Чтение онлайн

Автоматное поведение свойственно, например, живым организмам, способным к реализации простых рефлексов. Для таких организмов справедлив подход, представляющий подсистему управления жизнедеятельностью организма в виде некоторым образом организованной системы нервных клеток (нейронов) чувствительных к изменению условий (рецепторов, образующих подсистему сбора информации) и исполнительных (эффекторов, образующих подсистему доведения управляющих воздействий). Состояние всех рецепторов системы в некоторый момент времени в кибернетике принято называть ситуацией, а состояние всех эффекторов — действием. В этом случае можно утверждать, что роль, которую исполняет подсистема управления, сводится к преобразованию ситуации в действие.

В кибернетике принято выделять два вида обратных связей между подсистемой сбора информации, образованной совокупностью некоторым образом организованных датчиков (или рецепторов), и — подсистемой доведения управляющих воздействий, представленной совокупностью исполнительных компонентов (или эффекторов). В живых организмах эти связи представлены синапсами (местами близкого размещения или контакта нервных клеток):

— положительную обратную связь, при наличии которой возбуждение рецептора вызывает возбуждение эффектора, а покой — состояние покоя;

— отрицательную обратную связь, при наличии которой возбуждение рецептора вызывает переход эффектора в состояние покоя, а покой — возбуждение.

Благодаря наличию обратной связи контур управления приобретает замкнутый вид, за счет чего появляется возможность дозирования управляющих воздействий и анализа их результатов.

Число рецепторов и эффекторов в сложных системах бывает весьма велико (а в живых организмах — и подавно), что требует эффективных механизмов обработки поступающей от них информации и управления ими. Практика исследований как в нейрофизиологии, так и в социальных и технических дисциплин указывает на то, что в этих условиях наиболее эффективными являются механизмы обработки информации и управления, построенные по иерархическому принципу. В такой системе информация о состоянии обрабатывается наиболее быстро, а разнообразие различаемых состояний для единичного рецептора или эффектора в иерархической системе сводится к минимуму. Соответственно, для каждого элемента иерархии достаточно располагать информацией, необходимой для выполнения лишь того набора элементарных операций, который входит в его компетенцию.

Наибольший интерес с точки зрения процессов управления представляет категория цели. В кибернетике под целью принято понимать то желаемое состояние, на достижение которого направлена управленческая деятельность. Для систем с примитивным автоматным поведением (не обладающих способностью к целеполаганию) в качестве цели управления рассматривается поддержание гомеостаза (функционального состояния системы, при котором благодаря действию специальных систем управления, именуемых гомеостатами, обеспечивается динамическое постоянство жизненно важных функций и параметров системы при различных изменениях внутренней и внешней среды). Следует обратить внимание на то, что гомеостаз — это не есть покой или просто постоянство, гомеостаз — это состояние, обеспечиваемое динамическим процессом. При этом наравне с термином «гомеостаз», часто пользуются и другим термином — «гомеокинез». Так, если интегральные показатели системы при отсутствии изменений внешней среды остаются постоянными, мы имеем состояние гомеостаза, а если они колеблются около некоего среднего положения, оставаясь в определенных рамках, это — состояние гомеокинеза.

В 1952 году У.Р. Эшби [36] было сформулировано понятие целеполагающего гомеостата. В качестве такого целеполагающего гомеостата им рассматривался человеческий мозг, способный через субъективно идеализированную абстракцию (модель мира субъекта целеполагания) прогнозировать возможные опасности собственному существованию и принимать превентивные меры для обеспечения собственной безопасности за счет интенсификации вещественно-энергетического потока из внешней для гомеостаза среды — среды его обитания.

Наиболее распространенным вариантом построения гомеостатов в природе и техники является иерархическая организация его компонентов. Такая конфигурация вполне объяснима с учетом приведенных одним абзацем выше рассуждений. Позже американским ученым С. Биром применительно к производству было сформулировано понятие иерархического гомеостата [37] , применение которого позволяло упростить процессы управления предприятием, построить рациональную организационно-штатную структуру, оптимально распределить должностные обязанности, а также выполнять массу иных процедур, связанных с управлением производством.

В принципе, присмотревшись к такой модели, можно уловить черты сходства с муравейником. Более того, несколько идей, относимых к разряду социальных утопий, основывались именно на таком идеале. В качестве примера кибернетического подхода к общественному устройству могут рассматриваться конфуцианство с его кодексами, «Город Солнца» Т. Кампанеллы и представления ряда авторов социальных утопий прошлого и современности. Крайней формой кибернетизированного подхода к рассмотрению рациональной организации человеческого общества является так называемая «теория золотого миллиарда» — реакционная теория элитарного общества, построенная на основе неомальтузианства.

Характерно, что такой принцип устройства системы соответствует максимальной экономии расходуемых ресурсов, характеризуется высочайшей эффективностью и быстродействием, но при этом существенно возрастает уровень специализации элементов. Последствия роста специализации можно проиллюстрировать на следующем примере: простейшие живые организмы, не располагающие центральной нервной системой и обладающие малой специализацией клеток, их образующих, демонстрируют более высокую живучесть, а способность к регенерации утраченных органов у них распространена шире, нежели чем у более сложных организмов. Некоторые параллели могут быть проведены и при сопоставлении тоталитарной и демократической моделей государственного устройства, хотя здесь следует помнить, что кибернетика, как и многие другие науки, останавливается в своих абстракциях на некотором конечном уровне декомпозиции, отбрасывая своеобразие тех компонентов, которые оказываются ниже используемого уровня абстракции.

Кибернетические подходы к управлению обществом и производством на самом деле не содержат в себе ничего такого, о чем следовало бы говорить как об источнике угрозы обществу — просто любая крайность в управлении целеполагающими системами опасна и ведет либо к гипертрофированному индивидуализму или к чрезмерной централизации управления. И в том и в другом случае (хотя и по разным причинам) неминуемо происходит истончение интеллектуального слоя общества, его деградация. Однако при разумном сочетании централизованного и децентрализованного управления результаты могут быть получены весьма значительные преимущества, что отнюдь не противоречит кибернетике (техническая кибернетика наглядно продемонстрировала необходимость наличия люфтов в системах управления).

Польза люфтов в системах управления может быть продемонстрирована хотя бы на примере знакомой всем автомобилистам системы рулевого управления. На заре автомобилестроения соединение деталей в системе рулевого управления было жестким, лишенным люфтов (цепным или шестеренчатым). В результате такого конструктивного исполнения каждая выбоина на дороге (а дороги в то время были чаще всего брусчатыми) моментально отдавалась в рулевом колесе, вызывая у водителя автоматную реакцию — попытку сопротивления действию силы, вращающей колесо. Однако время задержки реакции оказывалось велико по сравнению с длительностью воздействия ударной нагрузки, и водитель прилагал компенсационное усилие уже на другом участке дороги, где направления компенсационного усилия и силы, вращающей рулевое колесо в результате следующего соударения, могли совпасть, что часто и случалось на практике. Управление автомобилем в то время требовало значительной физической силы и хороших навыков. Многие обращали внимание на то, как странно (по нынешним понятиям) вели себя на дороге старинные автомобили в кадрах кинохроники — они непрерывно совершали какие-то бессмысленные резкие зигзагообразные маневры на дороге, но мы-то знаем, в чем тут дело. Лишь в результате ряда усовершенствований (применение остроумно реализованных автоматов удержания прямолинейного направления движения за счет наличия углов развала и схождения) задача удержания рулевого колеса автомобиля существенно упростилась. Но главным здесь было изобретение рулевой трапеции, устроенной так, чтобы в ней обеспечивался люфт, позволяющий гасить незначительные удары и вибрации, возникающие при езде по дороге. Сейчас в правилах дорожного движения записано, в каких пределах должен обеспечиваться люфт в системе рулевого управления автомобиля.

Однако вернемся от проблем социальных и автомобильных к проблемам, рассматриваемым современной кибернетикой. Естественным продолжением исследований в области кибернетики стало возникновение таких теорий как теория распознавания образов, теория информации, теория искусственного интеллекта, кибернетической (математической) лингвистики и иных направлений, в основу которых заложено рассмотрение информационных процессов, связанных с управлением, целеполаганием, процессами возникновения и управления знаниями. В створе кибернетических наук зародилось весьма популярная в настоящее время технология нейросетевой обработки и анализа данных. Таким образом, мы приходим к утверждению, что на сегодня большая часть технологически реализованного аналитического инструментария базируется на принципах, сформулированных в рамках кибернетического подхода. Однако, как будет показано далее, человечество постепенно входит в эпоху, когда кибернетические подходы перестают быть единственным поставщиком технологий для аналитики — уровень развития кибернетических технологий завершает процесс создания платформы для начала внедрения технологий, основанных на теории систем и системного анализа, построения кибернетических систем высших порядков.