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

Начиная эту главу, я должен сделать оговорку. С одной стороны, я не психопатолог и не психиатр и имею мало опыта в этой области, где опыт — единственный верный руководитель. С другой стороны, наши знания о нормальной работе мозга и нервной системы и тем более наши знания об отклонениях от нормы далеко еще не достигли такого совершенства, чтобы можно было полагаться на ту или иную априорную теорию. Поэтому я заранее отказываюсь от утверждений, что какие-либо конкретные психопатологические явления, например болезненные состояния, описанные Крепелином и его последователями, вызываются дефектами определенного рода в организации мозга как вычислительной машины. Те, кто пожелает сделать подобные выводы из изложенного здесь, будут действовать на свой страх и риск.

Однако понимание того, что мозг и вычислительная машина имеют много общего, может привести к новым ценным методам в психопатологии и даже в психиатрии. Эти сопоставления начинаются уже с самого, быть может, простого вопроса: каким образом мозг избегает грубых ошибок и неверно направленных действий при неисправности отдельных своих компонентов? Подобные вопросы в случае вычислительной машины имеют большое практическое значение, потому что здесь цепочка операций, занимающих каждая лишь долю миллисекунды, может длиться часы и дни. Цепочка вычислительных операций вполне может содержать 109 отдельных шагов. В этих условиях нельзя пренебрегать вероятностью того, что по меньшей мере одна операция будет идти неправильно, хотя надежность современной электронной аппаратуры далеко превзошла самые смелые ожидания. [c.222]

В обычных вычислениях, проводимых вручную или при помощи арифмометров, принято проверять каждый шаг, и когда обнаруживается ошибка, она локализируется обратным процессом, начинаемым с точки, где она замечена. Для того чтобы быстродействующей машине работать аналогичным образом, необходимо, чтобы проверка шла с такой же скоростью, как и само вычисление; в противном случае эффективная скорость машины снижается более медленным процессом проверки. К тому же, если заставить машину сохранять все промежуточные результаты вычислений, то ее сложность и размер возрастут недопустимо — вероятно, значительно больше, чем в два или три раза.

Гораздо лучший способ проверки, который обычно и применяется на практике, состоит в том, чтобы поручать проверку каждой операции одновременно двум или трем отдельным механизмам. В случае применения двух таких механизмов выдаваемые ими результаты автоматически сопоставляются между собой, и если есть расхождение, то все данные передаются долговременной памяти, машина останавливается, и оператор получает сигнал, что что-то не в порядке. Тогда оператор сравнивает результаты и, руководствуясь ими, находит неисправный элемент, например перегоревшую лампу, требующую замены. Если для каждого шага применяются три отдельных механизма, то, поскольку вероятность неисправности каждого отдельного механизма очень мала, практически всегда будет согласие между двумя из трех механизмов, которые и дадут искомый результат. В этом случае сопоставляющее устройство выдает в качестве правильного результат большинства, так что машину можно не останавливать; но вместе с тем дается сигнал, указывающий, где и каким образом результат меньшинства отличается от результата большинства. Если это произойдет в самом начале расхождения, то местоположение ошибки может быть указано очень точно. В хорошо спроектированной машине элементы не закрепляются за определенными шагами последовательности операций, а на каждом шаге производится поиск, подобно тому, как на автоматических телефонных станциях, и находится первый свободный элемент данного вида, который и включается в последовательность операций. Тогда устранение и [c.223] замена неисправных элементов не вызывают большой задержки.

Позволительно предположить, что, по меньшей мере, два элемента этого процесса представлены также в нервной системе. Вряд ли можно думать, что передача важного сообщения поручается одному нейронному механизму. Подобно вычислительной машине, мозг, по всей вероятности, действует согласно одному из вариантов знаменитого принципа, изложенного Льюисом Кэрроллом в «Охоте на снарка»[168]: «Что три раза скажу, тому верь». Невероятно также, чтобы различные каналы, передающие информацию, проходили от одного своего конца до другого без всяких перекрестов. Гораздо вероятнее, что, когда сообщение достигает определенного уровня нервной системы, оно может оставить эту точку и направиться к следующей по одному или нескольким альтернативным членам так называемого «промежуточного комплекса»[169]. В некоторых частях нервной системы эта взаимозаменяемость может быть сильно ограничена или даже совершенно отсутствовать, и к ним, по-видимому, принадлежат такие высокоспециализированные участки коры головного мозга, как те, что служат внутренним продолжением органов чувств. Тем не менее принцип сохраняет силу и, вероятно, более всего в сравнительно неспециализированных областях коры, служащих для ассоциации и так называемых высших видов умственной деятельности.

До сих пор мы разбирали ошибки в работе мозга, которые являются нормальными и которые можно считать патологическими лишь в самом широком смысле слова. Обратимся теперь к ошибкам, носящим более очевидный патологический характер. Психопатология принесла разочарование инстинктивному материализму врачей, принимавших ту точку зрения, что всякое расстройство должно сопровождаться материальными повреждениями соответствующей ткани. Правда, такие специфические повреждения мозга, как травмы, [c.224] опухоли, тромбозы, и т. п., могут сопровождаться психическими симптомами, и некоторые психические болезни, как парез, представляют собой последствия общего соматического заболевания и связаны с патологическим состоянием мозговой ткани; но не существует способа опознания мозга шизофреника, принадлежащего строго к одному из типов, описанных Крепелином, или мозга больного маниакально-депрессивным психозом, или мозга параноика. Такие расстройства называются функциональными. Различие между функциональными и органическими расстройствами, по-видимому, противоречит догмату современного материализма, что всякое нарушение функции имеет какую-то физиологическую или анатомическую основу в соответствующих тканях.

Это различие между функциональными и органическими расстройствами находит себе в значительной мере объяснение в теории вычислительных машин. Как мы уже видели, мозгу, по крайней мере мозгу взрослого, соответствует не голая физическая структура вычислительной машины, но сочетание этой структуры с инструкциями, заданными в начале цепи операций, и со всей дополнительной информацией, запасаемой и приобретаемой извне во время выполнения этой цепи. Указанная информация хранится в какой-то физической форме — в форме памяти, но часть — в форме циркулирующих записей памяти, физическая основа которых исчезает, когда машина выключается или мозг умирает, а часть — в форме долговременных следов, сохраняемых способом, о котором можно только строить догадки, но, вероятно, также с физической основой, исчезающей после смерти. Мы еще не умеем распознавать по трупу, каким был порог данного синапса при жизни; и если бы даже умели, то у нас нет никакой возможности проследить цепь нейронов и синапсов, связанных с данным синапсом, и определить, какое мысленное содержание было записано в этой цепи.

Стало быть, нет ничего странного в том, чтобы рассматривать функциональные психические расстройства по существу как болезни памяти: циркулирующей информации, сохраняемой мозгом в активном состоянии, и долговременной проницаемости синапсов. Даже при более серьезных расстройствах, как парез, большинство [c.225] симптомов может быть вызвано не столько разрушением ткани и изменением синаптических порогов, сколько вторичными нарушениями связи, сопровождающими первичные повреждения: перегрузкой остающейся части нервной системы и посылкой сигналов по другим путям.

В системе, состоящей из большого числа нейронов, круговые процессы вряд ли могут быть устойчивыми в течение длительных промежутков времени. Либо они, как в случае памяти «кажущегося настоящего», заканчивают свое течение, рассеиваются и угасают, либо они вовлекают в свою систему все больше и больше нейронов, пока не захватят чрезмерную долю всего нейронного материала. Это, по-видимому, и происходит в случае навязчивой тревоги, сопровождающей неврозы страха. В этом случае, возможно, у больного просто нет места, нет достаточного запаса нейронов для выполнения нормальных процессов мышления. При таких условиях деятельность мозга ослабевает, вследствие чего уменьшается загрузка еще не затронутых нейронов, и они тем скорее вовлекаются в этот распространяющийся процесс. Затем эти явления все глубже и глубже захватывают постоянную память, и патологический процесс, начавшийся на уровне циркулирующих записей, может повториться в более тяжелой форме на уровне постоянных записей. Так относительно тривиальное и случайное отклонение от устойчивого состояния способно вырасти в процесс, совершенно нарушающий нормальную психическую деятельность.