1. Кибернетика, человек, общество

1.1. Задумывались ли вы над этим?

Вы только взяли в руки эту книгу и вам уже есть над чем задуматься: вы протянули руку в нужном направлении и легко взяли книгу, а для слепого или больного человека эта задача могла бы быть неразрешимой. Вы склоняетесь над книгой и отчетливо видите буквы и рисунки. Почему ваши глаза сами "наводятся на резкость" в отличие от фотоаппарата или бинокля?

И в холодном погребе, и в теплой комнате температура вашего тела остается между 36 и 37° С. Но вот вы простудились и температура поднялась до 38,5° С - это уже симптом болезни! Как устанавливается температура тела? Над этим вопросом тоже стоит подумать.

Еще пример: предположим, что читая эти строки, вы зажгли свет. Электрическая лампочка загорелась и светит с нужной яркостью потому, что к розетке подведено соответствующее напряжение - 220 В. Как электростанция поддерживает в сети постоянное напряжение, несмотря на все трудности, связанные с производством электроэнергии?

Конечно, вы и сами сможете назвать много таких же явлений, которые мы привыкли считать естественными. Обратите внимание:

• нам не требуется особых усилий, чтобы совершать целенаправленные действия;
• некоторые физические величины целенаправленно приводятся к заданному значению.

Все эти процессы упорядочиваются не сами собой. Вспомните, хотя бы, как во время работы на вашем столе быстро возникает беспорядок, если постоянно не убирать все на свои места. Вы прекрасно знаете, что навести порядок не всегда просто и подчас стоит больших усилий.

Так и все процессы, которые мы здесь упомянули, нуждаются в "наведении порядка" с помощью особых органов управления. Если сделать куклу в рост человека, то без особого приспособления она не сможет твердо стоять на ногах и опрокинется, если ее хоть чуть-чуть подтолкнуть. Человек же умеет сохранять равновесие даже на палубе корабля во время качки. Эту чудесную способность человеку дают органы вестибулярного аппарата, находящиеся во внутреннем ухе. Они контролируют положение тела и через нервные стволы передают информацию в головной мозг, который, в свою очередь, посылает приказ соответствующей группе мышц. Этот сложный процесс требует затраты энергии и утомляет - впрочем, так же, как и наведение порядка на столе. Недостаток кислорода нарушает обмен веществ в мозге - управляющий орган отключается, человек теряет сознание и падает. Человек, "хлебнувший лишнего", парализует свой внутренний управляющий механизм и начинает шататься, а то и валится с ног, что уж вовсе никуда не годится. А посмотрите на жонглера в цирке - вот пример удивительного чувства равновесия и безукоризненной работы управляющих органов!

Сохранение равновесия - лишь одна из функций нашего организма, позволяющих нам жить в целости и сохранности. Во всех примерах, которые мы привели, можно подметить одну общую черту: управляющие органы придают некоторым существенным показателям (параметрам) нужные значения (постоянные или переменные - это зависит от особенностей процесса). Принцип управления играет в природе важную роль, обеспечивая жизнедеятельность организма в неблагоприятных условиях. Тот же принцип действует и в человеческом обществе, но об этом речь впереди.

Велико значение управления и в технике: в последние десятилетия там выделилась новая область - автоматическое управление.

Отмеченное сходство всех управляемых процессов очень важно с практической точки зрения. Процессы, происходящие в живой природе, формировались и совершенствовались в течение тысячелетий под действием естественного отбора. Если нам удастся раскрыть их механизм, то, используя это сходство, мы сможем добиться прогресса в технике.

Как же происходит процесс управления? Ответ на этот вопрос дает кибернетика. В [11] мы находим следующее определение кибернетики, которым пока и удовлетворимся:

Кибернетика - наука об управлении, передаче и переработке информации в технических и нетехнических системах (живых организмах и пр.).

В этом определении есть новые для нас понятия: управление, информация, система, на которых мы впоследствии специально остановимся. Теоретические основы кибернетики складывались на протяжении многих столетий, но наукой в полном смысле слова она стала в начале двадцатого века. Свой вклад в развитие новой науки внесли ученые разных стран. Однако в первую очередь следует отметить заслуги американского ученого Норберта Винера, который, кстати, и ввел в употребление слово "кибернетика". Основополагающее значение имела его книга "Кибернетика или управление и связь в животном и машине" (1948 г.). Слово "кибернетика" греческого происхождения и означает что-то вроде "искусства кормчего". Мы воспользуемся идеями Винера, чтобы уяснить значение, возможности и границы применения кибернетики. Но чтобы легче усвоить эти идеи, мы рассмотрим сначала различные примеры управляемых процессов. Поскольку основные понятия и концепции кибернетики возникли в применении к технике, начнем с техники автоматического управления.