книги из ГПНТБ / Бирюков, Б. В. Кибернетика и методология науки

Объяснение этого, как нам представляется, следует видеть в том, что и «однофакторный эксперимент», и «ка­ ноны Милля», и логические уточнения причинности и ин­ дукции в стиле Карнапа или Рейхенбаха по своим мето­ дологическим установкам относились к «докибернетиче­ ской эпохе» — эпохе исследования п р о с т ы х систем. Но ныне эта эпоха уходит в прошлое. «По-видимому, одно из самых примечательных явлений, наблюдающихся сейчас в науке,— это стремление перейти от изучения хо­ рошо организованных систем к плохо организованным — диффузным — системам или, пользуясь терминологией Ньюэлла и Саймона, перейти к изучению задач с плохой структурой» (В. В. Налимов, 1971, стр. 7).

ные явления. «В этих системах нельзя установить непро­ ницаемые перегородки, разграничивающие действие пере­ менных различной физической природы. Такие системы иногда называют также большими системами, поскольку здесь надо учитывать действие очепь многих разнородных факторов, задающих различные по своей природе, но тесно взаимодействующие друг с другом процессы. Навер­ ное, почти любой технологический процесс может рассма­ триваться как пример такой плохо организованной систе­ мы. Известно, например, что в химико-технологических процессах надо одновременно учитывать такие не поддаю­ щиеся в реальных условиях разграничению процессы, как теплопередача, аэродинамические и гидродинамические процессы, а также кинетику множества одновременно про­ текающих реакций» (В. В. Налимов, 1971, стр. 7 — 8).

В в о з м о ж н о с т и эта ситуация заключена уже в лю­ бом процессе, изучаемом, например, физиком или хими­ ком. Любой эмпирический закон, выраженный, например, в математической форме, в эспериментах получает лишь приблизительное «обоснование»: при любой точности про­ ведения опытов дисперсия их результатов такова, что ни о какой «строгой» однозначности значепия величины, оп­ ределяемой как функция некоторых других измеряемых величин, говорить не приходится. Объяснить эту ситуа­ цию т о л ь к о ошибками измерений нельзя. Здесь играет роль и тот факт, что определяемая величина реально зави­ сит от процессов, не нашедших отражения в данном за­ коне.

71

Может показаться, что это положение исправляется в результате осуществления процедуры, носящей в методо­ логии науки28 название о б ъ я с н е н и я э м п и р и ч е с к о ­ го з а к о н а , т. е. его (дедуктивного, в целом) подведения под более общий закон, формулируемый уже в рамках логически систематизированной (обычно математическидедуктивной) теории. Однако и эта процедура не дает га­ рантии в «строгой однозначности» соответствующей зако­ номерности: ведь иерархия дедуктивных теорий различ­ ной «объяснительной силы» не может идти в бесконеч­ ность и потому на каждом данном этапе развития науки предполагает принципы, принимаемые на основе сообра­ жений «практики» — практики, понимаемой в самом ши­ роком смысле (включающем, в частности, и практику раз­ вития самой науки). Критерий же практики, как известно, относителен.

В случае «простых» систем эта ситуация снимается посредством отвлечения от «второстепенных факторов». Процедура такой абстракции не препятствует здесь выяв­ лению интересующих исследователей закономерностей, которые описываются в детерминистской форме, и практи­ ческим применениям этих описаний. Иное положение возникает в случае сложных систем. Абстракция от «вто­ ростепенного» здесь уже не эффективна, поскольку в «слояшом» участвует большое множество факторов, для которых как раз и требуется решить вопрос об их вкладе в изучаемый процесс. Использование вероятностно-стати­ стических описаний процессов (на основе некоторой необ­ ходимой информации об их протекании) является в этом случае естественным путем.

В период становления кибернетики среди ученыхэкспериментаторов нередко вспыхивали дискуссии о «пре­ делах применимости» вероятностно-статистических мето­ дов. Шедшая от кибернетики концепция «вероятностной вселенной» встречала возражения со стороны тех, кто при­ вык смотреть на методы математической статистики как на своего рода «второй сорт» по сравнению с методами, претендующими на «полное» детерминистское описание процесса: статистика представлялась своего рода «распис­

28 Во всяком случае, уже начиная с Дж. Ст. Милля {Дж. Ст. Милль Система логики, силлогистической и индуктивной. М., 1914

кн. Ill, гл. XII).

72

кой» в «незнании природы процесса». Постепенно, однако, стало ясно, что — по крайней мерс для широкого класса систем, характеризующихся «диффузностью» множества

римента и явилась теорией оптимального управления хо­

рование эксперимента,— говорит В. В. Налимов,— можно рассматривать как одно из направлений кибернетики. Воз­ можность управления сложными системами при неполном знании механизма явлений — это одно из основных поло­ жений кибернетики. Только с этих позиций стало возмож­ ным говорить об общей теории управления и рассматри­ вать управление такими сложными системами, как биоло­ гические и социальные» (В. В. Налимов, 1966, стр. 12.).

Математико-статистическая теория эксперимента вво­ дит в научный и философский обиход крайне важные, ин­ тересные, но еще малоизвестные логикам и философам (да, пожалуй, и естествоиспытателям, и математикам, и физи­ кам тоже) теоретические средства изучепия «плохо органи­ зованных» систем. Это средства, которые на определенном уровне рассмотрения, а именно на уровне «обычного» естествознания (мы не говорим здесь о причинности в микромире) служат уточнению понятия причинности на основе использования как будто бы ее противоположно­ сти — случайности со всем относящимся к последней мощ­ ным вероятностным и математико-статистическим аппара­ том 29. В этом — философское значение теории планирова­ ния эксперимента, отталкивающейся в своих постановках и анализе от самых актуальных кибернетических проблем, связанных со «сложностью», «организованностью» и «опти­ мизацией».

29 В этой связи стоит отметить идею В. В. Налимова о математи­ ческой статистике как м е т а я з ы к е эксперимента (В. В. На­ лимов, 1971, стр. 196 и далее); интересные положения на этот счет высказаны им также в его последней книге (В. В. Нали­ мов, 1974).

73

12. «Телеология» кибернетики

Основные области, в которых встречаются сложные ди­ намические системы управления — кибернетические систе­ мы,— это область высокосложных устройств современной техники (автоматические цехи и заводы, автоматические электронные системы и др.), деятельность человеческих коллективов, решающих различные задачи экономического, транспортного, военного и другого характера (включая сложные системы, состоящие из автоматов и людей: систе­ мы типа «автомат — человек»), и процессы управления в живых организмах (и объединениях живых организмов). Во всех этих областях мы видим системы, функционирова­ ние которых направлено на решение стоящих перед ними задач (выпуск продукции, отвечающей определенным тре­ бованиям; осуществление перевозок грузов по оптималь­ ным, в заданном смысле, путям; поражение войск против­ ника; поддержание определенного уровня содержания са­ хара в крови животпого, и т. и.). При этом реализация любой из такого рода задач предполагает решение фунда­ ментальной задачи любой организованной системы — сох­ ранение целостности системы в условиях возмущающих воздействий внешней среды. Это значит, что с понятием кибернетической системы естественно связывается пред­ ставление о целесообразности ее организации, ее приспо­ собленности к окружающей естественной или искусствен­ ной среде и целенаправленности (направленности на реше­ ние задач управления) ее поведения.

С объектами кибернетики, таким образом, оказывается связанным своего рода т е л е о л о г и ч е с к и й аспект изу­ чения объектов природы,— не в спиритуалистическом по­ нимании телеологии как учения о неких «сверхприродных» целях вещей, а в материалистической трактовке целена­ правленности и целесообразности (как строящейся на ос­ нове причинно-следственных отношений, информационных процессов и обратных связей). Кибернетика — в весьма распространенном понимании этого термина — это и нау­ ка, и искусство: искусство контролировать внешнее разви­ тие системы таким образом, чтобы была достигнута цель, заложенная в управляющем устройстве. Это может быть реализовано лишь тогда, когда решение, принимаемое управляющим устройством, основано на достаточной ин­

74

формации об управляемой системе; когда управляющее устройство обладает достаточно богатыми возможностями переработки информации30. Эти идеи содержатся уже в основополагающих работах Н. Винера, согласно которому кибернетика — наука об управлении и связи в живом орга­ низме и машине.

Примечательно при этом, что источник организации — в кибернетическом плане — лежит, так сказать, в «само­ движении» систем управления: им является управляющая система, в которой заложен (извне, например, человекомпрограммистом) или вырабатывается (например, в ходе са­ моорганизации или самонастройки) алгоритм, определяю­ щий поведение управляемого объекта, т. е. протекание в нем определенных механических, химических, электри­ ческих, биологических, социальных и т. и. процессов. На­ пример, живой организм, с позиций кибернетики, пред­ ставляет Собой самоуправляющуюся, самоорганизующую­ ся систему, систему внутренней выработки целей. Эта сторона дела подчеркивается в работах Н. А. Бернштейна, «физиология активности» которого после возникновения кибернетики развивалась им фактически в идейных рам­ ках последней. Эти рамки отчетливо просматриваются в следующей характеристике ц е л и и ц е л е у с т р е м л е н ­ но й д е я т е л ь н о с т и живого организма: «...цель, пони­ маемая как закодированная в мозгу модель потребного организму будущего, обусловливает процессы, которые следует объединить в понятии целеустремленности. По­ следняя включает в себя всю мотивацию борьбы организ­ ма за достижение такой цели и ведет к развитию и закреп­ лению целесообразных механизмов ее реализации. А вся динамика целеустремленной борьбы посредством целесо­ образных механизмов есть комплекс, который правильней всего объединить под термином «активность»» (Н. А. Берн­ штейн, 1966, стр. 188).

Принцип активности в понимании Н. А. Бернштейна отражает особенности организации и становления различ­ ных форм биологического приспособления — становления,

30 Ср. обсуждение вопроса о кибернетике как науке на VI Между­ народном конгрессе по кибернетике в Намюре (Л. С. Алеев с еоавт,, 1971, стр. 8),

75

значим для кибернетики — служит использованию кибер­ нетических принципов для раскрытия той формы «само­ движения материи», которая характерна для живой при­ роды (Ф. В. Бассин, Е. С. Геллер, В. Н. Свинцицкий, 1970).

Подход к понятию цели в кибернетике вовсе не озна­ чает какой-то идеалистической телеологии, приписывания природе такого рода целесообразной деятельности, которая характерна для человека, обладающего волей и сознанием. Но исследования в кибернетике (особенно в биокиберне­ тике) немаловажны для познания путей, которые привели к становлению целесообразной и целенаправленной чело­ веческой деятельности. Ибо мы еще мало знаем не только о механизмах сознательного целеполагания и действия разумных существ, но и о нейрофизиологических меха­ низмах животных, «заведующих» актами их направленной деятельности,— механизмах, явившихся естественной основой для формирования феноменов целенаправленной деятельности человека в обществе.

Идеи и результаты кибернетики служат развитию философских взглядов на понятие цели и на соотношение детерминизма и телеологии. Кибернетический подход к органическому миру, применение метода моделирования и информационного подхода, а тащке сравнительное изу­ чение организмов, находящихся на различных ступенях эволюции, дают возможность более глубоко проникнуть в закономерности и механизмы развития в живой природе. Представление о живых существах как относительно устойчивых динамических системах управления и перера­ ботки информации,— основанное, конечно, на целой си­ стеме отвлечений и огрубляющих предположений,— от­ крывает возможность математического описания механиз­ мов приспособления к внешней среде и позволяет присту­ пить к уточнению понятий целесообразности и цели. Под­ ход кибернетики к этим понятиям находится в полном соответствии с диалектике-материалистическими идеями, согласно которым всякое проявление целесообразности, це­ ленаправленности должно было быть объяснено путем вы­ явления лежащих в его основе объективных причинноследственных отношений — на основе принципов детер­ минизма, как лапласовского, так и нелапласовского, учитывающего вороятностно-статистические закономерно­ сти.

П

В отечественной философской литературе имеется

высокоорганизованных материальных систем вообще) рас­ сматривалась Б. С. Украинцевым. В статье «Категории «активность» и «цель» в свете понятий кибернетики» этот автор следующим образом характеризует «цель» в кибер­ нетике: «По нашему мнению понятие «цель» может хоро­ шо послужить в кибернетике, если под целью понимать ту «часть» естественно складывающейся программы самоуп­ равления, которая представляет н е п о с р е д с т в е н н у ю и н ф о р м а ц и о н н у ю п р и ч и н у в ы б о р а с а м о у п ­ р а в л я е м о й с и с т е м о й с в о е г о п о в е д е н и я д л я д о с т и ж е н и я о п р е д е л е н н о г о р е з у л ь т а т а » (Б. С. Украинцев, 1967, стр. 67). В этой характеристике четко видна установка — осмыслить понятие цели в кибер­ нетике через диалектически трактуемую причинность в ее информационном аспекте.

Известно, что процессы управления и информацион­ ные процессы описываются в кибернетике обычно в таких понятиях, как канал передачи информации, обратная связь, кодирование, гомеостаз, цель (задача) управления, самонастройка, обучение (системы), адаптация, оптими­ зация др. Многие из этих понятий (обучение, адаптация, оптимизация) особенно важны при характеристике фено­ мена целенаправленности сложных динамических систем. Этот феномен, по-видимому, станет главным объектом изучения кибернетики уже недалекого будущего. В этой связи следует отметить интересную идею, которую в ряде своих работ развивает Гордон Паск. Анализируя специфи­ ку кибернетических систем в их отличии от других видов систем, Паск предлагает различать системы, имеющие цель с точки зрения внешнего наблюдателя (системы, для которых имеется цель), и системы, содержащие цель внутри себя (системы, в которых имеется цель). Система называется кибернетической, если цели «в» и цели «для» соответствуют друг другу. Эти понятия развивались для класса моделей с целенаправленной деятельностью, ко­ торый, будучи соответствующим образом разработан, смо­ жет послужить основой кибернетической теории целена­ правленных систем (Л, С. Алеев с еоавт., 1970, стр, 8, 9),

77

режиме при высокой надежности (безотказности) про­ цессов и систем управления и их элементов. Понятия опти­ мизации процессов и надежности работы технических устройств и человека выражают самую суть актуальной проблематики науки об управлении сложными динами­ ческими системами (А. И. Берг, 1962). О действенном ха­ рактере кибернетики говорят многие авторы. Так, напри­ мер, Клаус пишет, что кибернетика с самого начала и в особо специфической форме на передний план теоретиче­ ского исследования выдвинула д е йс т в и е , что она по са­ мой своей природе чужда созерцательности; «... кибернети­ ку, — пишет он,— можно определить как науку о плано­ мерном достижении целей с помощью настройки систем на такие цели» (Г. Клаус, 1963, стр. 339).

Практическая установка кибернетики вызывает комп­ лекс теоретических проблем. На первом месте из этих проблем — разработка теории оптимизации и ее приложе­ ний. Такая разработка идет на всех трех уровнях киберне­ тики: теоретическом, техническом и прикладном. Теоре­ тические исследования заботятся о создании достаточно общих и мощных методов оптимального управления. Тех­ нические разработки направлены на конструирование устройств, предназначенных для практико-технической реализации этих методов. Задача же прикладных работ — применение методов и технических средств оптимизации в конкретных областях науки и народного хозяйства. Бы­ ло бы неразумно преувеличивать успехи в решении проблем оптимизации. В применении к сложным систе­ мам здесь возникают специфические трудности, связан­ ные, например, с проявлением феномена противоречиво­ сти критериев оптимизации: такие критерии могут быть разными для системы в целом и ее подсистем, могут про­ тиворечить друг другу. Исследование этих вопросов при­ надлежит к числу наиболее жгучих проблем, например, экономической и медицинской кибернетики.

13. «Параметр времени». Развитие

Идеи науки о процессах управления в сложных дина­

79

принципов естественно видеть в том, что принцип мате­

щей и процессов, в том числе (и прежде всего) тех, кото­ рые определяют появление, генезис, становление н о в ых материальных образований, новых предметов и явлений, новых процессов и структур, новых свойств и отношений. Возникающие в ходе этого процесса развития во времени (более) сложные системы (структуры) сохраняют в ряде своих существенных черт генетическую связь с теми (бо­ лее простыми) системами, из которых они исторически развились (хорошо, например, известна связь между эта­ пами иерархических классификационных систем живых организмов, скажем, позвоночных, и этапами органиче­ ской эволюции), а на это реализующееся в развитии исто­ рическое родство объектов реальности также естественно смотреть как на проявление принципа материального един­ ства природы.

Вопросы, относящиеся к категориям времени и разви­ тия, обсуждались в связи с идеями кибернетики с самого начала оформления этой науки. В частности, Н. Винер прямо связывал разработку идей кибернетики с борьбой против виталистических выводов, основывающихся на бергсоновском понимании времени, против противопостав­ ления процессов в живой природе и в неорганическом мире (см. упоминавшийся выше обзор конференции в издании «Проблемы кибернетики», вып. 9). Винер указал на то, что необратимые процессы характеризуют не только жизнь, но и неживую материю (термодинамические, квантовоме­ ханические и вообще статистические закономерности), что с кибернетикой существенно связана концепция необ­ ратимого течения времени как в живой, так и в неяшвой природе, в частности в автоматах (Н. Винер, 1968; см. осо­ бенно главу II «Ньютоново и бергсоново время»). Это су­ щественно для понимания предмета кибернетики: кибер­ нетика изучает сложные ц е л е н а п р а в л е н н ы е систе­ мы; такие системы содержат, так сказать, неопределен­ ность, так как обладают возможностями в ыбора , необхо­ димого для осуществления целенаправленного действия; при этом динамика связана не с ньютоновым, а с «бергсоновским» временем (Ш. Г. Адэишвили, 1964).

Аспекты, связанные с категориями времени и развития, находят и конкретное отражение в кибернетике — уже в

80