Файл: Бирюков, Б. В. Кибернетика и методология науки.pdf

значим для кибернетики — служит использованию кибер­ нетических принципов для раскрытия той формы «само­ движения материи», которая характерна для живой при­ роды (Ф. В. Бассин, Е. С. Геллер, В. Н. Свинцицкий, 1970).

Подход к понятию цели в кибернетике вовсе не озна­ чает какой-то идеалистической телеологии, приписывания природе такого рода целесообразной деятельности, которая характерна для человека, обладающего волей и сознанием. Но исследования в кибернетике (особенно в биокиберне­ тике) немаловажны для познания путей, которые привели к становлению целесообразной и целенаправленной чело­ веческой деятельности. Ибо мы еще мало знаем не только о механизмах сознательного целеполагания и действия разумных существ, но и о нейрофизиологических меха­ низмах животных, «заведующих» актами их направленной деятельности,— механизмах, явившихся естественной основой для формирования феноменов целенаправленной деятельности человека в обществе.

Идеи и результаты кибернетики служат развитию философских взглядов на понятие цели и на соотношение детерминизма и телеологии. Кибернетический подход к органическому миру, применение метода моделирования и информационного подхода, а тащке сравнительное изу­ чение организмов, находящихся на различных ступенях эволюции, дают возможность более глубоко проникнуть в закономерности и механизмы развития в живой природе. Представление о живых существах как относительно устойчивых динамических системах управления и перера­ ботки информации,— основанное, конечно, на целой си­ стеме отвлечений и огрубляющих предположений,— от­ крывает возможность математического описания механиз­ мов приспособления к внешней среде и позволяет присту­ пить к уточнению понятий целесообразности и цели. Под­ ход кибернетики к этим понятиям находится в полном соответствии с диалектике-материалистическими идеями, согласно которым всякое проявление целесообразности, це­ ленаправленности должно было быть объяснено путем вы­ явления лежащих в его основе объективных причинноследственных отношений — на основе принципов детер­ минизма, как лапласовского, так и нелапласовского, учитывающего вороятностно-статистические закономерно­ сти.

П

В отечественной философской литературе имеется

высокоорганизованных материальных систем вообще) рас­ сматривалась Б. С. Украинцевым. В статье «Категории «активность» и «цель» в свете понятий кибернетики» этот автор следующим образом характеризует «цель» в кибер­ нетике: «По нашему мнению понятие «цель» может хоро­ шо послужить в кибернетике, если под целью понимать ту «часть» естественно складывающейся программы самоуп­ равления, которая представляет н е п о с р е д с т в е н н у ю и н ф о р м а ц и о н н у ю п р и ч и н у в ы б о р а с а м о у п ­ р а в л я е м о й с и с т е м о й с в о е г о п о в е д е н и я д л я д о с т и ж е н и я о п р е д е л е н н о г о р е з у л ь т а т а » (Б. С. Украинцев, 1967, стр. 67). В этой характеристике четко видна установка — осмыслить понятие цели в кибер­ нетике через диалектически трактуемую причинность в ее информационном аспекте.

Известно, что процессы управления и информацион­ ные процессы описываются в кибернетике обычно в таких понятиях, как канал передачи информации, обратная связь, кодирование, гомеостаз, цель (задача) управления, самонастройка, обучение (системы), адаптация, оптими­ зация др. Многие из этих понятий (обучение, адаптация, оптимизация) особенно важны при характеристике фено­ мена целенаправленности сложных динамических систем. Этот феномен, по-видимому, станет главным объектом изучения кибернетики уже недалекого будущего. В этой связи следует отметить интересную идею, которую в ряде своих работ развивает Гордон Паск. Анализируя специфи­ ку кибернетических систем в их отличии от других видов систем, Паск предлагает различать системы, имеющие цель с точки зрения внешнего наблюдателя (системы, для которых имеется цель), и системы, содержащие цель внутри себя (системы, в которых имеется цель). Система называется кибернетической, если цели «в» и цели «для» соответствуют друг другу. Эти понятия развивались для класса моделей с целенаправленной деятельностью, ко­ торый, будучи соответствующим образом разработан, смо­ жет послужить основой кибернетической теории целена­ правленных систем (Л, С. Алеев с еоавт., 1970, стр, 8, 9),

77

режиме при высокой надежности (безотказности) про­ цессов и систем управления и их элементов. Понятия опти­ мизации процессов и надежности работы технических устройств и человека выражают самую суть актуальной проблематики науки об управлении сложными динами­ ческими системами (А. И. Берг, 1962). О действенном ха­ рактере кибернетики говорят многие авторы. Так, напри­ мер, Клаус пишет, что кибернетика с самого начала и в особо специфической форме на передний план теоретиче­ ского исследования выдвинула д е йс т в и е , что она по са­ мой своей природе чужда созерцательности; «... кибернети­ ку, — пишет он,— можно определить как науку о плано­ мерном достижении целей с помощью настройки систем на такие цели» (Г. Клаус, 1963, стр. 339).

Практическая установка кибернетики вызывает комп­ лекс теоретических проблем. На первом месте из этих проблем — разработка теории оптимизации и ее приложе­ ний. Такая разработка идет на всех трех уровнях киберне­ тики: теоретическом, техническом и прикладном. Теоре­ тические исследования заботятся о создании достаточно общих и мощных методов оптимального управления. Тех­ нические разработки направлены на конструирование устройств, предназначенных для практико-технической реализации этих методов. Задача же прикладных работ — применение методов и технических средств оптимизации в конкретных областях науки и народного хозяйства. Бы­ ло бы неразумно преувеличивать успехи в решении проблем оптимизации. В применении к сложным систе­ мам здесь возникают специфические трудности, связан­ ные, например, с проявлением феномена противоречиво­ сти критериев оптимизации: такие критерии могут быть разными для системы в целом и ее подсистем, могут про­ тиворечить друг другу. Исследование этих вопросов при­ надлежит к числу наиболее жгучих проблем, например, экономической и медицинской кибернетики.

13. «Параметр времени». Развитие

Идеи науки о процессах управления в сложных дина­

79

принципов естественно видеть в том, что принцип мате­

щей и процессов, в том числе (и прежде всего) тех, кото­ рые определяют появление, генезис, становление н о в ых материальных образований, новых предметов и явлений, новых процессов и структур, новых свойств и отношений. Возникающие в ходе этого процесса развития во времени (более) сложные системы (структуры) сохраняют в ряде своих существенных черт генетическую связь с теми (бо­ лее простыми) системами, из которых они исторически развились (хорошо, например, известна связь между эта­ пами иерархических классификационных систем живых организмов, скажем, позвоночных, и этапами органиче­ ской эволюции), а на это реализующееся в развитии исто­ рическое родство объектов реальности также естественно смотреть как на проявление принципа материального един­ ства природы.

Вопросы, относящиеся к категориям времени и разви­ тия, обсуждались в связи с идеями кибернетики с самого начала оформления этой науки. В частности, Н. Винер прямо связывал разработку идей кибернетики с борьбой против виталистических выводов, основывающихся на бергсоновском понимании времени, против противопостав­ ления процессов в живой природе и в неорганическом мире (см. упоминавшийся выше обзор конференции в издании «Проблемы кибернетики», вып. 9). Винер указал на то, что необратимые процессы характеризуют не только жизнь, но и неживую материю (термодинамические, квантовоме­ ханические и вообще статистические закономерности), что с кибернетикой существенно связана концепция необ­ ратимого течения времени как в живой, так и в неяшвой природе, в частности в автоматах (Н. Винер, 1968; см. осо­ бенно главу II «Ньютоново и бергсоново время»). Это су­ щественно для понимания предмета кибернетики: кибер­ нетика изучает сложные ц е л е н а п р а в л е н н ы е систе­ мы; такие системы содержат, так сказать, неопределен­ ность, так как обладают возможностями в ыбора , необхо­ димого для осуществления целенаправленного действия; при этом динамика связана не с ньютоновым, а с «бергсоновским» временем (Ш. Г. Адэишвили, 1964).

Аспекты, связанные с категориями времени и развития, находят и конкретное отражение в кибернетике — уже в

80

самых «простых» ее теориях. Теория дискретных автома­ тов и теория формальных нервных сетей, например, суть теории устройств переработки информации, «работаю­ щих» — меняющих свое состояние, порождающих выход­ ные сигналы — в «квантованном» времени. Момент из­ менения вводим и в применении к элементам структуры кибернетического устройства. Так, А. А. Марков в своей концепции кибернетики как общей теории причинных се­ тей допускает причинно обусловленное появление новых узлов причинной сети и исчезновение старых (в частности, интерпретируя соответствующим образом «машину Тью­ ринга»). Если в предлагаемом А. А. Марковым наброске теории причинных сетей эта идея изменения носит еще общий характер, то в такой далеко продвинутой теории, как теория автоматов, момент движения находит уже раз­ витое представление. Соответствующие идеи в яркой фор­ ме были выдвинуты в теории самовоспроизводящихся ав­ томатов Дж. фон Неймана, развитой им в применении к «колонии» так называемых «клеточных автоматов» (см. ниже). В отечественной науке «фактор развития» нашел выпуклое отражение в работах М. Л. Цетлина и его уче­ ников; работы эти, в частности, касаются поведения кол­ лективов автоматов в случайных средах в условиях, ког­ да автомат вынужден непрерывно «переучиваться»

(М. Л. Цетлин, 1969).

Кибернетика уже на современном уровне оказалась полезной также для уяснения процессов развития в более широком плане. Это особенно касается органического ми­ ра, что было хорошо показано в работах А. А. Ляпунова, в частности, при рассмотрении им эволюции управляющих систем (А. А. Ляпунов, 1963, 1964, 1968, 1970, 1972). Над описанием в кибернетических терминах органической эво­ люции трудятся не только математики, но и биологи. Важ­ ная работа в этом направлении выполнена И. И. Шмальгаузеном (1960, 1968), А. А. Малиновским и другими ис­ следователями. И. И. Шмальгаузен впервые детально рассмотрел ортаническую эволюцию с позиций кибернети­ ки и теории информации. Он подчеркивал, что «анализ эволюции с точки зрения кибернетики позволяет подраз­ делить элементарный цикл эволюционных преобразований на отдельные звенья, выделить факторы, ответственные за преобразование, и ввести методы количественной оценки изучаемых явлений» (И. И. Шмальгаузен, 1968, стр. 155).

81

Подобные исследования важны, в частности, как необхо­ димая подготовительная ступень к математико-модельно­

щиеся моделированием па ЭЦВМ) от наиболее простых фе­ номенов биоэволюцип переходят ко все более сложным 31.

Большой трудностью отличается задача создания мо­ делей самоорганизующихся живых (или жизнеподобных) систем, в которых учитывался бы широкий спектр свойств самоохранения и направленного развития при взаимодей­ ствии с окружающей средой, вплоть до свойственного жи­ вому феномена активности (Н. А. Бернштейн). При этом проблема моделирования сложных развивающихся систем не может, по-видимому, плодотворно решаться без разра­ ботки методов, описывающих их генезис. Рассмотрение истории происхождения (или последовательности конст­ руирования) системы служит выявлению характерных ее свойств, определению меры приближения той или иной модели к оригиналу. Поэтому способы описания систем, уже сейчас используемые в кибернетике, строятся так, что учитывают — в той или иной форме и степени —также и и с т о р и ю с и с т е м ы : используют для определения бу­ дущих состояний системы ее прошлые состояния. Как подчеркивает ряд исследователей, учет прошлых состоя­ ний системы особенно важен тогда, когда имеет место не­ наблюдаемость части системы (У. Р. Эшби, 1959; Г. Кла­ ус, 1963). С диалектико-материалистической точки зре­ ния вполне естественно, что предсказание поведения не­ полностью наблюдаемой системы возможно лишь благода­ ря обращению к ее истории. Рассмотрение этого круга вопросов непосредственно связано с философскими кате­ гориями исторического и логического.

31 См. О. С. Кулагина, А. А. Ляпунов, 1966; в сб. «Проблемы ки­ бернетики» (вып. 16, М., 1966) помещен ряд других статей на данную тему; см. также статьи биолого-кибернетического цик­ ла в вып. 20—25 (М., 1968—1972) этого сборпика; в частности, в вып. 20 и 22—23 помещена статья Т. И. Булгакова, О. С. Кула­ гиной и А. А. Ляпунова (1968, 1970), в которой описана модель эволюции популяции с учетом естественного отбора, а в вып. 25— статья А. Н. Колмогорова (1972), представляющая собой пере­ работанный текст его статьи об известной модели естественного отбора Вольтерра, опубликованной в одном («мало распростра­ ненном», как говорит Колмогоров) итальянском журнале в

1936 г.

82