1837

У высших животных отрицательная обратная связь широко используется для регулирования на уровне организма. Для гомеостатических систем в этом случае тоже характерна почти неизменная программа действий, предусматривающая удержание некоторых параметров регулируемого объекта постоянными. Примером такой системы саморегуляции может служить механизм, поддерживающий постоянство сахара в крови. Как известно, в результате интенсивной мышечной работы, когда повышенная трата сахара приводит к понижению ее концентрации, усиливается выделение адреналина из надпочечников. Попадая через кровь в печень, адреналин стимулирует там распад гликогена до стадии глюкозы, выходящей в кровь и ликвидирующей сахарное голодание.

Аналогичные механизмы поддерживают в организме в нужных пределах целый ряд других необходимых для жизни физиологических параметров (давление крови, содержание углекислоты в ней и т. п.). Каждая такая система образует замкнутый контур регулирования с отрицательной обратной связью, имеет «управляющий аппарат»—регулятор, анатомически как-то оформленный (клетки гипоталамуса и гипофиза в нашем примере) и обладающий очень стабильным обменом веществ. В настоящее время многие болезни удается интерпретировать как результат нарушения функциональной деятельности определенных систем регуляции (сухотка спинного мозга, сахарный диабет, гипертоническая болезнь, рак и т. п.), как нарушение регуляции системы определенного уровня. Правда, диагностика заболевания часто затруднена в силу сложного взаимодействия систем регуляции в организме.

При регулировании но принципу отрицательной обратной связи в организме поддерживаются некоторые сформировавшиеся в филогенезе внутренние физиологические константы (температура крови, например), в случаях же управления по принципу положительной обратной связи достигается фор-

мирующаяся каждый раз заново в зависимости от конкретной

103

ситуации цель. Ее достижению подчиняется вся деятельность организма. В итоге это позволяет животному выжить (утолить голод, избежать грозящей опасности и т. д.). Цель первого рода называют долговечной, второго рода — текущей.

Положительная обратная связь является наиболее сложным видом обратных связей. Специфику ее лучше всего выявить на типовом примере поведения животного. Рассмотрим тривиальный случай.

В мозгу голодного волка, заметившего овцу, мгновенно формируется биологическая цель — «догнать овцу и съесть», а также соответствующая «программа» достижения этой цели. При сближении с жертвой волк вынужден, ввиду того, что заметившая хищника овца спасается бегством, изменять маршрут своего движения на основе «опыта» и использования получаемой через органы чувств осведомительной информации. Очевидно, что, если бы волк не корректировал свой маршрут, он не смог бы догнать свою жертву, ибо бежал бы туда, где овца была в момент ее обнаружения, а не туда, где она будет в момент их встречи.

Таким образом, при положительной обратной связи все последующие действия управляющей системы осуществляются в том же направлении, что и предыдущие; происходит суммирование последующих действий с предшествующими (сравни кривые А и Б на рис. 13).

Кстати, на этом примере особенно хорошо видно, что понятие «функциональная система» отражает динамику процессов в системе управления «организм — среда»: каждый целевой поведенческий акт специфичен и неповторим.

Поскольку обратная связь обеспечивает не только гомеостаз внутри организма, но и активное поведение (причем первое подчинено второму), постольку биологическое значение ее трудно переоценить. Организм, не способный использовать положительную обратную связь, в большей мере подвержен

104

губительным воздействиям случайных явлений стохастической среды.

Примером того, как много значит для организма возможность использования положительной обратной связи, может служить следующее неоднократно наблюдаемое биологами явление. Песчанка перед закладкой яиц затаскивает в вырытую ямку для питания выводимому потомству парализованную гусеницу. Если перед самой кладкой яиц гусеницу удалить, песчанка, не получая соответствующей осведомительной информации и не используя, таким образом, положительной обратной связи, спокойно продолжает проделывать все остальные операции жесткой родовой программы, не «подозревая», что в данном случае обрекает потомство на неминуемую гибель.

Насколько «неразумными» бывают действия организма в подобных «ненормальных» ситуациях, можно видеть и из такого примера. Оса сфекс перед откладыванием яиц роет норку, затем улетает на охоту за полевым сверчком, которого парализует точными жалящими ударами и транспортирует к краю норки. После этого (вероятно, с целью проверки) она залезает в норку и, убедившись, что там никого нет, совершает следующий этап родовой программы — втаскивает в норку сверчка и откладывает на нем яйца. Потом оса замуровывает вход и считает свою задачу по продолжению рода выполненной.

Натуралист Ж. Фабр проделал следующий эксперимент. Во время проверки осой норки он отодвигал сверчка. Тогда вернувшаяся из норки оса, не обнаружив у края норки сверчка, проявляла беспокойство, искала его, наконец, находила, подтаскивала его и снова залезала «проверять» норку. Фабр проделывал это до 40 раз подряд — результат был тот же: оса неизменно добивалась последовательного выполнения довольно жесткой родовой программы.

105

Принцип положительной обратной связи постоянно используется людьми, а также в некоторых кибернетических устройствах. Опытный педагог знает, насколько важно держать постоянный контакт с аудиторией. Он не приступит к изложению следующего вопроса, пока не убедится по поведению слушателей, что предыдущий усвоен достаточно хорошо и цель достигнута (в ходе занятия он часто вынужден корректировать спой первоначальный план: изменять последовательность излагаемых вопросов, прибегать к повторению и т. д.). Предназначенная в системе ПВО для автоматического решения задачи—встреча зенитного снаряда с летящей целью— ЭВМ (рис. 14) точно так же после старта перехватчика продолжает вырабатывать посылаемую «вдогонку» ему корректирующую информацию управления, а при достаточном расстоянии между ними — и сигнал подрыва заряда перехватчика.

Рис. 14. Схема действия системы противовоздушной обороны (ПВО)

Полет управляемого системой ПВО зенитного снарядаперехватчика корректируется в зависимости от изменения скорости, высоты и направления полета цели. Центром ПВО является ЭВМ, в которую поступает информация от радиолокаци-

106

онных станций слежения за целью (станция А) и перехватчиком (станция Б).

Такая же картина наблюдается и в случае действия системы противоракетной и иротивокосмической обороны (ПРО и ПКО). Во всех этих случаях мы имеем факт использования положительной обратной связи. Здесь есть текущая цель, формируется программа ее выполнения, которая не должна быть жесткой, а может корректироваться по ходу дела. Правда, в мозгу

у животного такая цель неосознана, а в ЭВМ к тому же еще и опосредована деятельностью человека (и, конечно, не мо-

тивирована потребностями).

7.3. Понятие цели и структура поведения животного

Понятие цели в истории науки всегда было предметом пристального внимания и острых дискуссий среди философов и естествоиспытателей.

В последние годы все настойчивее раздаются голоса о необходимости пересмотра традиционных представлений о понятиях цели и целесообразности. В самом деле, раньше цель связывали только с деятельностью человека, с сознанием, при этом обычно ссылались на пример с незадачливым архитектором и трудолюбивой пчелой. Цель, согласно прежним воззре-

ниям, суть мысленное предвосхищение результата человече-

ской деятельности. С возникновением кибернетики возникла необходимость толковать понятие цели более широко. (Не случайно С. М. Шалютин называет кибернетику «теорией целесообразности», «рациональной телеологией», а Л. Н. Плющ— «телеологической наукой».)

Положительная обратная связь предполагает наличие биологической цели у животного. Это очевидно. А как быть в случае использования отрицательной обратной связи? Нако-

107

нец, есть ли цель у простейшего, у которого отсутствует нервная система?

На эти и ряд других подобных вопросов частично был уже дан ответ в предыдущем разделе. Во-первых, поддержание постоянства какого-то параметра в случае регулирования по принципу отрицательной обратной связи тоже в определенном смысле можно считать достижением цели (Р. Эшби). А вовторых, ведь и простейшему организму присуще нечто большее, чем просто сохранение постоянства внутренней среды. Простейшее строит свое поведение целесообразным образом на основе использования внешней химической информации и в этом смысле достигает прообраза цели (по аналогии с «прообразом условного рефлекса» у организма, не обладающего психикой). Так, при внесении пищи в раствор, где имеются амебы, последние, получая соответствующую химическую информацию о ней, начинают двигаться по направлению к пище.

Но это не все. Понятие цели имеет различные оттенки при характеристике филогенеза, онтогенеза и отражаемой кон-

кретной ситуации. О содержании и объеме его по отношению к последнему временному интервалу было достаточно сказано ранее. Применительно к онтогенезу цель понимается как «стремление» особи выжить. «Вся жизнь,— замечает по этому поводу И. П. Павлов,— есть осуществление цели, а именно сохранение самой жизни».

Цель и целесообразность, если можно так выразиться, мно-

гослойны и в системно-структурном плане: в каждом слож-

ном организме существует иерархия систем регуляции, соответствующая иерархии структурных уровней животного. При этом цель в собственном смысле этого слова (текущая) формируется на уровне системы «организм — среда» и имеет, естественно, доминирующее значение в организме. На уровнях ниже этой системы наблюдается лишь целесообразная регуляция (субклеточный, органный, организменный уровни), обес-

108

печивающая динамическое постоянство внутренней среды организма.

Целевой подход в биологичегкой науке неизбежен и необходим. Но когда человек цели животного выражает на своем собственном языке, это часто вызывает психологический протест. По остроумному выражению видного биолога Ф. Брука, телеология—это леди, без которой ни один биолог не может жить, но стыдится показываться с ней на людях. Все это происходит потому, что понятие цели в биологии имеет свою качественную специфику, оно никогда не связано с осознанием. Специфику целевого подхода в биологических науках выражает термин «телеономия», подчеркивающий неосознанность биологической цели, относительность целесообразности, а также обусловленность ее в живой природе действием естественного отбора.

Все сказанное дает основание сделать вывод, что понятия цели и целесообразности получают свое дальнейшее обобщение и становятся категориями кибернетики. Причем биологи-

ческая цель выступает как своеобразная внутренняя информа-

ционная причина, обусловленная обоими факторами — внутренним и внешним, эндогенным и экзогенным, организмом и средой, связывая прошлое (весь фило- и онтогенетический опыт) через настоящее (потребности и наличная ситуация) с будущим (предвосхищение результата действий). Налицо все та же двойная детерминация и то же «опережающее отражение» действительности, что и в случае деятельности всех других кибернетических систем.

Следует кратко сказать об особенностях целей, присущих человеку. Сущность человека — в совокупности общественных отношений, и потому ведущими целями у него выступают не биологические, а социальные, направленные на удовлетворение духовных и материальных потребностей личности и общества в целом. Человеку свойственна значительно более сложная иерархия целей, ведущие из которых обычно непо-

109

средственно даже не связаны с биологической ситуацией. Имто фактически и подчиняет человек всю свою деятельность. Студент, например, ставит перед собой главную цель — окончить высшее учебное заведение, овладеть избранной специальностью. Этой цели он подчиняет свою деятельность в течение

4— 5 лет.

Остается показать на примере повеления высшего животного, что может дать предлагаемая трактовка положительной обратной связи и понятия цели для психологии и физиологии высшей нервной деятельности.

В настоящее время термин «поведение» получил свое дальнейшее обобщение и по праву, как нам думается, занимает свое место в ряду других категорий кибернетики. В трактовке этого понятия часто допускаются две крайности:

1. Поведением считается изменение любого объекта. Это понятие возводится в ранг всеобщности и совершенно теряет свою специфику. Истины ради заметим, что подобное расширительное толкование названного понятия в литературе большого распространения не получило.

2. Поведение рассматривают только как выбор возможных альтернатив. Это очень распространенное в технических науках толкование поведения значительно обедняет содержание данного понятия.

Если в первом случае то, что свойственно кибернетическим системам, распространяется на все объекты «неорганизованной» природы, то вторая крайность ведет к противоположному следствию: поведение человека и животного ограничивают тем, что присуще техническим системам (все тот же «кибернетический механицизм»).

Конечно, в поведении животных и человека имеет место выбор, однако сложная архитектоника поведения не сводится к выбору. Можно сказать больше: выбор здесь имеет сравнительно небольшой удельный вес, занимает подчиненное место в поведении (человека в особенности). Восходящее к трудам

110

К. Шеннона объяснение понятия информации, суть, которого сводится к устранению неопределенности в результате выбора, относится фактически только к информационным процессам в технике связи, к дискретной информации в искусственной природе, к областям жесткой и однозначной детерминации (шахматы, передача текста по техническим каналам связи и т. п.). В таком же стохастическом процессе как умственная деятельность человека, неопределенность в результате получения информации часто не только не уменьшается, но и возрастает.

Итак, поведение присуще лишь кибернетическим системам, оно не сводится к альтернативному выбору в стохастических средах. Поведение можно определить как внешнее проявление активной деятельности кибернетической системы, направленной на достижение целесообразного эффекта.

Значительный интерес представляет и то, что поведение— следствие не одной, а двух причин: внешней и внутренней — обусловлено организацией системы и получаемой внешней свободной информацией (а также состоянием организма в данный момент). Идея двойной детерминации поведения логически следует из идеи трехплановости отражения в живой природе. Эвристическое значение этих двух взаимодополняющих принципов мы только что имели случай продемонстрировать выше.

Какова же структура поведения высшего животного в све-

те идей кибернетики?

Самой элементарной формой поведения является рефлекс как ответное действие организма на внешний раздражитель при участии нервной системы. В структурном отношении он представляет собой разомкнутую дугу (афферентный путь, головной или спинной мозг, эфферентный путь), поскольку мы аналитически вырываем его из общей архитектоники поведения.

Уже И. П. Павлов говорил о недостаточности представлений о поведенческом акте только как о рефлексе (идея подкре-

111

пления и пр.). Если рефлекс как частный случай отражения суть дуга, то уже система рефлексов (инстинктивная деятельность, динамический стереотип и др.) являет собой систему органически взаимосвязанных элементов и может быть понята лишь в плане взаимодействия, когда конец одного элемента поведения служит началом последующего.

Кибернетика и проблема сознания

В ходе анализа основных понятий кибернетики мы старались обратить внимание на то значение, которое они имеют для решения важнейших проблем философии и естествознания. Вклад теоретической и технической кибернетики в решение проблемы сознания настолько весом и значителен, что данному вопросу посвящается особый раздел. При этом из всего круга вопросов выделяются два основных — сущность идеального и проблема моделирования сознания с помощью технических средств.

Эти два вопроса имеют наибольшее теоретическое и практическое значение. Дело в том, что более глубокое уяснение происхождения и сущности идеального,— в связи с использованием кибернетического и системно-структурного подходов,— позволяет лучше понять принципиальные возможности моделирования сознания с помощью технических средств, а проблема моделирования сознания имеет в свою очередь теоретическое значение, помогая лучше выявить своеобразие мыслительной деятельности человека, его сознания, которое и поныне во многом еще остается белым пятном в науке.

С самого начала оговоримся, что под идеальным в широком, вернее, точном смысле этого слова мы будем иметь в виду совокупность всех психических процессов, которые развертываются в мозгу как человека, так и высшего животного, обладающего корой головного мозга. Термин же «идеальное»

112