Все статьи симпозиума, хотя они и посвящены самым различным вопросам — от анализа микропроцессов, протекающих в нервном волокне, до анализа поведения насекомых в сообществе, — проникнуты одной идеей — идеей регулирования биологических процессов на основе циклического взаимодействия. В этом смысле книга, несомненно, интересна и полезна, а в некоторых отношениях даже и уникальна. Закономерности саморегулирующихся технических систем сопоставляются в ней с такими процессами организма, которые под этим углом зрения никогда серьезно не разбирались.
Следует, однако, сделать ряд критических замечаний, которые, как мне кажется, должны показать перспективы дальнейшего развития всей проблемы “биологического регулирования”.
Прежде всего авторы почти всех статей, за исключением Ранке и Гопферта, не анализируют глубоко наиболее критический пункт регулирования — качество, состав и кодирование внешнего фактора в нервных импульсациях, возникающих на рецепторах и распространяющихся в определенной конфигурации по нервному волокну в направлении центральной нервной системы. Именно в этом пункте лежит источник всего разнообразия реакций организма и адекватности этих реакций исходному стимулу. Своеобразная афферентация, в которой закодированы все важнейшие качества раздражающего агента, при распространении по центральной нервной системе реализует код и формирует на эффекторном конце адекватную для данного момента реакцию. Поскольку же на рецепторные органы всегда действует какая-то многообразная стимуляция, постольку мы непременно должны иметь в виду, что в организме постоянно и непрерывно происходит синтез многочисленных афферентаций, и только на основе этого афферентного синтеза начинает формироваться поведенческий акт.
Здесь очень важно отметить организующую роль тех структур, которые поддерживают в организме константное течение какой-либо функции. Разбирая правила биологического регулирования различных функций организма, авторы оставили без анализа самый факт поддержания именно такой, а не другой константы. В самом деле, например, уровень сахара в крови колеблется около 0,1%, температура тела — около 36,7°, а осмотическое давление крови поддерживается еще более строго на уровне 7,6 атм.
Не поставив этого вопроса, авторы, естественно, и не могли вскрыть тех исключительно важных наследственных детерминант, которые устанавливают метаболизма определенных клеточных структур в определенных качественных и количественных границах. Именно это обстоятельство приводит к тому, что вся саморегулирующаяся система служит поддержанию некоторого определенного уровня, соответствующего в технических саморегулирующихся системах “заданному значению”.
И, наконец, почти во всех рассмотренных в симпозиуме случаях саморегуляции не вскрыта и не подчеркнута роль обратной афферентации, хотя при изложении она и мыслится как составная часть биологического регулирования. Вскрытие роли обратной афферентации именно для вегетативных регуляций особенно важно, поскольку здесь она очень часто замаскирована “отсутствием афферентации”, наступающим в результате приспособительного рефлекторного акта.
Такой случай мы имеем, например, при снижении кровяного давления в результате учащения рецепторных импульсаций от барорецепторов дуги аорты и синокаротидной области. Но именно это снижение давления ведет к уменьшению импульсации от барорецепторов указанных областей, что и является “обратной афферентацией” о результатах рефлекторного акта.
В еще более отчетливом виде эта закономерность видна в известном эксперименте сбрасывания пропитанной кислотой бумажки обезглавленной лягушкой. Здесь серия рефлекторных двигательных актов заканчивается сбрасыванием бумажки, а афферентным последствием результата этого приспособительного акта является устранение импульсаций от рецепторов кожи, раздражавшихся ранее кислотой.
Конечно, вся проблема физиологической расшифровки саморегулирующихся функциональных систем организма еще далека от окончательного разрешения. Поэтому можно указать многие возможные пути дальнейшего анализа.
Однако совершенно очевидно, что постановка и разрешение этой проблемы в данном симпозиуме новы, объекты анализа выбраны оригинально, а результаты анализа представляют большой интерес для биолога, физиолога и медика.
Статьи симпозиума, несомненно, вызовут живое обсуждение затронутых проблем, послужат толчком для постановки новых исследований, а главное — дадут возможность советскому читателю пересмотреть, казалось бы, хорошо известные факты в новом аспекте.
Это и есть то положительное, что может дать сама концепция “биологического регулирования” и те работы, которые представлены в настоящем симпозиуме.
ФИЗИОЛОГИЯ И КИБЕРНЕТИКА1
Если принять наиболее распространенное мнение, что кибернетика в настоящее время является самым синтетическим и в то же время самым молодым научным направлением, переживающим еще стадию младенчества, то можно смело утверждать, что первой и заботливой нянькой младенца была физиология.
Известно, что Н.Винер, начинатель кибернетического направления, оформивший математические положения кибернетики, вскоре перешел к серьезному изучению физиологии. Он поехал в Мексиканский университет к своему хорошему другу, ученику Вальтера Кеннона, профессору А.Розенблюту. Здесь он изучал общие принципы деятельности организмов и машин и вместе с тем испытывал возможность применения математического анализа к явлениям физиологического порядка. Только после этого Винер приобрел смелость в аналогизировании работы организмов и машин, а его представления о живом организме приобрели научную достоверность.
Профессор Розенблют в личной беседе с автором этих строк* сообщил, что Винер не ограничивался лишь теоретическим изучением физиологии, наоборот, он занялся непосредственно экспериментами. Это обеспечило ему свободу в выборе тех физиологических примеров, которыми так богаты его последние произведения.
Что же представляет собой кибернетика в ряду научных дисциплин в настоящий период ее развития?
Кибернетика является новой областью знаний, ставящей своей целью отыскание общих принципов функционирования машин, организмов и общества и на основе этих принципов разработку
^ В кн.: Философские вопросы кибернетики. — М., 1961.
математических правил управления и регулирования рабочих систем, включающих в себя обратную связь.
В настоящее время еще нет общей формулы, которая охватывала бы достаточно полно все разветвления исследовательской работы, которые возникли на основе этого нового направления мысли. В то время как одни ученые фиксируют внимание на возможности управлять различными машинами и регулировать их работу с помощью обратной связи, другие, наоборот, сосредоточивают свое внимание на самом факте наличия информации в сложных рабочих системах. Так возникла теория информации, которая составляет по существу только один фрагмент самого принципа кибернетического подхода к изучению сложных явлений.
Имеются и такие ученые, которые ставят акцент на важности взаимного оплодотворения различных научных дисциплин, исторически получивших чрезмерную специализацию, и в этом нельзя не видеть очень существенного свойства кибернетического направления мысли. Исторически так сложилось, что развитие науки шло с исключительным подчеркиванием отдельных областей знания, отдельных процессов и часто весьма детализованных функций. Однако уже вскоре было замечено, что в такой исключительной специализации исследователь часто теряет общие горизонты всей проблемы в целом.
Кибернетика с самого момента своего зарождения пошла по пути преодоления этой специализации. Уже первые конгрессы по кибернетике проходили при участии самых различных специалистов: математиков, философов, физиологов, экономистов и т.д. Казалось бы, что может быть общего у специалистов столь различных профилей? Тем не менее это общее существует и установленный с тех пор контакт между различными специалистами не нарушается. Почти каждая страна имеет специальное общество, которое на своих конференциях обсуждает общие принципы, лежащие в основе многочисленных специализированных научных и технических направлений.
1. НЕКОТОРЫЕ ЧАСТНЫЕ ПРИНЦИПЫ КИБЕРНЕТИКИ
С самого начала развития кибернетики, как своеобразного интегрирующего направления науки, наметились те узловые во-
просы, которые дают наибольший практический эффект и наиболее легко поддаются математической обработке. Отсюда некоторая диспропорция между разрешением общих принципов кибернетического мышления и частных вопросов, составляющих лишь отдельные узловые пункты кибернетической системы. Именно поэтому общие принципы кибернетики оказываются в настоящее время менее разработанными и менее четкими в научном отношении, чем ее частные принципы, создавшие ей справедливую репутацию в высшей степени полезного не только теоретического, но и практического направления. Вместе с тем разработка частных вопросов оказалась столь интенсивной, что они очень часто относились к области самой кибернетики.
Так, например, весьма разрослась теория информации, теория программирования, теория автоматического регулирования, теория кодирования и т.д. Здесь с кибернетикой произошло нечто подобное тому, с чем вначале она сама вела такую упорную борьбу: некоторые ее частные области получили столь широкую разработку (теория информации и теория связи), что многие авторы уже не хотят знать никакой другой кибернетики, кроме этих отдельных направлений.
Теория информации является в высшей степени ответственным участком кибернетики, имеющим общие пункты соприкосновения между работой машин, общества и организмов. Под * информацией понимается сумма воздействий на организм, машину или общество, которая дает нечто новое в деятельности этих систем и может быть использована для конструирования последующего поведения или последующих действий. Понятием информации нивелируется значение входящих сигналов, в какую бы систему они ни входили, лишь бы они являлись важными для работы этой системы. Так, например, вид хищника, как зрительное раздражение для мелкого животного, так же, как афиша, извещающая человека о новом кинофильме, и так же, как вспышка лампочки во входном фотоэлементном устройстве автоматически регулирующейся машины — все это является информацией, которая может быть выражена в физических показателях, причем последние могут быть точнейшим образом представлены в математических величинах. Совершенно очевидно, что судьба информации и тех преобразований, которые произойдут