книги из ГПНТБ / Жуков Н.И. Философские основы кибернетики

ной системы. Структура не сводится к строению, она имплицитно содержит определенную динамичность, иными словами, предполагает не только пространствен­ ные, но и некоторые временные моменты (В. И. Свидерский и др.), обладая в то же время инвариантностью. Заметим, что понятие структуры обычно фигурирует в паре с понятием элемента, содержание которого тоже интенсивно исследуется в последнее время в нашей фи­ лософской литературе. Однако категория «структура» соотносится не только с понятием «элемент», но и с ка­ тегорией «функция», которая нас главным образом и будет интересовать в дальнейшем.

Если структура характеризует способ существования данной системы, характер взаимодействия ее элементов, то термин «функция» выражает аспект деятельности си­ стем, ее, грубо говоря, поведение. Функцию можно опре­ делить как способность обладающих определенной структурой1 систем, точнее элементов, к целесообразной активности в рамках целостной системы. Любой орган тела, например, предназначен для выполнения какой-то функции в организме, а психическая функция мозга обеспечивает приспособление животного к изменяющей­ ся среде в рамках системы «организм —■среда».

Категории «структура» и «функция» очень близки к философским понятиям содержания и формы. Однако если «структура» представляет собой не что иное, как внутреннюю форму, то понятия содержания и функции отличаются друг от друга более значительно. Известно, что под содержанием понимается совокупность всех эле­ ментов и процессов, присущих данному объекту, в то время как категория «функция» характеризует систему под несколько иным углом зрения — в плане целесо­ образной деятельности системы. Различие их наблюда­ ется и в том, что функция свойственна только системам организованной природы, тогда как содержание суть всеобщее, философское понятие, характеризующее все существующие в окружающей нас действительности процессы и явления. Тем не менее близость, некоторая однопорядковость этих категорий налицо. Это видно хотя бы в том, что как содержание, так и функция в ко­

1 Следует заметить, что иногда в биологической литературе под структурой понимается система как таковая.

30

нечном итоге определяют форму, структуру объектов. Но только в тенденции, точнее сказать, во временном плане, ибо в каждый момент времени функция любого элемента целостной системы определяется ее структурой.

В философии это обстоятельство находит свое выра­ жение в известном положении об активном воздействии формы на содержание (вспомним хотя бы положение Маркса об активном воздействии производственных отношений, структуры экономических отношений на тем­

цию, то оно особенно ярко проявляется в области живой природы: в филогенезе — а в значительной степени и в онтогенезе в результате упражняемости органов — функ­ ция по отношению к структуре играет определяющую роль, в то время как функциональные возможности органа тела в каждый момент времени целиком и пол­ ностью обусловлены структурой этого органа. В данном случае, как видим, нужно учитывать трехплановость отражения в живой природе. В дополнение к сказан­ ному заметим, что единство морфологического (струк­ турного) и физиологического (функционального) под­ ходов1 издавна справедливо считалось важнейшим прин­ ципом биологической и медицинской науки (И. Павлов)*2.

распространено мнение о том, что категория «функция» суть понятие, которое является результатом модифика­ ции философской категории «содержание» применитель­ но к живой природе. Кибернетизация современного научного знания делает необходимым пересмотреть это положение под углом зрения расширения поля действия указанной категории. Оказалось, что она хорошо «рабо­ тает» при изучении процессов во всей организованной природе. Функция присуща не только органам тела, но

31

говоря уже об области социальной, где функция — весь­ ма распространенное понятие, характеризующее дея­ тельность коллективов, социальных групп, отдельных

люден и т. д.

Можно сказать, что понятие «функция» приобретает статус кибернетической категории, а понятие функцио­ нальной системы становится в кибернетике одним из ве­ дущих. Необходимо только отличать объем понятия «функциональная система» от объема понятия целостной системы: второе значительно шире первого, поскольку интегративные системы имеют место и в неживой есте­ ственной природе (молекула пли атом, например).

Что касается понятия структуры, то оно уже обрело общенаучный характер, пополнив арсенал категорий философии. Понятие структуры соотносится как с кате­ горией «форма», так и с категориями «элемент» и «си­ стема». Чрезвычайно тесно связана категория «струк­ тура», как мы уже видели, и с понятием «функция», так как функция какого-либо элемента системы становится возможной только при определенном, целесообразном характере структуры, при наличии определенного уровня организации всей системы. (К примеру, белок, называе­ мый ферментом, выполняет необходимые для осуществ­ ления жизнедеятельности клетки функции простейшего регулятора, тогда как «in vitro» о таковой говорить не приходится.) То. что категория «структура» образует пару с категориями разной степени общности, не яв­ ляется беспрецедентным. Например, категории «необхо­ димость» и «свобода» тоже не предполагают одинаковой степени общности (первая является общефилософским, тогда как вторая — в общем-то социологическим по­ нятием).

Здесь уместно сделать несколько замечаний относи­ тельно понятий упорядоченности, организации и органи­ зованной природы, а также роли понятия функциональ­ ной системы в кибернетике.

Термин «организация» имеет массу оттенков своего содержания. Наиболее распространенным является тот смысл, согласно которому под организацией понимается упорядоченность, нечто противоположное дезорганиза­ ции (хаосу), целесообразность структуры и функции той или иной системы, независимо от того, идет речь о жи­ вом организме, общественной или технической системе.

32

Существует и другой, расширительный смысл этого понятия, когда говорят о сложности строения, и в этом смысле — организации системы. Так, определяя понятие структуры, мы говорили об организации объекта, спо­ собе его существования, по существу, отождествляя при этом понятия структуры и организации1. В дальнейшем во избежание путаницы и неоднозначности мы будем употреблять этот термин только в первом, более строгом смысле, соответствующем понятиям организованной при­ роды и целесообразности, а также функциональному подходу в кибернетике, о которых шла речь в первом разделе.

О структуре было сказано достаточно, теперь по­ дробнее остановимся на функции.

Специфика функционального свойства. Что пред­ ставляет собой функциональное свойство, в чем его своеобразие по сравнению с другими свойствами систем оріавизованной природы?

При анализе этого вопроса важно учитывать сле­ дующее. Все существующие в природе вещи обладают многочисленными свойствами, в которых проявляется их качество,'н находятся с другими объектами в определен­ ных отношениях. В отличие от этих обычных, субстрат­ ных, вещественных свойств кибернетические системы обладают еще так называемым функциональным свой­ ством, которое проявляется только в процессе их рабо­ ты. Иначе говоря, если субстратные свойства проявля­ ются всегда в обычных взаимодействиях с другими объ­ ектами. то функциональное свойство предполагает (на­ ряду с вещественно-энергетическими) информационную связь управляющей системы с управляемой, информа­ ционное отношение, которое осознается лишь в такой си­ стеме, как человек.

Это особое свойство можно определить как способ­ ность кибернетической системы воспринимать, использо­ вать информацию окружающей среды для управления и1*б

1 Иногда под организацией понимается сама организованная система, а не только целесообразная упорядоченность последней м деятельность (например, в выражении «биологическая организа­ ция»), В литературе есть указания на целый ряд других смыслов термина «организация». Подробнее об этом см. в кн.: К. Ш т е и н- б у X. Автомат и человек. М„ 1967, стр. 397—399.

регулирования, достижения какого-то целесообразного эффекта. Специфика такого свойства заключается в том, что при отсутствии деятельности системы его нет. К при­ меру, при невозможности притока информации (в слу­ чае изоляции от рецепторов) мозг, как было установле­ но еще И. М. Сеченовым, перестает функционировать, «засыпает».

В кибернетических системах функциональное свой­ ство и информационные отношения опосредованы нали­ чием в них связанной, начальной информации, взаимо­ действием последней с получаемой извне -свободной, рабочей информацией. Актуализация соответствующей части связанной информации и вызывает особое функцио­ нальное состояние управляющей системы (например, мозга). Существенно, что наличие связанной информа­ ции в системе, т. е. определенная степень ее организа­ ции, придает последней относительную самостоятель­ ность, создает возможность выбора поведения и, стало быть, обусловливает двойную детерминацию этого пове­ дения: одни и те же воздействия на различные киберне­ тические системы могут вызвать разную (а иногда и диаметрально противоположную) реакцию, ответное действие.

Система управления и ее структура. Понятие функ­ циональной системы не тождественно понятию киберне­ тической системы, которое иногда в специальной кибер­ нетической литературе рассматривается в качестве объекта кибернетики. Понятие кибернетической систе­ мы следует считать, по-видимому, синонимом понятия «управляющая система», которая представляет собой главное, центральное звено более широкой системы управления — совокупности управляющей системы и управляемого объекта, а также информационных кана­ лов прямой и обратной связи (см. схему 4). При этом если под управляющей системой понимается всякая кибернетическая система, то под управляемым объек­ том — обычно та часть стохастической по своему харак­ теру окружающей природы, в которой кибернетическая система способна осуществлять свои действия.

Применительно к человеку под системой управления мы должны понимать всю систему «субъект — объект». Естественно, что в качестве управляемой системы при этом может выступать тоже кибернетическая система

34

(второй субъект, например), и тогда относительность, условность их различия станут очевидными.

В случае сложной иерархической системы управляю­ щая система может сама рассматриваться как система управления, и наоборот. Так, организм есть не только управляющая система в рамках системы «организм — среда», но и сложная система управления, в которой центральным регулятором является головной мозг, а управляемым объектом — тело организма, не выходящее за рамки кибернетической системы.

Как видим, понятия функциональной и кибернетиче­ ской систем имеют разноплановый характер: первое подчеркивает деятельный момент, в то время как второе отражает структурные особенности объекта.

в кибернетике свое дальнейшее обобщение, рассматри­ вается как проблема «управляющая система — управ­ ляемый объект».

Схема 4 Система управления.

После такого предварительного определения основ­ ных понятий кибернетики (функциональная и киберне­ тическая системы, система управления, управляемый объект, организация) мы можем перейти к анализу проблемы возникновения естественных кибернетических систем, а также к вопросу о том, как, зачем и почему осуществляется управление, поскольку последнее состав­ ляет наиболее существенный момент деятельности кибернетических систем.

Литература

К. Ма р к с . К критике политической экономии. Предисловие. Ф . Э н г е л ь с . Диалектика природы. М., 1950.

А ф а н а с ь е в В. Г. Проблема целостности в философии и био­ логии. М., 1964.

Б л а у б е р г Н. В. Проблема целостности в марксистской фи­ лософии. М., 1963.

В я т к и н Ю. С., М а мз нн А. С. Соотношение структурнофункционального п исторического подходов в изучении живых си­

тем, чтобы понять объективную логику п необходимость возникновения систем саморегуляции естественным путем.

Стохастический характер природных процессов. Про­ цессы окружающего нас мира имеют стохастический характе-р. Это означает, что необходимость здесь не проявляется в чистом виде, а дополняется случайностью и проявляется через нее (Ф. Энгельс), что те или иные события возникают с большей или меньшей вероят­ ностью.

В современной науке понятие вероятности употреб­ ляется в трех значениях — математическом, логическом и философском. Здесь и в дальнейшем (кроме специаль­ но оговоренных случаев) мы будем использовать этот термин в последнем, общенаучном смысле, на правомер­ ности которого справедливо настаивают многие совет­ ские и зарубежные ученые (Л. В. Смирнов, Б. Рассел и др.).

По мере развития науки категориальный аппарат не остается неизменным. И дело не'только во вполне понят­ ном изменении содержания существующих категорий, но и в появлении новых понятий, в том числе и философ­ ских. Категория вероятности являет нам пример именно такого понятия, которое «сделало свою карьеру» в XX ве­

36

ке. В этой связи нельзя не согласиться с Н. Винером в том, что «вероятностную точку зрения следует рассма­ тривать как основную в науке, а не как позднейшее добавление».

«Вероятность» чаще всего связывают с категориями’ «возможность» и «действительность»; ее определяют как меру превращения возможности в действительность. Однако, как и всякая другая философская категория, вероятность тесно связана с многими другими философ­ скими понятиями — необходимостью и случайностью, причиной и следствием, общим и единичным и т. д., так что «возможностное» определение вероятности является далеко не единственно возможным1. Понятие вероят­ ности позволяет более глубоко и детально исследовать взаимосвязь между категориями материалистической диалектики, выступая необходимым логическим звеном между многими из них (В. А. Штофф, Ю. В. Сачков, Б. М. Кедров, В. П. Тугаринов, Л. В. Смирнов п др.).

В литературе бытует мнение, будто вероятность имеет место лишь в двух случаях. Во-первых, в микро­ мире, где одновременно положение и скорость, скажем, электрона невозможно точно определить (можно это сделать только с определенной степенью вероятности при помощи волновой функции Шредингера, так как элек­ трон как бы размазан в пространстве, существует в виде диффузного облака). Вторая область действительности, где, согласно этой точке зрения, наблюдается вероят­ ность— сфера массовых явлений в макромире. Там выявляются определенные статистические закономер­ ности. Ими руководствуются в целях предсказания с определенной долей вероятности «поведения» опреде­ ленной частицы ансамбля. Статистическое предвидение предполагает использование закона больших чисел и понятия математической (частотной) вероятности. При этом статистические закономерности рассматриваются как обобщенный случай динамических (законов же­

1 А. И. Фплюков, например, определяет вероятность как меру неопределенности в соотношении причины и следствия, меру необ­ ходимого ■в случайном (Роль категорий диалектики в изучении биолошческих явлений. 'Минск, '1967, стр. J03.).

37

В живой природе мы наблюдаем много массовых яв­ лений. Скажем, водоплавающие насекомые в разное время находятся то в воде, то в воздухе, то на берегу. Рассматривая большую группу насекомых, можно выде­ лить три облака их — на воде, на суше и в воздухе, ко­ торые в численном отношении находятся в более или менее постоянной пропорции (Р. Эшби). Подобные при­ меры мы найдем и в области термодинамики, в молеку­ лярной физике.

Представляется, что понятие вероятности применимо и к любому отдельному объекту, если иметь в виду раз­ личные потенциальные возможности его последующих состояний (в диахронном аспекте). Игнорирование ве­ роятностного характера наступления событий ведет к фаталистическому истолкованию развития окружающего мира и последующему сужению сферы действия катего­ рии «вероятность», к лишению ее философского статуса.

Правда, степень вероятности в различных сферах действительности варьирует в довольно широком диапа­ зоне, так что на уровне макротел вероятность часто не учитывается. Тем не менее только в искусственной при­ роде мы можем наблюдать жестко и однозначно детер­ минированные процессы, рассчитанные заранее кон­ структором технического устройства.

Теперь посмотрим, какое отношение все это имеет к проблеме возникновения систем саморегуляции.

Формирование биологической организации. Стоха­ стический характер природного мира не означает, как мы уже видели, отсутствия всяких закономерностей. Просто законы природы не следует абсолютизировать. В природе нет целей и планов Творца, порядка в соб­ ственном смысле слова; законы не действуют с фаталь­ ной неизбежностью. Тем не менее закономерности раз­ вития материального мира, периодическое повторение внешних условий (и в этом смысле момент устойчи­ вости) содержат в себе возможность появления таких систем, которые были бы в состоянии как-то противо­ стоять окружающей среде, приспосабливаться к ее зако­ номерному ходу развития, а не.просто пассивно отра­ жать разрушительные воздействия среды. И такие си­ стемы возникли. Они оказались способными благодаря большой скорости метаболизма с опережением модели­ ровать изменяющуюся обстановку и таким способом

38

сохранять свою качественную определенность, избегая неблагоприятных воздействий среды, своевременно дви­ гаясь к пище и т. д.

Характерно, что при отсутствии элементов случай­ ности жизнь тоже не могла бы возникнуть, поскольку все было бы заранее предопределено. Крайности, как всегда в диалектике сходятся: отсутствие одного из ука­ занных моментов исключает возможность самозарожде­ ния органической жизни.

Поскольку наступление любого события в природе происходит лишь с определенной степенью вероятности, организму необходимо постоянно получать информацию из внешней среды для своевременной организации адекватного поведения, «планомерных действий»1, а тем самым приспособления к окружающей среде. Способ­ ность получать информацию извне предполагает, в свою очередь, наличие определенной организации системы.

Поэтому при решении вопроса о том, на каком этапе развития материи и как возникают системы саморегуля­ ции, мы, стало быть, должны исходить из принципа единства информации и управления. Без получения и использования информации не может осуществляться управление; в свою очередь, необходимым условием на­ личия свободной, точнее, относительной информации является возможность ее использования кибернетиче­ ской системой. Если подобного использования воздей­ ствий не происходит, то они никакой ' информации си­ стеме не несут, представляясобой обычное энергетиче­ ское, силовое действие.

Рассмотрим проблему возникновения систем само­ регуляции несколько подробнее.

Возникновение жизни явилось результатом развития материи, неотъемлемой частью общего мирового разви­ тия. В абиогенный период на нашей планете чисто хими­ ческим путем создавались и накапливались метан и другие разнообразные углеводороды, послужившие даль­ нейшей основой живого. В условиях действия ультра­ фиолетовой части спектра солнечного света они взаимо­ действовали с парами воды, аммиака, сероводорода и другими газами восстановительной атмосферы, образуя аминокислоты — важнейшие компоненты белковой мо­ лекулы.,

1 Ф. Э н г е л ь с . Диалектика природы. М., 1950, стр. 140.

39