Четыре жизни академика Берга
Шрифт:
Но не только эта аналогия привлекла внимание ученых.
Память машины — вот что их чрезвычайно заинтересовало. Ведь память, благодаря которой ни одно восприятие или раздражение не проходит бесследно, оставляя заметку в нервной системе, отличала до сих пор только живой организм. И вдруг — память у бездушного механизма, и даже в некотором отношении аналогичная памяти человека! Аналогичная уже в том, что, как и человек, кибернетическая машина не может без нее обойтись.
Что представлял бы собою человек без памяти? Отдельный человек может быть лишен памяти в результате травмы или болезни. Это патология. Но если бы в природе не возникла возможность запоминания, то не только не существовало бы человечества, животные организмы остановились
Какие-то части машины должны выполнять функции памяти, то есть сохранять некие сигналы, пока они не понадобятся для того, чтобы выполнить одну из последующих операций, сравнить с ними результат расчета, проделанного машиной, или проконтролировать ход ее работы. И прежде всего в памяти машины должны храниться программа ее работы и результаты промежуточных действий.
Техника давно использует различные способы фиксации и хранения информации. Магнитофон запоминает звук, фотография — изображение, а электрический счетчик — расход энергии. Книга — эта универсальная память — может сохранить любые сведения, накопленные человечеством. И для электронных машин конструкторы быстро нашли самые различные виды памяти. Это были магнитные ленты или барабаны, специальные схемы с конденсаторами, схемы задержки импульсов, а в дальнейшем — миниатюрные колечки из сверхпроводников, которые способны долго удерживать возбужденный в них ток.
Подобно тому, как нервные клетки организма под влиянием раздражения еще долго хранят воспоминание о нем, запоминающие ячейки машины тоже сохраняют изменения, происшедшие в них в результате действий машины. Конечно, между памятью машины и памятью человека есть непреодолимые различия.
Память человека, фиксируя событие, сопровождает его рядом субъективных впечатлений, дополнительных соображений и других психологических факторов, а память машины представляет собой результат чисто физических актов, обычно имеющих электрическую или магнитную природу и фиксирующих лишь некоторый набор сигналов, подлежащих запоминанию.
Различие в технике исполнения не могло остановить физиологов. От модели и не требуется полной аналогии, она может имитировать нужный процесс частично, важно воспроизвести хотя бы наиболее существенные характеристики изучаемого процесса. А сколько загадок, проблем, связанных с памятью, могут назвать физиологи! Модель памяти — для них это была большая находка.
Но что буквально гипнотизировало физиологов, что влекло и манило — это намеки на глубокое единство законов управления и регулирования в организме и машине. Здесь намечались далеко идущие выводы.
КЛАД ДЛЯ НАТУРАЛИСТА
Живой организм можно с полным правом рассматривать как систему, содержащую совокупность многих различных систем автоматического регулирования и управления. В организме человека и животного все органы работают гармонично. Здоровый организм поддерживает свою температуру, давление крови, сахарный баланс и многое другое на определенном уровне, часто мало зависящем от изменения внешних условий.
Как осуществляется это управление, или, точнее, самоуправление? С помощью сложных систем нервных связей, существующих в организме. Они управляют работой сердца, легких, печени, желез внутренней секреции и других органов. Эти системы управления действуют сравнительно независимо друг от друга, но они все объединены между собой через центральную нервную систему. Задача этого управления — поддержать отдельные органы и весь организм в нормальном состоянии, несмотря на то, что живой организм не есть нечто изолированное, оторванное от внешней среды. Он тесно связан с окружающим миром, он постоянно взаимодействует с ним, реагируя на
И чем больше об этом задумывались физиологи, тем сильнее поражались, с какой точностью механизма работает организм! Человек чихнул, кашлянул, споткнулся и сразу забыл об этом — кажется, чего же обыденнее? А оказывается, пришли в движение сложные таинственные системы, бдительно охраняющие каждый наш шаг, каждый чих, каждый вдох и выдох!
Человек дышит — какая тут загадка?.. Дышит, и все. Даже говорят: «так же естественно, как дыхание»!
А это, оказывается, чудо из чудес, процесс необыкновенной мудрости. Механизм саморегулирования его очень сложен.
Дыхательный аппарат снабжен целым рядом чувствительных нервов, которые возбуждаются при прохождении воздуха по воздухоносным путям, при сокращении легких, при обеднении состава крови кислородом и обогащении его углекислотой. При вдохе легкие расширяются, по воздухоносным путям интенсивно проходит воздух; кровь пополняется кислородом, на что реагируют нервные окончания в кровеносных сосудах. Этот комплекс возбуждения по нервным волокнам передается в дыхательный центр мозга, и оттуда подаются команды, тормозящие вдох и стимулирующие выдох. Потоки возбуждений, приносимых чувствительными нервами, заставляют вдох сменяться выдохом, а выдох вдохом, регулируют глубину дыхания и его скорость.
Ритм и глубина дыхания зависят от нагрузки организма. Бегун дышит интенсивнее, чем ходок, пильщик нуждается в большем поступлении кислорода, чем чертежник. Не только физическая нагрузка влияет на дыхание. Сильное волнение, испуг нарушают его нормальный ритм. Попробуйте усилием воли дышать глубже и чаще, чем нужно организму. Это иногда приходится делать при врачебном осмотре. Но охранительные системы почти сразу заставляют вернуться к обычной норме. Дыхание, одна из важнейших функций организма, в очень малой степени поддается сознательному управлению. Попробуй не дышать — ничего не выйдет! Минута-две — и самый тренированный ныряльщик вопреки своему желанию сделает вдох. Только в сказках Шехерезады можно найти историю о том, как молодой человек забрался в постель к жестокой возлюбленной, затаил дыхание и, назло ей, умер.
…Но что это? Вы поперхнулись крошкой хлеба, и она попала «не в то горло»! Вы бьетесь в приступе кашля и — о счастье! — снова дышите как ни в чем не бывало. Кажется, чего же проще? Человек поперхнулся. Почему же он кашляет, а скажем, не поет? Или не танцует? Все, оказывается, давно решено за нас. Крошка хлеба раздражает нервные окончания в слизистой оболочке дыхательных путей. Эти датчики посылают тревожные импульсы в спасательный центр, то есть в мозг. Мозг немедленно приказывает мышцам сжаться, и они, сокращаясь, вызывают резкие выдохи (кашель). Когда крошка выбрасывается струей воздуха, сигналы бедствия прекращаются, кашель утихает. Таким образом, внутренний автоматический регулятор привел гортань в нормальное состояние.
Таких автоматических регуляторов в живом организме уйма. Не думая еще подражать природе, человек и в технике создал бесчисленное множество систем автоматического регулирования и управления. Сталеплавильная, стекловаренная, доменная печи или другой какой-нибудь агрегат или объект тоже сложные «организмы», в которых с помощью систем автоматического регулирования самоорганизуется стабильный нормальный процесс варки стекла, плавки стали или чугуна. Для управления этими сложными объектами человек искусственно охватил их разветвленной «нервной системой», состоящей из отдельных приборов, связанных в цепи автоматического регулирования. Своеобразные органы «чувств» системы — датчики — реагируют на различные изменения внутри объекта и посылают сигналы в управляющий центр, в «мозг» системы. Здесь вся поступившая информация о ходе процесса перерабатывается в информацию управляющую, которая приводит в движение «мышцы» системы: приводы заслонок, кранов, шиберов, изменяющих подачу в агрегат воздуха, топлива и сырья.