Функциональное описание и синтез

В самом лучшем из возможных миров (по крайней мере с точки зрения конструктора) можно даже надеяться на то, что нам удастся совместить достоинства описанных выше подходов, основанных на представлении самоприспосабливающейся системы как совокупности целей, внутренней среды и внешней среды. Можно надеяться, что мы сумеем охарактеризовать основные свойства системы и ее поведения, не вдаваясь в подробности устройства как внешней, так и внутренней среды. В перспективе видится создание такой науки об искусственном, которая в самом факте относительной простоты взаимосвязи внешнего и внутреннего найдет основной источник абстрагирования и обобщения.

Рассмотрим задачу конструирования физического устройства, предназначенного служить счетчиком. Если мы хотим, чтобы устройство считало до тысячи, необходимо, чтобы оно могло принимать любое из по меньшей мере тысячи состояний, чтобы оно могло оставаться в каждом таком состоянии столько времени, сколько потребуется, и чтобы оно обладало способностью переходить из одного состояния в другое. Существуют десятки внутренних сред, которыми для этого можно пользоваться (и которые фактически уже использовались). Например, это может быть колесо, разделенное отметками через каждые 20 угловых секунд и снабженное храповым механизмом, позволяющим поворачивать его и закреплять на месте. С тем же успехом можно использовать и систему из десяти электрических переключателей, схема соединения которых позволяет представлять двоичные числа. В наши дни мы переключателям наверняка предпочтем транзисторы или другие бесконтактные устройства⁴. .

Подобный счетчик будет приводиться в действие импульсом, приходящим из внешней среды. Природа импульса может быть различной; в зависимости от конструкции счетчика импульс может быть либо механическим, либо I электрическим. Но при введении соответствующего преобразователя, осуществляющего связь между двумя средами, физический характер этого внутреннего импульса уже не будет зависеть от физической природы импульса во внешней среде — счетчик можно будет заставить считать что угодно.

Описание искусственного устройства путем указания его организации и принципа работы — характера взаимосвязи между внутренней и внешней средами — составляет основную цель любой изобретательской и конструкторской деятельности. Инженеры легко поймут язык патентной заявки на усовершенствованный регулятор электродвигателя, относящейся к 1919 году:

«Заявляю новизну и желаю закрепить за собой в соответствии с патентным правом следующее:

1. Использование в регуляторах электродвигателей комбинации средств реверсирования, постоянно действующих средств ослабления поля и управляемых вышеупомянутыми средствами реверсирования средств, обеспечивающих отключение средств ослабления поля на пусковой период и регулирование эффективности упомянутых средств в остальное время...»⁵

Из этого отрывка мы узнаём, что изобретение относится к регулированию электродвигателя, и это, пожалуй, все, что здесь говорится о конкретных объектах или явлениях. Зато упоминаются абстрактные «средства реверсирования» и «средства ослабления поля», назначение которых проясняется в параграфе, предваряющем патентную заявку:

«Достоинства описываемого электродвигателя специального типа и возможностей его регулирования очевидны для специалистов. Среди них можно отметить обеспечение большого пускового момента и возможность быстрого реверсирования двигателя».

Предположим теперь, что рассматриваемый электродвигатель предназначается для строгального станка. все свойства, которыми наделена внутренняя среда, оказываются подчиненными целям с учетом характера внешней среды. Такой электродвигатель будет периодически реверсироваться, реагируя на перемещения стола станка. Но «форма» его поведения — скажем, изменение во времени переменных, характеризующих работу двигате­ля, — окажется зависящей от «формы» внешней среды (в нашем случае от расстояния между кулачками на столе). В описанном устройстве, как в капле воды, отражается природа артефактов. Главное для их описания — это цели, связывающие внутреннюю среду с внешней. Внутреннюю среду образуют естественные явления, организованные таким образом, чтобы обеспечивать достижение целей в определенном диапазоне внешних сред. Но обычно имеется много функционально эквивалентных естественных систем, которые могут быть для этого использованы. Внешняя среда определяет условия достижения цели. Если внутренняя среда сконструирована правильно, она приспособится к внешней среде, и ее поведение в значительной степени будет определяться поведением последней — совершенно аналогично тому, что имеет место в случае «экономических субъектов». Для того чтобы предсказать это поведение, нам достаточно лишь спросить: «А как вела бы себя рационально сконструированная система в подобной ситуации?» Другими словами, поведение системы отражает форму целевой среды.