Техника - молодёжи 1963-02, страница 38

МОЗГ—ИНЖЕНЕРНАЯ ПРОБЛЕМА

У. Р. ЭШБИ, Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения. М, Издательство иностранной литературы, 1962.

то может быть для мыслящего человека ближе его собственного мозга? И все же он необычайно далек. О нем мы знаем намного меньше, чем о других органах. Слишком узка щель, через которую можно наблюдать работу мозга, пользуясь методом условных рефлексов. Еще меньше информации дают другие методы. В связи с развитием алектронной вычислительной техники проблема изучения мозга встала во весь рост. Если бы были найдены основные принципы его работы, ато произвело бы настоящую революцию в автоматике и вычислительной технике, потому что тогда бы открылась перспектива сочетать поразительную гибкость мозга при решении сложнейших научных и жизненных проблем с не менее поразительной скоростью работы электронных устройств.

Английский ученый У. Росс Эшби известен советскому читателю как автор книги «Введение в кибернетику», изданной в 1959 году. Книга привлекла много читателей своим почти учебным характером (кстати, учебников по кибернетике пока не существует). Будучи по специальности биологом, Эшби очень умеренно пользуется математическим аппаратом, и его «Введение» может читать любой человек с подготовкой в объеме средней школы.

Новая рецензируемая книга У. Р. Эшби также рассчитана иа широкий круг читателей со средним образованием. Сразу поясним, что под адаптивным ¹ поведением понимается такое, при котором, несмотря на влияние внешней среды, все «существенные» па метры организма (температура, кровяное давление, насыщение крови кислородом) остаются в пределах нормы и организм находится в устойчивом состоянии. Благодаря адаптации организм избегает возможных роковых столкновений с внешней средой.

Даже высшие формы разумного поведения животных и человека Эшби сводит к адаптации. Любопытный пример автор избрал для иллюстрации своей теории. Он назвал его • типовой проблемой котенка и огня». «Когда котенок впервые приближается к огню, его реакции непредсказуемы и обычно не соответствуют ситуации. Он может войтй чуть ли не в самый огонь, может зафыркать на него, может тронуть его лапкой, иногда он пытается обнюхать его или подкрасться к нему, как к добыче. Однако, повзрослев, он реагирует по-иному. Он приближается к огню и садится в таком месте, где огонь греет умеренно. Если огонь ослабевает, он продвигается ближе. Если падает горячий уголек, он отскакивает. Теперь его поведение по отношению к огню адаптивно». Ученый подчеркивает, что главное — это изучение взаимоотношения организма и среды. Систему среда — организм Эшби считает с самого начала единой.

Значительная часть книги посвящена рассмотрению устройства, изобретенного самим Эшби, которое в кибернетической литературе именуется гомеостатом. Гомеостат — вто четыре активные электромеханические системы, соединенные обратными связями в одну. Многочисленность соединений обеспечивает гомеостату некоторую стабильность, сходную со стабильностью живого организма. В частности, гомеостат мало чувствителен к «травмам», то есть к конструктивным повреждениям. На всякое «раздражение» извне он реагирует тем, что самостоятельно находит новое состояние равновесия.

При всей «разумности» поведения гомеостата мозг работает иначе. Эшби рассматривает более сложный гомеостат, состоящий не из четырех, а из тысячи блоков, и сравнивает его адаптивную способность со способностью мозга.

Процесс научения, или приобретение адаптивности к среде, начинается с проб и ошибок. Никаких других методов (кроме, конечно, врожденных рефлексов и инстинктов) в распоряжении организма нет. Структурные формирования коры головного мозга происходят в процессе научения, причем в ней закрепляются те влементы знания, которые повторяются более или менее часто.

Где они закрепляются? Какова природа памяти высших

животных и. в частности, человека? Как осуществляется выбор нужной «стратегии» мозгом?

Представим себе, что имеется 1 'тыс. вращающихся колес, у которых на ободе написаны две буквы: «А» и «Б», причем половина обода занята буквами «А», вторая половина буквами «Б» Условно буква «А» на всех колесах означает необходимы! адаптивный выбор, который нужно сделать. Можно вы брать один из трех способов: 1. Вращать одновре менно всю 1 тыс. колес и ждать, пока на всех не появитс! буква «А». Расчет показывает, на вто уйдет... 2^,000° сек. 2. Вращать вначале первое колесо. Если оно остановится № «А», переходить ко второму; если на «Б», вращать снова Д

Рис. В. ПЛУЖНИКОВА

появления «А». Точно такая же процедура повторяется с всеми последующими колесами. При втом удачные выбор! «накапливаются». Для того чтобы получить все «А», тре буется уже... 500 сек. 3. Одновременно начать вращать вс> 1 тыс. колес и оставлять те, на которых появится «А», од новременно дальше вращая все колеса с «Б». И так далее Все «А» выпадут, оказывается, немногим более чем в '/я сек.

Мозг, по Эшби, — вто совокупность систем, которые мо гут адаптироваться к внешней среде путем выборки нужног равновесного состояния. Не происходит ли эта выборка п методу № 3, когда в действие приводятся все части мозг и постепенно накапливаются необходимые состояния (вс «А»!)? Много экспериментальных данных говорит, что дел именно так и обстоит. А это накладывает определенны требования на конструкцию мозга.

Основной вывод такой: с одной стороны, мозг был 6t более «емким» и гибким, если бы между его клетками (ней ронами) существовало как можно больше связей. Но, с дру гой стороны, это сильно удлинит время адаптации мозг к внешней среде. Значит, решение может быть компромисс ным. Мозг должен быть достаточно, но не слишком сложньш

Вывод Эшби находится в противоречии со всем тем, чт писали анатомы и физиологи в течение последних десят лет. При чтении книги Эшби нужно иметь в виду, что о; является одним из представителей «крайнего» направлени в кибернетике. На Западе сейчас распространена своего род «кибернетическая мода» — отождествлять человека н, в ча стности, человеческий мозг с машиной (правда, понимаемо: с оговорками «в широком смысле слова»). Эшби, как и мно гие другие западные кибернетики, полностью игнорируе биологическую сущность жизни, сводя ее к логическим фор мелизмам, осуществляемым в «черном ящике». В такого род упрощении проблемы проскальзывает общая тенденция за падной научной литературы — возвышать роль техники, от давая ей предпочтение перед человеком.

А. ДНЕПРО!

'Адаптация — буквально: приспособление {лат.).

ЧТО ЧИТАТЬ ПО СТАТЬПМ этого номера:

«Гроза морей»

Герасимов В. Н., Дробленков В. Ф., Подводные лодки империалистических государств. М., Обо-ронгиз, 1962.

«Поселок в одном доме»

К у ш н е в А. П., Проектирование вданий для районов Крайнего Севера. М. — Л., Госстройнздат. 1961.

«Мы — программисты!»

Яковлев Д. Г., Н у д е л ь м а и О. Э.. Переналаживаемые автоматические линии из модернизированных универсальных станков. М., Машгиз. 1962.

34