Избранные труды. Кибернетика функциональных систем

в себе все наследственные качества человека, получают “информацию”. Эта идея в последние годы интенсивно разрабатывается в ряде стран, в том числе в Советском Союзе. Ученые стремятся выяснить, какое воздействие на зародышевые клетки может способствовать увеличению информации конденсированных в цепях белковых молекул ядра и протоплазмы и каким образом эта информация может быть донесена до онтогенетических этапов развития организма.

Как можно видеть, преобразование и передача информации в машинах, организмах и обществе является той общей основой, которая объединяет эти различные системы.

Понятно поэтому, что теория информации, разрабатывая возможность передачи именно информации, а не энергии, должна была столкнуться с целым рядом важнейших новых для науки проблем. К таким проблемам относятся физическая и техническая оценка решающих узлов передачи информации, расчет отдельных параметров этой информации, что особенно важно для биологических наук, кодирования многообразной информации в экономные комплексы и т.д.

Гак постепенно сложилась целая наука, открывшая возможность анализа таких сторон в передаче информации, которые раньше были науке неизвестны. В настоящее время в физиологии широко используются отдельные положения теории информации и особенно разнообразные способы кодирования информации, благодаря которым в нервной системе организма достигается тончайшее и точнейшее отражение внешнего мира.

Неизбежно должен был возникнуть вопрос о проходимости тех каналов, по которым циркулирует информация. В самом деле, гели человеческое ухо воспринимает вполне определенный диапазон частот, а в звуковом составе речи есть комбинация наиболее благоприятных для слуха модулированных колебаний этих частот, то неизбежно должен возникнуть вопрос о том пределе, до которого слуховой аппарат может допустить всевозможные нагрузки звуковыми колебаниями. Так постепенно от основного русла теории информации начинает вычленяться новая ветвь — теория связи”, одной из главных задач которой является расчет пропускной способности каналов связи. Для разработки этой гсории как частного принципа кибернетики были созданы целые школы, она сыграла огромную роль в усовершенствовании средств связи и в особенности в борьбе с шумами и с так называемой потерей информации.

Для физиологии нервной системы оба этих частных раздела кибернетики — теория информации и теория связи — играют большую роль. Они позволяют применить математический аппарат при анализе тех нервных импульсаций, которые возникают и передаются по нервным проводникам с различной скоростью. Так, например, можно рассчитать временные соотношения между нервными импульсами, поступающими в ганглионарный аппарат с различной частотой и по различным нервным волокнам. Скорость развертывания биохимических реакций, возбуждающих ганглий, и физические параметры входящих возбуждений при известных температурных коэффициентах могут в значительной степени определить предсказания конечного эффекта и судьбу входящих нервных возбуждений в центральной нервной системе. Именно эта сторона в последние годы привлекает особое внимание и Н.Винера.

Чтобы оценить значимость математического подхода к изучению физиологических явлений, разберем такой пример. Допустим в поле зрения кошки внезапно появилась летящая птичка, кошка делает быстрое движение и захватывает или не захватывает птичку. Что происходит в нервной системе кошки в этот момент? Мы с несомненностью можем утверждать, что оптические элементы глаза кошки получают информацию, выраженную в параметрах яркости, в параметрах формы и в динамических параметрах передвижения птички в пространстве. Конечно, это не единственные параметры той оптической информации, которую получает кошка, поскольку мы знаем, что она не будет протягивать лапу, если птичка летит поверх дерева. Это значит, что одним из составных параметров разбираемой информации является еще и параметр расстояния. Иначе говоря, на оптический аппарат кошки действует большое количество раздражителей, что и составляет входную информацию. Какова судьба этой информации в центральной нервной системе кошки?

Здесь сочетаются два важных фактора: видовая или филогенетическая информация, зафиксированная наследственно в соответствующих нервных связях мозга кошки, и та эпизодическая информация, которая поступила в данный момент через оптический аппарат кошки. Можем ли мы по этим двум существенным компонентам рассчитать ту форму движения или ту форму поведения, которая наступит в ответ на это раздражение? Математически говоря, мы сможем рассчитать выход возбуждения, если нам будут известны системы связи анализаторных аппаратов мозга с моторными эффекторными, непосредственно управляющими движениями лапы. Но вот тут-то и лежит причина скепсиса некоторых физиологов и биологов по отношению к возможностям кибернетики и именно к ее тенденции выразить различные формы поведения математически.