Александр Драбкин - ЭВМ и живой организм

Итак, что же нового?

«Мы живем в мире, границы которого определены возможностями наших органов чувств, и на протяжении столетий мы полагали, что этот мир – единственный», – писал недавно уважаемый толстый литературный журнал, рецензируя книгу И. Литинецкого «На пути к бионике».

Дальше следует вывод: по мере того, как человек будет узнавать что-то, выходящее за рамки непосредственных восприятий его органов чувств, мир будет представляться ему иным. Точнее – будет возникать новый мир.

В одном мгновенье видеть вечность доступно поэтам. Ну, а уловить «шепот волны», которая короче диаметра атома водорода? Воспринимать форму и объем запаха? Разглядеть оттенки невидимого ультрафиолета?

«Я часто думаю, где пролегает скрытая граница понимания между человеком и животным... – писал Рабиндранат Тагор. – Через какой первоначальный рай на утре древних дней пролегла тропинка, по которой их сердца ходили навещать друг друга? Их следы на тропинке еще не стерлись, хотя давно уже забыты родственные связи. Иногда в какой-то музыке без слов пронесется темное воспоминание, и животное глядит тогда человеку в лицо с нежной верой, и человек глядит в лицо животному с растроганной любовью. Как будто сошлись два друга в масках и смутно узнают друг друга под личиной».

Уолт Уитмен: «...Малейший сустав моих пальцев посрамляет всякую машину».

Эти красивые поэтические цитаты обнаружены автором в техническом издании. Таким образом, крепнет и углубляется нерасторжимая связь понятий человек–природа–«вторая природа». Эта связь все в большей степени определяет склад мышления – мир, воспринимаемый нашими органами чувств, не единственный из существующих миров. Определяет она и направление поиска других миров.

«Малейший сустав моих пальцев посрамляет всякую машину...» Автор с сомнением посмотрел на свою руку, на зажатую между пальцами шариковую ручку и перевернул страницу журнала, на которой начиналась статья об управлении движением в масштабе живого организма. Эта проблема – предмет исследования Лаборатории биофизики сложных процессов АН СССР. Там сделан фундаментальный вывод: в реальных условиях организм использует лишь небольшое число доступных ему степеней свободы. Он словно закрепощает различные суставы, ограничивая независимость движения в них.

Тут, очевидно, требуется пояснение. Вспомните, как цирковой жонглер удерживает на лбу вертикальный шест – номер сравнительно несложный. Потом на шест забрасывается вращающаяся тарелка – цирк весь погружен в напряженное ожидание: уронит – не уронит. А ведь число подвижных сочленений здесь ничтожно – всего два. Между тем, позвоночник человека – это десятки шарнирно соединенных и поставленных друг на друга элементов. В теле каждого из зрителей, следящих за жонглером на арене, происходят сложнейшие процессы балансировки, по сравнению с которыми цирковой номер – просто забава. Какой именно тип движения необходим в данный момент? Каким шарнирным соединениям организма нужно «дать свободу» и какие – жестко закрепостить? Как мгновенно, в доли секунды изменить это соотношение? Соответствующие команды определяют высшие отделы нервной системы – головной мозг. Нижний же уровень – спинной мозг, – получив от головного соответствующую задачу, командует работой мышц.

Этими вопросами более тридцати лет назад занимался выдающийся советский физиолог Николай Александрович Бернштейн. Ныне его последователи формулируют суть программы так: спинной мозг подобен граммофону, проигрывающему пластинки, выбранные головным мозгом; если в комплекте не оказывается нужной пластинки (двигательного навыка), центральная нервная система может ее изготовить – выработать.

Был исследован и механизм связи систем, которые условно обозначены словами «граммофон–пластинка». Оказалось, что при ходьбе головной мозг не управляет особенностями движения – походкой, например. Он определяет лишь мощность движения. Все же сложности координации связаны с деятельностью спинного мозга.

Отметим, что выбор главного, ведущего параметра для системы управления – актуальнейшая задача. Организм решает ее поразительно экономично – регулировка мощности определяет, догонит ли хищник добычу или упустит ее, сумеет ли животное резко остановиться или, двигаясь по инерции, наткнется на препятствие. В прогнозировании мощностных характеристик участвуют слух, зрение, обоняние, осязание, а также память о прошлом опыте, способность ориентироваться. Ювелирная регулировка системы по одному параметру здесь оказывается значительно более совершенной, нежели в техническом устройстве.