Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения - Росс Э.У.
Скачать (прямая ссылка):
Фиг. 33. Гомеостат.
На каждом блоке сверху расположены магнит и катушка, показанные на фиг. 34. На передней панели находится три ряда рукояток, при помощи которых осуществляется управление потенциометрами (верхний ряд), переключателями X (средний ряд) и переключателями S (нижний ряд). См. также фиг. 35.
выходе не будет никакого тока. Но если триод пропускает более сильный или более слабый ток, то ток на выходе будет равен разности токов через триод и через потенциометр и будет иметь соответствующее направление. Таким образом, при надлежащей установке потенциометра Е ток на выходе приблизительно пропорционален отклонению магнита М от среднего положения \ Блоки соединены между собой так, что выходной ток каждого из них подается на три других блока, т. е.
1 Эр л И. К детский в Высшей технической школе в Дельфте (Голландия), не изменяя первоначального принципа, сконструировал и построил такую форму машины, в которой магнит, катушки, подвижный электрод и вода заменены схемой моста Кирхгофа и конденсаторами.
каждый блок получает через отдельный вход ток от каждого иэ трех остальных.
Входные токи действуют на магнит данного блока через обмотки А, В и С, так что вращающий момент магнита приблизительно пропорционален алгебраической сумме токов в обмотках А, В и С. (На магнит действует также обмотка D в качестве собственной обратной связи.) Но прежде чем каждый из входных токов
Ф иг. 34. Детали отдельного блока гомеостата: магнит (почти не виден), катушка, ось магнита, подвижный проводник и водяной потенциометр с электродами на обоих концах.
Катушка состоит из четырех обмоток, обозначенных на фиг. 35 буквами А, В, С a D.
достигает соответствующей обмотки, он проходит через переключатель X, определяющий направление его в обмотке, и через потенциометр Р, который определяет, какая часть входного тока попадет в катушку.
При включении системы магниты начинают двигаться под действием токов от других блоков, но эти движения ведут к изменению токов, которое в свою очередь изменяет движения, й т. д. Можно показать (§ 19.11), что, поскольку вязкость воды в сосудах достаточно высока, система четырех переменных — положений магнитов — ведет себя приблизительно как
система, определяемая состоянием. Переключатели и потенциометры служат для этой системы параметрами.
Когда этим параметрам задан определенный набор значений, магниты ведут себя вполне определенным образом, так как параметры определяют поле системы и тем самым ее линии поведения. Если это поле стабильно, все четыре магнита приходят в среднее положение,
Фиг. 35. Схема одного блока гомеостата.
Объяснение см. в тексте.
в котором они активно сопротивляются всякой попытке сместить их. В случае смещения возникает координированная активность, возвращающая их в среднее положение. Однако другие сочетания параметров могут привести н нестабильности; в этом случае происходит «выброс», и магниты с возрастающей скоростью отходят от своих средних положений, пока не упираются в концы сосудов с водой.
Таким образом, мы показали, что наша система из четырех переменных является динамической системой, определяемой состоянием, и что схема непосредственных воздействий для нее будет выглядеть как фиг. 13,А. Поле этой системы зависит от 32 параметров X и Р. Она пока еще не ультрастабильна. Но вместо того, чтобы управлять входными токами путем «ручной» установки параметров, можно направить эти токи с помощью переключателей S через аналогичные компоненты, установленные на униселекторе (шаговом переключателе) U. Выбор значений компонентов в U намеренно сделан случайным: для них были взяты числовые значения из «Таблицы случайных чисел» Фишера и Йейтса. Так как компоненты подмонтированы к шаговым переключателям, значения параметров в каждый данный момент определяются положением этих последних. 25 положений каждого из четырех униселекторов (по одному на каждый блок) обеспечивают 390 625 комбинаций значений параметров.
Реле F представляет собой существенную переменную блока. Его контакты замыкаются тогда и только тогда, когда ток на выходе превышает определенную величину. Когда это происходит, в катушки G униселектора поступает ток, что ведет к изменению величин параметров. Цепь катушки G регулярно прерывается при помощи особого приспособления (не показанного на схеме), позволяющего подавать напряжение на контакты F с интервалами от 1 до 10 сек (частоту может регулировать оператор). Например, при установке на 3-секундные интервалы униселектор будет каждые 3 сек либо изменять величины параметров (если F получает ток, сила которого выходит из данных пределов), либо оставлять их прежними (если сила тока остается в этих пределах).
8.3. В том, что описанная машина ультрастабильна г можно убедиться путем исследования соответствия ее определениям ультрастабильности, данным ранее.
Машина имеет четыре главные переменные — положения четырех магнитов (конечно, их может быть
меньше, если используются не все четыре блока). Эти переменные соответствуют как «среде», так и реагирующей части R на фиг. 22 — распределение их между двумя подсистемами произвольно. Реле F соответствуют существенным переменным, а токи, протекающие через F, когда контакты магйитов отклонены от среднего положения более чем на 45°,— физиологическим пределам. Главные переменные изменяются непрерывно и воздействуют друг на Друга, образуя первичную обратную связь сложной структуры — типа А на фиг. 13. Поле четырех главных переменных имеет лишь одно состояние равновесия (в центре), которое может быть устойчивым или неустойчивым. Таким образом, система либо стабильна и способна самостоятельно устранять небольшие импульсные отклонения магнитов, либо нестабильна и, будучи выведена из равновесия, прогрессивно «саморасстраивается», пока контакты магнитов не доходят до концов сосудов с водой. Какой она будет, зависит от количественных характеристик первичных обратных связей, которые определяются значениями ступенчатых функций.
