Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения - Росс Э.У.
Скачать (прямая ссылка):
И здесь такая независимость в общем случае не ограничивает возможностей зависимости или независимости В от А; А может доминировать над В.
12.8. Для того чтобы проиллюстрировать применение этого определения и показать, что оно согласуется с повседневным опытом, приведем несколько примеров.
Если бактериолог хочет выяснить, влияет ли какое-либо вещество на рост микроорганизма, он приготов-
ляет две пробирки с питательной средой, содержащей это вещество в разных концентрациях (X), но идентичной в отношении всех других компонентов; затем он высевает в пробирки равное количество клеток и наблюдает, как изменяется их число (Y) с течением времени. Потом он сравнивает числа, найденные после двух начальных состояний, различавшихся только концентрацией исследуемого вещества.
Для того чтобы проверить, зависит ли система, определяемая состоянием, от какого-либо параметра, т. е. «эффективен» ли этот параметр, наблюдатель отмечает поведение системы в двух случаях, когда параметр имеет разные величины. Например, чтобы выяснить, действительно ли температура в термостате зависит от положения регулятора, он устанавливает регулятор в каком-то положении, убеждается в том, что температура имеет свою обычную величину, и отмечает последующее поведение температуры; затем он возвращает температуру к ее предыдущей величине, изменяет положение регулятора и снова наблюдает. Изменение поведения указывает на эффективность регулятора.
Наконец, приведем пример из области поведения животных. Паркер исследовал, зависит ли поведение щупальца актинии от того, соединено ли оно с телом.
«Когда на щупальца актинии помещали мелкие кусочки мяса, эти органы обвивались вокруг кусков пищи и, сгибаясь в надлежащем направлении, подносили их ко рту».
(Паркер установил, что это поведение регулярно и что систему «положение щупалец — положение пищи» приблизительно можно считать системой, определяемой состоянием. Он описал линию поведения после состояния «щупальце вытянуто, пища лежит на щупальце».)
«Если теперь вытянутое щупальце спокойной, расправившей свое тело актинии ухватить у основания щипцами, отрезать и держать в таком положении, чтобы можно было ясно представлять себе его первоначальное положение относительно
всего тела животного, то окажется, что оно по-прежнему реагирует на пищу при соприкосновении с ней и в конце концов сгибается в ту сторону, где раньше находился рот».
(Паркер описал теперь линию поведения после второго начального состояния, идентичного первому во всем, кроме того, что параметр «соединение с телом» имел иную величину. Он установил, что обе формы поведения переменной «положение щупальца» тождественны.) Паркер делает вывод, что система щупальца в этом отношении независима от системы тела:
«Таким образом, внутри щупальца имеется полный нервно-мышечный механизм, обеспечивающий его собственные реакции».
Итак, наше определение согласуется с обычными представлениями. Хотя и громоздкое в простых случаях, оно имеет то преимущество, что в сложных случая.х позволяет проверить независимость переменных в системе с помощью одних лишь первичных операций и получить ясный и точный ответ.
12.9. При этом определении «независимость» зависит от того, как система ведет себя в единицу времени (во время одной «ступени», если изменение имеет характер ступенчатой функции, или в бесконечно малый промежуток времени, если изменение происходит непрерывно). Определенные таким образом зависимости между всеми парами переменных дают, согласно определению в § 4.12, схему непосредственных воздействий.
Вообще зта схема не ограничена какими-либо формами: при достаточном разнообразии машин могут существовать все геометрически возможные формы. Такая свобода, однако, возможна не всегда, если мы рассматриваем связь между двумя переменными на протяжении значительного времени. Предположим, например, что схема непосредственных воздействий имеет вид
X может не оказывать никакого непосредственного действия на Z, но на протяжении двух «ступеней» связь этих переменных не свободна, так как две разные начальные величины X приведут, одной ступенью позже, к двум различным величинам Y, а эти две различные величины Y приведут (поскольку Z зависит от Y) к двум разным величинам Z. Таким образом, после двух ступеней даже и при отсутствии непосредственного воздействия X на Z изменения X приведут к изменениям Z: значит, X все-таки действует на Z, хотя и с запозданием.
Таким образом, возможна зависимость иного рода, существующая в том случае, если Z изменяется когда-либо в результате изменений X. Эти отношения можно представить схемой конечных (отдаленных) воздействий. Ее нужно ясно отличать от схемы непосредственных воздействий, из которой она может быть получена. Для этого к схеме непосредственных воздействий добавляют новые стрелки, согласно следующему правилу: если любые две стрелки соединены последовательно:
то добавляют третью стрелку, идущую от начала первой к концу второй:
Так поступают до тех пор, пока не оудут введены все возможные новые стрелки. Например, из схемы непо-
