» » Привычка свыше нам дана...

Привычка свыше нам дана...

Как неоднократно было показано, любой физиологический механизм играет подчиненную роль по отношению к результату, к той задаче, которую решает организм. Механизм может перестраиваться, корректироваться, комбинироваться с другими ради достижения этого результата. Поэтому скорее устройство механизма можно объяснить результатом, чем наоборот. Однако здесь мы не будем заниматься таким объяснением: механизмы настолько сложны и многообразны, что для их рассмотрения не хватило бы десяти таких книг, как эта. Организация генетического аппарата, строение сетчатки глаза, структура нервных сетей, работа ионных насосов, регуляция артериального давления или температуры тела — это предмет большой книги. В то же время основных закономерностей (в отличие от механизмов) не так уж много. Объясняется это тем, что одна и та же закономерность часто повторяется в различных системах и на различных уровнях организации, при этом она обеспечивается совершенно разными механизмами. Примерами могут служить принцип доминанты, адаптация, эффект границы, иллюзия контраста и целый ряд других закономерностей, о которых и пойдет речь в этой главе.
Главное отличие принципа максимума информации от принципа максимума энтропии — присутствие добавочного члена, условной энтропии. Обосновать справедливость этой добавки и раскрыть ее смысл и будет нашей первоочередной задачей. Принцип максимума информации в том виде, который задается выражением, охватывает достаточно сложные формы поведения, которые описываются многими степенями свободы, каждая из которых может иметь в свою очередь много градаций. Сейчас мы хотим предельно упростить его, взяв сравнительно простые модели среды и организма. Но модели типичные и способные проиллюстрировать многие реальные ситуации. Рассмотрим случай, когда среда описывается одной переменной X, которая имеет всего две градации: х0 и Х. Примеры — свет и темнота, тепло и холод, большой и маленький размер предмета, наличие или отсутствие воды, пищи или другого раздражителя. Двоичная модель годится и тогда, когда из всего окружения организма его интересует только один объект, все же остальное он рассматривает как фон (х0). В следующий раз из этого фона может быть выделен другой объект (а прежний отнесен к фону) и т. д. В этом смысле двоичная модель универсальна и способна описать — как первое качественное приближение — сколь угодно сложную реальную среду. Поэтому в дальнейшем мы ограничимся главным образом двоичной моделью. Тем более что благодаря ее простоте многие математические выкладки здесь могут быть доведены до конца, а результаты представлены в наглядной форме. Обобщение результатов на переменные с числом градаций больше двух, как правило, не составляет труда. В качестве модели организма мы будем использовать матрицу, описывающую вероятностное взаимодействие стимулов и реакций. Впервые подобные матрицы были введены К. Штайнбухом для описания процессов научения, но они годятся не только для этих целей. Матрица характеризует состояние памяти организма. Входами матрицы, являются стимулы (сверху), выходами — реакции (сбоку). В двоичном случае число входов и число выходов равно двум и, следовательно, число клеток матрицы — четырем. В каждой клетке мы будем записывать число событий, т. е. число совместных реализаций стимула и реакции . На основе этих чисел можно подсчитать различные интересующие нас вероятности. Безусловная вероятность реакции вычисляется как отношение числа реакций к общему числу событий Условная вероятность подсчитывается как отношение числа реакций в пределах столбца xк общему числу реакций в пределах этого же столбца.. Аналогичным образом вычисляются безусловные и условные вероятности стимулов. При необходимости вероятности стимулов и реакций мы будем писать соответственно снизу и справа от матрицы, а вероятности результатов — на продолжении соответствующих диагоналей. Общее число событий, хранящихся в памяти (а значит, и в клетках матрицы), мы будем считать постоянным (конкретно у нас л=100). Если в память поступает Ал новых событий, то такое же количество событий должно быть удалено из памяти. Наиболее естественно считать, что число событий, удаляемых из каждой клетки Агат, пропорционально числу уже содержащихся в ней событий. Отметим, что каждое событие (стимул+реакция) характеризуется определенной затратой ресурсов. Поэтому в клетках матрицы, помимо вероятностей, «прописаны» и соответствующие затраты. Эти затраты зависят как от реакций, так, вообще говоря, и от стимулов. Аномальная, защитная реакция у0 обычно требует больших энергетических затрат, чем нормальная у.
Стремление к максимуму информации в этой модели выражается в двух тенденциях:
а) концентрация событий на диагонали матрицы;
б) экспансия событий вдоль диагонали, равномерное ее заселение.
Например, если человек вынужден говорить слишком громко, то разнообразие интонаций его речи уменьшается, уменьшается и количество передаваемой информации, речь становится однообразной, невыразительной. Поневоле будет монотонной и слишком тихая речь. Наибольшая выразительность голоса достигается при некотором среднем уровне громкости. Это хорошо знают лекторы, актеры, певцы, музыкальные педагоги. Вот что пишет, например, по этому поводу Ф. Ламперти:
«Голос даже при самом сильном пении должен всегда быть гораздо слабее его предельной возможности, должен свободно литься без форсировки. В этом-то и заключается тайна самых знаменитых певцов прежнего времени, очаровывавших непринужденностью и прелестью своего пения».
Указанная закономерность справедлива, конечно, не только для пения, но и для других видов деятельности: наивысший уровень мастерства достигается при некотором среднем уровне энергетических затрат. В этом состоит содержание известного эмпирического закона Йеркса—Додсона. Этот закон, как видим, является следствием принципа максимума информации. Проблема предсказания поведения ставится теперь следующим образом: задано состояние организма (в виде матрицы) и стимул. Спрашивается, какой будет реакция? Наш принцип отвечает на этот вопрос следующим образом: организм выберет ту реакцию, которая обеспечит максимальное приращение полезности (а значит, и максимальное значение L после реакции). Мы знаем, однако, что не всегда организм может отвечать на стимул адекватной реакцией. Поэтому интересна и другая постановка задачи: задано состояние организма и реакция ук. Спрашивается, каково будет приращение полезности, доставляемое стимулом, а значит, и привлекательность для организма этого стимула? Типичной, например, является ситуация, когда многократно повторяется стимул и организм отвечает на него реакцией. При этом в результате повторения меняется само состояние организма (матрица), а значит, и характер стимула: из полезного он может превратиться во вредный и наоборот, т. е. полезность как-то эволюционирует. Можно промоделировать этот процесс на ЭВМ, и тогда мы получим что-то вроде кривой, изображенной на рис. 6. Однако нам хотелось бы другого: вычленить те факторы, которые определяют полезность стимула и отношение к нему организма, и рассмотреть их влияние по отдельности. Потому что эти факторы — привычка, неопределенность, потребность и т. п. — имеют прямой психологический смысл, мы сталкиваемся с ними ежечасно, и именно их анализ, объяснение их влияния и представляет наибольший интерес. И как ни проста наша модель, но для такого анализа нам понадобятся еще некоторые упрощающие предположения. Обратим внимание на следующее обстоятельство: если происходит событие, то сильнее всего меняется (увеличивается) условная вероятность. Остальные вероятности меняются меньше и этими изменениями можно на первых порах пренебречь. Поэтому рассмотрим, как зависит полезность L от одной из условных вероятностей. Для конкретности мы выберем p(i/(/i). Эту вероятность можно рассматривать как «управляющий параметр», изменением которого организм добивается максимума L. Здесь через А мы обозначили сумму всех членов, которые от не зависят. Заметим, что мы изменили знак и в левой части у нас стоит не L, а —L, т. е. не полезность, а вредность. Это по некоторым соображениям удобнее. Сама вероятность, как следует из нашей модели, меняется под действием стимулов: стимул Х ее увеличивает, стимул х0 — уменьшает. Поэтому организм может управлять этой вероятностью, уменьшая или увеличивая потоки стимулов Хо и xi. В этом усилении или ослаблении потоков стимулов также могут проявляться реакции организма.
Итак, рассмотрим, как зависит функция полезности L от условной вероятности. В этой зависимости, как видно , можно различить три слагаемых:
а) условная энтропия . Мы уже знаем, что энтропия обращается в нуль, когда одна из вероятностей равна единице. И максимальна, когда обе вероятности одинаковы. Следовательно, зависимость условной энтропии от вероятности имеет вид «холма», т. е. нелинейна;
б) второе слагаемое представляет собой произведение вероятности на квадратную скобку. Последнюю можно рассматривать просто как коэффициент, который может быть положительным, нулевым или отрицательным.
В целом зависимость выглядит как энтропийный холм, стоящий на наклонном основании. Наклон основания холма определяется величинами, входящими в квадратную скобку. Для большей наглядности мы изменили знак L, т. е. вверх по оси ординат откладываем не полезность, а «вредность». Это позволяет стремление к максимуму L моделировать движением шарика, который стремится скатиться вниз по склону энтропийного холма. Шарик изображает состояние организма. Как видим, на рисунке существуют две точки максимума — 0 и 1, слева и справа. И соответственно две зоны притяжения, окружающие эти максимумы. Попав в зону притяжения, шарик устремляется к соответствующему максимуму, т. е. на нашем рисунке в наинизшую, устойчивую точку. Размеры зоны притяжения зависят от того, куда и насколько наклонено основание холма. Например, наклон основания влево увеличивает левую зону притяжения и уменьшает правую. Драматизм ситуации состоит в том, что существует не один, а именно два максимума L. А те критерии и «пеленги», которыми природа снабдила организм (как мы увидим ниже, это эмоции и мотивации), позволяют ему достигать только локального максимума, т. е. того, в зоне притяжения которого он уже находится. Но выбирать между максимумами организм не может, он не может самостоятельно покинуть меньший и перейти к большему. Точно так же наш шарик наделен стремлением только вниз, он не может самостоятельно выскочить из лунки и перейти в другую, даже если она будет более глубокой. Правда, это ограничение не является таким уж абсолютным. Например, у человека, кроме эмоций, есть еще разум и воля, он может, что называется, взять себя за шиворот и, преодолевая неразумный ропот чувств, перебросить в непривычное, но лучшее состояние. Случайные колебания вероятности, которые всегда имеют место, также могут перебросить шарик через вершину холма. Эта наглядная модель вполне достаточна, чтобы описать и объяснить многие закономерности поведения. Оставим на время в стороне проблемы, связанные с достижением абсолютного максимума L, и посмотрим, в каких формах поведения выражается стремление организма к локальному максимуму, иначе говоря — к минимуму условной энтропии (стремление шарика скатиться по склону энтропийного холма влево или вправо). Все эти формы поведения можно назвать (в отличие от поискового поведения) консервативным или стабилизирующим поведением. Сущность консервативного поведения состоит в стремлении сохранить, удержать привычные состояния, привычные значения стимулов. Причем привычка эта может быть как индивидуальной, приобретенной в результате собственного опыта, так и видовой, полученной организмом по наследству от родителей или
путем подражания другим особям. В 1933 году П. К. Анохин и Е. Стреж поставили любопытный опыт. Собаке, привыкшей по сигналу получать в кормушке сухари, однажды подложили мясо. В первый момент собака от неожиданности даже отказалась от еды. Позднее Н. В. Асмаян подробно изучил эту ситуацию и показал, что это происходит именно только в первый момент, позднее собака, конечно, меняет решение. Но важен именно этот момент, доказывающий влияние установки, акцептора действия на поведение. Но, пожалуй, наиболее показательным примером консервативного поведения является гомеостаз — поддержание постоянства внутренней среды организма. «Постоянство внутренней среды есть условие свободной жизни организма». Это знаменитая формула Клода Бернара, великого французского физиолога, подвела итог многолетним усилиям ученых понять, что же все-таки делает живой организм, когда живет, какова конечная цель всех его многосложных реакций. «Все жизненные механизмы,— продолжает К. Бернар, — сколь бы разнообразны они не были, служат одной-единственной цели: сохранению постоянства условий жизни во внутренней среде организма». Этот принцип — постоянство внутренней среды — был многократно проверен. В 1922 году другой исследователь— У. Кеннон —дал ему название — гомеостаз. Конкретно гомеостаз — это постоянство таких параметров, как температура тела, концентрация в крови ионов, воды, питательных веществ и т. п. Поразительно, но до сих пор плазма нашей крови сохраняет температуру и состав, близкий к составу того теплого океана, в котором некогда возникла жизнь. Возникновение жизни было ее первым успехом, и естественно, что условия, способствовавшие этому успеху, закреплены особенно прочно. Такие древние, изначальные, органические чувства, как голод, холод, жажда и др., — суть не что иное, как видовые привычки, как силы, работающие на стабилизацию привычной внутренней среды. Однако роль привычки в консервативном поведении, вообще говоря, нельзя описать только через стремление к минимуму условной энтропии Н(Х/У). Такое описание верно лишь до тех пор, пока мы имеем дело с отдельным изолированным результатом, как в нашей простейшей модели. К сожалению, реальные организмы устроены сложнее, в них существует целая иерархия результатов, связанных друг с другом. В этой иерархии можно выделить результаты первичные, которые являются самоцелью, важные организму сами по себе, и результаты вторичные, которые служат средствами достижения первичных. Понятия первичного и вторичного, конечно, относительны: результат может быть первичен по отношению к одному и в то же время вторичен по отношению к другому результату. Самым первичным, исходным результатом является выживание, а такие результаты, как температура тела, артериальное давление, уровень сахара в крови и т. п., по отношению к нему вторичны. Каждый из них имеет не только самостоятельную информационную ценность, но и несет информацию о первичном результате, светит не только собственным, но и отраженным светом. У человека дерево вторичных результатов разрослось особенно буйно: жилище, одежда, транспорт, вооружение, да и, по сути, вся наша цивилизация, вся индустрия, работающая на ее поддержание, — все это ветви того же дерева, выросшие из единого корня — стремления к выживанию. Теперь читателю должно быть ясно, что консерватизм нормального значения переменной обусловлен по крайней мере двумя факторами:
привычкой к этому значению; связью с нормальным значением другой, первичной переменной (последнее в конечном итоге тоже основано на привычке, но это уже чужая, первичная привычка). Например, поддержание нормальной температуры тела обусловлено, конечно, не столько индивидуальной привычкой к этой температуре, сколько ее связью с выживанием. Однако есть переменные, которые сами по себе для выживания безразличны (например, положение записной книжки в правом или левом кармане), здесь норма определяется в основном привычкой. Пример с собакой, которая в первый момент отказывается от более полезного, но непривычного мяса, демонстрирует нам возможность столкновения этих двух факторов. Со временем соотношение между этими факторами может меняться, и меняется оно, как правило, в пользу привычки. Например, человек сначала работает ради выживания, а затем работа начинает ему нравиться сама по себе, становится нормой, и он предпочитает ее безделью, даже если средствами к существованию обеспечен. Такой отрыв нормы от породивших ее корней, превращение средства в цель (рефлексия) в жизни наблюдаются сплошь и рядом. В качестве еще одного, весьма актуального примера приведем высказывание бывшего посла США в СССР Дж. Кеннана: «...соревнование в накоплении вооружений, которое начинается как средство достижения цели, вскоре становится самоцелью. Оно захватывает воображение человека и начинает определять его поведение, становится самоуправляемой силой, не зависящей от политических противоречий, которые послужили толчком для этого соревнования». Как видим, привычки бывают не только полезными.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.