Б. Украинцев - САМОУПРАВЛЯЕМЫЕ СИСТЕМЫ И ПРИЧИННОСТЬ

Начнем с деятельности человека, который сознательно ставит перед собой задачу защитить свое тело от неблагоприятного влияния внешней среды путей создания искусственной среды. Люди производя одежду, легкую для жаркого времени года и теплую для холодного, строят жилища и производственные помещения, создают отопительные системы и системы кондиционирования воздуха, добывают топливо и сжигают его в печах и топках котельных в соответствии с колебаниями температуры наружного воздуха. Все эти действия предварительно планируются идеално а в дальнейшем при их осуществлении направляются и контролируются сознанием.

Терморегуляция организма во многом похожа на описанный выше процесс, хотя протекает без участия сознания. Физиологи считают, что главный терморе-

156

гулирующий «механизм» расположен в мозгу, в области гипоталамуса. Когда холодный воздух охлаждает кожу, температура крови, омывающей кожу, немного понижается. Охлажденная кровь разносится по организму и уже через несколько секунд попадает в гипоталамус, который чувствителен к малейшему понижению температуры. Гипоталамус немедленно посылает по нервным волокнам импульсы, которые приводят в действие различные «механизмы» накопления или выработки тепла. К стенкам капилляров кожи поступают импульсы, вызывающие сужение кровеносных сосудов, чтобы уменьшить ток крови через охлажденную поверхность кожи и тем самым предотвратить утечку выработанного в процессе обмена веществ тепла.

Если этой меры недостаточно, то включается второй механизм: происходит непроизвольное сокращение основных мышц тела (дрожь), при котором вырабатывается дополнительное тепло, способствующее повышению температуры тела.

Одновременно под влиянием импульсов от гипоталамуса при понижении температуры тела крошечные мышцы у каждого волоска на теле сокращаются и волоски поднимаются. У человека это выражается появлением на теле пупырышков («гусиной кожи»). У животных с густой шерстью эти реакции выражаются вздыбливанием шерсти с образованием воздушной прокладки, изолирующей кожу от действия холодного воздуха. В холодную пору года усиливается обмен веществ и увеличивается количество потребляемой пищи.

В жаркую погоду небольшое повышение температуры крови стимулирует гипоталамус, который своими импульсами активизирует потовые железы. Испарение влаги с поверхности кожи способствует ее охлаждению. Охлаждению помогает и расширение

157

капилляров кожи, благодаря которому усиливается ток крови к ней. При жаре интенсивность обмена веществ снижается и уменьшается аппетит. Терморегуляция организма осуществляется с довольно большой точностью и в пределах десятых долей градуса.

Функционирование термостата имеет много общего с действиями человека, поставившего задачу поддерживать в доме нужную ему температуру воздуха. Человек следит за термометром или за своими ощущениями холода и жары. В зависимости от показаний термометра он либо подбрасывает дрова в печь, либо разгребает кочергой угли, чтобы уменьшить интенсивность горения.

Термостат имеет защищенную от наружного воздуха теплоизолирующими прокладками рабочую камеру, электрический нагревательный элемент, датчик температуры воздуха в рабочей камере, выключатель электрического нагревательного элемента, который срабатывает при наперед заданных минимальной и максимальной температурах.

При минимально допустимом значении температуры воздуха внутри рабочей камеры включается нагревательное устройство, а при наступлении максимального значения температуры оно выключается.

Таким образом, при значительных колебаниях температуры наружного воздуха в рабочей камере термостата поддерживается более или менее постоянная температура в заранее заданных пределах.

Функционирование всех трех систем в определенной связи характеризуется некоторым относительным постоянством в каком-то отношении. Это постоянство проявляется в более или менее устойчивой тенденции изменения состояния самоуправляемых систем таким образом, чтобы сохранялось значение одного из параметров системы, в нашем случае — температуры. Выше мы назвали параметры, сохраняющие свое значе-

158

ние в процессе функционирования самоуправляемой системы, функциональными инвариантами.

В рассмотренной нами связи поведение человека имеет устойчивую тенденцию. Оно направлено на создание таких искусственных условий, при которых человеческий организм не переохлаждается и не перегревается при значительном изменении температуры внешней среды. При этом следует подчеркнуть, что устойчивость тенденции поступков человека в данной связи не означает одинаковости самих поступков и действий по созданию указанных искусственных условий. Человек может совершить различные действия для защиты своего тела от жары или холода. Однако все эти действия приводят к более или менее одинаковому результату. Они направлены на достижение этого результата. Поэтому различные действия, поскольку они реализуют одну и ту же тенденцию, придают процессу функционирования самоуправляемой системы некоторое постоянство. Это постоянство функционирования в каком-то отношении и является функциональным инвариантом. В соответствии с изменением условий человек сознательно перестраивает свою деятельность, но так, чтобы получить определенный эффект.

Некоторые изменения состояния определенных органов в теле теплокровного животного тоже имеют относительно устойчивую тенденцию поддерживать температуру тела в наперед заданных пределах независимо от значительных изменений температуры внешней среды. В этом отношении функциональный инвариант организма животного выполняет задачу, сходную с той, которую выполняет функциональный инвариант поведения человека при защите от неблагоприятных климатических воздействий.

И наконец, изменение процесса в термостате имеет относительно постоянную тенденцию сохранения зна-

159

чения главного параметра — определенной температуры в рабочей камере. И в этом случае процесс самоуправления характеризуется функциональным инвариантом, родственным по своему содержанию функциональным инвариантам первых двух систем.

Все три функциональные инварианта выражают сравнительно простые акты самоуправления. Однако их удельный вес в функционировании каждой системы неодинаков. Если для такой несложной системы;

как термостат, акт терморегуляции исчерпывает все содержание его процесса самоуправления, то в физиологической деятельности организма и тем более в сознательной деятельности человека этот акт является лишь одним из звеньев сложного и разностороннего процесса.