Введение в кибернетику - Эшби У.Р.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 4/20/1.
На левом квадрате показана в качестве основной сети диаграмма непосредственных воздействий, какая может быть получена по методу упр. 4/19/5. На среднем квадрате показано, что сохранится, если тридцать процентов переменных будут оставаться постоянными (в силу того, что воздействия на них не превышают порога). На правом квадрате показано, что сохранится, если доля постоянных поднимется до 50%. Эти последовательные изменения слева направо могут быть вызваны постепенныл! повышением порога. Мы видим, что
102
ГЛАВА 4. МАШИНЫ СО ВХОДОМ
4/21,
взаимодействующие подсистемы постепенно становятся все меньше и меньше; повышающийся порог функционально рассекает систему на все меньшие и меньшие части. Мы видим, что некоторые факторы, как, например, «высота порога» или «процент постоянных переменных», способны непрерывно изменять большую систему, проводя ее через целый ряд состояний, на одном конце которого находится совершенно связная форма, где каждая переменная оказывает непосредственное воздействие на каждую другую переменную, а на другом конце — совершенно несвязная форма, где каждая переменная независима от каждой другой. Таким образом, системы обнаруживают большую или меньшую «целостность». Степень этой целостности можно описывать статистически, даже если система слишком велика для индивидуального описания подробностей.
Упр. Может ли изменение А (рис. 4/20/1) воздействовать на В в крайней левой системе? В двух остальных?
4/21. Локальные свойства. В больших системах, со многими повторяющимися частями, немногочисленными непосредственными воздействиями и ограниченным количеством соединений, свойства обычно проявляются в локализированной форме. Иными словами, свойство возникает лишь у немногих переменных, и наличие (или отсутствие) его у этих переменных не определяет наличия или отсутствия этого свойства у других небольших множеств переменных. Такие локализируемые свойства обычно бывают очень важны в больших системах, и дальнейшая часть этой главы будет посвящена их рассмотрению. Вот некоторые примеры локализируемых свойств.
В простой химической реакции, например в реакции между раствором азотнокислого серебра и хлористого натрия, участвует приблизительно 1022 составных частей, образующих, таким образом, очень большую систему. Части эти (атомы, ионы и т. д.) в основном повторяются, ибо их всего каких-нибудь 10—12 типов. Кроме того, каждая часть оказывает непосредственное воздействие лишь на весьма немногие части по сравнению со всей совокупностью частей. Поэтому соединение или
4/22
ОЧЕНЬ БОЛЬШАЯ СИСТЕМА
103
несоединение одного иона серебра с ионом хлора не оказывает никакого воздействия на огромное большинство остальных пар ионов. В результате свойство частей «быть соединенными в А§С1» может существовать в распознаваемой форме в различных точках системы. Сравните эту возможность повторения с тем, что происходит в совершенно связной системе, например в термостате. В термостате такое локализированное свойство вряд ли может существовать и уж, конечно, не может независимо повторяться повсюду в системе, так как существование любого свойства в одной точке решающим образом определяет, что произойдет в других точках.
Переход от химии раствора в лабораторной пробирке к химии протоплазмы, вероятно, носит такой же характер, ибо протоплазма как химическая динамическая система слишком богата внутренними связями частей, чтобы допускать значительную локальную независимость проявления какого-либо свойства.
Другим примером служит весь биологический мир, рассматриваемый как состоящая из многих частей система. Эта система, образованная в конечном счете из атомов земной поверхности, делится на повторяющиеся в значительной мере части — как на низшем уровне (все атомы углерода химически одинаковы), так и на высшем (все особи одного вида более или менее одинаковы). В этой системе различные свойства, существующие в одном месте, могут существовать также и в других местах. Отсюда вытекает, что основные свойства биологического мира будут подобны свойствам систем, описываемым в нижеследующих гарагра-фах.
4/22. Самозакрепляющиеся свойства. Эти системы обладают следующей общей чертой. Их поведение во времени во многом зависит от того, могут ли в них развиваться свойства, которые, образовавшись однажды, становятся затем недоступными для «разобразующих» (т. е. разрушающих) факторов. Рассмотрим, например, колонию устриц. Каждая устрица может свободно принимать сигналы опасности и может закрыться; но, однажды закрывшись, она уже не может принимать сигналы безопасности, которые открыли бы ее. Если бы
104
ГЛАВА 4. МАШИНЫ СО ВХОДОМ
названные сигналы были единственными действующими факторами, то мы могли бы предсказать, что со временем устричная колония полностью перейдет в закрытое состояние, — важный факт в ее истории!
Во многих других системах этот принцип может быть прослежен более серьезно — и почти во всех он важен. Рассмотрим, например, раствор взаимодействующих молекул, которые могут образовывать различные соединения. Некоторые из этих соединений могут снова вступать в реакции; но одно соединение, допустим, является нерастворимым, так что его молекулы вступать в реакцию неспособны. Свойство «быть нерастворимым соединением» может приобретаться одной частью за другой, но после того как нерастворимость выделила вещество из раствора, это свойство уже не может быть обращено. Существование этого свойства является решающим в истории системы — обстоятельство, хорошо известное в химии, где оно находит бесчисленные применения.
