Помоги проекту - поделись книгой:
Первый бугор называется продолговатым мозгом, а второй — мостом, сзади помещен четвертый желудочек, как и везде, где труба не полностью сплющена, — пустотелая часть восходящей трубы. После этого идет средний мозг, затем промежуточный мозг, а оставшееся в трубке пространство — третий желудочек. Стороны промежуточного мозга образуют зрительный бугор, иногда трактуемый как коммутатор мозга. Слегка впереди размещены базальные ядра, позади — мозжечок. Рисунок дает некоторое представление о расположении и контурах коры внутри черепной коробки.
Необходимо кое-что знать об анатомии этих частей, поскольку основание мозга является продолжением мозга спинного. От него отходят двенадцать пар нервов — черепно-мозговые нервы. Мы ведем описание мозга на разговорном языке, имея в виду наши способности к ассоциациям, привычным представлениям, размышлениям, воспоминаниям, предвидению, к возможности думать, вообще говоря, когда мы ссылаемся анатомически прежде всего на кору головного мозга.
Важно отметить, что этот аппарат не имеет
Спинной мозг — это вертикальная ось управления, как об этом уже говорилось, и по нему передается информация в мозг. В основании мозга также собирается информация, связанная с весьма специфическими чувствами (зрение, слух и т. п.), которая поступает через их собственные черепно-мозговые нервы. Здесь осуществляются главные процессы коммутации поступающих данных, необходимые для управления телом до того, как начнутся обдумывание как таковое и намеренные действия. Для достижения этого основание мозга должно передать информацию коре головного мозга, и, если мы сознательно решаем что-нибудь предпринять, основание мозга должно получить соответствующие инструкции, переработать их в команды и передать их вниз спинному мозгу для производства действий.
Краткий обзор роли специализированного компьютера, о котором мы ведем речь, начнем с продолговатого мозга. Он играет ключевую роль "связника" между спинным и головным мозгом и осуществляет главную координацию рефлекторных действий. Хотя то, что называется боковыми осями управления, для реализации основного локального управления на этом низшем уровне использует поперечные слои самого спинного мозга, этот более высокий уровень координации необходим для обеспечения интеграции взаимодействия органов управления. В продолговатом мозге содержатся схемы переключения (называемые ядрами), которые обслуживают многие черепно-мозговые нервы. Мост содержит в себе длинные волокна, необходимые для координации работы полушарий головного мозга. В этой части ретикулума, как будет сказано далее, производится весьма значительное фильтрование информации. В среднем мозге, расположен ном над восходящим трактом, происходит так называемое "ранжирование рефлексов". Оно поддерживает равновесие тела — без чего мы падали бы наземь.
Теперь мы подошли к промежуточному мозгу с его зрительным бугром и базальным ядром
Теперь заметим, что эти главные части мозга, которые мы только что назвали специализированным компьютером, ставят кибернетика в положение, когда трудно удержаться, чтобы не считать весь мозг компьютерной системой. В конечном счете так оно и есть, и так он и действует. Но специализированные компьютеры потому так и называются, что предназначенные им функции не осуществляются в случае их повреждения. Интересно отметить, что специализированные компьютеры не располагаются вокруг системы, как это часто бывает в системах управления, каждый из них сравнительно изолирован от других, каждый требует своей собственной процедуры получения информации и дает свой локальный выходной результат. В мозге единый поток информации проходит через центральную командную ось после того, как информация собрана по другим осям. Специализированные компьютеры располагаются на пути информационного потока, и каждый из них решает свою задачу: если расположен в поперечном сечении спинного мозга, если находится у основания мозга и если находится в самой доле коры головного мозга. Теперь попробуем разобраться в этих задачах, решаемых в условиях сложнейших действий живого мозга.
Первая задача — проверить информацию, идущую наверх, посмотреть, соответствует ли она требованиям данного уровня. Если это так, то происходят две вещи. Во-первых, предпринимаются управляющие действия, т. е. информация направляется обратно по центральным осям для получения реакции организма. Во-вторых, модифицированная версия информации, которая теперь была обработана (модификация включает присоединение "метки", означающей, что она
Могут сказать, что, поступая таким образом, фильтр одновременно подавляет информацию. Например, "распределение" поступающей первичных тысячи цифр не передается их средней арифметической. Конечно, может так случиться, что важно именно одно это среднее значение. Но, конечно, может быть и по другому. Предположим, что любой большой поток входящих данных, поступающих из источника, статистически распределен по специфическому закону (скажем, гауссовское, или нормальное распределение). Тогда, передавая среднее значение цифр данного примера и их отклонения (как меру распределения), мы сохраняем все, что считается важным для характеристики поступающего потока. Две цифры вместо тысячи — это звучит эффектно. Но предположим, что эта тысяча цифр не имеет случайного распределения во времени: они могут отражать некоторую тенденцию. В таком случае, если важно отразить временные отклонения, фильтр должен передать большее число цифр. Они должны показать характер отклонений, или амплитуду и частоту регулярной волны. Таким образом, фильтр, как и модель, должен соответствовать своему назначению. Если он ему соответствует, то может быть получена большая экономия информационного потока. Фильтр уменьшает разнообразие.
Без сомнения важнейшим видом процесса фильтрации в основании черепа является механизм "возбуждения" — включения в работу. Все прекрасно, когда серия специализированных компьютеров успешно справляется с информацией: посылает свои инструкции на периферию и направляет обработанные данные вверх к коре головного мозга. Вся наша система постоянно бомбардируется сигналами сенсоров, и, если бы все они требовали быстрой реакции нашего сознания, мы бы быстренько сошли с ума ("крыша съехала", как говорят металлурги, что, как кажется мне, вполне физиологически оправдано). Так, если мы войдем в комнату, что-то кому-то скажем и затем выйдем, то получим массу данных наших сенсоров, которых мы сознательно ни в коем случае не хотели бы получать. Тут должны срабатывать фильтры. А если во время чтения над нами жужжит муха, то мы тоже хотим подавления этого шума.
Создание в нашем организме таких защитных средств представляет собой серьезный риск. Если случится что-то, представляющее серьезную опасность или в том или ином смысле нас интересующее, мы не можем позволить, чтобы такие данные сенсорных устройств были отброшены как шум. В 212 г. до нашей эры был убит Архимед при захвате Сиракуз несмотря на распоряжение командующего войсками Марцелиуса сохранить ему жизнь. Так произошло только потому, что (как говорят) он не смог оторваться от своей математики, чтобы назвать свое имя даже под угрожающим вопросом солдата. Мы погибали бы десять раз в день на городских улицах по той же физиологической причине, не будь у нас специальных фильтров возбуждения. Но, с другой стороны, если бы механизм возбуждения стал слишком чувствительным, как иногда случается при нервном истощении, мы бы стали вылезать из кожи при каждом внезапном шуме.
Из этого видно, что все дело включения органов наших чувств явно связано со всей проблемой фильтрации. Мы не должны рассматривать фильтр просто как средство подавления, где большое число данных задерживается или сводится к меньшему их числу. Он может быть и помощником, если пропускает дальше только определенного вида информацию и задерживает или подавляет другие. По-видимому, нет такого одного места, нет специально предназначенных для этого ядра, в которых бы производилась такая альтернативная операция: все это осуществляется основанием мозга в целом. Мы рассуждали о специализированных компьютерах и признали, что каждый из них содержит в себе специализированные ядра. То, что осталось, выглядит, как клубок запутанных и неразличимых нервных клеток и происходящих в них нервных процессов, которые именно в них осуществляются. Они и образуют анастомотик ретику-лум (если Вы когда-нибудь увидите его), хотя анатомическое название механизма включения в работу —
И вновь необходимо подчеркнуть, что мозг как интегральный думающий комплекс представляет собой единое целое. Мы рассекали его на части, чтобы назвать их, но если рассматривать мозг как целое, то мы встречаемся с деятельностью, проходящей в другом измерении — в плоскости, отличной от той, в которой мы пытались его описать. Конечно, раздражает неспособность выделить небольшой действующий компьютер в качестве ретикулума, но по крайней мере можно понять, как такой фильтр входит в общую систему. Когда мы находимся на главном ведущем вверх тракте, то знаем, что в зоне основания мозга афферентный входной сигнал постоянно обрабатывается для регистрации в сенсорной части коры головного мозга. Поскольку все фильтры подавляют или осмысливают афферентные, бомбардирующие нас сигналы, мы знаем, что какое-то постоянное наблюдение за сигналами опасности всегда ведется. Чтобы так было, сигналы от восходящих передающих линий должны улавливаться и направляться в фильтр — именно так это и происходит. У нас есть небольшая побочная система, отделенная от главной системы, которая должна описываться несколько в других терминах, чем те, которые нам послужили. И хотя это затрудняет понимание, но преподносит нам важный урок.
Мы располагаем центральными командными осями и специализированными управляющими устройствами, входящими в их состав, даже если они работают в другой манере. Как мы считали, все они должны выполнять три функции, но теперь они прояснились и могут быть перечисленны в виде инструкций.
1. Проверьте поступающие данные и определите те из них, по которым Вам надлежит принять управляющие команды; примите решения и пошлите далее поступившую информацию, соответственно модифицировав ее.
2. Проверьте и обнаружьте любые данные, которые должны быть отфильтрованы на данном уровне, сжаты, усилены или ослаблены для передачи по восходящим каналам.
3. Сохраняйте записи о таких передачах на случай уточнения деталей.
Третье требование — прежде всего логическая необходимость. Путь сигнала через анастомотик ретикулум нельзя восстановить впоследствии, так как любой сигнал из точки А в точку Альфа мог поступить не из А, а с таким же успехом из В, С и т. д. (поскольку, как говорилось в первой части, таков смысл слова "анастомотик"). Тогда, если потребуется вновь вернуться к чему-то, окажется необходимым обратиться в места хранения по всему тракту прохождения информации. Рассмотрим для начала макроситуацию. Несколькими страницами раньше рассказывалось о том, как мы входили в комнату, разговаривали с кем-то и вышли. Какого цвета стены были в комнате? У каждого из нас есть опыт обращения к неосознанному (если так можно сказать) в поисках факта, не регистрируемого сознательно. Часто его удается восстановить. Но на макроситуационном уровне кажется вполне установлено логически, что каждый отдельный нейрон (как упоминалось ранее) должен помнить по крайней мере свое предыдущее состояние. Если бы он этого не мог, мы не смогли бы заставить логику нервной системы производить элементарные расчеты. Между первым замечанием (самым общим) и вторым (самым специфичным) лежит вся проблема памяти. О ней мы знаем очень мало.
Конечно, почти невероятно, чтобы мозг с его 10 миллиардами нейронов был в состоянии восстановить все состояния, в которых он когда-то находился. Можно подсчитать и определить размеры такого вида памяти; уместно заметить, что они поразительны. И однако никому еще не удавалось доказать, что мозг со временем совершенно забывает все, и есть, конечно, масса доказательств, подтверждающих, что он часто может восстановить информацию, которая кажется давно забытой. Подчас совершенно невероятные вещи вспоминаются под гипнозом, под воздействием таких препаратов, как пентотал, во сне или вообще без всякой очевидной причины. Но тут мы вновь оказываемся "не в своей плоскости". Нет
Теперь мы почувствовали, в каком смысле все эти вещи единое целое. Мы пошли так далеко, что назвали всю нервную систему человека "компьютером" несмотря на наличие в ней специализированных компьютеров. Описание мозга как компьютера вызвало фурор в первые годы кибернетики, когда такие люди, как Маккулох, страстно защищали это утверждение. Люди сочли, что тем самым подрываются их человеческие прерогативы. Однако признается, что такое описание правомерно, а что касается прерогатив, то здесь остается еще много мистики.
Описание, данное Маккулохом, выглядит примерно так. Мозг —это электронно-химический компьютер, весящий около 1, 45 кг, со слегка щелочной средой при рН = 7, 2 (весьма постоянном значении у здорового человека). Он весьма сложной структуры, обладает нейронной логикой, соединяющей около 10 миллиардов нейронов. Благодаря своей структуре и скорости прохождения нервных импульсов, кора головного мозга обладает типичным ритмом действия с периодичностью в среднем 10 циклов в секунду. Емкость памяти мозга составляет около 1012 — 1015 бит. "Быстродействие" отдельного нейрона около 30 мкс (миллионных долей секунды), а весь мозг в целом работает с микросекундной скоростью ( тысячные доли секунды). Это, кстати сказать, не так уж много по сравнению с современными компьютерами. Ныне мы говорим о наносекундных скоростях (миллиардные доли секунды), а последние компьютеры работают со скоростью 500 наносекунд. Это уже в 2000 раз быстрее мозга (
Что касается топлива, то мозг работает на глюкозе, потребляя мощность около 25 Вт. Глюкоза преобразуется в кислоту, которая, сгорая с использованием кислорода, дает двуокись углерода и воду. Энергия хранится в фосфокреатине, держится в той же форме, в какой высвобождается при мускульных движениях. Кислород, конечно, поставляется кровью, которая циркулирует в мозге со скоростью чуть больше литра (одна седьмая от всей крови в теле) в минуту; без кислорода нейрон погибает за 3 мин. Мозгу требуется 25 Вт, поскольку такая мощность необходима, чтобы подогреть кровь на 0, 5°С.
И все же легче думать о мозге как о компьютере, чем считать электронный компьютер некоторым подобием мозга. Последнее утверждалось многократно на ранней стадии развития автоматики, но и не менее сильно критиковалось. Программируемый компьютер не очень то похож на мозг, однако конфигурация типичного современного компьютера может быть получена как некая совокупность специализированных компьютеров, организованных иерархически. Весьма кстати напомнить о том, что говорилось в первой части относительно иерархии команд, которая рассматривалась в связи с системами управления. Мы, конечно, можем обнаружить центральную командную ось во всякой фирме и, более того, можем ее определить, назвав людей и выполняемые ими процедуры. Если процедуры автоматизированы, мы получим аналог спинного мозга, собирающего информацию и предпринимающего действия на нижнем уровне по боковым командным осям. Идущая вверх информация обязательно достигнет центрального компьютера фирмы, в то время как часть системы потребуется для объединения действий всех подразделений фирмы и их функций. Эта часть системы станет аналогом основания мозга, но будет и часть системы, соответствующая коре головного мозга, в которой роль сознания играет высшее руководство. Между этими двумя частями будет производиться сортировка, переключение и направление сигналов, аналогичное деятельности промежуточного мозга и базального ядра.
Таким образом, мы стоим, по-видимому, перед пятиуровневой иерархической системой, внутренняя структура которой схвачена главной компьютерной системой. Я говорю "по-видимому", хотя цифра пять (а не какая-либо другая) довольно произвольна. Система выглядит так, поскольку работает как бы на пяти различных уровнях, а мы не хотим подразделять ее дальше, чем нам необходимо.
Рис. 14. Схема мозга, демонстрирующая его пятиуровневуго иерархию
Все пять систем последовательно размещены на вертикальной командной оси нашей фирмы, и они моделируют соматическую нервную систему человека, т.е. то, о чем мы и вели речь. Три средних из пяти были до сих пор в центре нашего внимания, и они отделены от спинного мозга и основания головного мозга. Сам спинной мозг является его низшим уровнем, продолговатый мозг и мост, сгруппированные вместе (и тогда они, к слову сказать, называются ромбен-цефалон), представляют следующий уровень. Третьим в этой иерархии будет промежуточный мозг с его зрительным бугром и базальными ядрами. В стороне от этой классификации остался средний мозг, который "ранжирует" рефлексы, но в терминах теории управления я не вижу причины, по которой его нельзя было бы отнести к уровню продолговатого мозга и моста, хотя нервофизиологи всегда рассматривают его отдельно. Теперь уместно более внимательно рассмотреть оставшуюся пару пятиуровневой подсистемы: боковые оси, обрабатывающие афферентную и эфферентную информацию, и саму кору головного мозга.
Прежде чем приступить к этому, сделаем важное замечание. Специализированный компьютер, который соединяет третий уровень (основание мозга) с пятым (кора головного мозга), представляет собой то, что управляющие называют административными функциями. Все сенсорные преобразователи посылают свои сигналы в зрительный бугор, все, что получает кора, сохраняется и переключается через промежуточный мозг и базальные ядра ( это наш четвертый уровень). Если исходить из ортодоксального управления, то этот уровень не имеет никакого отношения к командованию. В нашей модели он делает все, чтобы командовать, поскольку влияет на деятельность вертикальных осей. Этот факт говорит о многом. Во всяком случае, не маскируются ли те высшие "администраторы" и их командующие помощники? Для высшего руководства фирмы не столько важны "факты", сколько то, как они "представлены", а момент для их представления подчас правит решением даже самых важных и всесторонне подготовленных вопросов2 . Так же как кора головного мозга не находится в прямом контакте с периферийными событиями, а получает только те данные (и в такой форме), которые представляют ей нижние уровни, так и высшее руководство, как предполагается, должно быть изолировано от текущих событий. По этой причине я отвергаю ортодоксальное деление на административных и производственных работников в теории управления — это химера. Более того, они позволяют любому административному работнику уклоняться от участия в процессе подготовки ответственного решения. Крупным шагом вперед для большинства фирм было бы, если бы главный руководитель ценил своих кадровых советников по тому, что они собой представляют, и если бы они сами приняли на себя роль командиров на более низких уровнях. Те из них, кто наиболее решительно подчеркивает, что они только "советники", часто представляют реальную власть, но отрицают это более решительно, чем их открыто пользующиеся властью начальники. В этом есть своя опасность.
В давно существующих организациях, таких как армия и церковь, зародился административный чиновник. Он обслуживает высший эшелон власти, как зрительный бугор на своем уровне мозга обслуживает кору. Его власть совершенно очевидна всем подчиненным. Посмотрите, например, каково влияние машины Министерства обо роны на работу Генерального штаба: все, что в штабе знают (афферентная информация), и то, чем он в действительности управляет (эфферентная информация), зависит от деятельности так называемой "административной" машины. В католической церкви деятельность Римской курии, как известно, играет главную роль в руководстве, хотя руководство считается принадлежащим епископальному синоду, работающему под эгидой безгрешного руководителя. То же самое наблюдается в промышленности. Отчего тогда возникает необходимость возражать против стереотипного понятия кадровый "административный" работник как ошибочного? Ответ в том, что как в промышленности, так и в правительственных учреждениях служебное положение не отражает фактической его власти. Кардиналы курии — принцы церкви, "административные работники" — нет, они маскируются, выдавая себя за ничто. Это обман. Промежуточный мозг и базальные ядра в силу их организационного положения явно доминируют в деятельности нервной системы, не говоря уже о том, что кора головного мозга командует ими, как хочет. Подобно этому штабной офицер Министерства обороны носит определенное звание, более того, знаки различия, чтобы показать его собственное положение по отношению к его начальнику. Однако любой майор Министерства обороны по своему положению отличается от остальных майоров вооруженных сил, и все это знают. Но в промышленности бухгалтер, специалист по исследованию операций или инженер не носят знаков, указывающих на их ранг или власть. В этом смысле они похожи на вольнонаемных служащих начальствующего состава военного ведомства. Тогда значение их власти не видно, а представление о них как о незначительных чиновниках сохраняется. Не так часто случается, чтобы рядовые работники не понимали их власти — они ее чувствуют. Однако довольно часто этого не понимают высшие руководители, которые не редко недооценивают роли своих административных работников.
После этой затянувшейся вставки мы должны вернуться к самому нижнему из пяти уровней управления: сбору данных и их первичной обработке. Организм человека подобно фирме оснащен рецепторами — устройствами, регистрирующими информацию. Часть ее касается внешнего мира и принимается экстероцепторами — т.е. рецепторами, настроенными на внешнюю среду. Среди них, во-первых, есть рецепторы, работающие на расстоянии. У человека телерецепторы — глаза и уши, на фирме подобные им органы существуют как подразделения, изучающие рынок, состояние экономики, кредитоспособность клиентуры и т.п. Во-вторых, имеются химические рецепторы — они воспринимают вкус и запах. В-третьих, кожные рецепторы, в коже их много — разных типов. Прикосновение, например, воспринимается тремя основными путями. Есть корпускулы, называемые мейснеровскими, которые находятся сразу же под кожным покровом, внутри них помещаются свернутые в кольцо нервные окончания. Они реагируют на легкое давление и порождают скромный электрический импульс, передаваемый по нервам. Это похоже на рутинную передачу данных (относительно его загрузки) из отдаленного производственного подразделения. Далее следуют корпускулы (пацинианские), находящиеся глубже, в которых нервные окончания капсулированы в многослойном мешочке, — они реагируют на сильное давление и весьма напоминают настольную корзину для входящих бумаг. И, наконец, выглядящая как чувствительная антена, используемая фирмой для слежения за деликатной ситуацией, — это волосы. Легчайшее к ним прикосновение, явно недостаточное для чувствительных нервных окончаний, о которых мы только что говорили, вызывает импульс от волос, которыми покрыто тело человека (вспомните, например, легчайший сквознячок). Волосяной мешочек срабатывает, воздействуя на весьма деликатное сплетение нервных окончаний, которые стимулируются при движении волос. В коже есть и другие экстероцепторы. В частности, капсулы, содержащие сложные датчики, реагирующие на холод (конечные колбочки Крау-зе) и на тепло (органы Руффини).
Внутренние датчики собирают данные, относящиеся к внутреннему состоянию организма, и у фирмы их также много. Действуют афферентные нервы, исходящие из мускульных связок. Прикрепленные к самой мускульной ткани, они ведут себя как настоящие измерители нагрузки. И если бы промышленное оборудование делалось из протеина, а не из стали, нам бы понадобилось намного больше подобных приборов, чем ныне. Фактически это было бы намного удобнее, поскольку мы тогда могли бы с помощью таких датчиков рассчитывать все аспекты нагрузки оборудования, как это делается в теле человека. Висцероцепторы сообщают мозгу о состоянии внутренних органов не так, как о состояниии мускулов. Здесь мы вновь видим рассеянные в разных местах датчики, которые работают как химически чувствительные элементы и как корпускулы Пацини, с которыми мы уже встречались. Эта служба намного совершеннее службы технического контроля на производстве, поскольку, как будет показано в дальнейшем, поддерживает баланс внутренней экономики. Наконец, есть еще проприоцепторы, которые обеспечивают так называемое кинестетическое чувство — чувство оценки положения тела в ближайшем окружении. "Лабиринт", находящийся за ушами человека, с его тремя почти круговыми каналами чувствует положение и движение головы в пространстве. Плохая работа этих рецепторов или сбой вызывает головокружение. Мускульные и суставные проприоцепторы сообщают о положении конечностей. Но именно шестой вид рецепторов — кинестетический — обеспечивает нам возможность подниматься по лестнице в темноте, поскольку мы можем программировать наше движение в соответствии с данными запоминающимися проприоцепторами.
Все эти рецепторы и многие другие опираются на примерно одинаковую систему передачи данных. То, что мы называем нервом, в основном представляет собой связку волокон. Нервные волокна сами являются длинным, тонким "процессором" нервной клетки, нейрона, и такой тонкий нерв называется "аксоном" клетки. Это проводящая электричество часть нейрона, она состоит из протоплазмы (геля) и покрыта тонкой мембраной. Весь нейрон в целом, как и большинство рассматриваемых нами линий связи, защищен тонкой пленкой миелина, которую следует рассматривать в качестве изолятора; поскольку нервные импульсы надежнее движутся через миелинирован-ные нервы, не теряя своего потенциала на пути. Такая оболочка разряжается на концах нервов — рецепторах, а также вблизи спинного мозга, после того как передаваемый сигнал поступил в нервный узел, обслуживающий центральные командные оси. Но небольшие электрические потенциалы, создаваемые нервом, нуждаются также в прохождении по линии его дальнейшей передачи — мы не располагаем аксонами бесконечной длины. Поэтому сеть нервов передает сигнал от одного нейрона (с его аксоном) другому (со своим аксоном), и это их соединение образует "синапс". Нервная клетка по форме напоминает алмазный кристалл с аксоном, исходящим из одной его вершины. Из других вершин исходят другие нити, называемые "дендритами", присоединяющие ее многократно к клеткам других нейронов. Именно это их переплетение и создает анастомотик ретикулум, всякий раз когда нейроны взаимодействуют; оно обеспечивает богатство логических структур, позволяющих нервным сетям работать как компьютеры.
Возвращаясь теперь к самому длинному аксону, который представляет собой передающую часть нейронного множества, отметим его способность воздействовать на большое число нервных окончаний. Часто сотни процессов возникают по сигналу одного аксона, воздействовавшего на нервную ткань. Это обеспечивается с
По крайней мере таково весьма сокращенное описание способа сбора и распределения информации на нижнем уровне системы, который мы рассматривали в качестве горизонтальной оси (боковой). Здесь информация, как мы теперь знаем, проходит через три главных уровня центральной командной оси и в конце концов, на пятом уровне, достигает коры головного мозга. К этому моменту, как было показано, масса управляющих действий уже произведена. Но кора нуждается также в исключительной, чрезвычайной информации, а также в средствах подготовки выходной информации, которая вызовет действия. Именно поэтому мы различаем сенсорные и двигательные части в коре головного мозга: кибернетически они могут рассматриваться как оконечные платы входной и выходной систем. Они располагаются в поперечном сечении в середине головы, одна сзади другой, а основная масса вещества коры (не вспоминая здесь о системах адресации, сортировки и переключения) — промежуточного мозга и базального ядра — и является анастомотик ретикулум.
Кора головного мозга, как говорилось, имеет дело с интеллектом, т.е. нашим сознанием. Его функции невероятно сложны, но все они, по-видимому, сводятся к одному — к выработке поведенческих стереотипов.
Глава 8
Автономия
Автономия — чисто греческое слово, которое при довольно свободном толковании можно перевести как "самоисполнение закона". Тогда если мы говорим об автономии в человеческом организме или фирме, то имеем в виду, что та или иная ее часть или определенная функция сама отвечает за ее регулирование. Необходимо, чтобы крупные части любой такой сложной организации работали фактически автономно. Если бы каждый аспект деятельности фирмы, каждое малое решение доводились до верхнего уровня и продумывались им, то работа в такой фирме быстро пошла бы на спад вплоть до полной остановки. То же самое произошло бы с организмом человека и по той же причине. Обе системы используют автономное управление, т. е. управление на таком уровне, когда не требуется принятия сознательных решений всем организмом в целом.
С точки зрения всего организма, будь то человек или фирма, автономные функции весьма важны для поддержания устойчивого внутреннего состояния. В гл. 2 мы показали значимость центральной идеи, называемой "гомеостазом", для любой жизнеспособной системы. Ни мозг, ни правление фирмы не могут добиваться проведения избранного курса действий, если их внутренние органы станут выделывать все, что им заблагорассудится. Хорошо управляемая производственная машина не должна "перегреваться" ни в отношении ее кадров, ни ее оборудования; стоимость и качество должны поддерживаться в физиологических границах, т. е. они должны варьироваться в достаточно узких пределах, приемлемых для здоровья всего организма, а переходящие запасы материалов не должны превышать величины, позволяющей избежать простоев. Правление компании предполагает, что ее автономное внутреннее управление может справиться с этими проблемами, а сознание человека ожидает того же самого
Ни одно из этих обстоятельств не должно выходить из-под контроля вследствие изменений внешней среды, изменения входного воздействия или
Рис.15. Известная упрощенная схема рефлекторной дуги, на которой показан нейрон, соединяющий вход и выход этого центра управления
На рис. 15 продемонстрирована работа известной "рефлекторной дуги". Мы еще школьниками "знали", как она работает, направляя сигнал из одного рецептора (скажем, кожи) в спинной мозг, который выдает сигнал мускулам. Так, если коснуться торчащей из-под одеяла ноги человека, даже если он спит, то он ее мгновенно отдернет и при этом не проснется. Подобно этому в дни, когда мы практиковались в управлении, мы "знали", как руководитель любого подразделения контролирует стоимость продукции. Рецептор (чаще всего соответствующий финансист) обнаруживает "отклонение", т. е. большую разницу между оговоренной стоимостью, как она установлена, и действительной, текущей на данный момент. Тогда афферентный импульс выдается управляющему, который принимает решение и посылает сигнал эффекторам в цеху для исправления упущений. Для начала корректировки такой метод не так уж плох. Как было показано, для этого должны существовать афферентные и эфферентные части системы управления, в которые поступает и из которых исходит информация, преобразованная соответствующими рецепторами и эффекторами. Между ними должно быть некое переключающее устройство. Более того, как было показано в гл. 2, смысл такого устройства лучше всего проясняется, если его представить как цепь обратной связи, а не просто как источник указаний. Ясен и смысл нашего сравнения, поскольку фирма действительно так работает, а управляющий вмешивается в исключительных случаях.
Однако такого объяснения работы рефлексивной дуги недостаточно, поскольку оно слишком упрощено. Ни один элемент управления в действующей интегральной системе не настолько локализован, не столь самостоятелен. Надо потрудиться, чтобы разобраться в том, каким образом как в организме человека, так и в фирме четко работает система управления, оценивая то, что происходит на разных ее направлениях, и в соответствии с различным для каждой ее части подходом к оценке положения. Требуется более глубокая и менее раздробленная оценка того, что происходит в обоих случаях. Нервная система весьма существенно опирается на разные формы взаимодействия ее отдельных компонентов, и то, что достойно сохранения на будущее в организме, сильно от них зависит. Диагностически, например, это означает, что боль в руке не обязательно лечить с помощью растираний, поскольку она вполне может быть симптомом сердечного заболевания. Так и в промышленности большие расходы на содержание конторского персонала могут быть вызваны заменой компьютером значительной группы чиновников, если при этом произошел разрыв связей между людьми, важность которых была не понята. Общество управляющих, как и нервная система, существенно зависит от обмена мнениями между людьми, которые, на первый взгляд, могут показаться не принадлежащими к изучаемой подсистеме.
Рассуждая об автономии, особенно опасно рассматривать систему управления и связей в фирме как гомогенную. При иерархическом управлении, где указания идут сверху вниз, управление отнюдь не одномерно. Такое утверждение легко подтверждается физиологической моделью, которая в этом смысле весьма поучительна. В случае автономного рефлекса корректирующее действие фактически не может быть достигнуто в одном месте без учета его влияния на другие последующие действия. Управляющие на высшем и расположенных ниже его по линии иерархии уровнях центральной командной оси будут влиять на эти кажущиеся местными решениями, либо, по крайней мере, нуждаться в том, чтобы о них знать. Они уже знают о запланированной деятельности, поскольку последняя формировалась в их мозге (или на высшем уровне управления — высшим руководством). Главный канал связи, по которому вверх и вниз как по центральной оси идут команды, используется для внутренней увязки деятельности различных подразделений, а также их деятельности в рамках общего плана. Дело это сравнительно сложное как для моторных нейронов спинного мозга, так и для различных начальников в подразделении фирмы. Но когда мы говорим о рефлекторных дугах автономных систем, то здесь местное управление децентрализовано и, следовательно, проблема коммуникации вверх и вниз во всей системе становится непростой.
Также и в промышленности редко наблюдается формальное соглашение о том, как справляться с подобной проблемой. Возьмем пример двух производственных цехов, выпускающих совместно один набор изделий, причем каждый из них выполняет свой набор операций. Материалы, которые они обрабатывают, перемещаются из одного цеха в другой и обратно. Предположим, что план, который они выполняют, согласован; он был сформулирован по центральной командной оси, и каждый цех теперь старается его выполнить. Руководители каждого цеха принадлежат к центральной командной оси, так что любое существенное отклонение от плана, вызванное, допустим, изменениями рынка, может быть урегулировано только централизованно как модификация плана. Для выполнения плана каждый начальник цеха поручает часть своих полномочий начальникам участков или бригадирам, т. е. периферийным по отношению к центральной оси начальникам. Выполнение ими своих функций предопределяет прежде всего поддержание устойчивого внутреннего равновесия фирмы. Они выполняют план, соблюдая сбалансированную автономную активность, включающую разумное использование рабочей силы и материалов, правильную загрузку оборудования, уход за станками, обеспечение стандарта качества, поэтапную проверку выполненных операций и массу других функций жизнедеятельности цехов, за которыми надо следить. Все, что делает периферийное руководство, конечно, управляется цеховой конторой. Поступающая ей информация передается центральной администрации, где постоянно принимаются меры для урегулирования небольших отклонений от плана, которые всегда возникают в реальной жизни цехов. Когда соответствующие изменения в плане сделаны и в цеха спущены соответствующие указания, требуются различные действия для их реализации совместными усилиями всего персонала.
Обратимся теперь к новой схеме рефлекторной дуги (рис. 16), на которой более детально, чем раньше, показаны ее элементы.
Как афферентные нейроны, которые передают входящую информацию относительно отклонений, так и моторные нейроны, которые действуют, чтобы реализовать план, находятся за пределами центральной оси. Главный моторный нейрон, находящийся внутри, как .часть иерархической командной системы, фактически принял решение и реализовал его автономно. Этот рефлекс точно моделирует промышленный рефлекс, включая даже манеру действий. Дело в том, что афферентный нейрон выдает импульс в сторону центральной оси только тогда, когда замечает достаточно значимую информацию о процессе, за которым он следит, и когда ее уровень превзойдет порог его срабатывания. Аналогично и центральный моторный нейрон сработает, когда порог его срабатывания будет превышен. Однако на практике все это нелегко осуществить (как в теле человека, так и на фирме), пока несколько сенсорных импульсов не будут направлены к нескольким афферентным нейронам для сообщения о необходимости внести изменения в план.
Рис 16 Более детализированная схема рефлекторной дуги, демонстрирующая роль парапозвоночной цепи нервных узлов
Возникающие здесь трудности можно показать, продолжая наш промышленный пример. Хотя центральное управление подразделениями фирмы (и, следовательно, в принципе ее руководитель) знает о всем множестве изменений, которые были приняты к действию периферийными руководителями, оно (или он) вряд ли может передать всю эту информацию вверх и вниз по центральной командной оси. Дело в том, что если бы все управляющие по этой оси информировали друг друга с такой степенью подробностей, то главная планирующая сеть оказалась бы перегруженной. Тем не менее, как отмечалось ранее, меры, предпринимаемые для стабилизации внутреннего состояния отдельного подразделения предприятия, должны учитываться другими частями предприятия, относящимися к другим его подразделениям. Большое число исследований работы информационных каналов в промышленности показало, как эта проблема решается практически. Как уже отмечалось, редко формально признается ее существование, но все заинтересованные знают, как фактически действует система.
В действительности происходит следующее. Руководители нижнего уровня, т. е. мастера, несущие ответственность за посылку через своих помощников афферентных входных сигналов о необходимости изменений, а также отвечающие за посылку через своих помощников эфферентных сигналов, производящих изменения, находятся в непосредственной связи друг с другом. Периферийные руководители представляют собой реально существующее общество, которое действует в основном на своем социальном уровне, их язык управления не является иерархическим в смысле линии командования, он просто информационный. Поэтому задолго до того, как какая-то новость о прогрессе в производстве продукции достигнет другого подразделения по центральной командной оси, второе подразделение об этом уже будет знать. Фактически эта новость, весьма вероятно, никогда не выйдет за пределы породившего ее подразделения, поскольку всем заинтересованным уже известно, что происходит на периферии, и она перестает быть новостью к тому времени, когда пройдет через установленные каналы командования. У меня десятки подобных примеров. Иногда и, по-видимому, довольно часто мастер смежного подразделения считает своим долгом поддерживать тесный контакт с мастером другого подразделения. Быть может, они вместе ходят на работу, вместе пьют чай, быть может, перезваниваются: "Ты знаешь, Чарли, что ..." В нескольких случаях, как крайность, невозможно установить, как такие сведения передаются, но в том, что они передаются, нет никакого сомнения.
Один из подобных случаев живет в моей памяти много лет. Случилось так, что производительность одного из подразделений фирмы, измеряемая с помощью детального сравнения действительного выпуска с плановым, изменялась обратно пропорционально запасам на складах снабженческого отделения, находящегося за 30 км от завода. Запаздывание сведений о состоянии запасов было значительно меньшим, чем при любой формализованной системе. Поскольку интересующее нас подразделение работало в несколько смен (при 8-часовой продолжительности смены), то требовалось по крайней мере 3 дня, чтобы получить оценку запасов, даже когда группа специалистов проводила на фирме свои исследования. Существующая здесь периферийная система коммуникаций, шедшая параллельно вертикальной оси управления, работала по схеме, отличающейся от установленного руководством порядка. Заинтересованные люди не располагали ни знаниями, ни возможностями произвольно переделывать планы, поскольку они формировались как намерения высшего руководства. Но у них было право на обратную связь и переговоры друг с другом. Это различие прав важно по двум причинам. Если руководители низшего звена рассматриваются в качестве продолжения центрального руководства, а их работа считается в принципе такой же, как и у высших руководителей, но отличается лишь необходимостью учитывать менее важные подробности, то и вся система управления становится увещевательной вместо саморегулируемой. В частности, когда привлекаются системные аналитики для проведения исследований, направленных на улучшение управления, то вся система может стать сверхцентрализованной; хуже того, информационные связи между периферийными руководителями могут разорваться. Так может случиться, если вообще не понимать, как система работает в действительности. Мне приходилось видеть приказы о том, что такие "неофициальные" связи должны быть прекращены, поскольку они якобы отменяют центральную власть. В крайнем случае, когда подразделения фирмы полностью автоматизируются, может не остаться путей для поддержания социальных связей. Компьютеры, как оказалось, в отличие от людей не могут прокричать новость друг другу.
Рис 17 Детализированная схема, демонстрирующая связь вертикальных и горизонтальных осей, и организацию паравертебральных симпатических узлов
Возможно, этим частично объясняется, почему некоторые руководители так осторожны в отношении автоматизации. Они опасаются, хотя и не хотят в этом признаться, что подобные разрывы в связях могут произойти. Они слишком хорошо знают важность социальной' коммуникации для работы вверенных им систем, но чувствуют себя виноватыми и ответственными за организацию "соответствующего" управления, которая не была бы столь зависимой от таких (как кажется) случайных вещей. Такая точка зрения возникает только благодаря тому, что руководители не рассматривают периферийное управление как чем-то отличающееся от их собственного занятия. Они не видят разницы между волевой, командной и автономной сервомо-торной информацией.
Нейрофизиологическая модель полностью разъясняет положение. Если мы спросим, как периферийный нервный узел взаимодействует без (или, лучше сказать, в дополнение) вхождения в центральную командную ось, то получим прямой невроанатомический ответ —
через симпатические каналы. Они связывают вместе периферийные нервные узлы, как это показано на рис. 17.
Именно эти парапозвоночные цепи нервных узлов в действительности обеспечивают стабильность внутреннего состояния организма, поскольку они служат регуляторами обратной связи и интеграторами. В предыдущей главе мы показали, как функция командных цепей превращается в доминирующую с помощью функции
Чем больше и детальнее изучаешь нейрофизиологическую модель, тем более удивительно похожей становится она на то, что происходит на фирме. Вот вам пример такого совпадения, который происходит на уровне, значительно более тонком, чем мы ранее описывали. Мы уже обращали внимание на проблему риска, связанного с тем, что компьютер или какая-то другая техническая система управления заменит местный управляющий центр, так что неофициальные контакты между этим центром и другими центрами могут прерваться. Я отношу подобную меру к числу рискованных, поскольку такие связи важны, однако, если системный анализ проведен корректно, беды не будет. Фактически же ключевой проблемой для ученых, внедряющих подобную систему в промышленность, является то, что связи, которые они
Однако пришло время оставить грудно-поясничный поток из спинного мозга, который мы называем симпатической нервной системой, и рассмотреть вторую часть автономной системы. Речь пойдет о черепно-крестцовом потоке, который возбуждает парасимпатическую нервную систему. Она крайне интересна и примечательна для кибернетика, хотя и заметно отличается почти во всех отношениях от симпатической. Эти две системы отнюдь не всегда легко различить при анатомическом подходе, поскольку вместе они невероятно (как и ожидалось) сложны, однако очертания ее управляющих цепей достаточно ясны.
Система, которую мы обсуждали ранее, в случае поддержания устойчивого внутреннего состояния организована так, чтобы поддерживался баланс масс в интересах всего организма. Ее цель — создать всеобщий гомеостаз. Однако наряду с этим каждый внутренний орган, кажется, требует более локального, более специфического вида управления, который тем не менее локально нельзя обеспечить. Иначе говоря, хотя может потребоваться больше действий вблизи той или иной области, требуемая для ее реализации информация оказывается высоко централизованной. Если симпатическая нервная система, и это так на самом деле, выполняет функции среднего уровня руководства, то парасимпатическая система выполняет функции более высокого руководящего уровня. Мы не хотим этим сказать, что ею охвачен самый верхний эшелон власти; мы еще не дошли до уровня создания и, еще менее того, до волевого управления всем организмом. Мы пока говорим только об информации, возникающей в верхней части командной оси, и ее направлений. В теле человека система действует вдоль всего спинного мозга, так что мы фактически уже в мозге, в его коре. (Здесь есть вторая часть — крестцовая, отличающаяся информационно от сигналов, исходящих от коры, расположенная в основании спинного мозга, но ее можно рассматривать как часть системы высшего уровня, расположенную для удобства в нижней части обслуживаемого ею органа.) Но что самое интересное, так это то, что большинство органов нашего тела получают сигналы нервов обеих (симпатических и парасимпатических) систем, а эффекты, которые они обе производят на орган. в основном противоположные. Более того, химически эти системы также сильно различаются. Если можно допустить еще одно упрощение, симпатическая нервная система работает в основном на адренергетических импульсах, тогда как импульсы парасимпатической системы — холинергетических. Первые названы так потому, что используют адреналиноподобные вещества, в то время как название вторых происходит от греческого слова "желчь". Короче говоря, химические передатчики, управляющие действием этих двух систем (норепинефрин и ацетилхолин соответственно) сильно отличаются друг от друга. В любой данной ситуации они, по-видимому, вызывают противоположный эффект. В типичном случае выделение адреналиноподобных веществ ускоряет деятельность сердца, тогда как выделение холиноподобных замедляет ее. И, наоборот, выделение адреналиноподобных веществ сдерживает или ограничивает деятельность многих частей тела, а холиноподобных — расслабляет или сдерживает ее. Заметим поэтому, что когда дело доходит до согласования отклонений, вызванных срабатыванием цепей обратной связи, в системе автономного управления симпатические и парасимпатические компоненты будут обеспечивать различную реакцию организма на лекарства или гормоны. Ясно, что это очень важно для обеспечения проверки и баланса взаимодеятельности органов тела.
Отсюда следует, что деятельность автономно управляемых частей организации тоща должна управляться двумя хозяевами. Они должны различаться морфологически и биохимически. Они антагонистичны друг другу по своему влиянию, а "уравновешивание" влияния одного и другого обеспечивает (по крайней мере какой-то один) баланс, требуемый для достижения устойчивого внутреннего состояния. Тогда, что бы нам ни говорили ученые мужи исходя из теории организации промышленности, точно такая, ситуация возникает на практике. "Один человек — один начальник" — это лозунг, "один вид деятельности — одно руководящее лицо" — это теория. Практика промышленности весьма далека от этого — стабильность поддерживается проверкой и перепроверкой. Практический пример будет представлен несколько позже. Тем временем рассмотрим более подробно парасимпатическую систему.
С мозгом связаны двенадцать пар нервов, которые называются черепно-мозговыми. Первая, вторая и восьмая пары нервов различают запах, свет и звук. Три следующих — третья, четвертая и шестая — тонко управляют движением глаз: глазным яблоком и зрачком. Пятая и седьмая пары возбуждают лицо, а двенадцатая возбуждает язык. Девятая, десятая и одиннадцатая имеют дело с внутренними органами — желудком, сердцем, легкими и т. д. вплоть до внутренней полости рта. Черепно-мозговая парасимпатическая система связана с нервами, имеющими номера, а также с десятым — блуждающим нервом.
Рис.18. Дыхательный центр в продолговатом мозге, его связь с сердцем Заметьте двойной путь восходящей информации (ср. с рис. 16)
Поскольку до сих пор рассматривалась модель автономного управления внутренними органами тела, естественно теперь обратиться к десятому нерву (дополнением ему служит одиннадцатый). Десятый нерв, который охватывает практически большинство парасимпатических нервных волокон, возбуждает все внутренние органы. Он блуждает по всему пространству тела, поэтому и называется блуждающим — от латинского vagus . Он исходит от продолговатого мозга, к которому прикреплен 8-20 корешками. Этот продолговатый мозг как показано на рис. 14 и 18, относится к самой нижней части
Клетки блуждающего нерва расположены внутри продолговатого мозга. Эти клетки специализированы для выполнения афферентных и эфферентных функций нервов. Кроме того, у блуждающего нерва есть различимая зона нервных окончаний, управляющих работой сердца. Блуждающий нерв спускается из продолговатого мозга двумя мощными пучками, направо и налево, и далее к местам расположения всех органов, которые, как было сказано раньше, по крайней мере частично подчинены симпатической нервной системе. Фактически именно антагонистические действия парасимпатической и симпатической систем характеризуют систему управления внутренними органами.
Несмотря на сложности, которые делают простое описание механизма автономного управления трудным для формулирования и заставляют его выглядеть слишком упрощенным, мы в основном понимаем, как он действует. Механизм регулирования глазного зрачка, механизм управления потоотделением или мочевым пузырем можно понять в рамках той первичной системы, которую мы до сих пор описывали. Здесь важно заметить, что инженер по автоматическому управлению сочтет невозможным управление подобным искусственным механизмом в промышленности с использованием антагонистически действующих управляющих устройств, систем обратной связи и параллельных цепей, которые были нейрофизиологически описаны нами. А если это так, то можно задуматься над тем, насколько полезной могла бы быть такая модель для фирмы. Ответ сводится к тому, что инженер, занимающийся автоматикой управления в нормальных условиях, не занимается управлением столь большого числа механизмов, взаимодействующих друг с другом, ни с тем видом функций преобразования, которые выполняет анастомотик ретику-лум. Этим занимается ученый-управленец. Следовательно, для такого ученого подобная модель представляет мост между практическими проблемами управления фирмой и, очевидно, слишком упрощенной, слишком аналитической, слишком сложной для расчета моделью сервомеханизма.
В технике, например, не так уж часто встречается наличие
Подобный тип организации можно изучать на модели, которая весьма важна для всех функций, — на модели пульсирования сердца. Тут работает симпатическая управляющая обратная связь так же, как об этом говорилось ранее. Автономная сенсорная информация о сердце идет прямо в спинной мозг. Но используются и другие каналы связи симпатической системы — та же информация идет наверх по симпатическому стволу. Нервные волокна обеих цепей достигают продолговатого мозга, где находится центр управления. Любое увеличение давления в правом желудочке сердца или в венах, возвращающих кровь в сердце, регистрируется системой и приводит к увеличению пульса. Таким образом, центр управления в продолговатом мозге занимается его стимулированием. Но любое увеличение давления в левом предсердии, дуге аорты или в синусе сонной артерии регистрируется рецепторами, принадлежащими к парасимпатической системе — фактически относящимися к блуждающему нерву. Импульсы, поступающие в спинномозговые клетки блуждающего нерва, которые, как мы видели, располагаются также в продолговатом мозге, вызывают рефлекс, замедляющий сердцебиение. Таким образом этот внутренний сердечный центр отделен от первого (стимулирующего) центра и располагается немного выше его (см. рис. 18).
Такой способ организации во всех отношениях довольно необычен. В организме человека действуют и другие, более сложные автономные системы управления, которые прежде всего суммируют антагонистические импульсы, насколько можно судить, в едином центре управления. В качестве примера можно назвать управление дыханием. Дыхание — сложное действие, оно не должно прекращаться ни во сне, ни в бодрствовании. И снова мы обнаруживаем, что соответствующий управляющий центр располагается в нижнем отделе головного мозга, гае симпатическая и парасимпатическая нервные системы близко подходят друг к другу. Механизм управления пульсом сердца, о котором только что говорилось, оказывается расположенным в дыхательном центре (как показано на рис. 18) и фактически лежит между мостом и верхушкой четвертого желудочка. Он представляет собой ретикулярную формацию мозга, где переключающие цепи представляют собой наилучший пример анастоматиче-ских характеристик, обсужденных нами ранее. Стоит разобраться в том, как работает эта система.
Тело человека использует различные виды топлива, извлекаемые из пищи. Большинство из них сахара и кислород, подаваемый кровью, который необходим для их сгорания. Двуокись углерода — наиболее важный остаточный продукт, выбрасываемый после сгорания, поскольку от нее нужно быстро избавиться; другой побочный продукт — всего лишь вода. Если рассматривать мозг как печку для сжигания, то ему требуется фантастическое количество кислорода. Нейрон погибает через три минуты, если его лишить кислорода, а нейронов насчитывается десять миллиардов, и все их нужно снабжать кислородом. В силу этого через мозг протекает около одного литра крови в минуту — 1/7 часть всей крови, циркулирующей в теле человека. Легкие представляют собой завод для поглощения кислорода, который работает за счет грудной мускулатуры. Эта система похожа на систему переменного тока низкой частоты, поскольку ее моторы выключаются, чтобы сжать грудную клетку и вытолкнуть воздух из легких, и должны вновь включиться, чтобы начать новый цикл. При условии, что такая система работает, необходимо, однако, автономное управление ею, чтобы можно было приводить ее в соответствие с состоянием окружающей среды. Ясно, что обратная связь, обеспечивающая успешное функционирование легких, должна учитывать количество кислорода и двуокиси углерода, которые постоянно сказываются на состоянии энергетической системы в связи с нагрузкой, принимаемой организмом.
Принципиально тут все ясно. Прежде всего нужны рецепторы. У нас есть химические рецепторы, постоянно измеряющие изменения содержания этих двух газов в крови, которые находятся в синусе сонной артерии и дуге аорты. Они представляют собой небольшие железистые структуры со множеством чувствительных волокон. Еще больше химических рецепторов в самом продолговатом мозге, но они реагируют только на содержание двуокиси углерода в крови, причем лишь косвенно, поскольку не контактируют с самой артериальной кровью. Вместо этого они производят требуемое изменение за счет диффузии угольной кислоты, которая вступает в химические реакции с сотнями других кислот. Наконец, есть афферентные сигналы, вызываемые механическим движением грудной клетки и рецепторами на стенках дыхательных путей. Все эти рецепторы передают информацию через парасимпатические нервы в свой центр в мозге. Эффекторная часть системы работает через мотонейроны спинного мозга, которые управляют движением грудной клетки, вступая в действие от импульсов, поступающих из анастомотик ретикулума самого дыхательного центра.
Структура обратной связи в принципе совершенно ясна, но с точки зрения теории управления здесь много сложного. Развитая система химического анализа в продолговатом мозге требует расчетов, которые занимают время, как и химическая диффузия, отражающая состояние активности клеток в теле, тоже требует времени на реакцию продолговатого мозга. Бейлис1 рассматривает первое как создание экспоненциальной задержки всего сервомеханизма и считает, что задержка диффузии составляет от 5 до 15 с. Но есть и другие трудности для анализа сервомеханизма этой системы; они были разъяснены Прибаном и Финчамом1, из работы которых взята приводимая на рис. 19 схема.
Как показали эти авторы, дыхательная система осуществляет нечто большее, чем регулировку работающей системы. Верно, что необходимо химическое, мускульное управление и управление дыхательными путями. В промышленности (используя ту же модель) тоже необходимо управлять потоками материалов, работой цехов и движением финансов. Более того, необходимо управлять всеми этими тремя функциями комбинированно, так чтобы как органическая система — человеческое тело, так и предприятие работали, соблюдая внутреннюю гармонию.
Рис. 19. Схема организации управления дыханием по Прибану и Финчаму
Однако, как показали Прибан и Финчам в завершение ими анализа сервомеханизма, управление дыханием организовано так, что осуществляется при минимальных затратах. Это достигается за счет обеспечения равенства вентиляционного и метаболистического газообменов. Механизм, который это обеспечивает, как они показали, имеет три уровня, и эти уровни, как подтверждает мой собственный анализ автономного управления на промышленном предприятии, в точности соответствует планирующей деятельности главных, средних и младших руководителей. Более того, этот механизм работает точно по той же технологии, которую я часто вводил для управления материальным производством.
Высший уровень управления определяет общий уровень предстоящих затрат и период времени их освоения. "Это делают, оценивая оптимум предсказуемой активности дыхания в сопоставлении с фактической его активностью в данный момент. Результатом такого сопоставления является предсказание следующего вдоха, выраженного через энергию и время, необходимое для его осуществления", — пишут Прибан и Финчам. Таким образом, отношение оптимальной производительности в промышленном производстве к текущей есть мера производительности труда в данном производстве, и в моей промышленной практике я обычно использовал это соотношение как средство планирования. (Мы еще встретимся с этим в третьей части книги.) Можно постоянно следить за этим соотношением, чтобы приспосабливать будущее состояние системы к тому, которое у нее только что было. Таким образом, говорим ли мы об управлении дыханием или об управлении производством, мы оперируем принципами, одинаково приложимыми ко всем адаптивным системам.
Два следующих уровня управления связаны с интерпретацией инструкций более высокого уровня в широкий спектр конкретных, стандартных действий. Они также ответственны за подачу сигналов обратной связи, которые позволяют руководителю вышестоящего уровня составлять планы на будущее. В этом процессе данные обратной связи обрабатываются так, "чтобы сократить этот поток, выбирая из него те, которые нужны низшему и среднему уровням управления, и чтобы только существенная информация как свидетельство выполнения предполагаемого положения дел попадала по цепи обратной связи к главному управляющему" (Прибан и Финчам). И вновь здесь наблюдается точная параллель с тем, что происходит в промышленных системах, как об этом уже упоминалось. Так действует механизм дыхания за счет его внутренней возможности улучшения работы путем оценки будущего по критерию максимизации функции его производительности, которая представляет меру эффективности обеих интересующих нас систем.
Таков механизм автономного управления, который принимает как наперед заданное существование работающей системы и набора инструкций и далее поддерживает ее деятельность при всех обстоятельствах сбалансированной и экономически здоровой. Подчеркнем, что эта ее деятельность ни в коем случае не предусматривает вмешательства со стороны значительно более высокого уровня, т. е. мозга, где сознание может взять на себя управление, если оно того пожелает. Мое дыхание продолжается автоматически, но в любой момент я могу решить задержать его или вздохнуть глубже. Если я так поступлю, то моя автономная система должна соответственно справиться с последствиями, пока мое сознательное вмешательство не прекратится и я подумаю о чем-то другом. То же самое справедливо и в управлении, и в следующей главе мы более подробно изучим возможность использования достижений в нейрофизиологии в теории управления промышленным предприятием.
Глава 9
Автономное управление
В двух предыдущих главах мы проследили за физиологической стороной управления, используя в качестве модели нервную систему человека, касаясь ее анатомии или структуры в той мере, в которой это необходимо, чтобы почувствовать, как она работает. Связь этой системы управления с системой управления фирмой всегда имелась в виду и иллюстрировалась лишь в самом общем виде. В этой главе попытаемся сфокусировать внимание на всей проблеме в целом, чтобы показать, как работает фирма, организованная на подобных принципах.
Но о какой фирме пойдет речь? Моделью чего будет подобная модель? Ответ прост, но он должен быть четко усвоен, иначе все сильно запутается. Мы поведем речь об управлении, так сказать,
Если один человек — это фирма, то он использует свою нервную систему, чтобы управлять такой фирмой. Если два человека работают как партнеры, то, вероятнее всего, они поделят функции управления между собой. Предположим, один из них станет изготавливать какие-то вещи, а другой их продавать. Можно видеть смысл наличия у первого всяких интероцепторов — он единственный, кто знает состояние используемого им оборудования, помещений, в которых он работает, их систем отопления, освещения, исходных материалов и количество готовой продукции. Второй человек располагает экстеро-цепторами. Он обеспечивает связь со снабжением, рынком и приносит информацию о взаимодействии фирмы с внешним миром. Как теперь выглядит иерархия компьютеризированной системы, которая и составляет мозг такой фирмы? Без сомнения, эти два человека будут разговаривать друг с другом, и, если они хорошо взаимодействуют как партнеры, то будут совместно решать, что выпускать, как управлять на любом уровне, и, конечно, строить планы на будущее.
Если теперь взять достаточно крупную фирму, на которой работает несколько сотен человек, то в таком случае положение не будет столь простым. Мы увидим в любой такой сложившейся фирме, что вся ее организация раздроблена. Это распространяется на всех ее работников без исключения (тут полная аналогия с органами нашего тела, где каждый выполняет предписанную ему задачу). Управление фирмой возложено на администрацию и более чем вероятно, что она тоже подразделена. Вместо главного потока информации, проходящего через иерархию компьютерных систем, мы обнаружим направляемую вверх специализированную информацию, подразделенную на производственную, учета себестоимости, сбыта и т. п. Глава каждого из таких функциональных подразделений, вероятно, является членом директората фирмы. Теперь он встретился с необходимостью поддерживать связь с другими директорами фирмы, на повышенных тонах выяснять с ними отношения. Задача эта, как им известно, трудная. Дело в том, что, когда фирма вырастает до известного предела, теряются близкие отношения между людьми, выглядевшие как партнерство. У людей просто не остается столько времени, сколько его требуется согласно теории информации, чтобы добиться полной гармонии их взаимоотношений.
В конце концов, если бы Вам захотелось узнать
Консервативно настроенные бизнесмены в нашем обществе знать ничего не хотят о подобном анализе. Ради всего святого, — говорит такой бизнесмен — нет никакой необходимости в том, чтобы я рассказывал в деталях всем другим о том, чем я был занят. Мне платят соответственно работе, а все, что нужно знать другим, по моему мнению, достаточно хорошо известно из достигнутых мною результатов. Однако здесь-то и начинаются неприятности. Жизнеспособный организм работает как интегрированное целое. Типичное предприятие интегрируется слишком поздно и слишком мало. Всякий опытный и вдумчивый человек, занимавшийся анализом работы своего предприятия за прошедшую неделю, должен согласиться со сказанным. Работники заказали материалы, которые давно лежат на складах или которые теперь не нужны. Другие действуют с учетом условий, которых уже нет, но возникли новые, значительно более важные, о которых, к несчастью, они ничего не знают. Если бы можно было бросить все дела на неделю и проанализировать все, что в течение этой недели сделано, то мы бы, конечно, огорчились, но стали бы мудрее.
Мне никогда не забыть первого болезненного урока такого сорта, когда единство действий развалилось на самом исходном уровне внешних и внутренних рецепторов. Внешние рецепторы сообщили о заказе металлического листа определенного размера. Внутренние рецепторы отрапортовали о возможности сделать лист немногим меньше как по ширине, так и по длине. Объединения руководителями этих двух сообщений не произошло, поскольку управление было фрагментарным (в самом ортодоксальном смысле), т. е. разделенным между соответствующими руководителями торговли и производства. Можно полагать, что первый хотел удовлетворить заказчика и создал напряженную обстановку на заводе, а второй хотел уклониться от необходимости сделать невозможное. Ничего подобного не произошло бы, если бы эти два пути пересеклись, как бывает в оптических нервах! Во всяком случае руководителю торговли пришлось сказать клиенту, что завод не может справиться с листом такого размера. Об этом узнал руководитель производства и рассвирепел. Он настаивал на том, чтобы принять заказ, и по крайней мере десяток раз пытался прокатать нужный лист. Но всякий организм
Число подобных срывов в работе управления фирмами огромно, в большинстве случаев менее смешных и более серьезных. Фактически серьезные срывы, вероятно, происходят чаще и. обусловлены сложившейся практикой работы. Заводские капиталовложения чаще всего определяются производственниками, которые считают себя знатоками требований рынка. Так происходит потому, что работники служб продаж рассказывают им, чего они хотят. Но эти работники исходят при этом из своих представлений о производственных возможностях фирмы. Тогда возникает весьма типичная ситуация, когда неясно, что появилось раньше: яйцо или курица, которую может разрешить только высшее руководство фирмы или правление корпорации. К сожалению, и они рассматривают эту проблему как борьбу за влияние между двумя сторонами и поэтому вполне могут не заметить, что единое решение, в котором принимается во внимание жизнеспособность фирмы, будет совершенно другим.
В реальной жизни позиция высшего руководства значительно сложнее из-за разницы в мнениях других директоров. Например, финансовый директор может находиться в плену у ортодоксальных аналитиков сложившейся ситуации, а если так, то он будет говорить на языке возвращения затрат и ограничения капиталовложений — на языке, пригодном для увековечивания существующего положения дел. Его может поддержать технический директор, который придерживается тех же идей. Фирма, которая, вероятнее всего, может разорвать этот порочный круг, должна относиться к числу тех, где при управляющем директоре работает первоклассная группа исследователей операций. Если работникам такой группы дать возможность ознакомиться с природой бизнеса данной фирмы и провести интегральный анализ ее жизнестойкости, то они вполне могут справиться с обеспечением согласования действий всех частей фирмы, как того требует дело. К сожалению, группы исследования операций в Англии чаще всего заняты решением проблем, которые им подбрасывают различные подразделения. Это их вполне устраивает, поскольку оправдывает их существование в глазах отдельных членов правления фирмы. Но если руководитель производства поручает такой группе провести исследование применительно к производственным проблемам, то он, конечно, и ожидает исследования, ориентированного на производство. Он и не захочет разговаривать с исследователями операций по вопросам торговой стратегии фирмы. И так далее. С другой стороны, каким бы ни был ответ правлению на вопрос о расходах на содержание отдела исследования операций, оно не будет счастливо, если скажут, что отдел "ничего особенного не сделал", и тогда правление будет побуждать группу исследователей операций полностью посвятить себя тому, в чем нуждаются руководители разных подразделений фирмы.
Хотя, как будет показано позже, требуется, чтобы группа исследователей операций работала над общей, генеральной задачей, по-прежнему абсурдно возлагать всю ответственность за объединение фирменных действий только на эту группу. Необходимо достигать этой цели с помощью анатомического и физиологического проектирования фирмы, проведенного до самого конца. В гл. 1 мы показали, как получилось, что в коммерческой деятельности действительно нет хорошо разработанной системы управления и, следовательно, никто не может обвинить ее руководителей в том, что они не могут справиться с информацией и сделать нечто отличное от того, что делалось традиционно. Однако сегодня благодаря электронике такие возможности появились. Вот почему компьютеры необходимы даже на сравнительно набольших предприятиях — мы быстро исчерпываем возможности "партнерского" обмена информацией на человеческом языке. Поэтому то, что считалось слишком мелким предприятием, чтобы заводить компьютер, фактически оказывается слишком большим, чтобы его себе не позволить. Из этого не следует, что мелкая фирма обязана его приобретать, поскольку она может арендовать, и довольно дешево, терминал в вычислительной системе, работающей в режиме разделения времени. Более того, когда возможности таких систем будут надлежащим образом поняты и использованы, и, как можно предсказать, символом статуса фирмы станет
До тех пор, пока компьютеры считались (см. гл. 1) слишком "заумными" и, более того, до тех пор, пока они в большинстве случаев использовались для решения неверно поставленных задач, их применение считалось мотовством. Тут дело в приоритетах. Было бы значительно лучше потратить чудовищную сумму, как это выглядит при нынешней ситуации, на то, чтобы обеспечить правильное использование компьютеров, чем делать нечто другое. Но это должно быть действительно "правильное" использование. Под этим довольно неубедительным прилагательным (читатель теперь это легче поймет) скрывается такое использование компьютера, которое обеспечивает интеграцию управления. В настоящее время фирма может ставить перед собой такую задачу исходя из основных принципов ее работы и ее внутренних потребностей. Случилось так потому, что ни производители компьютеров, ни консультанты, советующие, как использовать компьютеры, не предпринимали никаких усилий к тому, чтобы разработать систему программ управления фирмой. Они, по-видимому, считают, что все фирмы различны. Так оно и есть, но не во всех отношениях. Как я считаю, можно разработать пятиуровневую иерархическую систему на базе аналоговых и цифровых машин совместно с командными и следящими за событиями программами, которые бы обеспечивали любой фирме успешное начало для создания специфической для каждой (как это и должно быть) ее собственной системы управления. Такие возможности существуют многие годы, и здесь мы вновь должны обратить внимание на микропроцессоры, поскольку они делают решение проблемы реальным. Как указывалось в гл. 1, задержка с внедрением была связана со стоимостью компьютеров, и не только потому, что она всегда была слишком высокой, но и потому, что позволяла монополистически управлять их ценами. Теперь таких ограничений нет.
Поделиться книгой: