Введение в кибернетику - Эшби У.Р.
Скачать (прямая ссылка):
13/19. Выбор посредством машины. В предыдущих параграфах мы рассматривали вопросы передачи информации, связанные с выбором некоторой машины. Однако с точки зрения общих принципов кибернетики селектор, выбирающий машину, также следует рассматривать как механизм. Таким образом, рассмотрев систему
где Ь своими действиями проектирует или выбирает машину М, мы должны теперь рассмотреть Ь как машину, действующую каким-либо образом в качестве проектировщика или селектора. Как может машина осущест-
ВЫБОР И МАШИНЫ
13/20
ВЫБОР И МАШИНЫ
367
влять выбор? Конечно, ответ на этот вопрос должен быть дан в терминах, совместимых с уже использованными в настоящей части книги.
Быть может, простейший процесс выбора происходит при движении машины по какой-нибудь траектории, поскольку, скажем, после состояния / она переходит всегда в состояние /, а не в какое-нибудь другое из своих состояний. Таков обычный выбор, который осуществляет машина, когда ее «сообщение» (ее протокол) говорит, что она выполняет это преобразование, а не какое-либо другое.
Другой процесс выбора, осуществляемый машиной, отмечался в § 7/24: каждая детерминированная машина осуществляет выбор, сводя разнообразие возможных состояний от первоначального максимума к окончательному числу бассейнов ее кинематического графика.
Еще один процесс выбора рассматривался в § 5/13, где одна часть целого могла выбирать некоторые из состояний равновесия другой части, накладывая «вето» на остальные состояния. Это, возможно, наиболее очевидная форма выбора, ибо воображаемый наблюдатель этих двух машин мог бы почти что слышать, как часть, накладывающая «вето», говорит: «...не годится, опять не годится, этого я не допущу, опять не годится... Стой! — да, вот так пусть и останется». Если требуется построить машину, работающую в качестве селектора ,(например, для выполнения программы, указываемой в заключительном параграфе книги), то, насколько я могу судить, она должна иметь именно такой принцип работы. Она должна работать как обратная связь второго порядка на рис. 5/14/1 (дополненном в § 12/15).
Несомненно, существуют и другие способы. Однако и этих достаточно для иллюстрации и для того, чтобы придать определенность понятию «выбирающей» машины (хотя специальное исследование здесь вряд ли необходимо, ибо в теории Шеннона каждый акт передачи сообщений есть в то же время акт выбора, вызывающий появление данного сообщения).
13/20. Продолжительность выбора. Следует сказать несколько слов о томг сколько времени может занять некоторый данный акт выбора, ибо при рассмотрении
368 ГЛАВА 13. РЕГУЛИРОВАНИЕ ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ СИСТЕМЫ 13/29
конкретных случаев занимаемое время может, при первой оценке, показаться слишком большим для практического осуществления. Этот вопрос становится особенно важным, когда надо создавать регулятор для регулирования очень большой системы. Приблизительный подсчет количества выбора, которое на первый взгляд кажется необходимым, может привести к мысли, что осуществление его потребует времени, значительно превосходящего космологические масштабы; и отсюда можно сделать вывод, что производство выбора действительно потребует такого же времени. Однако это совсем не так.
Основные принципы, определяющие продолжительность выбора, были выяснены Шенноном, особенно в его статье «Теория связи в системах засекречивания». Он показал, что если требуется выбрать один элемент из /V и если выборщик может указать (или как-то иначе определить) только то, входит ли или нет требуемый элемент в некоторое данное множество, то методом, осуществляющим полный выбор при наименьшем числе шагов, будет выбор посредством последовательных дихотомий. Иными словами, выбор сначала должен производиться между группами, а не между элементами. Этот метод значительно быстрее метода последовательного просмотра одного за другим N элементов. А когда N становится очень большим, метод выбора по группам становится почти что несравненно более быстрым. Недостаток места не позволяет должным образом рассмотреть здесь этот важный предмет, но необходимо по крайней мере привести пример того, насколько более быстрым является метод дихотомий.
Рассмотрим пример по-настоящему большого выбора. Предположим, что где-то во Вселенной (т. е. в ее части, видимой астрономам) имеется определенный атом; выборщик должен его отыскать. Видимая Вселенная содержит около 100000 000 галактик, каждая из которых содержит около 100 000 000 000 солнц и их систем; каждая солнечная система содержит около 300 000 тел, подобных Земле, а Земля содержит около 1 000 000 000 000 куб. миль. Кубическая миля содержит около 1 000 000 000-000 000 000.000; пылинок, каждая из
1321
МАШИНЫ
'Ж
которых содержит около 10 000 000 000 000 000 атомов. И выборщик хочет найти один определенный атом!
Примем это за единицу выбора очень большого масштаба и назовем ее 1 мегапикх\ она равна примерно 1 из 1073. Сколько времени займет отыскание одного определенного атома?.
Стоит сравнить два способа. По первому способу атомы просматриваются по одному, причем быстродействующий электронный тестер просматривает их по миллиону в секунду. Простой расчет показывает, что число столетий, необходимых для отыскания одного атома, не поместилось бы на этой странице. Следовательно, применение этого.метода обрекает выбор на неудачу (для всех практических целей).
