Страница 13 из 23
Обратная связь – вторая фундаментальная концепция кибернетики. Винер понимает обратную связь как способность любого механизма использовать датчики для считывания информации о текущем состоянии и сравнивать его с ожидаемым. Возьмем для примера лифт. Механизм открывания внешних дверей, используя обратную связь, проверяет, действительно ли лифт стоит за раздвигающимися дверями, и лишь затем срабатывает, впуская пассажиров. Без обратной связи опасность ошибки была бы гораздо выше, а из-за этого могли бы пострадать люди, упав в пустую шахту лифта.
Другой пример – это артиллерийское орудие, которое использует обратную связь для контроля за тем, что дуло направлено на цель, не мимо. Механизму, который управляет вращением турели, например, просто необходима обратная связь. Турель может двигаться неравномерно: из-за очень холодной загустевшей смазки в подшипниках механизм проворачивается туже, еще сильнее замедляют ход песок и грязь. Поэтому проверка фактического положения турели очень важна.
Мозг – это не мыслящая машина, мозг – это действующая машина. Он получает информацию, а затем на ее основе что-то делает.
Обратная связь может отменять действия системы – останавливать двигатель вращения турели или давать указание термостату выключить обогреватель. Такая обратная связь называется отрицательной обратной связью и обычно служит для стабилизации состояния. В этом случае «обратная связь есть метод управления системой путем включения в нее результатов предшествующего выполнения ею своих задач»[79]. Сложность самого механизма не важна, он может быть чрезвычайно простым, как вращающаяся турель, или же чрезвычайно сложным, как механизм терморегуляции тела человека. Винер верил, что обратная связь подарит машинам кинестетические ощущения, которые помогают человеку чувствовать положение тела в пространстве или ощущать перемещения рук и ног[80]. Эта аналогия привела его к еще одной ключевой идее.
Третья фундаментальная концепция кибернетики описывает тесное взаимодействие между людьми и машинами. Разрабатывая предсказатель траектории движения для нужд ПВО, Винер и Бигелоу рассматривали неприятельского летчика как неотъемлемую часть бомбардировщика. Даже противовоздушное орудие вело себя как динамическая система, состоящая из нескольких людей-операторов и сложной механики, объединенных в борьбе против все возрастающей энтропии. Было и другое сходство человека и машины. Винер очеловечивал машины: он видел сходство переключателей с синапсами[81], проводов – с нервами, сетей – с нервной системой[82], датчиков – с глазами и ушами, приводов – с мускулатурой. С другой стороны, он так же механизировал человека, используя машинные сравнения для описания человеческой физиологии.
Первые два кибернетических понятия, управление и обратная связь, были абстрактными, техническими и трудными для понимания. Но третья идея – слияние человека и машины – будоражила воображение.
Винер проиллюстрировал свой кибернетический подход, рассматривая способ, которым искусственный протез взаимодействует с человеческим телом. «Деревянная нога, – писал профессор МТИ, – это просто механическая замена утраченной ноги из плоти и крови, а человек с деревянной ногой представляет собой систему, состоящую из механических и биологических элементов»[83]. Наиболее примитивный вид протезирования, деревянная нога в пиратском стиле не могла вызвать интереса ученого. Но в СССР инженеры работали над искусственными конечностями, в которых использовались кибернетические идеи, и это его воодушевило. Винер приступил к увлекательному мысленному эксперименту.
Предположим, что человек потерял кисть руки. Сама рука обрезана вместе с кожей, костями, сухожилиями и мускулатурой. Однако в культе остаются сильные мышцы, которые все еще могут сокращаться. Сокращаясь, мышечные нервы производят электрические сигналы, так называемые потенциалы действия. Электроды могут принимать эти сигналы, усиливать и передавать их к электрическим двигателям в искусственной руке. И инвалид может двигать новой рукой на аккумуляторах.
Такие протезы уже были созданы к тому времени, но в них отсутствовал контур обратной связи. Искусственные руки не могли чувствовать, не могли осязать. Теоретически сигнал от протеза мог передаваться из механической конечности обратно в мозг инвалида. Датчики давления в искусственных пальцах, по мнению Винера, могли передавать обратно вибрационные ощущения на кожу культи, так что инвалид мог научиться замещать недостающее естественное тактильное ощущение искусственным. Эта история о кибернетических конечностях всего лишь подготавливала почву для мысленного эксперимента Винера.
Технически было несложно сделать протез с передачей движения и ощущений, скорее вызывала замешательство уникальность системы смешанной природы, включающей как человеческие, так и механические части. Но почему нужно ограничиваться только заменой потерянных частей тела? Почему не добавить принципиально новые искусственные конечности? «Существуют протезы и для таких органов, которых человек не имеет и никогда не имел», – рассуждал Винер[84]. Он считал такой поворот событий делом не слишком далекого будущего.
В некотором смысле это будущее уже существовало. «Что такое винт корабля, как не пара искусственных плавников? А не является ли эхолот, измеряющий глубину моря под кораблем, заменителем биологических механизмов, излучающих и обнаруживающих звук, подобных тем, которые есть у дельфина? Крылья и реактивные двигатели самолета заменяют крылья орла, а радиолокатор заменяет его глаза, в то время как „нервная система”, которая объединяет и координирует эти органы, – это автопилот и другие навигационные устройства»[85]. Человеко-механические системы были полезны, а в некоторых ситуациях совершенно необходимы.
Основатель кибернетики трактовал свою концепцию так широко, что даже автомобили и телефоны относил к кибернетическим устройствам. Кибернетика, разумеется, не ограничивалась системой человек-машина, она изучала как однородную систему различные сообщества – отдельные фирмы или целые народы. Общественные науки изучали управление, взаимодействие, обратную связь, адаптационное поведение и организационное обучение. Винер признавал важность этих дисциплин еще в конце 1940-х годов: «Собственно говоря, сообщество расширяется постольку, поскольку существует эффективная передача информации», – написал он в «Кибернетике». В этом непрестанном обмене информацией он видел «основу для политического мышления»[86].
«Кибернетика, – цитировала Винера газета The New York Times, представляя широкому кругу читателей новую науку, – сочетает в себе исследование того, что в человеческом контексте иногда описывается как мышление, а в технике известно как контроль и коммуникация»[87]. Кибернетика была посвящена поиску общих для автоматических машин и человеческой нервной системы особенностей. Мозг и машина рассматриваются как сходные системы, и зачастую мозг ведет себя как машина. Создавая и используя все более и более сложные машины, ученые лучше понимали, как работает мозг. Теорию Винера можно было применить к абсолютно любым сложным системам.
Многие передовые умы в инженерии, математике, биологии и психологии, социологии, философии, антропологии и политических науках были очарованы новой теорией приспосабливающихся систем. Наиболее известными ранними кибернетиками были: выдающийся математик, полиглот, первопроходец в компьютерной области и профессор Института перспективных исследований в Принстоне Джон фон Нейман; американский нейрофизиолог и один из первых ученых в области нейронных сетей Уоррен Мак-Каллок; американский физик австрийского происхождения Хейнц фон Ферстер и мексиканский физик Артуро Розенблют, один из ближайших друзей и коллег Винера. Среди наиболее известных мыслителей, которые впоследствии находились под влиянием кибернетической мысли и внесли в нее свой вклад, были: британский нейрофизиолог Уильям Грей Уолтер и теоретик управления Стаффорд Бир; биолог австрийского происхождения Карл Людвиг фон Берталанфи; чилийский философ Умберто Матурана; германоязычный политолог Карл Дойч и американский социолог Толкотт Парсонс. Наиболее дальновидными кибернетиками оказались английский исследователь и изобретатель Уильям Росс Эшби и британский антрополог и социальный критик Грегори Бейтсон.
79
Там же.
80
Там же.
81
Синапс – место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал клеткой. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками. – Прим. перев.
82
Винер Н. Кибернетика. М.: Советское радио, 1968.
83
Винер Н. Творец и робот. М.: Прогресс, 1966.
84
Там же.
85
Там же.
86
Harry Davis, «An Interview with Norbert Wiener», New York Times, April 10, 1949, BR 23.
87
William Laurence, «Cybernetics, a New Science, Seeks the Common Elements in Human and Machine», New York Times, December 19, 1948, E 9.