Принцип кругообразности и организационная замкнутость.

Ключевым тезисом в кибернетической эпистемологии Фёрстера, на котором основывается большинство его выводов, является тезис об организационной замкнутости нервной системы. Однако, само понима­ние организационной замкнутости, применяемое Фёрстером в отноше­нии когнитивных систем, а также его принцип кругообразности тре­буют специального пояснения, поскольку несколько отличаются от ин­терпретации «круговых процессов обратной связи», о которых говорил Н. Винер в своей «Кибернетике» 1948 года.

Зададимся вопросом: что именно циркулирует в системах с об­ратной связью и о какого рода замкнутости идет речь? Принцип функ­ционирования систем с обратной связью описывается многочисленны­ми примерами, среди которых наиболее известные: управление кораб­лем и другими механизмами, поддержание постоянной температуры термостатом, различные гомеостатические параметры в живых орга­низмах. Общее определение принципа обратной связи мы находим у Винера в следующих словах: «Термин "обратная связь" применяется... для обозначения того, что поведение объекта управляется величиной ошибки в положении объекта по отношению к некоторой специфиче­ской цели» [Розенблют 1943, с.ЗОО]. И еще: «Мы с Бигелоу пришли к заключению, что исключительно важным фактором в сознательной деятельности служит явление, которое в технике получило название обратной связи....Когда мы хотим, чтобы некоторое устройство вы­полняло заданное движение, разница между заданным и фактическим движением используется как новый входной сигнал, заставляющий ре­гулируемую часть устройства двигаться так, чтобы фактическое дви­жение устройства все более приближалось к заданному» [Винер 1983, с.50]. Уже из данных определений становится ясным, что циркули­рующим фактором является сигнал. Такое - сугубо техническое - по­нимание кругообразности Винер использует для характеристики функ­ционирования нервной системы: «...Центральная нервная система уже не представляется автономным[41], независимым органом, получающим раздражения от органов чувств и передающим их в мышцы. Наоборот, некоторые характерные виды деятельности центральной нервной сис­темы объяснимы только как круговые процессы, идущие от нервной системы в мышцы и снова возвращающиеся в нервную систему через органы чувств. Нам казалось, что такой подход означает новый шаг в изучении такого раздела в нейрофизиологии, который затрагивает не только элементарные процессы в нервах и синапсах, но и деятельность нервной системы как единого целого» [Винер 1983, с.52]. И далее: «Для меня давно сделалось ясно, что современная сверхбыстрая вы­числительная машина в принципе является идеальной центральной нервной системой для устройств автоматического управления. Ее входные и выходные сигналы не обязательно должны иметь вид чисел или графиков, а могут быть также показаниями искусственных органов чувств, например, фотоэлементов или термометров, и соответственно сигналами для двигателей и соленоидов. Тензометры и другие подоб­ные средства позволяют наблюдать работу таких двигательных орга­нов и, замыкая обратную связь, передавать эти наблюдения в цен­тральную управляющую систему как искусственные кинестетические ощущения» [Винер 1983, с.77-78]. Из сказанного становится понятным, что смысл циклической организации состоит в «круговых процессах обратной связи» [Винер 1983, с.74], т.е. круг замыкается в тот момент, когда выходной сигнал системы, пройдя некий путь преобразований в зависимости от успешной или неуспешной работы индуцированного им эффектора, возвращается в ту же систему, но теперь уже в виде входного сигнала, от которого, в свою очередь, зависит поведение системы и ее последующий выходной сигнал.

Принцип циркуляции сигнала лежит в основе исходного понима­ния идеи кругообразности у Фёрстера: «Фундаментальным принципом кибернетического образа мысли является, на мой взгляд, идея круго­образности...: что делает штурман, пытающийся провести корабль в тесную гавань? Он не следует при этом какой-то заранее выработанной программе, а все время варьирует. Если судно из-за сильного ветра от­клоняется от курса, от своей цели влево, то он оценивает данное от­клонение таким образом, чтобы и дальше следовать в гавань. Он попы­тается исправить ошибочное направление. И может так случиться, что он возьмет руль несколько сильнее в противоположном направлении. Результатом этого станет отклонение от курса вправо и необходимость снова взять руль в противоположном направлении. В каждый момент отклонение корректируется относительно визуально удерживаемой це­ли (Telos), которой, к примеру, может быть гавань. Усилия штурмана, выступающие в качестве причины, порождают следствие - корректи­ровку курса. Это же следствие вновь обращается в причину, приводит к новому отклонению от курса. В свою очередь, это приводит к следст­вию, а именно, к дальнейшей корректировке курса. Описанные процесс управления представляет собой великолепный пример круговой при­чинности» [Foer. 1998, S. 106,107]. Из приведенной цитаты видно, что существует, помимо технической, и другая - философская - сторона кругообразности, формулируемая как принцип круговой причинности.

Общая картина циркулирующего процесса, объединяющая в себе оба аспекта, выглядит следующим образом:... => отклонение от курса вправо причина => следствие корректировка данного отклонения причина => следствие отклонение от курса влево причина =i> следствие корректиров­ка отклонения причина => следствие отклонение от курса вправо =>.... Принцип круговой причинности был охарактеризован Винером, Ро-зенблютом и Бигелоу в их совместной статье 1943 года еще до введе­ния в употребление термина «кибернетика». Дело в том, что ни одно определение механизма обратной связи, каким бы сугубо техническим оно ни казалось, не обходится без понятия цели, будь то конечная цель движения корабля или снаряда, гомеостатические цели механизмов (термостат) и организмов, либо программы второго порядка «обучаю­щихся» машин. В свою очередь, это вызвало ряд философских вопро­сов относительно валидности принципа причинности и построенной на этом принципе логики. Однако, именно так - кибернетически - пони­маемая телеология (causa finalis) не несет в себе никакой угрозы со­временному научному (детерминистскому) мировоззрению, т.е. не тре­бует постулирования неких трансцендентных сил, управляющих на­стоящими процессами из будущего: «Мы ограничим содержание те­леологического поведения, прилагая последнее наименование лишь к таким целенаправленным реакциям, которые управляют ошибкой ре­акции, т.е. разностью между состоянием действующего объекта в дан­ный момент и конечным состоянием, принимаемым за цель....Согласно этому узкому определению, телеология противоположна не детерминизму, а не-телеологии» [Розенблют 1943, с.305-306]. Не слу­чайно одна из ключевых Мэйсиновских конференций носила название «Круговая причинность и механизмы обратной связи в биологических и социальных системах»[42]. По словам Фёрстера: «Замкнутый цикл кау­зальности перебрасывает мост через пропасть, пролегающую между причиной действенной (effectiver) и конечной (finaler), между побуж­дением и целью» [Foer. I985, S.66]. Как выяснилось, принцип круговой причинности существенно обогащает методологическую базу, как гу­манитарных наук, так и естествознания.

По словам Фёрстера, значение кибернетики вовсе не сводится к техническим приложениям принципа обратной связи, как тогда ее мно­гие понимали: «На мой взгляд, кибернетика представляла собой не­обычную область ввиду того, что впервые ввела в употребление поня­тие кругообразности, систем с круговой причинностью, причем, не просто заявив об этом, но и показав их методологическое значение. И я подумал, что это весьма существенно с эпистемологической точки зре­ния» [Foer. 1995, р.7]. Математическим описанием и техническим во­площением принципа обратной связи (различных ее видов) занималась, по мнению Фёрстера, уже хорошо к тому времени развитая, теория управления. Кибернетика должна была стать введением в принципи­ально новую эпистемологию. Именно в связи с такого рода расширени­ем задач кибернетики в область эпистемологии мы приходим к разли­чию в понимании принципа кругообразности кибернетиков старшего поколения (времен Мэйсиновских конференций) и более молодого (времен Лаборатории Биологических Компьютеров). Так, если для Ви­нера и других первых кибернетиков кругообразность означала «замы­кание обратной связи» и «круговую причинность», то для Фёрстера кругообразность — это, прежде всего, сомореферентность: «Кибернети­ка рассматривает системы со свойством определенного рода замкнуто­сти, системы, которые воздействуют сами на себя, что является чем-то таким, что с позиции логики всегда приводит к парадоксам, поскольку наталкивается на феномен самореферентности. Я был уверен, что ки­бернетика пытается разобраться в ключевом вопросе теории логики - вопросе, которого логика традиционно избегает...» [Foer. 1995, р.7]. Фактически, введение принципа самореферентности заставило Фёрсте­ра отмежеваться от «старой» кибернетики - «сухой теории управления» - более явным образом и провозгласить о рождении «новой» киберне­тики - кибернетики второго порядка.

Принцип кругообразности, являясь категорией философского масштаба (в виде принципа круговой причинности), конкретно находит свое воплощение в образе функционирования и способе организации систем, называемых Фёрстером нетривиальными машинами. Именно кругообразную организацию нетривиальных машин Фёрстер первично определяет понятием организационной замкнутости: «Решающий шаг состоит во... введении нового понятия, обозначаемого как организаци­онная замкнутость. Под замкнутостью я понимаю закрытость, авто­номность, замкнутость на самого себя, идентичность исходного и ко­нечного. Если нетривиальная машина то, что она произвела в качестве выходного продукта (Output), использует снова в качестве исходного материала (Input), то в результате устанавливается некая форма круго­образности. Если же такая кругообразность установлена и машина уже работает некоторое время, то происходит нечто чрезвычайно интерес­ное» [Foer. 1998,8.60].

Следует отметить, что понятие машины в данном случае вовсе не подразумевает какой-либо действующий механизм или систему. Речь идет о так называемых «машинах Тьюринга», представляющих собой абстрактные операторы и служащих Фёрстеру инструментом формали­зации циклических процессов. «Исходное назначение понятия "опера­тор" состояло в придании некоторым наблюдаемым сущностям, таким как организмы, системы, машины и т.д., формального характера. Алан Тьюринг... полувека назад изменил его смысл. Согласно Тьюрингу, ес­ли мы говорим об операторе, то всегда подразумеваем некое его актив­ное воплощение: что-то должно чем-то оперировать (производить над ним операцию). Для него такой оператор был равнозначен понятию "машины", причем безразлично, является ли эта машина вычислитель­ной или паровой. Его последователи стали называть таким образом введенные им операторы "машинами Тьюринга"» [Foers. 1997, S.59].

Разница между тривиальными и нетривиальными машинами со­стоит в следующем:

«Тривиальная машина (ТМ) однозначно и безошибочно связыва­ет посредством своих операций „Ор" определенные причинные собы­тия (входные величины, х) с определенными следствиями (выходными величинами, у); Ор(х) -> у» [Foers. 1997, S.60]. «Тривиальная машина является чрезвычайно стабильной, ее внутренние состояния остаются всегда одними и теми же, ее работа, синтетически и аналитически од­нозначно определяемая, не зависит от входных данных» [Foers. 1998, S.55]. «Существенная разница между тривиальными и нетривиальными машинами состоит в том, что операции, производимые этими [нетриви­альными] машинами в каждом случае зависят от их "внутренних со­стояний" z, которые сами, в свою очередь, зависят от предшествующих операций. Тем самым различают два типа операций: в первом случае между действием (х) и эффектом (у) устанавливается связь, зависимая от внутреннего состояния, которая представляет собой "функцию ак­тивности" ("Wirkungsfunktion"):

Opz(x) ->• у,

где индекс „z" обозначает то или иное состояние машины; во втором же случае операции регулируют изменения внутренних состояний. Та­кая зависимая от исходных изменений "функция состояния" ("Zustandsfunktion") преобразовывает предписанным образом состоя­ние z в следующее за ним состояние z':

Op_x(z) -> z',

где индекс х обозначает то или иное исходное воздействие (входную величину)» [Foers. 1997, S.62-63]. «В случае нетривиальных машин раз­решить проблему ее анализа, как уже говорилось, принципиально не­возможно. Правила, по-которым осуществляются ее преобразования, находятся в зависимости от предшествующих событий, от ее истории; вычислить их не представляется возможным...» [Foer. 1998, S.56].

Однако, для получения систем со свойствами организационной замкнутости необходимо проделать еще один шаг, а именно - соеди­нить выходной и входной сигналы нетривиальной машины в единый цикл так, чтобы выходной сигнал у предыдущей операции становился входным сигналом х последующей. Такого рода операции Фёрстер на­зывает рекурсивными и записывает в следующих символах: Хо„ = Ор (х„), или Ор () = -t__

Графически это выглядит следующим образом:

Рис. 1. Тривиальная машина

 

Рис. 2. Нетривиальная

Рис. 3. Замкнутый причинно-машина с внутренним следственный цикл, состоянием z

Рисунки взяты из работы [Foers. 1997, S.60,62,71].

Как считает Фёрстер, идея организационной (операционной) замкнутости математически воплощена в понятии «собственных вели­чин» («Eigenwerte») Д. Гильберта. Формально далеко не любая величи­на х_х может удовлетворять условию х*, = Ор (Хоо), т.е. по словам Фёр-стера, «сама себя восстанавливать через данный оператор Ор». Те ве­личины (или более широко - понятия), которые обладают указанным свойством, называются «собственными». Классическим примером слу­жит оператор - извлечение квадратного корня, для которого собствен­ной величиной является число 1. Какое бы мы ни взяли положительное число в качестве исходной величины xq, всегда в результате какого-то количества циклов Ор = V мы придем к далее неизменной величине 1, т.е. х_да = Vxoo, при х,, = 1.

Опираясь на приведенный пример, Фёрстер делает свой главный вывод относительно организационно замкнутых систем (в данном слу­чае состоящих из операторов и собственных величин): «Можно было бы многое сказать о замечательных свойствах такого рода собственных величин, я же хотел бы подчеркнуть один уже мною упоминавшийся аспект, а именно, факт отсутствия заметного влияния первичного дей­ствия (Ur-Sache) xq на конечный результат». И далее, распространяя данный принцип на живые организмы, Фёрстер говорит: «Если мы в этом вновь будем искать связь по линии "причина/следствие", то в паре "стимул/реакция" обнаружить ее не удастся, она - в ее операторной принадлежности, т.е. в паре Ор/х«о, или, в словесной формулировке, в паре "организм/модель поведения". Именно на организме, а не на пер­вичном стимуле лежит ответственность за образ действия (поведения)» [Foers. 1997, S.73-74]. Об организационной замкнутости живого орга­низма и его когнитивной системы речь пойдет позже, здесь мы вынуж­денно упоминаем об этом. Дело в том, что изложение Фёрстером своей эпистемологии построено таким образом, что базовые принципы, при помощи которых делается попытка интерпретировать феноменологию жизни и познания, сами для своего объяснения требуют понимания этой феноменологии. С такого рода эффектами мы также сталкиваемся в работах Матураны по аутопоэзу, где он напрямик указывает на «кру­гообразность», «замкнутость» своих текстов. Еще пример организаци­онной замкнутости у Фёрстера, взятый из области гуманитарного зна­ния: «Люди общаются друг с другом, договариваются о чем-то, состав­ляют совместные планы. В процессе взаимодействия принимающие в нем участие самые разные люди - или, что то же самое, нетривиальные машины - представляют собой, вместе взятые, организационно замкну­тую систему... Язык, обычаи и традиции любой культуры можно интерпретировать, таким образом, как собственный (замкнутый сам на себя) язык (Eigensprache), собственные обычаи (Eigensitten) и собст­венные традиции (Eigengebrauche) данной культуры, частью которой мы являемся» [Foers. 1998, S.61].

Рекурсивные операции, собственные величины и нетривиальные машины служат инструментами формализации принципов кругообраз­ности и организационной замкнутости. Однако, коль скоро «...концепция кругообразности с эпистемологической точки зрения является фундаментальной» [Foers. 1998, S.I 14], следует рассмотреть ту феноменологию человеческого знания и познания, которая, собст­венно, и подлежит формализации. С одной стороны, принцип кругооб­разности должен быть воплощен в плане организации нервной систе­мы, головного мозга, любых органических структур, имеющих отно­шение к когнитивной функции. С другой стороны, человек, мыслящий субъект должен каким-то образом распознавать на собственном опыте те явления интроспективного порядка,' которые несут на себе печать организационной замкнутости, закрытости, рекурсивности. Структур­ное воплощение кругообразности Фёрстер описывает моделью органи­зационно закрытой нервной системы, основанной на принципе недиф­ференцированного кодирования. Интроспективный субъективный опыт кругообразности воплощен в автологике парадоксов «я - лжец», «А>В>С>А» и др., в самореферентности познания, а также в самодос­таточности сознания, передаваемого метафорой «слепое пятно».