Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения - Росс Э.У.
Скачать (прямая ссылка):
7.19. Всякая машина обладает свойством «портиться», которым в теории часто пренебрегают. Но это событие ни в каком смысле не «противоестественно», так как оно подчиняется основным законам физики и химии и его поэтому можно предсказать, зная непосредственно предшествующее состояние машины. Как правило, «порча» машины означает, что репрезентативная точка пришла к какому-то критическому состояию и соответствующая ступенчатая функция изменила свое значение.
Как известно, почти всякая машина или физическая система разрушается, если ее переменные отходят достаточно далеко от своих обычных значений. Например, если мы заставим машину с движущимися частями работать все быстрее и быстрее, дело кончится механической поломкой; если в электрическом приборе все больше увеличивать напряжение или силу тока, произойдет пробой изоляции; перегрев машины приведет к расплавлению ее частей, при чрезмерном охлаждении могут произойти другие внезапные изменения, например конденсация пара, из-за которой паровая машина не будет работать при температуре ниже 100°С; в области химической динамики повышение концентрации может привести к насыщению раствора или к осаждению белков.
Здесь нет строгого правила, но вообще системам весьма свойственно обнаруживать изменения типа ступенчатой функции, когда их переменные выводятся далеко за свои обычные пределы. Позже (§ 9.7) мы будем говорить о том, что и нервная система, вероятно, не составляет в этом отношении исключения.
Системы,
содержащие ступенчатые механизмы
7.20. Когда среди переменных системы, определяемой состоянием, имеется переменная, представляющая собой ступенчатую функцию, все поведение может
оказаться более простым, чем в том случае, когда все переменные —. полные функции.
Предположим, что мы имеем систему с тремя переменными А, В,S', что она была исследована и оказалась системой, определяемой состоянием; что А и В— полные функции, a S — ступенчатый механизм. (Переменные А и В мы будем называть, как в § 21.7, главными переменными.) Фазовое пространство этой системы будет сходно с изображенным на фиг. 30 (где дана схема возможного ноля). Как видно цз схемы, фазовое пространство уже
Ф и г. 30. Поле определяемой состоянием системы из трех перемепных, одпа из которых (S) — ступенчатая функция.
Состояния на пинии С — С являются критическими состояниями ступен • чатой функции для линий поведения, проходящих в нижней плоскости
не заполняет всех трех измерений; поскольку S может принимать только дискретные значения, квторых в данном случае (ради простоты) только два,фазовое пространство сводится к двум плоскостям, перпендикулярным оси S; каждая плоскость соответствует определенной величине S. Так как А и В — полные функции, репрезентативная точка будет двигаться в каждой из плоскостей по кривым, описывая линию поведения типа той, которая выделена жирными стрелками. Когда линия доведения доходит до линии критических состояний С—С, переменная S скачком переходит к другой величине и репрезентативная точка начинает двигаться вдоль жирной линии в верхней плоскости. В таком поле
движение репрезентативной точки везде определяется ее положением, так как число линий, выходящих из любой точки, никогда не превышает одной.
Если при исследовании соответствующей реальной «машины» мы будем, игнорируя S, многократно определять поле системы, состоящей из А и В (в то время как S может принимать то одно, то другое значение), то мы будем получать иногда поле I, а иногда поле II
Фиг, 31. Два поля системы, состоящей из переменных А и В.
Точка Р занимает одно и то же положение в обоих полях.
(фиг. 31) в зависимости от того, каким в данное время будет значение S.
Поведение системы АВ, обладающей на первый взгляд двумя полями, следует сравнить с поведением системы, описанной в § 6.3: там использование двух значений одного параметра тоже вело к появлению двух полей. Но там изменение поля вызывалось произвольными действиями экспериментатора, заставлявшего параметр менять величину, здесь же изменение поля АВ обусловлено внутренними механизмами самой «машины».
Теперь это свойство можно охарактеризовать в общих понятиях. Предположим, что в системе, определяемой состоянием, некоторые переменные обусловлены ступенчатыми механизмами и мы эти переменные игнорируем, остальные же (главные переменные) наблю-
Я
в
даем во многих случаях и каждый раз строим их ноле. Пока во время построения поля ни одна ступенчатая функция не изменяет свое значение, мы будем находить, что главные переменные образуют систему, определяемую состоянием, и имеют определенное поле. Но в различных случаях поля могут оказаться различными.
7.21. Эти соображения проливают свет на одну старую проблему теории механизмов.
Может ли «машина» быть детерминированной и в то же время способной к спонтанному изменению? Этот вопрос звучал бы противоречиво, если бы его задал один человек, но он действительно требует решения, потому что, говоря о живых организмах, одна школа утверждает, что они строго детерминированы, а другая— что они способны спонтанно изменяться. Можно ли примирить эти школы?
