Особым свойством, которое дает возможность машине «вести себя» целенаправленно (в смысле достижения заранее заданной цели различными способами), является обратная связь. Это процесс, посредством которого сведения о результатах выполнения действия постоянно направляются в регулирующий центр машины, где они сравниваются с ее первоначальным заданием. Последующее действие машины определяется результатами этого сравнения, и, таким образом, конечный результат действия приближается к первоначальному заданию. Подобно спортсмену, который намеревается пробежать дистанцию в 1,8 км за 4 мин и поэтому тренируется с секундомером в руке для проверки времени на каждом круге, машина постоянно проверяет результаты своих собственных действий и строит свои дальнейшие действия в зависимости от степени совпадения этих результатов с заданными.
Элементарная форма системы управления — это регулятор, «целью» которого является сохранение постоянным какого-либо состояния. Простейший пример — комнатный термостат, который должен на заданном уровне поддерживать комнатную температуру. Действие системы «диктуется» результатами сравнения наличной температуры с заданной. Для проведения такого сравнения системе необходимо: во-первых, первоначальная установка на определенную температуру и, во-вторых, постоянный приток информации о температуре в комнате. Эти показания снимаются с термометра и в соответствующей форме поступают обратно (обратная связь) для сравнения их с первоначально установленной температурой.
Регулятор может быть чрезвычайно простым устройством наподобие обычного комнатного термостата, функции которого сводятся к «включению» тепла, когда температура падает ниже заданного уровня, и к его «выключению», когда температура достигает уровня, выше заданного. Однако у такого простого устройства имеются существенные ограничения. Если температура за пределами помещения вдруг опустится, то температура в комнате тоже может резко упасть, и системе понадобится определенное время, чтобы перестроиться. Если же комнатная температура станет выше заданной, то у системы нет возможности ее снизить. Для преодоления этих ограничений и создания системы, способной поддерживать температуру, близкую к заданной, необходим ряд усовершенствований исходной системы. Например, при повышении температуры термостат мог бы не только «выключать» тепло, но и включать охлаждающую систему. В случае падения температуры его конструкция могла бы реагировать не только на сам факт понижения температуры ниже заданного уровня, но также учитывать величину расхождения, действуя следующим образом: чем больше расхождение — тем чаще «включается» тепло и наоборот. Кроме того, в новой конструкции можно было бы предусмотреть, чтобы фиксировалась не только абсолютная разница температур, но также и скорость, с которой эта разница возрастает или убывает. И чтобы дополнительно гарантировать поддержание температуры на точно заданном уровне, все приборы должны быть в двух или трех экземплярах, возможно, работающих на основе аналогичных, но не идентичных процессов; например, обогревающие приборы могли бы быть как масляными, так и электрическими.
Аналогия между описанием сложного комнатного термостата и инстинктивным поведением человека может показаться слишком далекой. Тем не менее мы даем это описание по двум причинам: во-первых, для того чтобы ознакомить читателя с понятиями установки (setting) (или инструкции), установочной цели и обратной связи в том виде, как они используются в системах управления[46], и, во-вторых, потому что в настоящее время известно, что системы, действующие согласно этим самым принципам, лежат в основе многих физиологических функций. Например, за поддержание постоянного уровня содержания в крови сахара в организме отвечает система управления, использующая все описанные ранее компоненты (Goldman, I960). Это свидетельствует о том, что строение живых организмов включает в себя системы управления, а также подтверждает, что целый ряд их жизненно важных функций весьма существенно от них зависит.
46
Хотя