Глава хIII . Кибернетическое движение.

 

 

Особенности явления.

 

Общие соображения.

 

       В классификации усложняющегося движения за термодинамической парой следует разрыв. Пока неизвестны те звенья цепи, которые последовательно приводят к кибернетическому явлению. Здесь это явление рассматривается очень кратко, упоминаются лишь главные характерные черты, поднимающие его на более высокую ступень организации (эволюции) движения. Вместе с тем из этого рассмотрения можно уловить намек на то, какие формы движения следует считать более простыми и какие – более сложными.

       Не исключено, что за термодинамической парой следует явление управления движением с прямой связью. Эта примитивная форма управления имеется во всех более сложных явлениях, но ее нет в термодинамической паре. Термодинамическая пара функционирует по заранее заданной программе, определяемой разностью потенциалов DР₁ и структурой пары.

       Не исключено, что за кибернетической формой движения следует явление самоорганизации, связанное со способностью системы приспосабливаться в окружающей среде.

 

       2. Управление с обратной связью.

 

       Собственно кибернетическим явлением (движением) будем называть управление с обратной связью. Эта форма движения включает в себя все более простые, в том числе управление с прямой связью. В свою очередь кибернетическое движение входит во все более сложные, в том числе в явление самоорганизации, в биологическое и социальное явления и т.д. Суть рассматриваемой формы движения (и происхождение ее названия) заключается в следующем.

       Кибернетика – это наука об управлении. Она имеет дело с системами управления, которые в принципиальных своих чертах схожи как в технических устройствах, так и живом организме и обществе.

       Основным понятием кибернетики является система управления, состоящая из управляющего и управляемого (исполнительного) устройств (органов) и линий связи между ними (рис. 52, а и б). Управляющее устройство посылает сигнал (командную информацию) управляемому органу. Информация об ответном действии последнего на выходе передается по другому каналу связи в то же командное устройство. В нем полученная информация перерабатывается, вследствие чего может последовать корректирующая или новая команда. Все управление осуществляется по определенной заранее намеченной программе. Кроме того, командное устройство может накапливать информацию о действиях исполнительного органа и их последствиях и учитывать ее в своих дальнейших распоряжениях – по этому принципу работают самообучающиеся кибернетические машины.

 

 

                               Рис. 52. Схемы систем управлекния.

 

 

       Принципиальной особенностью кибернетических систем является наличие обратной связи между выходом из исполнительного органа, управляющим и исполнительным устройствами (на рис. 52 линии обратной связи отмечены тройными линиями). Этим они отличаются от примитивных систем управления, когда действует только прямая связь – от входа на выход исполнительного органа. Примерами примитивной системы управления могут служить управление двигателем сгорания – путем открывания или закрывания дроссельной заслонки, управление подданными в деспотическом государстве и т.д. Примерами кибернетическими системами управления служат центробежный регулятор Уатта, живой организм, демократическое общество и т.д. В первом случае регулятор получает информацию от оборотах вала паровой машины и в соответствии с этим прикрывает или открывает заслонку на паропроводе, во втором – мозг посылает команду эффекторам, например рукам, те ее выполняют, информация о выполнении через рецепторы, например глаза, вновь поступает в мозг (рис. 52-б) и т.д.

 

Теория информации.

 

Роль информации.

 

       Из сказанного ясно, что в кибернетической форме движения центральную роль играют процессы переноса, хранения и переработки информации, изучаемые в теории информации. Информация передается по прямому и обратному каналам связи, хранится и перерабатывается в органе управления.

       Успех применения на практике исключительно эффективных методов кибернетики в значительной мере зависит от правильного решения основных проблем теории информации.

 

       2. Законы, которым подчиняется информация.

 

       С точки зрения общей теории информационная элементарная форма движения (§ 10 и 90) ничем не отличается от других элементарных форм. Поэтому процессы переноса, хранения и переработки информации подчиняются всем рассмотренным выше законам.

       Заряд информации является параметром состояния и объектом переноса. Перенос заряда происходит под действием разности потенциалов информации. Работа и энергия информации определяются с помощью уравнения закона сохранения энергии. Информационное состояние (потенциал информации) системы определяется уравнением закона состояния – через емкость системы по отношению у заряду информации. Перенос заряда происходит в соответствии с уравнением закона переноса. Взаимное влияние между информационными, термическими, электрическими, магнитными, диффузионными, химическими и другими явлениями описывается соотношениями закона взаимности. Потери информации при переносе заряда характеризуются законом диссипации. Потери (утечка) информации при ее хранении в емкости обусловлены наличием недостаточно совершенной изоляции. Для повышения потенциала информации надо пользоваться приемами, которые обычно применяются в аналогичных ситуациях для повышения температуры, давления, электрического потенциала и т.д. В качестве потенциала информации могут служить известные функции Шеннона, Винера и т.д. (как показано Эшби, между функциями Шеннона и Винера нет принципиальной разницы).

       Предлагаемое толкование информационных явлений ставит их в один ряд с другими физическими явлениями. Это позволяет пользоваться в теории информации весьма общим и чрезвычайно эффективным аппаратом, который устраняет многие неясности, вызванные прежним подходом, и раскрывает новые свойства информации.