Если приведенные пять этапов развития оценки полезного эффекта изобразить в общепринятых символах техники автоматического регулирования, то мы получим весьма поучительный ряд схем (см. рис. 1).
Первая часть рисунка (1) дает изображение тех натуральных отношений в нервной системе, которые соответствуют натуральному приспособительному поведению живых существ. Мы видели, что такая система отношений сформировалась в истории живых существ как единственно возможная. Она является следствием той вариантности поведения, которая составляет один из кардинальных законов мира. Эта система непременно должна быть всюду, где речь идет о полезности приспособительного эффекта, и потому она неминуемо должна была сопутствовать и первым попыткам первобытного человека ввести в эту циклическую систему орудие как средство повышения полезности натурального приспособительного эффекта (II).
В сущности, на всех последующих этапах речь шла только о
| Болееполезныйэффект | |||
| (t \ (Вход) | Регулирующий | Х5 | |
| 1 '-ICJ lUOCK 1 | х4 | орган | |
| w | Регули | ||
| Чувстви | руемый | ||
| + | тельный | объект | |
| Указатель | *2 | элемент | *1 |
| измерительного | измери | (Выход) | |
| прибора | тельного | ||
| прибора | |||
| IV |
| Автоматический регулятор | ||
|---|---|---|
| / Источ- \ | | Усилительно-преобразующее | |
| I НИК \ 1 | х4 | Регулирующий |
| 1 энер- / > | | устройство | орган |
| =Х2-Х0Чувствительный элемент регулятора |
Рис. 1.
Соха
ц.н.с
Обратная
афферентация
III
, (Выход | системы — отклонение -регулируемой величины) |
Схематическое изображение пяти стадий развития циклической системы с обратной сигнализацией оценки полезного эффекта деятельности системы. I — циклическая функциональная система животных на ранних стадиях развития жизни на Земле (дочеловеческая эра). II — стадия употребления примитивного орудия. III — стадия употребления усовершенствованных орудий труда. IV — стадия машинного производства, в котором человек является “аппаратом” оценки полезного эффекта машины и нового регулирующего воздействия на регулируемый объект. V — стадия полного устранения человека в механизмах с автоматической рефляцией. Видна принципиальная схема цикличности, которая является спутницей всего процесса в дочеловеческой и человеческой стадии развития приспособительного поведения. Части циклической системы, относящиеся к участию животного и человеческого организма, обведены
пунктиром.
более эффективном заполнении этой циклической системы различными, сначала механическими, а затем и электрическими узлами, которые все более и более освобождали человека от излишних усилий (III, IV). И, наконец, на последнем этапе технического усовершенствования регуляторная роль человека в этой циклической системе была полностью устранена. Человечество вступило в век автоматической регуляции полезной деятельности машин (V). На этом пути человечество произвело несколько технических революций: сначала появились паровые машины, затем на сцену выступило электричество и сделало неузнаваемым не только промышленность, но и быт человека. Теперь мы вступили в век радио, электроники и атомной энергии. Пред человечеством открываются необъятные возможности усовершенствования его быта, коммуникаций, промышленности.
Однако если мы сравним I и V этапы нашей схемы, то заметим один поразительный факт: принципиальная схема циклических зависимостей, определяющая получение любого полезного эффекта, осталась извечной и сохранила именно ту форму, в какой эволюция нащупала ее на самых первых шагах развития жизни на Земле. По-прежнему полезный эффект имеет несколько вероятностей и потому должен быть регулируем центральной нервной системой или электронными устройствами на основе сигналов обратной связи.
Здесь мы имеем дело с одним из самых кардинальных законов жизни, который определяет собой все формы полезных приспособлений человека, до сложных машин автоматической регуляции включительно. Этот закон мог бы быть сформулирован следующим образом: всякая функциональная система, механическая или живая, созданная или развившаяся на получение полезного эффекта, непременно имеет циклический характер и не может существовать, если не получает обратной сигнализации о степени полезности произведенного эффекта.
Это и есть та общая основа, которая должна была бы быть
< формулирована в четком виде в самом начале, чтобы мысль исследователей различных специальностей была строго детерминирована в обсуждении проблем кибернетики. Последняя в самом деле нащупала” узловой пункт в развитии жизни и техники человека.
Но именно потому, что ни сам Винер, ни его последователи не сделали этот закон очевидным и не поставили его в качестве исходного пункта для всякого рода интерполяций, мы оказались в настоящее время перед грандиозным “смешением языков”...
В самом деле, если познакомиться с современной, довольно уже обширной литературой по кибернетике, то бросается в глаза огромное разнообразие частных интересов, вкусов и точек зрения отдельных авторов. Некоторые из них все свое внимание уделяют теории коммуникаций, другие — энтропии, а третьи — теории информации. Но чем объединены эти искания? Из приведенных нами схем ясно, что представленная на них циклическая система может существовать как целое только при том условии, если между ее отдельными узлами будет непрерывно циркулировать адекватная для каждого отдельного момента сигнализация. Окончательный полезный эффект такой циклической системы будет всегда находиться в зависимости от того, какая это сигнализация (или информация) в каждом отдельном звене, какой ее состав и каковы “полосы ограничения”.
Именно на этой основе, то есть на основе математической обработки вероятностей входной и выходной информации, возникла теория информации. В своем теоретическом арсенале она уже имеет много изученных закономерностей и в некоторых случаях проявляет явную тенденцию к автономности и замкнутости. Однако нельзя ни на минуту забывать, что результаты этой теории могут быть использованы только в пределах той циклической системы, которая обеспечивает полезный эффект, и здесь не имеет значения, какая это система — автомат, общественные коммуникации или что-либо другое. Строго говоря, теория информации является теорией о поддержании сигнализаций и связей в пределах какой-либо циклической системы — живой или механической — с действующей установкой на получение максимально полезного эффекта.
Из приведенной формулировки видно, что разработка отдельных частных вопросов теории информации в порядке нарастающей специализации дает несомненно полезный результат только потому, что эта работа ведется в пределах все той же целостной циклической архитектуры, которая нами была разобрана выше. Следовательно, на всех этапах работы инженера, физиолога и математика их объединяет эта универсальная общая закономерность.
Здесь может возникнуть один недоуменный вопрос: почему, несмотря на столь глубокую древность закономерности циклического характера при получении всякого полезного эффекта, ее универсальные черты были вскрыты только сейчас? Иначе говоря, почему кибернетика появилась на арене научных исканий с таким большим запозданием? Ответ на этот вопрос может быть в некоторых отношениях весьма поучительным для различных специалистов, и потому ему следует уделить особое внимание.
Достаточно взглянуть на нашу схему и сопоставить ее I и V этапы, чтобы получить убедительный ответ на поставленный вопрос. Механике и физике эту общую закономерность помешал вскрыть человек, который, находясь в центре “замкнутого контура”, ручной настройкой приборов и оценкой полезного эффекта машины маскировал циклическую зависимость между отдельными звеньями этого контура. И только тогда, когда путем внедрения электронных релейных установок стало возможным полностью устранить человека из управления машинами, во всю ширь встал вопрос об “обратных связях” и их кардинальном значении в теории автоматического регулирования.
Но почему же тогда физиология, имея дело на протяжении столетий с функциональными системами циклического характера, не вскрыла их истинного смысла и не “подсказала” технике идею моделирования этих циклических зависимостей в различных машинных устройствах? Теперь уже не подлежит сомнению, что физиологии в этом деле помешала рефлекторная теория Декарта. Ее чрезвычайный авторитет и та огромная польза, которую она приносила физиологическим исследованиям, на целые столетия скрыли от глаз физиолога ее недостаточность в объяснении полноценного натурального поведения животных.
Рефлекс Декарта оканчивается только ответным действием, то есть третьим и последним звеном классической “дуги рефлекса”. По самой своей сути он не мог ничего дать для оценки результатов совершившегося действия. Короче говоря, физиология на протяжении целых столетий не замечала наличия обратной афферентации, которая является абсолютно обязательным звеном всякого приспособительного поведения животных. Ближайший анализ причин этого факта убеждает нас в том, что виной этого была вивисекция, которая по понятным причинам на целые столетия заняла доминирующее место в анализе рефлекторной деятельности центральной нервной системы. В самом деле, никакая обратная афферентация о рефлекторном эффекте не может способствовать наилучшему приспособлению у собаки, привязанной к операционному столу. Она просто здесь не нужна, а поэтому и не смогла быть выявлена в многочисленных работах физиологов.