Норберт Винер - Кибернетика или управление и связь в животном и машине

• Название: Кибернетика или управление и связь в животном и машине
• Автор: Норберт Винер
• Жанр: Прочая научная литература

«Кибернетика» — известная книга выдающегося американского математика Норберта Винера (1894—1964), сыгравшая большую роль в развитии современной науки и давшая имя одному из важнейших ее направлений. Настоящее русское издание является полным переводом второго американского издания, вышедшего в 1961 г. и содержащего важные дополнения к первому изданию 1948 г. Читатель также найдет в приложениях переводы некоторых статей и интервью Винера, включая последнее, данное им незадолго до смерти для журнала «Юнайтед Стэйтс Ньюс энд Уорлд Рипорт».

Книга, написанная своеобразным свободным стилем, затрагивает широкий круг проблем современной науки, от сферы наук технических до сферы наук социальных и гуманитарных. В центре — проблематика поведения и воспроизведения (естественного и искусственного) сложных управляющих и информационных систем в технике, живой природе и обществе. Автор глубоко озабочен судьбой науки и ученых в современном мире и резко осуждает использование научного могущества для эксплуатации и войны.

Книга предназначена для научных работников и инженеров.

---

Иногда утверждалось, что конструкторы машин просто пытаются воспроизводить действия живых организмов. Это некритическое мнение. В том, что поведение некоторых машин являет грубое сходство с реакциями организмов, нет ничего необычайного. Поведение животных включает много разновидностей всех возможных способов поведения, а изобретенные до сих пор машины еще очень далеки от исчерпания всех этих возможностей. Отсюда значительное перекрытие двух названных областей поведения. Нетрудно, однако, найти примеры созданных человеком машин, поведение которых превосходит человеческое поведение. Взять хотя бы машины с электрическим выходом; ведь люди, в отличие от электрических рыб, неспособны к испусканию электричества. Еще лучше, пожалуй, пример радио: не известно ни одного животного, которое обладало бы способностью к генерации коротких волн, даже если принимать всерьез так называемые опыты по телепатии.

Дальнейшее сравнение животных организмов и машин приводит к следующим выводам. В настоящее время методы изучения обеих групп подобны. Будут ли они столь же близки всегда, зависит, по всей видимости, от существования или несуществования качественно особых, уникальных характеристик, свойственных одной группе и отсутствующих у другой. Покамест таких качественных различий не обнаружено.

Общие классы поведения одинаковы для машин и для живых организмов. Специфические, узкие классы могут принадлежать исключительно одной или другой группе. Так, никакая из существующих машин не могла бы написать санскрито-мандаринский словарь[207]. С другой [c.304] стороны, мы не знаем ни одного живого организма, который бы катился на колесах; представим себе, каковы бы были последствия, если бы инженеры настаивали на копировании живых организмов и вместо колес снабжали бы свои локомотивы руками и ногами!

В то время как бихевиористический анализ машин и живых организмов в основном единообразен, функциональное исследование их обнаруживает глубокие различия. Структурно организмы по преимуществу коллоидальны и содержат главным образом белковые молекулы — большие, сложные и анизотропные; машины чаще всего металлические и содержат главным образом малые молекулы. С энергетической точки зрения машины обыкновенно отличаются высокими разностями потенциалов, обеспечивающими быструю мобилизацию энергии; в организмах энергия распределена равномернее и не очень мобильна. Так, в электрических машинах проводимость большей частью электронная, тогда как в организмах электрические изменения обыкновенно ионные.

В машинах широта и гибкость достигаются в основном умножением эффектов во времени; легко получаются и используются частоты в миллион герц и выше. В организмах правилом является не временно́е, а пространственное умножение; временные достижения бедны — самые быстрые нервные волокна могут проводить только около тысячи импульсов в секунду; пространственное же умножение обильно и изумительно в своей компактности. Это различие хорошо иллюстрируется сравнением телевизора и глаза. Телевизор можно рассматривать как одноколбочковую сетчатку; образы формируются разверткой, т. е. регулярным последовательным детектированием сигнала со скоростью около 20 миллионов в секунду. Развертка — это процесс, который редко, если когда-либо вообще, встречается в организмах, требуя высоких частот для эффективного осуществления[208]. Глаз же использует пространственный умножитель. Вместо единственной колбочки телевизора мы находим в человеческом глазу около шести с половиной [c.305] миллионов колбочек и около ста пятнадцати миллионов палочек.

Если бы инженеру пришлось конструировать робота, грубо подобного по своему поведению некоторому живому организму, то сегодня он не стал бы обращаться для этого к белкам и иным коллоидам. Он, вероятно, построил бы его из металлических частей, диэлектриков и многочисленных электронных ламп. Движения робота могли бы быть гораздо быстрее и сильнее соответствующих движений первоначального организма. Зато обучение и память оставались бы весьма рудиментарными. В будущие годы, когда знание коллоидов и белков возрастет, будущие инженеры смогут взяться за конструирование роботов, подобных тому или иному млекопитающему не только по поведению, но и по структуре. Окончательной моделью кошки может быть только другая кошка, рождена ли она еще от одной кошки или же синтезирована в лаборатории.

В нашей классификации поведения термин «телеология» употреблялся как синоним «целенаправленности, управляемой обратной связью». В прошлом телеологию толковали как нечто предполагающее цель и часто добавляли сюда смутное понятие «конечной причины». Это понятие конечных причин вызвало противопоставление телеологии и детерминизма. Обсуждение причинности, детерминизма и конечных причин не входит в нашу задачу. Можно отметить, однако, что целенаправленность, как она здесь была определена, совершенно не зависит от причинности, начальной или конечной. Телеология была дискредитирована главным образом потому, что при прежнем ее определении причина должна следовать во времени за действием. Однако с крушением этого аспекта телеологии было, к сожалению, отказано в признании и всякой целенаправленности. Мы видим в целенаправленности понятие, необходимое для познания некоторых определенных способов поведения, и считаем, что телеологический подход полезен, если только не касаться проблем причинности и довольствоваться исследованием целенаправленности как таковой. Мы ограничили содержание телеологического поведения, прилагая последнее наименование лишь к таким целенаправленным реакциям, которые управляются ошибкой реакции, т. е. разностью между состоянием [c.306] действующего объекта в данный момент и конечный состоянием, принимаемым за цель. Тем самым телеологическое поведение становится равнозначным поведению, управляемому отрицательной обратной связью, и, теряя соответственно в широте, выигрывает как понятие в точности.

Согласно этому узкому определению, телеология противоположна не детерминизму, а не-телеологии. Как телеологические, так и нетелеологические системы будут детерминистическими, коль скоро рассматриваемое поведение относится к области, где детерминизм вступает в силу. Понятие телеологии имеет с понятием причинности лишь один общий элемент — ось времени. Но причинность означает одностороннюю, относительно необратимую функциональную зависимость, тогда как телеология связана с поведением — не с функциональными зависимостями.

Гарвардская медицинская школа

и Массачусетсский технологический институт [c.307]

Приложение II. Машина умнее своего создателя[209]

Норберт Винер

Последние десять лет были свидетелями появления нового взгляда на технику связи и на автоматы как устройства связи. Проделанную здесь работу можно уже разделить на два этапа. Первым из них был тот, на котором фигурировала моя собственная работа и на котором Клод Шеннон — один из наиболее оригинальных исследователей в этой области — направил усилия на прояснение самого понятия связи, на теорию и практику измерения связи, на анализ управления как явления по существу одной природы со связью и вообще на грамматику новой науки, которую я назвал кибернетикой.

Работа д-ра Эшби представляет раздел кибернетики, зародившийся еще на заре науки и посвященный не столько элементарным вопросам дефиниции и словаря, сколько тем вопросам философии предмета, которые затрагивают специфические свойства кибернетических систем и которые, хотя и связаны с определениями, являются вопросами фактов и логики и далеко выходят за рамки определений. [c.308]

К вопросам, исследуемым д-ром Эшби, принадлежат, в частности, следующие: что такое обучение? должна ли способность к обучению вкладываться в машину посредством некоторой весьма специфической организации или явления обучения может обнаруживать машина с организацией, в значительной мере случайной? может ли машина быть умнее своего создателя?

Все эти вопросы можно ставить в двух различных планах. В плане чисто биологическом подобные рассуждения занимали биологов с тех пор, как биология вышла из стадии чисто теологических обоснований; они касаются самой сущности проблем эволюции, особенно дарвиновской эволюции через естественный отбор. В плане механическом эти проблемы возникают по поводу гораздо более ограниченных машин, которые создает человек, и условий, которым он должен подчиняться, сознательно присваивая себе функции демиурга.

Машины, создаваемые человеком, и машины, создаваемые природой

Вполне признавая бо́льшую эффективность и приспособляемость структуры и действия природных машин по сравнению с машинами рукотворными, необходимо в то же время отметить, что эти вторые внесли в арсенал науки новое оружие как для естественного эксперимента, так и для мысленного. Роль их сходна с ролью плодовой мушки — дрозофилы. Последняя как будто была нарочно создана для того, чтобы превратить генетику из науки вековых наблюдений, какой она была бы неизбежно в случае ограничения наблюдениями над человеком и крупными домашними животными, в науку, совместимую с пространственными и временными ограничениями небольшой биологической лаборатории. Точно так же машины, созданные человеком, обещают свести наше изучение биологических процессов обучения и приспособления, индивидуального развития и эволюции к такому масштабу, при котором мы сможем разбирать эти зыбкие понятия с уверенностью и точностью, сравнимой с тем, что мы имеем в физической и технической лаборатории. Среди ученых, которые не [c.309] только говорят об этих вещах, но и действительно что-то делают, д-р Эшби занимает одно из ведущих мест.