Текст книги "Тяма-веда. Концептуальное воспитание человека"

где S_t1 – множество состояний системы S, в которых она считается тождественной самой себе в состоянии S_t.

Схема биологической функциональной системы, дополненная собственной памятью для отражения «реакции системы на накопленный образ», может быть положена в основу рассмотрения уже не только биологических, но и биотехнических систем как систем с обратной связью. Последние в современном понимании требуют рассмотрения на уровне обмена не просто сигналами, а сообщениями, обеспечивающими осознанную реакцию или модификацию ранее выработанного рефлекторного отклика, что соответствует формуле

Е = AF_ЦНС = U_вых, (11)

где Е – вырабатываемое в функциональной системе сообщение (эфферентная связь); А – сообщение афферентной связи; F_ЦНС – функция сравнения полученного сообщения с ранее известными сообщениями и выработки реакции на них, приводящей к положительным для системы результатам; U_вых – выходное сообщение от центральной нервной системы (ЦНС), эквивалентное сообщению эфферентной связи.

Теория доминанты А. А. Ухтомского относится к теории открытых функциональных систем, которые имеют «собственное» восприятие и влияние (например, приспособительное) на внешний мир. По отношению к каждой доминирующей (в некоторый конкретный момент) функциональной системе все другие функциональные системы в соответствии с их биологической и социальной значимостью выстраиваются в определенном иерархическом порядке, начиная от молекулярного вплоть до организменного и социально-общественного уровней. После удовлетворения ведущей потребности деятельностью организма завладевает следующая, ведущая по социальной или биологической значимости потребность, которая и строит доминирующую функциональную систему. По отношению к этой функциональной системе другие также выстраиваются в иерархическом порядке.

В случае, когда системы некоторого множества {S} функциональных систем функционируют одновременно (естественное состояние любого живого организма), между этими системами возникает отношение доминирования. Обычно говорят, что некоторый х доминирует над y (x⩾y), если х в чем-то превосходит у. Между элементами множества функциональных систем имеет место отношение доминирования, если эти элементы удовлетворяют следующим условиям:

1) никакая система не может доминировать над собой, т. е. утверждение x⩾x всегда должно (ударение на первом слоге). Это антирефлексивность и это опровергает работы 1960-х гг. В. А. Лефевра;

2) в каждой паре индивидуумов в точности один индивидуум (система) доминирует над вторым, т. е. отношения x⩾y и y⩾x взаимно исключаются (несимметричность).

В отношении доминирования систем свойство транзитивности не имеет смысла. Действительно, если некоторая система х доминирует над системой у, а система у доминирует над системой z, то это не значит, что х доминирует над z. В случае живого организма свойство транзитивности может иметь смысл только при наличии в системе единого обрабатывающего центра, что ведет к линейному упорядочиванию подсистем по их доминированию.

Рассмотренная ситуация касается только отдельной биосистемы и ее подсистем. В сложных биосистемах (коллективных и биотехнических) отношения транзитивности возникают ввиду необходимости отношений между подсистемами. Очевидно, что диалог в том и заключается, чтобы отношения доминирования между участниками изменяли направление. Соответственно, некоторые отношения во взаимосвязях также изменяются.

Известно, что математика может оперировать с частично транзитивными системами, но аппарата, оперирующего системами с обращаемой транзитивностью, до сих пор не создано.

5. Биотехническое представление (идеология) функционирования живых систем в современной биотехносфере (ноосфере)

На основании рассмотренного выше математического представления управления в сложных биологических системах нами создано биотехническое представление функционирования живых систем с учетом техногенного мира и биотехнической обратной связи. Приводим ниже биотехническую теорию по тексту [3, с. 197—236] с сохранением нумерации рисунков и формул.

Биотехническая обратная связь

Обратимся к реалиям существования явления, названного БОС, и оценим правомочность и целесообразность его использования для представления биотехнических систем. Рассмотрим некоторые возможности использования двухбазовых архитектур и понятия структурной парадигмы управления для организации обратной связи в биотехнических построениях с наличием субъекта как активной подсистемы.

x₁,…,x_N

Начнем с того, что, исходя из смысла и содержания традиционного определения БОС, для биотехнической системы можно дать достаточно подробную ее схематическую иллюстрацию, разделив биологическую и техническую части (рис. 22).

Отметим, что выделенное в биологической части множество сигнальных обратных связей может быть и другим и является лишь иллюстрацией их принципиального наличия. Однако целостное понимание всей цепи БОС остается на уровне ее замыкания от технической чести к центральной нервной системе на сигнальном уровне через рецепторы, ибо, в традиционном понимании БОС, контролировать можно только изменение измеряемых величин. Уровень связи двух составных частей биотехнической системы остается в такой цепи ниже фактографического.

В таком подходе биологической части реально доступна для восприятия техническая часть системы лишь в объеме ее функциональной (модельной) представимости сигналами, доступными рецепторам. В этом смысле правомерно утверждать, что технической части доступны лишь измеримые на ее входе сигналы, выработанные в активной биологической части системы, под действием которых техническая часть изменяет свое состояние.

Характер происходящих при этом процессов определяется скоростью изменения переменной состояния объекта (22):

где Х и Хn – скорости изменения компонент многомерной переменной х

Если бы имелась возможность на том же языке адекватно описать биологическую часть биотехнической системы, то многие проблемы кибернетического представления такого комплекса были бы решены.

Рис. 3. Организация обратной связи в биотехнической системе на уровне традиционного понимания БОС

Исходя из общей терминологии, такую конструкцию можно назвать биотехнической обратной связью (БТОС), хотя не менее правильно было бы считать ее одной из возможных реализаций информационной обратной связи.

В принципе такое построение имеет достаточную схожесть с конструкциями теории ИСУ, однако отметим, что указанные работы по этой теории сразу рассматривают случай контекстно-зависимого общения двух систем, не делая разделения их на живые и неживые по биологическому признаку. Поэтому для реализации ее построений требуется разработка пока еще гипотетической «вертикальной машины», или «метамашины», принципиально ориентированной на работу с контекстно-зависимыми языками. Это вполне реализуемая задача, в основе которой лежит разработка принципиально безадресной конструкции вычислителя.

Обратим внимание на конфигурацию БТОС на рис. 23. Реально она представляет собой две обратные связи, выполненные по рассмотренному выше структурному принципу.

Первая из них – традиционный вариант БОС.

Вторая обозначена как связь на уровне «контекстно-независимой» передачи сообщений при системотехническом восприятии биологической части биотехнического объекта. Контекстно-независимая передача взята в скобки, так как в реалии при использовании контекстно-независимой машины здесь невозможно подняться выше фактографического уровня. Поэтому сообщения принимаются в подсистеме биотехнической обратной связи (БТОС) от каждой подсистемы – биологической и технической БТС (см. толстые белые линии на рис. 4), но их общность (согласование) на уровне двухбазовой архитектуры позволяет вести непрерывное согласование структурного представления состояния этих частей (см. вертикальные тонкие линии на рис. 4, обеспечивающие выход блока БТОС на каждую из составляющих частей биотехнической системы).

Рис. 4. Организации биологической обратной связи на основе двухбазовой архитектуры хранения информации

В принципе, здесь можно увидеть внешнюю аналогию с двумя кольцами сигнальной обратной связи. Весьма вероятно, что для всех системно-сложных построений обратная связь будет представлять собой достаточно сложные образования, и это тоже тема для отдельной проработки. Главный вывод здесь достаточно понятен – в системотехническом подходе к человеку надо искать не способ сведения его языка к языку, доступному технике, но наоборот, делать все возможное, чтобы системы, существующие в неразрывном симбиозе (простое общение человека, например, с компьютером здесь менее интересно), общались на языке возможно высокого уровня, не отрицая и их сигнального взаимодействия там, где такой язык оказывается достаточно экономным и представительным.

Фактически рис. 4 задает собой прообраз БТФС, к более подробному рассмотрению которой можно перейти после рассмотрения понятия информационной обратной связи при обеспечении внешнего управления в биотехнических системах.

Об информационной обратной связи при обеспечении внешнего управления в биотехнических системах

Следующий вопрос, подлежащий нашему рассмотрению, связан уже с внешним управлением для биотехнических систем, которое при использовании двухбазовых архитектур также получает свое новое решение.

Если мы исходно считаем биотехническую систему «более технической, нежели биологической», то язык управления этой системой должен оставаться контекстно-независимым и вся система относится к классу программируемых, где биологическая часть используется как дополнение к технической и подпадает под технические ограничения, которые по тем или иным причинам точно сформулировать невозможно. Самый простой пример – управление потоком автомобилей или других технических средств, каждое из которых управляется биологической системой (экипажем, водителем и т. п.).

Если же мы исходно считаем биотехническую систему «более биологической, чем технической», то язык управления этой системой и внутри нее, и в контактах с окружением должен быть контекстно-зависимым, с элементами контекстной независимости, необходимыми для того, чтобы обеспечить функционирование ее технической части, однако здесь надо соблюдать «системный разум реализации».

Как пример приведем протез руки, управляемый и предплечьем (внутреннее механическое управление), и биотоками (внешнее управление относительно системы «плечо – протез»). Алгоритмическая реализация последнего ведет к тому, что время от времени, например, пальцы начинают самостоятельно двигаться, пугая и обладателя и окружающих, отрабатывая некоторое контекстно-независимое правило интерпретации сигналов, заложенное при создании протеза. Для «более интеллектуального» решения такой системы как раз и требуется «интеллектуальная интерпретация» биотоков, а не их алгоритмическое восприятие.

В случае взаимодействия двух биотехнических систем или человека и биотехнической системы язык управления может быть только контекстно-зависимым. Эта область сегодня наименее разработана, ибо в распоряжении исследователей имеется только управляющая машина фон-неймановской архитектуры, принципиально пригодная только для моделирования с использованием контекстно-независимых языков.

Именно поэтому приведенное выше системотехническое представление человека, изучение взаимного существования и влияния человека и его технического окружения сегодня представляется весьма актуальной задачей. Кроме необходимых аспектов изучения, приведенных в настоящей работе, она требует еще и специального исследования вопросов усложнения языков представления технических систем при их контактах с человеком в биотехнических системах.

Системное представление биотехнической функциональной системы

Введение понятия БТС-А фактически означало рассмотрение некоторого организма как прямой суммы его функциональных систем. На следующем иерархическом уровне познания вполне можно говорить и о техногенном мире как сумме биотехнических функциональных систем, для обобщенного представления которых на основании изложенного выше материала и прообраза рис. 4 может быть предложена их концептуальная схема (рис. 5), в известной степени аналогичная построениям П. К. Анохина и А. А. Ухтомского.

Рис. 5. Техногенный мир как сумма биотехнических функциональных систем

На рис. 5 центральным является блок «Внешний техногенный мир (ТМ)», являющийся суммой всех БТС «Конкретный человек и его техническое окружение как БТФС». Тогда объединение N взаимодействующих людей составляет некоторый, внешний для каждого из них техногенный мир:

Справа вверху на рис. 5 приводится подробное раскрытие БТФС, выделенной пунктирной линией. Организм активный, исследователь, некоторый конкретный человек (наиболее подходящая терминология должна выбираться в каждой конкретной задаче рассмотрения БТФС) обеспечивает себе активный выбор цели каждого следующего действия (порождения некоторого управления в пределах своих текущих возможностей).

Эта активность предопределяется некоторой «нормой» имеющихся или необходимых для достижения параметров, существенно разных для каждой выбранной цели.

Отметим, что в таком построении обретает свой действенный смысл понятие «нормы», обычно являющееся предметом достаточно произвольных дискуссий. Норма здесь – состояние, возврат к которому трактуется как удержание системы на гомеокинетическом плато. Кардинальное воздействие, переход к новой цели, новой направленности существования отдельной БТФС или их совокупности – переход на другое гомеокинетическое плато, со всеми вытекающими из этого сложностями выработки функций перехода и управлений по уравнению (17).

Далее, уже в техногенной части, проводится сравнение реальных (приборных) параметров организма с параметрами, требуемыми для достижения цели, анализ на степень глубины преобразований для достижения выбранной цели (управление на существующем гомеокинетическом плато или управление на уровне перехода на новое плато).

На рис. 5 отмечен и случай необходимости передачи дальнейшей работы с организмом в традиционную клинику в связи с всегда имеющейся возможностью при приборном анализе выявить некоторые патологии при направленном исследовании, преследующем некоторую специальную цель.

Далее начинается работа «чисто технической исполнительной части БТФС». В действие вступают технологии «поддержки нормы» или технологии организации «гомеокинетического процесса» (указанным технологиям посвящена глава 6 настоящей работы).

В зависимости от выбранной технологии и результата ее применения БТФС оказывает большее или меньшее воздействие на техногенный мир, который постепенно изменяется под воздействием суммы составляющих его БТФС, т.е. из следующего из сказанного утверждения (24):

где N_s1 и N_s2 – наборы БТФС в текущем состоянии техногенного мира ТМ;

– промежуток времени, необходимый для перехода техногенного мира из состояния S1 в состояние S2. Можно записать (25)

где U_s1 и U_s2 необходимое управление для существования системы ТМ соответственно в состояниях S1 и S2;

– некоторое воздействие (изменение ситуации) переводящее описание системы из состояния S1 в состояние S2.

Памятью такой системы является память блока «организм», это вполне естественно для биотехнических систем такого класса. Это не только очевидно, но и в известной степени является поддержкой всех построений, приведенных в главе первой. Отсюда же ясно, что техногенная эволюция свершается не где-то в промежутке или совокупности биологических и технических систем, но в самих биологических системах, своей волей и окружающей обстановкой приходящих к техногенному осмыслению и преобразованию мира и преобразующих свое представление о своем месте и роли в нем на уровне, прежде всего, своей памяти. Вполне понятно, что построение БТФС является продолжением построений теорий живых систем и вполне заслуживает своего места в их ряду. От известных построений, даже с учетом предложенных в первой главе модификаций, связанных с введением учета памяти ЦНС, без которой не может реально существовать ни одна сколько-нибудь сложная природная система, концепция или модель обобщенного системного представления БТФС отличатся, прежде всего, учетом реалий не некоторого абстрактного внешнего мира, а мира, окружающего современного человека – техногенного, обеспечивающего замену эволюции биологической на эволюцию биотехническую, учет которой является важнейшей задачей всех биотехнических построений.

IV. Система поддержки познания на основе персонифицированного подхода

1. Постановка работ и реализация персонифицированного подхода

Техногенный мир как сумма биотехнических функциональных систем (см. главу 5, рис. 5), представление которого получено в результате описанных выше исследований, закономерно ведет к необходимости построения автоматизированной системы профилактики и оздоровления (виртуальной клиники) с учетом главнейших выявленных информационных потоков, выявленных структур взаимодействия и организации информационных обратных связей.

Персонифицированный подход как основа существования виртуальной клиники, разработки информационной технологии здравоохранения и профилактики в предлагаемом ключе их понимания как важнейшей компоненты жизни человека влечет за собой двухчастное исполнение информационной, биотехнической системы, создания биотехнической технологии. Такая технология, с учетом указанных выше требований, достаточно легко реализуется при виртуальной организации клинического обеспечения населения в области здравоохранения и профилактики на базе той или иной уже существующей информационной сети.

В составе виртуальной клиники должны иметься, во-первых, персональная подсистема обеспечения управления клиента «самим собой», со сбором данных по текущему состоянию индивидуума (интегрирующая биотехническая часть виртуальной клиники), и, во-вторых, информационный медико-социальный регистр федерального уровня с распределенной региональной архитектурой, который может являться просто расширением известных федеральных регистров, например активно создаваемых ныне регистров поддержки и реабилитации инвалидов. Эта подсистема виртуальной клиники является внешней управляющей частью рассматриваемой биотехнической системы, ориентированной на консультативную поддержку индивидуума.

Итак, в отличие от других подходов, речь идет о системе, части которой ориентированы на обеспечение накопления информации и методологическое управление, т. е. на всю возможную помощь индивидууму в моменты организации сетевого контакта с ним, в том числе и такую, которую он не запрашивал, но в которой объективно нуждается. В таком подходе человек, как элемент общества, породившего все свое социально-техногенное окружение, получает возможность эффективно использовать возможности этого окружения для обеспечения постоянной и конкретной помощи в сохранении своего здоровья.

Внешне похожие системы, с функциями так называемой дистанционной медицины и телемедицины, неоднократно рассматривались в литературе, однако, как показано в первой главе, без полной структуры такого рода, без наличия персонифицированной части и самостоятельного контакта индивидуума с региональной сетью наполнения данных и поддержки профилактики и оздоровления, все ранее предложенные варианты мало отвечают глобальной задаче постоянной поддержки здорового существования каждой отдельной открытой активной системы – человека.

Отметим, что это не заявка на необходимость создания еще какой-то глобальной сети. Сеть класса федеральных и региональных информационных регистров существует уже давно, и ныне известны положительные результаты исследований возможностей введения в нее новых структур данных. Она без излишних затрат может взять на себя и предлагаемую технологию, более того, эта сеть изначально содержит в себе сведения по персональному составу населения, его работе, многим социальным аспектам и другое. Некоторые частные вопросы такой организации информационной системы, включая проблемы поднятия уровня общения, информационной обратной связи для управления и персональной информационной защиты уже обсуждались, поэтому остановимся в основном – на особенностях понимания обратной связи в структуре организации предлагаемой сетевой информационной управленческой технологии.

Смысл предлагаемой технологии достаточно ясен прямо из рис. 6: прямые линии связей означают непрерывные потоки информации, ломанные —организацию связи только в те моменты, когда это удобно каждому отдельному лицу, охваченному этой системой. Здесь учитывается и то, что для сохранения индивидуальности личной жизни технология самосовершенствования (здравоохранения и профилактики) должна предопределяться личным выбором из рекомендованных технологий.

Оценка и коррекция (по обратной связи самооценки достигнутых результатов) также является прерогативой индивидуума. Как выяснилось в процессе психологических экспериментов, здесь в гораздо большей степени важен не столько тот или иной выбор «плана построения своей жизни и личности», сколько вообще факт выбора как такового из множества общественно приемлемых вариантов, то есть выбор «упорядоченного личного существования».

Рис. 6. Иллюстративная схема системы поддержки образования.