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

Предсказывающее поведение можно подразделить на различные порядки. Кошка, охотящаяся за мышью, — пример предсказания первого порядка; она предсказывает только мышиный путь. Бросание камня в движущуюся мишень требует предсказания второго порядка; здесь необходимо предвидеть пути мишени и камня. Примером предсказания более высокого порядка является стрельба из рогатки или лука.

Предсказывающее поведение требует различения по меньшей мере двух координат: оси времени и хотя бы одной пространственной оси. Предсказание, однако, будет эффективнее и гибче, если действующий объект способен реагировать на изменения более чем в одной пространственной координате. Чувствительные рецепторы организма или соответствующие им элементы машины могут поэтому ограничивать предсказывающее поведение. Так, собака-ищейка следует следу; предсказывающее поведение ей не доступно, потому что химический, обонятельный вход приносит только пространственную информацию — расстояние, указываемое силой запаха. Внешние изменения, способные возбуждать слуховые или, еще лучше, зрительные рецепторы, допускают более точную пространственную локализацию; отсюда возможность более эффективных предсказывающих реакций при действии входа на эти рецепторы.

Способность к предсказывающим действиям встречает, помимо того, ограничения во внутренней организации действующего объекта. Так, машина, предназначенная для предсказывающего слежения за подвижной светящейся целью, должна не только быть чувствительна к свету (например, через приданный ей фотоэлемент), но и обладать структурой, пригодной для расшифровки светового входа. Представляется вероятным, что ограничения внутренней организации, особенно организации центральной нервной системы, определяют сложность предсказывающего поведения, которой может достичь млекопитающее. Так, можно подумать, что нервная система крысы или собаки не позволяет им [c.302] осуществлять интеграцию входа и выхода, необходимую дли предсказывающей реакции третьего или четвертого порядка. Действительно, одна из особенностей скачка, наблюдаемого при сравнении человека с другими высшими млекопитающими, заключается, по-видимому, в том, что последние способны лишь к предсказывающему поведению низшего порядка, тогда как человек потенциально способен к весьма высоким порядкам предсказания.

Ниже приводится таблица предлагаемой классификации поведения:

Нетрудно видеть, что каждая из дихотомий произвольно выделяет одну черту, признаваемую интересной, оставляя аморфный остаток — не-класс. Очевидно также, что критерии отдельных дихотомий разнородны. Понятно поэтому, что существует много других линий классификации, независимых от рассмотренных. Так, можно разделить поведение в целом или внутри каждой из табличных групп на линейное (выход пропорционален входу) и нелинейное. Для многих целей было бы полезно деление на непрерывное и дискретное поведение. Различные степени свободы, свойственные поведению, также могут служить основанием систематизации.

Классификация, представленная в предыдущей таблице, была выбрана по нескольким причинам. Она приводит к выделению класса предсказывающего [c.303] поведения — особо интересного класса, ввиду открывающейся возможности систематизировать все более сложные критерии поведения организмов. Она делает упор на понятиях целенаправленности и телеологии, понятиях, как мы видели, большого значения, хотя и дискредитированных сегодня. Наконец, она показывает, что единообразный бихевиористический анализ применим как к машинам, так и к живым организмам, независимо от сложности поведения.

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.