Привязанность - [28]

Элементарная форма системы управления — это регулятор, «целью» которого является сохранение постоянным какого-либо состояния. Простейший пример — комнатный термостат, который должен на заданном уровне поддерживать комнатную температуру. Действие системы «диктуется» результатами сравнения наличной температуры с заданной. Для проведения такого сравнения системе необходимо: во-первых, первоначальная установка на определенную температуру и, во-вторых, постоянный приток информации о температуре в комнате. Эти показания снимаются с термометра и в соответствующей форме поступают обратно (обратная связь) для сравнения их с первоначально установленной температурой.

Регулятор может быть чрезвычайно простым устройством наподобие обычного комнатного термостата, функции которого сводятся к «включению» тепла, когда температура падает ниже заданного уровня, и к его «выключению», когда температура достигает уровня, выше заданного. Однако у такого простого устройства имеются существенные ограничения. Если температура за пределами помещения вдруг опустится, то температура в комнате тоже может резко упасть, и системе понадобится определенное время, чтобы перестроиться. Если же комнатная температура станет выше заданной, то у системы нет возможности ее снизить. Для преодоления этих ограничений и создания системы, способной поддерживать температуру, близкую к заданной, необходим ряд усовершенствований исходной системы. Например, при повышении температуры термостат мог бы не только «выключать» тепло, но и включать охлаждающую систему. В случае падения температуры его конструкция могла бы реагировать не только на сам факт понижения температуры ниже заданного уровня, но также учитывать величину расхождения, действуя следующим образом: чем больше расхождение — тем чаще «включается» тепло и наоборот. Кроме того, в новой конструкции можно было бы предусмотреть, чтобы фиксировалась не только абсолютная разница температур, но также и скорость, с которой эта разница возрастает или убывает. И чтобы дополнительно гарантировать поддержание температуры на точно заданном уровне, все приборы должны быть в двух или трех экземплярах, возможно, работающих на основе аналогичных, но не идентичных процессов; например, обогревающие приборы могли бы быть как масляными, так и электрическими.

Аналогия между описанием сложного комнатного термостата и инстинктивным поведением человека может показаться слишком далекой. Тем не менее мы даем это описание по двум причинам: во-первых, для того чтобы ознакомить читателя с понятиями установки (setting) (или инструкции), установочной цели и обратной связи в том виде, как они используются в системах управления[46], и, во-вторых, потому что в настоящее время известно, что системы, действующие согласно этим самым принципам, лежат в основе многих физиологических функций. Например, за поддержание постоянного уровня содержания в крови сахара в организме отвечает система управления, использующая все описанные ранее компоненты (Goldman, I960). Это свидетельствует о том, что строение живых организмов включает в себя системы управления, а также подтверждает, что целый ряд их жизненно важных функций весьма существенно от них зависит.

Тем не менее описанный регулятор — относительно статичный тип системы, и едва ли он может служить моделью даже простейшей формы инстинктивного поведения. Это система, работающая на основе только одной установки, к тому же постоянной; все, что от нее требуется, — это поддерживать наличное состояние на уровне, как можно более приближенном к заданному. Для нас больший интерес представляет другой тип системы управления — сервомеханизм. В этом случае установка часто или даже постоянно меняется, а задача системы состоит в том, чтобы каждый раз приводить свое действие в соответствие с изменением установки. Хорошо известным примером этого механизма служит рулевое управление автомобиля. Поворачивая рулевое колесо, водитель задает нужное ему положение передних колес, и сервомеханизм «получает задание» привести положение колес в соответствие с этой установкой. Вначале сервомеханизм «сравнивает» фактическое положение передних колес с новой установкой, а затем приводит в соответствие фактическое положение колес с заданным. Когда водитель вновь поворачивает руль, он меняет предыдущую установку на новую, и сервомеханизм «получает» новую цель — «сравнить» фактическое положение с заданным, а затем «обеспечить» совпадение фактического положения с заданным.

Следует отметить, что в обсуждаемых до сих пор системах управления установка машине задается человеком. Сам термостат не устанавливается на какой-либо определенной температуре — ее устанавливает человек; то же происходит и с передними колесами автомобиля. Но можно спроектировать систему управления, для которой установки будут задаваться другой системой. Например, установки, на которых работают сервомеханизмы зенитного орудия, могут поступать от радара, конструкция которого позволяет не только следить за движением самолета, но и выходить за пределы имеющихся в этот момент данных о его движении, чтобы экстраполировать будущее положение самолета. Это позволяет направлять орудие таким образом, чтобы самолет был обязательно сбит. Данный вид систем существует и у живых организмов. Есть основание полагать, что именно наличие у человека систем такого рода, скоординированных между собой в единое целое, дает ему, например, возможность ударять по летящему теннисному мячу. Подобным же образом взаимосвязанные системы позволяют соколу ловить птиц прямо на лету. В дальнейшем такую цель, как попадание по мячу (или по самолету), или ловлю птицы на лету, мы будем называть установочной целью системы.