С развитием кибернетики появилась возможность разрешить многие задачи бионического характера.

Оставив пока в стороне сложные вопросы логико-ин-формационной обработки сигналов в кибернетических системах, остановимся лишь на простейших структурных представлениях кибернетики.

Как в живой природе, так и в современной технике, системы управления весьма многообразны. Простейшими являются такие, как обычный электрический звонок или безусловно-рефлекторный механизм отдергивания конечности, коснувшейся горячего. Более сложными являются самонастраивающиеся аналого-цифровые системы управления реактором на атомной подводной лодке или условно-рефлекторный механизм согласованного управления конечностями при выполнении процедур захвата различных предметов. Мы очень мало знаем о сложных механизмах управления системами в живой природе, хотя являемся свидетелями и участниками создания аналогичных, очень сложных систем в технике.

В ходе проведения бионических исследований часто приходится рассматривать механизмы биологической авторегуляции. В ряде случаев это исследование включает в себя анализ устойчивости биорегулятора, оценку качества регулирования и другие вопросы, относящиеся к классической теории автоматического регулирования. Возникает желание отнести к бионике и ряд разделов автоматического регулирования. Действительно, ведь в живом организме очень много всевозможных регуляторов. Так, чрезвычайно эффективным комплексом регуляторов являются эндокринные железы, выделяющие непосредственно в кровь гормоны, которые влияют на работу ряда внутренних органов, на интенсивность основного обмена, на кровяное давление. Наконец, эндокринные железы влияют друг на друга. Другие регуляторы поддерживают постоянной температуру тела, причем с очень высокой точностью для такой большой и сложной системы, обладающей собственной энергетикой с широким динамическим диапазоном, и обитающей в среде с резкими и значительными перепадами температур. Очень точно регулируется основной состав частиц крови, хотя этим занята сложная система большого числа различных регуляторов. Можно было бы назвать еще много всевозможных биологических регуляторов и механизмов регуляции. Многие из них могут оказаться полезными в технике, если в соответствии с основными идеями бионики они будут выполнены как высоконадежные, малогабаритные, встроенные, самонастраивающиеся регуляторы тех или иных машин и автоматов.

Уже проводятся совместные работы медиков и техников по исследованию болезней как процессов аварийного регулирования в живом организме (например, работы ленинградской группы доктора медицинских наук Е. В. Гублера, доктора технических наук А. А. Первозванского и других). Таким образом, определяются возможности комплексного исследования не только нормальных, но и патологических режимов в живом организме.

Из некоторого числа разработанных и предложенных методологий кибернетики в данном случае наиболее подходит методология А. А. Маркова, согласно которой кибернетика определяется как общая наука о причинных сетях. Остановимся на этих вопросах несколько подробнее.

В кибернетике, как и в бионике, на уровне теоретических построений имеют дело с некоторой абстрактной моделью исследуемого объекта. При построении этой модели принимаются во внимание лишь некоторые известные нам законы природы и не учитываются все другие, в предположении, что они несущественны. В соответствии с такими представлениями вполне естественно говорить о причинной зависимости события В от события А в силу данной совокупности законов природы М. Точное определение этого отношения по А. А. Маркову таково: событие А есть причина события В в силу совокупности законов природы М, если соблюдены следующие условия:

1)     событие В имеет место после события А;

2)     наличие события В может быть выведено из события А с помощью совокупности законов природы М, причем в процессе вывода речь идет лишь о событиях А и В, а также о событиях, следующих (во времени) за событием А и предшествующих событию В.

Сформулированное определение причинной зависимости относится лишь к жесткой, лапласовой причинности. Вероятностный, нелапласовый вариант определения мы получим, допуская, что законы природы, образующие совокупность М, могут иметь вероятностный характер. При этом следует считать, что событие А с вероятностью р вызывает событие В в силу совокупности законов природы М.

В соответствии с такими представлениями событие Л содержит информацию о событии В в силу совокупности М, если событие В может быть выведено из события А с помощью совокупности М.

Нетрудно себе представить, что самой простой структурой управления является двухэлементная структура, состоящая из: а) управляющего звена, генерирующего событие А и б) управляемого звена, реакция В которого является причинно зависимой от события А. Самым важным моментом таких представлений является то, что любая, сколь угодно сложная структура управления может быть разбита на пары причинно зависимых звеньев указанного выше типа.

Предыдущая глава: Использование структур кибернетики

Следующая глава: Системы структурного представления