Н. Винер обнаружил единство решаемых задач при передачи информации в машинах, в живых организмах и даже в сообществах живых существ. В чем суть этих задач?

Если К. Шеннон вскрыл основные законы передачи сигналов по каналам связи любого типа, то Н. Винер поставил вопрос шире. Он заинтересовался основной задачей, ради которой информация вообще передается по каналам связи, и обнаружил удивительное единство решаемых при этом задач и в технике, и в живых организмах, и даже в сообществах живых существ.

Испытания макета, над которым трудилась вся лаборатория больше года, прошли успешно. Наступил долгожданный отпуск. Уж сколько раз твердили друзья-альпинисты, что только горы могут почти мгновенно отключить вас от "суеты мирской", от формул и графиков, которыми переполнена голова. Рискнуть? Рюкзак собран. Самолет. Автобус. И к вечеру мы впервые увидели снежные горы. На вас доброжелательно смотрела и, кажется, даже чуть-чуть улыбалась гигантская снежная шапка Эльбруса, удивительно гармоничная и удивительно нежно-розовая в заходящих лучах солнца. И действительно казалось, что она заполнила вас всего без остатка, вытеснив все остальное. Вам хочется поделиться радостью с коллегами. Вступаете в контакт с группой туристов. Но почему они так странно смотрят на вас? Да потому, что вы пьяны, неимоверно жестикулируете, беспричинно смеетесь...

И все это влияние высоты. За несколько часов вы набрали высоту около 2 тысяч метров. Совершили нечто подобное выбрасыванию рыбы из воды на песок. Атмосферное давление резко снизилось, количество кислорода во вдыхаемом воздухе заметно упало. Появилось кислородное голодание, и наступила горная болезнь.

Но достаточно пожить на такой высоте два-три дня, как все это исчезает. Организм приспосабливается к новой среде, усиливается легочное дыхание, кровь лучше начинает поглощать кислород за счет увеличения числа эритроцитов и гемоглобина и т. д.

Схема описанного такая: организм (живая система), получив извне информацию об изменении давления в окружающей среде, начинает перестраиваться (акклиматизация) для лучшего приспособления системы к новым условиям. Имеет место процесс управления системой по поступившей информации.

Только благодаря подобным процессам управления или саморегулирования зародившаяся на Земле жизнь смогла просуществовать более трех миллиардов лет, несмотря на колоссальные изменения климата, состава атмосферы, почвы, водных бассейнов, радиации. И не только просуществовать, но и пышно расцвести в сотнях тысяч видов.

Тут вспоминаются слова академика А. Харкевича: "Жизнь начинается там, где начинается информация". В скобках заметим, что сейчас на Западе встречается обратная точка зрения: "Жизнь кончится там, где начнется информационный, взрыв". Но об этом мы поговорим в последней главе.

Обратив свой взор к технике, к машинам, созданным человеком, мы увидим буквально на каждом шагу тот же процесс управления.

Теперь большинство пассажиров не пугается, когда пилот, оставив пульт управления, спокойно проходит в салон. Все знают, что есть автопилот, которому экипаж временно передает управление. Автопилоту задается курс, по которому он и ведет самолет. Любое отклонение от курса, превышающее чувствительность гироскопов, следящих за направлением движения, вырабатывает команду рулям, возвращающим самолет на заданное направление.

Читатель уже заметил, что схема та же: поступает информация о нарушении состояния системы, и начинается процесс управления ею.

Те же процессы регулирования мы наблюдаем в сообществах живых, разумных и неразумных существ. Они, конечно, различные по существу, но схема остается та же.

Так, например, коллектив завода для выполнения плана и по количеству, и по качеству, и по номенклатуре регулирует использование людей, техники, сырья.

Новая наука - кибернетика, созданная Норбертом Винером, изучает именно такие системы, в которых протекает процесс управления состоянием системы. Основой этого управления является информация о состоянии системы и среды. Вот и ответ на вопрос, поставленный в начале новеллы: информация нужна для управления организмом и сообществом живых организмов, машиной и объединением машин.

Для кибернетики характерен так называемый иерархический подход к системам управления. Самолет, как мы видели, переведенный на управление автопилотом, есть система регулирования.

Но пилот контролирует ее работу и в ответственных ситуациях берет управление на себя. Поэтому можно рассматривать более сложную систему с участием и пилота, и автопилота.

Далее, сигналы курса и сигналы посадки самолет получает из аэропорта назначения. Можно рассматривать систему регулирования, включающую и самолет, и аэропорт.

Но аэропорт управляет одновременно движением многих самолетов. Можно все их объединить в одну большую систему регулирования.

Наконец, аэропорт связан с другими аэропортами, можно... Пора остановиться, дабы не замучить читателя.

В несколько схематизированном виде любая простая система регулирования, или, как теперь принято говорить, кибернетическая система, может быть сведена к элементарной схеме из двух "ящиков" и двум связям между ними.

Первый ящик - это управляющая система, которая вырабатывает команды и посылает их второму ящику - управляемой системе. Второй ящик не просто получает команды, а обязательно имеет линию связи с управляющей системой, по которой он сообщает или сигналит о выполнении или невыполнении полученной им команды и вообще о состоянии управляемой системы. Это очень ответственная связь, так как по информации, идущей по ней, вырабатываются команды управления:

Эта связь получила название "обратной связи", без которой немыслимо управление.

Слово "обратной" отражает направления движения информации - от управляемого объекта к управляющему; обратное направлению движения команд.

Командир управляет ожесточенным боем, регулирует движение войск, резерва, техники. Дела его безнадежны, если эта самая линия обратной связи оборвалась, если он не знает состояния управляемого объекта, то есть состояния его войск, если он не знает, как выполняются его команды.

Кстати, и такие системы управления изучает кибернетика, конечно, не при оборванной нити обратной связи, и не только изучает, но и указывает лучшие методы управления для содержания победы.

Надо отдать должное Н. Винеру, который первым подметил такую всеобщую роль, цепи обратной связи в, казалось бы, совершенно не связанных живых творениях природы и приборах, или системах, создаваемых человеком. Парадокс состоит в том, что сегодня это кажется совершенно очевидным.

Как прямая, так и обратная связи, естественно, могут нарушаться. Например, вспомним отлично работавшую систему управления "земной оператор - луноход - земной оператор". Командная цепь и цепь обратной связи имели протяженность в 380 тысяч километров.

И конечно, на сигналы управления и обратные сигналы наседали наши старые знакомые черти-помехи. Но принятые меры защиты, введение избыточности, которую мы уже разбирали, защитили сигналы, и луноход послушно следовал командам и исправно сообщал свои очные координаты на Землю.

А может быть и так.

Радиолокационная антенна исправно следила за движением цели. Ее система регулирования плавно вела огромный параболоид антенны за медленно перемешавшейся целью. Но нас волновал вопрос - как будет идти слежение при наличии помех. Стали вводить в синему регулирования помехи. Антенна шла уже не так славно, но еще следила за целью. Добавили еще чертей. Появились срывы в слежении. Антенна временами теряла цель. Приходилось помогать ей снова ее находить. Добавили еще помех. Антенна начала метаться, дергаться, "нервничать" и совсем потеряла цель. Было жалко смотреть на этого гиганта, напоминавшего рептилий периода их расцвета, в состоянии нервного припадка.

Вот что могут сделать черти с умной системой управления, с умнейшим роботом, если им завладеют.

В живых системах управления также могут быть помехи. Это нарушение нервных внутренних каналов связи организма, по которым передаются команды и осуществляется обратная связь. Это, по существу, различные заболевания организма. Вот здоровая рука с отлично развитыми мышцами, но она не поднимается: команды из пункта управления - мозга - до них не доходят.

Ужасной помехой системе управления является алкоголь. В этом случае команды, скажем, до мышц доходят, но никакого контроля за их выполнением нет, и "пьяная система" движется не по прямой, а выписывает невероятные кренделя. Бывает и хуже, контроль за командами полностью утрачивается, и человек, это высшее творение природы, как та сумасшедшая от помех антенна локатора, начинает творить черт знает что.

Итак, кибернетика охватывает все многообразие систем управления и рассматривает их не в покое, не в статике, а в динамике, в процессе непрерывного или дискретного управления. В чем же суть этого присущего всем кибернетическим системам процесса управления?

Суть его состоит в выборе. Ведь любая управляемая система, как мы видели, может совершать разные движения (имеются в виду любые движения; механические - лишь их частный случай), и управление состоит в выборе предпочтительного движения. Известный афоризм четко отображает эту мысль: искусство управлять есть искусство выбирать.

Для правильного выбора, естественно, человек или автомат должен иметь полноценную информацию. Если ее нет, то кибернетическая наука бессильна. Вот почему вопросы надежной передачи сбора, обобщения, переработки информации являются основными в кибернетике. В некоторых словарях и энциклопедиях так и написано: информация - основное понятие кибернетики. Это, конечно, ловкое уклонение от трудностей определения самого понятия, но важность информации оно отображает правильно.

Даже при наличии полноценной информации перевод системы в новое состояние может быть сделан многими путями. И тут встает задача об оптимальном управлении.

Если говорить о таких системах, как автоматические заводы, автоматические поточные линии, автоматические станки, то выбор оптимального управления дает экономию таких показателей, как расход человеческого труда, времени, энергии, вещества. В этом огромное народнохозяйственное значение кибернетики.

Вскрытая кибернетикой общность человека и машин немедленно привела к вопросу: а нельзя ли сотворить машины, близкие по ряду исполняемых функций к человеку, а в некотором смысле даже лучше его, и взвалить на них часть его умственной работы?

Справедливость требует отметить, что такие попытки делались и задолго до появления кибернетики. Но это были попытки одиночек, "кустарей", обгонявших свое время. Поэтому они не имели должного успеха.

Книга Н. Винера "Кибернетика или управление и связь в животном и машине" появилась в 1948 году и буквально произвела революцию во многих областях человеческих знаний. Любопытно отметить, что написать эту книгу предложил Н. Винеру мелкий издатель в Париже. "Так как счета сыпались со всех сторон, а я не накопил никаких богатств, чтобы компенсировать растущие расходы, - пишет Н. Винер в своих воспоминаниях,- то договор был заключен и книга написана". Книга стала научным бестселлером, издатели (она вышла одновременно и в США) были поражены, "и я не менее", замечает Н, Винер.

К этому времени развитие радиоэлектроники, систем автоматического управления и других областей науки и техники подготовило почву для того, чтобы нарождавшаяся кибернетика могла дать обоснованный утвердительный ответ на поставленный вопрос.

Да, кибернетические машины могут взять на себя многие функции человеческого мозга! Они знаменовали собой новый шаг в развитии земной цивилизации, шаг, который уже дал большие плоды и принесет во сто крат большие.

Есть ли предел в совершенствовании ЭВМ? Ведь можно построить машину, которая будет совершенствовать предыдущее поколение своих собратьев, затем машину, которая будет улучшать полученное новое поколение, и т. д.

Академик А. Колмогоров, например, причисляет себя к тем "отчаянным кибернетикам", которые не видят принципиального предела в совершенствовании ЭВМ.