Николай Скурихин - Информационная концепция сознания. Книга 3. Информация

10. Поэтому мы остановимся на более простом примере кибернетической системы, каком-либо элементе биологического живого организма, реализующего частную функцию управления, например, стабилизации какого-нибудь параметра этого элемента, или, например, быстроты перемещения. При этом мы будем пользоваться терминами и понятиями, которые сформировала наука об управлении техническими объектами за последние два столетия.

4. Информация в применении к биологическому существу

11. Не касаясь вопроса обеспечения достоверности передачи информации от источника к приемнику, для чего необходимо еще одно устройство, а именно канал связи, мы такому абстрактному представлению бита поставим в соответствие простое физическое содержание некоторого события. Биологическое существо перемещается в одном направлении с определенным постоянством. Эта стабильная скорость движения обеспечивается некоторой биологической структурой, например, жгутиковым механизмом, колеблющимся с постоянной скоростью. Чем чаще колебания жгутиков, тем больше скорость живого существа. Поскольку мы не можем снабдить это существо какими-либо устройствами измерения скорости перемещения, или оценки пройденного этим существом расстояния, то мы будем полагать основным фактором, влияющим на скорость движения этого существа, плотность внешней среды, а основным, подлежащим контролю параметром, развиваемую этим движителем, жгутиковым механизмом, частоту движения.

12. С увеличением сопротивления среды нагрузка на движитель возрастает; его мощности не хватает для движения с той же скоростью, поскольку жгутики колеблются реже. Чем больше нагрузка на движитель, тем больше требуется мощности этого движителя для поддержания скорости движения. Чем больше сопротивление среды, тем большую мощность должен создавать движитель, тем большая энергия должна к нему подводиться. И обратно, при уменьшении сопротивления среды для обеспечения неизменной скорости движения величина подводимой к движителю энергии должна уменьшаться. Следует думать, что в обычном живом существе ограничение скорости движения может наступить совершенно по другим причинам.

13. Задача системы управления – обеспечить постоянство скорости перемещения этого живого образования. Достигается это подводом большей энергии к движителю при снижении развиваемой движителем мощности, что сказывается на его частоте движения, которое может наблюдаться при возрастании сопротивления среды. Таким образом, при снижении мощности движителя и частоты движения жгутиков, система должна обеспечить подвод дополнительной энергии к этому движителю, при увеличении мощности – к снижению подводимой энергии. Увеличение подвода энергии к движителю может происходить непосредственно включением в действие энергетической молекулы типа АТФ или АДФ, или АМФ, входящих в устройство этого движителя. В этом случае включение той или иной энергетической молекулы будет происходить в соответствии с внутренним устройством движителя и принципом его функционирования. Может оказаться возможным подвод этих молекул к движителю из другой области этого живого существа. Тогда потребуется дополнительный канал передачи этих молекул, и необходимым окажется сообщение с информацией о загрузке движителя.

14. Таким образом, мы можем указать две ситуации с загрузкой движителя, первая, когда живое существо замедляет свое движение, и движителю необходим подвод дополнительной энергии для восстановления прежней скорости движения; и вторая, когда движитель начинает действовать очень активно и нужно ограничить подведение к нему излишней мощности. Эти состояния движителя мы обозначаем соответственно 1 и 0, единицей и нулем. Если мы эти состояния захотим использовать для формирования управляющего воздействия, подающего команду на включение или выключение в движителе подвода дополнительной энергии, то это управляющее воздействие также будет представлять собой информацию, содержанием которой является либо 1, означающее «включить подвод дополнительной энергии», либо 0, – «уменьшить подвод энергии к движителю».

15. И здесь мы сталкиваемся с необходимостью определения условий, когда будут не только формироваться эти сигналы 1 и 0, но и когда они будут сниматься. То есть включение подвода дополнительной энергии когда-то должно закончиться, так же как должен когда-то прекратиться отвод излишней энергии от движителя. Мы оказываемся в ситуации необходимости учитывать и изменение состояния движения живого существа, и чувствительность органических структур этого существа, создающих сигналы 1 и 0, как в виде их нахождения в сообщении о состоянии действия движителя, так и в сообщении о формировании управляющего воздействия. Упростить рассмотрение нам поможет наличие, во-первых, непрерывности измерения этих состояний движителя и управляющего устройства, во-вторых, отсутствие задержки между моментами появления и исчезновения этих сигналов при переходе в противоположные состояния, и кратковременность интервалов действия подвода и отвода порций энергии. То есть включение сигнала движителя на подвод дополнительной энергии происходит при «заметном» снижении скорости движения живого существа, и такие включения повторяются, пока будет включен сигнал 1 движителя.

5. Материальность объекта управления и идеальность управляющих воздействий

16. Описанное функционирование движителя и устройства управления движителем состоит в отслеживании состояния движителя, и в зависимости от его состояния, осуществление подвода или отвода некоторой порции энергии. Сам движитель и устройство управления – материальные объекты, самостоятельные органоиды живого существа. А вот сообщения о их состояниях, содержащих сигналы, отображающие эти состояния – не материальны, хотя сами сигналы имеют вполне вещественную природу, как перемещение этого живого образования, так и конкретный вид энергии, биохимический, если мы используем молекулы аденозинфосфатной кислоты. Смысловое содержание сигналов и есть информация в нашем представлении. Источником информации о состоянии движителя является сам движитель, приемником этой информации является управляющее устройство этого живого образования. Работа этого устройства состоит в следующем: с приемом сигнала от движителя, имеющего значение 1, устройство управления формирует сигнал 1, несущий информацию о необходимости подвода одной порции энергии к движителю. Для полноты картины нам было бы необходимо предусмотреть прием сигнала этого управляющего устройства некоторым органоидом, выполняющим функции исполнительного механизма, выдающего в движитель или берущего от движителя одну порцию энергии. То есть этот исполнительный механизм, соединенный с управляющим устройством, производит операцию подачи в движитель энергетической молекулы, если поступившее от управляющего устройства на этот механизм сообщение содержит в своем младшем разряде сигнал, обозначаемый единицей 1, один бит информации. Этот бит информации может быть обозначен и нулем, тогда включение исполнительного механизма на подачу порции энергии в движитель будет происходить при наличии в младшем разряде этого сообщения значка ноль, 0.