Наука и техника Наука и техника - Сферы кибернетики
  23.10.2018 г.  
Главная arrow Кибернетика arrow Рассуждения конца 60-х arrow Сферы кибернетики
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Сферы кибернетики
Рейтинг: / 0
ХудшаяЛучшая 
16.10.2010 г.
Конечно, среди процессов, описываемых  в математическом отношении одинаково, есть и такие, аналогия между  которыми  не  исчерпывается  таким  образом, но   для   математики,   как   мы   уже   говорили,   это безразлично. Возьмем, например,  колебательные  процессы, в которых, как было отмечено, могут участвовать системы  различной  физической   природы - механические, электрические и т. д., изучаемые теорией колебаний.
Если мы сопоставим между собою две системы А1 - пружинный маятник, осуществляющий  свободные колебания, и AZ - колебательный контур с емкостью и индуктивностью, то обнаружим прежде всего, что обе эти системы  описываются математически  одинаково, хотя между ними существует и различие.
Отметим, что обе они, как и совокупность всех возможных состояний таза в цилиндре под поршнем, образуют двумерное фазовое пространство. Но можно ли сказать, что колебания маятника и колебания в контуре имеют между собой не больше общего, чем колебания маятника и, скажем, множество точек на плоскости? Разумеется, нет. В рассматриваемом случае сходство не  только  количественное, но  и  отчасти  качественное. Это, конечно, не значит, что оба процесса качественно  однородны. Напротив, они  качественно  различны. В одном случае мы имеем механическую систему,   подчиненную  законам  механики;   во   втором случае - электрическую систему, подчиненную законам электродинамики.  Эти  законы взаимно не сводимы, т. е. в каждом из них выражена связь между таким явлениями, которые не отображены в другом. Однако границы между качествами, в том числе и качественно различными формами движения материи не абсолютны, а относительны.  И  более  сложный  объект,  формой бытия которого является более высокая форма движения материи, повторяет в своем движении некоторые черты,   свойственные   низшим   формам. Повторение в высшей стадии  известных черт, свойств  есть  низший...  - неотъемлемый элемент диалектики. К числу таких повторяющихся черт относится и способность к колебательному движению. В состоянии колебательного движения может находиться и механическая система, и элементарная частица и т. д. Каждое из этих движений глубоко   специфично, но все они имеют то общее, что они колебательные. Из этого основного объективного сходства, являющегося элементом, стороной качественной определенности процесса,  вытекает ряд производных, общих для всех колебательных процессов черт.
Взаимно соответствующие стороны различных по физической природе колебательных процессов не только находятся в одинаковых количественных отношениях, но играют примерно такую же роль, выполняют аналогичную функцию. Сходство между трением в механической системе и активным омическим сопротивлением в колебательном контуре есть в определенной мере качественное: и то и другое вызывает затухание колебаний (хотя эти колебания и различной природы), и то и другое обусловливает превращение энергии колебаний в теплоту и т. д.
Однако для математики сами эти факты не имеют значения. Ее в данном случае интересует лишь дифференциальное уравнение, как таковое, его характерные черты: как линейного дифференциального уравнения, методы его решения. Тот же факт, что уравнение такого типа оказывается пригодным для описания того или иного физического процесса, лежит не в сфере математики, а в сфере физики. И теория .колебаний, несмотря на ее насыщенность математикой, а также на то, что выявленные ею закономерности носят в основном количественный характер, не является частью или разделом математики, она есть, хотя и весьма абстрактная, но все же значительно более конкретная, чем математика, самостоятельная дисциплина. Чтобы быть в состоянии исследовать эти формы то отношения (пространственные формы и количественные отношения. - С. Ш.) в чистом виде, необходимо совершенно (подчеркнуто мною. - С. Ш.) отделить их от их содержании, оставить это последнее в стороне - как нечто безразличное.
Именно такое отделение от содержания, полное безразличие к нему и характеризует математику как особую дисциплину. Там же, где количественные отношения нельзя целиком отделить от содержания, мы имеем дело уже не с математикой, а с другой, более конкретной дисциплиной, которую иногда называют математической, имея, однако, в виду лишь то, что математические методы играют в ней решающую роль.
Таким образом, современные научные знания дают нам, с одной стороны, дисциплины, изучающие количественные отношения, абсолютно отделенные от их качественного содержания (алгебра, теория множеств, теория чисел, топология и т.д.). Эти дисциплины суть части, разделы математики. С другой стороны, имеются области исследования, хотя и весьма абстрактные, отвлекающиеся от конкретного материального субстрата некоторых отношений, однако сохраняющие в поле зрения определенные стороны содержания, исследующие их при помощи математического аппарата (теория колебаний, термодинамика и т.д.). Эти последние дисциплины имеют свой особый предмет, отличный от объекта исследования математики. К какому же из этих двух видов тесно связанных между собой наук принадлежит кибернетика?
Для решения этого вопроса следует выяснить, в чем заключается то общее, что изучается кибернетикой в различных системах. Имеет ли кибернетика в виду лишь сходство количественных отношений рассматриваемых ею систем или она включает в сферу своего рассмотрения и определенные стороны, характеризующие эти системы качественно? Общим, характеризующим любую кибернетическую систему, является, на наш взгляд, прежде всего задача, объективно решаемая этой системой. Эта задача есть управление.
В простейшем случае управление заключается в стабилизации. Любой процесс, как бы интенсивно он ни протекал и какая бы текучесть ни была для него характерна, обладает некоторыми параметрами - определенными величинами, являющимися в рамках данного процесса неизменными (или колеблющимися в очень небольших пределах). Изменение этих параметров для технической системы ведет либо к выпуску брака, либо к выходу из строя самой системы. Для организма эти константы характеризуют нормальное состояние в отличие от патологического. Так, в различных технологических процессах необходимо поддерживать постоянными температуру, давление, химический состав и т. д.
Равным образом для выпуска продукции: проката вполне определенной толщины, гири определенного веса и т. д., должен быть соблюден ряд условий. Во всех этих случаях технологический процесс предусматривает строгое соблюдение определенных параметров, и задача регулирования (как автоматического, так и неавтоматического) заключается в стабилизации, т.е. в сохранении этих параметров.
То же самое относится к миру живых организмов. Для них также характерен ряд констант. К их числу относится, например, температура тела, величина кровяного давления, химический состав определенных клеток и тканей и т. д. Живой организм не мог бы нормально функционировать, если бы не обладал механизмами, обеспечивающими стабильность этих параметров.
Итак, для нормального функционирования как технической, так и биологической системы необходимо постоянство определенных величин. Однако и в организме ни в машине процессы протекают в определенных условиях, которые на них влияют. Внешние условия тоже воздействуют на них в направлении изменения этих параметров. Внешняя  среда,   например,  стремится понизить температуру тела или повысить температуру  холодильника  до  своей   собственной,   различное питание при отсутствии определенных регулирующих механизмов может привести к существенным изменениям в составе крови и т.д. Короче говоря, система, предоставленная сама себе, все более дезорганизуется, разбалтывается, т. е, становится все менее упорядоченной. В физике такого рода процессы находят весьма общее выражение во втором начале термодинамики, согласно которому энтропия изолированной системы стремится к максимуму, т.е. система, предоставленная самой себе, переходит от состояния менее вероятного к более вероятному.
Регулирование противодействует этой тенденции к дезорганизации; это есть своеобразная борьба организованности, исходящей от регулятора, против дезорганизующего влияния случая, приводящего системы к наиболее вероятным, т.е. неупорядоченным состояниям.
По отношению к машинам функцию регулирования, выполнял ранее человек, наблюдавший их работу и принимавший меры к восстановлению нужных параметров в случае отклонения от них. Машины сами не могли бы изменять свои действия в зависимости от тех или иных  факторов среды. Организмы же испокон веков или, видимо, с самых ранних стадий эволюции живого мира  обрели эту способность. Иначе они не сохранились бы в процессе естественного отбора, т.е. живым организмам  по природе   свойственно   саморегулирование. В биологической форме движения свойство саморегулирования приобретает огромное значение. Оно не получило значительного развития в процессе естественной эволюции в формах движения, находящихся на иерархической лестнице ниже биологической. Но человек, направляя действия законов природы в нужную ему сторону, в соответствии со своими интересами искусственно создал саморегулирующиеся системы, состоящие из компонентов, для которых специфическими являются низшие формы движения - механическая, электрическая и иные.
Так обнаруживается, что в низших формах движения имеются и такие возможности, которые реализуются лишь через посредство высших путем, так сказать, подчинения этим высшим формам.
 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam