Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения - Росс Э.У.
Скачать (прямая ссылка):
Иногда параметр внезапно изменяют и тотчас же возвращают к начальной величине —¦ например, когда экспериментатор ударяет по сухожилию. Эффект изменения параметра состоит в кратковременном изменении поля, и это изменение, пока оно длится, выводит репрезентативную точку из ее первоначального положения. При возвращении параметра к исходной величине первоначальное поле и положение точки равновесия восстанавливаются, но репрезентативная точка теперь удалена от точки равновесия; поэтому она движется вдоль линии поведения, и организм «реагирует». (Обычно репрезентативная точка возвращается к прежнему состоянию равновесия, но если таких состояний
несколько, она может прийти к какому-либо другому равновесному состоянию.) Такой раздражитель мы будем называть импульсным.
В дальнейшем необходимо будет точнее указывать, что мы понимаем под «раздражителем» в каждом данном случае. Представим себе, например, собаку, у которой вырабатывают условный рефлекс на звук электрического звонка. Что именно здесь будет раздражителем? Может быть, замыкание контакта при включении звонка? Или частые удары молоточка по чашке звонка? Колебания воздуха? Вибрации барабанной перепонки, слуховых косточек, базальной мембраны? Импульсы в слуховом нерве, в слуховой зоне коры? Чтобы быть точными, мы должны признать, что экспериментатор непосредственно контролирует только замыкание контактов и что это служит параметром для комплексно действующей системы, состоящей из электрического звонка, среднего уха и прочих компонентов.
Когда «раздражитель» становится более сложным (при увеличении числа параметров, изменяемых экспериментатором), мы должны сделать неизбежные обобщения. При этом необходимо заметить, что если не все параметры независимы, если они изменяются группами (подобно переменным в § 3.3), мы можем представить каждую из групп отдельной величиной и тем избежать излишней многочисленности параметров.
Соединение динамических систем
6.6. Теперь мы можем объяснить, что, по существу, имеется в виду под «соединением» двух (или большего числа) систем.
Представление о соединенных системах имеет величайшее значение в биологии, где оно часто играет основную роль. Мы сталкиваемся с ним всякий раз, когда одна система действует на другую, сообщается с ней, принуждает ее к чему-либо или передает ей сигналы.
Параметры.
(Природу операции соединения можно строго и наиболее ясно представить в математической форме (§ 21.9), так как это позволяет видеть, что существенно и что не относится к сути дела. Детально этот вопрос обсуждается во «Введении в кибернетику», § 4/6, здесь же мы рассмотрим его менее строго.)
Для того чтобы две системы, скажем А и В, были соединены и А действовала на В, необходимо, чтобы система А влияла на состояние системы В. Другими словами, величины каких-то параметров системы В (или хотя бы одного параметра) должны стать функциями от величин переменных системы А (зависеть от них). Так, например, если В — яйцо, развивающееся в инкубаторе, а А — атмосферное давление, то А можно «соединить» с В так, чтобы А влияло на В, если сделать температуру (или другой подходящий параметр) зависящей от давления.
В этом примере мы не видим, как можно было бы заставить развитие яйца влиять на атмосферное давление, так что обратное соединение систем А и В (В -+А) вряд ли возможно. В большинстве случаев, однако, возможно соединение в обоих направлениях. При таком соединении между двумя системами устанавливается обратная связь.
В очень простых случаях поведение целого, образуемого соединенными частями, можно шаг за шагом проследить с помощью логической или математической дедукции. Можно представить себе, что каждая часть имеет собственное фазовое пространство, заполненное полем; структура этого поля будет зависеть от положения репрезентативной точки другой части. Каждая репрезентативная точка совершает переход, определяемый ее собственным полем, форма которого зависит от положения второй точки. Таким образом, каждая из них перемещается шаг за шагом, будучи направляема другой точкой и в то же время направляя ее. (Этот процесс детально рассмотрен во «Введении в кибернетику, § 4/7.)
Картина этих изменений слишком сложна для того, чтобы наглядно представить себе, как будут вести себя
две реальные системы; детали должны быть установлены каким-либо другим методом. Важно то, что природа процесса в принципе совершенно свободна от неясностей или неопределенностей, и поэтому его можно включить в строгую теорию динамических систем.
Параметр и стабильность
6.7. Теперь мы подошли к главному пункту этой главы.Поскольку изменение величины параметра ведет к изменению поля и поскольку стабильность системы зависит от ее поля, изменение величины параметра, как правило, ведет к какому-то изменению стабильности системы.
Простым примером служит смесь водорода, азота и аммиака, в которой происходит процесс соединения или диссоциации, пока концентрации не достигнут равновесного состояния. Если смесь первоначально образовалась из чистого аммиака, то одна переменная «процент диссоциировавшего аммиака» образует одномерную систему, определяемую состоянием. К ее параметрам относятся, в частности, температура и давление. Как известно, изменения этих параметров влияют на положение равновесия.
