Файл: Антомонов Г.А. Кибернетика - антирелигия.pdf

и только один элемент. Это или дроссельная заслонка в трубопроводе паровой машины, или желоб, подающий зерно, или приводной двигатель. В связи с этим нет не­ обходимости в специальной программе управления и осо­ бых сигналах, обеспечивающих ее исполнение. Управле­ ние такого типа правильно выделить, как это обычно и делается, понятием регулирования. Для того чтобы отли­ чить регулирование от того типа управления, который изучается в кибернетике, лучше всего связать его с поня­ тием организации.

Процессы регулирования не имеют непосредственно­ го отношения к предмету кибернетики. Они попросту не нуждаются в принципиально новых идеях научного ис­ следования. Математическая теория регулирования уже давно разрабатывается и успешно применяется как спе­ циальное направление научного познания. Зато такие принципиально новые идеи крайне необходимы для изу­ чения весьма широко представленных в действительности процессов организации.

Живая клетка. Она была обнаружена сравнительно недавно, когда удалось создать достаточно совершенные микроскопы. С тех пор продолжаются упорные поиски путей раскрытия секретов элементарного кирпичика живой природы. В этом отношении многого удалось до­ биться в результате использования методов физики и химии.

Главные процессы в живой клетке — это ее деление и непрерывное обновление состава. Характерная черта та­ ких процессов заключается в совершенно точном воспро­ изведении структуры клетки и ее вещественного состава, при всей их невообразимой сложности.

Основным строительным материалом клеток являются молекулы белковых веществ. Различные клетки отлича­ ются своими белками. Это составляет основу различия

106

клеток разных органов в одном живом существе, а также и различия самих живых существ.

Исследования показали, что попадающие с пищей в живое существо белки поступают в клетки расщепленны­ ми на аминокислоты, которых всего около двадцати раз­ личных типов. Из этих аминокислот в мастерской клетки создается все разнообразие белковых молекул. Другая выявленная особенность клетки заключается в наличии в хромосомах ее ядра так называемой дезоксирибону­ клеиновой кислоты (сокращенно — ДНК). Одним из наи­ более существенных признаков ДНК являются четыре различных основания-нуклеотида, обозначаемых А, Ц, Т и Г по начальным буквам их химических наименований. Характерно, что одни и те же четыре нуклеотида ДНК имеются в любой клетке любого живого существа. При этом «летки, в которых образуются белковые молекулы с различным химическим составом или структурой, раз­ личаются по чередованию нуклеотидов в цепочке молеку­

лы ДНК.

Если сосредоточить свое внимание только на белковом обмене веществ в клетке, то очень легко заметить, что в ней налицо все отмеченные выше признаки сложной ди­ намической системы кибернетики. В этом случае представ­ ляется вполне возможным рассматривать аминокислоты как элементы системы, а дезоксирибонуклеиновую кисло­ ту с соответствующим расположением нуклеотидов — в качестве программы, определяющей порядок синтеза бел­ ковых молекул из аминокислот. С чем же можно связать ритмику организации процессов в системе такой приро­ ды? Мы знаем, что все высокоорганизованные живые су­ щества отличаются определенной температурой своих тел. Известно также, что температура связана с колеба­ тельным движением молекул. При этом каждому уров­ ню температуры тела соответствует определенная энер­

107

гия движения его молекул. Этот факт дает основание предположить, что именно тепловые колебания молекул живых существ обусловливают ритмику процессов, про­ исходящих в клетке. Такое предположение хорошо согла­

Научные публикации первых месяцев 1962 года при­ несли весть об исключительно важном открытии. В ре­ зультате точных экспериментов, выполненных главным образом биохимиками С. Очоа и Ф. Криком, был расши­ фрован код ДНК. Это означает, что было установлено строгое соответствие определенного сочетания по три из четырех нуклеотидов ДНК. для каждой из двадцати ами­

можно увидеть какое-либо преувеличение, скорее наобо­ рот. По своему научному значению этот результат может быть подобен расщеплению атомного ядра в физике.

Сравнение клетки с вычислительной машиной пред­ ставляется довольно странным с точки зрения здравого смысла, но и только с такой точки зрения. Никаких стран­ ностей мы не обнаружим, если такое сравнение будет проводиться на основе понятия о сложной динамической системе. Ее основные признаки с одинаковой очевидно­ стью присутствуют в каждом из сравниваемых выше при­ меров с перекрестком, оркестром, вычислительной маши­ ной и клеткой.

Таким образом, сложная динамическая система вы­ ступает в значении своего рода каркаса организации. С одной стороны, такое понятие позволяет проводить да­ леко идущие сравнения по процессам организации меж­ ду объектами самой различной конкретной природы.

108

С другой стороны, к обобщенному понятию такой систе­ мы с большой эффективностью может применяться аппа­ рат современной математики. Этим обеспечивается воз­ можность строгого количественного изучения процессов организации даже в таких объектах естественной приро­ ды, как, например, живая клетка. Те же самые матема­ тические понятия могут использоваться в качестве осно­ вы для решения многих других проблем.

До всех, наверное, докатился отзвук вызванной раз­ витием кибернетики дискуссии о возможности построе­ ния мыслящих машин. Эта далеко не популярная по сво­ ему содержанию тема пользуется в силу своей очевидной сенсационности особым вниманием популярной ли­ тературы, на страницах которсщ по этому поводу развер­

мых тонких их разновидностей, есть одна деталь, кото­ рая не всегда учитывается в дискуссии. Эта деталь за­ ключается в своеобразии самого понятия машины.

Математики, например, уже давно оперируют поняти­ ем машины Тьюринга, которая по сути дела не является машиной в общепринятом смысле этого термина. Мы привыкли связывать понятие машины обязательно с ка­ ким-либо видом техники. В то же время машина Тьюрин­ га в математике представляет собою только своеобраз­ ное определение способа разрешения математической задачи. Когда математик говорит, что данная задача разрешима на машине Тьюринга, — это означает только, что для такой задачи может быть составлена строго оп­ ределенная последовательность действий, ведущая к ре­ зультату. Такой способ решения задач называется алго­

109

ритмическим; Но наличие алгоритма никак не означает еще, что в действительности существует некоторое техни­ ческое устройство, способное решить данную задачу. На­ до заметить, правда, что в современной вычислительной технике, основанной на алгоритмическом способе реше­ ния задач, присутствуют многие черты абстрактной ма­ тематической машины Тьюринга.

То же самое можно сказать и о получившей в послед­ нее время известность «машине» Дж. фон Неймана. Поня­ тие этой машины образовано в результате развития мате­ матической теории автоматов. Машины Неймана размно­ жаются и при этом эволюционируют. Перспектива машин такого рода представляется иногда чудовищной. Но та­ кое мнение может сложиться лишь в том случае, когда понятие машины связывается только с современной тех­ никой.

Почему, например, мы можем полагать в качестве машины только станок, а не завод, представляющий со­ бою определенным образом взаимосвязанную совокуп­ ность станков? Математики не страдают таким ограниче­ нием своих понятий. Им, пожалуй, все равно, какое кон­ кретное выражение получат их абстрактные построения. Машина Неймана представляет собою не что иное как логическое выражение объекта, состоящего из достаточ­ но большого количества элементов и снабженного про­ граммой своего существования и развития. Математичес­ ким анализом Нейман показал, что при условии по­ мещения такого объекта в соответствующую среду в нем возможно не только воспроизведение элементов, но и со­ вершенствование программы. Возражать против такой логики невозможно, поскольку в действительности мы имеем очевидный пример такого воспроизведения и раз­ вития в эволюции всей органической природы. Многие детали такой эволюции остаются пока еще неизвестны­

1 10

ми. Математическое понятие машины открывает нам се­ годня реальный путь к их познанию.

За книгу «Рефлексы головного мозга», цитата из ко­ торой приведена в эпиграфе, И. М. Сеченов был привле­

своего времени. Но это тем более свидетельствует сего­ дня в пользу гениальности егоутверждения о необходи­ мости такого подхода при изучении естественной приро­ ды. В настощее время, когда мы располагаем понятием соверренных машин как сложных динамических систем кибернетики, перед натуралистами раскрываются неог­ раниченные возможности в изучении своих объектов, по­ скольку пр оцессы организации представляют собою ос­ нову явлений в живой природе.

В качестве существенной особенности кибернетичес­ ких систем подчеркивается их сложность. Это не следует понимать, как желание кибернетиков подчеркнуть осо­ бенную трудность своих задач и, таким образом, возвы­ ситься над учеными других специальностей. Простых проблем нет сегодня ни в одной из областей научного по­ знания. С этой точки зрения все они одинаково сложные.

Когда в понятии динамических систем кибернетики отмечается их сложность, обычно имеется в виду иное, специальное обстоятельство. Оно связано главным обра­ зом с тем, что роль процессов организации начинает про­ являться только в системах с достаточно большим чис­ лом элементов, каждый из которых имеет множество степеней свободы в изменении своих параметров. При

этом учитываются также структурные особенности вза­ имосвязей в системе.

111

5. Мера жизни

Информация есть информация, а не материя и не энергия.

И. Винер

Вернемся вновь к нашим помощникам — примерам. Водитель, подъезжая к перекрестку, может проехать

его в прямом направлении или сделать один из поворо­ тов: правый или левый. Это зависит от целей его поезд­ ки. Но перекресток не всегда открыт для любого движе­ ния. В общем случае, подъезжая к перекрестку, водитель должен быть готов к трем возможным состояниям: оста­ новка (красный свет), подготовка (желтый) или движе­ ние (зеленый). С одним из таких сигналов он встретится наверняка. Но вот с каким? На этот вопрос нельзя зара­ нее дать определенного ответа. Так мы встречаемся с не­ определенностью. В случае перекрестка она разрешается сигналом светофора.

Перекресток-—это, разумеется, не единственный объ­ ект, в котором выполнение действия зависит от разреше­ ния некоторой неопределенности. Нечто подобное можно заметить в процессе образования белка в живой клетке. Будем считать, что аминокислоты могут химически сое­ диняться между собою в любой последовательности. В зависимости от этого образуются качественно различ­ ные белковые молекулы. Но в некоторой определенной клетке, при образовании молекулы белка, аминокислоты должны соединиться не как попало, а в строго опреде­ ленном порядке. Для аминокислот такой порядок — это неопределенность, и она должна соответствующим обра­ зом разрешаться. Подобная картина может иметь место и в других объектах, в частности технических, экономи­ ческих и т. д.

112

Очевидно, что неопределенность бывает различной. Она может быть большей или меньшей. Но это только самая простая качественная оценка. А нельзя ли сделать такую оценку более точной? В связи с таким вопросом необходимо обратиться к понятиям математики.

В математике рассматривается некоторая группа со­ бытий. Какие это события и сколько их всего — неважно. Важно только, чтобы каждый раз имело место одно и только одно из них.

Игральная кость иллюстрирует нам именно такую группу событий. При любом ее выбрасывании всегда бу­ дет выпадать одна и только одна из граней, но никогда не могут выпасть две или три.

Если повторять выбрасывание кости, то каждая из ее граней, помеченных определенными цифрами, будет вы­ падать в среднем одинаковое число раз. Здесь следовало бы сказать: «приблизительно»; но это означает только то, что чем больше будет проведено испытаний, тем более точным будет наше утверждение.

Поскольку всего имеется шесть цифр по числу граней кости, доля выпадания каждой из них при большем чис­ ле испытаний будет равняться У6. Это значит, например, что если бы у нас хватило терпения бросить кость шесть тысяч раз, то на долю каждой цифры пришлось бы по тысяче выпаданий. Такое отношение, характеризующее долю некоторого события или же частоту, с которой оно происходит, называется его вероятностью и обозначает­ ся латинской буквой «р».

События с выпаданием каждой из шести цифр нор­ мальной игральной кости являются равновероятными и определяются как отношение единицы к общему числу событий, то есть в данном случае р = у 6.

Группа таких событий, когда каждый раз может иметь место только одно из них, в математической тео-