Очерки адаптации и биологии и технике - Лабутин В.К.
Скачать (прямая ссылка):
Трудности при изучении адаптивных свойств живых организмов начинаются буквально с первых шагов. Достаточно сказать, что до сих пор отсутствует общепринятое определение самого понятия адаптации. Несмотря на широкое применение этого термина в отношении разнообразных проявлений приспособляемости живых систем, биологи чаще всего уклоняются от общего определения класса адаптивных процессов. Это произошло и на симпозиуме американских физиологов, созванном специально для обсуждения вопросов физиологической адаптации. Не большую смелость проявляют и представители точных наук. Известный математик, крупный специалист в области теории автоматического регулирования Роберт Калаба в 1962 году заявил: «В настоящее время мы можем сказать, что адаптивное регулирование есть тайна, завернутая^ в головоломку, спрятанную внутри загадки». Специалисты в различных областях техники используют термин «адаптация» для обозначения весьма частных, характерных для данной области задач и направлений. Таким образом, не очерчен даже круг вопросов, которые следует рассматривать, изучая адаптацию.
БиТПгогия в наше время превратилась в весьма обширную науку, объединяющую большое число дисциплин с существенно
разными предметами и методами исследования. В результате этого сведения о различного рода адаптивных свойствах и механизмах, обнаруживаемых на разных уровнях организации и эволюции биологических систем, оказались разрозненными и малодоступными для творческого обобщения и целенаправленного изучения.
Наконец, в отличие от точных наук в биологии до сих пор преобладают ^качественные описания строения н свойств живых организмов и^происходящих в них процессов. Фундаментальные ХШЗЙетва живой материи, обусловливающие своеобразные закономерности биологических процессов, лишь в последнее время становятся доступными для серьезного изучения. Поэтому истинная природа многих адаптивных свойств живых организмов все еще скрыта от глаз современного ученого и не может быть описана в терминах, допускающих моделирование этих процессов техническими средствами.
Итак, наука об адаптивности биологических систем, по существу, находится в начальной стадии своего развития, и для широкого переноса принципов, адаптации в технические устройства нужно преодолеть большие трудности. Однако эффект от необходимых для этого усилий настолько продвинет нас в понимании механизмов жизни и в совершенствовании техники, что Целесообразность интенсивных работ в этой области не вызывает сомнений. Взаимодействие между точными науками и биологией, расширяющееся со времени формирования основных идей кибернетики и уже приносящее свои плоды,—залог того, что загадка адаптивных процессов будет успешно разгадана.
Книга, предлагаемая читателю, состоит из трех очерков. В первом мы попытаемся проследить основные разновидности адаптаций, обнаруженных в мире живого, надеясь, что это послужит некоторой систематизации сведений, разбросанных по большому числу источников, относящихся к разным областям биологии, и, иллюстрируя всеобщий характер адаптивных процессов в живой природе, поможет также выяснить специфические особенности различных видов этих процессов, в том числе такие, которые не знакомы современной технике. Обсуждение адаптаций в биологических объектах ведется на уровне качественных АШ?аний без матемахической формализации рассматриваемых процессов. Хотя в последние годы в связи со стремлением некоторых ученых к математизации биологии стали появляться удачно формализованные математические модели отдельных биологических систем, сфера адаптивных процессов представлена такими моделями слабо. Сосредоточение внимания на деталях математических моделей нескольких случайных механизмов адаптации помешало бы выявлению наиболее общих принципиальных черт основных разновидностей биологических адаптаций. Вместо этого мы заканчиваем первый очерк описанием обобщенной модели адшттивной системы, а интересующихся конкретными моделями 'отсылаем к специальной литературе, аннотированной в заключительном разделе книги.
Второй очерк представляет собой обзор используемых в технике методов построения автоматических устройств, работа которых носит черты адаптивности. Здесь же обсуждаются ограничения, свойственные таким автоматам, и возможные пути "их
дальнейшего усовершенствования за счет более широкою внедрения принципов^ адаптации. Этот очерк, в особенности его первая половина, адресуется читателям, незнакомым с основами теории автоматического управления. Тем не менее в последних пунктах второго очерка затрагиваются вопросы, связанные с современной проблематикой этой дисциплины и в ряде случаев носящие дискуссионный характер.
Третий очерк посвящен вопросам применения адаптивных устройств в радиоприемной технике. Наряду с известными техническими решениями читатель найдет описания некоторых оригинальных устройств, разработанных на основе бионического подхода. Этот очерк, видимо, представит наибольший интерес разработчикам радиоприемных устройств. Он иллюстрирует да-леко не. самые мощные, но вполне эффективные и практически реализуемые возможности совершенствования технических устройств, уже сейчас подсказываемые изучением биологических адаптаций.
