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kybernetiknet
das virtuelle Kybernetik-Magazin
the virtual cybernetic magazine

ausgabe 3 - dezember 2000 - issn 1439 - 8850
 

Inhalt der Ausgabe 3


Die (Deutsche) Gesellschaft für Kybernetik e. V.

Eine kurze Selbstdarstellung finden Sie nun unter dem Menüpunkt ,GfK'.
 


Zum 5. Todestag von Konrad Zuse

In der Methfesselstraße in Berlin-Kreuzberg, wo Konrad Zuse seine Computer Z1, Z2 und Z3 entwickelte, soll ein Museum entstehen. Am 18. Dezember 2000, dem 5. Todestag des deutschen Computer-"Erfin- ders" , wurde in Berlin der Verein "Zuse Park e. V." gegründet.

In dem von Siegfried Piotrowski herausgegebenen Band "Kybernetische Ursprünge der europäischen Bildungstechnologie" [ISBN 3-929853-04-3, Akademia Libroservo durch Institut für Kybernetik Berlin und Paderbon, 1996] erschien folgender Nachruf, den wir aus Anlaß des 5. Todestags hier wiederholen.

Konrad Zuse
* 22. Juni 1910      †  18. Dezember 1995

ein Nachruf von Siegfried Piotrowski

Am 18. Dezember 1995 verstarb an einem Herzleiden  im Alter von 85 Jahren im St.  Elisabeth-Kranken-  haus seines Wohnorts Hünfeld bei Fulda der Erfinder des Computers, Konrad Zuse.
Schon 1938, im Alter von 28 Jahren, hatte der gebürtige Berliner im Wohnzimmer seiner Eltern in  Ber- lin-Kreuzberg die erste, natürlich noch mechanisch arbeitende, aber schon programmgesteuerte  Rechen-  anlage fertiggestellt - ein Gebilde, das mit heutigen Computern äußerlich überhaupt nicht vergleichbar ist: ein Monstrum, bestehend aus Blechteilen, Kurbeln, Glasplatten und Walzen, in einer Größe von etwa vier Quadrametern, die Z 1. Aber schon 1941, mit der Z 3, konnte Zuse den ersten, vollautomatisch im  Binär- system mit Gleitkommaarithmetik arbeitenden, programmierbaren Rechner der Welt in Betrieb nehmen. Damit war der Computer "geboren" - heute aus dem Alltag nicht mehr fortzudenken.

Zuse wuchs in Ostpreußen auf. 1927 legte er sein Abitur in Hoyerswerda ab und nahm danach an der Technischen Hochschule in Berlin das Studium des  Bauingenieurwesens auf. Nach seinem Diplom 1935 arbeitete er zunächst als Statiker bei den Henschel-Flugzeugwerken. Trockene Statische Berechnungen waren  für den großen Visionär nichts. Er begann zu "basteln". Glücklicherweise, denn der  Z 1 kann als Vorbote  des Computerzeitalters angesehen werden.

Die Bedeutung seiner Erfindung erkannte Zuse sofort. Er war von ihr und nicht weniger von sich überzeugt und machte sich 1940 mit der Zuse Apparatebau Berlin selbständig. Mitfinanziert von der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt konstruierte er 1941 den  Z 3, den ersten voll einsatzfähigen Computer mit 2400  Relais. Dieser Rechner  wurde durch Lochstreifen gesteuert und konnte in drei Sekunden multiplizieren, dividieren und Quadratwurzeln ziehen. Erstmals wurden Ergebnisse auf Lampenleisten angezeigt. - Da im selben Jahr in Berlin Hermann Schmidt dem Verein Deutscher Ingenieure (VDI) seine "Denkschrift" vorlegte, die heute als konzeptuelle Begründung der Kybernetik gilt, und deren  Grundgedan-  ke, die "Objektivierung geistiger Arbeit" durch die Entwicklung der Z 3 eindrucksvoll exempliziert wird, kann man zu Recht das Jahr 1941 zum Geburtsjahr der Kybernetik und Berlin zu ihrem Geburtsort erklären.

Als Unternehmer hatte  Zuse keine großen Erfolge. Er versuchte mehr als 50 Patente anzumelden, wovon die meisten abgelehnt wurden. 26 Jahre lang führte Zuse wegen des ihm wichtigsten Patents, nämlich der
Z 3, einen für ihn erfolglosen Rechtsstreit und mußte dann mit  der Urteilsbegründung des Patentamts  enttäuscht zur Kenntnis nehmen, daß  "eine patentwürdige Entdeckung nicht vorliege".
Viele Jahre lang hielt man  Howard Aiken, der 1944 den Relaisrechner Mark 1 konstruierte, für den  ei- gentlichen  Erfinder des Computers. Unabhängig von Zuse hatte er geforscht, lag aber entwicklungsmäßig weit zurück. Erst im Jahre 1962 gab Aiken das in einem Brief an Zuse  zu.

Nach dem Kriee stellte die Zuse KG in Bad Hersfeld Rechner in Serienproduktion her. Die Entwicklungs- kosten liefen Zuse davon; wieder einmal war ihm ein durchschlagender unternehmerischer Erfolg versagt. Seiner theoretischen und technischen Pionierleistung tut dies keinen Abbruch - auch nicht seinem Weitblick auf die künftige Bedeutung des Rechners. So hat er beispielsweise vom Gründungsjahr des Instituts für Kybernetik an der Pädagogischen Hochschule Berlin (1964) an dessen Lehrautomatenentwicklung durch Bauteilespenden aus seiner Firma unterstützt und die zukünftige Bedeutung des Rechners in Bildung (rechnerunterstützter Unterricht) und Kunst (Informationsästhetik, Computerkunst) vorausgesehen.

Nach mehrren Versuchen einer Kooperation mit Großfirmen ging die Zuse KG schließlich im Siemens-  Konzern auf. Zuse schied 1966 als Gesellschafter aus, blieb aber Berater der Firma Siemens - übrigens auch bei deren Entschluß, dem Berliner Institut für Kybernetik zur Förderung des Rechnereinsatzes im  Bildungs-  wesen einen Großrechner vom Typ S 303 P im Wert von damals fast DM 800.000 zu überlassen.

Erst spät, nämlich erst mit der stetig wachsenden Bedeutung der Computertechnologie,  wurde die Erfindung Zuses anerkannt und mit Ehrendoktortiteln, dem Bundesverdienstkreuz mit Stern und dem Eduard-Rhein-Preis gewürdigt. Zuse wurde Honorarprofessor an der Universität in Göttingen.

Dem Erfinden blieb Zuse bis zuletzt treu. In der Werkstatt  seines Wohnhauses arbeitete er noch an einem Leichtbauwindgenerator. In den letzten Jahren seines Lebens hatte er endlich Muße, um sich seinem größten Hobby zu widmen: der Malerei. Zahlreiche Ölgemälde entstanden unter seinem Pseudonym Kuno See.

Wenige Wochen nach seinem 85. Geburtstag hielt Konrad Zuse am 22. August 1995 den Eröffnungsvortrag zum 14. Internationalen Kybernetik-Kongreß in Namur (Belgien) und erhielt den Ehrenpreis der Association Internationale de Cybernetique (AIC). Bei dieser Gelegenheit traf er ein letztes Mal mit Professor Dr. Helmar Frank, Vorstandsmitglied der AIC und Direktor des Instituts für Kybernetik, zusammen, den er ein Jahrzehnt zuvor in Paderborn aufgesucht hatte, um sich über die Aufbauarbeit der Akademio Internacia de la Sciencoj (AIS) in San Marino zu informieren. Zuses Eröffnungsvortrag wurde in deutscher Fassung im Septemberheft der "Grundlagenstudien aus Kybernetik und Geisteswissenschaft" (grkg/Humankybernetik - dem Organ des Instituts für Kybernetik -) veröffentlicht; es handelte sich um die letzte Publikation, die noch zu seinen Lebzeiten erschien. Damit blieb Konrad Zuse dem Institut für Kybernetik bis zum Schluß  verbun- den.

Wir werden ihm ein ehrendes Gedenken bewahren.
 
 

"Kybernetik steckt den Osten an - Wiener's Ideen in Osteuropa und der DDR"
"Cybernetics infect the East" - Wieners Ideas in East Europe and the GDR"

Das Programm des "Berliner November" 2000 sowie die Kurzfassungen der Referate finden Sie auf der Seite kybernetiknet unter "news". Frank Dittmann, Mitorganisator des ersten Workshops, hat eine kurze  Zusam- menfassung erstellt.
 
 
Am 10. und 11. November 2000 fand im Berliner Harnack-Haus der Max-Planck-Gesellschaft unter diesem Titel ein Workshop statt. Die Organisatoren Frank Dittmann und Siegfried Piotrowski hatten sich damit einem Thema zugewandt, das in weiteren Veranstaltungen vertieft werden soll.
Bekanntlich gilt das Erscheinen des Buches "Cyber- netics" von Norbert Wiener 1948 als Gründungsakt der Kybernetik in den USA. Obwohl die neue Wis- senschaft zunächst in der Sowjetunion als "bürger- lich" abgelehnt wurde, faßte sie allmählich auch im Osten Fuß. In der DDR war dies vor allem dem Wir- ken des Philosophen Georg Klaus zu verdanken. Der Ablehnung in den 1950er Jahren folgte eine Phase der überschwenglichen Begeisterung für die Kyber- netik, deren Begriffe und Denkmodelle in fast allen Natur- und Geisteswissenschaften euphorisch aufge- sogen wurden. Als aber die ideologiefreie Betrach- tung von gesellschaftlichen Informations- und Kom- munikationsprozessen die "führende Rolle der SED" in Frage zu stellen schien, folgte 1969 eine harsche anti-kybernetische Wende.
Die 20 Teilnehmer am Berliner Workshop hatten sich die Aufgabe gestellt, auf diese Ereignisse zurückzu- blicken, diskutieren aber auch die heutige Bedeutung der Kybernetik. Im Mittelpunkt standen die Vorträge von 11 Zeitzeugen aus der ehemaligen DDR. Das Spektrum der Ausführungen reichte dabei von der Regelungstechnik über die Anwendung kyberneti- scher Modelle in der Physik, Biologie, Ökonomie und den Erziehungswissenschaften bis hin zur philoso- phischen Auseinandersetzung mit Kategorien wie Information oder Entwicklungsdynamik in Systemen. Neben renommierten ostdeutschen Wissenschaftlern, die zum Teil auch nach der Wiedervereinigung im akademischen Bereich tätig waren, berichteten inter- essierte Laien über ihre persönlichen Erlebnisse so- wie die Kraft, die sie aus der Beschäftigung mit der Kybernetik bezogen hatten. Es ist geplant, die Vorträge in einem Sammelband zu veröffentlichen.
Frank Dittmann, Paderborn
 On the 10th and the 11th November 2000 a workshop with the above title took place in Berlin. The organisers Frank Dittmann and Siegfried Piotrowski have occupied themselves with this theme and are determined to go deeper into things in further events.
It is known that the book ”Cybernetics" from Norbert Wiener appeared in 1948 and grounded the theme of Cybernetics in the USA. Although the new science was as first seen and rejected as "bourgeois” it managed to find a foothold in the east, this was mainly thanks to the work of the GDR philosopher Georg Klaus. After the earlier rejection in the 50`s there followed a phase of overwhelming fascination for cybernetics its terms and models, it was euphorically integrated in nearly all sciences and humanities. But however, as the ideology free observation of the social information and communication processes called in question “the leading role" of the Eastgerman communist party a harsh anti-cybernetic turn was taken in 1969.
The 20 participants of the Berlin Workshop had set themselves the task of looking back over these events, and to discuss the relevance of cybernetics today. As a central point to the event were 11 lectures from witnesses from the era of the former GDR. The spectrum of events ranged from control technology, the use of cybernetic models in physics, biology, economy and education through to the philosophical discussion with categories such as information or dynamic of system development. Beside rounds of talks from prominent Eastgerman scientists some of which were still occupied in scientific areas after the unification, interested amateurs reported their experiences and the power getting from Cybernetics ideas. The organiser plan to publish the lecture.
Frank Dittmann, Paderborn

 

Signal Storage in Metabolic Pathways: The ASIA Element
Signalspeicherung in Stoffwechselprozessen: Das ASIA-Element


Johannes W. Dietrich

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Storage of information is a widely found phenomenon in biology. Well-known types are the connectionistic types of neural networks [Medler 1998] and digital storage in the genetic code [Hayes 1998].

Control processes in metabolic and endocrine systems are materialized in a third way. Transmission and processing of information occur in an analog mode while the characteristics of parallel subsystems (as single cells of an endocrine organ or molecules of an enzyme) add up to behave like a single unit.

Anyhow, in these analog systems exists a demand to store information, for instance to compensate for short-term noise within the system or its environment or to extend the aftereffects of control pulses.

These requirements could be met by means of an analog signal memory element that complies with the following demands:

· Retaining the information with given time constants.

· Automatic extinction of obsolete signals.

· Linear dependence of the system`s response from input signals to prevent distortion effects.

In lebenden Systemen ist die Speicherung von Information weitverbreitet. Als bekannte Grundtypen seien konnektionistische Modelle wie neuronale Netze [Medler 1998] und die digitale Speicherung im genetischen Code [Hayes 1998] genannt.

Steuerungsprozesse in Stoffwechsel und Endokrinium sind auf eine dritte Weise realisiert. Informationsübertragung und -verarbeitung erfolgen analog, und parallele Untersysteme (z.B. Einzelzellen eines endokrinen Organs oder Moleküle eines Enzyms) wirken wie eine Einheit zusammen.

Gleichwohl besteht auch in solchen analogen Systemen ein Bedarf, Informationen zu speichern, sei es zum Ausgleich kurzfristiger stochastischer Schwankungen innerhalb und außerhalb des Systems oder zur verlängerten Nachwirkung von Steuerimpulsen.

Dafür ist ein analoger Signalspeicher erforderlich, der die folgenden Anforderungen erfüllt:

· Behalten der Informationen mit vorgegebenen Zeitkonstanten.

· Automatische Löschung veralteter Signale.

· Lineare Abhängigkeit der Ausgangsgröße vom Eingangssignal zur Vermeidung von Verzerrungen.

The Model

Based on compartment-analytical foundations [Glaser 1986] a system was modelled, whose output is dependent on input signals and its own level (Fig. 1).

Let y(t) be the current output signal, x(t) an input signal, ± a gain factor for input and β a gain factor for output extinction.

Then the change rate for y(t) is given by

Das Modell

Mit Hilfe eines Compartment-analytischen Ansatzes [Glaser 1986] wurde ein System modelliert, dessen Ausgangsgröße von einem externen Eingangssignal und ihrem eigenen Niveau abhängt (Fig. 1), wobei mit y(t) die Ausgangsgröße, mit x(t) das Eingangssignal, mit ± ein Verstärkungsfaktor für das Eingangssignal und mit β ein Verstärkungsfaktor für die Signal-Löschung bezeichnet werden.

Die Änderungsrate der Ausgangsgröße ist dann gegeben durch
(1)

Fig. 1: Information processing structure (IPS) of the model
Wirkungsgefüge des Modells
In the special case of pure degradation we can write eqn. 1 with x(t) = 0 as Im Sonderfalle des reinen Abbaus können wir Gl. 1 mit x(t) = 0 als
(2)

By variable separation and integration we get

formulieren.

Durch Variablentrennung und Integration erhalten wir
(3)
As Da gilt:
(4)

we obtain

resultiert
(5)

By setting

Wenn wir
(6)

we get

setzen, erhalten wir
(7)

as general solution of the differential equation 2. The system`s initial conditions are now contained in K2.

This becomes obvious, if we set t = 0:

als allgemeine Lösung der Differentialgleichung 2. Die Anfangsbedingungen des Systems sind in K2 enthalten.

Das wird offensichtlich,wenn wir t = 0 setzen:
(8)

From this

Daraus folgt

(9)

follows as particular solution (Fig. 2).

als partikuläre Lösung (Fig. 2).
 

Fig. 2: Scenario with pure degradation
Situation des reinen Abbaus

For the more general case that the input signal is not zero we have to consider both composition and degradation of the output variable.

By variation of the constant the variable K2 in equation 7 can be considered as a function of the time with

Im allgemeineren Falle, daß ein von Null verschiedenes Eingangssignal anliegt, muß das Gleichungssystem so erweitert werden, daß sowohl Auf- als auch Abbau berücksichtigt werden.

Durch Variation der Konstanten soll K2 in Gl. 7 als Funktion der Zeit mit

(10)

Substituting equations 7 and 10 in 1 we get

betrachtet werden.

Nach Einsetzen von Gl. 7 und 10 in 1 erhalten wir

(11)

After variable separation and integration this results in

Nach Variablentrennung und beidseitiger Integration ergibt sich

(12)

Substituting equation 12 in equation 7 yields its general solution

Einsetzen von Gl. 12 in Gl. 7 ergibt deren allgemeine Lösung:

(13)

K3 now contains the initial conditions y0 of the system.

In the equifinal state the IPS`s behaviour will converge to

K3 enthält nun die Anfangsbedingungen y0 des Systems.

Im Äquifinium konvergiert das Verhalten des Wirkungsgefüges dann gegen

(14)

(Fig. 3).

The response to periodic input signals is with

(Fig. 3).

Die Antwort auf periodische Eingangssignale hängt nach

(15)

dependend from the input frequency.

von der Frequenz des Eingangssignals ab.

In the biological context y(t) represents the concentration of a signal carrier, while x(t) depicts its secretion rate. Therefore due to physical reasons ± must have the dimension of a reciproce volume. As the exponent of equations 9 and 13 must be a pure number, β has the dimension of a reciproce time.

Da y(t) in der biologischen Realisierung die Konzentration eines Signalstoffes und x(t) seine Sekretionsrate darstellen, muß ± die Dimension eines reziproken Volumens haben. Der Exponent von Gl. 9 und 13 muß aus physikalischen Gründen eine reine Zahl sein, daher nimmt β die Dimension einer reziproken Zeit an.
 

Fig. 3: Composition and degradation
Aufbau und Abbau

Results

At every time t the system`s response is with the slope ±/β linearly dependend from the input signal x(t) (Fig. 4).

In the equifinium there is no axis intercept, in a transitional state is added to the response.

Ergebnisse

Zu jedem Zeitpunkt t hängt die Antwort des Systems mit der Steigung ±/β linear vom Eingangssignal x(t) ab (Fig. 4).

Im Gleichgewichtszustand gilt diese Beziehung ohne einen Achsenabschnitt. Wenn sich das System in einer Übergangsphase befindet, wird der Ausgang aber noch durch überlagert.
 

Fig. 4: Degradation in dependence of time and input signal
Abbau in Abhängigkeit von Zeit und Eingangssignal

The Signal is kept with a constant first order time constant

Das Signal wird mit einer konstanten Zeitkonstante erster Ordnung

(16)

Ä1 corresponds to the time, in which the signal falls to its eth part.

Continuously obsolete signals are deleted. They get lost with the dissapearance rate

behalten. Ä1 entspricht der Zeit, bis zu der das Signal auf seinen e-ten Teil abgefallen ist.

Kontinuierlich werden veraltete Signale gelöscht. Diese gehen mit der Rate

(17)

After substitution of equation 9 and integration we obtain the signals that have already been disappeared at the time t.

verloren.

Nach Einsetzen von Gl. 9 und Integration erhalten wir die zum Zeitpunkte t bereits verschwundenen Signale

(18)

In the initial state t=0 there can no information have been deleted. Therefore, the integration constant C proves to be identical to y0, so that equation 18 can be written as:

Da zur Zeit t=0 noch keine Information gelöscht worden sein kann, ist die Integrationskonstante C dem Anfangszustand y0 des Systems identisch, so daß Gl. 18 auch in der Form

(19)

geschrieben werden kann.

Disussion

With these properties the system satisfies all demands for a biological signal memory element stated in the introduction. It is striking that signal storage and extinction are in principal aspects realized in a way analog to the dynamics of human short-time and long-term memory [Frank 1996].

Such elements prove to be suitable to temporarily store analog signals due to an intrinsic adjustment process.

These types of ,analog signal memory with intrinsic adjustment" (ASIA elements) are of special significance for the materialization of complex signalling chains. While ensuring the stability of feedback control systems against high frequency disturbance factors and fast oscillations [Ebel 1982] by acting as 1st order time delay processes (PT1 systems with Ä1=1/β), serially arranged ASIA elements can build up oscillatory systems, if their parameters are of certain dimension [Röhler 1973], thus contributing to the emergence of biological rhythms.

Indeed, ASIA elements are common in physiology. They act as basic organisation structures for intracellular, intercellular and transcellular communication processes in the signal metabolism. Among other things they ensure the stability of endocrine feedback control systems as they help to attenuate oscillations.
Nevertheless, they are not essential for matter-dependent signal transfer. Control of the pituitary`s action by means of hypothalamic releasing factors, for instance, occurs without contribution of memory elements.

In Table 1 a small selection of essential ASIA elements is listed together with the respective constants.

Diskussion

Mit seinen oben dargestellten Eigenschaften erfüllt das System alle drei einleitend genannten Anforderungen an einen biologischen Signalspeicher. Es fällt auf, daß Speicherung und Vergessen in grundsätzlicher Hinsicht ganz analog zur Dynamik des menschlichen Kurz- und Langzeitgedächtnis verlaufen [Frank 1996].

Ein sogeartetes Element erweist sich damit kraft eines intrinsichen Ausgleichsprozesses als geeignet zur zeitlich begrenzten Speicherung analog realisierter biologischer Signale.

Diese ,analogen Signalspeicher mit innerem Ausgleich" (ASIA-Elemente) haben eine besondere Bedeutung in der Realisierung komplexer Signalketten. Einerseits tragen sie als Verzögerungsglieder 1. Ordnung (PT1-Systeme mit Ä1=1/β) zur Stabilität von Regelkreisen gegenüber höherfrequenten Störgrößen und raschen Regelschwingungen bei [Ebel 1982], andererseits können durch die Serienschaltung von ASIA-Elementen bei geeigneter Dimensionierung der Parameter auch schwingungsfähige Systeme entstehen [Röhler 1973], die zur Entstehung biologischer Rhythmen beitragen.

In der Tat sind ASIA-Elemente in der Physiologie weit verbreitet, ja sie stellen grundlegende Organisationsstrukturen für intra-, inter- und transzelluläre Kommunikationsprozesse im Signalstoffwechsel dar. Sie tragen unter anderem wesentlich zur Stabilität endokriner Regelkreise bei, indem sie helfen, Regelschwingungen abzudämpfen.
Dennoch stellen sie keine notwendigen Prinzipien der stoffgebundenen Signalübertragung dar. So wird die Ansteuerung des Hypophysenvorderlappens durch hypothalamische Releasingfaktoren beispielsweise ohne die Beteiligung von Signalspeichern realisiert.

Eine kleine Auswahl wichtiger ASIA-Elemente ist mit den jeweiligen Konstanten in Tab. 1 wiedergegeben.

With

Die Konstanten ± und β lassen sich mit

(20)

and

und

(21)

the constants ± and β may be calculated from known kinetic data, the apparent volume of distibution V0 and the plasma-halflife t1/2.

aus bekannten kinetischen Daten, nämlich dem scheinbaren Verteilungsvolumen V0 und der Plasmahalbwertszeit t1/2, errechnen.

References

Ebel, T. (1982). Regelungstechnik. Stuttgart, B. G. Teubner.
Frank, H. G. (1996). Bildungskybernetik. Bratislava / München, ESPRIMA / KoPäd.
Glaser, R. (1986). Biophysik. 3 °, Stuttgart, Fischer.
Hayes, B. (1998). "The Invention of the Genetic Code." American Scientist 86 (1): 8-14.
Medler, D. A. (1998). A Brief History of Connectionism.
http://http.icsi.berkeley.edu/~jagota/NCS/VOL1/P3_html/vol1_3.html
Röhler, R. (1973). Biologische Kybernetik. Stuttgart, B. G. Teubner.

Corresponding author

Johannes W. Dietrich
Medizinische Klinik, Klinikum der Universität München, Campus Innenstadt
Ziemssenstr. 1, D-80336 München
eMail dietrich@medinn.med.uni-muenchen.de


Informationstechnologie und Kybernetik


 Siegfried Piotrowski

I. Wie wird Kybernetik eigentlich definiert ?
II. Das Spektrum der Kybernetik im früheren Institut für Kybernetik
III. Informationstechnologie
IV. Kybernetik und Informatonstechnologie

 

Ich beschäftige mich in diesem Beitrag zum einen mit Kybernetik im allgemeinen und zum anderen mit dem, was man heute als 'Informationstechnologie', undenkbar ohne die Kybernetik, bezeichnet.

I. Wie wird Kybernetik eigentlich definiert ?

Diese Frage möchte ich an den Anfang stellen und hier einige Definitionen zitieren. Ich  beginne, da die (Deutsche) Gesellschaft für Kybernetik (vormals: Institut für Kybernetik Berlin e. V. /Gesellschaft für Kommunikationskybernetik) ja seit 1996 den Wiener-Schmidt-Preis vergibt, selbstverständlich mit diesen beiden:

Bei Norbert Wiener, dem Mathematiker, heißt es, "Kybernetik sei die Wissenschaft von der Regelung und der Nachrichtenübertragung in Lebewesen und Maschinen".

Schmidt hat sich stets damit beschäftigt, die Frage zu klären, worin die fehlende, für das Verständnis der Kybernetik notwendige Einsicht bestehen möge. Aus einem Geleitwort, das er 1966 zum Erscheinen des "Lexikon der kybernetischen Pädagogik und der Programmierten Instruktion" schrieb, zitiere ich ihn wie folgt:
"Wir gewinnen die fehlende Einsicht dadurch, daß wir die technisch organische Analogie theoretisch und praktisch im universalgeschichtlichen Zusammenhang mit dem Menschen sehen. Wir betrachten dazu den technischen Regelkreis als das Produkt eines universellen Geschehens, durch das sich die psychophysische  Grundrelation des Menschen zur Natur objektiviert, wobei die Natur auf die Form der Kreisrelation gebracht wird. Mit dieser, die technisch-organische Analogie begründenden Form bringt der Verstand die Mannigfaltigkeit der Erfahrung zur Einheit; mit ihr eint die Vernunft Denken und Handeln und mit ihr kommt sie zu sich selbst."

"Ein Zweig der Mathematik, der sich mit den Problemen der Steuerung, der Rekursivität und der Information befaßt". [Gregory Bateson in "Geist und Natur"]

"Forschungsrichtung, die vergleichbare Betrachtungen über Gesetzmäßigkeiten im Ablauf von Steuerungs- und Regelungsvorgängen in Technik, Biologie und Soziologie anstellt". [Duden]

"Wie im allgemeinen bekannt ist, spricht man von Kybernetik, wenn Effektoren, wie z. B. ein Motor, eine Maschine, unsere Muskeln usw. mit einem sensorischen Organ verbunden sind, das mit seinen Signalen auf die Effektoren zurückwirkt". [Heinz von Foerster in "KybernEthik"]

Für Stafford Beer,  Unternehmens- und Managementberater, ist sie "die Wissenschaft der Organisation".

"Als eine experimentelle Erkenntnistheorie, die sich mit der Erzeugung von Wissen durch die Kommunikation innerhalb eines Beobachters und jene zwischen einem Beobachter und seiner Umwelt beschäftigt", bezeichnet sie der Neuroanatom, Logiker und Philosoph Warren McCulloch.

Der Anthropologe Gregory Bateson betonte, "daß die Naturwissenschaften sich mit Materie und Energie beschäftigt hatten und daß die neue Wissenschaft der Kybernetik sich mit Formen und Mustern befaßt".

Für den Erziehungstheoretiker Gordon Pask ist die Kybernetik "die Kunst der Manipulation akzeptabler Metaphern, die zeigt, wie diese konstruiert und was aus ihrer Konstruktion für Schlüsse gezogen werden können".

Jean Piaget verstand im Alter "die Kybernetik als das Unternehmen, die Prozesse der kognitiven Anpassung des menschlichen Verstandes zu modellieren".

"Cybernetics is a way of thinking, not a collection of facts", steht in einer Erklärung der American Society for Cybernetics.

"Die Kybernetik ist für mich ein metadisziplinäres (das heißt übergeordnetes) Gebiet, kein interdisziplinäres, da sie Begriffe und Begriffsmuster entwickelt und klärt, die neue Erkenntniswege in einer Vielfalt von Erfahrungsbereichen eröffnen", schreibt Ernst von Glasersfeld in "Radikaler Konstruktivismus".

Heinz von Foerster, wird gerne als "Sokrates des kybernetischen Denkens" bezeichnet. Er hat mit den Pionieren der Kybernetik, Norbert Wiener, Warren McCulloch, John von Neumann zusammengearbeitet. Er sagt: "...Die Kybernetik erster Ordnung trennt das Subjekt vom Objekt, sie verweist auf eine vermeintlich unabhängige Welt 'da draußen'. Die Kybernetik zweiter Ordnung oder die Kybernetik der Kybernetik ist selbst zirkulär: Man lernt sich als einen Teil der Welt zu verstehen, die man beobachten will. Die gesamte Situation der Beschreibung rutscht in einen anderen Bereich, in dem man plötzlich für seine eigenen Beobachtungen die Verantwortung übernehmen muß".

Wir haben unter anderem auch die Begriffe Kommunikation und Rückkopplung angesprochen. Dazu zum Abschluß noch folgende Definitionen:

Zunächst zur Kommunikation:

"Als kommunikatives Verhalten bezeichnen wir als Beobachter solches Verhalten, das im Rahmen sozialer Koppelung auftritt; als Kommunikation bezeichnen wir jene Koordination des Verhaltens, die aus der sozialen Koppelung resultiert". [Humberto R. Maturana in "Der Baum der Erkenntnis"]

"Es sei von Anfang an darauf verwiesen, daß wir die beiden Begriffe Kommunikation und Verhalten hier als praktisch gleichbedeutend verwenden" und

"Ein Organismus braucht für sein Überleben... auch ausreichende Information über seine Umwelt. In diesem Sinne sind Kommunikation und Existenz zwei untrennbare Begriffe".
[Paul Watzlawick in "Menschliche Kommunikation"]

Und zur Rückkopplung:

"Positive Rückkopplungen in einem System sind Beziehungen, in denen eine Variable sich direkt oder indirekt selbst so beeinflußt, daß ihre Vergrößerung zu ihrer weiteren Vergrößerung führt und ihre Verkleinerung zu ihrer weiteren Verkleinerung" [Dietrich Dörner in "Die Logik des Mißlingens"

II. Das Spektrum der Kybernetik im früheren Institut für Kybernetik

Heinz von Foerster hat das Spektrum der Bestimmungsversuche der Kybernetik sinnbildlich als "wunderbaren Regenbogen" bezeichnet und gesagt: "Das ist das Faszinierende der Kybernetik: Man fragt ein paar Leute nach einer Definition - und erfährt sehr wenig über die Kybernetik, aber eine Menge über den Definierenden, sein Spezialgebiet, seinen Bezug zur Welt, seine Lust mit Metaphern zu spielen, seine Begeisterung für das Management, sein Interesse an Kommunikations- oder Nachrichtentheorien." Die Frage, ob es ein verbindendes Prinzip, das all' diesen Vorstellungen über Kybernetik gemeinsam ist gibt, beantwortet er so: "Das fundamentale Prinzip kybernetischen Denkens ist, so meine ich, die Idee der Zirkularität. Da beginnt alles, von dort aus muß man weiterdenken, das ist die Basis."

Horst Völz hat in seinem Beitrag "Kybernetik heute" für meinen Band "Kybernetische Ursprünge der europäischen Bildungstechnologie" auch die Frage des Gemeinsamen, sich gegenseitig Ergänzenden gestellt und ist im Kapitel Regelungstechnik - Kybernetik zu dem Schluß gekommen: "Alle klassischen  Wissen-
schaftsgebiete gehen von einem Objekt aus, das sie untersuchen, Physik z. B. Energie, Chemie,  Stoffum- wandlungen, Biologie das Leben und Medizin den Menschen. Sie sind daher vorwiegend  Strukturwis-  senschaften. Im Gegensatz dazu sind die Kybernetik und die Regelungstechnik auf die Funktion, auf das Verhalten gerichtet. Der Ausgangspunkt bei Wiener war vor allem die hochentwickelte Kriegstechnik - z. B. Verfolgung eines Flugzeuges durch eine automatische Rakete. Ihm wurde klar, daß hier einiges/vieles ähnlich wie beim Menschen bzw. bei den Lebewesen abläuft. Das Substrat ist also bei den Funktionen unwesentlich. Schmidt geht dagegen stärker von der Regelungstechnik aus, die schon vor ihm u. a. in der Biologie (Homöostase) und in der Volkswirtschaft erfolgreich angewendet wurde. Generell unterscheidet die Regelungs-Steuerungstechnik immer zwischen dem zu regelnden Stoff-/ Energie-Strom und den diesen steuernden-beeinflussenden Informationsweg. Als Mittler zwischen  beiden existiert der Regler, der den Stromfluß mittels Information zu beeinflussen gestattet." Völz beschreibt dann die drei typischen Varianten Steuerung, Rückkopplung und Störwertaufschaltung. Seiner Meinung nach macht die Abfolge der drei Prinzipien den Übergang von der klassischen Regelungs-Steuerungstechnik zu den allgemeinen, noch komplizierteren Zusammenschaltungen der Kybernetik deutlich. Völz führt aus: "Auch Wiener und Schmidt haben gleichermaßen technisches, biologisches und soziologisches Geschehen in einem einheitlichen Modell beschrieben, das bei beiden weitgehend übereinstimmt".

Der von Wiener geprägte Begriff Kybernetik geht auf das griechische Wort für Steuermann zurück: kybernetes. Sowohl Norbert Wiener als auch Claude Shannon, Warren Weaver oder Ross Ashby haben immer wieder deutlich gemacht, daß der Steuermann seinem motorischen System mitteilen muß, wie und in welchemAusmaß es das Steuer bewegen soll. Diese Anweisungen und die entsprechenden Rückkopp- lungen begreife ich als Vorgang der Informationsauswertung.

Am 25. Juni 1999 fand in Wien eine Sitzung unter dem Thema "Zukunft der organisierten Kybernetik" statt. Das Protokoll dazu ist im Programmheft zu unserem Symposium abgedruckt. In diesem Protokoll formulierte Helmar Frank für die vier Bereiche Anthropo-, Bio-, Konstrukt- und Allgemeine Kybernetik, daß die Analyse auf vier aufeinander aufbauende Gegenstandsstrukturen führt: (1) Messung, Codierung und Übertragung von Information, (2) Algorithmen und Systeme der Informationsverarbeitung, (3) zielgerichtete Umweltlenkung (speziell: Regelung), (4) Zielverfolgung im Einflußbereich anderer Subjekte (speziell: mathematische Spieltheorie).

Das Institut für Kybernetik, die Gesellschaft für Kommunikationskybernetik, ist zurückzuführen auf das Wirken von Helmar Frank. 1963 wurde er auf den damals neu errichteten "Lehrstuhl für  Informations- wissenschaft" an der damaligen Pädagogischen Hochschule Berlin berufen, der am 28. August 1964  zum "Institut für Kybernetik" ausgeweitet wurde. Über die Lehrautomatenentwicklung hinaus, dehnte sich das Arbeitsgebiet schon bald auf andere Zweige der Kommunikationskybernetik, insbesondere der  kyberne- tischen Pädagogik aus: auf die Informationspsychologie, die systematische Entwicklung von  Lehralgo- rithmen, den rechnerunterstützten Unterricht und die Organisationskybernetik.

Das Hauptgewicht wurde bis 1999 auf die Kommunikationskybernetik, von Frank als theoretisches Fundament der Bildungstechnologie bezeichnet, und die Gesellschaftskybernetik, als den beiden Flügeln der Humankybernetik, gelegt; Frank hatte bis zu seiner Emeritierung im Februar 1998 den Lehrstuhl für Kybernetische Pädagogik und Bildungstechnologie an der Universität/GH Paderborn inne.

Bearbeitet hat das Institut damit "lediglich" einen -die späteren Geschichtsschreiber werden feststellen ob es ein kleinerer oder größerer war- Teil des Spektrums, oder "des wunderbaren Regenbogens" der Kybernetik. Englischsprachige Kybernetische Literatur ist bedauerlicherweise nur zu einem geringeren Teil in die Arbeit eingeflossen.

Seit fast 40 Jahren, 1960 von Max Bense, Gerhard Eichhorn und Helmar Frank begründet, erscheinen die "Grundlagenstudien aus Kybernetik und Geisteswissenschaften, grkg/Humankybernetik" quartalsweise im Verlag "Institut für Kybernetik Berlin & Paderborn gGmbH".
In die Humankybernetik wollen die Grundlagenstudien  die Informationspsychologie, die  Informations- ästhetik, die kybernetische Pädagogik, Sprachkybernetik, Wirtschafts-, Sozial- und Rechtskybernetik integriert sehen.

In inzwischen 11 "Blauen Bänden", mit sicherlich insgesamt etwa 10.000 Seiten Inhalt, ist das umfangreiche Schrifttum des kybernetischen Wirkens Helmar Frank's und  seiner Mitstreiter herausgegeben worden. Es ist sehr schade, daß der überwiegende Teil der Arbeiten und der Zusammenfassungen in den "Blauen Bänden" kaum bekannt geworden ist. Um Druckkosten zu sparen, wurde viel im eigenen Verlag und in unbekannten Verlagen im osteuropäischen Ausland herausgegeben. Nicht einmal wenn die  ISBN bekannt ist, sind die Publikationen beispielsweise in den modernen Buchvertrieben wie amazon.de, bol.de oder buch.de aufzufinden.

Nach diesem kleinen "Abstecher" nun aber zurück zum eigentlichen Thema.

III. Informationstechnologie

Was wird unter diesem modernen aber absolut unsinnigen "Oberbegriff" -auch MultiMedia ist so ein Unwort-  eigentlich zusammengefaßt ? Ich versuche, das was unumstritten ist ohne Rangfolge, ohne Bewertung, einfach einmal aufzuzählen:

° Verkäufe von Computern und Zubehör,
° Software und Dienstleistungen,
° Telekommunikationsausrüstung und Zubehör,
° Internet,
° E-Commerce.

Damit ist der Begriff IT natürlich noch nicht annähernd hinterlegt. Dennoch sind fast ausschließlich diese Schlagworte in aller Munde und wer sie benutzt, zählt zu den -in der Regel selbst ernannten- Fachleuten.

Der Informationstechnologie zuzurechnen ist meiner Meinung nach insbesondere auch das sogenannte "Projekt Nr. 1" von Singapur. Es konzentriert sich auf die Verbindung der Telefonkabel mit dem  Kabel- fernsehen über Hochfrequenz-Glasfaserkabel. Durch diese Initiative erhalten die Haushalte in Singapur ein auf dem Internet basierendes Hochgeschwindigkeitsnetz für Video, Kabelnachrichten, Telelernen und Online-Einkauf. (Nicht kostenlos natürlich. Die monatlichen Kosten werden sich auf etwa 21 Dollar belaufen.)

Im (Spät-)Sommer 1999 lasen wir in der üppigen "Fachpresse", das Internet hätte womöglich Geburtstag und es könnte sein, daß es  30 Jahre alt würde. Ich drücke das sehr vorsichtig aus, denn es gibt eine Reihe von Stichtagen. Am 2. September 1969 wurde im Labor von Leonard Kleinrock an der Universität von Kalifornien in Los Angeles (UCLA) der erste Computer an einen Interface Message Prozessor (IMP), einen mächtigen Klotz, der mit einem Kran in Kleinrocks Labor gehievt wurde, angeschlossen.
Nun kann man natürlich auch sagen, daß der reine Datenaustausch zwischen einem Rechner und einem Kommunikationsprozessor noch kein Internet ist. Dann ist das Internet natürlich  jünger, denn erst am 22. November 1977 wurden erstmals drei wirklich unterschiedliche Netze zusammengeschaltet.

"Mehr als eine Milliarde Menschen werden Ende nächsten Jahres das Internet benutzen", lautet die Prognose des Internet-Guru Nicholas Negroponte. Seine weitere Voraussage: Zahlreiche Geräte und Gegenstände des täglichen Lebens vom Kühlschrank über Kinderspielzeug bis zum Türschloß werden ans Internet   ange- schlossen. Die tatsächliche Geschwindigkeit des digitalen Wandels hängt nach seiner Meinung insbesondere von den Gebühren der Telekommunikationsgesellschaften und den Computerpreisen ab. [InternetWorld, 1999-11-16]

Wang Xuan, Professor an der Universität Peking, Vizepräsident der Chinesischen Assoziation für  Wissen- schaft und Technik, sagte Mitte des Jahres  bei einer Veranstaltung der World Conference on Science: "Die Veröffentlichung wissenschaftlicher Informationen wird auf der Grundlage von Computernetzen und Kommunikationstechniken möglich. Das Internet wird große Veränderungen für die Ausbildung, die Wissenschaft, die Technik, den Handel und das Leben der Menschen mit sich bringen. Die Wirtschaftskrise in Asien hat die weitere Entwicklung des Internet nicht zum Einhalten gebracht." [Telepolis, 1999-06-29]

Man schätzt, daß 1999 sechs und im Jahre 2000 zehn Millionen Computer in China verkauft werden, wahrscheinlich werden Ende des Jahres 2000 bis zu 28 Millionen asiatischer Haushalte einen Internetzugang haben.

Bleiben wir noch einen Augenblick bei den IT-Verhältnissen in China. Dort wurde ein auf Glasfaserkabel beruhendes Kommunikationsnetz aufgebaut, ergänzt wird es u. a. durch Satelliten, Telefon, Mobiltelefon, digitale und MultiMedia-Kommunikation etc.. Die Netzwerke reichen in alle Städte des Landes.
Xuan sieht trotz der raschen Ausbreitung der Informationstechnologie für alle asiatischen Länder noch große wissenschaftliche Probleme. 20 Prozent der Weltbevölkerung besitzen 80 % der Information. Ein großes Problem ist auch die sprachliche Barriere. Weniger als 10 % der wissenschaftlichen Informationen steht im Internet in chinesischer Sprache zur Verfügung. Man ist dabei, diesem Trend durch den Aufbau von Informationsressourcen in der eigenen Sprache entgegenzuwirken.

In November 1999 fand in Las Vegas zum 20. Mal die 'COMDEX', die größte und bedeutendste amerikanische Computershow statt. Noch wird versucht, den PC als "bestes Zugangsgerät zum Internet" zu verkaufen. Sicher wird das noch eine Zeit lang gutgehen, aber... es hat schon eine neue Ära, die nach dem Computer, begonnen. Neue Internet-Zugangsgeräte standen im Vordergrund. Sehen Sie in diesem Zusammenhang auch das "Projekt Nr. 1" von Singapur.

Ohne die Kybernetik säßen wir heute wahrscheinlich noch an mechanischen Schreibmaschinen. Den guten alten Rechner, dessen Väter Kybernetiker waren, brauchen wir aber noch nicht abzuschreiben, er bleibt uns noch eine  Zeit lang erhalten. Ein Medium kann und wird ein anderes nur dann ablösen, wenn es Wissen noch besser transportiert. Wissen ist, wie auch Xuan ausführte, unverzichtbar, es wird noch stärker zunehmen, wird aber auch immer spezialisierter. Keiner von uns kann mehr alles beherrschen. Wir müssen froh sein, wenn wir in unserem speziellen Bereich etwas können. Mit der Ausdehnung der Wissensfelder wächst gleichermaßen der Bedarf, die einzelnen Bereiche zu vernetzen. Spezialisten für das  Zusammen- führen der Wissensbereiche, das werden wieder Kybernetiker sein, werden erforderlich. Die Computer, wie wir sie heute schon bei ALDI bekommen, werden die Techniken und Hilfsmittel zur Zusammenführung von Wissensbereichen natürlich nicht verarbeiten können. Hochleistungs-Computer werden gebraucht und, ein noch größeres Problem der Zukunft, geeignete Software muß entwickelt werden, die uns die  Ausdrucks- möglichkeiten der wechselseitigen Kombination von Ton, Bild, Sprache, Symbol, Bewegung und so weiter erschließen hilft.

Als Schlüsselqualifikation im Umgang mit den Informations'bergen' muß Medienkompetenz vermittelt werden. Wir brauchen medienkompetente Wissensarbeiter, die ihr ganzes Leben lang -weitgehend selbstgesteuert- lernen und wissen, wo und wie sie die jeweils benötigten Informationen beschaffen und wie sie sie zu Handlungswissen verdichten.

Der Zugang zu immer mehr Information wird durch das Internet immer leichter, gleichzeitig wachsen aber auch die Anforderungen an die Qualfikation der Nutzer. In immer kürzeren Abschnitten werden technisch fachliche Qualifikationen nachgefragt. Allgemeine Schlüsselqualifikationen wie Lern-, Kommunikations- und Kooperationsfähigkeiten gewinnen an Bedeutung.

Wir fragen uns oder werden auch häufig gefragt, ob Online-Ausbildung die digitale Kluft  vergrößert. Ausbildung ist in der Regel der große Gleichmacher. Technik dagegen könnte eine neue Quelle für Ungleichheit sein. Damit will ich sagen, daß virtuelle Universitäten nur von jenen besucht werden können, die erstens die notwendige Ausrüstung und zweitens die Kompetenz im Umgang mit Technik haben. Immer noch bestimmt die Höhe des Einkommens weitgehend, wer zuhause einen Computer und Internetzugang besitzt.

Francis Heylighen ist u. a. Associate Director des Transdisziplinären Forschungszentrums Leo Apostel an der Freien Universität Bruxelles und Mitbegründer und -herausgeber des Principia Cybernetica Projekt, das die gemeinsame Entwicklung einer evolutionären und systemischen Philosophie anstrebt. Seine Vision: Virtuelle Agenten, Automatisierung von assoziativen Verknüpfungen und sich selbst verstärkende Lernprozesse könnten ein intelligentes Web schaffen. Ein Web, das von seinen Benutzern so lernt, wie diese von ihm lernen. Mit direkten Schnittstellen zwischen Gehirn und Computer könnte ein Gehirn von Gehirnen, ein globales Supergehirn oder eine kollektive Intelligenz entstehen.

In diesem Zusammenhang lassen Sie mich aber auch Joseph Weizenbaum zitieren, der in seinem Buch "Sind Computer die besseren Menschen ?" ausführt: "Das ist nach meiner Überzeugung die Kernfrage der gesamten Computerentwicklung, ganz besonders der sogenannten künstlichen Intelligenz, über die viel Unsinniges geschrieben wird: Menschliche Erfahrung ist nicht übertragbar. Menschen können lernen. Das heißt: Neues schöpfen. Nicht aber Computer. Die können lediglich Strukturen und Daten nach vorgegebenen Mustern erweitern oder verdichten."

Wir sehen, daß auf die Kybernetik zum Beispiel in vielem auch die Künstliche Intelligenz, die  Roboter- forschung und weitere Gebiete aufbauen. Ich will das Thema 'Neuronale Netze' heute nicht in meine Ausführungen einbeziehen. Nur noch abschließend bemerken, daß ein Team des FB Elektrotechnik an der Uni Dortmund einen Parallelrechner zur Simulation eines neuronalen Netzes entwickelt hat, das bisherigen Neurocomputing-Lösungen in seiner Leistung um den Faktor 100 überlegen sein soll.

IV. Kybernetik und Informatonstechnologie

Ich zeige zum Schluß meiner Ausführungen an einem Beispiel die heute mögliche kybernetische technische Ausbildung, für die kybernetische Pädagogik und Bildungstechnologie ist der Kollege Frank zuständig, auf.
An der Universität Stuttgart wurde 1971 der Studiengang "Technische Kybernetik" eingeführt, da steigender Bedarf an Ingenieuren mit Kenntnissen auf diesem Gebiet festgestellt wurde. In den vier Semestern bis zur Diplom-Vorprüfung werden vorwiegend allgemeine Grundlagen in den Fächern Mathematik, Informatik, Mechanik, Elektrotechnik, Thermodynamik, Optik etc. vermittelt.
Nach der Diplom-Vorprüfung wird der Lehrstoff aus dem engeren Bereich der technischen Kybernetik erarbeitet. Schwerpunkte sind dann Regelungstechnik, Systemdynamik, Meß- und Steuerungstechnik, Simulationstechnik, Echtzeit-Datenverarbeitung, Stochastik u.s.w..
Entsprechend ihren Neigungen können die Studenten aus mehreren Anwendungsfächern auswählen:

- Verkehrstechnik,
- Chemie, Verfahrenstechnik,
- Fertigungstechnik,
- Anlagentechnik,
- Luft- und Raumfahrttechnik,
- Energietechnik,
- Biotechnologie,
- Wirtschaftswissenschaften.

Auch in der Zukunft werden wir, wie wir sehen, hervorragend ausgebildeten kybernetischen Nachwuchs haben, der hoffentlich zu einem größeren Teil auch in unserem Lande oder wenigstens in Europa bleibt, auch wenn die Berufsaussichten in den Vereinigten Staaten von Amerika weitaus besser sind.
Dieser kybernetische Nachwuchs wird einen festen Platz in der Weiterentwicklung der  Informations- technologie und in der Entwicklung neuer Technologien haben.
Und wir müssen zusehen, diesen Nachwuchs für uns zu interessieren und ihm einen festen Platz in unserer Mitte einräumen.