Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Stafford_Bir_-_Kibernetika_i_upravlenie_proizvo...docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
865.06 Кб
Скачать

46

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

является машиной, предназначенной для преобразования системы в менее сложную и менее вероятностную. Такова же роль руководителя в промышленности.

Итак, наша классификация становится полной толь­ко после введения особого класса систем, предназначен­ных для преобразования изолированных классов. В та­ком виде она завершает наше предварительное общее знакомство с основными идеями кибернетики. Понимание этих идей позволяет осмыслить кибернетический подход к изучению сложных вероятностных саморегулирую­щихся систем как единого органического комплекса.

Глава 4

УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Мы должны часто пользоваться словом «управле­ние» в ходе последующего изложения. Поэтому я хочу сейчас подчеркнуть, что в дальнейшем это слово будет употребляться в совершенно определенном смысле. Оно будет обозначать не систему принуждения и насилия, каковой обычно считают любую систему управления, а всегда будет иметь широкое значение, которое было рас­крыто в предыдущей главе. Короче говоря, термин «уп­равление» будет, как правило, обозначать «гомеостати­ческую машину, предназначенную для саморегулирова­ния». Здесь, как обычно, термин «машина» определяет целесообразную систему. Поэтому управление, являясь по своей сущности машиной, в то же время является неотъемлемой частью другой машины, предназначенной для выполнения каких-либо иных функций. Исходя из этих принципиальных соображений, можно обнаружить и фундаментальный принцип, лежащий в основе управ­ления. Этот принцип носит название обратной связи,

ОСНОВНАЯ ИДЕЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Само выражение «обратная связь» достаточно крас­норечиво, так что вложенный в него смысл не трудно понять. Однако, как это ни странно, истинное значение механизма обратной связи для систем управления осо­

ГЛ. 4. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

47

знается совершенно недостаточно даже теми, кто хо­рошо знаком с этим понятием. Если бы это утверждение не соответствовало истине, наши системы управления были бы гораздо более эффективными, чем они являют­ся на самом деле. По какой-то непонятной причине мы научились хорошо использовать обратную связь только в определенных машинах: двигателях, артиллерийских орудиях, судах и на некоторых предприятиях. В дру­гих областях она почти совсем неизвестна. Отсюда мо­жно сделать вывод, что в идее обратной связи скрыта определенная сложность, которая является препят­ствием для ее понимания большинством людей, что ограничивает ее широкое применение в экономиче­ских, социальных и промышленных системах управ­ления.

Однако системы с обратными связями необходимо создавать. Их создание представляет собой техническую проблему, стоящую перед кибернетиками, так же как разработка конструкций различных машин представляет собой обычную проблему, решаемую инженерами. Нам, возможно, удастся перебросить мост через пропасть, на­личие которой трудно объяснить, но которая тем не ме­нее существует между техническими и всеми прочими применениями обратной связи. Мы попытаемся сделать это, постепенно развивая это понятие, начав с простей­шего примера, и покажем, что переход от техники в дру­гие области не представляет в действительности слож­ной проблемы.

Представляется целесообразным ввести понятие об: ратной связи элементарным образом на примере про­стой детерминированной системы. Поскольку регулятор Уатта обычно считают первым сделанным руками чело­века механизмом с обратной связью, которая в него со­знательно заложена, мы, безусловно, должны качать с этого знакомого всем примера. В течение почти ста вось­мидесяти лет этот механизм служит наглядным подтвер­ждением изящества и простоты обратной связи и де­монстрирует ее эффективность в регуляторе. В то же время и сейчас можно утверждать, что истинное зна­чение этого изобретения еще полностью не осознано. Маховик парового двигателя вращается с возрастаю­

48

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

щей скоростью, вместе с ним также с возрастающей скоростью вращаются рычаги с грузами. Эти рычаги управляют клапаном, через который производится впуск пара в цилиндр двигателя таким образом, что степень открытия клапана пропорциональна уровню подъема рычагов или, что то же самое, скорости. Следовательно, мы получаем гомеостат, ибо, чем больше двигатель стре­мится превысить требуемую скорость, тем меньше энер­гии поступает в него. В то же время при отклонении от заданной скорости в другую сторону приток энергии увеличивается, пока заданная скорость не будет достиг­нута. Таким образом, заданное значение выходной вели­чины достигается путем саморегулирования: вход двига­теля подстраивается его выходом, и оба они приходят в установившееся состояние. Почему же мы все-таки ут­верждаем, что значение этого простого механизма недо­статочно правильно оценено?

Прежде всего, нужно обратить внимание на то, что регулятор с обратной связью ведет себя, почти как оду­шевленный организм: он всегда внимателен и всегда точно выполняет возложенные на него функции Любо­пытно, как в этом отношении он отличается от систем управления другого типа. Начальник тюрьмы, напри­мер, которому платят деньги за то, чтобы он обеспечил невозможность бегства заключенных (другими словами, наложил определенные ограничения на переменные, ко­торыми управляет), принимает с этой целью много вся­ких мер. Однако все его усилия можно в принципе све­сти на нет. Через тюремные стены перелезают, если стража заснет, тюремщиков подкупают, заключенные со­вершают побег, переодевшись в чужую одежду. Каким бы совершенным ни был механизм управления, побег из тюрьмы, по крайней мере в принципе, всегда возмо­жен. В то же время при использовании механизма уп­равления с обратной связью нельзя себе представить, чтобы переменные выходили за установленные пределы, кроме случая, когда механизм вышел из строя. Это объ­ясняется тем, что само движение за пределы ограниче­ний вызывает появление управляющего воздействия. Эти два фактора неразрывно связаны. Следовательно, регулятор с обратной связью не может не справиться

ГЛ. 4. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

49

с возложенной на него задачей, и уже одно это обстоятель­ство играет само по себе важнейшую роль.

Но еще более важным является вытекающее отсюда следствие, заключающееся в том, что регулятор с обрат­ной связью гарантирует компенсацию возмущений не только определенного вида, но и любых возмущений во­обще. Регулятор с обратной связью, для создания кото­рого не требуется разработки особой, весьма сложной конструкции, реагирует на большое число источников возможных возмущений. В частности, он компенсирует влияние на систему возмущений, причина возникнове­ния которых совершенно неизвестна. В этом как раз и заключается важность принципа обратной связи, по­скольку в кибернетике, как было указано выше, мы име­ем дело с очень сложными системами, не поддающимися детальному описанию. Чтобы получить возможность уп­равлять такими системами, мы должны предусмотреть управляющий механизм, способный выполнять функции, которые нам не ясны, хотя мы сами строим этот ме­ханизм. Именно эти функции и может выполнять регу­лятор с обратной связью. Отсюда вытекает его важ­нейшая роль, и этим же объясняется то принципиальное этимологическое значение, которое он был призван сы­грать в названии нашей науки. Дело в том, что слово «регулятор» (governor) происходит от латинского слова «управляющий» (gubernator), которое, в свою очередь, образовано от греческого слова «кибернесий» — «корм­чий». Винер и его сподвижники в 1947 году решили дать новой науке название кибернетики. Винер пишет: «Ру­левые машины кораблей являются, по существу, пер­выми наиболее совершенными формами механизмов с обратной связью». В свое время еще Платон пользо­вался словом «кибернетика», а Ампер позаимствовал его для названия науки об управлении государством, но именно Винер окончательно ввел это непривычное слово в широкое употребление, и ему же принадлежит заслуга в том, что оно так удачно выражает вложенный в него смысл.

Приведенный пример обратной связи в регуляторе Уатта иллюстрирует отрицательную обратную связь. Термин «отрицательная» объясняется тем, что рассогла­

50

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

сование между заданным и действительным значениями гомеостатического параметра машины (в рассмотренном случае этим параметром является скорость вращения вала парового двигателя) определяется как положи- гельная величина, в то время как действие обратной связи имеет противоположный знак. Однако нередко в управлении используется и положительная обратная связь. В этом случае функция управляющего механизма заключается в усилении измеренного рассогласования. Так, например, в тормозных системах с внешним источ­ником энергии применяются устройства, которые реаги­руют на небольшие перемещения, производимые вручную, и усиливают их до тех пор, пока развиваемое тор­мозное усилие не становится достаточным для останов­ки движущейся машины. Эти простые детерминирован­ные системы, объединенные в одно целое (ибо, вообще говоря, машина может быть построена таким образом, что в ней имеется несколько связанных друг с другом обратных связей), способны образовывать сложную де­терминированную систему. По сути дела, такие струк­туры используются при решении задач автоматизации.

Но очень важно понять, что эти же принципы при­менимы для любых систем, в том числе вероятностных, а также систем, лежащих вне области техники. Это со­ображение можно развить значительно дальше. В пре­делах детерминированных систем существует много эф­фективных способов управления, так что обратная связь является только одним из них. Наиболее надежным спо­собом для таких систем является непосредственное воз­действие, которое можно использовать лишь при от­сутствии случайных возмущений. Для вероятностных же систем обратная связь является единственным действи­тельно эффективным механизмом управления.

Рассмотрим самым беглым образом роль обратной связи в живых организмах, которые по изложенным выше причинам представляют особый интерес для ки­бернетиков. В данном случае наиболее важно рассмот­реть физиологические функции живых организмов, ибо в просгейших формах (исходя из самой приближенной гипотезы) их можно считать детерминированными. Толь- си тогда, когда входные и выходные величины начинают

ГЛ. 4. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

51

проявлять значительные изменения, мы вынуждены рас­сматривать их как параметры статистических распреде­лений, а следовательно, считать порождающие их систе­мы вероятностными.

По существу, механическая обратная связь такого типа, который используется в регуляторе Уатта, встре­чается нам, к примеру, в работе сердца улитки. При со­кращении желудочка кровь выталкивается в открытую кровеносную систему, в которой отсутствуют эластич­ные связи с наружным скелетом улитки (имеющиеся, к примеру, у крабов), могущие заставлять сердце вновь открыться для заполнения кровью. Было высказано мне­ние, что при сокращении желудочка в околосердечной сумке улитки, т. е. в пространстве, где помещается сердце, возникает вакуум, под влиянием которого оче­редная порция крови автоматически нагнетается в пред­сердие. Если это объяснение механизма кровообращения улитки является правильным, то мы имеем детермини­рованную систему с обратной связью, в которой выход определяет не только величину, но и само действие входа. Аналогичные, но менее явно выраженные меха­низмы обратной связи управляют пищеварением даже более низших животных. Так, раздражение кишечника дождевого червя увеличивает выделение пищеваритель­ных энзимов, что является примером положительной обратной связи. Этот же цикл можно проследить даже в простейших и микробах.

Переходя к рассмотрению пищеварительных систем у более высоких форм живых организмов, а именно у позвоночных, мы обнаруживаем весьма сложные связи, вызывающие выделение пищеварительных соков за счет обратной связи, реализуемой при помощи разнообраз­ных механизмов: непосредственных физических и хими­ческих стимуляторов, гормонов и нервных импульсов, связанных в единую систему, дающую требуемый резуль­тат. Выше мы упоминали об условных рефлексах как примерах сложных вероятностных систем. Прототипом таких систем, безусловно, является павловская собака, у которой выделение слюны обусловлено искусственным раздражителем. В данном случае мы наблюдаем обрат­ную связь, весьма близкую к знакомым нам электриче­

52

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

ским обратным связям, ибо слюнные железы управляют­ся исключительно нервной системой.

Эти простейшие физиологические примеры открывают путь к пониманию сложных бихевиористических обрат­ных связей, управляющих положением тела посредством мышечного тонуса, а также всех прочих гомеостатов, функционирующих в теле животного. Когда мы подхо­дим к рассмотрению сознательных действий, как в при­веденном выше примере с поимкой мяча, мы начинаем понимать зависимость живого организма от огромного разнообразия и числа взаимосвязанных положительных и отрицательных обратных связей. Первостепенная роль некоторых крупных систем с обратной связью, обнару­живаемых в биологических объектах, уже получила при­знание в кибернетических исследованиях. Так, например, существует явная аналогия между моей способностью преследовать убегающего преступника, делающего об­манные маневры, и способностью управляемого снаряда поражать цель. Однако есть еще очень много подобных примеров, которые до сих пор не исследованы. Каждому, кто хоть немного знаком с функциями эндокринных же­лез в человеческом организме, должно быть ясно, что жизнь без них была бы невозможна и что огромное чис­ло различных заболеваний проистекает из-за нарушения правильной работы этих желез. Более того, обладая зна­ниями в этой области, можно ясно усмотреть, что про­мышленному предприятию очень не хватает чего-либо подобного этому чудесному механизму. При этом только ограниченность воображения может помешать распозна­ванию аналогии между нарушением функций эндокрин­ных желез и некоторыми нарушениями, наблюдаемыми в сфере производства. Таким образом, мы сталкиваемся с иной кибернетической моделью, практическое исполь­зование которой уже назрело, пожалуй столь же эффек­тивной, как и модель для поражения цели.

Однако на этой предварительной стадии изложения материала нам не хотелось бы тратить больше времени на физиологические обратные связи, так как вопрос о них уже, очевидно, достаточно ясен. Более целесообраз­но перейти к двум специфическим иллюстрациям систем с обратной связью, заимствованным из других областей,

ГЛ. 4. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

53

в которых важность принципа обратной связи, пожалуй, не осознана. Первый, хотя и простой, из этих примеров позволяет ознакомиться со взглядами, развитыми про­фессором Тастином, который исследовал экономические системы с позиций признания первостепенной роли об­ратной связи. Второй пример представляет собой крат­кое изложение существа работ доктора фон Ферстера, применившего принцип обратной связи для решения проблемы памяти. Этим двум примерам совместно с уже изложенными общими соображениями о роли обратной связи в механических и биологических системах отво­дится так много места в надежде, что все богатство и универсальность принципа обратной связи, представляю­щего важнейшее понятие в общих кибернетических взглядах, станут достаточно ясными.

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Можно построить модель даже столь сложной си­стемы, как экономика целого государства, если принять ряд упрощающих допущений. Некоторые кибернетиче­ские методы позволяют надеяться, что в конечном счете окажется возможным построение такой модели без существенных упрощений. Однако в настоящее время нас интересует только роль и универсальность принципа, получившего название обратной связи. Экономическая модель, в которой Тастин (Tustin) применил этот прин­цип [4], является простой системой, предложенной Кейн­сом (Keynes). В первой части своей «Общей теории» Кейнс предложил модель, изображающую экономику производства и потребления. Он выразил ее в виде ряда уравнений, поставив перед собой цель продемонстриро­вать различные виды зависимостей, связывающих рас­смотренные им факторы. Последуем примеру Тастина и представим эти зависимости в виде модели.

Общая сумма всех доходов (F) состоит из денег, затрачиваемых на производство товаров. Все эти деньги расходуются на потребление товаров. Разделим деньги, затрачиваемые в сфере производства, на две категории: деньги, затрачиваемые на производство товаров широко­го потребления (Р), т. е. товаров, которые могут быть

54

ОСНОВНЫЕ понятия

непосредственно потреблены, и деньги, затрачиваемые на производство средств производства, т. е. собственно капиталовложения (/). Аналогичным образом мы можем разделить деньги, расходуемые в сфере потребления, на две категории: деньги, истраченные на покупку товаров (С), и сбережения (S). Теперь для того, чтобы эта мо-

дель была устойчивой, дру- гими словами, чтобы вход и выход национального дохо- да были в среднем уравно- вешены, необходимо нали- чие регулирующей обратной связи от потребления к про- изводству. В нашей простой

Рис. 1. модели не учитываются ак-

ционерный капитал и про­чие побочные факторы. Она ограничивается только основ­ными статьями расходов и доходов. При этих условиях можно утверждать, что уровень потребления непосред­ственно регулирует производство. На рис. 1 приведена диаграмма, соответствующая нашей модели. Способность непосредственно потреблять (YС) составляет kдолю от Y. Следовательно, сбережения равны остатку 1 — k. Прочие факторы можно принять равными единице.

Предположим теперь, говорит Тастин, что мы имели бы такую же техническую систему с обратной связью. Какие выводы можно сделать в таком случае? Наличие замкнутого контура в системе позволяет немедленно обнаружить некоторые специфические свойства. Посмо­трим прежде всего, в чем они состоят.

В системе, связывающей А, В, С и D соединениями х, у и z, единственным воздействием на В является х, порождаемый Л. Однако при включении цепи обратной связи / от С к В воздействия на В принимают более сложный вид (рис. 2). В этом случае мы имеем В = хА + fC. Но С = уВ, и поэтому В = хА + fyB, что дает

В х 1 1 с

-A=T=fy = xT=k ПРИ k=fy■

Аналогичные соображения можно применить к замк­нутому контуру нашей экономической модели. Уровень

ГЛ. 4. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

55

потребления воздействует по цепи обратной связи на Y. Это приводит к тому, что влияние капиталовложений (/) на доход (Y) более не равно единичной величине,

которую мы приняли вначале. Эта величина умножается

на коэффициент обратной связи полученный нами

выше. Этот коэффициент представляет собой не что иное, как множитель капиталовложений, введенный Кейнсом, т. е. коэффициент, на который следует умно­жить любое приращение капиталовложений, чтобы опре­делить его влияние на доход.

Далее можно легко получить следующий результат. Если

Y = /(1/1— £), то / = (lk)Y = S.

Последнее уравнение совпадает с выводом Кейнса о том, чго капиталовложения равны сбережениям.

Ценность такого подхода можно выяснить даже из столь беглого рассмотрения примера. Тастин в своей книге разработал гораздо более детальную модель, учи­тывающую много других факторов и содержащую го­раздо более разветвленные цепи воздействий. Однако никто не решится утверждать, что и такая модель пол­ностью отражает реальную экономическую систему Тем не менее этим путем, бесспорно, достигнуто понимание механизмов, действующих в экономике, и появилась пер­спектива, правда еще не совсем ясная, строго научного подхода к решению некоторых ограниченных экономи­ческих задач (которые до настоящего времени, пожалуй, считались неразрешимыми, или неопределимыми, или Даже проявлением десницы божьей). Для кибернетика особенно ценным является то, что обоснован взгляд на экономические системы любых масштабов (фирмы или целого государства) как на гомеостатические системы,

56

ОСНОВНЫЕ понятия

включающие механизмы управления с обратной связью, которая может быть выявлена и измерена. Поэтому ко­лебательное поведение экономики может быть в опре­деленном смысле предсказуемо и управляемо. Отсюда с помощью методов математического моделирования, раз­витых в теории исследования операций, должна появить­ся возможность построения модели экономики, которая позволит решать по крайней мере некоторые реальные задачи. Далее, используя технику электронного модели­рования, можно будет провести эксперименты на модели, т. е. использовать ее в качестве подопытной морской свинки. Если все это становится достижимым, то эконо­мика, превращаясь тем самым в объект кибернетиче­ского управления, перестает быть областью догадок и словоизвержений политических теоретиков.

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Мы называем устройство для хранения информации электронной вычислительной машины «памятью», однако эта метафора весьма наивна. В кибернетических маши­нах нас прежде всего интересует создание эффективного аналога памяти, который отвечал бы нашему субъектив­ному представлению о ней. Это, безусловно, устройство для хранения, но хранения избирательного. Более того, оно не только хранит информацию в течение неопреде­ленного времени, но и забывает. Часто это создает боль­шие неудобства для мозга, которому принадлежит дан­ная память, однако существует много причин, в силу ко­торых несущественная информация, хранящаяся как в мозгу, так и в кибернетической машине, должна посте­пенно исчезать. Мы можем поставить перед собой за­дачи реализации такого механизма памяти при помощи машины, имитируя память живых организмов, так как у них она развилась до такого состояния которое обеспе­чивает рациональную «скорость забывания». Один из возможных кибернетических подходов к решению этой задачи развит фон Ферстером (von Foerster) в его книге «Теория памяти, построенная на принципах квантовой

ГЛ. 4. УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

57

механики» [5]. Эта работа дает хорошую иллюстрацию кибернетического метода исследования и служит также заключительным примером более сложных форм, в кото­рые может воплощаться идея обратной связи.

Отметим, прежде всего, что органы чувств, через ко­торые информация попадает в мозг, состоят из огром­ного числа крошечных дискретных элементов. Так, на­пример, сетчатка каждого глаза состоит из ста миллио­нов рецепторов (колбочек и палочек). Предположим, что наблюдаемое событие создает ряд элементарных впечат­лений (по одному в каждом рецепторе), и примем это действительное число равным N0. Спустя время t забыв­чивость приведет к потере, памяти. Применяя принципы, которые ученые обычно применяют к процессу «распа­да» в физике и химии, мы можем согласиться, что это явление эквивалентно уничтожению части элементарных впечатлений (или потере доступа к ним), которые уже перешли из рецепторов в устройство памяти мозга. Да­лее, естественно предположить, что скорость изменения числа существующих в данный момент впечатлений про­порциональна числу исчезающих впечатлений, которое примем за N.

Формально это можно • записать аналитически в виде

Решив это дифференциальное уравнение, мы получим:

N = N0e~u.

Короче говоря, из указанных рассуждений было выве­дено понятие кривой «забывания», или, другими сло­вами, была высказана гипотеза об уровне, на котором мы можем надеяться сохранить произвольную информа­цию в нашей памяти во времени. Мы можем построить график, выражающий «долю запомненной информации» (N/N0) в функции времени, из которого видно, что кривая быстро спадает и скоро приближается к нулю. Однако это противоречит наблюдаемым фактам. Точная память действительно быстро ослабевает, но мозг сохраняет до­статочно хорошее воспоминание в течение длительного времени. Какова же причина этого расхождения между

58

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

предлагаемой кибернетической моделью и реальной дей­ствительностью?

В ходе исследований фон Ферстер понял, что его кри­вую забывания можно привести в гораздо более точное соответствие с реальностью за счет введения в приве­денное уравнение, помимо других «коэффициентов забывания». Работая в этом направлении, он пришел к выводу, что некоторые коэффициенты забывания должны быть отрицательными. Но что такое «отрицательное за­бывание»? Оно не может быть не чем иным, как обуче­нием. Таким образом, чтобы объяснить вид кривой за­бывания, которую действительно получают психологи при исследовании памяти, кибернетик вынужден при­влечь элемент обучения или, точнее, как это выяснено, переобучения или заучивания.

Вид процесса, который мы описываем, сводится к пе­риодическому обновлению памяти. Сознательно или бес­сознательно, либо, наконец, обоими путями память уси­ливается за счет процесса воспоминания, без которого она неуклонно слабеет. Анализ памяти любого человека в любой данный момент времени позволяет обнаружить некоторую долю N/N0 элементов, еще несущих инфор­мацию. Эта доля подается по. обратной связи в свобод­ные участки памяти, образующиеся в результате про­цесса забывания. Она и составляет «заучиваемую» ин­формацию. Итак, теперь мы видим, что память содержит часть сохраненных впечатлений, определяемую приведен­ной формулой, плюс некоторые дополнительные впечат­ления, поступающие по обратной связи.

Число «свободных участков» такой памяти состав­ляет (А0 — А), т. е. оно равно числу элементов, утратив­ших свои впечатления. Часть этого свободного простран­ства заполняется по цепи обратной связи. Первым фак­тором, определяющим «объем» этого пространства, естественно, является число элементов, все еще сохра­няющих информацию, т. е. число N. Однако на него влияет нечто вроде к. п. д. процесса заучивания. Этот коэффициент должен воплощать в себе как эффектив­ность передачи информации, так и частоту сканирования памяти, которая обусловливает собой эту передачу Та­ким образом, обратная связь «отрицательного забыва­

ГЛ 4 УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

59

ния» представляет собой коэффициент обучения, кото­рый можно выразить в виде \iN(NqN).

Теперь мы можем получить другую форму «кривой забывания», отражающую весьма тонкий вид отрица­тельной обратной связи. Математически она описывается просто путем добавления к первому выражению второго, т. е. коэффициента обратной связи. В результате мы имеем:

d-^=-KN + ixN(N0~N).

Фон Ферстер, приняв отношение N/N0 = п, а произве­дение N0\i = k и назвав первую величину долей запом­ненных впечатлений, а вторую «заучиванием», получил из этого уравнения выражение для п в виде

k — %

П ~~ к — Хе-Чг-™-

Кривая, описываемая этим уравнением, не только не спадает быстро до нуля, но показывает, что и при t -> со всегда сохраняются остаточные запомненные впечатле­ния или факты. В дальнейшем было установлено, что эта кривая в действительности очень близко совпадает с ре­зультатами экспериментальных исследований памяти че­ловека.

В нашем беглом описании работы фон Ферстера мы не давали никаких пояснений относительно изложения его теории при помощи аппарата квантовой механики и не касались также вопроса о виде обучения и принятых статистических допущениях. Однако мы надеемся, что это изложение достаточно для иллюстрации общего под­хода и что читатель не удивится, если узнает, что, опи­раясь на эту основу, фон Ферстеру удалось объяснить такие явления, как галлюцинации и странные ощущения типа «я здесь уже был» (называемые иногда по-фран­цузски «deja-vu»).

Какие дальнейшие результаты даст описанное иссле­дование, пока еще не ясно. Но если по существу вду­маться в современное общепринятое представление о «памяти» электронных вычислительных машин, то

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]