Введение в кибернетику - Эшби У.Р.
Скачать (прямая ссылка):
1 Согласно средневековым представлениям, все существующее образовано сочетанием четырех элементов: огня, воздуха, воды и земли. В теле человека имеется четыре гумора (от латинского humor — жидкость): кровь, мокрота, желтая желчь и черная желчь. Болезни происходят от неправильного состава и соотношения гумо-ров. В соответствии с этим вопрос об отношении гуморов к элементам, т. е. о составе гуморов, был одним из основных вопросов средневековой медицины. — Прим. псрев.
18 Зак. 3346. У. Росс Эшби
•/74 ГЛАВА 9. НЕПРЕКРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕРЕДАЧА 9/22
Надо отметить, что эта проблема никогда не была решена. Действительно, когда химики и патологи стали больше знать о нашем теле, они поняли, что ею надо просто пренебречь.
Вполне возможно, что некоторые из наших классических проблем, связанных с мозгом, — быть может, некоторые из проблем, относящихся к локализации, причинной обусловленности и обучению, — окажутся принад: лежащими к этому же типу. По-видимому, новый подход, предлагаемый кибернетикой, может помочь нам достичь лучшего проникновения в суть явлений; если это случится, мы избавимся от некоторых вопросов, ясно показав, что их и не следовало задавать.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ЕГУЛИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ
Основой всей физиологии должна быть физиология постоянства.
Дарлингтон
ГЛАВА 10
Регулирование в биологических системах
10/1. В двух «предшествующих частях мы рассматривали понятие механизма (и процессы, протекающие внутри систем) и понятие разнообразия (и процессы связи между системами). Эти две темы следовало рассмотреть в первую очередь, как имеющие фундаментальное значение. Теперь, используя их, мы перейдем в третьей части к рассмотрению центральной темы кибернетики — проблем регулирования и управления.
В этой главе рассматривается место регулирования в биологии и показывается вкратце, почему оно имеет фундаментальное значение; показывается глубокая взаимосвязь регулирования с потоком разнообразия. В следующей, 11-й главе эта взаимосвязь рассматривается более подробно и вскрывается количественный закон, согласно которому количество регулирования, которое может быть получено, ограничено количеством информации, которая может быть передана по определенному каналу. В дальнейшем, в гл. 12, поднимается вопрос о том, как должны осуществляться абстрактные принципы гл. 11 — какого рода машины могут выполнить то, что нам нужно. В этой главе вводится машина нового рода — марковская, которая расширяет возможности, рассмотренные в первой части. В остальных главах рассматривается осуществление регулирования и управления в условиях возрастающих трудностей.
278 ГЛАВА 10. РЕГУЛИРОВАНИЕ В БИОСИСТЕМАХ 10,2
в особенности тех трудностей, которые возникают, когда система становится очень большой.
В начале третьей части мы будем принимать, что регулятор уже имеется, либо прирожденный, либо специально изготовленный фабричным или каким-либо другим способом. Вопрос о том, как должен строиться регулятор, делающий такие полезные вещи, и какие факторы приводят к его возникновению, будет рассмотрен в § 13/10.
10/2. Настоящая глава в основном имеет целью пробудить интерес читателя, показав, что вопросы, рассматриваемые в последующих главах (начиная с гл. 11), имеют фундаментальное значение для биологии. Вопрос о регулировании в биологии настолько широк, что не может быть охвачен никакой отдельной главой. В работе Кен-нона «Мудрость тела» этот вопрос рассматривается лишь постольку, поскольку речь идет о внутренней, вегетативной деятельности; но еще остается написать книгу, значительно большую по размеру, которая покажет, что и вся направленная вовне деятельность организма — его «высшая» нервная деятельность — носит такой же регу-ляторный, т. е. гомеостатический, характер. В этой главе я вынужден предоставить многое воображению читателя, будучи убежден, что, как биолог, он, вероятно, уже достаточно знаком с этим тезисом. Во всяком случае, этот тезис уже до некоторой степени обсуждался в книге «Устройство мозга».
Главная задача настоящей главы — связать воедино понятия регулирования, информации и выживания, продемонстрировать, насколько они близки, и показать, что все эти три понятия можно рассматривать с помощью метода, который совершенно однороден с применявшимися до сих пор в этой книге и может быть сделан сколь* угодно строгим, объективным и точным. 10/3. Основания. Начнем сначала. Исходным фактором биологии является то, что возраст Земли равен примерно двум миллиардам лет и что биолог изучает в основном то, что существует сегодня. Из этого следует хорошо известный вывод, который я перескажу в наших терминах.
В § 4/23 мы видели, что если некоторая динамическая система велика и состоит из многократно повторяющихся
ВЫЖИВАНИЕ
279
частей и если она содержит какое-либо аутокаталитиче-ское свойство, т. е. такое свойство, наличие которого в одном месте увеличивает вероятность появления его в другом месте, то такая система является, поскольку речь идет об этом свойстве, существенно неустойчивой при его отсутствии. Наша Земля содержала углерод и другие необходимые элементы; и известно, что многие соединения углерода, азота и некоторых других элементов являются сахмовоспроизводящимися. Отсюда следует, что хотя состояние «быть безжизненной» является почти что состоянием равновесия, но это равновесие неустойчиво (§ 5/6) и любое отклонение от него может послужить началом траектории, все больше и больше отклоняющейся от «безжизненного» состояния. И вот сегодня мы видим в биологическом мире прежде всего эти самые «аутокаталитические» процессы, обнаруживающие все те специфические особенности, которые были наложены на них двумя миллиардами лет устранения форм, не способных к выживанию.
