В 1892 Богданов окончил Тульскую гимназию и поступил на физико-математический факультет Московского университета. Обучаясь в нем, увлекшись народовольчеством, участвовал в студенческих волнениях, в 1894 г. был арестован, исключен из университета и выслан в Тулу. Вел там пропагандистскую работу, из лекций, прочитанных рабочим, выросла его первая книга “Краткий курс экономической науки” (1897). В 1899 г. окончил медицинский факультет Харьковского университета, специальностью избрал психиатрию. Тогда же издал свою первую философскую книгу “Основные элементы исторического взгляда на природу”. По окончании университета снова был арестован за революционную пропаганду и выслан в Калугу (1899—1900 гг.). В это время Богданов много занимается вопросами психологии (в том числе социальной) и философии, стремясь выработать самостоятельную и творческую позицию по всем вопросам, главным образом — по проблемам теории познания и сознания (индивидуального и общественного). В результате он публикует большой философский трактат в 3-х книгах с обоснованием собственной философской системы — “Эмпириомонизм” (1904-06 гг.). Этот трактат резко критиковал .

Осенью 1903 г. Богданов примкнул к большевикам; по окончании ссылки, весной 1904 выехал в Швейцарию, где познакомился и сблизился с Лениным. Однако разногласия с Лениным сначала на философской, а затем и на политической почве привели к исключению Богданова из большевистской фракции и постепенному отходу от политической работы. Находясь в эмиграции, он пишет научно-фантастические романы “Красная звезда” и “Инженер Мэнни”, сыгравшие важную роль в формировании концепции “научно-технической. революции” (он ввел и сам этот термин), начинает систематически разрабатывать свою философию культуры, в частности, знаменитую концепцию “пролетарской культуры”. В это же время Богданов разрабатывает основные идеи “Тектологии” (“Всеобщей организационной науки”), во многом предвосхитившей принципы и основные положения кибернетики, общей теории систем и системного подхода (Ч. 1—3, гг.).

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

В 1914 г. Богданов вернулся из-за границы и был призван в действующую армию, где служил врачом. После Октябрьской революции читал лекции по политэкономии в Московском университете, стал инициатором и главным теоретиком “Пролеткульта”. Он рассматривал три идеальных исторических типа культуры: авторитарный, отвлеченный (индивидуалистический) и коллективистский, развивающиеся последовательно, один из другого. Высший тип культуры — коллективистский - соответствует социалистическому обществу; он призван синтезировать первобытный, неразвитый коллективизм с чрезмерно развитым в условиях капитализма индивидуализмом, эгоизмом; преодолеть мифологический или религиозный авторитаризм. В коллективистском обществе рутинный труд отомрет, рабочий станет не только исполнителем, но и организатором трудового процесса, что сблизит его с инженером; научная организация труда превратит индивидуальное творчество в средство совершенствования общества. Исходной базой коллективистского общества является “пролетарская культура», формирующая новый тип труда и новые формы общественных и производственных отношений. Практическая задача интеллигенции в переходный от капитализма к социализму период — всемерно поддерживать и развивать “пролетарскую культуру” со всеми присущими ей атрибутами и ростками нового. Для этого необходимо создать новую Энциклопедию. Этой же цели должны служить организуемые по всей стране организации Пролеткульта, пробуждающие массы к художественному, научному и техническому творчеству, пролетарские университеты, не только ликвидирующие неграмотность, но и образующие универсально разностороннюю, творческую личность, органически вписанную в коллективистское, научно организованное общество.

После закрытия Пролеткульта Богданов отошел от культурной политики, целиком посвятив себя естественнонаучным исследованиям в области гематологии и геронтологии. В 1923 г. он был арестован по подозрению в причастности к деятельности подпольных политических групп “Мы — коллективисты” и “Рабочая правда”, выступавших с критикой советской власти и ее авторитарно-диктаторской политики; был освобожден за невиновностью. В 1924 г. организовал частную группу исследований переливания крови, в 1926 г. преобразованной в первый в мире Институт переливания крови, директором которого он стал. Богданов умер в результате опасного эксперимента по переливанию крови на самом себе (есть основания предполагать, что самопожертвование во имя науки было скрытой формой самоубийства).

Основные положения тектологии

Вкладом Богданова в системный анализ считается его тектология или всеобщая организационная наука. Некоторое представление о ней дают следующие положения:

·  "Всякая человеческая деятельность объективно является организующей или дезорганизующей" и может рассматриваться как материал организационного опыта. Организующая деятельность человека направлена на преобразование окружающего мира в соответствии с потребностями самого человека. Человечество, однако, не едино в своей организующей деятельности, что порождает дезорганизующую деятельность как результат столкновения различных организующих процессов.

·  Сходство организационного устройства, присущее разнообразным природным системам, и возможность заимствования человеком в своей деятельности его принципов наводят на мысль о единстве организационных методов, присущих миру во всех его проявлениях, монизме мироустройства.

·  Единство организационных методов подводит тем самым к необходимости создания новой науки для их обобщения. Организационный опыт должен быть изучен и поставлен на пользу человечеству.

·  Различным формам общественного сознания в той либо другой степени был присущ организационный взгляд на мир. В большой мере сказанное относится к философии, которая, тем не менее, "не сознавала своей зависимости от практики жизни". Помехой к подлинному овладению организационным опытом является специализация наук, мешающая "интегральной постановке вопроса". Настало время преодолеть это препятствие. "Новую, всеобщую организационную науку мы будем называть "тектологией", в переводе с греческого это означает "учение о строительстве".

·  К основным организационным механизмам относятся: механизм, формирующий комплексы, и механизм, регулирующий их возникновение и исчезновение.

·  Механизм формирующий действует посредством слияния комплексов, называемого коньюгацией, либо разделения комплексов. Во всех случаях разделению предшествует коньюгация.

·  При коньюгации возможно: а) полное соединение активностей комплексов; б) полное взаимоуничтожение активностей комплексов; в) наиболее обычный промежуточный вариант: активности частично складываются, частично вычитаются. Результат взаимодействия активностей предложено называть аналитической суммой.

·  "Выражением структурной устойчивости является "закон равновесия", сформулированный Ле-Шателье для физических и химических систем, но в действительности тектологический, то есть универсальный (Примечание: "Закон Ле-Шателье формулируется так: "Если система равновесия подвергается воздействию, изменяющему какое-либо из условий равновесия, то в ней возникают процессы, направленные так, чтобы противодействовать этому изменению").

·  "Системой равновесия можно назвать такую, которая сохраняет свое данное строение в данной среде. ...

·  Любая смена организационной формы комплекса называется кризисом. Истинными кризисами являются лишь возникновение и исчезновение комплексов.

·  "Кризис есть нарушение равновесия и в то же время процесс перехода к некоторому новому равновесию". Последнее является пределом тенденций кризиса. Зная развитие кризиса, можно предвидеть его предельные равновесия.

·  Два основных типа кризисов: кризисы C, коньюгационные, и кризисы D, "дизьюнкционные" — разъединительные. Всякая конъюгация исходит из кризиса C, а всякий распад — из кризиса D.

·  Равновесие представляет собою частный случай кризисов, так как всегда есть переходный момент, "кризис движения".

·  Всякий кризис начинается с фазы C и завершается фазой D, исход зависит лишь от выраженности фаз.

·  "В первой фазе организационный акт начинается кризисами C. Во второй он развертывается на основе кризисов D, за которыми во всяком системном расхождении могут следовать, переплетаясь с их рядом, производные кризисы C. В третьей он завершается целостным оформлением системы, на основе кризисов C, с производными D".

·  Названная триада организационного акта едина как для организующих, так и для дезорганизующих процессов, что избавляет от необходимости вводить здесь понятие «тектологического прогресса."

Понятийный аппарат тектологии

Ценность подхода в том, что впервые системы рассматривались вне своей содержательной сути и делалась попытка установить какие-то общие понятия и законы. предвосхитил многие идеи кибернетики, теории систем, синергетики и других наук.

Тектология Богданова - это общая теория организации и дезорганизации, наука об универсальных типах и закономерностях структурного преобразования любых систем. Основная идея тектологии состоит в тождественности организации систем разных уровней - от микромира до биологических и социальных.

В предисловии к первой части своего основного труда он писал: "Пережитые годы - годы великой дезорганизации, как и великих организационных попыток - породили во всем мире острую потребность в научной постановке вопросов организации<...>".

Богданов полагал, что дезорганизация является частным случаем организации (а верхнего предела организации и нижнего предела дезорганизации не существует). Во всем мире происходит борьба организационных форм, и в этой борьбе побеждают более организованные формы (неважно, идет ли речь об экономике, политике, культуре или идеологии). Это происходит от того, что организационная система всегда больше, чем сумма ее составляющих элементов, а дезорганизационная система - всегда меньше суммы своих частей. Поэтому основная задача тектологии состоит в лучшей организации вещей (техники), людей (экономики) и идей.

Богданов одним из первых в мире ввел понятие системности, указав, что организация есть целое, которое больше суммы своих частей7. Им была разработана идея о структурной устойчивости системы и ее условиях. В самой системе он одним из первых увидел два вида закономерностей:

а) формирующие, т. е. закономерности развития, приводящие к переходу системы в другое качество;

б) регулирующие, т. е. закономерности функционирования, способствующие стабилизации нынешнего качества системы.

Богданов ввел также ряд интересных понятий, характеризующих этапы развития различных систем.

Так, термин "комплексия" употреблялся им для обозначения ситуации, когда система представляет собой чисто механическое объединение элементов, между которыми еще не начались процессы взаимодействия. Это характерно для случаев, когда, скажем, предприниматель начинает создавать организацию (набрал кадры, закупил технику, помещение и т. д.), но сама организация еще не функционирует.

Термин "конъюгация" (по Богданову) означает уже такой этап развития системы, когда начинается сотрудничество между отдельными элементами системы (например, работники установили между собой формальные и неформальные отношения).

Термин "ингрессия" выражает этап перехода системы к новому качеству (например, рост сплоченности, взаимопонимание, сработанность коллектива), а понятие "дезингрессия", наоборот, означает процесс деградации системы, ее распада как целостного объединения.

Среди примет нашего времени однозначно можно выделить тенденцию, обозначенную Богдановым как дифференциацию систем. Она проявляется в видоизменении и разрушении ранее существовавших государственных форм и объединявших их систем.

Богданов был одним из пионеров использования математических методов при анализе организации и управлении ею. В частности, им был разработан закон наименьших сил ("скорость эскадры определяется скоростью движения самого медленно плывущего корабля"), составивший основу так называемого сетевого метода планирования и управления. Ему принадлежит идея "бирегуляторов", аналогичная понятию обратной связи в кибернетике.

Богданову принадлежит заслуга в разработке личной тектологии - науки об организации своей жизнедеятельности. Исходным пунктом такой организации Богданов считал сознание и самосознание, желательное тождество сознания и бытия, действия и бытия. Самосознание - исходный пункт, первоначало, основной принцип менеджмента, с реализацией которого связаны самопознание, самовоспитание, саморегуляция.

Богданов из многих форм вычленяет тектологическое сознание и самосознание, отражающие организационные связи, организационные принципы и функции. "У каждого человека, - писал Богданов, - есть своя маленькая и несовершенная стихийно построенная тектология. В практике и мышлении он оперирует тектологически", сам того не подозревая, подобно тому как обыватель, взглянув на часы, устанавливает астрономическую величину помимо своего ведома и намерения. Но и эту обыденную тектологию не следует считать просто индивидуальной. Человек получает ее из социальной среды через общение с другими людьми. Из этого общения он формирует наибольшую долю своего опыта и особенно методов его организации, долю настолько большую, что его личный вклад по сравнению с этим представляет величину неизмеримо малую и к тому же величину зависимую.

Таким образом, и в обыденной тектологии существуют элементы, общие для массы людей, если даже не для всех, элементы, так сказать, общепринятые. Богданов выступил против утверждения софистов, что у каждого человека истина своя. Он поддержал и развил идеи Сократа и Аристотеля о том, что существуют общие нормы и методы организации жизнедеятельности, ведущие людей к взаимопониманию и согласию. Так, многие правила, выработанные самим народом ("где тонко, там и рвется", "куй железо, пока горячо", "любой ребенок сломает прутик, веник не сломает даже сильный человек" и др.), имеют всеобщее значение.

Винера

Биография

Существенным шагом на пути к формированию системного анализа явился выход в 1948 г. книги американского ученого Норберта Винера (1895 – 1964) «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». Норберт – профессор славянских языков и литературы Гарвардского университета. Винер был призанным вундеркиндом: в 4 года он научился читать, к семи годам уже читал Дарвина. Будучи неуклюжим и очень близоруким, он сторонился ровесников. До 9 лет Н. Винер обучался дома, а затем поступил в среднюю школу сразу в класс для 15-16-летних подростков. В 14 лет он получил степень бакалавра, а в 18 лет в Гарвардском университете – доктора философии (диссертация по математической логике). После этого ряд лет Н. Винер провел в Европе, где работал под руководством крупнейших математиков Б. Рассела, Д. Гильберта, Ж. Адамара, общался с Н. Бором, М. Борном. С 1919 года и до своей кончины он работал в Массатчузетском технологическом институте в качестве профессора математики. Ему принадлежат работы по теории вероятностей и статистике, рядам и интегралам Фурье, теории чисел и др.

Во время второй мировой войны Винер занимался совершенствованием приборов управления артиллерийским зенитным огнем, радиолокацией и связью, электронными вычислительными машинами и их применением для военных расчетов, человеко-машинными системами. Вместе с Клодом Шенноном он разработал статистические основы теории информации и ввел единицу количества информации – бит. С математических позиций занимался вопросами кардиологии, нервной проводимости, энцефалографией. Наиболее крупным достижением Н. Винера можно считать рассмотрение им с абстрактных позиций чрезвычайно важного класса систем – управляемых систем.

Предыстория кибернетики

Первым, кто применил термин кибернетика для управления в общем смысле, был, по-видимому, древнегреческий философ Платон. Однако реальное становление кибернетики как науки произошло много позже. Оно было предопределено развитием технических средств управления и преобразования информации. Ещё в средние века в Европе стали создавать так называемые андроиды - человекоподобные игрушки, представляющие собой механические, программно управляемые устройства. Первые промышленные регуляторы уровня воды в паровом котле и скорости вращения вала паровой машины были изобретены и Дж. Уаттом вXVIII в.

Первым в явной форме вопрос о научном подходе к управлению сложными системами поставил французский ученый . При построении классификации всевозможных наук («Опыт философии наук, или аналитическое изложение классификации всех человеческих знаний», 1843 г.), он выделил специальную науку об управлении государством и назвал ее кибернетикой. При этом он подчеркнул ее системные особенности: "Беспрестанно правительству приходится выбирать из различных мер ту, которая более всего пригодна к достижению цели и лишь благодаря углубленному и сравнительному изучению различных элементов, доставляемых ему для этого выбора, оно может составить себе общие правила поведения. Эту науку я называю кибернетикой, от греческого слова, обозначавшего сперва искусство управления кораблем, а затем постепенно получившее у греков более широкое значение искусства управления вообще".

В одно и то же время с Ампером польский философ Б. Трентовский читал во Фрейбургском университете курс лекций, который он опубликовал в 1843 г.. Его книга называлась «Отношение философии к кибернетике как искусству управления народом». Трентовский ставил целью построение научных основ практической деятельности руководителя (кибернета): «Применение искусства управления без серьезного изучения соответствующей теории подобно врачеванию без глубокого понимания медицинской науки».

Однако эти работы не имели какого-либо продолжения вплоть до времен Второй мировой войны, когда потребовались методы построения сложных технических систем преимущественно военного назначения. Были выделены достаточные средства и получены существенные результаты. Решающее значение для становления кибернетики имело создание в 40-х гг. ХХ в. электронных вычислительных машин (Дж. фон Нейман и др.). Благодаря ЭВМ возникли принципиально новые возможности для исследования и фактического создания действительно сложных управляющих систем. Оставалось объединить весь полученный к этому времени материал и дать название новой науке.

Этот шаг и был сделан Норбертом Винером. Винер первоначально определил кибернетику как науку об управлении и связи в животном мире и машинах, но в последующих изданиях он расширяет свои выводы до процессов в обществе. В 1956 г. в Париже состоялся Первый международный конгресс по кибернетике и началось широкое изучение систем учеными различных областей. Стремительное развитие вычислительной техники породило большой интерес к кибернетике в 60-70е гг. и ее бурное развитие во всем мире. В нашей стране кибернетика была встречена враждебно и была объявлена лженаукой, что замедлило ее развитие в СССР.

Общая кибернетическая схема управления

Винер установил, что в основе управления любыми процессами лежит общая схема, показанная на рисунке 11, основным нетривиальным элементом которой является обратная связь.

 

Рисунок 11 - Общая кибернетическая схема управления

Более подробная схема, раскрывающая суть субъекта управления, показана на рисунке 12.

 

Рисунок 12 - Структура субъекта управления

Кибернетика позволила усмотреть единство процессов управления в природе, обществе, живых организмах и машинах и выделить их единую информационную составляющую. Для любых кибернетических систем были введены и рассмотрены такие понятия как цель, самоорганизация, гомеостазис, среда и др., развиты мощные математические методы их анализа и разработки. В общую кибернетику обычно включают теорию информации, теорию алгоритмов, теорию игр и теорию автоматов, техническую кибернетику.

К основным задачам кибернетики относятся:

·  установление фактов, общих для управляемых систем или для некоторых их совокупностей;

·  выявление ограничений, свойственных управляемым системам. и установление их происхождения;

·  нахождение общих законов, которым подчиняются управляе­мые системы;

·  определение путей практического использования установлен­ных фактов и найденных закономерностей.

«Кибернетический» подход к системам характеризуется рядом по­нятий. Основные понятия кибернетики: управление, управляющая си­стема, управляемая система, организация, обратная связь, алгоритм, модель, оптимизация, сигнал и др.

Понятие управления. Для систем любой природы управление - это воздействие на объект, выбранное на основании имеющейся для этого информации из множества возможных воздействий, улучшаю­щее его функционирование или развитие. У управляемых систем все­гда существует некоторое множество возможных изменений, из кото­рого производится выбор предпочтительного изменения. Если у сис­темы нет выбора, то не может быть и речи об управлении.

Управлять - это предвидеть те изменения, которые произойдут в системе после подачи управляющего воздействия (сигнала, несущего информацию). Всякая система управления рассматривается как един­ство управляющей системы (субъекта управления) и управляемой си­стемы - объекта управления. Управление системой или объектом всегда происходит в какой-то внешней среде. Поведение любой управля­емой системы всегда изучается с учетом ее связей с окружающей сре­дой. Поскольку все объекты, явления и процессы взаимосвязаны и влияют друг на друга, то, выделяя какой-либо объект, необходимо учитывать влияние среды на этот объект и наоборот. Свойством уп­равляемости может обладать не любая система. Необходимым усло­вием наличия в системе хотя бы потенциальных возможностей уп­равления является ее организованность.

Чтобы управление могло функционировать, то есть целе­направленно изменять объект, оно должно содержать четыре необхо­димых элемента:

1.  Каналы сбора информации о состоянии среды и объекта.

2.  Канал воздействия на объект.

3.  Цель управления.

4.  Способ (алгоритм, правило) управления, указывающий, каким образом можно достичь поставленной цели, располагая информаци­ей о состоянии среды и объекта.

Понятие цели, целенаправленности. Винер писал, что "действие или поведение допускает истолкование как направленность на достижение некоторой цели, т. е. некоторого ко­нечного состояния, при котором объект вступает в определенную связь в пространстве и во времени с некоторым другим объектом или собы­тием". Цель определяется как внеш­ней средой, так и внутренними потребностями субъекта управления. Цель должна быть принципиально достижимой, она должна соответ­ствовать реальной ситуации и возможностям системы (управляющей и управляемой). За счет управляющих воздействий управляемая сис­тема может целенаправленно изменять свое поведение. Целенаправ­ленность управления биологических управляемых систем сформиро­вана в процессе эволюционного развития живой природы. Она означает стремление организмов к их выживанию и размножению. Целе­направленность искусственных управляемых систем определяется их разработчиками и пользователями.

Понятие обратной связи. Управление по "принципу обратной свя­зи". Если между воздействием внешней среды и реакцией системы устанавливается связь, то мы имеем дело с обратной связью. Прин­цип обратной связи характеризует информационную и простран­ственно-временную зависимость в кибернетической системе. Если по­ведение системы усиливает внешнее воздействие, то мы имеем дело с положительной обратной связью, а если уменьшает - то с отрицатель­ной обратной связью. Понятие обратной связи имеет отношение к цели управления. Поведение объекта управляется величиной ошибки в по­ложении объекта по отношению к стоящей цели. Яркий пример об­ратной связи - работа термопары в холодильнике.

Понятие информации. Управление - информационный процесс, а информация - "пища", "ресурс" управления. Поэтому кибернетика есть наука об информации, об информационных системах и процессах. Самый исходный смысл термина "информация" свя­зан со сведениями, сообщениями и их передачей. Бурное развитие в нашем веке телефона, телеграфа, радио, телевидения и других средств массовой коммуникации потребовало повышения эффективности про­цессов передачи, хранения и переработки передаваемых сообщении информации. "Докибернетическое" понятие информации связано с совокупностью сведений, данных и знаний. Оно стало явно непонятным, неопределенным с возникновением кибернетики. Понятие ин­формации в кибернетики уточняется в математических "теориях ин­формации". Это теории статистической, комбинаторной, топологи­ческой, семантической информации.

В отечественной и зарубежной литературе предлагается много разных концепций (определений) информации:

·  информация как отраженное разнообразие;

·  информация как устранение неопределен­ности (энтропии);

·  информация как связь между управляющей и уп­равляемой системами;

·  информация как преобразование сообщений;

·  информация как единство содержания и формы (например, мысль - содержание, а само слово, звук - форма);

·  информация - это мера упорядоченности, организации системы в ее связях с окружаю­щей средой.

Общее понятие информации должно непротиворечиво охватывать все определения информация, все виды информации. К сожалению, такого универсального понятия информации еще не разработано.

Свойства информации:

·  способность управлять физическими, химическими, биологическими и социальными процес­сами. Там, где есть информация, действует управление, а там, где осу­ществляется управление, непременно наличествует и информация;

·  способность передаваться на расстоянии (при перемещении инфоносителя);

·  способность информации подвергаться переработке;

·  способность сохраняться в те­чение любых промежутков времени и изменяться во времени;

·  способность переходить из пассивной формы в активную, например, когда извлекается из "памяти" для построения тех или иных структур (синтез белка, создание текста на компьютере и т. д.).

Информация существенно влияет на ускоренное развитие науки. систем управления, техники и различных отраслей народного хозяй­ства. Политика, политическое управление, экономика - это концент­рированная смысловая информация, т. е. такая, которая перерабаты­вается человеческим сознанием и реализуется в различных социальных сферах. Она обусловлена политическими, экономическими потребно­стями общества и циркулирует в процессе управления производством и обществом. Социальная информация играет огромную роль в обес­печении правопорядка, работы правоохранительных органов, в деле образования и воспитания подрастающих поколений. Информация - неисчерпаемый ресурс общества.

Понятие самоорганизации. В современную науку это понятие вош­ло через идеи кибернетики. Процесс самоорганизации систем обус­ловлен таким неэнтропийным процессом, как управление. Энтропия - мера неорганизованности, хаоса. Энтропия и информация, как пра­вило, рассматриваются совместно. Информация - это то, что устра­няет неопределенность, количество "снятой" неопределенности. Тен­денция к определенности, к повышению информативности - процесс негэнтропийный (процесс с обратным знаком).

Термин "самоорганизующаяся система" ввел кибернетик У. Росс Эшби для описания кибернетических систем. Для самоорганизующихся систем характерны:

·  способность активно взаимодействовать со средой, изменять ее в направлении, обеспечивающим более успешное функционирование системы;

·  наличие определенной гибкости структуры или адаптивного механизма, выработанного в ходе эволюции;

·  непредсказуемость поведения самоорганизующихся систем;

·  способность учитывать прошлый опыт или возможность науче­ния.

Одним из первых объектов, к которым были применены принци­пы самоорганизации, был головной мозг.

Кибернетика характеризуется богатством ярких результатов и глубоких понятий, разработанных выдающимися учеными. Притом многие результаты были получены независимо еще раньше, однако только в рамках кибернетики они нашли широкое истолкование и признание, поскольку касались очень важного вопроса, поставленного с возникновением кибернетики: может ли машина мыслить на уровне человека, может ли быть создан искусственный интеллект, который будет сосуществовать рядом с человеческим, а, может быть, заменит его. Укажем некоторые из них.

Гомеостазис

Гомеостазис (от греч. homoios — подобный и stasis — состояние) —стремление и способность любой системы сохранять равновесное состояние, характеризующее устойчивость, стабильность и консервативность системы посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Пример гомеостазиса – сохранение здоровым человеческим организмом постоянной температуры тела 36,6С.

Изначально этот термин предложил в 1932 г. американский физиолог Уолтер Брэдфорд Кэннон в своей книге «Мудрость тела» как название для «координированных физиологических процессов, которые поддерживают большинство устойчивых состояний организма».

Термин «гомеостазис» чаще всего применяется в биологии. Многоклеточным организмам для существования необходимо сохранять постоянство внутренней среды. Многие экологи убеждены, что этот принцип применим также и к внешней среде. Если система не способна восстановить свой баланс, она может в итоге перестать функционировать.

Гомеостатические системы обладают следующими свойствами:

·  нестабильность системы: тестирует, каким образом ей лучше приспособиться;

·  стремление к равновесию: вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса;

·  непредсказуемость: результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался.

Примеры гомеостаза в млекопитающих:

·  регуляция количества минеральных веществ и воды в теле — осморегуляция. Осуществляется в почках;

·  удаление отходов процесса обмена веществ — выделение. Осуществляется экзокринными органами — почками, лёгкими, потовыми железами;

·  регуляция температуры тела. Понижение температуры через потоотделение, разнообразные терморегулирующие реакции;

·  регуляция уровня глюкозы в крови. В основном осуществляется печенью, инсулином и глюкагоном, выделяемыми поджелудочной железой.

Важно отметить, что, хотя организм находится в равновесии, его физиологическое состояние может быть динамическим. Во многих организмах наблюдаются эндогенные изменения в форме циркадного, ультрадианного и инфрадианного ритмов. Так, даже находясь в гомеостазе, температура тела, кровяное давление, частота сердечных сокращений и большинство метаболических индикаторов не всегда находятся на постоянном уровне, но изменяются в течение времени.

Кибернетика объяснила, что в основе гомеостазиса лежит управление организмом своим состоянием на основе отрицательной обратной связи.

Например, когда концентрация углекислого газа в организме человека увеличивается, лёгким приходит сигнал к увеличению их активности и выдыханию большего количество углекислого газа.

Терморегуляция — другой пример отрицательной обратной связи. Когда температура тела повышается (или понижается), терморецепторы в коже и гипоталамусе регистрируют изменение, вызывая сигнал из мозга. Данный сигнал, в свою очередь, вызывает ответ — понижение температуры.

Существенно, что положительная обратная связь, которая выражается в усилении изменения переменной, также встречается в организмах и необходима им. Например, в нервах пороговый электрический потенциал вызывает генерацию намного большего потенциала действия. Свёртывание крови и события при рождении можно привести в качестве других примеров положительной обратной связи.

Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи. Тогда как отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию, положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, более желанному) состоянию гомеостаза, — такая ситуация называется «метастабильность».

Кибернетическое объяснение гомеостазиса позволило смоделировать его, создав гомеоста́т - искусственную самоорганизующуюся систему, моделирующую способность живых организмов поддерживать некоторые величины в физиологически допустимых границах. Английский учёный , изобретатель гомеостата, сконструировал его (1948 г.) в виде устройства, состоящего из четырёх магнитных систем, имеющих перекрёстные обратные связи. Каждая связь регулируется при помощи кольцевого реостата с отводами, которые переключаются при перемещениях магнитов и обеспечивают системе несколько сотен тысяч различных состояний. При неустойчивом состоянии магниты перемещаются, случайно изменяя схему соединений гомеостата, отыскивая новое положение, при котором достигается состояние устойчивого равновесия. Гомеостат обладает способностью самоорганизации, т. е. может в известной степени обучаться и приспосабливаться формами своего поведения к устойчивому равновесию с окружающей средой при некоторой случайности во внутреннем строении (например, при изменении параметров, связей с окружающей средой, частичной поломке).

Машина Тьюринга

Машина Тьюринга — абстрактный исполнитель (абстрактная вычислительная машина) - была предложена Аланом Тьюрингом в 1936 г. для формализации понятия алгоритма. Тьюринг родился в 23 июня 1912 г. В школе он испытывал тягу к техническим наукам и в пятнадцать лет самостоятельно разобрался в теории относительности, но пренебрегал другими дисциплинами. В результате дирекция школы направила матери Тьюринга записку: «Ваш сын, видимо, хочет быть только научным специалистом. Может быть, математиком — такие ученики, как он, рождаются раз в 200 лет. Но что он вообще забыл в Public School?»

В Кембриджском институте Тьюринг изучал квантовую физику и математику, одновременно ставил химические опыты и увлекался спортом — греблей и марафонским бегом, а по утрам слушал детские радиопередачи. Четырехгодичное обучение Тьюринг закончил блестяще — и углубился в вопросы методологии решения задач. Во время работы в британском криптоаналитическом бюро Алана Тьюринга называли «безумный ученый из Блетчли-парка»). Он часто забывал надеть носки или повязать галстук, ходил по тихим коридорам, погруженный в собственные мысли, а когда его о чем-нибудь спрашивали, мог оборвать разговор на половине фразы, подбежать к ближайшему столу, выхватить у сотрудника лист бумаги и начать быстро что-то на нем писать.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3