Обобщенная модель механизма управления и эволюция живой природы. Значение цикличности воздействий

Обоснованная выше двухконтурная структура (см. рис. 4) названа обобщенной моделью механизма управления потому, что она задана на уровне его наиболее существенных признаков. Она, во-первых, едина для всех сфер, охватываемых кибернетикой, и, во-вторых, раскрывает системоорганизующую, "негэнтропийную" функцию управления во всех этих сферах.

Становление замкнутого контура саморегуляции создало благоприятные условия для дальнейшего прогресса живой субстанции, ибо гомеостазис обеспечил возможность многократных отражений воздействия среды, возможность сохранения и накопления полезных следов этих воздействий в структуре живого и, как следствие, постепенных изменений этой структуры.

Рис.5. Схемы единичного (а) и многократного (б) отражения воздействий внешней среды живой субстанцией

Здесь определяющее значение имела многократная повторяемость циклов воздействие - отражение, обусловленная пространственно-временным континуумом мира. Действительно, элементарный акт выбора еще не вносит организации, {циничное воздействие на клетку, единичный цикл отражения (рис. 5, а) не могли привести к фиксированию полезных признаков и направленные изменениям в структуре клеток. Организацию мог внести только процесс, как серия актов, т.е. длительное чередование воздействий. Исследования, проведенные П.К. Анохиным, показали, что пространственно-временная структура внешнего макромира через непрерывно повторяющийся ряд воздействий трансформировалась в химический континуум молекулярного микромира живых существ, способствовала превращению химических структур в структуры функциональные.

Возвращаясь к упомянутому выше стереотипу о "внутренних противоречиях как источнике развития", следует напомнить, что ошибочность теории происхождения жизни А.И. Опарина, Г.Г. Меллера и заключалась в том, что они трактовали появление жизни как простое продолжение химической эволюции. Примечательно, что зарубежные философы здесь придерживаются диалектико-материалистических позиций. Так, X. Кун связывает возникновение дарвиновского механизма эволюции "с отражением среды, с феноменом суточной периодичности в состоянии среды". При этом "периодичность действует как фактор отбора".

На рис. 5, б показаны в синтезированном виде результаты работ П.К. Анохина, И.И. Шмальгаузена и наша интерпретация концепции о двухконтурной структуре механизма управления:

abcde - контур "оперативной информации", или авторегуляции, как контур реакции живой субстанции на каждый единичный акт воздействия с целью сохранения устойчивости в данный момент;

bfgd - контур "структурной информации" как контур отбора и запоминания множества "полезных следов" воздействия, контур накопления разнообразия, его формирования в определенную структуру (иначе говоря, контур развития и совершенствования организации).

Возрастание уровня организации живой субстанции повышает ее отражательную способность и приводит к возникновению опережающего отражения. "Благодаря этому протоплазма приобрела способность, - писал П. К. Анохин, - развитием своих молекулярный процессов опережать во времени и пространстве закономерное течение последовательности внешнего мира" [8]. Опережающее отражение как приспособительная реакция и как элемент организации появилось благодаря запоминанию реакций на прошлые воздействия внешнего мира ("прошлого опыта") в генетическом коде с возможностью использования этой информации в процессе текущей (и будущей) жизнедеятельности.

В биологии было известно, что куколки некоторых насекомых остаются зимой на открытом воздухе и не погибают, хотя в протоплазме их клеток содержится вода. Анализы показали появление глицерина в протоплазме зимних куколок.

Выяснилось, что с первых осенних холодов в протоплазме клеток образуется глицерин, снижающий температуру ее замерзания и тем самым предохраняющий куколку от гибели. Была выдвинута гипотеза о том, что многократное воздействие внешней среды (низкая температура) отражается в протоплазме клеток реакцией, которая способствует определенному (приспособительному) изменению структуры клетки.

Под влиянием физических, химических и других воздействий внешней среды на микроуровне живого возникают мутации (случайные сдвиги), являющиеся одной из причин изменчивости в биологии. Мутации редки, чаще всего неудачны, но именно из них (из "удачных") возникают новые побеги, которые закрепляются естественным отбором - решающим фактором эволюции (см. рис. 5, б). Естественный отбор выступает как "механизм, ответственный в конечном итоге за усложнение и совершенствование самого хранилища наследственной информации" [9].

Механизм эволюции живой природы, его структура, как видим, также состоит из двух контуров обратной информационной связи. Принцип ОС составляет сущность всех биотических процессов эволюционного в частности. Именно в результате действия механизма обратной связи выделяются и закрепляются полезные мутации, а на уровне организмов выделяются и закрепляются индивиды. поведение которых наилучшим образом обеспечивает их стабильность (выживаемость) при изменении внешних условий.

Следует подчеркнуть специфику внешнего воздействия в механизме эволюции живой природы на нашей планете, его цикличность. Пространственно-временной континуум мира, в течение миллионов лет с годичной и суточной цикличностью изменяя параметры среды (температуру, давление, освещенность, влажность н т.д.), выступает как мощный и стабильный генератор воздействий. В результате в ходе эволюции, по существу, выжили только те виды. в основе функционирования которых была заложена цикличность.

Из сказанного можно заключить, что многократное воздействие внешней среды в сочетании с естественным отбором (фактором не циклическим, но тоже "подключенным" к механизмам отражения, обратной связи) способствовало формированию механизма управления, объединившего в себе две важнейшие для жизнедеятельности взаимосвязанные функции - саморегуляцню (I контур ОС) и саморазвитие (II контур ОС) (см. рис. 4).

Процесс эволюции мог осуществиться только в том случае, если наряду и вместе с эволюцией живых организмов имела место эволюция самих механизмов, обеспечивающих процесс эволюции, механизмов, формирующихся на уровне информационно-структурных отношений, что и подтверждается генезисом механизма управления (см. рис. 3).

Следовательно, механизм управления не придуман людьми, а сформировался в процессе эволюции живой природы. Человек познает его и использует в своих целях. Раскрыв на рубеже второй половины XX в. общность механизма управления, его научные основы и создав специальные технические средства для интенсификации информационных процессов в контуре управления (скоростные системы передачи данных, ЭВМ, дисплеи и т.п.), человек осуществляет оптимизацию управления в конкретных областях своей деятельности. Человек и сам в процессах трудовой деятельности и повседневной жизни непрерывно накапливает опыт на основе ежедневно получаемой разнообразной информации. Он постоянно приобретает что-то в результате предыдущих событий, проб, ошибок и удач, их оценки и отбора. Поэтому он изменяется то в одном, то в другом отношениях и постоянно развивается в социальном плане. Это формирует тезаурус, питает интуицию человека и дает ему возможность ориентироваться в сложной обстановке, принимать нужные решения и при непредвиденных ситуациях. что пока недоступно автоматам, "искусственному интеллекту".

В мировоззренческом плане интересно отметить, что цикличность процессов управления перекликается с квантовыми концепциями в физике. Действительно, каждый информационно-управленческий цикл в 1 контур (см. рис. 4) - это квант регулирования, т.е. элементарный, законченный акт регулирования. Совокупность таких актов обеспечивает устойчивость объекта.

А каждый цикл во II контуре (формулировка из крупинок информации, опыта новой теоретической концепции и использование последней при принятии очередного решения), как элементарный акт внедрения нового, - это квант развития. Из таких квантов складывается процесс саморазвития.

Концепция о двухконтурной структуре механизма управления основана на анализе и обобщении трудов многих ученых-естествоиспытателей. В частности, И.И. Шмальгаузен различал и стабилизирующую форму, и движущую форму "естественного отборы, ведущего к прогрессивным изменениям" [10].

"Устойчивость и научение - две формы коммуниктивного поведения... Живые организмы, в частности высшие виды живых организмов, способны изменять формы своего поведения на основе прошлого опыта", - писал Н. Винер, имея в виду достижения специфических антиэнтропийных целей [11].

Подытоживая все сказанное, можно сформулировать следующее определение механизма управления: "Механизм управления есть закономерно возникшая в процессе эволюции специфически организованная форма движения материи, заключающаяся в целенаправленном многоцикличном преобразовании информации в двух взаимосвязанных, замкнутых обратными связями (ОС) контурах и функционально реализующая как сохранение устойчивости управляемого объекта, системы (I контур ОС), так и развитие, дальнейшее повышение уровня ее организации (или создание новых структур) путем отбора и накопления информации (во II контуре ОС)" [12].