От рубил до нанороботов. Мир на пути к эпохе самоуправляемых систем (История технологий и описание их будущего).

В 1948 г. английский физиолог У. Р. Эшби сконструировал искусственное существо, названное гомеостатом. Такое название подчеркивает его сходство с биологическими системами. В физиологии существует понятие «гомеостаз», означающее относительное динамичное постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма человека, животных и растений (его можно охарактеризовать как саморегулирование). Одно из главных свойств всякого живого организма состоит в стремлении поддерживать состояние определенного равновесия. Это стремление остается неизменным, какое бы внешнее или внутреннее влияние ни воздействовало на существо. Если же организм не в состоянии восстанавливать это равновесие, он гибнет.

Задача гомеостата Эшби состояла в том, чтобы моделировать эту общую для живых организмов способность поддерживать рав­новесие (саморегулироваться). Гомео­стат – это самоорганизующая, саморегулируемая система, моделирующая способ­ность живых организмов поддерживать некоторые величины в физиологических границах, например температуру тела. Гоме­остат состоит из четырех ящиков, на верхней крышке каждого из которых укреплена подвижная магнитная стрелка. Эти четы­ре магнитные системы имели перекрестные обратные связи. Каждая связь регулировалась при помощи кольцевого реостата с отводами, которые переключались при перемещениях магни­тов. Обратим внимание, что такая конструкция обеспечивала системе несколько сотен тысяч различных состояний. Гомео­стат Эшби обладал важным свойством: в какое поло­жение его ни приводи, он всегда находит состояние равновесия. Это следует понять так: какой бы частой или большой ни была амплитуда колебаний магнитных указателей на крышках ящиков, прибор сам, без постороннего вмешательства, способен привести их в такое состояние, при котором стрелки лишь едва-едва колеблются, можно сказать, находятся в покое. При неустойчивом состоянии магниты перемещаются, случайно изменяя схему соединений гомеостата, отыскивая новое положение, при котором достигается состояние устойчивого равновесия.

Гомеостат обладает способностью самоорганизации, то есть 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).

Отдельные коробки связаны между собой посредством элек­тропроводов, так что изменение состояния внутри одной из них воздействует на состояния в других коробках. Следователь­но, достаточно с помощью ручного переключателя вывести из состояния покоя одну только магнитную стрелку, как сразу же начинают беспорядочно колебаться магнитные стрелки на остальных трех коробках. Однако во всех случаях рано или поздно прибор найдет равнове­сие. И поиски носят в высшей степени последовательный, сис­тематический характер. Прибор поразительно напо­минает живое существо еще и тем, что способен при­выкать к помехам (анализ работы гомеостата как управляемой системы см.: Beer 1994: 289 и далее; Pickering 2004).