Кибернетика как она есть

DjVu

      ОТ АВТОРОВ
     
      Пользуясь железными дорогами, сберегай и бричку.
      К. Прутков
     
      О кибернетике пишут и говорят много. Большинство этих книг, статей и разговоров посвящено ее успехам и радужным перспективам. Мы тоже верим в блестящее будущее кибернетики и именно поэтому решились заговорить о ее... трудностях.
      Кибернетика — наука молодая, ей еще нет и тридцати лет. Так что ее возраст не только по существу, но и юридически относится к молодежному. Кибернетика — наука дерзкая и задиристая. У нее до всего есть дело и на все есть собственная — «кибернетическая» — точка зрения, часто идущая вразрез с традиционной. Поэтому кибернетик обязан быть не только умным, проницательным и т. д., но и смелым.
      Все это очень привлекает молодежь. Образ молодого бородатого кибернетика, шутя вторгающегося в тайны неизведанного, давно бродит по страницам молодежных газет и журналов. Но действительность оказывается более сурова. Современная кибернетика испытывает трудности, и немалые. Это не только трудности роста, столь обычные при быстром развитии научных направлений. Это прежде всего трудности идей. Теперь, как никогда, кибернетика нуждается в новых идеях, которые бы позволили создавать эффективные системы управления, способные решать сложнейшие проблемы, выдвигаемые наукой, техникой и нашим народным хозяйством.
      Так, сейчас в нашей стране создаются сотни автоматизированных систем управления. Каждой из них суждено управлять чрезвычайно сложным объектом — от технологического процесса до экономики области или республики. Создание и эксплуатация таких грандиозных систем управления требует огромных затрат. Поэтому так важно, чтобы они были бы высокоэффективны. И именно здесь испытываются наибольшие трудности.
      Дело в том, что эффективность системы управления существенно зависит от степени ее «интеллектуальности». Это заставляет проектировщиков сложных систем управления обращаться к проблеме искусственного интеллекта — новому направлению в кибернетике, которому, по-видимому, суждено разрешить ее трудности. Ценность этого направления заключается прежде всего в том, что оно позволяет нам использовать результаты наблюдений за работой психики — наиболее совершенного аппарата управления поведением.
      Именно поэтому из многих областей знания, куда вторгается кибернетика и откуда она черпает свои идеи, мы выбрали психику и ввели в книгу главы, посвященные психике и ее патологии. Анализ психических процессов позволяет вскрыть принципы работы психики, с тем чтобы использовать их при создании систем искусственного интеллекта и в конечном счете в системах управления сложными объектами.
      В этой книге авторы следуют совету К- Пруткова, цитированному в эпиграфе. Этот совет можно модернизировать так: «Пользуясь кибернетикой, не забудь и о психике».
     
      КИБЕРНЕТИКА-ЭТО СОВСЕМ НЕ ПРОСТО!
      Идет XXIV съезд нашей партии. На трибуне Генеральный секретарь ЦК КПСС Леонид Ильич Брежнев. В своем докладе он большое место уделяет проблеме управления:
      «...в последнее время, — отмечает он, — серьезно расширились возможности улучшения управления. Это связано с повышением уровня знаний и профессиональной подготовки наших кадров, широких масс трудящихся, с быстрым развитием науки управления и электронно-вычислительной техники».
      Здесь установлена четкая связь между управлением нашей страной и электронными вычислительными машинами (ЭВМ). Но чтобы управлять с помощью ЭВМ, нужно не только хорошо понимать, что такое управление, но и суметь «научить» ЭВМ управлять. Этим и занимается кибернетика.
      Просто это или сложно? Да как сказать! Во всяком случае, авторы дали такое название первой главе не для того, чтобы испугать, а лишь не разочаровывать излишне доверчивого читателя.
     
      1. ВНАЧАЛЕ БЫЛО ИМЯ...
      ...В пламени свечи сгорел еще один мотылек. «Как странно, — подумал Андре. — Все живое так тщательно сохраняет и оберегает свою жизнь. А эти словно
      обезумели. Что это? Неосторожность? Незнание? А может быть, стремление? В огне действительно есть что-то привлекательное! Что-то?» — Андре усмехнулся. Всю жизнь он воевал с этим «что-то». И вот к старости снова возникают мысли, которые в молодости были результатом незнания, а сейчас?.. «Может быть, я потихоньку выживаю из ума?» — невесело подумал Андре.
      Он вспомнил, как четырнадцатилетним мальчишкой изводил взрослых вопросами. Их было много, очень много! На них не было ответа в детских книжках, которые ему подсовывали родители и учителя. Да и сами они мало что умели ему объяснить. В аристократических домах самым серьезным занятием были сплетни и анекдоты из жизни двора. Поэтому, когда Андре попалась «Энциклопедия» Д. Дидро, он понял, что эти 20 пухлых томов многое изменят в его жизни. Так и произошло.
      Сумятицу мальчишеских вопросов, фантазий и гипотез усмирял строгий и мудрый учитель. Он не допускал объяснений типа «так бог устроил» или «богу ведомо», столь любимых в отчем доме и школе. На каждый вопрос был или должен быть точный и однозначный ответ — вот чему учил Дидро. Никаких «что-то», «как-то», «почему-то», а только «так», «потому, что» и «оттого, что».
      После словоблудия средневековой схоластики, которую его заставляли учить в школе, такой подход был как летний дождь, после которого мир сверкал четкими и яркими гранями точных ответов.
      Так проходило становление великого ученого Андре Мари Ампера, имя которого сейчас известно каждому школьнику, а сто пятьдесят лет назад стояло в ряду «Бессмертных» — членов Французской академии наук. За свои работы в области физики и математики он был признан современниками и увековечен потомками. Имя его поставлено рядом с именем великого Вольты.
      Но всеобщее признание и громкая слава мало трогали А. Ампера, хотя иногда и льстили самолюбию. Его путеводной звездой была сверкающая истина, с блеском которой его познакомил Д. Дидро. Только строгий опыт, только точный математический расчет и никаких «что-то». Это был не просто метод, это был образ мышления.
      И вот на склоне лет он занят философией науки. Свой огромный опыт он вкладывает в систематику на-
      уки своего времени и... будущего. Это последнее обстоятельство смущает старого ученого. С одной стороны, он считает себя вправе говорить о том, чего нет, но будет, должно быть; что нарождается, но еще не родилось. Это он хорошо понимает. С другой — на него со стены строго смотрит старец с юношескими глазами, его бог и учитель Д. Дидро. Вспомнилось его язвительное замечание о схоластах, которые регистрируют не явления, следующие из опыта, а плачевное состояние своих мозгов. «Вот и я, кажется, занялся этим же», — смущенно подумал А. Ампер.
      «Но ведь должно быть что-то, что заставляет мотылька лететь именно в эту сторону, а не в другую, — ожесточенно думает А. Ампер. — Не бог же!..»
      Он давно задумывался о причинах движения. Далеко не все из них можно было объяснить. Причина падения камня ясна — отсутствие опоры и закон всемирного тяготения. Здесь все просто. А причина движения корабля? Сила ветра или пара! Но ведь этого мало. Кроме того, обязательно нужен умелый навигатор, кормчий, который приведет корабль в порт назначения. Значит, капитан является причиной движения корабля? Нет, не то. Надо подойти с другого конца.
      А. Ампер теребит свои курчавые волосы и, как всегда в трудные минуты, строит свои рассуждения но строгим правилам Д. Дидро. «Если нужно найти причину какого-то явления, то следует сопоставить все известные случаи наблюдения этого явления и найти в них нечто общее. Это нечто и будет содержать искомую причину».
      «Ну что ж, — думает А. Ампер, — рассмотрим полет мотылька и движение корабля. Что в них общего, кроме механического перемещения? У корабля есть цель, которую знает капитан. Есть ли она у мотылька? Нет у него цели. А что может быть у мотылька, что заменяет ему цель? Потребности. Но ведь цель капитана тоже определяется какими-то потребностями. Следовательно, и корабль и мотылек движутся в определенном направлении благодаря потребностям. Стоп! Здесь что-то есть! Осталось замкнуть цепь от потребностей к движению».
      Как и чем связываются потребности и движение, направленное на удовлетворение этих потребностей? Ведь потребность неосязаема, нематериальна. Здесь А. Ампер снова испуганно взглянул на строгий портрет Д. Дидро.
      Но мысль была слишком увлекательной. От нее веяло холодком ереси, которая (это уж он хорошо знал) всегда предшествует открытиям. Он усмехнулся, представив, как едко его высмеял бы Д. Дидро за подобные рассуждения, но уже был не в силах.
      «Между потребностями и движением должен существовать механизм, переводящий непонятные потребности в четкие команды «капитана» и сокращение мышц, определяющих направление полета мотылька».
      А. Ампер закрыл глаза и попытался представить, как потребности (они ему почему-то представлялись в виде крылатых озорных мальчишек из детской книжки) могут определять движение. Вот они нашептывают кому-то свою волю, и этот «кто-то», восприняв ее как собственное желание, начинает управлять своими подчиненными мускулами или матросами, которые и создают нужное движение. Управлять? Как необычно применение этого понятия к мускулам! (Заметим, что в те времена понятие «управление» было в основном связано с государственной деятельностью и больше соответство-
      вало понятиям править, господствовать, царствовать, княжить, то есть диктовать свою волю людям, живущим на определенной территории.)
      «Если суметь, — продолжал размышлять А. Ампер, — управление отделить от объекта, так сказать, выделить его в чистом виде, как требует наука, то можно исследовать его возможности, а может быть, и законы. Тогда должна быть наука об управлении! Управление не только государством или отдельными провинциями, а управление вообще!»
      От этой мысли захватило дух. Но тут же А. Ампер представил, как его коллеги по академии (или по «бессмертию» — как ехидно любил выражаться его врач) отнесутся к науке об управлении. Философ начнет с похвал своему коллеге, а потом в заключительной фразе наверняка заявит, что А. Ампер хочет подменить господа нашего, так как только в его (бога) воле наши цели, стремления, потребности и поступки. Но с философом можно не считаться. Значительно хуже будет, когда Великий Математик укоризненно спросит, можно ли измерить управление, каковы его постулаты или, на худой конец, можно ли к нему применить хотя бы самый примитивный математический аппарат? И в ответ на молчание предложит передать вопрос на рассмотрение богословского факультета. Этого А. Ампер не переживет. Более того, неизбежен вопрос: «А управление чего рассматривает эта новая наука?» Ответ: «Всего» — немедленно подхватит бульварная пресса, и пойдут сплетни, анекдоты, карикатуры...
      «Нет, — подумал А. Ампер. — У меня слишком мало наблюдений. Только интуиция. А кто в наше время ей верит? Нужны эксперименты, много экспериментов, очень много экспериментов, и только тогда можно что-то говорить. А пока... Пока нужно связать управление с определенным предметом — объектом управления».
      И твердой рукой он написал: «Кибернетика — наука об управлении... — Вздохнул и добавил: — ...провинциями». Да, пока провинциями!
      Так родилось имя не существующей еще науки. Стоит ли напоминать, что «кибернос» по-гречески означает «кормчий». И если перевести слово «кибернетика» на русский язык, то получится что-то вроде «корм неведения» или «навигаторики», что навек связало бы эту науку
      с вождением кораблей. Но, к счастью, первая книга об этой науке на русском языке вышла со словом «кибернетика», и оно сразу и прочно вошло в наш обиход.
     
      2. А ЗАЧЕМ, СОБСТВЕННО,
      НУЖНО УПРАВЛЕНИЕ?
      (ПЛАН ОДНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА)
      Все мы хорошо образованны и достаточно воспитанны, чтобы понимать важность и нужность управления в нашей жизни. Считается, что управление всегда «повышает», «улучшает», «поднимает» и т. д. все, что нам нужно, и настолько, насколько возможно. Это азбучные истины, и, пожалуй, никто из нас не вздумает усомниться в необходимости управления.
      А зря! Чтобы глубже понять необходимость управления, давайте на минуту усомнимся в его целесообразности и... изобретем прибор «анархизатор» типа ГХ-2, то есть генератор хаоса — модель вторая. Хаос и анархия, как известно, являются антиподами управления, и поэтому наш анархизатор уничтожает управление.
      Но почему наша модель имеет порядковый номер два? Да потому, что ГХ-1 (его первую модель) изобрела сама природа, когда запустила в действие так называемое «второе начало термодинамики». Как известно, второе начало термодинамики, или просто «второе начало», утверждает, что всякая автономная физическая система, то есть система, полностью изолированная от всякого рода воздействий извне, со временем может только разрушаться. Почему? Да потому, что против разрушения нужны усилия. Извне помощи не получишь, так как система автономна. А если она перейдет на «самообслуживание», то это может несколько повысить организацию какой-то части автономной системы, но при обязательном условии, что остальная ее часть разрушится еще больше. Таков неумолимый закон природы! В технике процессы, вызываемые вторым началом, называют амортизацией, в химии — деструкцией, в биологии — старением, а после смерти — некрозом. Второе начало — всеобщий закон. Еще не обнаружено ни одного случая, ни одной автономной физической системы,
      где бы он не действовал. Эта неумолимость второго начала, его постоянство делают его грозным оружием природы против автономности.
      Таким образом, действие второго начала можно представить как результат излучения некоторого фантастического прибора — анархизатора, или генератора хаоса, который изобрела и пустила в действие сама природа. Этот первый генератор анархии страдает всеми недостатками первых разработок. Так, он имеет малую мощность, неуправляем (его даже нельзя выключить, нельзя усилить или уменьшить его излучение). Да и само излучение не направленно, а распространяется повсюду совершенно равномерно. Этими недостатками первого варианта ГХ люди научились пользоваться. Так, маломощность ГХ-1 преодолевается управлением, то есть упорядочением, а равномерность распространения излучения гарантирует, что управление в любой точке вселенной одинаково эффективно (или неэффективно — в зависимости от того, насколько хорошо оно организовано).
      Наша новая модель генератора хаоса модернизирована и обладает рядом ценных преимуществ. Она снабжена рефлектором направленного действия, благодаря которому излучение хаоса можно сосредоточить на желаемом объекте. ГХ-2 позволяет изменять не только направление луча анархии, но, снабженный ручкой силы анархии (по типу ручки громкости у телевизора), позволяет изменять силу анархизации и величину ее воздействия на объекты от нуля до максимума.
      Поставим эту ручку на нуль и включим анархиза-тор — пусть пока прогревается. Сами же попытаемся выяснить вопрос: а зачем, собственно, нужно управление? Для этого поставим эксперимент. План его таков — посмотрим на процесс постепенного уничтожения управления. Разница в поведении объектов до облучения (анархизации) и после и даст нам информацию о роли управления.
      Но это также еще не ответ на вопрос, вынесенный в название данного параграфа. Его даст сам эксперимент. И прежде чем его начать, давайте разберемся в том, что же такое управление. Разобраться в этом необходимо хотя бы для того, чтобы правильно истолковать результаты эксперимента. Но еще прежде следует исследовать объект приложения управления. Итак...
     
      3. ЧТО ТАКОЕ «ОБЪЕКТ»?
      Все окружающие нас предметы взаимодействуют друг с другом, подчиняясь известному философскому закону о всеобщей связи и взаимообусловленности вещей в природе.
      Интересующий нас предмет (причина интереса может быть различна) мы будем называть объектом, а все остальные предметы, взаимодействующие с ним, назовем средой. Этим наш мир разделится на две неравные части — объект и окружающая его среда (мы сами при этом попадаем в среду).
      Очевидно, что среда воздействует на объект, а объект, в свою очередь, влияет на среду. Эти взаимодействия могут быть самыми различными — физическими (гравитационными, температурными, механическими и т. д.) и информационными, то есть сигнальными. Взаимодействие объекта со средой удобно изобразить в виде схемы, приведенной на этой странице. Здесь объект представлен в виде прямоугольника с двумя стрелками. Стрелка А символизирует воздействие среды на объект, а стрелка Б — действие объекта на среду.
      Приведем примеры таких взаимодействий.
      Пусть объектом будет обычный радиоприемник. Его воздействие на среду имеет акустический характер (стрелка Б), а среда (это мы) по каналу А настраивает его на станцию, изменяет уровень громкости, тембр передачи и т. д. (стрелка Л).
      Если в качестве объекта выбрать завод, то стрелкой А обозначаются материалы, полуфабрикаты, энергия и всякого рода ресурсы, поступающие на завод, а стрелкой Б — готовая продукция.
      Если же объектом выступает животное, то состояние среды оно воспринимает своими органами чувств (рецепторами) по каналу А и воздействует на нее с помощью своих мускулов по каналу Б, то есть илиизменяет эту среду, или изменяет свое положение относительно среды, что эквивалентно ее изменению.
      Подобных примеров можно привести много. Предлагаем читателю самому продолжить этог список, придумать примеры объектов и проанализировать их взаимоотношения со средой.
      Но объект не является чем-то раз и навсегда заданным, неизменным, а подчиняется нашим потребностям, нашим желаниям и целям. Так, например, завод с точки зрения разных целей коренным образом изменяет характер своего взаимодействия со средой. Министерство его рассматривает как преобразователь выделяемых ему ресурсов (А) в готовую продукцию (Б), медицинская служба — как генератор травм и несчастных случаев, рабочий (мы намеренно огрубляем схему) — как преобразователь своего труда (А) в зарплату (Б), а для санэпидстанции завод — это источник отходов, которыми
      он по каналу Б засоряет окружающую среду, за что, завод штрафуется по каналу А.
      Теперь естественно задать вопрос: а зачем выделять объект из среды? Какова цель такого его представления?
      Наша цель (авторов) связана с анализом процесса управления, поэтому мы выделяем объект из среды с целью управления им. Именно это обстоятельство определяет объект и специфику его взаимодействия со средой. Это уже не просто объект, а «объект управления».
      Теперь естественно задать вопрос:
     
      4. А ЧТО ЖЕ ТАКОЕ «УПРАВЛЕНИЕ»?
      Как вы думаете, что объединяет так называемого «демона Максвелла», терморегулятор, дворника, рабо-чего-станочника, администратора, проектировщика и научного работника?
      Демон Максвелла — фантастическое существо, придуманное Максвеллом для того, чтобы построить парадокс, необъяснимый без привлечения понятия управления. Демон сортирует молекулы газа по скорости. Для этого он «быстрые» молекулы пропускает в один отсек ящика, а «медленные» — в другой. В результате в разных отсеках создается перепад температуры, который может быть использован для работы тепловой машины. Так он организует систему и как бы создает энергию.
      Терморегулятор — прибор для управления температурой. Он работает так. Если температура в комнате ниже заданной — терморегулятор включает нагреватель, а если выше заданной, то выключает.
      Дворник, рабочий-станочник, администратор, проектировщик и научный работник — люди, выполняющие определенные функции в человеческом обществе.
      На первый взгляд ничего общего между ними нет (их нельзя объединить даже по принципу материальности, так как демон, например, — существо сугубо придуманное и реально не существующее). И все-таки общее есть!
      Общность — в их поведении, целенаправленной деятельности — они действуют в направлении достижения определенных целей. Их поведение направлено на то, чтобы изменить объект и сделать его более совершенным, с точки зрения поставленных целей. Все они являются «управляющими устройствами»!
      Общая схема системы управления объектом показана на приведенном здесь рисунке. Это и есть знаменитое замкнутое кольцо управления! Для объекта управляющее устройство является внешней средой (точнее, ее частью). Стрелка А обозначает воздействие на объект управляющего устройства. Это канал управления, с помощью которого и осуществляется управление, то есть производится целенаправленное изменение объекта.
      Однако для этого нужно знать, в каком состоянии находится объект. Нельзя управлять с «завязанными глазами». Стрелка Б на нашем рисунке обозначает канал, по которому управляющее устройство получает информацию о состоянии объекта, необходимую для формирования управления.
      Отличительная особенность всякого управляющего
      устройства заключается в целенаправленности поведения. Его «деятельность» приложена к объекту управления и направлена к одному: чтобы объект достиг вполне определенного «идеала», сформулированного в виде цели. Так, например, цель демона Максвелла — увеличение концентрации «быстрых» молекул в одном отсеке ящика, а «медленных» — в другом. Терморегулятор «стремится» поддерживать температуру в комнате на заданном уровне (включение нагревателя при снижении этой температуры и выключение — при перегреве объекта и являются теми действиями, которые необходимы для осуществления поставленной цели).
      Читатель без труда сможет самостоятельно описать цели, поставленные перед такими «управляющими устройствами», как дворник, рабочий-станочник, администратор и т. д.
      Таким образом, управление есть целенаправленное воздействие на объект. Образуется оно под давлением двух факторов:
      1) информации о поведении объекта, которая поступает по каналу Б, и
      2) цели управления, которую управляющее устройство получает извне по каналу В (см. рисунок на стр. 15).
      Но для эффективного управления мало знать цель. Нужно, кроме того, уметь достигать ее, уметь так воздействовать на объект управления, чтобы в результате цель была достигнута. А это часто бывает очень нелегко.
      В простейших случаях эта задача решается без труда. Так, для терморегулятора совершенно ясно, что при понижении температуры в комнате нужно включать нагреватель, а не собираться в Африку. Если же температура стала выше необходимой, следует выключить нагреватель, а не бежать за мороженым.
      Однако подобная простота управления в данном примере является скорее исключением, чем правилом. Обычно выяснить, как достичь поставленной цели, чрезвычайно трудно.
      Здесь мы подходим к одному из самых фундаментальных понятий кибернетики — к понятию алгоритма управления.
      Под алгоритмом управления понимают способ, правило, инструкцию достижения поставленной цели.
      Для демона Максвелла таким правилом является указание о том, что молекулы надо сортировать в зависимости от их «быстроты». Алгоритм работы терморегулятора сводится к правилу, по которому он действует. Дворник достигает цели — чистоты на улице — путем сбора мусора (его алгоритм — инструкция о том, как использовать метлу и совок при сборе мусора). Рабочему-ста-ночнику цель задается в виде чертежа детали, которую ему следует изготовить. Достигает он ее путем снятия металла с заготовки при помощи металлорежущего станка (его алгоритм — правила работы со станком).
     
      Администратор, добиваясь цели — выполнения плана, использует собственные алгоритмы управления, простейшим из которых является поощрение и наказание своих сотрудников в зависимости от их усердия по достижению поставленной цели. В таблице на странице 17 приведены цели и алгоритмы управления для рассмотренных выше примеров.
      Теперь можно представить общую схему управления объектом вне зависимости от специфических особенностей объекта и его управления.
      На приведенном рисунке показана такая схема. Здесь объект взаимодействует со средой по каналам А и Б. Канал А несет информацию о состоянии среды, а канал Б — о состоянии объекта. Эта информация является исходной для синтеза управления. Однако управляющее устройство получает не всю эту информацию, а лишь ту ее часть, которую в состоянии измерить датчики. Датчик Д\ информирует о состоянии среды, а Д2 — о состоянии объекта.
      Естественно, что каналы А и Б ш столь насыщены
      информацией, как А я Б, так как при преобразовании (а всякий датчик является преобразователем) информация только теряется. Датчики Д\ и Д2 выполняют роль своеобразных переводчиков с одного языка на другой. Дело в том, что взаимодействие объекта со средой можно представить в виде оживленного диалога. Среда «задает вопросы» по каналу А, на которые объект «отвечает» среде по каналу Б. Чтобы эффективно управлять объектом, управляющему устройству необходимо знать, «о чем разговаривают» объект со средой. А так как языки у них разные (управляющее устройство в технических системах обычно говорит на языке электрических импульсов, а объект со средой чаще всего общается на языке физических воздействий — сила, смещение, нагрев и т. д.). Вот и приходится управляющему устройству обзавестись двумя переводчиками. Один (Дх) переводит «слова» и «фразы» среды, а другой (Д2) — «слова» и «фразы» объекта на язык, понятный управляющему устройству.
      Получив необходимую информацию о поведении среды и объекта, управляющее устройство воздействует на объект по каналу В. Целенаправленность этого воздействия обеспечивается целью (информация о цели поступает в управляющее устройство по каналу Г), и алгоритмом управления (стрелка Е на рисунке стр. 18). Эти данные должны быть заранее заложены» в управляющее устройство.
      Таким образом, чтобы управление могло функционировать, то есть целенаправленно изменять объект, оно должно содержать четыре необходимых элемента:
      1. Каналы сбора информации о состоянии среды и объекта (А и Б ).
      2. Канал воздействия на объект (В).
      3. Цель управления (Г) и
      4. Алгоритм (способ, правило) управления (?), указывающий, каким образом можно достичь поставленной цели, располагая информацией о состоянии среды и объекта.
      Из этих четырех элементов управления в кибернетике основное внимание уделяется последнему, то есть созданию алгоритмов управления. Что касается первых трех элементов, то они обычно выносятся за рамки кибернетики как науки. Действительно, проблемой сбора информации занимается наука информатика, передачей
      информации — теория связи, организацией воздействия на объект — теория следящих систем (здесь под «слежением» понимается процесс реализации в объекте команд управляющего устройства). Цель управления формируется «заказчиком» системы управления.
      Однако не следует считать, что процессы сбора информации, ее обработки, образования цели и организации воздействия на объект совершенно безразличны кибернетике. Разумеется, нет. Они ее интересуют, но лишь настолько, насколько они связаны с созданием, реализацией и функционированием алгоритмов управления. Эффективность великолепного алгоритма может быть сведена к нулю за счет ошибок при сборе и обработке поступающей информации, при неправильно отслеженных сигналах управления, при ошибочной цели и т. д. Поэтому при создании алгоритмов управления значительное внимание уделяется также и тому, как будет собираться и обрабатываться информация о поведении объекта и среды, как будет работать исполнительный
      механизм, «отрабатывающий» команды управления, какие цели будут поставлены перед системой управления. Но, повторимся, центральным звеном во всякой системе управления всегда является алгоритм.
      Выражаясь поэтически, алгоритм является сердцем управляющего устройства, каналы сбора информации — его органами чувств, канал воздействия на объект — его руками, а цель — насущной потребностью управляющего устройства.
     
      5. ВОСПИТАТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР
      Проиллюстрируем описанную выше схему управления (стр. 18) на примере воспитания. Как известно, воспитание ребенка является невероятно трудоемким процессом управления. О том, что это именно управление, ни у кого сомнений не вызывает. Действительно, процесс воспитания сводится к организации таких целенаправленных воздействий на ребенка, чтобы его поведение удовлетворяло предъявляемым требованиям.
      Пусть схема на стр. 18 представляет собой систему воспитания. На этом рисунке объектом управления является наше чадо. Чадо, безусловно, способное, даже талантливое, можно сказать, гениальное, но... обладающее рядом несущественных недостатков, которые (как мы решили) неплохо было бы устранить. При всей нашей родительской снисходительности к нашим детям редкий ребенок на все 100 процентов удовлетворяет своих родителей (одного-двух процентов обычно не хватает). А если и удовлетворяет, то всегда найдутся соседи, которые имеют иной взгляд на этот счет и достаточно часто напоминают нам об этом. И приходится без нужды, но во имя сохранения мира в доме заниматься коррекцией поведения своего отпрыска, или, говоря проще, воспитывать его.
      Итак, займемся воспитанием, вооружившись описанной выше схемой управления.
      Мы, как родители, выступаем в почетной роли управляющего устройства. Наше бедное дитя занимает на схеме позицию «объекта». Средой являются его приятели, школа и... двор. Каналы А, Б к В связывают нас, нашего ребенка и среду в железное кольцо системы
      управления. Что это за каналы? И для чего они во время воспитания? Что с ними делать?
      Начнем со стрелки А. Это канал связи нашего воспитуемого со средой. По этому каналу он воспринимает мир, приобретает привычки, наблюдает примеры для подражания. Влияние среды может быть хорошее, плохое, всякое.
      Нам для воспитания крайне важно знать действительное состояние этой среды, но (увы!) это не наша среда; о ней мы можем судить лишь косвенным образом. Способ сбора информации о среде определяется датчиком Дх, выход которого находится в нашем распоряжении. Здесь следует помнить об искажениях (вольных и невольных). Если в качестве такого датчика выступают приятели нашего ребенка, то сведения о среде будут (скорее всего) приукрашены. А если соседи, то этого можно не бояться.
      Итак, информация о среде, достоверная в той или иной степени, поступила к нам. Можно ли начинать воспитание? Разумеется, нет! Ведь неизвестно, как ребенок реагировал на эту среду, даже если она была «плохая». Необходимо получить информацию о состоянии (поведении) «объекта», то есть о поступках вашего ребенка.
      Его поведение по каналу Б воздействует на среду. Наблюдать это поведение «в чистом виде» редко удается, поэтому приходится довольствоваться датчиком Дг. информирующим о поступках нашего ребенка. Этот датчик может также вносить значительные искажения. Если в качестве датчика выступают соучастники интересующего нас события, то полученным сведениям не следует слишком доверять.
      Таким образом, для получения информации о состоянии объекта воспитатель (управляющее устройство) располагает каналом Б . По этому каналу он получает сведения о поведении ребенка. Важность этой информации очевидна. Нам ведь важно знать, привязывает ли наше чадо консервные банки к кошачьим хвостам, или является членом кружка юннатов, стреляет ли оно по окнам из рогаток, или выпускает школьную стенгазету; так что мы явно заинтересованы в нормальном функционировании датчика Дг (что не всегда можно сказать о самом воспитуемом).
      Если в мирской суете мы забудем просмотреть дневник своего отпрыска, то лишим себя той исходной информации, на основе которой только и могут разрабатываться нами «воспитательные мероприятия». При неисправности этого канала мы неминуемо начнем действовать невпопад: упрекать во лжи, когда ребенок говорит правду, покупать ему велосипед, когда он получил переэкзаменовку на осень, и т. д. Управление окажется грубо нарушенным, наши воздействия явно неадекватными. Эффективность управления нарушается и при сильных искажениях, вносимых ошибками датчика Дг-Очевидно, что в этом случае воспитание не будет выполнять возложенной на него функции, так как исходная информация была ошибочной.
      Теперь о канале В. Это канал управления. При помощи его родитель воздействует на свое чадо, то есть шлепает его или гладит по головке, в зависимости от информации, поступаемой по каналам А и Б , и представлений родителя о правильном поведении в данной ситуации. Всякому ясно, что, прерывая этот канал, мы нарушим процесс воспитания, так как не будет главного — нашего воздействия на объект.
      Но, как это ни покажется некоторым родителям странным, наличие трех указанных каналов совершенно недостаточно для эффективного воспитания. Математики говорят в этом случае, что наличие А , Б и В является условием необходимым, но недостаточным. Это означает, что без А , Б и В нет управления, но если А , Б и В имеются, то этого еще мало.
      Для воспитания, кроме указанного, необходимо знать, чему учить (иметь цель) и как учить (знать алгоритм ее достижения). Действительно, всякое воспитание преследует определенные цели. Они могут быть различными, но всегда отражают существующие нормы поведения и... идеалы родителей.
      Нормы поведения выработаны социальной средой и несут в себе рациональный опыт, приобретенный человечеством. Не следует проверять правильность того, что проверялось неоднократно. Это все хорошо понимают.
      С идеалами сложнее. Они часто неосознанны, размыты, интуитивны, но всегда существуют. Все мы стремимся к какому-то совершенству. Пусть не слишком разумному, вычитанному в детстве из романов, или виденному в юности в кино, или синтезированному по педагогическим руководствам в зрелом возрасте. Это демониче-
      ские Онегины или пылкие Ленские, это томные Татьяны или непосредственные Ольги. Оттенки идеалов могут быть разные, но почти всегда это Раули в лаковых сапогах. Что ж, можно простить эти чисто человеческие слабости родителей иметь в качестве идеала свою неосуществленную мечту и в своем ребенке исправлять собственные ошибки.
      Итак, цель всякого воспитания — это соблюдение общепринятых норм и стремление к идеалу. Черты его не всегда четко вырисовываются, что и позволяет иногда нам утверждать: «А я этого и хотел!»
      Излишне говорить, что, не имея идеала, родитель просто не знал бы, к чему стремиться и как расценивать те или иные поступки своего ребенка. Говоря совсем просто, цель в процессе всякого управления (и в том числе и в воспитании) определяет шкалу ценностей, то есть постулирует, «что такое хорошо и что такое плохо». Не имея такой шкалы, нельзя управлять.
      Однако и этого мало!
      Мало иметь каналы связи с объектом и знать цель — надо иметь еще и возможности. А возможности открываются лишь тому, кто знает, как достигнуть цели, каким образом следует воздействовать на объект с тем, чтобы его поведение соответствовало бы цели — идеалу, что нужно делать для достижения этой цели, получив определенную информацию. Это и есть алгоритм управления, то есть в терминах педагогики метод воспитания.
      Родитель обязан знать алгоритмы воспитания, иначе не достигнуть ему своих целей. Эти алгоритмы выражаются в виде педагогических приемов, которые и позволяют ему добиваться целей. Здесь следует помнить, что алгоритм воспитания заключается не в шлепке и мятном прянике (это работа исполнительных органов), а в указании, когда и в какой мере их следует употреблять.
      Очень грубая модель алгоритма воспитания такова (увы, такой алгоритм часто используется родителями): если ребенок совершил поступок, не совместимый с родительским идеалом, его наказывают шлепком, а если он ухитрился угодить родителю — его поощряют пряником. Такое, с позволения сказать, «воспитание» скорее напоминает дрессировку, и лишь неограниченная пластичность детской психики позволяет ему, несмотря
      на такой алгоритм воспитания, вырасти в человека, а не оставаться щенком.
      Строго говоря, алгоритмы воспитания разрабатывает наука педагогика, которая дает если не рецепты и правила, как вести себя родителю в той или иной ситуации, то, во всяком случае, определяет общие направления его поведения.
      Очевидно, при отсутствии алгоритма воспитания никакого воспитания быть не может. К счастью, в распоряжении родителя всегда имеется описанный выше алгоритм дрессировки, который в сочетании с неограниченной детской любовью дает какие-то результаты (а что делать ребенку?). Если же неограниченная любовь обоюдна, то подобный подход вполне сносен.
      Как видно, бедному родителю приходится туго. Прежде всего ему надо выработать «приличную» цель, а это очень трудно (почему — об этом мы поговорим позже). Но этого мало — нужно суметь добиться этой цели, то есть разработать алгоритм управления. Это тоже трудно!
      Эти две задачи имеют совершенно гигантскую сложность, причем первая (создание цели), как ни странно, значительно трудней второй (создание алгоритма). Стоит ли удивляться, что родительские решения обычно не блещут глубиной и своеобразием. Именно поэтому некоторых пытливых детей не устраивают эти решения, и им ничего не остается, как придумывать спасительную проблему «отцов и детей», которая «объяснила» бы причину их недовольства. А дело вовсе не в этом, а в увлечении отцов примитивными алгоритмами воспитания, о которых было сказано выше.
      Мы привели этот пример вовсе не для того, чтобы рекомендовать родителям использовать методы теории управления в процессах воспитания (хотя это не так уж бессмысленно). Наша задача значительно скромнее — показать, что воспитание со всеми его тонкостями и особенностями является не более чем одним из частных случаев реализации системы управления, о которой мы говорили в предыдущем параграфе.
     
      6. НАЧНЕМ ЭКСПЕРИМЕНТ!
      Теперь, когда мы разобрались в том, что такое объект и управление, можно начать эксперимент.
      Направим рефлектор анархизатора для начала на какой-либо простой предмет. Например, карандаш, и начнем увеличивать мощность излучения, то есть силу анархии.
      Через некоторое время попробуем исследовать карандаш. С виду он не изменился и пишет нормально. Стало быть, опыт не удался? Или барахлил анархи-затор? Нет, все в порядке! Так и должно было быть. Карандаш не должен измениться под лучом анархизатора, так как он не имеет управления!
      Действительно, наш прибор является генератором хаоса, который разрушает всякое управление. А если управления нет, то и разрушать нечего. Поэтому можно смело направлять его излучение на любые вещи и предметы, не содержащие управления, — с ними ничего не произойдет.
      А теперь подумаем, что произойдет, если направить луч анархизатора на объекты, содержащие управление: радиоприемник, станок-автомат, живой организм.
      Чтобы нарушить управление, достаточно нарушить одну из следующих четырех его составляющих:
      1. Нарушить каналы сбора информации о состоянии среды А и объекта Б и тем самым как бы лишить управляющее устройство «органов чувств», без которых оно управлять не сможет.
      2. Перервать канал
      управления В и этим лишить управляющее устройство возможности воздействовать на объект.
      3. Воздействовать на алгоритм управления, то есть исказить правило, по которому строится управление.
      4. Воздействовать на цель управления, то есть изменить или исказить цель, к которой стремится управляющее устройство. - В этом случае управление также перестанет выполнять возложенные на него функции.
      Как видим, управление довольно уязвимая штука. Есть много возможностей его разрушить.
      А как действует анар-хизатор? Если этот прибор запроектирован оптимально (а по-другому его не следовало бы и делать), то он прежде всего воздействует на са-
      мые слабые звенья управления, то есть те звенья, которые слабо защищены от всякого рода внешних воздействий. Известный принцип «где тонко — там и рвется» применим здесь в полной мере. Именно им руководствуются злонамеренные лица, добиваясь своих целей.
     
      7. «СКАЗКА — ЛОЖЬ, ДА В НЕЙ НАМЕК...»
      Рассмотрим процесс анархизации системы управления, описанный А. Пушкиным в известной сказке о царе Салтане. Великий поэт, по-видимому, хорошо понимал важность работы каналов А , Б и 5 в системе управления государством и поэтому построил интригу на анархизации этих каналов отрицательными персонажами — ткачихой, поварихой и сватьей бабой Баба-рихой. В этой сказке была описана система управления, где царь Салтан выступал в роли управляющего устройства, а его государство вместе с боярами, женой и сыном были объектом управления.
      «В те поры война была», и Салтан, будучи главнокомандующим, получал информацию о состоянии своего государства (канал Б) и управлял им (канал В) с помощью гонцов. Царица спешит сообщить ему (по каналу Б) радостную весть: «Сына бог им дал в аршин». Однако канал связи с царем нарушают злонамеренные «ткачиха с поварихой, с сватьей бабой Бабарихой». Они ...перенять гонца велят;
      Сами шлют гонца другого Вот с чем от слова до слова:
      Дальше следует искаженная информация. (Вот она, анархизации!):
      Родила царица в ночь Не то сына, не то дочь;
      Не мышонка, не лягушку,
      А неведому зверюшку.
      Скажем прямо, дезинформация была подготовлена блестяще! Обратите внимание — здесь ничего не утверждается — одни отрицания. Царь был не дурак и едва ли поверил бы в мышонка или лягушку. А вот «неведома зверюшка» заставит задуматься даже самого про-
      свещенного человека, если его беспокоят ревнивые мысли. Однако царь-отец сумел обуздать себя и мудро решил пока не принимать крутых мер, а разобраться во всем самому. По-видимому, втайне он сомневался в правильности полученной информации и поэтому не положил ее в основу своих управляющих решений. Распоряжение «Ждать царева возвращенья...» было отправлено по каналу Б и имело целью сохранить «статус-кво» в управляемой системе, то есть государстве. Но злоумышленники тут как тут. Они анархизируют самые слабые места в системе управления. Следующий удар также пришелся по слабому звену — каналу В, который обслуживал тоже гонец. Сделать это было в те времена, по-видимому, действительно легко. Проблема борьбы с алкоголизмом еще не волновала общественность, и вот результат:
      Допьяна гонца поят
      И в суму его пустую
      Суюг грамоту другую.
      Дальше все как по нотам: «Объявили царску волю» и, ничтоже сумняшеся, совершили варварское погребение заживо, «потужив о государе и царице молодой» и... о бочко-таре.
      В этой сказке А. Пушкин убедительно показал, как уязвимость каналов связи управляющего устройства с объектом управления может быть эффективно использована для дезорганизации системы управления.
      Но почему именно каналы связи стали предметом интриг бабы Бабарихи? (Едва ли ткачиха с поварихой додумались бы до этого, здесь видна опытная и умелая рука, которая была только у сватьи). Ткачиха, возможно, попыталась бы воздействовать на алгоритм управления и попробовала бы убедить царя не радоваться рождению сына, а бояться его, мол, подрастет и отнимет царство и т. д. Повариха, памятуя, что путь к сердцу солдата лежит через желудок, наверно, постаралась бы сменить цель управления и, ублажив его яствами, попыталась бы, грубо говоря, отбить его у царицы. Но эти два пути анархизации были сомнительны. Царь-батюшка был строптив, упрям и неглуп. Баба Бабари-ха не могла не знать этого и поэтому не без успеха направила свои удары в самые уязвимые места системы управления. И если бы не спасительная царь-деви-
      ца с ее сверхвозможностями и сверхсвязями, ходить бы век Салтану в бобылях. «Намек» сказки заключается не в том, чтобы уповать на царь-девицу, а защитить каналы сбора информации и управления в своем государстве.
      Рассмотрим некоторые военные применения «анар-хизации».
      Одной из основных функций военных операций является нарушение системы управления войсками противника. При этом применяются самые различные средства от сугубо «научных» (генерирование помех, препятствующих связи между штабом и передовой, что эквивалентно прерыванию каналов сбора информации и управления) до самых грубых диверсионных (перерезание проводов телефонной связи, уничтожение штабов и т. д.). В первом случае помехи создаются и вносятся различным способом. Так, они могут иметь характер шумов, которые «забивают» канал связи треском, писком и воем. Это бывает до тех пор, пока противник не разберется в характере помех и не научится их отфильтровывать. Гораздо более коварны помехи в виде ложной информации. Этот «интеллектуальный» вид шумов фильтровать значительно труднее. Для этого нужно уметь верифицировать информацию, то есть иметь возможность проверять ее и отличать правильную от ложной. А это трудно, так как для этого нужно время для проверки и сопоставления полученных данных с действительными. Именно поэтому такого рода помехи могут эффективно нарушить систему управления.
      Воздействие на цели управления является задачей всякой идеологической диверсии. Так, современный империализм, широко применяющий такого рода методы, стремится прежде всего поставить во главе крамольного государства «своего» человека. Тогда при сохранении государственного аппарата можно анархизиро-вать систему управления путем изменения ее целей с помощью своего ставленника.
      Перечень примеров и способов анархизации управления можно было бы продолжить. Но наша задача заключается не в составлении справочника диверсанта, а в анализе свойств управления и тех подводных камней, которые могут возникнуть на пути его реализации и функционирования. Поэтому...
      Направим наш анархизатор на радиоприемник, из которого льется нежная мелодия. Здесь влияние хаоса проявится немедленно: из динамика раздастся шум,
      визг, рев — все, что мы называем хаосом! Выключим анархизатор — шум прекратится, и нежная мелодия снова будет ласкать наше ухо.
      Ага! Значит, наш анархизатор просто источник радиопомех?! Нет, это было бы слишком просто, хотя и могло быть объяснением «на первый случай». Действительно, радиопомехи анархизируют радиосвязь, но это довольно легко преодолеть. Существует целая область теории связи, которая занимается борьбой с радиопомехами.
      Добавим лучу анархизатора мощности. Теперь, после его выключения, приемник будет молчать. Почему? Да анархизация была так сильна, что перестроила приемник, например чуть изменила положение ручки настройки. Вы скажете, что эту неприятность легко преодолеть, стоит лишь подстроить приемник (обычное дело — уплыла станция!).
      Ну что ж, вы правы! Это и будет управлением, необходимым для преодоления эффекта анархизации.
      Выводы из второго опыта: анархизация даже в малых дозах полностью нарушает работу объекта, внутри которого имеется система управления. Но нарушение это после выключения анархизатора можно устранить, подстроив объект анархизации, который снова станет готов выполнять возложенные на него конструктором функции.
      Еще усилим мощность излучения «анархии». Выключив после этого анархизатор и попытавшись настроить приемник, мы убедимся, что наладить его не удается обычным образом, крутя ручки на панели. Нарушения в приемнике будут более глубокими (например, «полетит» транзистор, пробьет емкость и т. д.). Для устранения дефекта потребуется значительное управление — ремонт в мастерской.
      Если еще поднять мощность луча, то приемник в ремонт уже не возьмут. Мастер наверняка убедит вас, что дешевле купить новый, чем ремонтировать то, что осталось от старого.
      Дальнейшего увеличения мощности анархнзацин не понадобится. Проще приемник сбросить с шестого этажа — эффект будет одинаков.
      Но приемник принадлежит к тем машинам, алгоритм работы которых заложен (запаян) в их конструкции. Поэтому-то нам и удавалось восстановить его работоспособность путем подстройки или ремонта.
      Но существует большой класс машин, алгоритм работы которых не фиксирован в их конструкции и может легко изменяться как извне, так и самой машиной. Это современные электронные вычислительные машины (ЭВМ). Именно поэтому так легко они выводятся из строя.
      Достаточно ничтожного возмущения, чтобы появился сбой, который в состоянии испортить полностью алгоритм работы машины.
      Так, во многих машинных залах можно увидеть настольные фонтанчики-увлажнители, поддерживающие в помещении довольно высокую влажность. Это не только забота о персонале, но прежде всего забота о машине. Дело в том, что сухая синтетическая одежда, которую обычно носит обслуживающий персонал, сильно электризуется. Появляются высоковольтные заряды (до 5 тысяч вольт), которые время от времени с легким треском (и чувствительным покалыванием) взаимодействуют и разряжаются. Этот разряд в состоянии «свести с ума» вычислительную машину. Влажная же одежда не накапливает зарядов (вода, как известно, неплохой проводник) и не дает возможности появиться одной из причин анархизации.
      Сложные системы управления (содержащие вычислительные машины) уже при слабом воздействии анар-хизатора теряют алгоритм управления, то есть забывают его. Это и есть удар анархизатора по самой сокровенной части всякого управления — по алгоритму. Очевидно, что после выключения анархизатора такая система управления сразу не «оживет». В нее придется долго и кропотливо опять вводить алгоритм управления или обучать ее этому алгоритму, и лишь после этого система «задышит».
      Следовательно, чем сложней система управления, чем больше в ней используется ЭВМ, тем глубже травмируется она анархизатором и тем трудней привести ее в исходное нормальное состояние.
      Теперь перейдем к анархизации живых систем — организмов. Однако здесь нужно быть очень осторожным. Излучение анархизатора может быть смертельным, так как жизнь — это прежде всего управление.
      Да простят нас биологи, но рассмотрим жизнь с точки зрения кибернетики.
     
      9. ЖИЗНЬ КАК УПРАВЛЕНИЕ
      Если внимательней посмотреть на жизнь с позиций управления, то легко убедиться, что организм имеет большое число уровней управления, на каждом из которых оно обладает своей спецификой (такие системы управления в кибернетике называют иерархическими). Начнем «сверху».
      1. Сознание — это одна из наиболее тонких и, следовательно, наиболее уязвимых форм управления. Сознание позволяет нам управлять поведением системы (организмом) в непривычной обстановке. Управление ею в привычных ситуациях осуществляется ниже, на следующем уровне, подсознанием.
      2. Подсознание является системой управления в уже известных, ранее часто встречавшихся ситуациях. Автоматизм подсознания разгружает верхний контур управления поведением (сознанием) от рутинных операций (ходьба, бег, координация движений, профессиональные навыки и т. д.) для решения интеллектуальных задач, которые могут быть решены лишь на сознательном уровне.
      3. Нервно-соматический уровень управления, обеспечивающий безусловнорефлекторную деятельность (глазные рефлексы — мигательный, конъюнктивальный и др., кашель, глотание и т. п.). Функционирование этого уровня достаточно «жестко» и передается по наследству, то есть отражает опыт предыдущих поколений.
      4. Управление на уровне функциональных систем осуществляется главным образом вегетативной нервной системой и обеспечивает целостность организма.
      5. Следующий уровень управления организмом реализуется химическим путем при помощи гормонов — специальных сигнальных веществ. Гормоны разносятся
      током крови и воздействуют на организм в целом. Этот уровень управления называют гормональным.
      6. И наконец, последний уровень — клеточный. Управление на уровне клетки определяет регуляторные механизмы клетки и ее взаимоотношения с внешней средой (органом, а через него и организмом в целом). Этот вид управления осуществляется с помощью ферментов — белков специального вида. Поэтому управление на уровне клетки часто называют ферментативным. Это последний уровень управления организма и, следовательно, самый надежный, самый защищенный. Известно, что некоторые клетки могут существовать вне организма и «чувствуют» они себя при этом превосходно.
      Теперь представим, как будет действовать анархиза-тор на живой организм. Давайте «разыграем» эксперимент мысленно, то есть построим его модель, которая даст нам возможность принять решение, ставить этот эксперимент в жизни или ограничиться размышлениями.
      Если организм обладает сознанием, то первый удар анархизатора (при малой мощности его излучения) придется по этому самому верхнему уровню. В чем проявится это? Да в том, что человек начнет вести «сиюминутное» существование. Все дальние цели, являющиеся продуктом сознания, отпадут, и поведение будет определяться лишь подсознательным аппаратом, то есть организм будет ставить и достигать только ближайшие цели, необходимые ему для существования (добывание пищи, забота о потомстве и т. д.). Человек окажется беспомощным в любой более или менее новой, нетривиальной ситуации. Он не разучится ходить, есть ложкой и вилкой, он не будет выходить в окно или садиться мимо стула, не потеряет способности отвечать на простые вопросы. Однако он будет дезориентирован в месте и времени, абсолютно не способен будет ни предвидеть даже ближайшее будущее, ни формировать свойственные человеку цели. Короче, он превратится в довольно примитивный автомат. В патологии сходные состояния (которые можно рассматривать как модель нашего воздействия) именуют амбулаторным («движущимся») автоматизмом. Моделью такого рода состояния могут служить легкие контузии. Поэтому уже при малой дозе анархизации следует ожидать, что наш испытуемый станет «контуженым». Это уже временный инвалид!
      При более глубокой анархизации поражение захватывает и подсознание, возникает картина глубокой оглушенности — сопора. До человека никакие внешние впечатления (за исключением очень сильных — щипков, уколов, на которые он отвечает лишь рефлекторной двигательной реакцией) не доходят, он не ориентируется даже в окружающей обстановке, совершенно не отвечает на вопросы и т. п. В патологии подобные состояния встречаются при отравлениях, травмах головного мозга, когда утрачиваются условные рефлексы, исчезает приобретенный опыт. Человека в таких случаях приходится учить заново. Моделью этого состояния являются контузии. При этом организм не погибает, но значительно снижаются шансы на его выживание.
      Если же мы, увеличивая мощность своего анархизатора, доберемся до третьего — нервно-соматического уровня, то вызовем состояние комы: человек не будет реагировать даже на сильные болевые раздражители, его зрачки перестанут изменять свою величину в зависимости от освещенности. Это уже реальная опасность для жизни, которая требует немедленного медицинского вмешательства.
      Моделью такого состояния являются очень тяжелые контузии. Врач, определяя состояние пострадавшего, обычно проверяет глазной рефлекс — зрачок должен уменьшаться при освещении глаза. Этот рефлекс является безусловным, и отсутствие его свидетельствует о поражении третьего уровня управления. В этом случае срочно нужно применять аварийные меры, так как каждая минута промедления для пострадавшего может быть последней.
      Если будет затронут четвертый уровень управления, то нарушается целостность организма, то есть он погибает. Моделью такого нарушения может служить тяжелая травма или убийство, которые выводят из строя один из жизненно важных органов (сердце, мозг и т. д.) и тем самым нарушают управление на четвертом уровне, что и приводит к немедленной смерти.
      Как видно, нарушение этого уровня управления вызывается очень сильным воздействием на организм (например, механическое разрушение тканей, воздействие сильными химическими веществами, большая доза радиоактивного излучения и т. д.) — управление четвертого уровня хорошо защищено от внешних воздействий. Оно и понятно. Роль этого уровня — сохранять главное в организме — его целостность, которая является необходимым условием его существования.
      И наконец, последний, шестой, уровень управления (пятый пропустим, роль гормонов сложна и не вполне ясна авторам). Он настолько хорошо защищен от внешнего воздействия, что до него очень трудно добраться. Здесь имеется два уровня управления: верхний — управление самой клеткой со стороны организма и нижний — «самоуправление» клетки. Если нарушается управление верхнего уровня, то клетка теряет связь с организмом и начинает жить «собственной» жизнью. А «цель» у нее в этом случае одна — «плодиться и размножаться». Вот она и плодится, что приводит к появлению злокачественной опухоли — раку.
      Эти соображения привели к одной из многочисленных моделей рака — информационной. Смысл ее заключается в следующем. Канцерогенные (ракопорождающие) вещества воздействуют на канал управления, по которому организм отдает свои «распоряжения» клетке. Распоряжения эти могут быть различными — «делись», «выделяй секрет» (если эта клетка секреторная) и т. д. Как делиться и как выделять секрет, клетка «знает» сама, а вот моментом, когда запускать соответствующие программы, распоряжается организм. Такая иерархия, когда нижний уровень знает, как и что делать, а верхний — когда это делать, образует очень гибкую и надежную систему управления. Канцерогены же анархи-зируют ее, разрушая канал воздействия организма на клетку. Получив таким образом полную «автономию», клетка начинает делиться и выделять секрет когда ей «заблагорассудится», что и приводит к образованию злокачественной опухоли. Проблема лечения рака заключается, таким образом, в восстановлении управления клеткой. Но восстановление управления всегда является очень сложной задачей. Именно поэтому так трудно решить проблему рака.
      При нарушении нижнего уровня управления клетки она погибает.
      Как видно, чем ниже уровень управления организма, тем более важные функции на него возложены и тем труднее его разрушить, тем лучше он защищен от всякого рода внешних неприятностей. Это естественное свойство возникло в результате эволюции, в процессе которой интенсивность вымирания прямо зависела от степени защищенности управления.
      Так в результате естественного отбора и возникла великолепная иерархия управления, которой мы пользуемся безвозмездно и которую мы (увы!) не ценим, покуда она не нарушится. Но сохранить систему управления значительно легче, чем восстановить, тем более что полного восстановления практически никогда не бывает. Медики это хорошо знают, и именно поэтому они ввели в обиход термин «практически здоров», так как давно поняли, что абсолютно здоровым после перенесенной болезни человек не может быть (и не должен с точки зрения управления, так как болезнь — это нарушение одного из контуров управления, полное восстановление которого невозможно).
      Именно поэтому вопрос сохранения стоит перед человечеством очень остро. Сохранить природу, сохранить здоровье, сохранить мир. Здоровье, как и мир, легче сохранять, чем восстанавливать.
      Организм по жизненно важным параметрам представляет собой (к счастью!) достаточно стабильную систему. Когда он заболевает (дезорганизуется управление), мы обращаемся к врачу, которого можно рассматривать как внешнее управляющее устройство, располагающее определенными алгоритмами воздействия на организм, то есть методами лечения. Но организм располагает и собственными антианархизаторными средствами как общего (адаптационный синдром), так и специфического характера (антитела). Поэтому-то мы иногда поправляемся и без врачебного вмешательства (или даже вопреки ему).
      А теперь задумаемся, начинать эксперименты с живыми существами или нет. Ведь анархизатор разрушает управление, следовательно, в лучшем случае является генератором заболеваний, а в худшем — генератором смерти. Это и понятно, так как смерть является торжеством хаоса, а хаос — полное отсутствие управления.
      Наш анархизатор из забавной игрушки превратился в грозное смертельное оружие. Если бы его действительно удалось изобрести, то пришлось бы тут же запретить.
      Так что не будем проводить опытов с живыми организмами, демонтируем нашу лабораторную модель анархизатора и постараемся, чтобы никому не взбрело в голову конструировать следующую модель «анархизатор ГХ-3».
      Заметим в заключение, что всякое военное оружие является специализированным анархизатором. Простейший его вид — «обычный» взрыв, который использует огромной силы механический удар (осколков или взрывной волны) для анархизации всего окружающего. Именно поэтому первостепенной задачей всякого управления является забота об отсутствии всяких взрывов (кроме мирных, разумеется). Запрещение ядерных взрывов преследует ту же цель — цель сохранения управления, жизни, мира.
     
      ТРУДНОСТИ КИБЕРНЕТИКИ
      Проблема не в том, каков ответ, — проблема в том, каков вопрос.
      А. Пуанкаре
      «О каких трудностях может идти речь? — воскликнет удивленный читатель. — Ведь кибернетика сейчас достигла своего расцвета. Куда ни глянь — всюду только и разговоров, что о кибернетике! И все-де она может, и до всего у нее есть дело! Если уж говорить о трудностях, то эти трудности перепроизводства!»
      В одном наш читатель, безусловно, прав: разговоров о кибернетике действительно много. А вот конкретные результаты более чем скромны. Вольно или невольно, но кибернетика наобещала (и продолжает обещать) значительно больше, чем дала (и в ближайшее время может дать). И, как ни странно, вина тут вовсе не кибернетики.
     
      1. КИБЕРНЕТИЧЕСКИЙ БУМ
      Кибернетический бум начался в 1948 году с появлением книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине» американского математика Нор-берта Винера, которого по праву считают отцом этой отрасли науки. Он впервые подметил и показал, что управление как средство достижения заданных целей имеет одинаковый характер независимо от того, что именно является объектом управления — машина, живой организм или общество (мы уже рассмотрели об-
      щую схему управления в предыдущей главе и показали ее применимость в некоторых сферах).
      Эта замечательная идея, возможно, так и не получила бы столь блистательного распространения, если бы не электронные вычислительные машины (ЭВМ) — компьютеры, как их зовут на Западе, которые к тому времени уже появились. Они позволили реализовать идею управления в самых неожиданных областях науки, техники, народного хозяйства и... даже в личных отношениях людей.
      Каким же образом идея всеобщности управления, провозглашенная кибернетикой, оказалась связанной с вычислительными машинами? Да и что вычислять в процессе управления?
      Здесь все зависит от объекта управления. Если он простой, то для реализации управления не потребуется много считать. А если объект сложный, как, например, современный завод, то для управления им нужно сделать очень много вычислений. Недаром почти на каждом заводе сейчас стоит ЭВМ, которая помо-
      гает администрации управлять его сложным организмом.
      А теперь пора ответить на вопрос
     
      2. ЧТО ТАКОЕ ЭВМ?
      Простейшей и первой вычислительной «машиной» человека были его пальцы. Вы еще не разучились считать на пальцах? Так вот, механизм вычисления на пальцах в принципе ничем (мы подчеркиваем — ничем) не отличается от вычислений на современной ЭВМ. Она так же, как и вы, «загибает пальцы» и пересчитывает их при подведении итога. Разница лишь в том, что вместо пальцев она использует электрические импульсы, которые «запоминаются» машиной в ее электронной «памяти». Запоминание импульса в ЭВМ и есть для нее загибание пальца. Складывать для нас — значит загибать те пальцы, которые ближе к уже загнутым. В ЭВМ аналогично процесс сложения сводится к добавлению новых импульсов к уже запомненным. Вычитание (разгибание пальцев) сводится в ЭВМ к стиранию памяти и т. д.
      Ничего принципиально нового ЭВМ не делает. Разница лишь в числе «пальцев», то есть в объеме ее памяти, и в скорости их «загибания» — в скорости счета.
      «Только и всего?» — воскликнет удивленный читатель. Да, только и всего! Но это «только» дает возможность ЭВМ решать такие задачи, которые никогда не решить человеку (даже если он разуется).
      У ЭВМ уже имеется своя история. Эта история (как и всякая история) имеет свои кризисы, революции и ошибки. Но не будем говорить об ошибках и кризисах. Поговорим о революциях.
      Первая революция — создание первой вычислительной машины. Она была построена в США в 1944 году, называлась «Марк-1» и еще не была электронной.
      Основным ее элементом были электромагнитные реле, поэтому ее следовало бы назвать электромеханической (а не электронной) вычислительной машиной. Первой электронной была ЭНИАК (1946 год, США) — она работала на электронных лампах.
      Каждая революция порождала новое поколение вычислительных машин со всевозрастающими скоростя-
      ми вычислений и увеличивающимся объемом памяти (числом «пальцев»). Вот эти поколения.
      Нулевое поколение — релейные машины типа «Марк-1».
      Первое поколение — ламповые машины типа ЭНИАК (в нашей стране — «Стрела», БЭСМ-2, «Урал-2» и т. д.).
      Второе поколение — машины на транзисторах. Они были значительно меньше и быстрее, так же как транзисторные приемники стали значительно меньше ламповых.
      Второе поколение сменяется третьим, на смену которому уже пришло четвертое. Элементом машины третьего поколения уже является не транзистор, а целая схема, называемая интегральной схемой. Машина третьего поколения БЭСМ-6 делает миллион вычислительных операций в секунду (например, сложений).
      Машины четвертого поколения считают со скоростью десятков и сотен миллионов операций в секунду. А впереди новые революции, новые поколения и новые скорости вычислений.
      Зачем же такая безумная скорость? Не попадем ли мы в ситуацию, в которой оказался известный писатель Анатоль Франс, когда к нему пришла стенографистка, которая заявила, что может стенографировать со скоростью 500 слов в минуту? «Откуда я возьму вам столько слов?» — спросил испуганный писатель.
      Да, эта опасность нам грозит, и мы не будем знать, что же делать со столь ужасающими скоростями, если не позаботимся о том, как использовать ЭВМ в нашей жизни. Предложение может обогнать спрос, и кризис перепроизводства станет реальной угрозой.
      Пока эта угроза не наступила, давайте разберемся...
      KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ