Стаффорд Бир - Мозг фирмы Страница 22

Прежде чем переходить к рассмотрению действующих ступеней иерархий, уместно сделать общее замечание. Нас всегда учили представлять командные сети как специально созданные, располагающие узловыми пунктами, действующими в качестве переключателей, зависящими от обратной связи в инженерном смысле (см. гл. 2). Однако, во-первых, жизнеспособные системы фактически демонстрируют наличие в них скорее анастомотик ретикулум, чем надлежащим образом разработанной сети, элементы которой формируются и переформировываются самостоятельно в соответствующие структуры. Во-вторых, элементы, являющиеся узловыми пунктами, управляются меняющимися функциями преобразования; они лучше всего описываются как непрерывно модифицирующиеся условные вероятности, а не неизменные операторы, которые в представлении стандартной теории управления являются дифференциальными уравнениями. В-третьих, цепи обратной связи не просто устройства коррекции ошибок, которые приводят выходной результат в соответствие с "правильным" значением. Они являются алгедоническими цепями, идущими от систем высшего порядка, влияющими на первые два вида изменений. Но и в такой роли согласно стандартной теории управления главной функцией этих систем остается обратная связь.

Из того, что было до сих пор изложено, вытекает, что нейрофизиологическую и управляющую системы (если взять две жизнеспособные системы, которые, как оказалось, имеют много общего) легче всего понять, представляя именно с учетом сказанного, а их основные элементы — нейрон и управляющего — как работающих в соответствии с моделью, представленной в ее самой простой форме деревянно-медной машины. Для облегчения дальнейших ссылок надо ее назвать, и я выбрал в качестве имени алгедонод. Я знаю, насколько утомительно продолжать вводить новые для читателя названия, в особенности (как в данном случае) если я вынужден самих изобретать. Однако словарь, представляемый управляющим, поразительно ограничен. А здесь вводится понятие, определенное с той степенью глубины, с которой мне удалось это сделать. Решающий элемент в системе управления состоит в принципе из входящей (или афферентной) и выходной (или эфферентной) подсистемы информации, соединенной с помощью анастомотик ретикулум. Все эти три части системы управления были достаточно подробно определены ранее. Этот решающий элемент является узлом в сети решающих элементов, образующих систему управления. Но этот узел как решающий элемент обусловлен (в смысле путей его изучения) метасистемой, использующей эвристический метод поощрения и наказания, который мы назвали алгедоническим. Все это вместе является алгедонодом. Наша деревянно-медная машина — грубый его пример, но и нейрон мозга, и отдельный руководитель в числе членов правления — тоже алгедоноды.

Нашим следующим шагом будет попытка распространить принцип машины, представленной на рис. 10, на всю командную иерархию и посмотреть, как подобная машина работает. Пусть следующий вариант деревянно-медной машины состоит из 32 элементов, каждый из которых сам является алгедонодом. Если наши ряды из восьми алгедонодов представить так, как показано на рис. 11, то получится устройство, способное принимать восемь двоичных решений вместо одного.

РИС.11

(Никакой мистики в этих числах нет — они выбраны просто для удобства.) Нижний ряд выглядит как восемь отдельных алгедонодов, на их выходе остается знакомая нам пара красного и зеленого света. Результат зажигания (выход) теперь кроется в первых трех рядах, а двоичный выходной результат каждого алгедонода служит для выбора следующей группы элементов, которые тогда будут задействованы. На правой стороне рисунка показаны четыре рулетки в произвольных положениях, каждое из которых представляет неизвестный входной сигнал из внешнего мира.

Вращение четырех, рулеток отражает "состояние внешнего мира". Легко видеть, что если каждое колесо рулетки располагает числами положений от 0 до 9, то общее число выходных состояний составит 10 000. (Представьте себе результат деятельности банка игральных костей, который фиксирует любую цифру между 0000 и 9999.) Имеется восемь контактов, связанных с входом А, на восьми колонках медных полос, и они поочередно находятся в состоянии 0 или 1 своего ряда. (Их соединения не показаны на рисунке, поскольку они слишком усложнили бы его, однако позднее они будут приведены на рис. 12.) Два контакта из десяти на колесе рулетки оставлены свободными в соответствии с законами мутации, исследованными нами ранее (как обходящие логику системы). Первый ряд алгедонодов тогда выбирает либо правую, либо левую группу из четырех алгедонодов второго ряда. Один из свободных контактов направлен прямо к каждой из этих групп. Таково начальное условие игры, при котором точно соблюдается вероятность 50: 50, что первый ряд задействует либо правую, либо левую группу из четырех алгедонодов во втором ряду.

Рис.12

Во втором ряду тоже восемь контактов, представляющих случайный вход В. Они организованы так, что состояния как 0, так и 1 отражены каждым алгедонодом в каждой группе из четырех алгедонодов. Это значит, что у нас всего 16 контактов и любой вход В задействует два из них — один в левой и один в правой группе. Однако решение 1-го ряда уже исключило одну из групп. Тогда ряд 2 задействует пару алгедонодов в ряду 3 либо через эту систему, либо (как и прежде) напрямую через два свободных входа. Для выбора остаются две пары либо из правой, либо из левой двойной группы в зависимости от решения ряда 2. Какая из этих пар будет задействована, зависит от положения рулетки С. В ряду 3 у нас четыре контакта к каждому из алгедонодов — два в положении 0 и два в положении 1, снова организованных в параллель. Таким образом, к ряду 3 сработают 32 контакта и только восемь из них (плюс два свободных для входа С) имеют отношение к третьему решению, поскольку три из четырех пар ряда 3 уже исключены. Ряд 3 теперь определит, какой из алгедонодов в ряду 4 будет задействован.

Ряд 4 принимает окончательное решение, основанное на положении рулетки D . На этот раз все восемь контактов организованы в параллель на каждом алгедоноде (к этому моменту, следовательно, состоится 64 соединения), четыре из которых в положении 0 и четыре в положении 1. Ряд 3 решает, какую колонку задействовать, а ряд 4 решает, будет ли зажжен зеленый или красный свет. Повторим, что два резервных импульса, на этот раз от рулетки D, будут проходить прямо к той или другой лампочке.

Поскольку согласно исходным условиям весь наш ретикулум основан на 32 алгедонодах, предлагающих равное число значений 0 и 1, так сказать, на медных полосах, то результат игры полностью непредсказуем. Запустим все четыре рулетки. Они случайно задействуют контакт в своем ряду и каждый из рядов наполовину тоже случайно сокращает разнообразие следующего ряда. Любой из восьми парных контактов может сработать при равных вероятностях загорания зеленой или красной лампочки. Таким образом, мы располагаем двумя возможными двоичными решениями в физическом смысле: у нас имеется четыре ряда алгедонодов, которые, следовательно, способны принимать решения, осуществляя выбор из 24 = 16 результатов на выходе, т. е. из 16 вариантов зажигания лампочек. Теория, описывающая такой процесс, была изложена в гл. 3.

Чтобы заставить такую машину работать как электромеханическое устройство, потребуются "принимающие решения" реле, а эти реле будут срабатывать при совпадении поступления входного импульса данного ряда с выходным импульсом, определенным в предыдущем ряду. Одно реле необходимо как выходное для ряда 1; оно будет осуществлять подключение к одной из двух групп алгедонодов в ряду 2. Выходной результат рядов 2 и 3, очевидно, требует двух и четырех реле соответственно. Ряду 4 не нужны никакие реле, поскольку он прямо зажигает лампочки. Из этого следует, что требуется 2n-1-1 фактически решающих элементов (реле). В нашем случае когда, п= 4, число состояний на выходе 24 =16 и число реле составляет 23-1 = 7. Если степень неопределенности увеличить на 1, то получим n=5, 25 =32 состояния на выходе, 24-1 = 15 реле и, следовательно, 16 колонок. Но такая машина будет дополнительно воспринимать выходной сигнал Е и может управлять 100 000 состояниями мира.

Хорошо сказать "может управлять", подразумевая, что ретикулум, связывающий вход и выход, не перегружен, что он может отличать один набор реакций от другого. Но выражение "может управлять" до сих пор означало "производить случайный результат", а для этого не стоило бы создавать такую машину. Следующим шагом будет соединение алгедонодов вместе по колонкам. Одна вертикальная колонка такой машины приведена на рис. 12, чтобы можно было показать, как она работает. Заметим, что уже можно показать иерархические соединения, которые мы только что обсуждали. В каждой колонке восемь медных полос — все они смонтированы на одном деревянном брусе. Они изолированы одна от другой и меняют состояние 0 и 1 вдоль колонки. Фактически, конечно, здесь остается (в силу электрических соединений) четыре набора алгедонодов. Как показано на рис. 12, они помечены, поскольку некоторое число "свободных" медных шин 0 или 1 необходимо, когда деревянный брус перемещается вверх или вниз.