son valores en la ciencia. Una forma puede ser factible en un área en la que la otra es difícil de manipular. Puede demostrarse que el concepto de isomorfismo es susceptible de una, definición exacta y objetiva.. Las representaciones canónicas de dos máquinas son isomórficas si una transformación de uno a uno de los estados de una máquina a la otra, puede convertir la representación de una en la otra. Pero la reclasificación puede tener varios niveles de complejidad; puede que las transformaciones no sean simples, sino complejas.

modelos

Muy pocas veces un modelo es isomórfico de un sistema biológico; generalmente es un homomorfismo: dos sistemas, un sistema bioiógico y un modelo, para poner por caso, están tan relacionados que el homomorfismo de uno es isomórfico con el homomorfismo del otro. Esta es una relación "simétrica"; cada uno es un “modelo" del otro.

Las propiedades que se atribuyen a las máquinas también pueden atribuirse a las cajas negras. Ashby nos dice que a menudo en nuestra vida diaria tratamos con cajas negras; por ejemplo, al montar una bicicleta sin tener conocimiento de las fuerzas interatómicas que cohesionan al metal. Los objetos reales son cajas negras, y hemos estado operando con ellas durante toda nuestra vida “La teoría de la caja negra es simplemente el estudio de las relaciones entre el experimentador y su medio ambiente, cuando se da especial atención al flujo de información, Ashby sugiere que el estudio del mundo real se vuelve el estudio de los traductores.

Propiedades emergentes

Si estudiamos un cierto número de cajas negras en aislamiento establece la representación canónica de cada una, y si hasta que si se las asocia en una relación determinada mediante enlaces conocidos, se concluye que el conocimiento del todo está determinado y puede predecirse. "Por tanto, un agrupamiento, de cajas negras bajo estas condiciones, no mostrará Propiedades "emergentes"; es decir, propiedades que no puedan haberse predicho a partir del conocimiento de sus partes y sus asociaciones"." dadas por Ashby Algunos ejemplos de propiedades emergentes incluyen las siguientes:

1.- Carbono, hidrógeno y oxígeno son prácticamente insípidos, pero su combinación, el azúcar, tiene un sabor dulce que no posee ninguno de ellos.

2.- Los 20 o más aminoácidos que tiene una bacteria no se autorreproducen, pero la bacteria sí.

Ashby nos dice que cuando el conocimiento es incompleto, emergen propiedades, y, en consecuencia, los sistemas biológicos a menudo muestran propiedades "emergentes". Mientras mayor y más complejo es el sistema, más laborioso es el estudio de sus características. Así, la física newtoniana, en principio, solucionó todos los problemas gravitacionales; pero su aplicación, aun a tres cuerpos, es muy compleja, y en media docena se vuelve prohibitivamente laboriosa

La caja parcialmente observable

Un área importante de la teoría cibernética incluye una caja, a la que se le perdieron algunos "cuadrantes"; por ejemplo, un organismo biológico o el cerebro. Su comportamiento puede parecer milagroso cuando no son observables todas las variables significativas. "Es posible que algunas de las propiedades «milagrosas», que manifiestan «previsión», «inteligencia», etc., sean milagrosas tan sólo porque hasta el momento no hemos sido capaces de observar los eventos en todas las variables significativas.

Ashby ilustra el punto mediante un sistema totalmente observable para un sujeto y solo parcialmente observable para otro. El observador parcial del ejemplo puede registrar totalmente las relaciones del sistema después de un retraso; logra la predicción tomando en cuenta la historia del sistema; lo cual supone la existencia de alguna forma de "memoria". Pero la posesión de "memoria" no es una propiedad totalmente objetiva de un sistema, es una relación entre un sistema y un observador, la cual se alterará sí cambian los canales de comunicación entre el sistema y el observador. Su ilustración, adecuadamente representativa del tipo de ilustración que emplea, es como sigue:

Se supone al observador que estudia una caja negra consistente en dos partes interactuantes, A y Z. Ambas son afectadas por el insumo común I. (Nótese que los insumos de A son I y Z)

I

Supóngase que la pregunta importante es si la parte A muestra o no algún comportamiento característico B (es decir, seguir la trayectoria B). Supóngase que esto sólo se produce (seguido de) con la ocurrencia simultánea de a) I en el estado a y b) Z en el estado Y. Supóngase que Z está en el estado y solamente después que I ha alcanzado el valor especial.

Nosotros (autor y lector) somos omniscientes, por lo que sabemos todo sobre el sistema. Empleando el conocimiento total, permítasenos ver cómo dos observadores (uno y dos) pueden llegar a diferentes opiniones al tener diferentes posibilidades de observación.

Al igual que nosotros, el observador uno puede ver los valores tanto de A como de Z. Estudia las diferentes combinaciones que pueden conducir a la aparición de B, e informa que B aparece siempre y cuando el conjunto muestre un estado con Z en y y el insumo en a. Por tanto, ya que el insumo está en a, relaciona la ocurrencia de B a Z si Z está actualmente en y.

El observador dos está en desventaja: solamente puede ver I y A, no Z. Encontrará que el conocimiento del estado de A no es suficiente para permitirle predecir confiablemente si aparecerá B (algunas veces Z estará en y y algunas veces en otro estado). Sin embargo, si dos pone atención a los eventos anteriores en I, encontrará que puede predecir la aparición de B con precisión.

Por consiguiente, no pudiendo dos, observar directamente a Z, puede, sin embargo, hacer predecible el todo tomando en cuenta los valores anteriores de lo que sí puede observar. La razón es la existencia de la correspondencia:

Por tanto obtenemos la regla general: si un sistema determinado es sólo parcialmente observable, y por consiguiente se vuelve (para el observador) no predecible, el observador puede ser capaz de compensar la predicción tomando en cuenta el pasado histórico del sistema, es decir, suponiendo la existencia dentro del mismo de alguna forma de "memoria".... Por tanto, la existencia de memoria no es una propiedad completamente objetiva de un sistema: es una relación entre un sistema y un observador; y la propiedad se alterará con las variaciones en el canal de comunicación entre ellos.

En consecuencia, apelar a la "memoria" de un sistema como una explicación de su comportamiento es equivalente a declarar que uno no puede observar el sistema completamente. Las propiedades de la "memoria" no son las de una simple "cosa", sino las de un "código" más sutil

Ashby concluye que la memoria no es algo objetivo que el sistema posee o no, sino más bien un concepto invocado por un observador para compensar una deficiencia cuando el sistema no es totalmente observable. La memoria en el cerebro es sólo parcialmente objetiva. "No deja de llamar la atención que sus propiedades a veces han sido poco prácticas o aún paradójicas.

Variedad

Al discutir la regulación y el control en los mecanismos, uno debe examinar un conjunto de posibilidades para determinar qué haría una máquina bajo éstos diversos conjuntos. La ciencia debe proceder de este modo porque su objetivo no es lo único, sino lo repetitivo. Los enunciados probabilísticos se refieren al conjunto de eventos y no al individuo. El concepto de conjunto desempeña una parte importante en la teoría de la comunicación de Shannon y Wiener. La variedad se refiere tanto: a) al número de distintos elementos en un conjunto, como a b) al logaritmo con base 2 de este número. En la segunda forma se le denomina dígito binario, comúnmente abreviado bit.*

Restricción

En ciertas condiciones la variedad puede ser menor que en otras; en un conjunto no se utilizan todas las combinaciones de posibilidades. La restricción es un concepto especialmente importante en el sentido de que cuando existe una limitación, habitualmente puede sacarse cierto provecho de la misma. El trabajo de. Shannon sobre teoría de la comunicación se basa especialmente en restricciones. Definida por Ashby,

La restricción es una relación entre dos conjuntos, y se produce cuando la variedad que existe bajo una condición es menor que la variedad que existe bajo otra. Por ejemplo, la variedad en los sexos humanos es de 1 bit; si una escuela determinada acepta tan sólo muchachos, la variedad en los sexos dentro de la escuela es cero; en tanto que 0 es menor que 1, existe restricción.. Similarmente, las restricciones pueden ser leves (es decir, eliminan pocas posibilidades) o pueden ser severas (eliminan muchas).

Los objetos como restricciones

Una silla es una colección de partes, pero sus posiciones relativas están sujetas a restricciones. La existencia de la silla como un objeto, como una unidad, corresponde a la presencia de restricción. Un mundo sin restricción sería un flujo caótico. Las restricciones hacen posible la predicción; por ejemplo, una nave en vuelo está sujeta a restricciones en su trayectoria, lo cual hace predecible sus posibles rutas. El concepto de máquina, que resulta al inspeccionar su protocolo, viene a confirmar que la secuencia en el protocolo muestra alguna forma de restricción. Una restricción importante es aquella en que la continuidad dentro de un valor puede cambiar tan sólo a un valor cercano.

Variedad en máquinas

Bajo algunas transformaciones, la variedad puede decrecer; las máquinas pueden "colocarse" en modos de comportamientos que son menores que el conjunto de posibilidades totales. Dado un conjunto de estados y una transformación de valor único, podemos predecir que, en tanto que avanza el tiempo, la variedad en un conjunto no puede incrementarse, y usualmente disminuirá. Por tanto, la incertidumbre del observador sobre el estado de un sistema solamente puede disminuir. La ley de la experiencia señala que, dado un conjunto de máquinas con un máximo de variedad, los cambios en los valores de los parámetros no pueden incrementar la variedad del conjunto; mientras más extensa es una rutina, el conjunto se aproximará más a un estado uniforme.

Tema 1.3.- Teoría de la comunicación

En este punto, la cibernética se acerca a la teoría de la comunicación: la variedad de insumos y productos entre máquinas puede concebirse como una forma (de comunicación. Ashby ilustra mediante una referencia a la difusión de un discurso. Las vibraciones pasan por grandes metamorfosis que van desde el discurso hasta la recepción: variedad de unidades impresas en una página, variedad de sonidos formados por los labios, lengua, etc., del conferenciante; Variedad de ondas de compresión en el aire; variedad de pautas de vibración en el micrófono; variedad de impulsos eléctricos en el amplificador, etc. A través de todas estas metamorfosis, algo se preserva. La decodificación es el proceso de aplicar una transformación para obtener el mensaje original. Si se pasa una variedad de mensajes a través de numerosos códigos en sucesión, y son capaces de reconstruirse en sus formas originales, el proceso debe ser alguno que preserva la variedad del conjunto en cada etapa.

La teoría de la comunicación se dedica en gran parte a los procesos mediante los cuales los mensajes (variedad) pueden ser codificados, trasmitidos y decodificados. Puede trasmitiese la variedad mediante un pequeño transductor intermedio, dado un tiempo suficiente. Así es como la reducción en la capacidad del canal puede compensarse mediante un incremento en la extensión de la secuencia. Por ejemplo, la variedad del alfabeto inglés es mayor que la distinción telegráfica de punto y raya; pero este último, mediante la combinación de suficientes configuraciones de puntos y rayas, puede trasmitir la mayor variedad de letras.

Interferencia de mensajes

Si un ácido y un alcalino se juntan en el mismo tubo, se destruyen uno al otro. ¿Qué les sucede a dos mensajes en el mismo canal? Pueden conducirse sin destrucción mutua. Por ejemplo, pueden llevarse dos mensajes mediante un conjunto de letras; el primero es trasmitido por las letras mismas, el segundo, en forma binaria, puede trasmitiese distinguiendo las letras mayúsculas de las minúsculas. La variedad en la forma del mensaje recibido no debe ser menor que la variedad del original. Siempre que no se pierda variedad y que el mecanismo esté determinado en todos sus detalles, los dos mensajes continuarán presentes. Todo lo que se necesita es un convertidor adecuado, y su construcción es siempre posible. Todo lo que se requiere es que la variedad de las formas recibidas no sea menor que las del original. El hecho de que no necesariamente haya caos cuando dos o más mensajes son conducidos en el mismo canal, es de especial importancia en neurofisiología, especialmente en el estudio del cortex cerebral. Hasta el momento no está claro cómo previene el cortex la interacción destructiva y el caos que resultaría de la multiplicidad de insumo de mensajes.

Cibernética y teoría de la comunicación

Al igual que muchos estudiosos de la cibernética, Ashby concibe ésta, y la teoría matemática de la comunicación desarrollada por Shannon y Weaver, estrechamente relacionadas, y, en algunos casos, idénticas.

Existen ciertos canales, como nervios y cables telefónicos, que trasmiten información sostenida por un tiempo indefinidamente largo. Este tipo de trasmisión ha sido el campo especial de teóricos de la comunicación como Shannon y provee un punto de transición desde los cambios discontinuos cerrados, extensamente descritos, hasta los más complejos procesos probabilísticos que constituyen el objetivo último de la teoría cibernética.

Las transformaciones determinadas de valor único descritas en la exposición elemental sobre teoría cibernética, constituyen un caso extremo y especial de transformación estocástica. Ashby lo ilustra de la siguiente manera: considérese la siguiente matriz de transición.

Ésta representa una transformación de valor único.

A	B	C
B	A	C

De este modo, A se dirige a B, B a A, y C siempre permanece C. Ahora bien, si estos valores se reemplazan por probabilidades, tendríamos algo como lo siguiente:

Ahora A se dirige a B el 90% de las veces, y a C el 10% de las veces, etc. Tenemos ahora una matriz de transición probabilística. Ashby adopta aquí la definición "clásica" de probabilidad, basada en los ensayos a largo plazo y los resultados de un gran número de ensayos. De este modo, adopta la definición de Ronald Fisher de un evento probable como un evento frecuente; esto se basa en el supuesto que los eventos exhiben una probabilidad constante y estable a lo largo de un periodo de tiempo."

Pero entonces surge la pregunta: ¿cómo sería el comportamiento de un sistema si sus transformaciones no fueran cerradas y de valor único, sino estocásticas?. Ashby recurre a ejemplificar con un insecto que habita cerca de un estanque poco profundo, y pasa una parte de su tiempo en el agua, algunas veces bajo el canto rodado, algunas veces sobre la orilla. Sugiere que podría lograrse un protocolo completo del comportamiento pasado del insecto, si uno pudiese registrar las proporciones de tiempo que el insecto pasa en cada una de las tres áreas y, además, el número de veces en que, desde un sitio cualquiera -por ejemplo el agua- se dirige hacia los cantos rodados en relación con el número de veces en que se dirige desde el agua a la orilla. De esta manera se desarrolla una matriz de transiciones probabilísticas. Cuando éstas son estables en el tiempo, se les conoce con el nombre de cadenas de Markov.

Si consideramos ahora a un gran número de insectos que viven en este estanque, suponiendo que cada uno se comporta independientemente de los restantes (una suposición dudosa), perderemos de vista a los insectos individuales y contemplaremos tres poblaciones, una sobre la orilla, la otra en el agua y la tercera bajo el canto rodado.

Ashby señala, que el sistema compuesto de tres poblaciones está determinado, aunque el comportamiento de los insectos individuales ocurra solamente con ciertas probabilidades asociadas."

Si experimentamos con una población de insectos y forzamos a 100 de ellos a permanecer bajo el canto rodado, para observar lo que sucede, veremos que a largo plazo el sistema se modera en una serie de agonizantes oscilaciones, hacia un estado de equilibrio.

Vale la pena notar que cuando el sistema se ha moderado, y está prácticamente en sus poblaciones terminales, habrá un marcado contraste entre' las poblaciones, que permanecen sin cambio, y los insectos, que se mueven incesantemente. El mismo estanque puede así aportar dos significados diferentes a la palabra "sistema". ("Equilibrio corresponde aquí a lo que el físico llama un "estado constante".)

La cadena de Markov, tal como se definió anteriormente, trae Consigo otra característica importante: "Las probabilidades de transición no deben depender de los estados anteriores al operador."

"De esta manera, si el insecto se comporta como una cadena de Markov se hallará que cuando se encuentre sobre la orilla, irá al agua 75% de las veces, ya sea que antes de estar sobre la orilla hubiera estado en otra orilla en el agua o en el canto rodado."

Muchas secuencias no son cadenas de Markov; la "memoria" del sistema parece abarcar más de un estado. El lenguaje, dice Ashby, está especialmente lleno de sugerencias; así, en inglés, Ia probabilidad de que una letra dada, digamos s, sea seguida de t, depende de lo que precede a s y variará de acuerdo con ello.

Entropía

Un concepto fundamental en teoría de la comunicación y cibernética es entropía, tal y como la define Shannon. Principalmente es una medida de variabilidad, y como tal está relacionada al concepto de variabilidad de la muestra.

Cualquier conjunto de probabilidades (es decir, un conjunto de fracciones positivas cuya suma sea 1) se asocia con la siguiente suma:

p1- log. p1 - p2 log - p2.......-pn log pn

del conjunto de probabilidades, y se designa como H. (Los logaritmos pueden calcularse tanto con base 10 como con base 2; En el último caso, la suma es el número de bits.) Ya que las probabilidades son menos que 1 (excepto en el caso especial y extremo en que un evento tiene probabilidad de 1 y todos los otros de cero, en cuyo caso la variedad y por tanto la entropía- es cero), se sigue que cada logaritmo es una cantidad negativa; multiplicando por menos la correspondiente probabilidad se produce en consecuencia una suma positiva. Ashby utiliza esta sencilla ilustración: un conjunto de luces de semáforos tienen una variedad igual a cuatro: a) rojo (detenerse); b) verde (continuar); c); verde y amarillo (prepararse para parar); y d) amarilla (prepararse para detenerse). Suponiendo que tienen una duración de 25, 5, 25, y 5 segundos respectivamente, y si un conductor llega en diversos momentos tomados al azar, encontraría las luces en varios estados con una probabilidad correspondiente de 0.42, 0.08, 0.42 y 0.08. Luego su entropía es:

- 0.42 log. 0.42 - 0.08 log. 0.08 - 0.42 log. 0.42 - 0.08 log. 0.08

Si los logaritmos se calculan con base 10, la entropía es - 0.492; si la base es 2, la entropía asociada con el conjunto es 1.63 bits.

La entropía así calculada tiene numerosas propiedades importantes: a) cualquier conjunto dado de probabilidades se encuentra en un máximo cuando todas las probabilidades son iguales; b) diferentes Hs, derivados de diferentes conjuntos, pueden combinarse para producir una entropía promedio. Tales combinaciones pueden utilizarse para encontrar la entropía apropiada a una cadena de Markov. En la ilustración de la población de insectos, cada columna tiene un conjunto de probabilidades que totalizan 1, y por tanto, cada una puedo suministrar una entropía.

La información dada anteriormente sobre la población de insectos y sus cambios tendría que trasmitiese sobre un canal. La capacidad portadora del canal al menos debe ser igual en entropía de la información, por unidad de tiempo, para que el canal lleve la información. Uno de los teoremas fundamentales de Shannon, establece que la información por unidad de tiempo de una entropía dada tiene un canal que puede llevar la información, y que de una entropía semejante o aún mayor siempre existe un código mediante el cual puede usarse el canal.

Gran parte del trabajo de Shannon está dedicado a mostrar las Posibilidades de tales relaciones y a demostrar la posibilidad de códigos útiles. El "contenido" o "significado" de la información no es de incumbencia para la teoría de la comunicación tal como la desarrolló Shannon; tan sólo son pertinentes la variedad, el significado y probabilidades de codificación, canalización y decodificación de la información, en el sentido dado anteriormente.

Ruido

Si la salida de un transductor puede reducirse a dos componentes, uno, la fuente de variedad (información) y el otro una perturbación considerada como "ruido", la teoría de la información debe estipularse para los efectos del último. El ruido no es distinguible de otra fuente cualquiera de variedad. El ruido es un problema sólo cuando interactúa con un mensaje deseado al producir alguna destrucción mutua. Shannon desarrolló una medida para el grado de corrupción de un mensaje por ruido para canales que trasmiten continuamente. Esto supone conocer las probabilidades de todos los resultados posibles: a) ningún símbolo enviado-ningún símbolo recibido; b) ningún símbolo enviado-símbolo recibido; c) símbolo enviado-símbolo no recibido; d) símbolo enviado-símbolo recibido. Una vez que las probabilidades a largo plazo se conocen, puede lograrse una medida de la equivocación expresada en términos de bits por símbolos. Shannon también demostró que si se incremento la capacidad del canal para una cantidad no menor que E (equivocación) los mensajes pueden codificarse de modo tal que la fracción de errores aún persistente puede ser tan cercana a cero como se desee." Habiendo establecido así las bases conceptuales de la cibernética, Ashby se dirige a considerar cómo operan la regulación y el control en complejos "sistemas" biológicos y, por extensión, en sistemas sociales y económicos." Estos son los temas centrales de la cibernética.

La regulación en los sistemas biológicos se describe como el desarrollo de mecanismos que aseguran la supervivencia del organismo. Las formas defectuosas en relación con la capacidad de supervivencia se eliminaron en el curso de la historia natural, y las características de todas las formas de vida llevan el distintivo de individuos adaptados para asegurarse la supervivencia. También el cerebro es un medio de supervivencia. Lo que sobrevive a través de las edades no es el organismo individual, sino más bien “ciertos arreglos de genes peculiarmente bien logrados, particularmente aquellos que conducen a la producción de un individuo que lleva adecuadamente protegido dentro de sí el arreglo de genes, y que, en el lapso de una generación, puede mirar tras de sí.

El mecanismo de supervivencia opera en términos de sistemas:

D F L

En la gráfica D representa el origen de la perturbación y los peligros provenientes del mundo; E representa el conjunto de variables esenciales que deben preservarse dentro de límites específicos para que el organismo sobreviva; F representa las partes interpoladas formadas por el arreglo de genes para la protección de E, incluyendo un caparazón, un cerebro, uñas, etc. así como partes del ambiente, como una madriguera, una espada, una armadura. El conjunto de variables esenciales E puede dividirse en dos subconjuntos, uno correspondiente a "organismos vivientes" o "buenos", y el otro correspondiente a "organismos no vivientes" o "malos".

Muchos dispositivos ilustran estos principios. El agua del baño termoestáticamente controlada puede diseñarse para mantener la temperatura del baño dentro de límites específicos (E): D es el conjunto de todas las perturbaciones -aire frío, adición de agua fría al baño, etc.-; F es la máquina reguladora mediante cuya acción se tiende a limitar los efectos de D sobre E. De manera similar se diseña un piloto automático para mantener la posición de una nave dentro de límites contra la ráfaga de viento, el movimiento de los pasajeros, las turbinas de propulsión, etc.

El propósito del regulador es limitar el flujo de variedad del medio hacia las variables esenciales; en cierto sentido un regulador efectivo impide que las variables esenciales "conozcan" las perturbaciones que ocurrieron. El rango de defensa es muy amplio, puede ir desde la interposición de bloques puramente pasivos, a la perturbación -por ejemplo, el caparazón de la tortuga o el cráneo humano- hasta defensas móviles, complejas y sutiles en el extremo opuesto. El espadachín no lleva armadura en un duelo mortal, confiando en su habilidad para hacer un quite. La mayor parte de los organismos superiores han desarrollado un sistema nervioso como defensa que los acerca más al segundo que al primer tipo.

La cibernética busca responder las siguientes preguntas sobre el tipo de defensa activo y hábil: ¿qué principios deben gobernarlo? ¿Qué mecanismos pueden llevarlo a cabo? ¿Qué se hace cuando la regulación es muy difícil?

Ashby considera este problema en términos de un juego formal entre dos "jugadores", D (perturbación) y R (regulador), simbolizado mediante una tabla:

ð ð γ

D

Primero debe jugar D mediante la selección de un número, y por tanto de una fila particular. Entonces R, conociendo este número, selecciona una letra griega y por tanto una columna particular. La letra latina especificada por la intersección de la fila y columna es el resultado. Si es una a, R gana; si no, pierde.

El examen de la tabla muestra enseguida que con esta tabla particular R puede ganar siempre. Cualquiera que sea el valor que D selecciona primero, siempre R puede seleccionar una letra griega que producirá el resultado deseado... De hecho, si R actúa de acuerdo a la transformación.

1 2 3

ð ð γ

puede hacer que el resultado forzosamente siempre sea a.

Por supuesto, la tabla anterior es peculiarmente favorable a R; pueden desarrollarse otras tablas más complejas en las que las oportunidades que tiene R de ganar sean menos favorables, según los objetivos (a, b, e, etc.) que se especifiquen.

Las relaciones entre D, R y el conjunto de posibles resultados puede ser formalizado y expresado matemáticamente. Suponiendo que R selecciona transformaciones de valor único, cada transformación específica unívocamente un conjunto de resultados, y puede observarse que sólo la variedad en R puede igualar o reducir la variedad en D. Esta es la Ley de la variedad requerida: sólo la variedad puede destruir la variedad.

Señala Ashby que esta ley es de aplicabilidad general y no es un resultado trivial de la forma tabular. Cita el trabajo de Shannon sobre la extensión de la variedad en el tiempo y de la fluctuación incesante, demostrando algebraicamente que la entropía de un resultado puede ser llevada bajo el de D solamente por un incremento igual en la entropía de R. Además, ya que la relación ha sido probada matemáticamente, es independiente de cualquier máquina en particular; no puede cuestionarse mediante la invención de un nuevo artefacto o circuito electrónico. La ley no le debe nada a la experimentación.

La regulación, considerada como el conjunto de respuestas por las cuales un organismo mantiene sus variables esenciales dentro de límites aceptables contra las perturbaciones provenientes del medio, está fundamentalmente relacionada con el juego tal como se describió anteriormente. Además, la tabla por sí misma (T) representa aquellas restricciones internas o externas que R debe dar por sentadas. Si R es un regulador bien construido, R es una transformación de D, de forma tal que todos los resultados caen dentro del subconjunto de resultados aceptables. En este caso, T también es un factor en el conjunto de relaciones, y R y T juntos actúan como una barrera ante D.

T

E

D

R

Las flechas representan canales de comunicación. La variedad en D determina la variedad en R, y la variedad en T está determinada por la variedad de ambas, D y R. Los mismos pueden incluirse en organismos y máquinas actuales de muchas maneras. De este modo la capacidad de R para actuar como un regulador es su capacidad como canal de comunicación.

La extensión que Ashby realiza de las consideraciones cibernéticas a cuestiones biológicas y sociales queda ilustrada mediante algunos problemas que él mismo nos brinda:

Un insecto determinado tiene un nervio óptico de una centena de fibras, cada una de las cuales puede llevar 20 bits por segundo; ¿es esto suficiente para permitirle defenderse por sí mismo contra diez distintos peligros, cada uno de los cuales puede o no estar presente en cada segundo de un modo independiente?

Un general se enfrenta con un ejército de diez divisiones, cada una de las cuales puede maniobrar con una variedad de 106 bits por día. Su inteligencia soporta diez señaladores, a cada uno de los cuales pueden trasmitiese 60 letras por minuto durante 8 horas por día, en un código que trasmite 2 bits por letra. ¿Es suficiente su canal de inteligencia Como para permitirle lograr una regulación completa?... El general Puede dictar órdenes a 500 bits por minuto durante 12 horas al día. Si su inteligencia fuese completa, ¿sería suficiente este canal verbal para una regulación completa? .... En general puede dictar órdenes a 500 bits por minuto durante 12 horas al día. Si su inteligencia fuese completa, ¿sería suficiente este canal verbal para una regularización completa?

La regulación y el control sugieren que los términos constante y variación están relacionados y no son necesariamente contradictorios. Así, un conductor que conduce adecuadamente un auto en una carretera sinuosa puede considerar tanto la causa del gran cambio y actividad que presenta el volante, como la causante de mantener en un valor constante la distancia entre el auto y la orilla de la carretera. La cantidad de actividad, movimiento y cambio, en tanto que son coordinados u hemostáticos, también señalan otras invariantes y constancias.

MATERIAL DIDÁCTICO DE APOYO A LA MATERIA “TEORIA DE SISTEMAS

(tomado de la bibliografía básica del curso)

CAPITULO 2

Sinergia y recursividad

Nuestro objetivo en el capítulo anterior fue exponer el nuevo enfoque o método científico que se ha denominado Teoría General de Sistemas. El camino más lógico a seguir -aparentemente - sería definir de inmediato lo que se entiende por "sistemas". Sin embargo, creemos que para una mejor comprensión debemos aún detenernos y discutir los conceptos importantes que servirán para la mejor comprensión de lo que es, en definitiva, un sistema. Por esta razón destinaremos este capítulo a discutir dos conceptos centrales en la teoría de sistemas: nos referimos a la idea de Sinergia y a la idea de Recursividad.

2.1 Sinergia

Sin duda alguna, cuando ya se conoce lo que es sinergia, quizás la única conclusión a que se llegue es que su novedad está en la palabra, porque el concepto es conocido. En efecto, de acuerdo con nuestras informaciones, ya el concepto de Gestalt, importante idea de la escuela de los campos en psicología, desarrollada por Kurt Levin, implica la idea de sinergia. ¿Qué es sinergia? o ¿cuándo existe sinergia?: simplemente, cuando 2 + 2 no son cuatro sino 5 u otra cifra. En otras palabras, cuando la suma de las partes es diferente del todo; cuando un objeto cumple con este principio o requisito decimos que posee o existe sinergia.

Pero existe otra explicación de sinergia que, creemos, resulta más clara y útil para nuestros propósitos. Nos referimos a aquella definición propuesta por el filósofo Fuller. Señala que un objeto posee sinergia cuando el examen de una o alguna de sus partes (incluso a cada una de sus partes) en forma aislada, no puede explicar o predecir la conducta del todo. Observemos esta definición a través de un ejemplo. Supóngase seis naranjas distribuidas en dos formas diferentes, como lo indica la figura 2. l.

Evidentemente que en el caso A nos encontramos con una fuente que contiene naranjas, mientras que en el caso B hemos dispuesto las naranjas de tal modo que forman una figura en particular; concretamente, una cruz. Ahora, pidámosle a una persona que examine una naranja del agrupamiento A y preguntémosle si es capaz de describir el conjunto. Esta persona tomará una naranja y al examinarla dirá que supone que las restantes tienen más o menos el mismo color, más o menos el mismo diámetro, que están maduras, etc. Y es posible que esta descripción, si la naranja escogida es representativa del resto, sea bastante acertada.

Pero ahora, pasémosle a esa misma persona una o dos naranjas de la segunda agrupación (B) y, suponiendo que no conoce la forma en que están dispuestas, le pidamos lo mismo que en el caso anterior. Seguramente lo más probable es que describa al conjunto en forma muy similar al caso anterior. Sin embargo, esta vez se equivocará. ¿Por qué? Simplemente porque el grupo B de naranjas es algo más que seis naranjas, es una organización, una configuración que implica ubicación y relación entre las partes. En este caso, evidentemente, no se da que el todo (la cruz de seis naranjas) sea igual a la suma de sus partes, como en el caso A. Este es un ejemplo típico de sinergia. Ejemplos abundan. Los espectadores en un estadio, aparentemente, son una totalidad en que la suma de ellos da esa totalidad. En efecto, nos basta con examinar tres o cuatro para predecir la conducta de la totalidad de los espectadores. Los ocupantes o pasajeros de un bus o un metro, en la mañana a una hora determinada, cuando viajan hacia su trabajo, también forman un conjunto sin ninguna relación entre ellos. Leerán, sentados o de pie, el diario o un libro, se levantarán y bajarán cuando lleguen a su destino, y así abandonarán al conjunto sin que éste sufra un cambio significativo.

Existen objetos que poseen como característica la existencia de sinergia y otros no. En general, a las totalidades provistas de sinergia podemos denominarlas conglomerados. En este sentido, un conglomerado (como la fuente de naranjas), se supone sin sinergia, es decir, que la suma de sus partes es igual al todo. Si observamos la diferencia entre un sistema y un conglomerado tendremos que concluir que ella reside en la existencia o no de relaciones o interacciones entre las partes (esto es en realidad lo que produce esa diferencia entre la suma de las partes y el todo-sinergia). Sin embargo, es probable que en este momento pueda surgir un físico que diga: ¡Alto, en la fuente de naranjas existe interacción, hay vectores de fuerza que interactúan anulándose mutuamente" (permaneciendo así en equilibrio). En realidad, un psicólogo y un sociólogo podrán decir que hay interacción entre los espectadores en el estadio (puede que la presencia de uno haga reaccionar el inconsciente de otros). Por lo tanto, podemos llegar a la conclusión de que el conglomerado no existe en la realidad, que es sólo una construcción teórica. Sin embargo, el concepto de conglomerado, para ciertos efectos es una herramienta de análisis importante (aquí yace la base de nuestra estadística). Por esta razón, y para fines de investigación y estudio podríamos definir al conglomerado como un conjunto de objetos, de los cuales abstraemos ciertas características, es decir, eliminamos aquellos factores ajenos al estudio y luego observamos el comportamiento de las variables que nos interesan. Serán un conglomerado si las posibles relaciones que entre ellos se desarrollan no afectan la conducta de cada una de las partes. Así, los espectadores del estadio, para efectos de ciertos análisis, son un conglomerado (estudio de reacciones ante el partido); los pasajeros del bus son un conglomerado (para predecir su conducta como tales); las naranjas en la fuente lo son, en la medida que los vectores de fuerza se anulan y por lo tanto, no modifican la conducta de cada una de las partes.

Antes de proseguir creemos conveniente discutir aquí el concepto de objeto. Si abrimos un diccionario y buscamos este término podremos leer: "Todo lo que puede ser materia de conocimiento o sensibilidad de parte del sujeto, incluso este mismo" (RAE). "Cualquier cosa que se ofrece a la vista y afecta los sentidos" (LAROUSSE).

Un objeto es algo que ocupa un lugar en el espacio. Sin embargo, creemos que esta definición se encuentra un poco restringida. Cuando hablamos de espacio estamos pensando en un mundo tridimensional. Pero surgen algunos problemas. Por ejemplo, en el caso de sinergia, observábamos la importancia que adquirían las relaciones. En un grupo social, el contacto, la comunicación entre los miembros del grupo es "algo", que no cae dentro de la categoría de objeto. Los pensamientos también son intangibles. No ocupan un lugar en el espacio y, sin embargo, existen. Más aún, existen sistemas abstractos, conceptos que están en la mente y que explican algún aspecto de la realidad. Tampoco son objetos. No obstante, nuestra intención es incluirlos en esta categoría. Podemos hacerlo si al espacio tridimensional le agregamos la cuarta dimensión, el tiempo. De este modo (y para nuestros efectos) un objeto es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y/o en el tiempo. Así llegamos a una idea de objetos que abarca todo, lo tangible y lo intangible.

Volviendo a la sinergia, podemos observar que existen objetos (de acuerdo con nuestros conceptos) que poseen o no poseen sinergia. Ya hemos destacado la importancia de este concepto en la explicación de fenómenos. Sin embargo, como herramienta de análisis se hace más poderosa porque si descubrimos que el objeto que estamos estudiando posee, como una de sus características, la sinergia, de inmediato el sistema reduccionista queda eliminado como método para explicar ese objeto. El no reconocimiento de este hecho ha ocasionado múltiples y serios problemas, Hace 45 ó 50 años, comenzaba a estar de moda la Reforma Agraria y más de un diario, más de un intelectual, más, incluso, de un economista, pensaban seriamente, que con la aplicación de la reforma agraria se resolvería el problema (a lo menos parcialmente) de la dependencia económica y, en cierta medida, del subdesarrollo.

Hasta hace muy poco se hablaba de la participación como el sistema de administración que solucionaría todos los problemas habituales de las Empresas. Se ha tratado de aplicarla, pero los resultados sor ya conocidos. Ha sido un fracaso. Evidentemente, los motivos son múltiples, pero uno de ellos es que se estudió y se aplicó este sistema con un criterio mecanicista, se estudió una parte del objeto (empresa) y se modificó, pero se olvidaron las otras relaciones, características de un objeto con sinergia.

Quizá un buen ejemplo de este problema de las relaciones es uno planteado por el profesor Maruyama desde 1948, a propósito de la retroalimentación positiva en un "objeto" en que existen relaciones causales mutuas (para nosotros existen, simplemente, relaciones entre las partes. El grafica su ejemplo de acuerdo con la figura 2.2.

Las flechas indican la dirección de la influencia. El signo + señala que el cambio ocurre en la misma dirección, pero no es, necesariamente, positivo. Así, el signo + entre G (cantidad de basura por área) y B (bacterias por área) indica un aumento en la cantidad de desperdicios por área causando un incremento de las bacterias por área. Pero, señala Maruyama, al mismo tiempo indica que una disminución del desperdicio causa también una disminución en el número de bacterias por área. El signo - (negativo) indica un cambio en la dirección. Así, la relación negativa entre S y B indica que un aumento en los recursos sanitarios hace decrecer la cantidad de bacterias y, viceversa, una disminución de estos recursos hace subir el número de bacterias por área.

Aquí nos encontramos frente a una situación tal que el análisis particular de un par de variables del problema no nos permite predecir la conducta del todo. Aquí está esperando la sinergia. Si modernizamos una ciudad, por ejemplo, podemos llegar a reducir su población, que puede no ser el efecto esperado. En consecuencia, observemos el fenómeno a partir de este modelo de relaciones.

l. A mayor modernización, mayor migración

2. A mayor migración, mayor número de personas.

3. A mayor número de personas, mayor es la basura y desechos por área.

4. A mayor basura, mayor número de bacterias.

5. A mayor número de bacterias, mayor número de enfermedades.

6 A mayor número de enfermedades, menor es el número de habitantes.

Es evidente que si la tasa de mortalidad es mayor que la tasa de migración (por la modernización) y la tasa vegetativa propia de la ciudad,, el resultado será negativo. Por supuesto que si incluimos en el cuadro otras variables relacionadas (equipos sanitarios) el cuadro cambia.

Pero esto significa también reconocer que aquellos que veían la panacea en la reforma agraria o en la participación, perfectamente podrían caer (y más de alguno cayó) en este fenómeno. Es necesario, entonces, comprender que, cuando la situación en estudio posee sinergia o es un objeto sinérgico, el análisis, o los mecanismos aplicados sobre ella para que desarrolle una cierta conducta esperada, debe tomar en cuenta la interacción de las partes componentes y los efectos parciales que ocurren en cada una de ellas.

La empresa es una totalidad con sinergia. Esto ya ha sido reconocido hace bastante tiempo. Así, por ejemplo, podemos observar que Peter F. Drucker, sin mencionar el término sinergia lo describe admirablemente.

Señala textualmente:

"La empresa debe ser capaz, por definición, de producir más o mejor que todos los recursos que comprende. Debe ser un verdadero todo: mayor que la suma de sus partes, o, por lo menos, diferente a ella, con un rendimiento mayor que la suma de todos los consumos".

Luego indica:

"La empresa no puede ser un agrupamiento de recursos. Para convertir los recursos en empresa no es suficiente reunirlos en orden lógico y luego girar la llave del capital, como creían firmemente los economistas del siglo XIX (y como creen aún muchos de sus sucesores entre los economistas académicos). Lo que se necesita es una transmutación de los recursos. Y esto no puede venir de un recurso inanimado como el capital. Requiere dirección".

Más adelante plantea un pensamiento que, a nuestro juicio, es de una honda significación y que merecerla una meditación aparte.

Señala.

"De todos los recursos de que dispone el hombre, el único que puede crecer y desarrollarse es el hombre mismo. Solamente lo que un gran escritor político medieval (Sir john Fortescue) llamó "intentio populi", es decir, el esfuerzo dirigido, enfocado y conjunto de los seres humanos libres, puede producir un verdadero todo. En realidad, hacer un todo que sea mayor que la suma de sus partes ha sido desde los días de Platón la definición de la "Sociedad Ideal".

H.J. Ansoff, en su libro Corporate Strategy, dedica todo un capítulo al problema de la sinergia, tratándola como uno de los factores que deben ser tomados en cuanta para un método de decisión estratégica y la describe como "una medida de los efectos unidos", identificándola con el efecto "2 + 2 = 5", bastante utilizado en la literatura de empresas y de negocios. Con la ayuda de símbolos matemáticos simples, Ansoff busca el significado, desde el punto de vista de administración, del concepto de sinergia. Señala que cada producto de la empresa hace una contribución a la rentabilidad de ella. Cada producto aporta una venta anual de S pesos. Los costos de operación de 0 pesos corresponden al trabajo, materiales, gastos generales, administración, y depreciación. Con el fin de desarrollar el producto, contando con los medios y los equipos, y diseñar una red de distribución, debe invertirse una suma de 1 peso lo que incluye también el desarrollo del producto, las herramientas, máquinas, inventarios, etc. La tasa anual de retorno del producto P, puede escribirse de la siguiente forma:

(RAI) = S1 - O1

I1

es decir, el retorno anual de la inversión de un producto se puede obtener dividiendo la diferencia de los ingresos y costos de operación durante un periodo, por la inversión promedio que es necesaria para apoyar al producto. Esto puede ser desarrollado, en forma similar para cada uno de los productos de la empresa (P1, P2,..... Pn).

Ahora bien, si no existe relación alguna entre los diferentes productos, las ventas totales de la empresa serán:

ST = Sl + S2 + - - - + Sn-

En forma similar, los costos de operación y la inversión serán:

OT = 01 + 02 + - - - + On

IT = Il + 22 + - - - + In

y el retorno de la inversión para la empresa en su totalidad será:

(PAI)T = S T , - O T ,/ I T

Sin embargo, en la mayoría de las empresas existe la ventaja de la "economía de escala" mediante la cual una empresa grande, con la misma suma total de ventas que la suma de las ventas de una serie de empresas pequeñas, puede operar con un costo que es menor que la suma de los costos de operaciones de cada una de esa serie de empresas pequeñas.

De igual forma, la inversión en una empresa de tamaño grande puede ser más baja que la simple suma de las respectivas inversiones de las empresas más pequeñas.

Esto equivale a decir que para Ss = Tt

En que S es la cantidad de una empresa grande y T es la suma de las empresas independientes.

Tenemos Os - O t

Is - It

De acuerdo con esto, el retorno de la inversión potencial de una empresa grande (o integrada) es mayor que el retorno compuesto que se obtendría si el mismo volumen de pesos para sus respectivos productos fuera producido por un cierto número de empresas independientes, es decir:

(RA I) s > (RA I) t

La consecuencia de este efecto unido a sinergia es claramente ventajoso. Una empresa que se preocupa de seleccionar sus productos y sus mercados de modo de optimizar este efecto (o su sinergia) posee una gran flexibilidad en un mercado competitivo, puede bajar los precios, y ampliar sus recursos en el estudio y desarrollo de productos, etc.

Ansoff clasifica los diferentes tipos de sinergia en términos de los componentes de la fórmula del RAI. Así, por ejemplo, se puede observar la presencia de sinegia en el caso de las ventas, cuando diferentes productos utilizan canales comunes de distribución, una administración de ventas también común, almacenes comunes, etc. Lo mismo sucede con la promoción y la publicidad; una forma de sinergia que no se presenta explícita en la fórmula, pero que es importante es la "sinergia administrativa". La experiencia administrativa de una empresa es una fuente de sinergia. Si una empresa al entrar en una industria encuentra problemas similares a los que enfrentó o enfrenta en otra industria, se encuentra en una posición más ventajosa que si la actual situación fuera totalmente nueva.

Resumiendo, los objetos presentan una característica de sinergia cuando la suma de sus partes es menor o diferente del todo, o bien cuando el examen de alguna de ellas no explica la conducta del todo. Esto nos lleva a la conclusión que, para explicarnos la conducta global de ese objeto, es necesario analizar y estudiar todas sus partes y, si logramos establecer las relaciones existentes entre ellas, podremos predecir la conducta de este objeto cuando le- aplicamos una fuerza particular, que no será, normalmente, la resultante de la suma de efectos de cada una de sus partes. En otras palabras, cuando nos encontramos con un objeto con características sinergéticas (que denominaremos sistemas) debemos tener en cuenta la interrelación de las partes y el efecto final será un "efecto conjunto".

Sin embargo, esto nos conduce a otro problema que puede ser sumamente serio. Gran parte de los estudios sobre conducta de grandes poblaciones se realizan a través de una técnica estadística denominada muestreo, que consiste básicamente en extraer representativos de éstas, analizarlos y luego extrapolar las conclusiones a toda la población. Ejemplos de este método los observamos en los estudios de los medios de comunicación masiva, ampliamente utilizados por las agencias de publicidad para determinar el medio que se utilizará en una determinada propaganda; las encuestas de opinión pública; la metodología para determinar el nivel de la cesantía o la desocupación en una comunidad, etc.

Sin duda alguna, este método es muy efectivo, ya que nos evita efectuar un censo, es decir, el estudio de cada uno de los miembros de una población. ¿Seria posible imaginar el costo y el tiempo empleado en llevar a cabo un censo de ocupación del área metropolitana de la Ciudad de México (18,500,000 de personas)? ¿Podría estimarse esta cifra con una frecuencia, digamos, mensual? Imposible.

Sin embargo, si por una parte decimos que la suma de las partes no es igual al todo, y si aplicamos la técnica de muestreo ¿no estamos pensando precisamente que analizando algunas partes podremos comprender al todo? Aparentemente podría existir aquí una contradicción. Y, sin embargo, no la hay. De hecho la técnica estadística del muestreo (bien desarrollada) da y ha dado resultados excelentes. ¿Por qué? Simplemente, porque cuando utilizamos la técnica del muestreo suponemos (implícita o explícitamente) que los elementos componentes de la población o el conjunto bajo estudio son independientes entre sí. Y si son independientes las partes, entonces no existe sinergia y la suma de las partes es igual al todo. Por ejemplo, si en una población de 10.000 personas, existen 4.500 hombres y 5.500 mujeres, y si sacamos una muestra representativa de esa población de 100 personas, es muy probable que ella indique que 44 ó 46 son hombres y 58 ó 54 son mujeres. En este caso la categoría hombre-mujer es independiente.

Cuando estamos hablando de elementos independientes, evidentemente estamos diciendo que no existe interacción entre ellos, interacción que afecte el comportamiento de la variable en estudio. Puede existir una infinidad de interacciones entre aquellos hombres y mujeres, pero, para los efectos de separarlos entre hombres y mujeres, hay independencia y, en ese sentido, son elementos aditivos. En el mismo caso de la cesta de naranjas que citábamos al comienzo de este capítulo

Pero aquí existe un hecho que es importante. Cuando hablamos de hombre o mujer, de naranjas, de cesantes, etc. estamos pensando ya en totalidades. Totalidades dentro de una totalidad mayor. Esto nos lleva al segundo concepto que deseábamos discutir en este capítulo: el concepto de recursividad.

2.2 Recursividad

Podemos entender por recursividad el hecho de que un objeto sinergético, un sistema, esté compuesto de partes con características tales que son a su vez objetos sinergéticos (sistemas). Hablamos entonces de sistemas y subsistemas. 0, si queremos ser más extensos, de supersistemas, sistemas y subsistemas. Lo importante del caso, y que es lo esencial de la recursividad, es que cada uno de estos objetos, no importando su tamaño, tiene propiedades que lo convierten en una totalidad, es decir, en elemento independiente.

Teníamos un conjunto de 6 naranjas. Pero cada una de ellas era una totalidad en particular. Teníamos una población de hombres y mujeres, pero también cada uno es una totalidad particular.

Esto no significa que todos los elementos o partes de una totalidad sean totalidades a su vez. En el caso de las naranjas formando una cruz, cada naranja no forma una cruz. Luego no existe aquí la característica de recursividad en el sentido de que cada una de las partes del todo posee, a su vez, las características principales del todo.

Si tenemos un conjunto de elementos u objetos tales como una célula, un hombre, un grupo humano y una empresa, es probable que, a primera vista, no observemos entre ellos ninguna relación y los consideremos entidades independientes. Sin embargo, un rápido análisis nos puede llevar a la conclusión de que sí existen relaciones. El hombre es un conjunto de células y el grupo es un conjunto de hombres. Luego podemos establece aquí una recursividad célula-hombre-grupo. Aún más, el hombre no es una suma de células ni el grupo es una suma de individuos, por lo tanto tenemos aquí elementos recursivos y sinergéticos (lo que no sucedía en el caso de las naranjas).

De todo esto se desprende que el concepto de recursividad se aplica a sistemas dentro de sistemas mayores, y a ciertas características particulares, más bien funciones o conductas propias de cada sistema, que son semejantes a la de los sistemas mayores.

Para colocar un ejemplo claro de recursividad, pensemos en una empresa como una totalidad y pensemos en sólo dos aspectos de ella, dirección y producción. Evidentemente, la empresa posee un cuerpo de dirección (sus ejecutivos) y su centro de producción (un departamento bien identificado). Pero la empresa se divide en subgerencias y tenemos una de ellas, la de ventas, e imaginemos ahora a esta subgerencia como una "empresa" independiente. También posee una dirección (sus propios ejecutivos) y su centro de producción (la realización de las ventas). Pero la subgerencia de ventas se divide a su vez en varios departamentos. Uno de ellos es el de estudio de mercados. Aislémoslo como lo hicimos con la subgerencia de ventas. Podemos observar que posee dirección (su jefe y otros ejecutivos menores) y su aspecto de producción (los estudios y desarrollos.del mercado). Nuevamente podemos dividir este departamento en secciones. Una de ellas es la de desarrollo de mercado que posee su propia dirección y su propia producción (por ejemplo, publicidad) y así podemos ir descendiendo hasta llegar al individuo. Este posee varios "sistemas", uno de los cuales es el sistema nervioso que posee su propia dirección (algunos centros cerebrales y la médula espinal) y su producción (movimiento de los músculos). Siguiendo aún más abajo llegamos a la célula, la neurona, por ejemplo, que posee su centro de dirección (el núcleo) y su producción (la emisión de ciertos impulsos eléctricos a través del axón). La ciencia biológica moderna nos puede conducir a seguir reduciéndonos cada vez más.

Todo esto nos indica una recursividad de diferentes sistemas, en los que se presentan en todos y cada uno (o se repiten) ciertas características básicas. Pero, lo que hemos hecho aquí, ¿no es aplicar el método reduccionista, dividiendo a la empresa en sus diferentes partes? Aparentemente así ha sido, pero con una gran diferencia teniendo en mente la idea de recursividad, analizamos las partes en función de un todo. Sabemos que la neurona es parte de un sistema superior, el sistema nervioso y su conducta no la interpretamos a través de las características particulares de cada una de las neuronas para explicarnos el sistema nervioso como una sumatoria (tenemos conciencia de la característica sinergética del sistema). Lo mismo hacemos con el hombre, la sección, el departamento, la subgerencia y, finalmente, la empresa.

La reducción (o ampliación de acuerdo al punto desde el cual observemos el problema) no consiste en sumar partes aisladas, sino integrar elementos que en sí son una totalidad dentro de una totalidad mayor. Sería, por ejemplo, como si quisiéramos estudiar un hogar formado por los padres v tres hijos, analizando a cada uno de ellos por separado y luego sumando los resultados, o lo que aún sería peor, si entrevistáramos al padre y luego extrapoláramos los resultados a todo el hogar o la familia. Evidentemente, aquí no existe recursividad.

Cada uno de los personajes es un sistema dentro de otro sistema mayor, pero resulta que aquella totalidad que denominamos familia u hogar no se repite en cada uno de los elementos que la componen. En otras palabras, la familia, dentro del criterio reduccionista, sería el elemento unitario o "último" o la unidad más pequeña de una totalidad superior (por ejemplo, una comunidad).

Podemos concluir, entonces, que existe recursividad entre objetos aparentemente independientes, pero que esta recursividad no se refiere a forma o, para expresarle gráficamente, a innumerables círculos concéntricos que parten de un punto (el círculo unitario) y a partir de ese centro vamos trazando con el compás círculos de radio cada vez mayor. No. La recursividad se presenta en torno a ciertas características particulares de diferentes elementos o totalidades de diferentes grados de complejidad.

En cierto modo, podemos señalar que aquí el problema consiste en definir de alguna manera las fronteras del sistema (que será un subsistema dentro de un supersistema mayor, de acuerdo con el concepto de recursividad). En otras palabras, en llegar a establecer una línea imaginaria que separe lo que pertenece al sistema de aquello que no le pertenece. Para llegar a una idea operacional respecto a la definición o delineación de un sistema podemos pensar en el concepto de individualidad.

L. von Bertalanff se pregunta qué es un individuo y señala que con ello queremos significar un objeto que, espacial, temporal y dinámicamente, constituye algo distinto de todo otro ser de su misma categoría y que, como tal, pasa por un determinado ciclo vital. Individuo significa indivisible, pero, como hemos visto más arriba, un sistema humano (el hombre) es posible dividirlo en otros sistemas (células); es como señalan von Bertalanffy, precisamente "dividuo" y se multiplica a través de la división.

Hablamos entonces de individuos (o sistemas) en el sentido que, aunque formados por otros individuos, su agregación y desarrollo conducen a una creciente individualización en que las partes del organismo se vuelven cada vez más diferenciadas y menos independientes.

Así, un taxi, su chofer e incluso su pasajero forman un sistema, porque constituyen una individualidad. Evidentemente que el taxi por sí solo es un sistema (sistema cerrado); el chofer y el pasajero son individuos de otro tipo de sistema, pero los tres separadamente no forman el sistema taxi. Si agregamos al policía de tránsito, a otros vehículos de movilización colectiva y de carga, una calle, árboles y casas, podemos sumarlo, reunirlo todo y formar otro sistema, pero este sistema tampoco será un sistema taxi, será algo mayor, y quizá, desde cierto punto de vista de análisis, el taxi pase a ser un subsistema.

Como conclusión, podemos señalar que los sistemas consisten en individualidades; por lo tanto, son indivisibles como sistemas. Poseen partes y subsistemas, pero estos son ya otras individualidades. Pueden formar parte del sistema, pero no son del sistema que deseamos o buscamos. Para encontrarlo, debemos reunir aquellas partes y aquellos subsistemas y eliminar las otras partes y subsistemas que están de más, o pertenecen a otro sistema o, por no tener relación directa con nuestro sistema, sus comportamientos no lo afectan.

En este sentido, el concepto de recursividad va de "individuo" en "individuo", destacándose una jerarquía de complejidad, ya sea en forma ascendente como en forma descendente.

2.3 Sinergia y recursividad

H. Kahn y A.J. Weiners en sus "Comentarios sobre Ciencia y Tecnología" hablan del efecto del "sinergismo" en el avance científico y tecnológico. La sinergia de los descubrimientos entre sí hace más o menos imprevisible el desarrollo del conocimiento, (explicando de paso la idea de su crecimiento exponencial). No se da demasiada importancia a las relaciones mutuas que se establecen entre descubrimientos más o menos simultáneos. Señalan estos autores que

"La importancia en las relaciones mutuas no sólo radica en el hecho de que los progresos en un campo condicionan o están condicionados por los avances conseguidos en otros, sino que también se debe a que varios descubrimientos realizados independientemente a menudo permiten encontrar soluciones imprevistas a ciertos problemas o constituyen un todo unitario de mayor envergadura que la simple suma de sus partes, o conducen a innovaciones de otro tipo con las que no se contaba.

En otras palabras, los descubrimientos aislados y más o menos independientes de características particulares de pronto se arman como un rompecabezas y se descubren las interacciones entre ellas que llevan a pensar y a ubicar a esos descubrimientos parciales como partes de un todo superior, de un sistema de uno o más grados superior en nivel de recursividad del cual se partió. Se habla, entonces, utilizando el lenguaje de S. Beer, de los metasistemas.

Gráficamente, esta idea la podemos interpretar de acuerdo con la figura 2.3, que se basa en un ejemplo de Sinergismo que aparece en la obra de los autores antes mencionados.

Los avances en los estudios del láser ayudaron al descubrimiento de la Holografía. El holograma puede hacer visibles registros y proyecciones en tres dimensiones, y se descubrió como una consecuencia en los estudios de ampliación de imágenes. A su vez, el estudio del láser condujo a un mejoramiento en el conocimiento de la Espectroscopia. Por otra parte, y en forma aislada, se desarrollaba y perfeccionaba la técnica de los computadores.

Al reunir estos cuatro avances relativamente independientes de la ciencia y la tecnología se observa que presentaban características tales que permitían examinar un campo o sistema hasta entonces desconocido dentro del campo de la bioquímica: las moléculas y proteínas completas. En este caso, los avances de diferentes sistemas permitieron penetrar en un sistema de recursividad inferior, pero importantísimo para la vida por sus consecuencias en la bioquímica, la química y la genética molecular. Del conocimiento de este nuevo sistema deben salir, a su vez, grandes avances de extraordinaria importancia en los campos de la medicina (medicamentos, antígenos, vacunas, drogas y otros) y en la genética (como el control hereditario y otros avances quizá hoy día no imaginados).

Otro ejemplo de la relación entre sinergia y recursividad tomado del libro de Kahn y Wiener es la creación, por parte de Estados Unidos del sistema ofensivo-defensivo "polaris".7

Si a principios de la década de 1950 se hubiera pensado en un sistema bélico que permitiera que a partir de 1967 los Estados Unidos ya no dependieran de bases aéreas en diferentes países limítrofes, tanto de su país como de los posibles países potencialmente enemigos (ya que éstos serían reemplazados por submarinos con una gran autonomía de operación y que fueran verdaderas bases de proyectiles atómicos), evidentemente que se habría pensado en una fantasía más al estilo de julio Verne. Sin embargo, el primer submarino polaris, el "George Washington" fue botado al agua en 1960, iniciándose así el desarrollo de un sueño, aparentemente extravagante.

Efectivamente, para llegar a este resultado, a la creación de un nuevo sistema (artificial) que hizo variar la política mundial en forma profunda, debían superarse a lo menos, un mínimo de seis innovaciones, o avances tecnológicos, lo que parecía imposible, es decir, que estos avances estuviesen completamente desarrollados como para poder ser empleados de 1960 en adelante. Las innovaciones que debían desarrollarse eran las siguientes:

l. Un sistema de propulsión nuclear lo suficientemente efectivo y garantizado para su puesta en práctica.

2. Un combustible sólido para impulsar los proyectiles, que fuese, igualmente, lo bastante eficaz y seguro;

3. Un sistema de navegación submarina (el sistema SINS) de suficiente precisión para poderse utilizar por un submarino en acimut y posición;

4. Un sistema de dirección por inercia de bajo peso, seguro y de precisión para ser adaptado al proyectil;

5. Cabezas nucleares de tamaño pequeño con la potencia explosiva necesaria para constituirse en una amenaza poderosa;

6. La implementación del proyecto, fabricación y ensamble de los diez millones de elementos integrantes del sistema, muchos de ellos complejos y sin experimentación.

Aparte de estas innovaciones, Kahn y Wiener señalan que hubo que resolver un mínimo de cuatro problemas. Cada uno de ellos hubiera ocasionado, fácilmente, importantes atrasos.

l. La coordinación de once mil contratistas, que se logró a través de otra nueva innovación, el sistema de programación PERT (lo que a su vez exigió el perfeccionamiento de computadores);

2. El logro de un sistema invulnerable de comunicaciones;

3. El desarrollo de sistemas auxiliares de modo que el submarino pudiese estar sumergido durante sesenta días, sin bajar su confort y eficiencia;

4. El reclutamiento de las personas apropiadas (tripulación) y su capacitación.

En este caso, aunque el objetivo estaba claro (diferencia del caso de las proteínas, en que los avances del conocimiento, la ciencia y la técnica dieron como resultado su estudio), también podemos interpretarlo en el sentido de la recursividad, en este caso, el paso de un nivel de sistema a otro superior.

La figura N'2.4 indica esquemáticamente la relación existente entre sinergia y recursividad.

A, A' y A '' son avances científicos y/o tecnológicos (dirigidos o espontáneos) dentro del sistema de nivel N; B y B' son avances científicos y/o tecnológicos de algún (o algunos) sistemas de un nivel superior (y/o paralelo) de nivel. C, C', C '' y C ''' son resultados, en un comienzo particulares, pero que al analizarlo sinergéticamente dan origen a un sistema de nivel superior (N + M), que explica esos fenómenos aparentemente independientes.

2.4 Conclusiones

En este segundo capítulo hemos introducido dos conceptos de principal importancia para la comprensión del enfoque de la Teoría General de Sistemas: el concepto de Sinergia y el de Recursividad. Como veremos al comienzo del próximo capítulo, en el que trataremos a los sistemas en forma más sistematizado, la idea de sinergia es inherente al concepto de sistemas, y la idea de recursividad representa la jerarquización de todos los sistemas existentes. Es el concepto unificador de la realidad y de los objetos.

Sin duda alguna, los conceptos de sinergia y de recursividad constituyen dos de las herramientas más poderosas de este enfoque teórico y deben ser considerados en cualquiera investigación de la realidad. Un buen ejemplo del poder de la sinergia lo constituye el descubrimiento sin telescopio del planeta Urano.

MATERIAL DIDÁCTICO DE APOYO A LA MATERIA “TEORIA DE SISTEMAS

(tomado de la bibliografía básica del curso)

CAPITULO 2

Qué es un sistema

Ya en el capítulo anterior nos hemos referido a los sistemas con bastante profundidad, observando las ventajas de su enfoque y sus características más sobresalientes: la sinergia y la recursividad. Nuestro objetivo es ahora sistematizar una serie de conceptos en tomo a los sistemas, partiendo de su definición formal, es decir, crear nuestro vocabulario de trabajo. Intentaremos también desarrollar alguna taxonomía o clasificación. Esta materia podría aparecer como una fuerte contradicción del mismo enfoque de sistemas, ya que son justamente las clasificaciones las que conducen al enfoque reduccionista que discutíamos en el primer capitulo. Sin embargo, creemos obviar dicha contradicción al presentar conceptos y no intentar "reducir", objetos hasta llegar a los individuos. Serán sólo clasificaciones o taxonomías generales y globales y, en gran parte, teorías, como veremos más adelante. Comencemos, pues, con las principales definiciones.

2.1. Definiciones

Siendo actualmente los sistemas un tema de moda, abundan las definiciones. El concepto de sistemas ha sido utilizado por dos líneas de pensamientos diferentes. La primera es la teoría de sistemas generales, corriente iniciada por von Bertalanffy y continuada por Boulding y otros. El esfuerzo central de este movimiento es llegar a la integración de las ciencias. El segundo movimiento es bastante más práctico y se conoce con el nombre de "ingeniería de sistemas" o "ciencias de sistemas" iniciada por la Investigación de Operaciones y seguida por la administración científica (Management Sciences) y finalmente por el Análisis de Sistemas.

En general, podemos señalar que, ante la palabra "sistemas", todos los que la han definido están de acuerdo en que es un conjunto de partes coordinadas y en interacción para alcanzar un conjunto de objetivos.

El ser humano, por ejemplo, es un sistema (podríamos añadir un sistema maravillosamente constituido y diseñado) con muchas partes diferentes que contribuyen de distinta forma a mantener su vida, su reproducción y su acción.

Otra definición, que agrega algunas características adicionales señala que un sistema es un grupo de partes y objetos que interactúan , y que forman un todo o que se encuentran bajo la influencia de fuerzas en alguna relación definida.

2.2. Concepto de Gestalt o sinergia

Utilizando cualquiera de estas dos definiciones, podemos imaginar de inmediato una enorme variedad de ejemplos de sistemas. Un sistema puede ser el conjunto de arena en una playa, un conjunto de estrellas, un conjunto sistemático de palabras o símbolos que pueden o no tener relaciones funcionales entre sí. La palabra es utilizada en una forma bastante libre y general dentro de los contextos de los sistemas económicos, sociales, políticos, mecánicos, etc.

Un buen ejemplo de sistema lo constituye un grupo de trabajo, digamos un departamento de Investigación de Operaciones en una empresa. Para los propietarios de esa empresa (accionistas, el gobierno o los trabajadores) este grupo es una unidad administrativa compuesto por un número determinado de personas, que se pueden dividir en jefes y subordinados, y cuyo número (en general) varía lentamente. El cuadro es radicalmente más complejo e interesante para quien está lo suficientemente cerca de este departamento como para observar las acciones dinámicas y los cambios que tienen lugar, hora tras hora, dentro de este grupo humano. Situaciones que parecen "normales" pueden ser relativamente superficiales cuando, por ejemplo, un superior pide algo a un subordinado (o viceversa). Esta acción supone cierta influencia de un personaje sobre el otro. Sin embargo, rara vez esta influencia es unidireccional, porque las reacciones del subordinado a su vez, actúan o reaccionan en el superior y, en general, en todo el sistema.

Hall, define un sistema como un conjunto de objetos y sus relaciones, y las relaciones entre los objetos y sus atributos. Reconociendo la vaguedad de esta definición, este autor procede a elaborar los términos de objetos y atributos.

Los objetos son simplemente las partes o componentes de un sistema y estas partes pueden poseer una variedad limitada. En la mayoría de los sistemas, estas partes son físicas; por ejemplo, átomos, estrellas, masa, alambre, huesos, neuronas, genes, músculos, gases, etc., aunque también se incluyen objetos abstractos tales como variables matemáticas, ecuaciones, reglas y leyes, procesos, etcétera.

Los atributos son las propiedades de los objetos. Por ejemplo, los objetos recién enumerados tienen, entre otros, los siguientes atributos:

· Atomos: El número de electrones planetarios, la energía atómica, el número de partículas atómicas en el núcleo, el peso atómico.

· Estrellas: Temperatura, distancia de otras estrellas, velocidad relativa.

· Masas: Desplazamiento, momentos de inercia, velocidad, energía cinética.

· Alambres: Fuerza de tensiones, resistencia eléctrica, diámetro, largo.

Nuestro ejemplo del departamento de Investigación de Operaciones posee un cierto número de cualidades que caracterizan a los diferentes tipos de sistemas. Por ejemplo, podemos observar que, al introducir el concepto de control, la mayoría de los sistemas que tienen importancia en el mundo real poseen controles. Esto a su vez implica la presencia de un plano, un diseño o un propósito u objetivo. En otras palabras, los sistemas son diseñados (por el hombre o la naturaleza) para alcanzar algo o para realizar algo (alguna función). Así, nuestro departamento de Investigación de Operaciones ha sido diseñado para proveer de información a la gerencia para la toma de decisiones. La arena en la playa ha sido colocada allí para evitar o disminuir la erosión del mar en el continente, etcétera.

Volviendo a nuestro problema de definición de sistemas, para los propósitos de este trabajo, utilizaremos la elaborada por la "General Systems Society for Research" que define a los sistemas como "un conjunto de partes y sus interrelaciones" la que, como se puede observar, no difiere sustancialmente de las dos definiciones indicadas al comienzo de este capítulo, y que posee la ventaja de ser aceptada por un gran número de teóricos y cientistas que han centrado su interés en esta materia. Por esta razón considero que esta definición adquiere un carácter "legalizado".

2.3 Subsistema

Si observamos con más cuidado las partes de un sistema, ya sea éste el grupo de trabajo, el conjunto de estrellas, el cuerpo humano, la arena en la playa, podemos observar que cada una de ellas posee sus propias características y condiciones. Así, por ejemplo, si volvemos a nuestro grupo de Investigación de Operaciones, podemos observar que las partes del sistema, sus miembros o participantes poseen sus propias condiciones corporales, hábitos, procesos biológicos, esperanzas y temores, que pueden ser muy diferentes de aquellos de los otros integrantes del grupo. Lo mismo es verdad en un sistema matrimonial, en que, a pesar de que la esposa y el esposo declaran que los dos serán uno en el matrimonio, permanecen como dos individuos que comparten intereses comunes. Los astrónomos saben perfectamente que las estrellas componentes de cierta nebulosa poseen características y cualidades que las hacen diferentes de las estrellas de otra nebulosa.

En general, podemos señalar que cada una de las partes que encierra un sistema puede ser considerada como subsistema, es decir, un conjunto de partes e interrelaciones que se encuentra estructuralmente y funcionalmente, dentro de un sistema mayor, y que posee sus propias características. Así los subsistemas son sistemas más pequeños dentro de sistemas mayores.

Sin embargo, el asunto no termina aquí, pues el departamento de Investigación de Operaciones, la playa de arena, el matrimonio y la nebulosa pertenece, a su vez, a un sistema mayor (la empresa, el continente, la comunidad, el universo). Es decir, ellos son a su vez, subsistemas de un sistema mayor o supersistema.

Los conceptos de subsistema, sistema y supersistema llevan implícita la idea de recursividad, por cuanto los subsistemas y los supersistemas son, además, sistemas. En este sentido, las propiedades generales de los tres elementos son semejantes y fácilmente se pueden encontrar o derivar analogías y homologías. Por ejemplo, los subsistemas de una empresa pueden ser sus diferentes áreas funcionales y el supersistema puede ser la comunidad o la región en la cual desarrolla sus actividades, su entorno. Lo mismo sucede con el hombre como sistema, con sus órganos como subsistemas (o las células) y el grupo como supersistema.

Sin embargo, es fácil caer en error cuando buscamos identificar los subsistemas de un sistema, porque no todas sus partes componentes pueden considerarse subsistemas, si es que queremos respetar el principio de la recursividad. Por ejemplo, el corazón o el aparato nervioso pueden ser subsistemas del hombre, pero no la uña del dedo pulgar. En una empresa puede que una función no cumpla con los requisitos para ser considerada un subsistema, por ejemplo, el chofer de un camión, o del auto del gerente. Lo mismo es aplicable a los supersistemas.

De esto se deduce que tanto los subsistemas como los supersistemas requieren cumplir ciertas características sistémicas. Hasta donde alcanza nuestro conocimiento, este punto es bastante discutido y no parecen existir principios generales que determinen cuando una parte es subsistema o simplemente un componente de un sistema.

No obstante, se pueden deducir algunos criterios. El principio de la recursividad ya nos indica algo. Lo que es aplicable al sistema lo es para el super y el subsistema. S. Beer, señala que en el caso de los sistemas viables, éstos están contenidos en supersistemas viables. En otras palabras, la viabilidad es un criterio para determinar si una parte es o no un subsistema y entendemos por viabilidad la capacidad de sobrevivencia y adaptación de un sistema en un medio en cambio. Evidentemente, el medio de un subsistema será el sistema o gran parte de él.

Otro criterio que se puede aplicar a este problema es el de los subsistemas funcionales de Katz y Kahn. Estos autores han desarrollado un modelo funcional de los sistemas dinámicos abiertos (vivos). En efecto, ellos distinguen cinco funciones que debe cumplir todo sistema viable. Ellas son:

l) las funciones (o subsistemas) de producción, cuya función es la transformación de las corrientes de entrada del sistema en el bien y/o servicio que caracteriza al sistema y su objetivo es la eficiencia técnica;

2) las funciones de apoyo, que buscan proveer, desde el medio al subsistema de producción, con aquellos elementos necesarios para esa transformación; luego son encargadas de la exportación del bien y/o servicio en el medio con el fin de recuperar o regenerar las corrientes de entrada, y, finalmente, son las encargadas de lograr que el medio "acepte" o "legalice" la existencia misma del sistema. En concreto, su objetivo es la manipulación del medio;

3) las funciones o subsistemas de mantención, encargadas de lograr que las partes del sistema permanezcan dentro del sistema;

4) los subsistemas de adaptación, que buscan llevar a cabo los cambios necesarios para sobrevivir en un medio en cambio y, finalmente;

5) el sistema de dirección encargado de coordinar las actividades de cada uno de los restantes subsistemas y tomar decisiones en los momentos en que aparece necesaria una elección.

Así, en el caso de una empresa podemos distinguir fácilmente cada uno de estos subsistemas; Producción en el taller o planta; Apoyo en las adquisiciones, ventas y Relaciones Públicas; Mantención es la función de Relaciones Industriales, Adaptación la encontramos en Estudios de Mercados, Capacitación, Investigación y Desarrollo, etc. y finalmente, la Dirección en la Alta Gerencia y, en general, en toda la Línea ejecutiva.

Ahora bien, si decimos que el hombre es un subsistema de la empresa, deben darse en él las mismas cinco funciones. Así las funciones de producción podrían ser el metabolismo, es decir, la capacidad de combinar las corrientes de entrada para la producción de energía. Las funciones de apoyo las ejecutan ciertos órganos, como el aparato digestivo y el aparato respiratorio. Las funciones de venta se originan en el uso de nuestra energía como fuerza, inteligencia, velocidad, etc. La función de relaciones públicas está en nuestra mente que consciente o inconscientemente busca el reconocimiento de nuestro yo. La función de mantención es desarrollada por nuestra mente, especialmente, a través del cuidado en el uso del cuerpo y de la "mantención preventiva o reparación" frente a enfermedades. La función de adaptación corre por cuenta, en parte, de la evolución orgánica y también de la evolución cultural. Finalmente, el centro director y de decisión se encuentra en el cerebro.

El mismo análisis podría ser llevado a cabo para demostrar que la empresa y otros grupos humanos son subsistemas de un supersistema que denominamos comunidad o país. Se puede observar (y Katz y Kahn lo plantean) que en este supersistema son identificables cada una de las funciones indicadas

2.4. Niveles de organización

Se puede pensar, sobre la base de la idea de recursividad (subsistema-sistema-supersistema) en una cadena que vaya de lo más pequeño hasta lo más grande. Así, si comenzamos por las partículas atómicas de una microscópica parte del cuerpo humano, por ejemplo, terminaremos en el universo en su totalidad (calculado en 1073 moléculas).

Observaremos fácilmente que, a medida que avanzamos de un subsistema a un sistema y a un supersistema (el que a su vez es un subsistema de otro sistema), vamos pasando de estados de organización relativamente simples a estados de organización más avanzados y complejos. En efecto, mientras en el primer sistema tenemos sólo algunas partículas atómicas, ya en el tercero o cuarto tenemos toda una organización celular y en el octavo o noveno, un miembro humano con sus tejidos, piel, vasos sanguíneos, venas, arterias, músculos y nervios, etc.

Lo mismo ocurre con nuestro departamento de investigación de operaciones, sistema que se encuentra compuesto, digamos, por ocho personas. Pero éste es sólo parte, o subsistema de una unidad administrativa mayor; la gerencia de operaciones. Esta, a su vez, es una unidad administrativa (que aparte del departamento de investigación de operaciones posee otros subsistemas, tales como adquisiciones, control de la producción, plantas de producción, unidades de control de calidad, etc.), que forman parte de un sistema mayor: la empresa total. Pero este proceso no termina allí. La empresa misma es un subsistema de una industria (por ejemplo de una planta siderúrgica). La industria es parte a su vez, del sistema industrial, productivo o económico de un país, y así sigue la cadena. Nuevamente podemos apreciar que el grado de complejidad de los sistemas, siguiendo el orden indicado es siempre creciente. Sin duda alguna, la empresa posee una organización o estructura mucho más compleja que el departamento de investigación de operaciones, y la industria total una mucho mayor que la empresa en particular.

Podemos definir para nuestros propósitos, la complejidad, en relación, por una parte, con las interacciones entre componentes y subsistemas del sistema, y por otra, con la variedad de cada uno de los subsistemas. Entendemos por variedad, el número de estados posibles que puede alcanzar un sistema o un componente. Así, un sistema tiende a ser más complejo cuando tanto las interacciones y la variedad aumentan. Nótese que no se hace referencia al número de partes o subsistemas, sino al número de las interacciones posibles. De todo esto se puede desprender, entonces, que a medida que integramos sistemas vamos pasando de una complejidad menor a una mayor.

En la medida que desintegramos el sistema en subsistemas, vamos pasando de una complejidad mayor a una menor. A la inversa, a medida que integramos subsistemas en sistemas mayores (o sistemas en supersistemas) vamos ganando una mayor comprensión en el todo y las interrelaciones de sus partes. Además, a medida que desintegramos, vamos perdiendo información del todo (o del sistema original) y nos vamos aproximando al método reduccionista, ya que, como indicábamos al comienzo del capítulo primero, este último método, el de aislar las partes (o subsistemas), corresponde al enfoque reduccionista, mientras que la integración representa el enfoque de sistemas

Kenneth E. Boulding, siguiendo esta idea de complejidad creciente, ha formulado una escala jerárquica de sistemas, partiendo desde los más simples (en complejidad) para llegar a los más complejos.

El primer nivel es aquel formado por las estructuras estáticas. Boulding lo denomina "marco de referencia". Está la geografía y la anatomía del universo (la estructura de los electrones alrededor del núcleo, los átomos en una fórmula molecular, el ordenamiento de átomos en un cristal, la anatomía del gene, de la célula, la planta y los animales, la estructura de la tierra, el sistema solar y el universo astronómico). La descripción cuidadosa y precisa de estos marcos de referencia es el comienzo del conocimiento teórico organizado en prácticamente todos sus campos.

El siguiente nivel en complejidad son los sistemas dinámicos simples con movimientos predeterminados. Este puede ser denominado el nivel del "movimiento del reloj". El sistema solar es en sí el gran reloj del universo, desde el punto de vista del hombre (y la extraordinaria precisión de las predicciones de los astrónomos son un testimonio de la excelencia de este reloj). En este nivel se encuentran desde las máquinas más simples, como un nivel, hasta las más complicadas, como los dínamos. Gran parte de la estructura teórica de la física, la química, y aún la economía caen en esta categoría.

El tercer nivel de complejidad son los mecanismos de control o los sistemas cibernéticos, por lo que puede considerarse a este nivel como termostato. Estos difieren de sistemas con equilibrios estables simples principalmente por el hecho de que la transmisión e interpretación de información constituye una parte esencial de los mismos. Como un resultado de ésta, la posición de equilibrio no se encuentra simplemente determinada por las ecuaciones del sistema, sino que el sistema se moverá para mantenerse dentro de cualquier estado de equilibrio dado, dentro de ciertos límites. El modelo homeostático, que es de suma importancia en fisiología, es un ejemplo de un mecanismo cibernética, y mecanismos de tal tipo existen a través de todo el mundo empírico de los biólogos y de los cientistas sociales.

El siguiente nivel de complejidad lo constituyen los sistemas abiertos (que se discutirán más adelante en este capítulo). Este es el nivel en que la vida comienza a diferenciarse de las materias inertes y puede ser denominado con el nombre de células. Por supuesto que en los sistemas de equilibrio fisico-químico existe algo parecido a sistemas abiertos (las estructuras atómicas se mantienen en medio de un movimiento de átomos; las llamas y los ríos son sistemas abiertos de un tipo bastante simple). Sin embargo, a medida que ascendemos en la escala de complejidad en la organización hacia los sistemas vivos, se hace dominante la propiedad de la automantención de la estructura. Junto con esta propiedad aparece otra, la propiedad de la autorreproducción.

El quinto nivel de complejidad puede ser denominado genético-social y se encuentra tipificado por las plantas y domina el mundo empírico del botánico. Las características más importantes de este nivel son a) la división del trabajo entre las células para formar una sociedad de células, con partes diferenciadas y mutuamente dependientes (raíces, hojas, semillas, etc.) y b) una profunda diferenciación entre el genotipo y el fenotipo, asociada con un fenómeno de equifinalidad, es decir, los sistemas llegan a un mismo objetivo, aunque difieran sus estados iniciales. En este nivel no existen órganos de los sentidos altamente especializados y los receptores de información son difusos e incapaces de recibir mucha información. Es dudoso si un árbol puede distinguir mucho más allá de la luz y la oscuridad, días largos y días cortos, el frío y el calor, etc. Pero es un hecho que distingue cambios en su entorno; por ejemplo, el girasol y el movimiento solar.

A medida que nos movemos desde la planta al reino animal, gradualmente pasamos a un sexto nivel de mayor complejidad en su organización. Este nivel está caracterizado por un incremento en la movilidad, en la conducta teleológico (con propósito) y en la conciencia. Aquí encontramos desarrollados receptores de información especializados (ojos, oídos, etc.) que conducen a un enorme aumento en la recepción de informaciones. Existe también un gran desarrollo del sistema nervioso, terminando en el cerebro, como un organizador de la información recibida en "imágenes" o conocimientos estructurados.

El séptimo nivel es el nivel humano, es decir, el individuo humano considerado como un sistema. Además de casi todas las características del nivel inmediatamente inferior, el hombre posee una conciencia que es algo diferente a la conciencia animal. Sus imágenes, aparte de ser mucho más complejas, se caracterizan por la reflexión. El hombre no sólo sabe, sino que también reconoce que sabe. En su capacidad de hablar, en su habilidad de producir, absorber e interpretar símbolos complejos (como opuesto a los simples signos, como el grito de advertencia de un animal) se encuentra la distinción más clara del hombre de los animales. También puede elaborar imágenes de tiempo y relación.

El octavo nivel de organización lo constituyen las organizaciones sociales. A pesar de las historias ocasionales de niños cuidados y criados por animales o la de Robinson Crusoe, prácticamente no existe el hombre aislado de sus semejantes. Tan importante es la imagen simbólica en la conducta humana que se puede sospechar que un hombre verdaderamente aislado no sería "humano", en el sentido generalmente aceptado, (aunque sería potencialmente humano)

La unidad en los sistemas u organizaciones humanas no es el individuo (el ser humano como tal), sino el papel que desempeña aquella parte de la persona que se preocupa de la organización o la situación en cuestión.

Se pueden definir las organizaciones sociales (o cualquier sistema social) como un conjunto de roles interconectados por canales de comunicación. En este nivel debemos preocuparnos del contenido y significado de los mensajes, de la naturaleza y dimensión de los sistemas de valores, de la transcripción de imágenes en los registros históricos, de las simbolizaciones del arte, música y poesía, y de todo el complejo de las emociones humanas. Aquí el universo empírico es la vida humana y la sociedad con toda su complejidad y riqueza.

Finalmente, el noveno nivel de esta jerarquía de la complejidad de las organizaciones está constituido por los sistemas trascendentales. Aquí se encuentran la esencia, lo final, lo absoluto y lo inescapable. Como señala Boulding, "será un día triste cuando nadie pueda hacer una pregunta que no tenga una respuesta".

2.5. Las fronteras del sistema

Cuando observamos una célula en el cuerpo humano o en un vegetal, cuando analizamos un sistema social (por ejemplo, un curso universitario), o cuando buscamos definir una comunidad, la pregunta que nos hacemos es ¿cómo fijamos las fronteras de ese sistema? Por frontera del sistema queremos entender aquella línea que separa el sistema de su entorno (o supersistema) y que define lo que le pertenece y lo que queda fuera de él.

A la jerarquía presentada por Boulding, podemos agregarle un décimo nivel, que comprendería la interacción de todos los niveles antes mencionados. Nos referimos al sistema ecológico. " Podemos definir a la ecología como una disciplina biológica especializada que se ocupa de las relaciones de los organismos con su mundo circundante. Sin embargo, esta es una definición restringida. A. F. Thienemann, la define como un ciencia natural situada por encima de las especialidades y coordinación de los fenómenos naturales, o mejor aún, la ciencia de la economía de la naturaleza.

La ecología, expresada en estos términos, abarca la totalidad del ser. Su campo de acción es tan amplio que incluye a todas las ciencias naturales y las reúne en una sola estructura. La ecología ha saltado al escenario en los últimos tiempos y ha reunido a muchos hombres en una profunda preocupación. El problema es tan simple como dramático. El sistema ecológico posee un equilibrio que se ha desarrollado a través de millones de años, por medio de la evolución tanto de los seres vivos (incluyendo al hombre) como del paisaje geográfico. Este equilibrio es el que regula tanto a la atmósfera produciendo el aire que respiramos (el ciclo vital) como el desarrollo y crecimiento de las especies. Hoy día este sistema tiende a perder su equilibrio. Se está produciendo los que F. Cesarmann denomina "ecocidio", que significa la destrucción de nuestra tierra.

Toda conducta que cambia las situaciones ideales de nuestro medio ambiente, es una manifestación de impulsos ecocídicos. En efecto, nuestra sociedad de consumo y el mundo industrializado están terminando con los recursos naturales. La población continua creciendo en una proporción tal que se duplica cada treinta años. La contaminación del mar tiende a hacer desaparecer la fuente principal de fotosíntesis, la contaminación del aire está llegando a límites peligrosos para la vida biológica. Como si todo esto fuera poco, el hombre intenta modificar el paisaje y la geografía. Algunos han pensado crear un gran lago en la zona amazónica. Esto equivale a quitarle un pulmón al hombre.

Un proyecto así (aunque sólo sea una idea) representa una ventaja para una zona en el corto plazo, con un costo de convertir a la América Latina en un desierto. Este es el sistema general de todos los seres vivos y de su regulación depende que estos seres continúen vivos. Julián Huxley señala "y el hombre se encuentra ahora, le guste o no, y si lo sabe o no (es muy importante que lo empiece a saber), como el único agente para el futuro del proceso evolutivo total en esta tierra. El es el responsable del futuro de este planeta".

La respuesta a este problema se encuentra en otra pregunta: ¿qué es lo que queremos observar o estudiar?. Evidentemente que si nuestro interés se encuentra en la organización de las células que forman el tejido de la mano, sería absurdo definir nuestro sistema como aquél compuesto por la familia a la cual pertenece la persona que tiene problemas en los tejidos de la mano izquierda (por el contrario, si el hombre padece de una enfermedad psicológica, es posible que el psicólogo incluya en el sistema a toda su familia).

La definición del sistema (o el establecimiento de sus fronteras) puede no ser un problema simple de resolver. Es posible hacer varios intentos de definición hasta que por fin encontremos una que encierre nuestra unidad de análisis y sus principales interrelaciones con el medio (o incluyendo aquellas fuerzas de su medio que pueden modificar, y de hecho modifican la conducta de esa unidad de análisis).

La dificultad de fijar las fronteras de los sistemas se debe a las siguientes características de éstos:

1 . Es bastante difícil (si no imposible) aislar los aspectos estrictamente mecánicos de un sistema. Por ejemplo, al escribir estas líneas, puedo pensar y estoy viendo como mi mano y sus dedos aprisionan el lápiz y con ciertos movimientos determinados se deslizan sobre el papel. Sin embargo, mal podría explicar este fenómeno si me dedico a observar sólo el sistema mano-lápiz-papel. Indudablemente debe agregar el sistema molecular y las actividades neurales y/o los procesos interpretativos del cerebro.

2. El intercambio o la relación entre sistemas no se limita exclusivamente a una familia de sistemas. Existe un contacto permanente con el mundo exterior. Para escribir estas líneas, mi sistema no sólo está formado por brazo, cerebro, lápiz y papel, sino además por un conjunto de libros y apuntes desparramados sobre el escritorio y que sirven de apoyo a mi trabajo. Existe aquí un continuo cambio de energía y de información entre mi sistema y el mundo exterior.

3. Finalmente existe un continuo intercambio de interrelaciones tiempo-secuencia, pensamos que cada efecto tiene su causa, de modo que las presiones del medio sobre el sistema modifican su conducta y, a la vez, este cambio de conducta modifica al medio y su comportamiento. Las opiniones de cierto autor modifican mis ideas sobre algún aspecto de la materia que estoy escribiendo, pero podría ser que lo que finalmente escriba modificara las ideas de ese autor. Más adelante volveremos sobre este punto.

En todo caso, para la definición de un sistema siempre contaremos con dos conceptos que pueden ser de gran ayuda: la idea de un supersistema y la idea de los subsistemas. De este modo, podemos definir a nuestro sistema en relación con su medio inmediato, por una parte, y en relación con sus principales componentes, por otra.

Así, si mi interés es estudiar una playa de arena, bien puedo limitar mi vista a esa playa, y su frontera estará dada por sus límites geográficos. Pero a su vez, podría definir el supersistema como los objetos que se encuentran inmediatamente al otro lado de las fronteras del sistema (parte del mar y el continente) y que, a mi juicio, inciden fundamentalmente en la conducta del sistema. Por otro lado, puedo definir los subsistemas, que podrían ser en este caso el grano de arena, las rocas, etc. y su constitución o características. Sin duda que, al tomar estos tres niveles de organización para estudiar el nivel del medio, estaremos asegurándonos una mejor comprensión del comportamiento del nivel intermedio de organización que es, precisamente, el que deseamos estudiaras

2.6. Sistemas abiertos y sistemas cerrados

Hemos definido a los sistemas como un conjunto de partes interrelacionadas. Ahora bien, si examinamos esta definición por un momento, llegaremos a la conclusión de que es tan general, que casi no existe objeto en toda la creación que no se encuentre comprendido en ella (excepto lo conglomerado). Hemos hablado de sistema cuando mencionábamos las partículas atómicas (suponiendo que éstas sean las partes más pequeñas conocidas) y también mencionábamos como sistema el universo total (conocido y por conocerse) y también considerábamos como tal la multiplicidad de objetos y relaciones que existen entre estos dos extremos.

Las relaciones a que nos referimos son aquellas que "amarran" al sistema, son los lazos de interacción a través de los cuales las partes modifican a otras y son modificadas a su vez, dando esto como resultante la conducta del sistema. Por esta razón, estas relaciones constituyen la verdadera esencia del sistema y su ruptura trae consigo la ruptura del sistema como tal. En el caso citado anteriormente, el matrimonio, esto es un hecho evidente.

Sin embargo, es imposible decir que para cualquier conjunto de objetos no exista una interrelación, ya que por el simple hecho de existir físicamente en algún contexto, existen fuerzas de atracción y de repulsión. También existen relaciones, como la distancia entre dos objetos de un conjunto. En otras palabras, no existiría el conglomerado, que mencionamos en el capitulo primero. En realidad, podemos definir teóricamente un conglomerado como un conjunto de objetos en que se abstraen las interacciones sin interés en una situación dada. De acuerdo con esta definición, las relaciones siempre se considerarán en el contexto de un número dado de objetos y dependerán del problema que se trate, incluyendo las relaciones importantes o interesantes y excluyendo las relaciones triviales o no esenciales. Por supuesto que estas decisiones dependerán del investigador y de su criterio para enfrentar el problema.

De acuerdo con estos conceptos de sistemas, observamos el siguiente ejemplo:

Primero, consideremos un número de partes: un resorte, una masa y un cielo raso sólido, sin las interrelaciones (excepto aquellas relaciones lógicas, como que los objetos se encuentran dentro de una pieza común, etc.) Pero si colgamos el resorte del techo y le agregamos al otro extremo la masa, entonces la relación introducida (de conexión física) origina un sistema interesante.

En particular se introducen nuevas relaciones entre ciertos atributos de las partes. El largo del resorte, la distancia de la masa al techo, la tensión del resorte y el tamaño de la masa se encuentran todas interrelacionadas. El sistema así obtenido es uno estático, es decir, sus atributos no cambian con el tiempo. Sin embargo, dado un desplazamiento inicial de su posición de equilibrio, la masa adquiriría una cierta velocidad dependiendo de su tamaño y de la tensión del resorte. Su posición cambia con el tiempo, y en este caso el sistema es dinámico.

Sin embargo, para los efectos del análisis es conveniente hacer una subdivisión entre los sistemas. Esta subdivisión ha dado origen a dos tipos de sistemas: los sistemas cerrados y los sistemas abiertos. Si bien es cierto que todos los estudiosos de sistemas están de acuerdo con esta división e, incluso, con estos nombres, no todos concuerdan en la definición de ellos. Por ejemplo, Forrester, define como sistema cerrado a aquél cuya corriente de salida, es decir, su producto, modifica su corriente de entrada, es decir, sus insumos (ambos conceptos serán discutidos en el capítulo siguiente). Un sistema abierto es aquél cuya corriente de salida no modifica a la corriente de entrada. Un ejemplo del primer paso lo tenemos en el sistema de calefacción en que la corriente de salida, calor, modifica la información que recibe el regulador del sistema, el termostato. Un ejemplo del segundo sistema (sistema abierto) sería un estanque de agua, en el que la salida de agua no tiene relación directa con la entrada de agua al estanque.

M. K. Starr, por otra parte, define en forma diferente a los sistemas cerrados y abiertos. Para este autor, un sistema cerrado es aquel que posee las siguientes características:

1 .Las variaciones del medio que afectan al sistema son conocidas.

2. Su ocurrencia no puede ser predecida (el modelo de comportamiento de la variación es desconocido).

3. La naturaleza de las variaciones es conocida.

Como se puede apreciar, la versión de Starr es bastante similar a la de Forrester. Evidentemente, aquel sistema que no cumpla con las características anotadas será un sistema abierto.

Se puede observar que tanto Starr como Forrester, cuando hablan de sistema cerrado, tienen en mente un sistema con circuito cerrado.

Sin embargo, la mayoría de los autores y estudiosos de la Teoría General de Sistemas aceptan características enunciadas por von Bertalanffy (que fue el creador de la Teoría del Sistema Abierto) que señalan que un sistema cerrado es aquel que no intercambio energía con su medio (ya sea de importación o exportación) y el sistema abierto es el que transa con su medio.

Finalmente V. L. Parsegian, define un sistema abierto como aquel en que:

a) Existe un intercambio de energía y de información entre el subsistema (sistema) y su medio o entorno.

b) El intercambio es de tal naturaleza que logra mantener alguna forma de equilibrio continuo (o estado permanente) y

c) Las relaciones con el entorno son tales que admiten cambios y adaptaciones, tales como el crecimiento en el caso de los organismos biológicos.

Otro ejemplo típico de sistema abierto es el hombre, ya que para mantener sus funciones y su crecimiento, su adaptabilidad debe ser energizada por corrientes del medio (oxígeno, alimento, bebida, etc.), que son externas al sistema mismo.

Un ejemplo típico de este sistema abierto es el que se emplea para controlar la temperatura de una pieza, en el sentido que, para mantener sus funciones, tanto el termostato, el motor y los generadores deben ser energizados por corrientes eléctricas u otras fuentes de energía que son externas al sistema mismo.

De acuerdo con este autor, un sistema es cerrado cuando se da lo contrario en cada una de las características anotadas más arriba, es decir, no intercambio energía ni información con su medio, aunque pueda experimentar toda clase de cambios, es decir, el sistema se encuentra totalmente aislado, como podría ser el caso del universo total (en la medida que no exista o no tenga sentido algo "exterior" al universo). Sobre esta base Parsegian concluye señalando que "no existe tal cosa denominada un verdadero sistema cerrado o aislado"." Sin embargo, continúa este autor, el término es a veces aplicado a sistemas muy limitados que ejecutan sus funciones de una manera fija, sin variaciones, como sería el sistema mecánico que gobierna a una máquina y que simplemente actúa para mantener la velocidad rotacional de una rueda dentro de ciertos valores dados.

Para nosotros y para los efectos de este curso, entenderemos por un sistema abierto, simplemente, aquel que interactúa con su medio, ya sea importando o exportando energía. Esta definición está contenida ya en las características de un sistema abierto indicadas por Parsegian, sin embargo existe una diferencia fundamental, en el sentido de que el sistema abierto debe estar condicionado de tal modo que sea él quien ejecute estas transacciones. Así, si pensamos en un motor de automóvil, para Parsegian éste sería un sistema abierto, pues existe un intercambio de energía y de información (el combustible como energía de entrada y el movimiento como energía de salida). Sin embargo, dentro de nuestra concepción de sistema abierto éste no seria tal, ya que el sistema (el motor) es incapaz por sus medios de aportar la gasolina. Diferente es el caso de un sistema compuesto por el auto y su chofer (digamos un taxi). En este caso el sistema, con su esfuerzo, cambia la corriente de salida por corriente de entrada; con el producto del servicio que entrega el sistema taxi se provee con las energías necesarias para su permanencia y supervivencia. Esta diferencia entre el concepto de Parsegian y el presentado aquí se hará más comprensible cuando tratemos el concepto de entropía en un capítulo más adelante.

Así, un sistema abierto lo definiremos como aquel sistema que interactúa con su medio, importando energía, transformando de alguna forma esa energía y finalmente exportando la energía convertida. Un sistema será cerrado cuando no es capaz de llevar a cabo esta actividad por su cuenta.

De acuerdo con estas definiciones, los sistemas abiertos serían, en general, todos los sistemas vivos (plantas, insectos, células, animales, hombres, grupos sociales, etc.) mientras que los sistemas cerrados estarían representados por todos los sistemas físicos (máquinas, minerales, y en general, objetos que no contienen materias vivas)

MATERIAL DIDÁCTICO DE APOYO A LA MATERIA “TEORIA DE SISTEMAS

(tomado de la bibliografía básica del curso)

CAPITULO 3

Elementos de un sistema

Pasemos ahora a estudiar los elementos o características de un sistema. Para los efectos de este y los siguientes capítulos de esta obra, cuando nos referimos a sistema general, estamos pensando en sistemas dinámicos abiertos, tal como fueron definidos al final del capítulo anterior. Cuando deseemos referirnos a un sistema cerrado, agregaremos su apellido.

En general las principales características de un sistema (abierto) son su corriente de entrada, su proceso de conversión, su corriente de salida, y como elemento de control, la comunicación de retroalimentación.'

3.1. Las corrientes de entrada

Hemos indicado ya que, para que los sistemas abiertos puedan funcionar, deben importar ciertos recursos del medio. Así, por ejemplo, el ser humano, para sobrevivir y funcionar, está importando constantemente un número de elementos de su medio: el aire le entrega el oxígeno necesario para el funcionamiento de su organismo; los alimentos (líquidos y sólidos) que son indispensables para mantenerse; el abrigo para protegerse, etc. etc. Las plantas "importan" la energía solar

que llega a sus hojas y así sobreviven; un sistema industrial compra recursos materiales (materias primas), recursos financieros, recursos humanos, equipos, etcétera.

Con el fin de utilizar un término que comprenda todos estos insumos, podemos emplear el concepto de "energía". Por lo tanto, los sistemas, a través de su corriente de entrada, reciben la energía necesaria para su funcionamiento y mantención.2

En general, la energía que importa el sistema del medio tiende a comportarse de acuerdo con la ley de la conservación, que dice que la cantidad de energía (ya sea ésta representada por materias primas, recursos financieros o recursos humanos) que permanece en un sistema es igual a la suma de la energía importada, menos la suma de la energía exportada.

Sin embargo, existe la corriente de entrada de una energía particular que no responde a esta ley de la conservación. Nos referimos a la información. Efectivamente, el sistema importa información desde su medio a través de sus centros receptores y canales de comunicaciones. Esta forma particular de la corriente de entrada tiene un comportamiento diferente a los recursos anteriormente señalados y por eso merece ser considerada aparte. En realidad no podemos decir que la cantidad de información que se mantiene dentro de un sistema es igual a la suma de las informaciones que entran menos la suma de las informaciones que salen o son "exportadas" por el sistema, como señala la ley de la conservación. En este caso, la información se comporta de acuerdo a lo que he denominado "la ley de los incrementos que dice que la cantidad de información que permanece. en el sistema no es igual a la diferencia entre lo que entra y lo que sale, sino que es igual a la información que existe más la que entra, es decir, hay una agregación neta en la entrada, y la salida no elimina información del sistema.

Puede suceder todo lo contrario, es decir, la salida de información puede aumentar el total de información del sistema. (Con esta aserción se explica aquello de que "la mejor manera de aprender es enseñando". La entrega de información trae consigo mayor información para el sistema).

En realidad, si se aplicara a la información la ley de la conservación, tal como ha sido expuesta más arriba, significaría que si yo leo un libro y enseguida se lo cuento textualmente a mi señora, ella recibe energía igual al monto que yo pierdo, es decir, el libro debería olvidarlo completamente lo que, evidentemente, no es así. ¿Podríamos decir que el sistema no "pierde" ninguna información que entra a él? Yo creo que así es. Puede que la olvidemos, pero siempre permanece en nuestra memoria y se hará presente (saliendo de un estado latente) cuando algún mecanismo la provoque.

De acuerdo con lo que hemos señalado hasta aquí y aplicándolo a una empresa económica (industrial, agraria o de servicios) podemos esquematizar gráficamente las principales corrientes de entrada de acuerdo con la figura 4. 1.

Efectivamente, en un sistema económico (que es un sistema social por estar constituido sus partes- por seres humanos) podemos observar nítidamente las operaciones de importación de energía a través de las diferentes unidades administrativas que se ocupan de ello. Así, la oficina de adquisición se encarga de la importación desde el medio de las materias primas y otros recursos materiales (papel, máquinas, alimentos para el casino, etc.) que requiere el sistema. Las unidades financieras se encargan de obtener el dinero a través de préstamos o emisiones de valores, y las cajas, de la recepción del producto de las ventas y las actividades de cobranza. La oficina de selección y contratación es la responsable de la importación de nuevos recursos humanos y los controles, normas y políticas tratan de garantizar la presencia diaria de los recursos humanos que participan habitualmente (o por contrato) en las actividades del sistema.

Nuevamente la importación de informaciones presenta una situación diferente. Si bien es cierto que el sistema puede contar con unidades especializadas en obtener, procesar, analizar y entregar las informaciones del medio (por ejemplo una unidad de estudios de mercado), gran parte de la información que entre al sistema lo hace de manera menos formal, como producto de las decisiones que toman los individuos participantes de comunicar alguna información que a ellos les parece pertinente para el sistema. Tal es el caso, por ejemplo, del informe de un vendedor que vuelve de terreno, de un comprador o de un simple empleado que escucha alguna opinión favorable o adversa para el sistema y que la comunica a sus superiores, dentro del sistema.

En relación con la "importación" de informaciones, se puede observar la necesidad de buscar aquella información "resumida". Si pensamos en términos del principio de variedad de R. Ashby, que dice que un sistema para poder controlar a otro debe ser capaz de equilibrar (o igualar) la variedad recibida con su capacidad de absorber variedad; podemos observar los siguientes fenómenos:

1 . Que la variedad del medio, es decir el número de estados que puede alcanzar el sistema, es, prácticamente, infinito, mientras que la posibilidad de captación de variedad del sistema es limitado (y, en general, bastante reducido).

2. De acuerdo con la ley o principio de la variedad requerida, mencionada más arriba, la variedad generada en el medio (y que afecta al sistema) debe ser igual a la capacidad del sistema para absorber esa variedad.

3. Esto es imposible, a menos que el sistema posea formas o medios de emplear mecanismos de reducción de la variedad del medio. Mediante esa reducción de variedad, el sistema disminuye el número de informaciones del medio y es capaz de tender a igualar la variedad que recibe a través de sus corrientes de entrada, con la capacidad de observación de variedad del sistema. En esta forma podemos decir que el sistema social es capaz de controlar en alguna magnitud el medio que lo rodea.

Un ejemplo concreto es la "impresión" que tiene el medio consumidor del producto de una empresa, por ejemplo, de la fabricación y venta de muebles. Sin duda alguna, su medio consumidor, o mercado, posee diversas opiniones sobre el producto y/o la línea que debería seguir en su producción futura. Desde luego, la empresa no puede conocer la opinión de cada uno de sus reales o potenciales clientes respecto a la línea o estilo de muebles que debería fabricar, pues la variedad del medio es prácticamente infinita. Sin embargo, sus ejecutivos comprenden que es conveniente (y quizás vital para el futuro desenvolvimiento del sistema) conocer esa variedad. Esto es posible recurriendo a un reductor de variedad. Este mecanismo puede lograrse a través de un estudio de mercados basado en encuestas. Para estos efectos, se puede considerar el medio (compradores reales y potenciales), como un conglomerado y recurrir a una muestra estadística. La muestra es un reductor de variedad, ya que reduce la información de millares de datos, a decenas, y estos últimos pueden ser perfectamente procesados por la empresa. De esta forma se controla el medio, pues, de acuerdo con el teorema de Ashby, la capacidad de procesar variedad del aparato contralor (la empresa) es igual a la variedad que genera el medio.

En general, podemos indicar que la dependencia del sistema de sus importaciones de energía desde el medio constituye una seria restricción para éste, y no es difícil encontrar sistemas que luchan tenazmente para tener un mayor acceso y/o control sobre las fuentes de energía. Si observamos por ejemplo, un bosque de pinos, podremos comprender la dramática lucha que sostienen por alcanzar los rayos solares, lucha que los lleva a sacrificar su grosor para obtener mayor altura y así evitar ser tapados por los árboles vecinos. El quedar bajo de ellos significa lisa y llanamente su muerte. Luchas parecidas podemos ver en los sistemas industriales por alcanzar y dominar las fuentes de sus principales materias primas, por ejemplo las minas de hierro, en los casos de una empresa siderúrgica. Muchas veces esta lucha termina con la introducción dentro de las fronteras de esas fuentes (integración vertical) y, en otros casos, con la introducción dentro de sus fronteras de los otros sistemas con los cuales compite por aquellos recursos de energía (integración horizontal).

3.2. Proceso de conversión

La pregunta que forzosamente debemos hacernos una vez concluido el punto anterior es: ¿hacia dónde va esa energía? Recordemos que cuando definíamos a los sistemas, hablábamos de la presencia en ellos de un propósito o un objetivo. En efecto, todo sistema realiza alguna función. El hombre debe reproducirse y debe también conducirse de alguna forma de modo de satisfacer sus necesidades; las plantas tienen como misión transformar la energía solar a través de la fotosíntesis. Los sistemas sociales (creados por el hombre) tienen por objeto proveer al hombre de bienes y servicios que lo ayuden en su vida a satisfacer sus necesidades.

Así, la energía que importan los sistemas sirve para mover y hacer actuar sus mecanismos particulares con el fin de alcanzar los objetivos para los cuales fueron diseñados (ya sea por el hombre o la naturaleza). En otras palabras, los sistemas convierten o transforman la energía (en sus diferentes formas) que importan en otro tipo de energía, que representa la "producción" característica del sistema particular. Por ejemplo, en el caso de las plantas, ellas "importan" energía solar y mediante un proceso de conversión (fotosíntesis) transforman la energía solar en oxígeno. La empresa siderúrgica transforma la energía que recibe, ya sea de materias primas, recursos financieros y humanos e información, en planchas y barras de acero, a través de todo un proceso de conversión que va desde el alto horno hasta las laminadoras en frío o en caliente.

En general, en el caso de una empresa productora de bienes y/o servicios, podemos señalar que los procesos de conversión de energía se llevan a cabo en aquellas unidades encargadas directamente de la elaboración del producto que caracteriza a ese sistema social. (El taller de dibujo, en el caso de una empresa de arquitectura; los talleres de carpintería en una fábrica de muebles; los trabajos de perforación y extracción de mineral en el caso de una mina; etc.).

Hemos señalado anteriormente que todo sistema puede ser dividido en subsistemas y que éstos a su vez poseen las mismas características de un sistema (el principio de recursividad). Por lo tanto, cada uno de los subsistemas posee un proceso de conversión mediante ese sublistema. Así por ejemplo, el ser humano se encuentra formado por varios subsistemas cada uno con una función de conversión característica: el sistema circulatorio, produce y hace circular la sangre dentro del cuerpo para así alimentar diversos organismos; el aparato digestivo transforma la energía, que en forma de alimento entra en el cuerpo, en otras formas de energías aptas para el consumo de otros subsistemas; el aparato nervioso produce el movimiento, que permite accionar al cuerpo y, entre otras cosas, buscar su alimento.

Desde este punto de vista, y al considerar el sistema total, existen diferentes procesos o funciones de conversión siendo algunas principales, en relación al producto final y otras accesorias o de "servicio" para que puedan operar esos subsistemas principales (aunque no por eso menos importantes y, en algunos casos, vitales). Así, en el caso de la siderúrgica, si bien es cierto, como señalábamos más arriba, que su función de transformación central es el complejo que comienza en el alto horno, pasa por la acería y termina en las laminadoras, no es menos cierto que las funciones de conversión de los otros subsistemas (las funciones de entrenamiento del personal; las funciones de transportes del producto semielaborado de una unidad de conversión a otra), son importantes para el logro del objetivo final. La diferencia quizá resida en que mientras las unidades de conversión del producto característico transforman la energía recibida en el producto final, los otros subsistemas la transforman en otro tipo de energía que es, a su vez, una corriente de entrada para la función de transformación principal, es decir, son procesos intermediarios.

La figura 4.2 esquematiza nuestra discusión sobre los procesos de conversión y es también una ampliación de la figura 4. l.

3.3. Corriente de salida

La corriente de salida equivale a la "exportación" que el sistema hace al medio. Este es el caso del oxígeno en las plantas; de las planchas de acero, en la empresa siderúrgica; del transporte en un taxi; etcétera.

Generalmente no existe una sino varias corrientes de salida. Por ejemplo, hemos señalado que la corriente de salida, o el producto que exporta una planta al medio, es el oxígeno que ella fabrica a partir de la energía solar. Sin embargo, ésta es una de sus corrientes de salida (aunque quizás la principal) ya que también exporta alimentos, frutos y belleza a través de sus flores.

En general podemos dividir estas corrientes de salida como positivas y negativas para el medio y entorno, entendiéndose aquí por medio todos aquellos otros sistemas (o supersistem'as) que utilizan de una forma u otra la energía que exporta ese sistema.

En el caso de la planta podríamos señalar que sus corrientes de salida son todas positivas. Sin embargo pueden existir corrientes de salida negativas (aunque indudablemente los conceptos de positivo y negativo son relativos, ya que se encuentran en función de la escala de valores del observador o analista). Una planta, como la amapola, aparte de producir oxígeno y belleza, produce el opio que por sus efectos en el hombre podría ser considerada una corriente de salida negativa (aunque no para aquellos que comercian con él) para la comunidad en general (excepto cuando es utilizado como medicamento). En general, podríamos decir que la corriente de salida es positiva cuando es "útil" a la comunidad y negativa en el caso contrario.

En el caso de la siderúrgica, además de las planchas de acero, puede exportar corrientes de salida negativas. El humo y escoria que contaminan el aire y dañan seriamente la ecología de la región. Lo mismo puede ser aplicado al taxi.

En general, y dados, por supuesto, una escala de valores particulares de una comunidad, la relación que existe entre la corriente de salida positiva y la negativa determinará en última instancia la supervivencia misma del sistema. Cuando en un sistema particular, de acuerdo con los valores de un individuo o de una comunidad, la corriente de salida positiva es muy superior a la corriente de salida negativa, es probable que ese sistema cuente con la "legalización" de su existencia por parte del individuo y de la sociedad, en general, (lo que no impide las presiones para reducir, minimizar o eliminar las corrientes de salida negativas). Tal es el caso, por ejemplo, de la planta siderúrgica que hemos hecho mención en forma repetitiva. Los efectos ecológicos y de contaminación de la atmósfera pueden ser considerados como un costo que debe pagar la comunidad para poder disponer de las planchas de acero y lo que ellas significan (automóviles, lavadoras, herramientas, etcétera.).'

Por otra parte, es posible que se elimine toda una plantación de amapolas junto con las instalaciones de conversión que forman un sistema cuya corriente de salida sea opio, ya que los efectos sobre la comunidad pueden ser desastrosos y no compensar en ningún caso la existencia de tal sistema.

Esta "legalización" del sistema, o mejor dicho de su corriente de salida, es vital, entonces, para la misma existencia del sistema. Dada la gran dependencia que tiene del medio (especialmente los sistemas sociales) la actividad positiva o negativa de ese medio hacia el sistema será el factor más importante para determinar la continuación de su existencia o su desaparición.

Podemos entonces hablar de "sistema viable" como aquel que sobrevive, es decir, que es legalizado por el medio y se adapta a él y a sus exigencias, de modo que con su exportación de corrientes positivas de salida al medio, esté en condiciones de adquirir en ese mismo medio sus corrientes de entrada (o la energía necesaria para el continuo desarrollo de su función de transformación).

El concepto de legalización es una idea amplia. Nuestra primera reacción es pensar en un sistema social legalizador por la comunidad (la planta de acero, el taxi, la familia, etc.). Sin embargo, también podemos hablar de un sistema legalizado cuando observamos un árbol en un oasis. En efecto, el medio ha permitido la existencia de esa palmera en un entorno que aparentemente la rechaza. Lo mismo podemos pensar en la existencia "legalizada"de los insectos y otros ejemplares de la fauna de un determinado territorio. El medio, al crear o poseer las características necesarias para la vida de aquellos sistemas vivos, les permite la vida.

Sin embargo, el concepto de viabilidad es más amplio. Stafford Beer define a un sistema viable como aquel que es capaz de adaptarse a las variaciones de un medio en cambio. Para que esto pueda ocurrir, el sistema debe poseer tres características básicas: a) ser capaz de autoorganizarse, es decir, mantener una estructura permanente y modificarla de acuerdo a las exigencias; b) ser capaz de autocontrolarse, es decir, mantener sus principales variables dentro de ciertos límites que forman un área de normalidad y finalmente c) poseer un cierto grado de autonomía; es decir, poseer un suficiente nivel de libertad determinado por sus recursos para mantener esas variables dentro de su área de normalidad.

Existen algunos sistemas sociales que llevan a cabo las transacciones con su medio (es decir, exportaciones de sus corrientes de salida y adquisición de sus corrientes de entrada) en forma completamente autónoma. Tomemos como ejemplo nuestro taxi.

La corriente de salida principal (el servicio de transportes), lo transforma en dinero y con ese dinero adquiere todas las corrientes de entrada que requiere el sistema para seguir subsistiendo (gasolina, aceite, revisiones y repuestos para el auto y pan, techo y abrigo para chofer).

En cambio, existen otros sistemas cuyo producto de la "comercialización" de su corriente de salida no alcanza o, simplemente, es incapaz de producir alguna parte considerable de sus corrientes de entrada. Por ejemplo, nuestro jardín. Su corriente de salida es la belleza y el bienestar que nos proporciona.

Pero esas corrientes de salida no son "comerciales" para el jardín, con ellas no puede adquirir ciertas corrientes de entrada que podría requerir como riego, en algunas épocas del año, desmalezamiento y otros cuidados aunque, por supuesto, como es un sistema abierto, está en condiciones de adquirir sus corrientes de entrada principales: los rayos solares y, aunque quizá con alguna dificultad en épocas del año, el agua necesaria para subsistir. De otra forma sería un sistema cerrado (de acuerdo con nuestras definiciones). En este caso podemos pensar que el medio (los que usufructúan del jardín) "pagan" la belleza y el bienestar que les proporciona, bajo la forma de entregarle aquellas corrientes de entrada que o son escasas o difíciles de conseguir por el mismo sistema o que, simplemente, el sistema es incapaz de alcanzar (por ejemplo, el agua si el jardín está en una zona desértico: un jardín en el valle del mezquita, Hidalgo).

Lo mismo sucede con ciertos sistemas sociales útiles para la comunidad. Por ejemplo, un hospital público. Evidentemente, lo que los pacientes pagan por los cuidados recibidos es insuficiente para proveer a ese hospital con todos los recursos necesarios (equipos, medicamentos, cirujanos, doctores, enfermeras, etc.). Es entonces el medio, la comunidad, el que, a través de los impuestos que entrega al gobierno, permite a éste subvencionar el hospital, porque su corriente de salida, salud, es importante para esa comunidad (utilidad social y costo social).

Algunos autores han denominado "ciclo de actividad" a esta relación entre corriente de salida y corriente de entrada. (Es decir, al proceso mediante el cual la corriente de salida regenera la corriente de entrada del sistema.)

La figura 4.3 representa a la corriente de salida y al ciclo de actividad, y al integrarse con las figuras 4.1 y 4.2 representa todo el proceso de acción de un sistema abierto.

3.4. La comunicación de retroalimentación

Recordemos nuevamente, que todo sistema tiene algún propósito y la conducta que desarrolla, una vez que dispone de la energía suficiente, prevista por sus corrientes de entrada, tiende a alcanzar ese propósito u objetivo. La pregunta que tenemos en mente es ¿cómo sabe el sistema cuándo ha alcanzado su objetivo? o ¿cuándo existe diferencia entre la conducta que desarrolla para lograr el objetivo y el objetivo mismo?

¿Cómo sé yo que estoy escribiendo aquello que me he propuesto (un objetivo)? Simplemente por la lectura de lo escrito a medida que lo escribo. Esta lectura la comparo con mis ideas y por esta comparación comprendo si efectivamente estoy diciendo lo que quiero decir o estoy diciendo otra cosa. En este caso, la corriente de salida son los párrafos que voy escribiendo. A través de la vista observo estos resultados los que, en forma casi automática son comunicados a mi cerebro, de donde sale la orden de seguir adelante o borrar y corregir ciertas líneas. A esa información que llega a través de mi vista y que muestra el resultado que se está obteniendo con la acción que estoy desarrollando y que llega al cerebro para ser allí interpretada es lo que se denomina "comunicación de retroalimentación" o, utilizando la palabra en inglés 'feed-back".

Así, la comunicación de retroalimentación es la información que indica cómo lo está haciendo el sistema en la búsqueda de su objetivo, y que es introducido nuevamente al sistema con el fin de que se lleven a cabo las correcciones necesarias para lograr su objetivo (retroalimentación). Desde este punto de vista, es un mecanismo de control que posee el sistema para asegurar el logro de su meta.

Un ejemplo más característico y que muestra en forma práctica el proceso de la información de retroalimentación lo plantea Parsegianil a través de un ejercicio. Las características fundamentales de la comunicación de retroalimentación se observan muy bien a través del simple proceso de caminar a través de un pasillo estrecho. Sin embargo, normalmente este acto es tan automático que las funciones y conductas esenciales asociadas en esta caminata pasan desapercibidas.

Pero si nos vendamos los ojos durante esta caminata simulando el caminar de una persona ciega, entonces los detalles del proceso aparecen en forma muy clara. Al hacerlo así, lo primero que pensamos es que existe un motivo, o un propósito para esa acción. Una vez decidida la caminata, un proceso mental hace entrar en juego a los músculos o actividades motores y a los recursos energéticos del cuerpo para la ejecución de la tarea propuesta. Debido a que deseamos caminar a través del corredor sin chocar contra las paredes, nuestra posición durante la caminata en relación con las paredes será nuestra corriente de salida. Como nuestros ojos se encuentran vendados debemos introducir otro sensor (o subsistema de información) cuya función es recibir la información del resultado de nuestro esfuerzo en relación a nuestros propósitos (o comunicación de retroalimentación). Esto se puede lograr a través del uso de un bastón que movemos de un lado hacia el otro en el espacio ante nosotros (como lo hacen los ciegos). Entonces comenzamos a caminar cuidadosamente a través del corredor. Cuando el bastón choca, digamos con la pared izquierda, inmediatamente surge una señal en la forma de ruido que es captada por nuestros oídos y por el tacto del bastón en la mano. El cerebro interpreta la señal como una comunicación de retroalimentación e inicia una acción correctivo a través de un movimiento hacia la derecha, dirección en la cual seguimos hasta que el bastón toque nuevamente, ahora en la pared derecha y emita las señales necesarias para iniciar una nueva acción correctivo esta vez con movimiento hacia la izquierda. Finalmente completamos el recorrido pero sólo después de una serie de movimientos cíclicos de una pared hacia la otra.

Este ejemplo ilustra, a nuestro juicio excelentemente, la forma en que se origina la comunicación de retroalimentación y la manera en que los centros decisionales del sistema (en este caso el cerebro) la utilizan para corregir el rumbo de la acción y lograr el objetivo propuesto.

Esquemáticamente, la figura 4.4 nos muestra este proceso.

Se puede observar en la figura 4.4 que la comunicación de retroalimentación pasa directamente del sensor o detector (el bastón) a modificar las instrucciones del cerebro (una de las corrientes de entrada). Esto lo hemos presentado así en aras de la simplicidad. En efecto, hemos dejado fuera del sistema al cerebro, ya que lo representamos como una corriente de entrada externa al sistema.

Si queremos representar en forma más completa el proceso de retroalimentación debemos agregar una función de conversión que recibe la información de retroalimentación como corriente de entrada que la transforme o convierta en nueva información, la que es transmitida al proceso de conversión principal que está actuando para alcanzar el objetivo del sistema. Evidentemente esa función de conversión es la que, en nuestro ejemplo, se realiza en el cerebro al recibir éste la comunicación de retroalimentación y emitir las instrucciones correctoras a los músculos, o sistema motor del sistema, para modificar el rumbo de la caminata.

Finalmente y siguiendo el mismo criterio que hemos desarrollado en los puntos anteriores, al analizar las diferentes características de los sistemas, presentamos la figura 4.5 en la que se detalla con mayor precisión el proceso de la comunicación de retroalimentación y se integran las figuras 4.1, 4.2, 4.3.

Nótese que la comunicación de retroalimentación no sólo puede provenir de la corriente de salida del sistema, sino de cualquier otra corriente de salida que se estime necesario controlar. Así por ejemplo, en el caso de la empresa siderúrgica, es posible que además de la información de retroalimentación relacionada con la producción y comercialización de las planchas de acero (corriente de salida principal) se desee también mantener el grado de contaminación atmosférica y producción de residuos (corrientes de salida secundarias o negativas) dentro de límites o niveles dados.

En otros casos la función de conversión de la comunicación de retroalimentación significará informaciones que de alguna forma modifican las corrientes de entrada que importa el sistema. Concretamente, en el caso de nuestro ejemplo, esta función de conversión puede encontrarse en la Gerencia General de Operaciones de dicha empresa.

Nuestro análisis de la comunicación de retroalimentación no concluye aquí. Al contrario, aquí sólo la presentamos. En un próximo capítulo volveremos sobre ella en mayor profundidad.

3.5. El enfoque corriente de entrada y salida"

El enfoque "corriente de entrada-corriente de salida" (input-output), aplicado a la teoría de sistemas, identifica a un sistema como una entidad reconocible a la cual llegan diferentes corrientes de entrada (con numerosos tipos de recursos) y de la cual salen una o varias corrientes de salida bajo la forma de algún producto (bienes o servicios). Desde este punto de vista, el sistema propiamente tal se considera como una "caja negra", considerándose sólo las interacciones (llegadas o salidas).

Consideremos, por ejemplo, el sistema educacional de un país. El cuerpo ejecutivo a través del presupuesto nacional le entrega una corriente de entrada de dinero; de este sistema salen estudiantes con diferentes grados y títulos, secundarios, universitarios y postgraduados. En este proceso la corriente de entrada es transformada en edificios, profesores, personal administrativo, libros, etc. Esta corriente de entrada así transformada procesa a personas denominadas estudiantes que salen del sistema con diferentes grados de educación y entrenamiento. Cuando observamos al sistema educacional desde este punto de vista, es interesante destacar que algunos de los componentes del sistema (por ejemplo, los profesores) son a la vez un producto del sistema y también llegan a formar parte del equipo del mismo. Es decir, el sistema crea parte de su propio potencial.

El enfoque de "corriente de entrada-corriente de salida" es una excelente forma de ver a un sistema social industrial. Como "corriente le entrada" de la empresa puede considerarse la inversión inicial de fondos y de esas inversiones (plantas y equipos) se produce una corriente de salida compuesta por varias clases de productos que son distribuidos entre los consumidores, como también dividendos que retornan a los inversionistas (sean éstos privados o públicos).

Podemos pensar en el sistema y en los subsistemas como una "caja negra" como indicábamos más arriba.

En este caso, sólo nos limitamos a preguntar cuáles son las corrientes de entrada y qué corrientes de salida produce. No nos preocupemos por lo que sucede dentro del sistema, es decir, por la forma en que operan los mecanismos y procesos internos del sistema y mediante los cuales se producen esas corrientes de salida, a menos que en un momento dado nos interese alguna de ellas. En ese caso procedemos a abrir la caja.

Este enfoque produce la ventaja de identificar claramente los sistemas y los subsistemas y estudiar las relaciones que existen entre ellos, permitiendo así maximizar la eficiencia de estas relaciones sin tener que introducimos en los procesos complejos que se encuentran encerrados en esas cajas negras. Evidentemente, cuando algún subsistema presenta problemas, es decir, cuando las relaciones entre las corrientes de entrada y las de salida presentan anomalías, entonces, y sólo entonces nos vemos obligados a destapar la caja negra y estudiar ese subsistema en forma más precisa.

Otra ventaja de este enfoque, especialmente en los sistemas empresas industriales, es que permite identificar en forma bastante simple la existencia de los "cuellos de botellas", es decir, subsistemas que limitan la acción del sistema para alcanzar sus objetivos. También permite descubrir aquellos subsistemas que son críticos.

La figura 4.6 presenta un diagrama de flujos simplificado como resultado de la aplicación del enfoque corriente de entrada-corriente de salida a una empresa siderúrgica.