Текст книги "Город падших ангелов"

Автор книги: Дэниел Депп

сообщить о нарушении

Текущая страница: 18 (всего у книги 31 страниц)

Глава 2

ПАРАЛЛЕЛИ

УГЛУБЛЯЮТСЯ

ЧЕМ НЕ ГОЛЕМ!

Когда советские кибернетики перестали тратить часть усилий на споры, а сосредоточились на своих прямых обязанностях, их детища – кибернетические машины начали делать быстрые успехи.

Электронные машины взбираются все выше по лесенке возможностей. Они становятся «сознательнее», «умнее»! И относятся к ним уже совсем не так, как к безграмотным помощникам, а как к советчикам.

За короткий срок они прошли три свои машинные цивилизации. Сначала их применяли для регулирования лишь тех агрегатов и процессов, поведение которых досконально изучено и известны оптимальные режимы регулирования и управления. При этом электронные вычислительные машины не отличались от классических регуляторов старого типа, поддерживавших регулируемый процесс на заранее рассчитанном уровне или изменявших его по наперед заданному закону. И им было безразлично, если в управляемом объекте что-то почему-то нарушалось: какая-то деталь ломалась (если это станок), изменялось качество топлива (если это печь для варки стекла, стали или чугуна). Они просто не были в состоянии «сообразить», что теперь надо действовать иначе, чем им приказано. Поэтому в сложных или аварийных случаях машина, слепо следуя заданной программе, управляла не наилучшим образом. Она оставалась лишь дисциплинированным исполнителем, неспособным ни к какому творчеству. Таким оказался автопилот, вернее – один из его вариантов.

На испытании конструктор и летчик для страховки сидели в пилотской кабине. Все шло хорошо, но приземлились они совсем не там, где полагалось. До аэродрома не долетели. Оказывается, самолет обледенел. Но вместо того чтобы изменить режим работы двигателя, автопилот слепо выполнял заданную программу, в которой не была учтена возможность обледенения.

И горючего не хватило. Однако сумей автомат учесть изменившиеся условия и подобрать соответствующий режим двигателя, они могли достичь цели. Это была первая стадия цивилизации. Скажем, каменный век машин.

А затем машины научились управлять объектами, поведение которых можно было описать математическим путем, но не были известны наилучшие пути управления. Тут уже они проявили себя как «разумные существа», способные сравнивать, анализировать и проявлять «смекалку».

И наконец, настала третья стадия цивилизации, когда ученые попытались применить электронные машины там, где не известны ни законы поведения объекта, ни пути управления им. Таким процессом оказалась, как ни странно, варка чугуна. Математическим путем этот технологический процесс описать пока нельзя. Тайны клокочущей домны еще не раскрыты. Поэтому нельзя заранее дать исчерпывающую программу действия управляющей машине. И тогда решили поступить иначе.

В математическую машину ввели приближенную программу регулирования, учитывающую лишь основные, в достаточной мере изученные законы, которым должна следовать машина при управлении процессом. Но в то время как к машине присоединяются все измерительные приборы, контролирующие ход процесса, исполнительные органы, управляющие им, к машине не присоединяются. Естественно, возникает вопрос: как же работает такая машина, если она не связана непосредственно с регулирующими органами? Если она только «видит», но сделать ничего не может? Действительно, первое время машина не управляет. Она лишь начинает проходить курс обучения.

В период обучения регулирующими органами манипулирует квалифицированный оператор. Даже не зная зачастую всех законов, властвующих над процессом, или зная их приближенно, он управляет им на основании своей многолетней практики. Хороший оператор компенсирует незнание точных законов опытом, интуицией, которые он приобрел раньше, наблюдая и осмысливая ход процесса.

Чем же занята в это время машина? Получая от измерительных приборов данные о ходе регулируемого процесса, она выполняет необходимые расчеты по заданной ей программе. Она сравнивает результаты своих вычислений, цель которых – определить положение регулирующих органов, с тем положением, которое устанавливает оператор. На основании такого сравнения в программу вводятся необходимые изменения, а в некоторых случаях машина сама видоизменяет заданную ей программу, чтобы свести к минимуму разницу между вычисленным положением регулирующих органов и тем, которое устанавливает оператор.

Постепенно уточняя и дополняя программу, устраняя имеющиеся в ней дефекты, машине удается добиться достаточно полного совпадения результатов вычисления и того положения регулирующих органов, которые устанавливает специалист.

Таким образом, машина обучается у опытного оператора. После курса обучения машина с успехом заменила учителя и в дальнейшем вела плавку самостоятельно.

Этот опыт красноречиво продемонстрировал, что возможности кибернетических машин если и не безграничны, то все еще не использованы в достаточной мере. Многое зависело от программы, вернее – от людей, составляющих ее для машины. Зависело от их искусства, от умения гибко использовать особенности машины, умения так препарировать проблему, чтобы машине оставалось лишь со сказочной быстротой «перемолоть» ее в своем искусственном мозгу. Но где взять этих людей?

В годы, которые теперь кажутся такими отдаленными, вопрос с программистами был одним из самых больных. Никакие вузы их не готовили. Мало кто знал, какая подготовка им требуется. Берг предпринимает ряд попыток организовать курсы, факультеты нового профиля. В Совете происходят обсуждения – кем должен быть программист: математиком, логиком или специалистом особого профиля. Только на первых порах машине давали чисто математические задачи. Стоило задуматься о возможностях машинного перевода, и становилось ясно, что программистами должны быть лингвисты. Когда дело дошло до машинной диагностики, программы для машин стали составлять врачи, а потом психологи, педагоги. И просто старые опытные заводские мастера, конечно с помощью программистов.

Берг ввел в Совет математиков, которые занимались созданием теории программирования и простых методов составления самых сложных программ. Задача ставилась жестко – разработать методы, доступные людям, знающим математику в сравнительно небольшом объеме.

Сначала казалось, что без участия математиков просто невозможно составить программу. Этот взгляд базировался на убеждении, что электронные машины могут решать только те задачи, которые подчиняются законам формальной логики, то есть четким математическим правилам. А такие задачи выражаются через элементарные логические комбинации и простые арифметические операции. Лишь постепенно конструкторы поняли, что машины могут обучаться в процессе работы. Что им вовсе не обязательно следовать за первоначально заданной программой действий, что саму программу они могут менять на основании собственного опыта.

Составляя программы, способные видоизменяться в процессе работы, ученые постепенно добились возможности применения управляющих машин даже в тех случаях, когда регулируемый процесс еще не изучен математически и составить исчерпывающую программу действий машины невозможно.

В программе машины оказалось даже возможным предусмотреть оценку будущего поведения управляемого объекта. Для этого машина должна просчитать несколько вариантов его поведения при различных возможных изменениях внутри системы и во внешней среде. Получив различные результаты и оценив их с точки зрения заранее заданного критерия (например, по минимуму расхода горючего или по качеству продукции), управляющая машина выберет наилучший вариант. Такая машина как бы приспосабливается к изменениям условий, к управляемому объекту. Она запоминает лучший вариант управления, обучается в процессе работы, накапливает опыт, знания, то есть действует как человек. Как человек, она сама с течением времени постепенно приобретает черты «самонастраивающейся», «самоорганизующейся» системы.

Создавая программы, предусматривающие самоорганизацию, приспособление машин, кибернетики тем самым расширяют возможности математических электронных машин за рамки формальной логики, дают возможность машине самой найти тот путь действия, который человек не может ей конкретно указать.

МОГУЩЕСТВО «ДА» И «НЕТ»

Эта удивительная особенность кибернетических машин совершенно перевернула взгляд людей на возможности техники, открыла многочисленные новые области приложения кибернетики.

На «думающие» машины обратили внимание физиологи.

А нельзя ли, решили они, использовать эти машины для изучения тех самых умственных действий человека, которые так блестяще имитируют машины? Для познания процессов, происходящих в мозгу человека, в его нервной системе? Не помогут ли они понять законы жизнедеятельности организма, процессы, протекающие в его органах, их взаимосвязь, чуткую и точную работу нервной системы, сложную и мудрую деятельность мозга, природу чувств, разума, воли, темперамента? Не научат ли машины людей управлять всеми сложными процессами в живом организме?

Точнее, нельзя ли использовать кибернетические машины в качестве моделей?

Пока ребенок подрастает и познает мир, он ломает не одну игрушку: что там внутри? Чтобы изучить работу органов, нервной системы, мозга человека, ученым, увы, было недостаточно экспериментов над животными и вскрытия трупов. Это помогало ответить далеко не на все вопросы.

Конечно, живые модели – животные и их органы – и сейчас одно из основных пособий для физиолога, изучающего человеческий организм. Но уже давно обратили на себя внимание модели физические и физико-химические, как более доступные и в некоторых случаях точно имитирующие многие явления в живом организме.

Так были созданы модели сердца, почек, легких. Они не только позволили глубоко изучить работу этих жизненно важных органов, но и послужили прообразом искусственных сердец, почек и легких, спасших уже не одну человеческую жизнь.

Но с моделированием нервной системы дело обстояло куда сложнее, хотя первую физическую модель нервного возбуждения ученые испытали еще лет сто назад. Они пытались делать выводы о принципах распространения нервных импульсов по нервным стволам, наблюдая, как ведет себя железная проволока в азотной кислоте. А в начале восьмидесятых годов прошлого века для исследования деятельности центральной нервной системы физики использовали новейшее изобретение того времени – телефон. Но все это было слишком примитивно.

Мысль об использовании электронных машин в качестве моделей пришла, конечно, не случайно.

При описании действий электронных машин невольно приходилось применять слова, которые до некоторых пор употреблялись только по отношению к человеку: машина вычисляет, переводит, анализирует, запоминает, предсказывает… Ее действия поражали осмысленностью и целеустремленностью.

Но не только при упрощенном описании, даже при глубоком изучении работы электронных машин ученым бросилась в глаза полная иллюзия того, что они функционируют, как человек. Они не могли не прийти к выводу, что иначе и быть не может: в механизме и организме, в работе электронных машин и в работе нервной системы оказалось много общего. И прежде всего принцип действия. Нерв работает по принципу «да – нет»: либо он возбужден, либо находится в покое; он или проводит импульс раздражения, или нет.

Математики дополнили физиологов: в какой стране, каким конструктором ни были бы построены электронные машины, как ни разнообразны они по своему устройству, все они состоят из большего или меньшего количества радиоламп и транзисторов. А лампы и транзисторы по своей природе таковы, что их можно заставить проводить электрический ток или преградить ему путь. Они могут быть либо открыты, либо закрыты. Если открыты, этим они говорят: «да, электрический ток через нас идет». Если закрыты – «нет, ток не проходит». И сигнал, поданный на вход электронной машины, добирается до выхода только по тем цепочкам, в которых лампы говорят: путь свободен.

Что же тут общего? Внешне ничего, а по существу очень многообещающее сходство: принцип действия, основанный на системе «да – нет».

Когда в Совете по кибернетике намечались первые планы исследовательских работ для объединения кибернетики с физиологией и биологией, не обошлось без возражений. Скептики с трудом признали аналогию в работе машин и нервной системы достаточной для сопоставлений. Как можно, возражали они, даже пытаться изучать умственную деятельность человека на примере машин, умеющих ответить только на вопрос «да» и «нет». Ведь это далеко не единственные логические задачи, которые приходится решать человеку. Их множество. Всякая математическая проблема обычно содержит большое разнообразие логических звеньев. Сложная задача всегда складывается из ряда мелких, в ней обычно тянется цепочка логических построений: «если» получается такой результат, «то» неизбежно определенное продолжение. Данное число надо сложить с тем «или» другим. Надо сделать «не» то, «не» другое, а третье. Есть и такие категории логических задач: «или – или», «не – не». Вот и подумайте: может ли электронная машина, умеющая говорить лишь «да» и «нет», служить моделью для изучения разнообразных логических действий мозга? Не станем же мы в XX веке пользоваться такими диковинными моделями, как железная проволока, телефон или дверной замок. Хотя, казалось бы, кто нам мешает? Ведь и дверной замок работает по принципу «да – нет». Все знакомые, которым вы дадите ключ от своего дома, могут беспрепятственно войти в него. Чужой, не имеющий соответствующего ключа, замок не откроет. Простой механизм, замок, решает логическую задачу: «да» или «нет», «свой» или «чужой». Для этого замок нуждается лишь в соответствующем ключе. И тем не менее хоть дверной замок, как и нервная система человека, тоже работает по принципу «да – нет», никто не видел, чтобы этот самый замок управлял полетом самолета или помог первокласснику решить титаническую задачу сложения «2 + 2».

Но такое умозаключение отнюдь не потушило оптимизма защитников кибернетических моделей.

– Да, – соглашались они, – кибернетическая ячейка может ответить лишь на вопрос «да» или «нет», но, войдя в машину, решает сложнейшие задачи. Дверной замок не может управлять полетом самолета, а электронно-вычислительная машина уже управляет. И из этого мы исходим. То, что из элементарных ответов она сплетает решение сложнейших проблем, только подчеркивает ее сходство (по принципу действия, конечно, не больше!) с высокоорганизованным аналогом. Как же нервная система, отдельные элементы которой могут «говорить» лишь «да» и «нет», решает глубокую и неисчерпаемую проблему общения с внешней средой? Столь элементарный принцип работы нервных клеток приводит к удивительному многообразию ощущений живого организма. Простое решение не значит примитивное. Наоборот, часто самое простое – самое идеальное или даже гениальное… Ведь и природа «ухитрилась» смастерить вселенную – звезды, планеты, людей, деревья из одних и тех же элементарных частиц…

Оппоненты, как видно, упустили из виду, что действия кибернетических машин запрограммированы человеком. А человек, встречаясь со сложной проблемой, всегда старается решить ее по частям, свести сложный вопрос к ряду простейших. Разница, конечно, в том, что человек делает это сознательно, а машина – совершенно бессознательно, но гораздо быстрее. Она слепо выполняет программу, заданную ей конструктором, использовавшим при ее создании не только достижения радиотехники, но и законы логики. Таким образом, в самой природе «умственной» деятельности кибернетических машин лежит аналогия с умственной деятельностью человека, и от этого сходства и хотели оттолкнуться физиологи. Машину можно собрать и разобрать, задать ей ту или иную проблему и со стороны исследовать логику решения, последовательность возникновения вариантов, реакцию машины на то или иное усовершенствование ее схемы – с мозгом так поступить нельзя.

Но не только эта аналогия привлекла внимание ученых.

Память машины – вот что их чрезвычайно заинтересовало. Ведь память, благодаря которой ни одно восприятие или раздражение не проходит бесследно, оставляя заметку в нервной системе, отличала до сих пор только живой организм. И вдруг – память у бездушного механизма, и даже в некотором отношении аналогичная памяти человека! Аналогичная уже в том, что, как и человек, кибернетическая машина не может без нее обойтись.

Что представлял бы собою человек без памяти? Отдельный человек может быть лишен памяти в результате травмы или болезни. Это патология. Но если бы в природе не возникла возможность запоминания, то не только не существовало бы человечества, животные организмы остановились бы в своем развитии на самом примитивном уровне. Конструкторы кибернетических машин ясно представляли себе: если они задумали поручить машинам не только работу мышц, но и работу человеческого мозга, мало собрать схемы из электронных ламп, действующих по образцу нервных клеток – нейронов. Надо снабдить машину элементом сознания, присущим живым существам, органом памяти.

Какие-то части машины должны выполнять функции памяти, то есть сохранять некие сигналы, пока они не понадобятся для того, чтобы выполнить одну из последующих операций, сравнить с ними результат расчета, проделанного машиной, или проконтролировать ход ее работы. И прежде всего в памяти машины должны храниться программа ее работы и результаты промежуточных действий.

Техника давно использует различные способы фиксации и хранения информации. Магнитофон запоминает звук, фотография – изображение, а электрический счетчик – расход энергии. Книга – эта универсальная память – может сохранить любые сведения, накопленные человечеством. И для электронных машин конструкторы быстро нашли самые различные виды памяти. Это были магнитные ленты или барабаны, специальные схемы с конденсаторами, схемы задержки импульсов, а в дальнейшем – миниатюрные колечки из сверхпроводников, которые способны долго удерживать возбужденный в них ток.

Подобно тому, как нервные клетки организма под влиянием раздражения еще долго хранят воспоминание о нем, запоминающие ячейки машины тоже сохраняют изменения, происшедшие в них в результате действий машины. Конечно, между памятью машины и памятью человека есть непреодолимые различия.

Память человека, фиксируя событие, сопровождает его рядом субъективных впечатлений, дополнительных соображений и других психологических факторов, а память машины представляет собой результат чисто физических актов, обычно имеющих электрическую или магнитную природу и фиксирующих лишь некоторый набор сигналов, подлежащих запоминанию.

Различие в технике исполнения не могло остановить физиологов. От модели и не требуется полной аналогии, она может имитировать нужный процесс частично, важно воспроизвести хотя бы наиболее существенные характеристики изучаемого процесса. А сколько загадок, проблем, связанных с памятью, могут назвать физиологи! Модель памяти – для них это была большая находка.

Но что буквально гипнотизировало физиологов, что влекло и манило – это намеки на глубокое единство законов управления и регулирования в организме и машине. Здесь намечались далеко идущие выводы.

КЛАД ДЛЯ НАТУРАЛИСТА

Живой организм можно с полным правом рассматривать как систему, содержащую совокупность многих различных систем автоматического регулирования и управления. В организме человека и животного все органы работают гармонично. Здоровый организм поддерживает свою температуру, давление крови, сахарный баланс и многое другое на определенном уровне, часто мало зависящем от изменения внешних условий.

Как осуществляется это управление, или, точнее, самоуправление? С помощью сложных систем нервных связей, существующих в организме. Они управляют работой сердца, легких, печени, желез внутренней секреции и других органов. Эти системы управления действуют сравнительно независимо друг от друга, но они все объединены между собой через центральную нервную систему. Задача этого управления – поддержать отдельные органы и весь организм в нормальном состоянии, несмотря на то, что живой организм не есть нечто изолированное, оторванное от внешней среды. Он тесно связан с окружающим миром, он постоянно взаимодействует с ним, реагируя на все изменения внешней среды и тем не менее сохраняя свой внутренний режим неизменным.

И чем больше об этом задумывались физиологи, тем сильнее поражались, с какой точностью механизма работает организм! Человек чихнул, кашлянул, споткнулся и сразу забыл об этом – кажется, чего же обыденнее? А оказывается, пришли в движение сложные таинственные системы, бдительно охраняющие каждый наш шаг, каждый чих, каждый вдох и выдох!

Человек дышит – какая тут загадка?.. Дышит, и все. Даже говорят: «так же естественно, как дыхание»!

А это, оказывается, чудо из чудес, процесс необыкновенной мудрости. Механизм саморегулирования его очень сложен.

Дыхательный аппарат снабжен целым рядом чувствительных нервов, которые возбуждаются при прохождении воздуха по воздухоносным путям, при сокращении легких, при обеднении состава крови кислородом и обогащении его углекислотой. При вдохе легкие расширяются, по воздухоносным путям интенсивно проходит воздух; кровь пополняется кислородом, на что реагируют нервные окончания в кровеносных сосудах. Этот комплекс возбуждения по нервным волокнам передается в дыхательный центр мозга, и оттуда подаются команды, тормозящие вдох и стимулирующие выдох. Потоки возбуждений, приносимых чувствительными нервами, заставляют вдох сменяться выдохом, а выдох вдохом, регулируют глубину дыхания и его скорость.

Ритм и глубина дыхания зависят от нагрузки организма. Бегун дышит интенсивнее, чем ходок, пильщик нуждается в большем поступлении кислорода, чем чертежник. Не только физическая нагрузка влияет на дыхание. Сильное волнение, испуг нарушают его нормальный ритм. Попробуйте усилием воли дышать глубже и чаще, чем нужно организму. Это иногда приходится делать при врачебном осмотре. Но охранительные системы почти сразу заставляют вернуться к обычной норме. Дыхание, одна из важнейших функций организма, в очень малой степени поддается сознательному управлению. Попробуй не дышать – ничего не выйдет! Минута-две – и самый тренированный ныряльщик вопреки своему желанию сделает вдох. Только в сказках Шехерезады можно найти историю о том, как молодой человек забрался в постель к жестокой возлюбленной, затаил дыхание и, назло ей, умер.

…Но что это? Вы поперхнулись крошкой хлеба, и она попала «не в то горло»! Вы бьетесь в приступе кашля и – о счастье! – снова дышите как ни в чем не бывало. Кажется, чего же проще? Человек поперхнулся. Почему же он кашляет, а скажем, не поет? Или не танцует? Все, оказывается, давно решено за нас. Крошка хлеба раздражает нервные окончания в слизистой оболочке дыхательных путей. Эти датчики посылают тревожные импульсы в спасательный центр, то есть в мозг. Мозг немедленно приказывает мышцам сжаться, и они, сокращаясь, вызывают резкие выдохи (кашель). Когда крошка выбрасывается струей воздуха, сигналы бедствия прекращаются, кашель утихает. Таким образом, внутренний автоматический регулятор привел гортань в нормальное состояние.

Таких автоматических регуляторов в живом организме уйма. Не думая еще подражать природе, человек и в технике создал бесчисленное множество систем автоматического регулирования и управления. Сталеплавильная, стекловаренная, доменная печи или другой какой-нибудь агрегат или объект тоже сложные «организмы», в которых с помощью систем автоматического регулирования самоорганизуется стабильный нормальный процесс варки стекла, плавки стали или чугуна. Для управления этими сложными объектами человек искусственно охватил их разветвленной «нервной системой», состоящей из отдельных приборов, связанных в цепи автоматического регулирования. Своеобразные органы «чувств» системы – датчики – реагируют на различные изменения внутри объекта и посылают сигналы в управляющий центр, в «мозг» системы. Здесь вся поступившая информация о ходе процесса перерабатывается в информацию управляющую, которая приводит в движение «мышцы» системы: приводы заслонок, кранов, шиберов, изменяющих подачу в агрегат воздуха, топлива и сырья.

До тех пор пока для автоматического регулирования использовались автоматы, которые, были глухи к изменениям внешних условий и действовали по заранее заданной программе, никаких далеко идущих аналогий они не подсказывали. С появлением же электронных управляющих машин в технике наступила новая эра – эра машин, так же, как и человеческий организм, приспосабливающихся к внешним условиям. Конечно, физиологам не могло не броситься в глаза сходство электронных машин с человеческим организмом в принципах переработки информации, в работе цепей связи.

Они взглянули на человеческий организм как на сложную систему, перерабатывающую поступающую в него информацию. Все воздействия окружающей нас среды воспринимаются органами чувств. Они трансформируются органами зрения, слуха и осязания в нервные импульсы. Эти импульсы направляются по бесчисленным нервным волокнам, являющимся каналами связи, в мозг, который Павлов назвал «центральной станцией». Кора головного мозга человека, состоящая из миллиардов нервных клеток, анализирует массу сигналов от отдельных систем связи. Здесь, в веществе мозга, непрерывно происходит переработка информации: сигнальных импульсов – в импульсы управления. По миллиардам нервных волокон импульсы проделывают обратный путь – от мозга к мышцам.

Сведения об этих процессах частично фиксируются в памяти и используются организмом впоследствии.

Связь различных органов и отдельных участков коры головного мозга была обнаружена учеными уже давно. Если раздражать определенные области головного мозга электрическим током, то приходят в движение соответствующие группы мышц тела.

Еще сто лет назад на это обстоятельство обращал внимание Сеченов. В статье «Рефлексы головного мозга» он писал: «Все внешние проявления мозговой деятельности могут быть сведены на мышечное движение».

Воздействуя токами на определенные зоны коры головного мозга, можно вызвать у человека ощущение холода, света, звука.

Подобно тому, как передается то или иное возбуждение в живых организмах – в виде отдельных импульсов, так и в цифровых электронных машинах электрическое «возбуждение» в виде серии электрических импульсов распространяется от одних ячеек к другим, причем действие этих ячеек, как ученые теперь хорошо знают, подобно действию нервных клеток.

Все эти параллели не могли оставить физиологов равнодушными. Правда, они понимали, что ни о какой полной тождественности явлений и речи быть не может. Аналогии эти, конечно, очень грубы.

Сеченов, говоря, что «мысль о машинности мозга при каких бы то ни было условиях для всякого натуралиста клад», тем не менее предупреждал: «Не будем, однако, слишком полагаться на наши силы ввиду такой машины, как мозг. Ведь это самая причудливая машина в мире. Будем скромны и осторожны в заключениях».

Эти фразы написаны словно сегодн я, будто специально для нашего времени. Потому что и одна и другая крайности наделали немало вреда кибернетике. И та, что подсказывала рассматривать мозг только как машину. И та, что породила чрезмерную осторожность и тормозила фантазию, поиск, инициативу.

Разумеется, даже самым отчаянным кибернетикам не приходило в голову ставить знак равенства между живым организмом и механизмом, пусть самым совершенным. В живом организме происходят и простые механические и сложные химические процессы. Кроме того, он подчиняется специфическим биологическим закономерностям. Но то аналогичное, что есть в живом и неживом организме, что проявляется в сложной системе управления, в системе связей (задачей которых является поддержание жизнедеятельности одного и работоспособности другого), убедило ученых, что лучших моделей для изучения жизнедеятельности живого организма, чем ЭВМ, просто не придумаешь. Они поняли, что, изучая с помощью электронных моделей законы управления в живых организмах, человек сможет помочь организму справиться с расстройствами в его системах управления. Ведь нарушения в органах управления живого организма приводят зачастую к различным функциональным расстройствам.

Известны случаи, когда человек теряет способность координировать свои движения. А если разобраться как следует в сущности этой болезни, можно найти пути ее лечения!

Из этих рассуждений, споров, которые вели многие ученые, и в частности те, кто сотрудничал с Бергом в Совете по кибернетике, и родились первые опыты по изучению работы легких, щитовидной железы с помощью электронных моделей. Были созданы электронные устройства, моделирующие работу сердца и кровеносной системы. Такое устройство может вычертить графики (электрокардиограммы) работы сердца, функционирующего нормально и тронутого заболеванием. И врачу остается лишь сравнить их и сделать вывод. Если записанная им электрокардиограмма сердца больного совпадает с одним из графиков, вычерчиваемых электронной моделью, это помогает врачу установить или подтвердить диагноз заболевания сердца. Подобный метод применяется теперь и для изучения нервных и психических заболеваний. На основе снятых у больного энцефалограмм и сравнения их с кривыми, вычерчиваемыми моделирующим устройством, исследуются отклонения от нормы в работе мозга.

Это было лишь начало. Кибернетики понимали, что пока еще вопрос ставится узко. Ведь для науки важен не частный диагноз; интересно изучить все особенности работы мозга и сердца. Сердце может быть здоровым и больным, но и то и другое должно справляться со своей задачей, задачей поддержания жизни человека. Мы побежали или подняли камень – сердце забилось сильнее. Нами овладели испуг, радость, возмущение – и пульс участился. Человек во все «вкладывает» сердце!

Как же оно справляется со своей задачей, как влияет на него работа других органов?

Эти вопросы не раз звучали на рабочих заседаниях Совета по кибернетике и породили не одну научно-исследовательскую тему в области электронной медицины. Одна из них, осветившая работу удивительного органа регулирования – синусного узла, пролила свет на многое, что было неизвестно в деятельности нашего сердца.

Возьмите свою руку и сосчитайте пульс. Сколько? Обычно у человека число ударов колеблется от 50 до 100 в минуту. И мы даже не подозреваем, что при вдохе или выдохе частота ударов сердца резко изменяется, так резко, как бывает при поднятии большой тяжести. Но это происходит кратковременно и при обычном счете пульса даже не замечается. Явление вполне обычное, происходящее без участия сознания и являющееся необходимым условием существования организма. Оказывается, пульсом заведует небольшое нервно-мышечное образование сердца, которое называют синусным узлом. Этот синусный узел воспринимает и через особый блуждающий нерв передает на сердце влияние дыхания, физической нагрузки, психических переживаний.