Универсальность кибернетической мысли проявляется в аналогиях,
сопоставляющих самым неожиданным образом предметы самых различных
категорий. Приведем несколько типичных примеров.
Реакция населения на психологическое воздействие. В
начале XX в. невропатологи, в частности французский исследователь Луи
Лапик и англичанин Чарлз С. Шер-ридгтон, показали, что при возбуждении
конца нерва по
нему распространяется электрическая волна, имеющая такую форму, как
показано на рис. 1, где по оси абсцисс отложено время, а по оси ординат
— разность потенциалов. Дени Габор показал, что волна, несущая
мгновенный импульс через электрический фильтр, может рассматриваться как
результат наложения друг на друга волн, близких по форме к кривой Лапика
и смещенных во времени одна относительно другой. Такую же форму имеет
волна, которая распространяется в контуре, состоящем из нервов и нервных
узлов (ганглий), и передается от одного нерва к другому через
образование, называемое синапсом, без соприкосновения нервов.
При поисках других аналогий было установлено, что электронная лампа
имеет сходство с синапсом, так как связь между электродами лампы
осуществляется также через плохо проводящую среду. Таким образом,
нервный узел и электрический фильтр действуют по одному и тому же
принципу, отличаясь один от другого структурой.
Если затем учесть, что электрические импульсы, распространяющиеся по
нервам, почти всегда являются носителями информации и что импульсы в
электрической цепи также часто служат для передачи информации, то по
аналогии можно предположить, что реакция на возбуждения использующего
информацию механизма должна описываться кривой, сходной по форме с
кривой Лапика, даже тогда, когда возбуждения не создаются электрическими
импульсами. В частности, таким механизмом можно считать население,
получающее устную или зрительную информацию.
Для проверки метода аналогии был проделан следующий опыт. В качестве
механизма рассматривались покупатели одного крупного парижского
магазина. Информацией служили сообщения о рекламной распродаже товаров,
а за меру реакции принималась выручка за время распродажи. К
рекламировавшимся товарам относились чулки, перчатки, парфюмерные
изделия, белье, хозяйственные товары. Рекламные распродажи производились
в разное время года, и продолжительность их также варьировалась. После
статистической обработки полученных результатов были получены кривые,
показанные на рисунках. Вершины этих кривых имеют абсциссу, равную 10, и
ординату, равную 100.
Из этого опыта можно заключить, что достаточно однородное население
вполне определенным, присущим для
него образом реагирует на психологическое
воздействие. Уяснению этой закономерности мы обязаны методу мышления по
аналогии, описанному выше.
Работа предприятия. Если метод аналогий применить в другой области — по
отношению к поведению отдельного органа живого организма, или отдельного
живого существа, или человеческого общества, то можно отметить
следующее:
— действия отдельных органов животного согласованы между собой, и цель
их, по всей видимости,— поддерживать существование животного и дать ему
возможность действовать, в чем и состоит потребность, удовлетворить
которую стремится животное;
— действия органов человека, а часто и их строение имеют много общего с
действиями органов животного, и при их функционировании преследуется та
же цель; но почти у каждого человека в значительно большей степени
развита функция мышления, и потребности, удовлетворить которые стремится
человек, носят особый характер — это потребности эстетические.
Следовательно, очевидная цель активности человека заключается в
удовлетворении его потребностей.
В доисторические времена люди объединялись для охоты, в современных
условиях они объединяются в производственные группы для того, чтобы
благодаря совместным направленным усилиям удовлетворять свои
потребности, чего они не могли бы добиться, действуя каждый в
отдельности, или же для того, чтобы всем вместе наслаждаться, когда
удовольствие не может быть доставлено каждому из них в отдельности.
Анализ современных социальных отношений при помощи аналогий между
животным и человеком, между человеком и обществом, между органами
человека и органами общества выявляет такие черты в жизни общества,
которые до сего времени оставались незамеченными или не могли быть
исследованы.
а) Действие всего человеческого общества заключается в удовлетворении
потребностей его членов. Это действие мы будем называть экономической
функцией общества. Группу лиц, деятельность которой служит выполнению
этой функции, мы будем называть предприятием.
Например, завод, производящий пневматические шины,— это предприятие,
функция которого заключается
в производстве шин, чтобы удовлетворить потребности
людей, пользующихся автомобилями. Библиотека — это предприятие, функция
которого сводится к тому, чтобы предоставлять книги в распоряжение лиц,
испытывающих потребность в чтении.
б) Работа предприятия складывается из действий отдельных людей,
использующих орудия производства: инструменты, машины, транспортные
средства и т. д. Предприятие обеспечивает процесс производства орудиями
производства; информация, возникающая в процессе работы, создается
работниками предприятия.
Приводящийся обычно пример с рабочим, заливающим металл в изложницы,
имеет целью показать, что на предприятии есть работники, являющиеся в
основном источниками физической энергии. Но так как в результате
производственного обучения можно достичь такой же производительности при
меньшей затрате физического труда, то ясно, что в случае физического
труда действиями рабочего управляет информация. Даже тот факт, что
некоторые люди с трудом справляются с производственным обучением,
свидетельствует, что во время работы рабочий максимально использует
присущую ему способность к переработке информации.
Когда рабочий управляет машиной, его сложные, но совершаемые без больших
физических усилий движения поставляют машине информацию для выполнения
отдельными ее частями силовых операций. Рабочий в данном случае не
затрачивает своей энергии для выполнения этих операций.
Действия всех работников предприятия, начиная с бригадира и кончая
директором, сводятся к предоставлению в нужный момент информации,
необходимой для функционирования предприятия.
в) Работники предприятия отличаются один от другого по количеству и
качеству поставляемой ими информации. Производственная квалификация
работника — это совокупность качеств, включающая в себя информацию,
которой он обладает в своей профессии, силы воображения, которой он
наделен для выработки на основе этой информации новой, и, наконец, его
способность передавать информацию другим работникам.
г) Принимая во внимание то, что деятельность отдельных членов общества
сводится главным образом к
обмену информацией, кибернетика разумно решает
проблему «общественных отношений» (.public relations). Так американцы
называют проблему, часто возникающую при взаимоотношениях людей и
связанную с тем, что им иногда трудно понять друг друга и прийти к
согласованному мнению. Эти трудности возникают в отношениях между
руководителем и его сотрудниками, между продавцом и покупателем, между
служащим и администрацией учреждения и т. д.
С позиций кибернетики «общественные отношения» можно рассматривать как
особый вид передачи информации. По аналогии с передачей информации по
радио, когда передатчик и приемник должны быть настроены электрически на
одну и ту же частоту, чтобы передача совершалась без искажений, образы
мышления человека, передающего информацию, и человека, ее принимающего,
также должны быть согласованы между собой. А так как принимающий
информацию не знает, что ему будет сообщено, то именно передающий
информацию должен соответствующим образом приспосабливаться к нему, для
чего он должен знать:
— какой информацией уже располагает принимающий информацию и в какой
форме она была ему сообщена;
— насколько принимающий способен усвоить новую информацию.
Исходя из этого передающий новую информацию должен делать это в форме,
доступной для восприятия принимающего.
Короче говоря, кибернетика видит простое решение проблемы «общественных
отношений» в освоении средств передачи информации.
В частности, обстоятельное изучение таких средств передачи информации,
как речь, рисунок, кинофильм, должно стать частью народного просвещения,
что приведет к хорошей профессиональной квалификации.
д) Наконец, наблюдая реакцию людей на психологическое воздействие, можно
предположить, что предприятие состоит из самоорганизующихся единиц.
Начиная с рабочего, у которого свой собственный способ обращаться с
машиной, и кончая директором, у которого свой собственный метод
руководства людьми, все работники производства действуют в пределах
поставлен-
ного перед ними задания в соответствии с
собственной инициативой.
Например, на стройке приходится переводить рабочих из одной бригады в
другую в зависимости от срочности выполнения тех или иных работ.
Организация работы видоизменяется в зависимости от обстоятельств по
указаниям производителя работ. Следовательно, такая стройка представляет
собой самоорганизующуюся производственную единицу.
В понятии самоорганизующейся производственной единицы выделяются
следующие моменты:
— при организации предприятия основное внимание обращается на его
действие, а не на его структуру. Структура предприятия может быть
изменена, если это необходимо, для того чтобы предприятие осуществляло
свою функцию;
— деятельность каждой производственной единицы определяется
поставленными перед ней целями;
— информация, которой обмениваются руководители производственных единиц,
относится к цели, или, что одно и то же, к результатам их деятельности.
Таким образом, главная особенность «предприятия» состоит в том, что это
сообщество людей, основной вклад которых заключается в выработке
информации. Поэтому для правильного функционирования экономического
механизма имеет большое значение производственная квалификация
работников предприятия, а также профессиональное обучение. Проблема
«общественных отношений» решается путем изучения средств передачи
информации. Исследование сущности предприятия показывает, что оно
состоит из самоорганизующихся единиц. Многочисленные проблемы, связанные
с организацией предприятия, разрешаются исходя из этого положения.
Кибернетика машин. Для построения аналогии в кибернетике Н. Винер всегда
исходил из понятия «машина» или «орган машины». Следовательно, сначала
кибернетика занималась машинами.
Но что такое машина?
Самая древняя известная нам машина — токарный станок (2000 г. до н. э.).
Древесный ствол, из которого хотели выточить колонну, подвешивали между
двумя деревьями и вращали при помощи веревки. Человек держал резец и
прижимал его к вращавшемуся стволу. Он перемещал резец и придавал ему
нужное положение, пользуясь доской, параллельной обрабатываемому стволу.
У современного токарного станка те же самые основные части: две бабки,
которые зажимают обрабатываемую деталь и с помощью мотора приводят ее во
вращение; резец, который держится в суппорте, а не в руках рабочего;
суппорт перемещается под действием других частей станка.
Машина создается для того, чтобы заменить человека при выполнении
некоторого действия.
Орган, совершающий действие, которое вызывает изменение внешней среды, в
чем и заключается его цель, называется эффектором. Остальные органы,
предназначенные для управления действием эффектора,— это кибернетические
органы.
С определенной точки зрения управление машиной — это интеллектуальная
операция, и кибернетические органы, так сказать, заменяют человека при
выполнении таких операций.
Здесь следует сделать одно замечание, которое очень редко
формулировалось с достаточной ясностью. Эффективно действующие машины —
это не те машины, которые повторяют жесты и логические операции
человека, т. е. роботы. Эффективно действующими являются такие машины (и
они уже применяются на производстве), которые используют наиболее
простые в данных условиях средства для разрешения соответствующей
производственной задачи. Перед ними ставится задача, требующая решения,
и они ее разрешают удовлетворительными с точки зрения механики
средствами. Вот один пример.
В конце первой мировой войны в Скалистых горах была построена первая
гидроэлектростанция, управляемая на расстоянии. Робот в виде человека с
ногами, туловищем и головой, снабженный телефонным аппаратом,
перемещался по рельсам перед приборами и кнопками управления. Поднося
свою «руку» к шкалам приборов, он считывал их показания, по которым
определялось состояние станции (уровень воды, напряжение, мощность и т.
д.), и передавал эти показания за несколько сот километров в долину. Из
долины приходили ответы, содержавшие указания о тех маневрах, которые
должен был выполнять робот. Тогда робот перемещался по рельсам и нажимал
на соответствующие кнопки управления. Информация передавалась в виде
пяти нот музыкальной гаммы.
В наши дни устройства для телеотсчетов и телекоманд помещаются в
неподвижном корпусе, а носителем информации являются электрические
импульсы, которые через распределительные устройства поступают в
соответствующие исполнительные органы. Исполнительные органы по внешней
форме не имеют уже сходства с человеком, и хотя они выполняют вместо
человека логические операции, осуществляют их иными техническими
средствами.
Органы машины или машины, управляющие сами собой, называются автоматами.
Автоматизм достигается при помощи кибернетических органов. Поэтому
многие инженеры путают автоматику с кибернетикой и даже с математической
теорией машин-автоматов.
Но для инженера математическая теория — это модель существующих в
природе явлений, преимущество которой заключается в том, что эта модель
изменяется в соответствии со строго определенными правилами — правилами
логики. Определенность этих правил облегчает их применение, особенно с
помощью вычислительных, или «думающих», машин. Применение математических
моделей — это частный случай кибернетической логики, когда между двумя
рассуждениями по аналогии вклинивается дедуктивное рассуждение. Только в
том случае, когда выводы, полученные в результате математических
преобразований модели, оправдываются на опыте, теория находит
практическое применение. Другими словами, кибернетическая логика не
разделяет технику и теорию. Если, например, исследовать работы по
созданию искусственных спутников в различных странах, то можно отметить,
что неудачи обычно вызываются техническими причинами, а не недостатками
теории.
Последние примеры. В последних методологических работах ясно
подчеркивается оригинальность кибернетической логики и ее отличие от
дедуктивного метода мышления. В первую очередь следует отметить
значительную работу польского профессора X. Греневского «Кибернетика без
математики» (Варшава, 1958), в которой систематически изучен вопрос о
представлении природных явлений в виде моделей. Это такие модели, у
которых аналогий с оригиналой устанавливаются путём ето описайий. Язык
моделей Греневского — это не математический, а особый графический язык,
весьма схожий со схемами электронных машин.
Но само разнообразие изучаемых таким путем явлений говорит о больших
возможностях метода моделей, т. е. метода кибернетической логики. В
частности, такие простые модели легко позволяют понять, в чем
заключается поведение по Павлову, а также указывают пути создания машин
для перевода с одного языка на другой.
Механизм обратной связи, который интересует инженера обычно лишь в том
случае, когда он стабилен (отрицательная обратная связь), и который
может быть описан математически только в случае его линейности, был
применен английским ученым Стенли Джонсом в биологии в его наиболее
общем виде с использованием обычного языка. Анри Лабори (Франция) также
описал этот механизм, используя схемы своего соотечественника Пьера де
Латиля, очень близкие к моделям профессора Греневского.
Основные идеи математической теории информации Шеннона, сопоставлявшего
ее с кинетической теорией газов, были использованы французским
исследователем Франсуа Бонсаком, которому удалось показать природу
парадоксов статистической термодинамики и устранить их, а также
интерпретировать математические результаты Шеннона в области биологии и
психологии.
Изучение экономики с помощью кибернетической логики проводится в
Институте прикладных экономических наук в Париже под руководством
профессора Франсуа Перру.
Итак, научное развитие расширяет область кибернетики, ограничивавшейся
первоначально математической теорией машин-автоматов и применением этой
теории к некоторым механизмам, и позволяет рассматривать кибернетику как
специфический способ мышления, наиболее изученной формой которого
является метод аналогий и использование моделей.
Результаты, уже полученные на этом пути, позволяют думать, что такое
понимание кибернетики в будущем ста-нет всеобщим.