Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения - Росс Э.У.
Скачать (прямая ссылка):
Такую согласованность линии возвращения с исходным отклонением иногда рассматривали как «разумное» и свойственное только живым существам. Но простым опровержением служит обычный маятник: если мы отклоним его вправо, он развивает силу, стремящуюся сдвинуть его влево, а если мы отклоним его влево, он развивает силу, стремящуюся сдвинуть ею вправо. Средневековый ученый, заметив, что маятник реагирует на различные отклонения возникновением сил, различных по направлению, но всегда толкающих его к среднему положению, сказал бы, что «маятник ищет середину». Этой фразой он признал бы, что поведение стабильной системы можно описать как «поиск цели». Мы можем, не внося никакого метафизического смысла, признать, что такой тип поведения действительно свойствен стабильным динамическим системам. Например, фиг. 14 показывает, как при изменениях установки термостата температура прибора все время следует за нею, приближаясь к заданной температуре так, как если бы это была ее цель.
Такое движение происходит здесь только в одном измерении (температура), но в других «ищущих цель» устройствах измерений может быть больше. Например, прожектор, управляемый радиолокатором, использует отраженные импульсы для такого изменения направления луча, которое сводит к минимуму угол между этим направлением и угловыми координатами источника отраженных импульсов. Если самолет меняет курс,
прожектор активно преследует его точно так же, как температура следовала за изменениями установки термостата. Такая система «ищет цель» в двух измерениях.
Ф и г. 14. Кривая температуры термостата (сплошная линия) при изменениях установки регулятора (пунктирная линия).
Общее в этих примерах то, что оба устройства «управляются своей ошибкой»: каждое из них частично управляется отклонением состояния системы от равновесного состояния (которое в этих примерах может быть изменено внешним воздействием). На термостат влияет разность между действительной и заданной температурами. На прожектор влияет различие между двумя направлениями. Таким образом, к машинам с обратной связью не относится часто повторяемое утверждение, что машины действуют вслепую и не могут исправлять своих ошибок. Такое утверждение верно в отношении машин, не имеющих обратной связи, по не в отношении машин вообще (§ 3.11).
Теперь, когда мы установили, что обратную связь можно использовать для коррекции любого отклонения, нам легко понять, что нет предела сложности «целенаправленного» поведения, к которому могут быть способны машины, совершенно лишенные какого бы то ни было «жизненного» фактора. Например, автоматическое зенитное орудие может управляться импульсами от радиолокатора, отраженными как от преследуемого самолета, так и от собственных разрывающихся снаря-
дов, таким образом, что оно стремится свести к минимуму расстояние между местами их разрывов и самолетом. Такую систему, полностью автоматизированную, нельзя отличить по поведению от орудия, управляемого человеком: обе системы будут вести огонь по дели, учитывая все ее маневры и непрерывно используя свои ошибки для того, чтобы улучшить очередной выстрел. Это показывает, что система с обратной связью может быть полностью автоматической и тем не менее способной к активным и сложным поискам цели. То и другое вполне совместимо.
4.17. Можно заметить, что стабильность, как мы ее определили, отнюдь не предполагает неподвижности или негибкости. Правда, стабильная система обычно имеет состояние равновесия, в котором она не обнаруживает никаких изменений; но это отсутствие изменений нельзя принимать за неподвижность: будучи выведена из состояния равновесия, система перейдет к активным, иногда обширным и сложным, движениям. Стабильная система ограничена в своих изменениях лишь в том смысле, что ей несвойственны всевозможные беспредельные отклонения.
Стабильность и целое
4.18. Важная особенность стабильности (или нестабильности) системы состоит в том, что это свойство принадлежит всей системе и не может быть приписано какой-либо ее части. Это положение можно проиллюстрировать, рассмотрев первую схему § 4.14 с точки зрения практического конструирования термостата. Для того чтобы обеспечить стабильность всей системы, конструктор должен учесть следующее:
1) каково влияние температуры на диаметр капсулы, т. е. ведет ли повышение температуры к расширению или к сжатию капсулы;
2) в какую сторону будет двигаться рычаг при расширении капсул#;
3) в каком направлении будет поворачиваться газовый кран при движении рычага;
4) приведет ли данный поворот газового крана к уменьшению или к увеличению притока газа;
5) уменьшится или увеличится газовое пламя при увеличении притока газа;
6) как повлияет увеличение газового пламени на температуру капсулы.
Некоторые из ответов очевидны, но тем не менее необходимы. Когда известны все шесть ответов, конструктор может обеспечить стабильность только таким соединением составных частей (главным образом путем конструктивного оформления связей 2, 3 и 5), при котором они в целом образуют надлежащую систему. Пять из шести эффектов могут быть определены, но стабильность все еще будет зависеть от того, в каком отношении к ним находится шестой эффект. Стабильность принадлежит только их сочетанию; ее нельзя отнести к частям, рассматриваемым в отдельности.
