Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
140
Системы с положительной обратной связью могут использоваться и используются как генераторы незатухающих колебаний. Эти системы более сложны в описании, чем системы с отрицательной обратной связью, так как они нелинейны. Положительная обратная связь в линейной системе вызывает неограниченное нарастание амплитуды колебаний, а так как всякая реальная система линейна лишь в некоторых пределах, то эти пределы и задают наибольшую, предельную амплитуду нарастающих колебаний. Математический аппарат линейных систем способен лишь указать на наличие положительной обратной связи и на возможность возникновения колебаний. Для описания подробностей развития и установления процесса требуется другой, более сильный математический аппарат.
Технические следящие системы встречаются в большом разнообразии типов и воплощений. По применению их можно разделить на следующие классы: усилители мощности, системы дистанционного управления, преобразователи, измерительные устройства, счетно-решающие устройства. По характеру физических процессов, которые используются в сигнальной и в силовой частях системы, они делятся на электромашинные (сервосистемы) постоянного и переменного тока, электронные (вакуумные и тиратронные), механические, гидравлические, пневматические и т. д. По структуре систем их можно разделить на системы непрерывного, прерывистого (импульсного) и релейного действия. В системах непрерывного действия выходной эффект пропорционален «ошибке», выделенной во входном устройстве, ее производным и интегралам. В системах импульсного действия выходной эффект постоянен в течение некоторого периода времени, и его изменение происходит только в момент короткого импульса регулирования. В релейных системах выходной эффект достигает максимального значения всякий раз, как «ошибка», выделенная во входном устройстве, превышает некоторую минимальную, пороговую величину. Все перечисленные типы следящих систем широко применяются на практике.
Обратная связь в живых организмах
Существование систем регулирования с обратной связью далеко не ограничивается техникой. Гораздо более широко, чем в технике, такие системы представлены в биологии, в жнвых организмах.
141
Любой, даже самый простой живой организм (живая клетка), представляя собой нечто единое и цельное, всегда заключает в себе различные составные части, отличающиеся структурно и функционально. Эти составные части взаимодействуют друг с другом и с внешней средой сложным образом, в результате чего некоторые жизненно важные для организма величины поддерживаются строго постоянными, несмотря на изменения, происходящие во внешней среде. Процесс биологической приспособляемости организмов к изменениям внешней среды весьма многообразен и сложен. Мы сумеем упомянуть лишь некоторые процессы, участвующие в этом взаимодействии.
Переходя от технических устройств к живым организмам, нельзя не отметить целого ряда особенностей предмета изучения, которые должны наложить отпечаток на подход к вопросу и на методы исследования.
Наблюдая поведение, реакции живых организмов, в особенности высших животных, на внешние раздражения и сравнивая эти реакции с работой машин, даже самых сложных, мы невольно отмечаем огромную разницу, заметную уже при самом поверхностном наблюдении. Разница эта настолько велика, что часто мы вовсе не решаемся проводить никаких аналогий или же, если и делаем это, то сопровождаем многочисленными оговорками и «извинениями».
Реакция простой машины на любое внешнее воздействие всегда однозначна. Зная устройство машины, зная внешнее воздействие, мы всегда заранее можем предсказать ее реакцию. Даже если машина среагирует неожиданно, то и тогда мы уверены, что это произошло из-за ее поломки, которая, собственно, и оказалась неожиданной и однозначно определила неожиданную реакцию.
Иное дело — живые существа. С ними никогда нельзя, казалось бы, быть уверенным, как именно они поступят в следующий момент. Любое неучтенное воздействие со стороны меняет их реакцию, их поведение. Чтобы добиться постоянства условий эксперимента, биологи отгораживают лаборатории звуконепроницаемыми стенками, возводят «башни молчания», но даже стены не ограждают от случайного воспоминания, уловить влияние которого на поведение практически невозможно. И чем выше стоит животное на лестнице развития, тем сложнее и многообразнее, неожиданнее и, казалось бы, «беспричиннее» с виду его реакция. Даже два близнеца, выросших вместе, по разному ответят на одинаковые события.
142
Как же можно и можно ли подходить с одной меркой к животным и машинам? Не пытаемся ли мы сравнивать несравнимое и не является ли мир живых существ качественно новым и несравнимым с миром неживым?
Несомненно, живые существа составляют особый мир. Несомненно, что их существование качественно отлично от неживой природы. И тем не менее эти качественные отличия не могут заслонить несомненных черт сходства между работой машины и поведением живых существ.
