Разум и природа

Наконец, в знаменитой статье в журнале «Философия науки» Розенблюта, Винера и Бигелоу [Rosenblueth, A., N. Wiener, and J. Bigelow, «Behavior, Purpose and Teleology», Philosophy of Science 10 (1943): 18–24.] говорилось, что саморегулирующийся цикл и его многочисленные варианты дают возможность моделирования адаптивного поведения организмов. Центральная проблема греческой философии — проблема цели, стоявшая уже 2500 лет — была введена в рамки строгого анализа. Оказалось возможным промоделировать даже такие удивительные последовательности, как прыжок кошки, рассчитанный во времени и пространстве так, чтобы кошка приземлилась именно там, где будет в этот момент мышь.

Заметим, впрочем, что имеет смысл спросить, произошла ли трудность в распознании этого основного кибернетического принципа только от человеческой лени, когда надо было сделать фундаментальное изменение в парадигмах мышления, или были другие процессы, мешавшие восприятию того, что нам теперь представляется очень простой идеей. Поддерживалась ли сама прежняя эпистемология саморегулирующимися циклами, или циклами, идущими вразнос?

Подробное изучение истории появления парового двигателя с регулятором в девятнадцатом веке может помочь читателю понять и эти циклы, и слепоту изобретателей. К первому паровому двигателю прилагался некоторый регулятор, но инженеры встретились с трудностями. Они пришли к Кларку Максвеллу с жалобой на то, что им не удается сделать чертеж двигателя с регулятором. У них не было теоретической основы, с помощью которой они могли бы предсказать, как будет вести себя спроектированная ими машина, когда они ее построят и запустят.

Было возможно несколько видов поведения: некоторые машины шли вразнос, экспоненциально наращивая свою скорость, пока не ломались, или замедлялись, пока не останавливались. Другие колебались и, по-видимому, не могли прийти к устойчивому состоянию. А некоторые — что еще хуже — начинали вести себя так, что амплитуда их колебаний сама колебалась или неограниченно возрастала.

Максвелл изучил этот вопрос. Он записал формальные уравнения для соотношений между переменными на каждом из последовательных шагов цикла. Он обнаружил, как и инженеры, что соединение этого множества уравнений не решит проблемы. Наконец, он понял, в чем состояла ошибка инженеров: они не принимали в расчет время. Любая система включает в себя временнЫе отношения, то есть характеризуется временнЫми постоянными, определяемыми заданным целым. Эти постоянные не определялись уравнениями, задававшими отношения между последовательными частями, но были вновь возникающими свойствами системы в целом.

Представим себе, что двигатель работает ровно и получает нагрузку. Он должен поднять машину на гору или привести в движение некоторое устройство. Угловая скорость маховика немедленно упадет. Это приведет к тому, что регулятор станет вращаться не столь быстро. Нагруженные плечи регулятора упадут, уменьшая угол между плечами и осью. Когда этот угол уменьшается, в цилиндр впрыскивается большее количество топлива, и машина ускоряется, меняя угловую скорость маховика в обратном направлении по сравнению с тем, которое было вызвано действием нагрузки.

Но в точности ли скорректирует такое регулирующее изменение изменения, вызванные нагрузкой? Этот вопрос представляет некоторые трудности. В конце концов, весь этот процесс развертывается во времени. В какой-то момент 1 начала действовать нагрузка. Изменение в скорости маховика наступает после момента 1. Изменения в регуляторе происходят еще позже. Наконец, корректирующий сигнал доходит до маховика в некоторый момент 2, после момента 1. Но величина коррекции определялась величиной отклонения в момент 1. К моменту 2 отклонение уже изменилось.

Заметим, что в этот момент, с точки зрения нашего описания событий, произошло очень интересное явление. Рассуждая так, как если бы мы находились внутри цикла, мы заметили изменения в поведении частей, величина и время проявления которых определялись силами и взаимодействиями между отдельными компонентами цикла. Наш язык описывал происходящее шаг за шагом в одной форме: изменение в А определяет изменение в Б, и так далее. Но когда описание доходит до того места, с которого оно (произвольно) началось, в синтаксисе происходит внезапное изменение. Теперь описание должно сравнивать изменение с изменением и использовать результат этого сравнения, чтобы объяснить следующий шаг.