Ирина Сироткина
От контроля сверху к самоорганизации: «Оттепель» и теория управления движениями
Логос. 2020. №2. С. 129-156
Irina Sirotkina
From top-bottom control to self-organization: the "Thaw" and motor action theory
Key words: motor action theory, N.A. Bernstein, top-down control, self-organisation, cybernetics, Moscow Motor School
The period from late 1950s to mid-1960s in the Soviet Union, known as the political Thaw, was coloured by hopes of restoring law and democracy in the country. In that period cybernetics came to symbolize both scientific progress and social change. Having just survived the hardship of Stalinist repression, Soviet intelligentsia regarded the new discipline which brought together the natural sciences and the human sciences, a gage of building freer and more equal society. After decades of domination of the “Pavlovian doctrine”, a paradigm shift started in physiology and psychology. Cybernetics reinforced the new paradigm which put to the front ideas of purposive behaviour and self-organisation in living and non-living systems. The conditional reflex gave way to more sophisticated and complex models which could be formalized mathematically. Previous models of control in the organism were mostly hierarchical and included top–bottom control from the motor centers to the periphery of movement. New models added the feedback command from the periphery to the center. By the time when cybernetics made its appearance in the Soviet Union, new models of control have already been formulated in physiology by Nikolay Bernstein (1896-1966). He termed the feedback afferent signals “sensorial corrections” meaning that they play important part in adapting central control to the changing situation on the periphery of movement. The new paradigm emphasized horizontal connections over vertical ones, and new models based on less “totalitarian” and more “democratic” principles such as the idea of automatic or autonomous functioning of middle-range centers, the mathematical concept of “well-organised functions”, the theory of “the behaviour of the collective of automata”, etc. This line of research was carried out, in the country as well as abroad, by Bernstein’s students and followers who formed the Moscow School of Motor Control.
The period from late 1950s to mid-1960s in the Soviet Union, known as the political Thaw, was coloured by hopes of restoring law and democracy in the country. In that period cybernetics came to symbolize both scientific progress and social change. Having just survived the hardship of Stalinist repression, Soviet intelligentsia regarded the new discipline which brought together the natural sciences and the human sciences, a gage of building freer and more equal society. After decades of domination of the “Pavlovian doctrine”, a paradigm shift started in physiology and psychology. Cybernetics reinforced the new paradigm which put to the front ideas of purposive behaviour and self-organisation in living and non-living systems. The conditional reflex gave way to more sophisticated and complex models which could be formalized mathematically. Previous models of control in the organism were mostly hierarchical and included top–bottom control from the motor centers to the periphery of movement. New models added the feedback command from the periphery to the center. By the time when cybernetics made its appearance in the Soviet Union, new models of control have already been formulated in physiology by Nikolay Bernstein (1896-1966). He termed the feedback afferent signals “sensorial corrections” meaning that they play important part in adapting central control to the changing situation on the periphery of movement. The new paradigm emphasized horizontal connections over vertical ones, and new models based on less “totalitarian” and more “democratic” principles such as the idea of automatic or autonomous functioning of middle-range centers, the mathematical concept of “well-organised functions”, the theory of “the behaviour of the collective of automata”, etc. This line of research was carried out, in the country as well as abroad, by Bernstein’s students and followers who formed the Moscow School of Motor Control.
Аннотация
Оттепель в советской политике рубежа 1950-х и 1960-х годов сопровождалась надеждами на восстановление в стране законности и демократии. Символом научного прогресса и социальных изменений в это время стала кибернетика. Пережив тяжелые годы репрессий, советские ученые увидели в новой дисциплине, которая объедиила точные науки с науками о жизни и человеке, ключ к построению иных, более свободных и равноправных отношений в обществе. В физиологии и психологии, где в годы сталинизма доминировала «павловская доктрина» – догматизированная теория условных рефлексов И.П. Павлова, происходила смена парадигм. Кибернетика укрепила позиции новой парадигмы, в которой на смену модели замыкания нервной связи по приницпу «одно-однозначного соответствия» (или «коммутаторной доски») пришли более сложные и изощренные модели управления в живых и неживых системах. Эти модели, к тому же, можно было формализовать, представить математически; физиологам теперь помогали физики и математики. Если ранее управление в организме понималось по схеме жесткого иерархического контроля (top–bottom control), отдачи команд от центра на периферию, то теперь к командам «сверху вниз», или от центра к периферии, добавились обратные связи от периферии к центру. Кроме этого, в новой парадигме акцент ставился на горизонтальные связи в противоположность связям вертикальным. Большое значение придавалось автономной работе нижележащих центров, а также вариативности и пластичности управления. Во всем этом нетрудно увидеть метафору демократизации режима и децентрализации государственного управления. Одним из самых популярных, как в биологии, так и в социальных науках, стало понятие идея «самоорганизации».
Итак, к тому моменту, когда в Советском Союзе появилась кибернетика, идеи активности и самоорганизации уже развивались в физиологии нервного управления. В том числе, Н.А. Бернштейном и другими учеными была сформулирована идея обратных связей («сенсорных коррекций»). Физиолог Бернштейн и его младший коллега В.С. Гурфинкель, математики И.М. Гельфанд и М.Л. Цетлин, их сотрудники и коллеги предлагали новые модели управления: идею автономной работы двигательных центров, понятие «хорошо организованных функций», теорию «поведения коллектива автоматов» и др. Часть этих исследователей стали идентифицироваться с Moscow Motor School (Московской школой двигательного управления), куда входили последователи Бернштейна в нейронауках. Мы предполагаем, что «демократический», скорее чем «тоталитарный» характер новых моделей, отражал дух 60-х годов – вектор на либерализацию жизни внутри страны и большую открытость СССР в международной политике.
Ключевые слова: теория урпавления движениями, Н.А. Бернштейн, иерархическая модель, самоорганизация, кибернетика, Московская школа двигательного управления.
Итак, к тому моменту, когда в Советском Союзе появилась кибернетика, идеи активности и самоорганизации уже развивались в физиологии нервного управления. В том числе, Н.А. Бернштейном и другими учеными была сформулирована идея обратных связей («сенсорных коррекций»). Физиолог Бернштейн и его младший коллега В.С. Гурфинкель, математики И.М. Гельфанд и М.Л. Цетлин, их сотрудники и коллеги предлагали новые модели управления: идею автономной работы двигательных центров, понятие «хорошо организованных функций», теорию «поведения коллектива автоматов» и др. Часть этих исследователей стали идентифицироваться с Moscow Motor School (Московской школой двигательного управления), куда входили последователи Бернштейна в нейронауках. Мы предполагаем, что «демократический», скорее чем «тоталитарный» характер новых моделей, отражал дух 60-х годов – вектор на либерализацию жизни внутри страны и большую открытость СССР в международной политике.
Ключевые слова: теория урпавления движениями, Н.А. Бернштейн, иерархическая модель, самоорганизация, кибернетика, Московская школа двигательного управления.
Кибернетика и политика
«Так выпьем же за кибернетике!» – такой тост произносит продавец шашлыков в фильме «Кавказская пленница»? Всеми любимая комедия вышла в 1966 году, на излёте хрущевской Оттепели. Хотя к этому времени Хрущёва уже сместили, эпоха еще была светлой, оптимистичной, устремленной в будущее. Сейчас 1960-е годы видятся как один из самых привлекательных периодов отечественной истории, – в том числе, для науки, сделавшейся тогда почти объектом культа. Новыми героями СМИ, театра и кинематографа сделались «физики» и «лирики», ученые-визионеры и ученые-романтики: традициям они предпочитали прогресс, конформизму – активность, спокойному размеренному существованию – поиск неизведанного. Культ науки отчасти заменил печально известный «культ личности», который, как надеялись, навсегда отошел в прошлое.
Многим из тогдашних ученых и инженеров пришлось пережить жесточайшие репрессии. Будущий председатель Научного совета по кибернетике, контр-адмирал Аксель Иванович Берг был арестован в 1937 году и чудом вышел на волю перед войной. Его семья происходила из обрусевших шведов. По сообщению его коллеги по Совету Е.В. Марковой, также репрессированной, остроумный Берг шутил и на эту тему: «Мои предки совершили путь из варяг в греки, а я — из дворян в зэки!ⓘ Основатель секции медицинской кибернетики в Совете, академик АМН СССР Василий Васильевич Парин, – также бывший узник ГУЛАГа. Он отморозил ноги на лесоповале в Сибири и передвигался медленно, с трудом. Сотрудники Совета, вспоминала Маркова, часто наблюдали такую сцену: «академик Парин медленно входит в берговский кабинет, в углу которого стояла огромная пальма. Берг быстро поднимается со своего кресла, стремительно направляется навстречу Парину, крепко пожимает руку. И два бывших узника тоталитарной системы долго беседуют за длинным берговским столом, покрытым зелёной скатертью из тонкого сукна, о путях развития кибернетики».ⓘ Этот эпизод этот – один из ключей к тому, почему научная интеллигенция обратилась к кибернетике: в этой науке увидели лекарство от тоталитаризма, инструмент для реформы сталинской системы. Со смертью «Великого кормчего», или «Великого рулевого», бразды правления принимала наука, в названии которой – греческое слово, означавшее то же самое: «кормчий», «рулевой».
С осени 1954 года в Московском государственном университете собирается Большой семинар А.А. Ляпунова, где обсуждаются вопросы кибернетики и математического моделирования процессов управления в живых и неживых системах. «Состав участников, – вспоминает М.М. Гаазе-Рапопорт, – включал не только студентов и аспирантов МГУ, но и многочисленных специалистов – математиков, биологов, инженеров, философов и др., а также писателей, журналистов, популяризаторов науки, работников научно-популярного кино; участники семинара работали в различных учреждениях Москвы, многие приезжали из других городов. Семинар отличался демократичностью: ни возраст, ни отсутствие научных "регалий" не мешали участию в дискуссии»ⓘ.
Конечно, все согласны с тем, что психиатрия в России развивалась не в изоляции: российские врачи традиционно ездили в Европу завершать свое образование, стажироваться у известных профессоров, знакомиться с новостями практической психиатрии. Но нельзя преуменьшать вызванные спецификой местной жизни отличия российской психиатрии от западной. Речь идет не о различиях в понятиях и концепциях, поскольку знание, полученное психиатрами в одной стране, с теми или иными оговорками, становилось достоянием врачей других стран. Не слишком отличалась и практическая сторона дела: при постройке больниц в России использовался западный опыт, содержание и лечение в них душевнобольных принципиально не отличалось. Так же, как и на Западе, российские частные лечебницы были гораздо лучше тех огромных и переполненных больниц, которые устраивало за свой счет государство. Так же, как и за границей, вроде бы, гуманное дело — помощь душевнобольным — была для многих из них источником страданий; психиатрия могла с легкостью быть использована в целях насилия и нарушения гражданских и личных прав.
После публикации русского перевода книги Норберта Винера о возможностях математики в управлении, включая управление обществомⓘ, в СССР начался настоящий кибернетический бум. В январе 1959 года Президиум Академии наук поручил академику Акселю Ивановичу Бергу, инженеру, контр-адмиралу и ученому с огромным опытом, сформировать комиссию для подготовки развернутого аналитического доклада «Основные вопросы кибернетики». Задачу новой дисциплины Берг определил как «повышение эффективности деятельности человека во всех случаях, когда ему необходимо осуществлять управление»ⓘ. Берг и его коллеги увидели преемственность между новой областью исследований и раннесоветским движением за научную организацию труда, научным подходом к управлению, сформулированным в 1920-е годы. Возглавив Научный совет по кибернетике, Берг, в числе прочих шагов, упомянул Гастева в своей статье в «Правде» и тем самым продолжил реабилитацию основателя ЦИТа, расстрелянного НКВД в 1939 годуⓘ.
По инициативе Берга, в состав Комиссии, наряду с восемью специалистами в области управления и шестью математиками и программистами, вошли два лингвиста и два экономиста, а также биолог и медик. Берга живо интересовали проблемы поведения живых систем и активности; активность он определял как «способность систем к самосохранению путем самоуправления, самовоспроизведения и развития в процессе взаимодействия с изменяющейся средой»ⓘ. Эти положения, по мнению Д.А. Поспелова, подготовили переход к сетевой парадигме интеллектуальных систем, в которой центр внимания сосредотачивается на проблемах самообучения и самоорганизации сетевых структур. «Кибернетика, – вспоминал участник событий, математик В.В. Налимов, – тогда обрела у нас статус некоего “вольного движения”, направленного против идеологической заторможенности»ⓘ. Сам Налимов работал в те годы над математической моделью «спонтанности сознания», то есть аутохтонной, независимой природы сознания человекаⓘ. До этого ученый восемнадцать лет провёл в заключении и в ссылках (Колыма – Казахстан), а его отец, профессор МГУ, в 1939 году погиб в сыктывкарской тюрьмеⓘ. В Советском Союзе, отмечает историк Слава Герович, кибернетика была чем-то большим, чем научная дисциплина: в потеплевшем политическом климате она выросла в социальное движение за радикальные реформы не только науки, но и обществаⓘ.
Записные марксисты встретили кибернетику в штыки, в частности, потому, что она пересматривала вопрос о централизованном иерархическом управлении, или контроле. Философия марксизма, утверждает историк науки Лорен Грэхем, основана на свойственной эпохе Просвещения классической модели рациональностиⓘ. Ее эквивалент в науке – небесная механика Лапласа, в которой управление основано на знании всех физических законов и переменных и на способности величину этих переменных контролировать. Управление из центров, где накапливаются массивы информации, осуществляется посредством вертикальных связей, а сами центры организованы иерархически, подчинены один другому. Кибернетика, напротив, подчеркивает значение горизонтальных связей, свободных потоков информации и самоорганизации как для моделей поведения живых организмов, так и моделей строения их систем.
Однако, замечает Грэхэм, неверно считать кибернетику прямой трансляцией в науку ценностей демократического и открытого общества. Так, согласно кибернетике, барьеры, или фильтры стоящие на пути информации, играют не меньшую роль в управлении, чем свободные информационные потоки. И все же, заметрим мы, детерминизму лапласовской механики она противопоставила активность живых организмов. Кибернетика словно подводила научный фундамент под «демократические» понятия автономии, активности и самоорганизации и тем самым легитимизировала их в глазах власти. Согласно Норберту Винеру, жизнь – это саморегулирующаяся система с нелинейным управлением. Это определение советские ученые хорошо знали уже к середине 1950-х годов, когда кибернетика еще находилась под негласным запретом. Так, после знаменитого доклада математика А.Н. Колмогорова «Автоматы и жизнь» об искусственном интеллекте один из слушателей прислал записку, в которой цитировал (в то время еще закрытого для широкой публики) Винера. А С.П. Капица вспоминает о том, что в Институте прикладной математики им. М. В. Келдыша «видел экземпляр книги Винера с “гайкой”, т. е. с цензурным знаком, запрещающим ее распространение. Тогда я прочел эту книгу в ее английском варианте. Она произвела на меня большое впечатление»ⓘ.
Привлекательность кибернетики для ученых в послесталинском СССР – в предлагаемой ею смены парадигм: с центрального иерархического контроля на самоуправление, с функционирования в соответствии с программой на «низовую» активность. «В живой организм и в его мозг никто извне не вкладывал никакой программы, – подчеркивал физиолог Н.А. Бернштейн, – весь процесс [превращения мозга антропоида в человеческий] совершался в порядке активной жизнедеятельности и самоорганизации»ⓘ. Так же и движение человека не совершается только на основании программы, или, пользуясь более ранним термином, «энграммы» – закодированного в центральной нервной системе образа движения. Оно непрерывно, сиюминутно строится с учетом сигналов с периферии, или, говоря языком кибернетики, «обратных связей».
В борьбе с «огромным потоком дезорганизованности, который, в соответствии со вторым законом термодинамики, стремится все свести к тепловой смерти, всеобщему равновесию и одинаковости, мы плывем вверх по течению» – писал Винерⓘ. Он представлял активность как преодоление среды, целеустремленную борьбу с ней:
Люди стоят потому, что они непрерывно сопротивляются тенденции упасть вперед или назад и умеют непроизвольно компенсировать эти тенденции с помощью мускульных усилий, отклоняющих тело в обратном направлении. Равновесие человеческого тела, так же, как и другие виды равновесия, наблюдаемые в живых организмах, не является статическим, а достигается за счет непрерывно протекающих процессов, активно препятствующих развитию любой тенденции, направленной на то, чтобы его нарушить. Таким образом, стоя на месте или передвигаясь, мы непрерывно сражаемся с силами земного притяжения, а вся наша жизнь есть непрекращающаяся борьба со смертьюⓘ.
Многим из тогдашних ученых и инженеров пришлось пережить жесточайшие репрессии. Будущий председатель Научного совета по кибернетике, контр-адмирал Аксель Иванович Берг был арестован в 1937 году и чудом вышел на волю перед войной. Его семья происходила из обрусевших шведов. По сообщению его коллеги по Совету Е.В. Марковой, также репрессированной, остроумный Берг шутил и на эту тему: «Мои предки совершили путь из варяг в греки, а я — из дворян в зэки!ⓘ Основатель секции медицинской кибернетики в Совете, академик АМН СССР Василий Васильевич Парин, – также бывший узник ГУЛАГа. Он отморозил ноги на лесоповале в Сибири и передвигался медленно, с трудом. Сотрудники Совета, вспоминала Маркова, часто наблюдали такую сцену: «академик Парин медленно входит в берговский кабинет, в углу которого стояла огромная пальма. Берг быстро поднимается со своего кресла, стремительно направляется навстречу Парину, крепко пожимает руку. И два бывших узника тоталитарной системы долго беседуют за длинным берговским столом, покрытым зелёной скатертью из тонкого сукна, о путях развития кибернетики».ⓘ Этот эпизод этот – один из ключей к тому, почему научная интеллигенция обратилась к кибернетике: в этой науке увидели лекарство от тоталитаризма, инструмент для реформы сталинской системы. Со смертью «Великого кормчего», или «Великого рулевого», бразды правления принимала наука, в названии которой – греческое слово, означавшее то же самое: «кормчий», «рулевой».
С осени 1954 года в Московском государственном университете собирается Большой семинар А.А. Ляпунова, где обсуждаются вопросы кибернетики и математического моделирования процессов управления в живых и неживых системах. «Состав участников, – вспоминает М.М. Гаазе-Рапопорт, – включал не только студентов и аспирантов МГУ, но и многочисленных специалистов – математиков, биологов, инженеров, философов и др., а также писателей, журналистов, популяризаторов науки, работников научно-популярного кино; участники семинара работали в различных учреждениях Москвы, многие приезжали из других городов. Семинар отличался демократичностью: ни возраст, ни отсутствие научных "регалий" не мешали участию в дискуссии»ⓘ.
Конечно, все согласны с тем, что психиатрия в России развивалась не в изоляции: российские врачи традиционно ездили в Европу завершать свое образование, стажироваться у известных профессоров, знакомиться с новостями практической психиатрии. Но нельзя преуменьшать вызванные спецификой местной жизни отличия российской психиатрии от западной. Речь идет не о различиях в понятиях и концепциях, поскольку знание, полученное психиатрами в одной стране, с теми или иными оговорками, становилось достоянием врачей других стран. Не слишком отличалась и практическая сторона дела: при постройке больниц в России использовался западный опыт, содержание и лечение в них душевнобольных принципиально не отличалось. Так же, как и на Западе, российские частные лечебницы были гораздо лучше тех огромных и переполненных больниц, которые устраивало за свой счет государство. Так же, как и за границей, вроде бы, гуманное дело — помощь душевнобольным — была для многих из них источником страданий; психиатрия могла с легкостью быть использована в целях насилия и нарушения гражданских и личных прав.
После публикации русского перевода книги Норберта Винера о возможностях математики в управлении, включая управление обществомⓘ, в СССР начался настоящий кибернетический бум. В январе 1959 года Президиум Академии наук поручил академику Акселю Ивановичу Бергу, инженеру, контр-адмиралу и ученому с огромным опытом, сформировать комиссию для подготовки развернутого аналитического доклада «Основные вопросы кибернетики». Задачу новой дисциплины Берг определил как «повышение эффективности деятельности человека во всех случаях, когда ему необходимо осуществлять управление»ⓘ. Берг и его коллеги увидели преемственность между новой областью исследований и раннесоветским движением за научную организацию труда, научным подходом к управлению, сформулированным в 1920-е годы. Возглавив Научный совет по кибернетике, Берг, в числе прочих шагов, упомянул Гастева в своей статье в «Правде» и тем самым продолжил реабилитацию основателя ЦИТа, расстрелянного НКВД в 1939 годуⓘ.
По инициативе Берга, в состав Комиссии, наряду с восемью специалистами в области управления и шестью математиками и программистами, вошли два лингвиста и два экономиста, а также биолог и медик. Берга живо интересовали проблемы поведения живых систем и активности; активность он определял как «способность систем к самосохранению путем самоуправления, самовоспроизведения и развития в процессе взаимодействия с изменяющейся средой»ⓘ. Эти положения, по мнению Д.А. Поспелова, подготовили переход к сетевой парадигме интеллектуальных систем, в которой центр внимания сосредотачивается на проблемах самообучения и самоорганизации сетевых структур. «Кибернетика, – вспоминал участник событий, математик В.В. Налимов, – тогда обрела у нас статус некоего “вольного движения”, направленного против идеологической заторможенности»ⓘ. Сам Налимов работал в те годы над математической моделью «спонтанности сознания», то есть аутохтонной, независимой природы сознания человекаⓘ. До этого ученый восемнадцать лет провёл в заключении и в ссылках (Колыма – Казахстан), а его отец, профессор МГУ, в 1939 году погиб в сыктывкарской тюрьмеⓘ. В Советском Союзе, отмечает историк Слава Герович, кибернетика была чем-то большим, чем научная дисциплина: в потеплевшем политическом климате она выросла в социальное движение за радикальные реформы не только науки, но и обществаⓘ.
Записные марксисты встретили кибернетику в штыки, в частности, потому, что она пересматривала вопрос о централизованном иерархическом управлении, или контроле. Философия марксизма, утверждает историк науки Лорен Грэхем, основана на свойственной эпохе Просвещения классической модели рациональностиⓘ. Ее эквивалент в науке – небесная механика Лапласа, в которой управление основано на знании всех физических законов и переменных и на способности величину этих переменных контролировать. Управление из центров, где накапливаются массивы информации, осуществляется посредством вертикальных связей, а сами центры организованы иерархически, подчинены один другому. Кибернетика, напротив, подчеркивает значение горизонтальных связей, свободных потоков информации и самоорганизации как для моделей поведения живых организмов, так и моделей строения их систем.
Однако, замечает Грэхэм, неверно считать кибернетику прямой трансляцией в науку ценностей демократического и открытого общества. Так, согласно кибернетике, барьеры, или фильтры стоящие на пути информации, играют не меньшую роль в управлении, чем свободные информационные потоки. И все же, заметрим мы, детерминизму лапласовской механики она противопоставила активность живых организмов. Кибернетика словно подводила научный фундамент под «демократические» понятия автономии, активности и самоорганизации и тем самым легитимизировала их в глазах власти. Согласно Норберту Винеру, жизнь – это саморегулирующаяся система с нелинейным управлением. Это определение советские ученые хорошо знали уже к середине 1950-х годов, когда кибернетика еще находилась под негласным запретом. Так, после знаменитого доклада математика А.Н. Колмогорова «Автоматы и жизнь» об искусственном интеллекте один из слушателей прислал записку, в которой цитировал (в то время еще закрытого для широкой публики) Винера. А С.П. Капица вспоминает о том, что в Институте прикладной математики им. М. В. Келдыша «видел экземпляр книги Винера с “гайкой”, т. е. с цензурным знаком, запрещающим ее распространение. Тогда я прочел эту книгу в ее английском варианте. Она произвела на меня большое впечатление»ⓘ.
Привлекательность кибернетики для ученых в послесталинском СССР – в предлагаемой ею смены парадигм: с центрального иерархического контроля на самоуправление, с функционирования в соответствии с программой на «низовую» активность. «В живой организм и в его мозг никто извне не вкладывал никакой программы, – подчеркивал физиолог Н.А. Бернштейн, – весь процесс [превращения мозга антропоида в человеческий] совершался в порядке активной жизнедеятельности и самоорганизации»ⓘ. Так же и движение человека не совершается только на основании программы, или, пользуясь более ранним термином, «энграммы» – закодированного в центральной нервной системе образа движения. Оно непрерывно, сиюминутно строится с учетом сигналов с периферии, или, говоря языком кибернетики, «обратных связей».
В борьбе с «огромным потоком дезорганизованности, который, в соответствии со вторым законом термодинамики, стремится все свести к тепловой смерти, всеобщему равновесию и одинаковости, мы плывем вверх по течению» – писал Винерⓘ. Он представлял активность как преодоление среды, целеустремленную борьбу с ней:
Люди стоят потому, что они непрерывно сопротивляются тенденции упасть вперед или назад и умеют непроизвольно компенсировать эти тенденции с помощью мускульных усилий, отклоняющих тело в обратном направлении. Равновесие человеческого тела, так же, как и другие виды равновесия, наблюдаемые в живых организмах, не является статическим, а достигается за счет непрерывно протекающих процессов, активно препятствующих развитию любой тенденции, направленной на то, чтобы его нарушить. Таким образом, стоя на месте или передвигаясь, мы непрерывно сражаемся с силами земного притяжения, а вся наша жизнь есть непрекращающаяся борьба со смертьюⓘ.
Бернштейн против Павлова
Метафора преодоления – движения против течения – прекрасно подходила и Винеру, и его советскому коллеге Николаю Александровичу Бернштейну (1896–1966), который и является настоящим героем этой статьи. Оба ученых шли против течения, сохраняя во враждебной среде самые существенные для себя параметры, жертвуя несущественными, но не поступаясь ценным и важным. Винеру, с его левыми симпатиями, приходилось несладко в США эпохи маккартизма. Бернштейну в течение всей его научной карьеры в СССР приходилось отвечать на огульные обвинения в «механицизме», «формализме», «космополитизме», «преклонении перед Западом»... После печально знаменитой кампании против «безродных космополитов», которая началась в 1949 году и продолжалась до смерти И.В. Сталина, ученый был лишен возможности работать в лаборатории. В это время он много читал и рецензировал современную литературу по биофизике, математическому моделированию и кибернетике и сам перешел к широким теоретическим обобщениям. Одним из таких обобщений стал принцип активности, который Бернштейн пытался распространить с целенаправленной деятельности человека на его «наиболее элементарные физиологические процессы и функции»ⓘ.
Рис. 1. Н.А. Бернштейн, конец 1920-х годов
Фото из архива И.М. Фейгенберга.
Истоки «физиологии активности» можно найти еще в исследованиях, которые молодой медик-физиолог вел в Центральном институте труда, основанном А.К. Гастевым в начале 1920-х годовⓘ. В ЦИТ Бернштейна пригласил однокашник, с оторым они вместе осваивали медицину в Московском университете, физиолог К.Х. Кекчеев. Он с сотрудниками занимались физиологией труда, а Бернштейну, хорошо знавшему технику (он фотографировал, прекрасно чертил, собирал радиоприемники и делал точнейшие модели паровозов и железнодорожных вагонов) предложил заниматься регистрацией рабочих движений. Молодой медик возглавил лабораторию биомеханики, где снимали на камеру и исследовали движения слесаря – удар молотком по зубилу и опиловку напильником. Уже через год после прихода в ЦИТ Бернштейн накопил достаточно материала, чтобы поставить главный для себя вопрос о том, как нервная система управляет движениямиⓘ. Он пришел к выводу, что ни одна физиологическая теория, включая теорию условных рефлексов, не может объяснить, как осуществляется сложнейшая координация при совершении движений человека. То, что создавалось для объяснения слюноотделения у собак, теория И.П. Павлова, вряд могла объяснить произвольные и целенаправленные движения. Различия взглядов Бернштейна и Павлова во многом обусловлены разной феноменологией. В экспериментах по выработке условных рефлексов животное обездвиживалось, закреплялось в специальном станке, помещалось в изолированную тихую комнату – «башню молчания». А потому и реакции его были «условными» – искусственными, невалидными в естественных условиях. Кроме того, по сравнению с работой слюнной железы, моторика человека представлялась Бернштейну превосходным, многообещающим индикатором для изучения процессов в центральной нервной системе.
Так оно и оказалось: изучение целенаправленных движений человека позволило создать гораздо более изощренные модели управления, кторые впоследствие оказались сродни кибернетическим. Согласно теории Бернштейна, движение строится в ответ на определенную задачу, каждый раз заново, путем постоянного учета информации с периферии – обратных связей, или «сенсорных коррекций». Человеческое движение, таким образом, гораздо сложнее, чем механический акт или рефлекторный ответ на раздражитель, и скорее похоже на акт интеллектуальный, напоминающий решение (двигательной) задачи. За последующие три десятилетия Бернштейн получает и публикует доказательства этой теории, в том числе, книгу «О построении движений»ⓘ, которая была отмечена Государственной премией II-й степени (в тот период называвшейся Сталинской). За этим, как мы знаем, последовала опала, но с началом Оттепели наступил новый подъем, и к Бернштейну пришло признание, в том числе международное.
Так оно и оказалось: изучение целенаправленных движений человека позволило создать гораздо более изощренные модели управления, кторые впоследствие оказались сродни кибернетическим. Согласно теории Бернштейна, движение строится в ответ на определенную задачу, каждый раз заново, путем постоянного учета информации с периферии – обратных связей, или «сенсорных коррекций». Человеческое движение, таким образом, гораздо сложнее, чем механический акт или рефлекторный ответ на раздражитель, и скорее похоже на акт интеллектуальный, напоминающий решение (двигательной) задачи. За последующие три десятилетия Бернштейн получает и публикует доказательства этой теории, в том числе, книгу «О построении движений»ⓘ, которая была отмечена Государственной премией II-й степени (в тот период называвшейся Сталинской). За этим, как мы знаем, последовала опала, но с началом Оттепели наступил новый подъем, и к Бернштейну пришло признание, в том числе международное.
Рис. 2. Н.А. Бернштейн (второй слева) с коллегами в Институте физкультуры, 1949 г.
Фото из архива И.М. Фейгенберга
В апреле 1957 года Бернштейн выступил на семинаре А.А. Ляпунова с докладом «О координации движений у человека и высших организмов»; обсуждение продолжилось и на следующем заседании семинара. В 1963-1964 годах вышло несколько его статей, написанные им рецензии на книги и предисловия к работам по кибернетикеⓘ. А в ноябре 1965 года в Москве в Институте физкультуры (ГЦОЛИФКе) открылась конференция «Кибернетика и спорт», на которой ученого приветствовали как триумфатора. Один из участников вспоминал:
Свободных мест в зале нет. Кибернетика никого не оставляет равнодушным. <…> Председательствующий – А.Д. Новиков – предоставляет вступительное слово Николаю Александровичу Бернштейну. Тот неспеша встает и, несколько сутулясь, медленно идет к трибуне. Ничто не нарушает тишины, все замерло. Более 600 присутствующих следят за больным человеком, стоящим на трибуне и, как бы чего-то опасаясь, напряженно вглядывающимся в зал. Пауза затягивается... И вдруг где-то в глубине зала раздается робкий, как бы боящийся наказания за дерзость, хлопок. За ним еще один, еще, еще... – и зал не весь разом, как это было принято для приветствия вождей и героев, а постепенно высвобождая сжатую пружину своих долго сдерживаемых чувств, взрывается аплодисментамиⓘ.
В чем же современники видели триумф Бернштейна, и над кем была эта победа? На Всесоюзном совещании по философским вопросам физиологии высшей нервной деятельности и психологии в 1962 году ученый одним из первых поднял голос против «павловской доктрины» – теории условных рефлексовⓘ. К сожалению для науки, во время патриотической кампании Сталина – борьбы против «космополитов» и «преклонения перед Западом», Павлова сделали показательным «великим отечественным ученым», и всякая критика его теорий была запрещена. Бернштейн, однко, от своей критической позиции, которую он занял еще в 1920-е годы, не отказывался никогда. И теперь коллеги, которые чувствовали на себе тяжелую длань партийного контроля, которая пользовалась имнем Павлова как кнутом, вознаградили Берншетйна за стойкость.
Если теория условных рефлексов, утверждал Бернштейн, изучала пассивный организм, исходя из «уравновешивания организма с окружающей средой», то новая «физиология активности» исследует организм, который эту среду преодолеваетⓘ. Еще важнее было то, что с окончанием господства теории условных рефлексов в физиологию вводились новые модели нервного управления. Сам Бернштейн особенно в этом преуспел. В теории условных рефлексов модель только одна – односторонние команды из центра на периферию; ее сравнивали с коммутаторной доской – устройством, с помощью которого телефонистка на центральной телефонной станции принимает звонки абонентов и соединяет их с теми, кому они звонят. В этом случае мозг – «телефонистка за коммутатором», а способ управления – прямая передача звонков-команд из центра на периферию. Показывав ограниченность такой модели, Бернштейн существенно ее изменил, дополнив ее обратными связями от периферии к центру, назвав их «сенсорными коррекциями» (термин «обратные связи» появился позже, с приходом кибернетики). Вместо «рефлекторной дуги» получился «рефлекторный круг», когда центр не просто отдает команды, а получает обратную связь с периферии и корректирует программу.
Свободных мест в зале нет. Кибернетика никого не оставляет равнодушным. <…> Председательствующий – А.Д. Новиков – предоставляет вступительное слово Николаю Александровичу Бернштейну. Тот неспеша встает и, несколько сутулясь, медленно идет к трибуне. Ничто не нарушает тишины, все замерло. Более 600 присутствующих следят за больным человеком, стоящим на трибуне и, как бы чего-то опасаясь, напряженно вглядывающимся в зал. Пауза затягивается... И вдруг где-то в глубине зала раздается робкий, как бы боящийся наказания за дерзость, хлопок. За ним еще один, еще, еще... – и зал не весь разом, как это было принято для приветствия вождей и героев, а постепенно высвобождая сжатую пружину своих долго сдерживаемых чувств, взрывается аплодисментамиⓘ.
В чем же современники видели триумф Бернштейна, и над кем была эта победа? На Всесоюзном совещании по философским вопросам физиологии высшей нервной деятельности и психологии в 1962 году ученый одним из первых поднял голос против «павловской доктрины» – теории условных рефлексовⓘ. К сожалению для науки, во время патриотической кампании Сталина – борьбы против «космополитов» и «преклонения перед Западом», Павлова сделали показательным «великим отечественным ученым», и всякая критика его теорий была запрещена. Бернштейн, однко, от своей критической позиции, которую он занял еще в 1920-е годы, не отказывался никогда. И теперь коллеги, которые чувствовали на себе тяжелую длань партийного контроля, которая пользовалась имнем Павлова как кнутом, вознаградили Берншетйна за стойкость.
Если теория условных рефлексов, утверждал Бернштейн, изучала пассивный организм, исходя из «уравновешивания организма с окружающей средой», то новая «физиология активности» исследует организм, который эту среду преодолеваетⓘ. Еще важнее было то, что с окончанием господства теории условных рефлексов в физиологию вводились новые модели нервного управления. Сам Бернштейн особенно в этом преуспел. В теории условных рефлексов модель только одна – односторонние команды из центра на периферию; ее сравнивали с коммутаторной доской – устройством, с помощью которого телефонистка на центральной телефонной станции принимает звонки абонентов и соединяет их с теми, кому они звонят. В этом случае мозг – «телефонистка за коммутатором», а способ управления – прямая передача звонков-команд из центра на периферию. Показывав ограниченность такой модели, Бернштейн существенно ее изменил, дополнив ее обратными связями от периферии к центру, назвав их «сенсорными коррекциями» (термин «обратные связи» появился позже, с приходом кибернетики). Вместо «рефлекторной дуги» получился «рефлекторный круг», когда центр не просто отдает команды, а получает обратную связь с периферии и корректирует программу.
Рис. 3. Командно-иерархическая модель управления, включающая разветвленные связи и относительную автономию нижестоящих центров. Из кн.: П. М. Керженцев «Принципы организации». М.: 1921, 2-е изд. 1923.
Рис. 4. Схема управления с обратными связями: Бернштейн Н.А. Некоторые назревающие проблемы регуляции двигательных актов // Вопросы психологии. 1957. №6. С. 70-90.
Бернштейн не только обладал прекрасной математической подготовкой, он и мыслил как математик, переводя сложные явления в «простые» и изящные теоретические идеи. Критикуя старые моделей, в частности, «вторую сигнальную систему» По Павлову и лежащий в ее основе принцип «одно-однозначного [или взаимно-однозначного] соответствия» (в данном случае, между словами языка и ответственными за них нервными клетками), он показывал, насколько ушла вперед математика в моделировании процессов жизни, насколько больше свободы она может предоставить биологии. Как мы видели, журнал «Вопросы психологии» первым нарушил заговор молчания вокруг ученого, напечатав в 1957 году его статью «Некоторые назревающие проблемы регуляции двигательных актов».
Точность и глубина поставки Бернштейном проблем двигательного управления и эвристичность предложенных им решений и сейчас продолжают приносить плодыⓘ. В начале 1980-х годов американские исследователи Джайан Агарвайл и Джеральд Готтлиб писали, что фундаментальные вопросы, поднятые Бернштейном в 1962 году, «остаются такими же фундаментальными и такими же нерешенными двадцать лет спустя». Они предполагали тогда, что эти вопросы будут определять пути исследований и в последующие двадцать летⓘ. Так оно, в общем, и произошло. Идеи Бернштейна заложили фундамент motor control studies – области исследований, находящейся в авангарде технонауки.
Точность и глубина поставки Бернштейном проблем двигательного управления и эвристичность предложенных им решений и сейчас продолжают приносить плодыⓘ. В начале 1980-х годов американские исследователи Джайан Агарвайл и Джеральд Готтлиб писали, что фундаментальные вопросы, поднятые Бернштейном в 1962 году, «остаются такими же фундаментальными и такими же нерешенными двадцать лет спустя». Они предполагали тогда, что эти вопросы будут определять пути исследований и в последующие двадцать летⓘ. Так оно, в общем, и произошло. Идеи Бернштейна заложили фундамент motor control studies – области исследований, находящейся в авангарде технонауки.
Moscow Motor School
После 1953 года Бернштейн вышел на пенсию, нигде не работал, а для заработка, занимался рецензированием литературы для реферативных журналов. Руководство диссертациями официально тоже не осуществлял, но неофициально консультировал и помогал многим исследователям. В конце 1950-х – начале 1960-х годов стали появляться его аналитические статьи, информированные знанием новейшей литературы, в том числе по кибернетикеⓘ. Эти работы задавали новое проблемное поле, тогда как в старых предлагалась одна из наиболее эвристичных для того времени концепций двигательного управления. В период Оттепели и те, и другие оказались востребованы у научного сообщества, куда входили представители становящихся тогда нейро- и когнитивных наук; эти последние и образовали научную школу (или, если угодно, «незримый колледж»), известную в литературе как Moscow Motor School, Московская школа двигательного управления. «Московская» – несмотря на то, что с тех пор многих ее участников разбросало по светуⓘ. К этой школе-диаспоре принадлежат ученые, развивающие идеи Бернштейна о двигательном управлении. Большинство из них в 1960-е и 1970-е годы были также участниками известного в Москве семинара под руководством математика И.М. Гельфандаⓘ.
Одной из центральных для нее на долгое время стала так называемая проблема Бернштейна – о том, что степеней свободы у движущегося органа слишком много, и, чтобы сделать орган управляемым, нервная система дожна это число уменьшить. Несмотря на свое красивое звучание, «степени свободы» – термин из механики. Он означает количество возможных перемещений органа в пространстве и, следовательно, число параметров, относительно которых осуществляется управление. Однако биомеханический термин этот прекрасно рифмовался с духом Оттепели и мог бы считаться ее метафорой. Что касается решения самой проблемы Бернштейна, то предполагал ученый, нервная система решает проблему путем связывания излишнихстепеней свободы. Это может достигаться разными способами. Например, когда двигательный навык еще не сформирован и движение выполняется «неумело», управляющая система фиксирует «лишние» сочленения. Другой способ сокращения степеней свободы – разбить все участвующие в движении суставы и мышцы на небольшое число связанных групп, или синергий, и тогда для управления каждой из них достаточно одной степени свободы управляющей системы.
Существование синергий было затем подтверждено идейными учениками Бернштейна в конкретном физиологическом исследовании. Исследуя локомоцию мезэнцефалической кошки (у которой ампутирована кора больших полушарий и сохранен только средний мозг), Марк Львович Шик с коллегами обнаружили промежуточный центр управления движениями – т.наз. локомоторную область в стволовом отделе мозгаⓘ. Авторы добились значительного методического успеха, создав возможность изучать физиологические механизмы локомоции не на обездвиженном, а нормально движущемся животном. Было показано, что во время локомоции управление мускулатурой конечности достигается тем, что разные элементы системы связываются между собой – образуются«функциональные синергии». В результате конечность становится не только единой, но и автономной. Шагательное движение обеспечивается собственным механизмом управления, а роль нисходящих влияний заключается лишь в «настройке» – переводе этого механизма в определенное функциональное состояние. Активация локомоторной области непосредственно влияет только на развиваемую мышцами мощность, тогда как, например, длительность их работы зависит от собственной афферентации, приходящей от конечности. С «точки зрения» локомоторной области, считал Шик, конечность обладает всего одной степенью свободы, другие же параметры автоматически принимают значения в соответствии со скоростью передвижения животногоⓘ. Иными словами, роль локомоторного центра заключается не в оперативном управлении работой каждой из мышц, участвующих в локомоции, а в такой организации всей управляющей системы, при которой не требуется индивидуального управления множеством элементов двигательного аппарата. Говоря об автоматизме, уместно вспомнить, что греческое слово «αὐτόματον» означает «действующий по собственной воле», независимо, автономно. Автономно, относительно независимо друг от друга и от центральной инстанции могут функционировать и отдельные части нервной системы.
Но вернемся к «проблеме Берншейна» и другим ее решениям. Еще один способ уменьшить число степеней свободы, то есть параметров, относительно которых осуществляется управление, – разделить их на существенные и несущественные. Этот способ был найден при попытке решить кибернетическую задачу о достижении цели в меняющейся среде. Эта задача близка математической задаче об отыскании минимума нестационарной функции многих переменных. В задачах такого рода необходим поиск, в ходе которого обеспечивается как продвижение к цели, так и получение необходимой информации для дальнейших поисков. Решение состояло в том, чтобы обеспечить успешность поиска за счет особой организации, выделения существенных параметров функции. Открытие И.М. Гельфандом и М.Л. Цетлиным так называемых хорошо организованных функций с параметрами двух типов – существенными и несущественными – позволяло моделировать процесс управления в системе, число рабочих параметров которой чрезвычайно великоⓘ. Исследователи предположили, что в такой системе управление происходит за счет ее самоорганизации – выделения существенных и несущественных параметров, выдвижения поисковых гипотез и применения соответствующих тактик. Несущественные параметры
способны вызывать резкие изменения и скачки значений функции на небольших отрезках времени, однако не оказывают влияния на длительных интервалах: не изменяют экстремумов и иных характеристик функции. Существенные же аргументы сравнительно слабо (по сравнению с несущественными) влияют на небольших интервалах, в конечном же итоге вызывают мощные изменения как в протекании функциональной зависимости, так и в конечном результатеⓘ.
По отношению к несущественным параметрам организм ведет себя приспособительно, а к воздействию существенных оказывается «жестким», дабы сохранить свое бытие, продолжение рода и вида. В первом случае имеет место рефлекторная деятельность, а во втором — активное, целенаправленное воздействие организма на среду обитания. Бернштейн к идее хорошо организованных функций относился с большим интересом, следил за развитием исследований коллег и сам предлагал новые идеи, полезные для уточнения принципов работы мозгаⓘ.
Гельфанд и Цетлин задались вопросом: если все нервные центры работают вместе, по каким принципам работает каждый отдельный центр? какова мера его автономности и какими способами он управляется? Авторы использовали представления Бернштейна о том, что нервные центры, считающиеся «низшими», не просто реализуют сформированную «высшими» центрами программу, а непосредственно руководят движением. Предложенный ими принцип неиндивидуализированного управления использовался, в частности, при моделировании механизмов поддержания позыⓘ. Вячеслав Всеволодович Иванов, лично знавший и Цетлина, и Бернштейна, в своей «Истории кибернетики в СССР» подчеркивает связь их научных интересов с тем, что происходило в обществе. Гуманитарные и гражданские интересы Цетлина и его работы по теории игр автоматов не были разными сферами его деятельности, считает он:
Социальная структура человеческого общества, вопросы организации которой особенно остро волновали Михаила Львовича в последние годы его жизни, когда он работал над теорией коллективного поведения автоматов. Он стремился построить теорию систем, состоящих из «живых» частей, т.е. таких систем, каждый участник которых обменивается информацией с другими и решает свою собственную задачу, более простую, чем та, которую решает весь коллектив. Теория игр автоматов была для него частным примером такой общей теории. Одним из практических приложений идей М.Л. Цетлина явилась разработанная при его участии система децентрализованного управления телефонными сетямиⓘ.
Виктор Семенович Гурфинкель, защитивший кандидатскую диссертацию в НИИ протезирования под неформальным руководством Бернштейна, был активным участником, даже со-организатором семинара. В 1961 году Гельфанд, Цетлин и Гурфинкель создали в Институте биофизики Теоретический отдел, которым заведовал Гельфанд, а Гурфинкель возглавил одну из двух групп. В том же году Гурфинкель защитил докторскую диссертацию «Стояние здоровых людей и протезированных после ампутации нижних конечностей»ⓘ. Они с коллегами экспериментально показали, что основная роль головного мозга при управлении позной активностью состоит не в непосредственном управлении активностью той или иной мышцы, а в соответствующей функциональной перестройке системы взаимодействия мышц. По их мнению, механизмы позной активности образуют многоуровневую систему: нижний уровень представлен сегментарным аппаратом спинного мозга, а высший – суставными рецепторами, зрительным анализатором, вестибулярным аппаратом, причем высший уровень регулирует лишь некоторые параметры работы низшего, функционирующего автоматически.
Участник семинара Гельфанда и сотрудник Гурфинкеля, Яков Михайлович Коц, установил, что самостоятельность, или автономность, сегментарного уровня управления движениями по отношению к супраспинальным влияниям проявляется, в частности, в способности этого сегмента лимитировать частоту вмешательства высшего уровня в свою работу. Доказательством этого служили обнаруженные исследователем такты движения. Деятельность низовых центров представлена ученым как поведение коллектива автоматов, каждый из которых работает автономно для достижения своей частной цели и при этом вносит вклад в решение общей задачи. Такой частной задачей, предположил Коц, может выступать минимизация направляющихся в центр движения афферентных сигналов. При этом высшая инстанция освобождается от управления каждой степенью свободы и способна руководить промежуточным центром с помощью настройки одного-двух параметров. В этом – физиологический механизм, который предположительно отвечает за неиндивидуализированное управление.
В новой парадигме модель жесткого контроля, команд, идущих от центра к периферии, сменила идея гибкого, вариативного управления. Мало того, что при совершении движений нервная система каждый раз выбирает из всех возможных способов осуществления движения только одинспособ – он, этот способ, каждый раз оказывается иным, новымⓘ. Ю.И. Аршавский с соавторами использовали для обозначения разных видов вариативности понятия двигательной константности и двигательной эквивалентностиⓘ. Константность – это способность управляющей системы достигать одной и той же цели посредством разных стратегий, зависящих от изменения внешних условий. Эквивалентность – такая особенность управляющей системы, когда она может генерировать разные стратегии движения даже при неизменных внешних условиях. Исследователи предположили, что в основе этих видов вариативности лежит пластичность центральных моторных программ. Механизмы пластичности – имитация внешних влияний путем центральной регуляции параметров рефлекса (параметризация) и составленность программы из нескольких подпрограмм, или динамических блоков. Было экспериментально доказано, что в осуществлении даже такого элементарного движения, как рефлекс стряхивания спинальной (то есть лишенной головного мозга) лягушки, задействованы оба этих механизма.
Еще Бернштейн объяснял механизм образования двигательного навыка передачей определенного типа сенсорных коррекций с вышележащего уровня построения движений на нижележащий. Это похоже на «делегацию полномочий» от центра вниз, нижележащим уровням, которые с этого момента начинают функционировать автономно: «Постепенная передача координационных коррекций технического значения на управление нижележащих, подчиненных координационных уровней и соответствующих сенсорных синтезов, сопровождаемая уходом этих коррекций из поля сознания, – пишет Бернштейн, – есть давно и хорошо известное явление автоматизации»ⓘ. Так, не отменяя иерархии центров, он включил в модель двигательного управления принцип «передачи полномочий» от вышележащих центров к нижележащим, принцип автономного, независимого функционирования, и принцип обратных связей от периферии.
Итак, идеи неиндивидуализированного управления, передачи контроля нижележащим уровням, гибкости и пластичности управляющей программы – это то, что новое поколение исследователей противопоставило командно-иерархической модели, которая время доминировала не только в павловской физиологии, но и в советском обществе в целом. Уже сформулированные применительно к движениям организма, новые модели, основанные на самоорганизации и автономном управлении, за время Оттепели окончательно оформились и получили поддержку извне, от кибернетики. А в конце 1980-х годов эти модели получили подкрепление от теории (искусственных) нейронных сетей – математических моделей нового класса, где отсутствует представление об иерархическом контроле. Одна из таких моделей – самоорганизующаяся карта, названная по имени создателя, финского специалиста по искусственному интеллекту Теуво Кохонена, представляет собой соревновательную нейронную сеть с обучением без учителяⓘ.
Вернемся в годы Оттепели. Во второй половине 1950-х Бернштейн консультировал работу над проектом по созданию первого в мире протеза руки с биоэлектрическим управлениемⓘ. Система, которую предложили Гурфинкель и Цетлин, «представляла собой сервопривод, управляемый биопотенциалами скелетных мышц. В сервоприводе использована идея, согласно которой можно сократить длину управляющей цепочки, воспользовавшись такими характеристиками возбуждения мышцы, получаемыми с помощью электромиографии, как мгновенное значение мощности биопотенциалов мышцы»ⓘ. Сейчас биоуправляемые протезы, прототипы самодвижущихся устройств и робототехника в целом продвинулись до невиданного уровня, о каком во времена Бернштейна нельзя было и мечтать. И тем не менее, не стоит забывать о том, как всё начиналось – об Оттепели, когда словно отворились окна, и в отечественную науку проник, наконец, свежий воздух.
Одной из центральных для нее на долгое время стала так называемая проблема Бернштейна – о том, что степеней свободы у движущегося органа слишком много, и, чтобы сделать орган управляемым, нервная система дожна это число уменьшить. Несмотря на свое красивое звучание, «степени свободы» – термин из механики. Он означает количество возможных перемещений органа в пространстве и, следовательно, число параметров, относительно которых осуществляется управление. Однако биомеханический термин этот прекрасно рифмовался с духом Оттепели и мог бы считаться ее метафорой. Что касается решения самой проблемы Бернштейна, то предполагал ученый, нервная система решает проблему путем связывания излишнихстепеней свободы. Это может достигаться разными способами. Например, когда двигательный навык еще не сформирован и движение выполняется «неумело», управляющая система фиксирует «лишние» сочленения. Другой способ сокращения степеней свободы – разбить все участвующие в движении суставы и мышцы на небольшое число связанных групп, или синергий, и тогда для управления каждой из них достаточно одной степени свободы управляющей системы.
Существование синергий было затем подтверждено идейными учениками Бернштейна в конкретном физиологическом исследовании. Исследуя локомоцию мезэнцефалической кошки (у которой ампутирована кора больших полушарий и сохранен только средний мозг), Марк Львович Шик с коллегами обнаружили промежуточный центр управления движениями – т.наз. локомоторную область в стволовом отделе мозгаⓘ. Авторы добились значительного методического успеха, создав возможность изучать физиологические механизмы локомоции не на обездвиженном, а нормально движущемся животном. Было показано, что во время локомоции управление мускулатурой конечности достигается тем, что разные элементы системы связываются между собой – образуются«функциональные синергии». В результате конечность становится не только единой, но и автономной. Шагательное движение обеспечивается собственным механизмом управления, а роль нисходящих влияний заключается лишь в «настройке» – переводе этого механизма в определенное функциональное состояние. Активация локомоторной области непосредственно влияет только на развиваемую мышцами мощность, тогда как, например, длительность их работы зависит от собственной афферентации, приходящей от конечности. С «точки зрения» локомоторной области, считал Шик, конечность обладает всего одной степенью свободы, другие же параметры автоматически принимают значения в соответствии со скоростью передвижения животногоⓘ. Иными словами, роль локомоторного центра заключается не в оперативном управлении работой каждой из мышц, участвующих в локомоции, а в такой организации всей управляющей системы, при которой не требуется индивидуального управления множеством элементов двигательного аппарата. Говоря об автоматизме, уместно вспомнить, что греческое слово «αὐτόματον» означает «действующий по собственной воле», независимо, автономно. Автономно, относительно независимо друг от друга и от центральной инстанции могут функционировать и отдельные части нервной системы.
Но вернемся к «проблеме Берншейна» и другим ее решениям. Еще один способ уменьшить число степеней свободы, то есть параметров, относительно которых осуществляется управление, – разделить их на существенные и несущественные. Этот способ был найден при попытке решить кибернетическую задачу о достижении цели в меняющейся среде. Эта задача близка математической задаче об отыскании минимума нестационарной функции многих переменных. В задачах такого рода необходим поиск, в ходе которого обеспечивается как продвижение к цели, так и получение необходимой информации для дальнейших поисков. Решение состояло в том, чтобы обеспечить успешность поиска за счет особой организации, выделения существенных параметров функции. Открытие И.М. Гельфандом и М.Л. Цетлиным так называемых хорошо организованных функций с параметрами двух типов – существенными и несущественными – позволяло моделировать процесс управления в системе, число рабочих параметров которой чрезвычайно великоⓘ. Исследователи предположили, что в такой системе управление происходит за счет ее самоорганизации – выделения существенных и несущественных параметров, выдвижения поисковых гипотез и применения соответствующих тактик. Несущественные параметры
способны вызывать резкие изменения и скачки значений функции на небольших отрезках времени, однако не оказывают влияния на длительных интервалах: не изменяют экстремумов и иных характеристик функции. Существенные же аргументы сравнительно слабо (по сравнению с несущественными) влияют на небольших интервалах, в конечном же итоге вызывают мощные изменения как в протекании функциональной зависимости, так и в конечном результатеⓘ.
По отношению к несущественным параметрам организм ведет себя приспособительно, а к воздействию существенных оказывается «жестким», дабы сохранить свое бытие, продолжение рода и вида. В первом случае имеет место рефлекторная деятельность, а во втором — активное, целенаправленное воздействие организма на среду обитания. Бернштейн к идее хорошо организованных функций относился с большим интересом, следил за развитием исследований коллег и сам предлагал новые идеи, полезные для уточнения принципов работы мозгаⓘ.
Гельфанд и Цетлин задались вопросом: если все нервные центры работают вместе, по каким принципам работает каждый отдельный центр? какова мера его автономности и какими способами он управляется? Авторы использовали представления Бернштейна о том, что нервные центры, считающиеся «низшими», не просто реализуют сформированную «высшими» центрами программу, а непосредственно руководят движением. Предложенный ими принцип неиндивидуализированного управления использовался, в частности, при моделировании механизмов поддержания позыⓘ. Вячеслав Всеволодович Иванов, лично знавший и Цетлина, и Бернштейна, в своей «Истории кибернетики в СССР» подчеркивает связь их научных интересов с тем, что происходило в обществе. Гуманитарные и гражданские интересы Цетлина и его работы по теории игр автоматов не были разными сферами его деятельности, считает он:
Социальная структура человеческого общества, вопросы организации которой особенно остро волновали Михаила Львовича в последние годы его жизни, когда он работал над теорией коллективного поведения автоматов. Он стремился построить теорию систем, состоящих из «живых» частей, т.е. таких систем, каждый участник которых обменивается информацией с другими и решает свою собственную задачу, более простую, чем та, которую решает весь коллектив. Теория игр автоматов была для него частным примером такой общей теории. Одним из практических приложений идей М.Л. Цетлина явилась разработанная при его участии система децентрализованного управления телефонными сетямиⓘ.
Виктор Семенович Гурфинкель, защитивший кандидатскую диссертацию в НИИ протезирования под неформальным руководством Бернштейна, был активным участником, даже со-организатором семинара. В 1961 году Гельфанд, Цетлин и Гурфинкель создали в Институте биофизики Теоретический отдел, которым заведовал Гельфанд, а Гурфинкель возглавил одну из двух групп. В том же году Гурфинкель защитил докторскую диссертацию «Стояние здоровых людей и протезированных после ампутации нижних конечностей»ⓘ. Они с коллегами экспериментально показали, что основная роль головного мозга при управлении позной активностью состоит не в непосредственном управлении активностью той или иной мышцы, а в соответствующей функциональной перестройке системы взаимодействия мышц. По их мнению, механизмы позной активности образуют многоуровневую систему: нижний уровень представлен сегментарным аппаратом спинного мозга, а высший – суставными рецепторами, зрительным анализатором, вестибулярным аппаратом, причем высший уровень регулирует лишь некоторые параметры работы низшего, функционирующего автоматически.
Участник семинара Гельфанда и сотрудник Гурфинкеля, Яков Михайлович Коц, установил, что самостоятельность, или автономность, сегментарного уровня управления движениями по отношению к супраспинальным влияниям проявляется, в частности, в способности этого сегмента лимитировать частоту вмешательства высшего уровня в свою работу. Доказательством этого служили обнаруженные исследователем такты движения. Деятельность низовых центров представлена ученым как поведение коллектива автоматов, каждый из которых работает автономно для достижения своей частной цели и при этом вносит вклад в решение общей задачи. Такой частной задачей, предположил Коц, может выступать минимизация направляющихся в центр движения афферентных сигналов. При этом высшая инстанция освобождается от управления каждой степенью свободы и способна руководить промежуточным центром с помощью настройки одного-двух параметров. В этом – физиологический механизм, который предположительно отвечает за неиндивидуализированное управление.
В новой парадигме модель жесткого контроля, команд, идущих от центра к периферии, сменила идея гибкого, вариативного управления. Мало того, что при совершении движений нервная система каждый раз выбирает из всех возможных способов осуществления движения только одинспособ – он, этот способ, каждый раз оказывается иным, новымⓘ. Ю.И. Аршавский с соавторами использовали для обозначения разных видов вариативности понятия двигательной константности и двигательной эквивалентностиⓘ. Константность – это способность управляющей системы достигать одной и той же цели посредством разных стратегий, зависящих от изменения внешних условий. Эквивалентность – такая особенность управляющей системы, когда она может генерировать разные стратегии движения даже при неизменных внешних условиях. Исследователи предположили, что в основе этих видов вариативности лежит пластичность центральных моторных программ. Механизмы пластичности – имитация внешних влияний путем центральной регуляции параметров рефлекса (параметризация) и составленность программы из нескольких подпрограмм, или динамических блоков. Было экспериментально доказано, что в осуществлении даже такого элементарного движения, как рефлекс стряхивания спинальной (то есть лишенной головного мозга) лягушки, задействованы оба этих механизма.
Еще Бернштейн объяснял механизм образования двигательного навыка передачей определенного типа сенсорных коррекций с вышележащего уровня построения движений на нижележащий. Это похоже на «делегацию полномочий» от центра вниз, нижележащим уровням, которые с этого момента начинают функционировать автономно: «Постепенная передача координационных коррекций технического значения на управление нижележащих, подчиненных координационных уровней и соответствующих сенсорных синтезов, сопровождаемая уходом этих коррекций из поля сознания, – пишет Бернштейн, – есть давно и хорошо известное явление автоматизации»ⓘ. Так, не отменяя иерархии центров, он включил в модель двигательного управления принцип «передачи полномочий» от вышележащих центров к нижележащим, принцип автономного, независимого функционирования, и принцип обратных связей от периферии.
Итак, идеи неиндивидуализированного управления, передачи контроля нижележащим уровням, гибкости и пластичности управляющей программы – это то, что новое поколение исследователей противопоставило командно-иерархической модели, которая время доминировала не только в павловской физиологии, но и в советском обществе в целом. Уже сформулированные применительно к движениям организма, новые модели, основанные на самоорганизации и автономном управлении, за время Оттепели окончательно оформились и получили поддержку извне, от кибернетики. А в конце 1980-х годов эти модели получили подкрепление от теории (искусственных) нейронных сетей – математических моделей нового класса, где отсутствует представление об иерархическом контроле. Одна из таких моделей – самоорганизующаяся карта, названная по имени создателя, финского специалиста по искусственному интеллекту Теуво Кохонена, представляет собой соревновательную нейронную сеть с обучением без учителяⓘ.
Вернемся в годы Оттепели. Во второй половине 1950-х Бернштейн консультировал работу над проектом по созданию первого в мире протеза руки с биоэлектрическим управлениемⓘ. Система, которую предложили Гурфинкель и Цетлин, «представляла собой сервопривод, управляемый биопотенциалами скелетных мышц. В сервоприводе использована идея, согласно которой можно сократить длину управляющей цепочки, воспользовавшись такими характеристиками возбуждения мышцы, получаемыми с помощью электромиографии, как мгновенное значение мощности биопотенциалов мышцы»ⓘ. Сейчас биоуправляемые протезы, прототипы самодвижущихся устройств и робототехника в целом продвинулись до невиданного уровня, о каком во времена Бернштейна нельзя было и мечтать. И тем не менее, не стоит забывать о том, как всё начиналось – об Оттепели, когда словно отворились окна, и в отечественную науку проник, наконец, свежий воздух.
Литература
Аршавский Ю.И., Беркинблит М.Б., Гельфанд И.М., Орловский Г.Н., Фуксон О.И. Различия в работе спинно-мозжечковых трактов при искусственном раздражении и при локомоции // Механизмы объединения нейронов в нервном центре / под ред. Костюка П.Г. Л.: Наука, 1974. С. 99–104.
Бассин Ф.В. О подлинном значении нейрофизиологических концепций Н.А. Бернштейна // Вопросы философии. 1967. №11. С. 71–72.
Берг А.И. В.И. Ленин и научная организация труда. Газета «Правда». 1962, 24 октября.
Бернштейн Н.А. Исследования по биомеханике удара с помощью световой записи // Исследования Центр. Института труда. 1923. №1. С. 19–79.
Бернштейн Н.А. О построении движений. М.: Медгиз, 1947.
Бернштейн Н.А. Некоторые назревающие проблемы регуляции двигательных актов // Вопросы психологии. 1957. №6. С. 70-90.
Бернштейн Н.А. Очередные проблемы физиологии активности // Проблемы кибернетики. 1961. Вып. 6. С. 101–160.
Бернштейн Н.А. Новые линии развития в физиологии и их соотношение с кибернетикой // Философские вопросы физиологии высшей нервной деятельности и психологии. М.: АН СССР, 1963. С. 299–322.
Бернштейн Н.А. Биологические прототипы и синтетические модели // Новые книги за рубежом. 1963. Т. 1. №5. С. 38–41.
Бернштейн Н.А. Биотелеметрия: Применение телеметрии к изучению поведения животных, их физиологии и экологии // Новые книги за рубежом. 1963. Т. 1. №12. С. 38–41.
Бернштейн Н.А. О перспективах математики в биокибернетике // Черныш В.И., Напалков А.В. Математический аппарат биологической кибернетики. М.: Медицина, 1964. С. 3–30.
Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М.: Медицина, 1966.
Бернштейн Н.А., Бассин Ф.В., Латаш Л.П. Проблема функциональной организации мозга человека в свете данных современной экспериментальной и клинической нейрофизиологии // Х Съезд Всесоюзного физиологического общества им. И.П. Павлова: Рефераты докладов. Т. 1. М.–Л.: ГИЗ, 1964. С. 122–123.
Верхошанский Ю.В. Несколько штрихов к портрету ученого // Теория и практика физической культуры. 1991. №3. С. 47–48.
Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. М.: Советское радио, 1958.
Винер Н. Я – математик. Пер. с англ. Ю.С. Родман и Н.А. Зубченко. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001.
Гаазе-Рапопорт М.Г. О становлении кибернетики в СССР // Очерки истории информатики в России / ред. Д.А. Поспелов, Я.И. Фет. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН 1998 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=534&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019.
Гельфанд И.М., Цетлин М.Л. О некоторых способах управления сложными системами // Успехи математических наук. 1962. Т. 17, вып. 1. С. 3–25.
Гельфанд И.М., Цетлин М.Л. О математическом моделировании механизмов центральной нервной системы // Модели структурно-функциональной организации некоторых биологических систем / ред.. Гельфанд И.М. М.: Наука, 1966. С. 9–26.
Грэхем Л.Р. Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе. М.: Политиздат, 1991.
Гурфинкель В.С., Фейгенберг И.М. Становление и развитие школы Н.А. Бернштейна // Физиологические научные школы в СССР. Очерки / под ред. Н.П. Бехтеревой. Л.: Наука, 1988. С. 247–254.
Иванов В.В. Из истории кибернетики в СССР. Очерк жизни и деятельности М. Л. Цетлина // Очерки истории информатики в России / ред. Д.А. Поспелов, Я.И. Фет. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН 1998http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=290&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019.
Капица С.П. Очерк воспоминаний о кибернетике и ее творцах // История информатики в России: ученые и их школы / под ред. В.Н. Захаров, Р.И. Подловченко, Я.И. Фет. М.: Наука, 2003 http://cshistory.nsu.ru/?int=VIEW&el=2910&templ=BOOK_INTERFACE
Кобринский А.Е., Брейдо М.Г., Гурфинкель В.С., Сысин А.Я., Цетлин М.Л., Якобсон Я.С. Биоэлектрическая система управления // Доклады АН СССР. 1957. Т. 117, вып. 1. С. 78–80.
Демидов В.Е. У истоков физиологии активности. Николай Александрович Бернштейн и развитие отечественных биокибернетических исследований // Очерки истории информатики в России / ред. Поспелов Д.А., Фет Я.И. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН, 1998 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=938&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019.
Левин В.И. М.Л. Цетлин и развитие математического моделирования в СССР // Вестник российских университетов. Математика. 2015. Т. 20, вып. 6. С. 1834–1839.
Маркова Е.В. Эхо ГУЛАГа в Научном совете по кибернетике // Очерки истории информатики в России. Под ред. Поспелов Д.А., Фет Я.И. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН, 1998 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=288&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019.
Налимов В.В. Спонтанность сознания. Вероятностная теория смыслов и смысловая архитектоника личности. М.: Прометей, 1989.
Налимов В.В. Аксель Иванович Берг как диссидент от науки // История информатики в России: ученые и их школы / под ред. Захарова В.Н., Подловченко Р.И., Фет Я.И. М.: Наука, 2003 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=2986&templ=BOOK_INTERFACE просм. 24.08.19.
Орловский Г.Н., Северин Ф.В., Шик М.Л. Локомоция, вызываемая стимуляцией среднего мозга // Доклады АН СССР. 1966. Т. 169, вып. 5. С. 1223–1226.
Поспелов Д.А., Фет Я.И. Колмогоров и кибернетика. Новосибирск: ИВМиМГ (ВЦ) СО РАН, 2001 http://cshistory.nsu.ru/?int=VIEW&el=3140&templ=BOOK_INTERFACE просм. 24.08.19.
Поспелов Д.А. Аксель Иванович Берг (К столетию со дня рождения) // История информатики в России: ученые и их школы / под ред. Захарова В.Н., Подловченко Р.И., Фет Я.И. М.: Наука, 2003 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=2905&templ=BOOK_INTERFACE просм. 24.08.19.
Сироткина И.Е. Мир как живое движение: Интеллектуальная биография Николая Бернштейна / отв.ред. АГ Асмолов. М.: Когито-Центр, 2018.
Сознание. Материалы обсуждения проблемы сознания на симпозиуме, состоявшемся 1–3 июня 1966 г. М.: [Б. и.], 1967.
Талис В.Л. История создания лаборатории №9 (по воспоминаниям М.Б.Беркинблита). // В Институте биофизики [Б.м., б.г.] iitp.ru/ru/userpages/53/157.htm (просм. 22.10.2019)
Фейгенберг И.М. Николай Бернштейн: от рефлекса к модели будущего. М.: Смысл, 2004.
Цетлин М.Л. Исследования по теории автоматов и моделированию биологических систем. М.: Наука, 1969.
Шик М.Л., Орловский Г.Н., Северин Ф.В. Локомоция мезенцефалической кошки вызываемая стимуляцией пирамид // Биофизика. 1968. Вып. 13. С. 127–135.
Шик М.Л. Управление наземной локомоцией млекопитающих животных // Физиология движения / ред. Алексеев М.А., Гурфинкель В.С. Л.: Наука, 1976. С. 234–275.
Agarwail G.C., Gottlieb G.L. Control Theory and Cybernetic Aspects of Motor Systems // Human Motor Action: Bernstein Reassessed. Ed. by Whiting H.T.A. Amsterdam: Elsevier, 1984. Pp. 563-570.
Gerovitch Slava. From Newspeak to Cyberspeak: A History of Soviet Cybernetics. Cambridge, MA: The MIT Press, 2002
Gerovitch Slava. Creative Discomfort: The Culture of the Gelfand Seminar at Moscow University // Mathematical Cultures, Trends in the History of Science. Ed. by B. Larvor. Switzerland: Springer, 2016. Pp. 51–70.
Kohonen T. Self-Organizing Maps (3rd Extended Edition). New York: Springer, 2001.
Latash M.L. (ed.) Progress in Motor Control: Bernstein’s Traditions in Movement Studies. Urbana, IL.: Human Kinetics, 1998
Latash M.L. Structured variability as a signature of biological processes // Вопросы психологии. 2016. №3. С. 120–126.
Бассин Ф.В. О подлинном значении нейрофизиологических концепций Н.А. Бернштейна // Вопросы философии. 1967. №11. С. 71–72.
Берг А.И. В.И. Ленин и научная организация труда. Газета «Правда». 1962, 24 октября.
Бернштейн Н.А. Исследования по биомеханике удара с помощью световой записи // Исследования Центр. Института труда. 1923. №1. С. 19–79.
Бернштейн Н.А. О построении движений. М.: Медгиз, 1947.
Бернштейн Н.А. Некоторые назревающие проблемы регуляции двигательных актов // Вопросы психологии. 1957. №6. С. 70-90.
Бернштейн Н.А. Очередные проблемы физиологии активности // Проблемы кибернетики. 1961. Вып. 6. С. 101–160.
Бернштейн Н.А. Новые линии развития в физиологии и их соотношение с кибернетикой // Философские вопросы физиологии высшей нервной деятельности и психологии. М.: АН СССР, 1963. С. 299–322.
Бернштейн Н.А. Биологические прототипы и синтетические модели // Новые книги за рубежом. 1963. Т. 1. №5. С. 38–41.
Бернштейн Н.А. Биотелеметрия: Применение телеметрии к изучению поведения животных, их физиологии и экологии // Новые книги за рубежом. 1963. Т. 1. №12. С. 38–41.
Бернштейн Н.А. О перспективах математики в биокибернетике // Черныш В.И., Напалков А.В. Математический аппарат биологической кибернетики. М.: Медицина, 1964. С. 3–30.
Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М.: Медицина, 1966.
Бернштейн Н.А., Бассин Ф.В., Латаш Л.П. Проблема функциональной организации мозга человека в свете данных современной экспериментальной и клинической нейрофизиологии // Х Съезд Всесоюзного физиологического общества им. И.П. Павлова: Рефераты докладов. Т. 1. М.–Л.: ГИЗ, 1964. С. 122–123.
Верхошанский Ю.В. Несколько штрихов к портрету ученого // Теория и практика физической культуры. 1991. №3. С. 47–48.
Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. М.: Советское радио, 1958.
Винер Н. Я – математик. Пер. с англ. Ю.С. Родман и Н.А. Зубченко. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001.
Гаазе-Рапопорт М.Г. О становлении кибернетики в СССР // Очерки истории информатики в России / ред. Д.А. Поспелов, Я.И. Фет. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН 1998 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=534&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019.
Гельфанд И.М., Цетлин М.Л. О некоторых способах управления сложными системами // Успехи математических наук. 1962. Т. 17, вып. 1. С. 3–25.
Гельфанд И.М., Цетлин М.Л. О математическом моделировании механизмов центральной нервной системы // Модели структурно-функциональной организации некоторых биологических систем / ред.. Гельфанд И.М. М.: Наука, 1966. С. 9–26.
Грэхем Л.Р. Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе. М.: Политиздат, 1991.
Гурфинкель В.С., Фейгенберг И.М. Становление и развитие школы Н.А. Бернштейна // Физиологические научные школы в СССР. Очерки / под ред. Н.П. Бехтеревой. Л.: Наука, 1988. С. 247–254.
Иванов В.В. Из истории кибернетики в СССР. Очерк жизни и деятельности М. Л. Цетлина // Очерки истории информатики в России / ред. Д.А. Поспелов, Я.И. Фет. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН 1998http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=290&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019.
Капица С.П. Очерк воспоминаний о кибернетике и ее творцах // История информатики в России: ученые и их школы / под ред. В.Н. Захаров, Р.И. Подловченко, Я.И. Фет. М.: Наука, 2003 http://cshistory.nsu.ru/?int=VIEW&el=2910&templ=BOOK_INTERFACE
Кобринский А.Е., Брейдо М.Г., Гурфинкель В.С., Сысин А.Я., Цетлин М.Л., Якобсон Я.С. Биоэлектрическая система управления // Доклады АН СССР. 1957. Т. 117, вып. 1. С. 78–80.
Демидов В.Е. У истоков физиологии активности. Николай Александрович Бернштейн и развитие отечественных биокибернетических исследований // Очерки истории информатики в России / ред. Поспелов Д.А., Фет Я.И. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН, 1998 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=938&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019.
Левин В.И. М.Л. Цетлин и развитие математического моделирования в СССР // Вестник российских университетов. Математика. 2015. Т. 20, вып. 6. С. 1834–1839.
Маркова Е.В. Эхо ГУЛАГа в Научном совете по кибернетике // Очерки истории информатики в России. Под ред. Поспелов Д.А., Фет Я.И. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН, 1998 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=288&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019.
Налимов В.В. Спонтанность сознания. Вероятностная теория смыслов и смысловая архитектоника личности. М.: Прометей, 1989.
Налимов В.В. Аксель Иванович Берг как диссидент от науки // История информатики в России: ученые и их школы / под ред. Захарова В.Н., Подловченко Р.И., Фет Я.И. М.: Наука, 2003 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=2986&templ=BOOK_INTERFACE просм. 24.08.19.
Орловский Г.Н., Северин Ф.В., Шик М.Л. Локомоция, вызываемая стимуляцией среднего мозга // Доклады АН СССР. 1966. Т. 169, вып. 5. С. 1223–1226.
Поспелов Д.А., Фет Я.И. Колмогоров и кибернетика. Новосибирск: ИВМиМГ (ВЦ) СО РАН, 2001 http://cshistory.nsu.ru/?int=VIEW&el=3140&templ=BOOK_INTERFACE просм. 24.08.19.
Поспелов Д.А. Аксель Иванович Берг (К столетию со дня рождения) // История информатики в России: ученые и их школы / под ред. Захарова В.Н., Подловченко Р.И., Фет Я.И. М.: Наука, 2003 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=2905&templ=BOOK_INTERFACE просм. 24.08.19.
Сироткина И.Е. Мир как живое движение: Интеллектуальная биография Николая Бернштейна / отв.ред. АГ Асмолов. М.: Когито-Центр, 2018.
Сознание. Материалы обсуждения проблемы сознания на симпозиуме, состоявшемся 1–3 июня 1966 г. М.: [Б. и.], 1967.
Талис В.Л. История создания лаборатории №9 (по воспоминаниям М.Б.Беркинблита). // В Институте биофизики [Б.м., б.г.] iitp.ru/ru/userpages/53/157.htm (просм. 22.10.2019)
Фейгенберг И.М. Николай Бернштейн: от рефлекса к модели будущего. М.: Смысл, 2004.
Цетлин М.Л. Исследования по теории автоматов и моделированию биологических систем. М.: Наука, 1969.
Шик М.Л., Орловский Г.Н., Северин Ф.В. Локомоция мезенцефалической кошки вызываемая стимуляцией пирамид // Биофизика. 1968. Вып. 13. С. 127–135.
Шик М.Л. Управление наземной локомоцией млекопитающих животных // Физиология движения / ред. Алексеев М.А., Гурфинкель В.С. Л.: Наука, 1976. С. 234–275.
Agarwail G.C., Gottlieb G.L. Control Theory and Cybernetic Aspects of Motor Systems // Human Motor Action: Bernstein Reassessed. Ed. by Whiting H.T.A. Amsterdam: Elsevier, 1984. Pp. 563-570.
Gerovitch Slava. From Newspeak to Cyberspeak: A History of Soviet Cybernetics. Cambridge, MA: The MIT Press, 2002
Gerovitch Slava. Creative Discomfort: The Culture of the Gelfand Seminar at Moscow University // Mathematical Cultures, Trends in the History of Science. Ed. by B. Larvor. Switzerland: Springer, 2016. Pp. 51–70.
Kohonen T. Self-Organizing Maps (3rd Extended Edition). New York: Springer, 2001.
Latash M.L. (ed.) Progress in Motor Control: Bernstein’s Traditions in Movement Studies. Urbana, IL.: Human Kinetics, 1998
Latash M.L. Structured variability as a signature of biological processes // Вопросы психологии. 2016. №3. С. 120–126.
Маркова Е.В. Эхо ГУЛАГа в Научном совете по кибернетике // Очерки истории информатики в России. Под ред. Поспелов Д.А., Фет Я.И. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН, 1998 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=288&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019
Там же
Гаазе-Рапопорт М.Г. О становлении кибернетики в СССР. Очерки истории информатики в России // Очерки истории информатики в России. Под ред. Поспелов Д.А., Фет Я.И. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН, 1998 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=534&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019
Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. М.: Советское радио, 1958
Берг А.И. В.И. Ленин и научная организация труда. Газета «Правда», 24 октября 1962 г
Юридической реабилитации Гастева родственники добились раньше, в 1956 году. А в начале 1960-х, на волне подъема интереса к основам управления, сыну А.К. Гастева математику Юрию Алексеевичу и оставшимся в живых сотрудникам ЦИТа удалось переиздать книги Гастева
Поспелов Д.А. Аксель Иванович Берг (К столетию со дня рождения) // История информатики в России: ученые и их школы / под ред. Захарова В.Н., Подловченко Р.И., Фет Я.И. М.: Наука, 2003 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=2905&templ=BOOK_INTERFACE просм. 24.08.19
Налимов В.В. Аксель Иванович как диссидент от науки // История информатики в России: ученые и их школы / под ред. Захарова В.Н., Подловченко Р.И., Фет Я.И. М.: Наука, 2003 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=2986&templ=BOOK_INTERFACE просм. 24.08.19
Налимов В.В. Спонтанность сознания. Вероятностная теория смыслов и смысловая архитектоника личности. М.: Прометей, 1989
Маркова, op.cit
Gerovitch S. From Newspeak to Cyberspeak: A History of Soviet Cybernetics. Cambridge, MA: The MIT Press, 2002, p. 1
Грэхем Л.Р. Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе. М.: Политиздат, 1991. С. 269
Поспелов Д.А., Фет Я.И. Колмогоров и кибернетика. Новосибирск: ИВМиМГ (ВЦ) СО РАН, 2001 http://cshistory.nsu.ru/?int=VIEW&el=3140&templ=BOOK_INTERFACE просм. 24.08.19; Капица С.П. Очерк воспоминаний о кибернетике и ее творцах // История информатики в России: ученые и их школы / под ред. В.Н. Захаров, Р.И. Подловченко, Я.И. Фет. М.: Наука, 2003 http://cshistory.nsu.ru/?int=VIEW&el=2910&templ=BOOK_INTERFACE
Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М.: Медицина, 1966. С. 264. Курсив мой – И.С
Винер Н. Я – математик. Пер. с англ. Ю.С. Родман и Н.А. Зубченко. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. С. 281
Там же, с. 232–233
Бассин Ф.В. О подлинном значении нейрофизиологических концепций Н.А. Бернштейна // Вопросы философии. 1967. №11. С. 71–72
Сироткина И.Е. Мир как живое движение: Интеллектуальная биография Николая Бернштейна / отв.ред. АГ Асмолов. М.: Когито-Центр, 2018
Бернштейн Н.А. Исследования по биомеханике удара с помощью световой записи // Исследования Центр. Института труда. 1923. №1. С. 19–79
Бернштейн Н.А. О построении движений. М.: Медгиз, 1947
Бернштейн Н.А. Биологические прототипы и синтетические модели // Новые книги за рубежом. 1963. Т. 1. №5. С. 38–41; Он же. Биотелеметрия: Применение телеметрии к изучению поведения животных, их физиологии и экологии. Новые книги за рубежом. 1963. Т. 1. №12. С. 38–41; Он же. О перспективах математики в биокибернетике // Черныш В.И., Напалков А.В. Математический аппарат биологической кибернетики. М.: Медицина, 1964. С. 3–30
Верхошанский Ю.В. Несколько штрихов к портрету ученого // Теория и практика физической культуры. 1991. №3. С. 47–48
Сознание. Материалы обсуждения проблемы сознания на симпозиуме, состоявшемся 1–3 июня 1966 г. М.: [Б. и.], 1967. С. 226–227
Бернштейн Н.А. Новые линии развития в физиологии и их соотношение с кибернетикой. В: Философские вопросы физиологии высшей нервной деятельности и психологии. М.: АН СССР, 1963. С. 299–322
Latash M.L. (ed.) Progress in Motor Control: Bernstein’s Traditions in Movement Studies. Urbana, IL.: Human Kinetics, 1998; Latash M.L. Structured variability as a signature of biological processes // Вопросы психологии. 2016. №3. С. 120–126
Agarwail G.C., Gottlieb G.L. Control Theory and Cybernetic Aspects of Motor Systems // Human Motor Action: Bernstein Reassessed. Ed. by H.T.A. Whiting Amsterdam: Elsevier, 1984. P. 568
См., напр.: Бернштейн Н.А. Очередные проблемы физиологии активности // Проблемы кибернетики. 1961. Вып. 6. С. 101–160
А.Г. Асмолов предлагает вместо «школы» говорить о «диаспоре» прямых и «внучатых» учеников Бернштейна (личное сообщение)
Гурфинкель В.С., Фейгенберг И.М. Становление и развитие школы Н.А. Бернштейна // Физиологические научные школы в СССР. Очерки / под ред. Н.П. Бехтеревой. Л.: Наука, 1988. С. 247–254; Фейгенберг И.М. Николай Бернштейн: от рефлекса к модели будущего. М.: Смысл, 2004; Gerovitch S. Creative Discomfort: The Culture of the Gelfand Seminar at Moscow University // Mathematical Cultures: The London Meetings, 2012-2014 (Trends in the History of Science). Ed. by B. Larvor. Switzerland: Springer, 2016. Pp. 51–70
Орловский Г.Н., Северин Ф.В., Шик М.Л. Локомоция, вызываемая стимуляцией среднего мозга // Доклады АН СССР. 1966. Т. 169, вып. 5. С. 1223–1226
Шик М.Л., Орловский Г.Н., Северин Ф.В. Локомоция мезенцефалической кошки вызываемая стимуляцией пирамид // Биофизика. 1968. Вып. 13. С. 127–135; Шик М.Л. Управление наземной локомоцией млекопитающих животных // Физиология движения / под ред. Алексеева М.А., Гурфинкеля В.С. Л.: Наука, 1976. С. 234–275
Гельфанд И.М., Цетлин М.Л. О некоторых способах управления сложными системами // Успехи математических наук. 1962. Т. 17, вып. 1. С. 3–25; Гельфанд И.М., Цетлин М.Л. О математическом моделировании механизмов центральной нервной системы // Модели структурно-функциональной организации некоторых биологических систем / под ред. Гельфанда И.М. М.: Наука, 1966. С. 9–26
Демидов В.Е. У истоков физиологии активности. Николай Александрович Бернштейн и развитие отечественных биокибернетических исследований // Очерки истории информатики в России / под ред. Поспелова Д.А., Фет Я.И. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН, 1998 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=938&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019
Бернштейн Н.А. О перспективах математики в биокибернетике // Черныш В.И., Напалков А.В. Математический аппарат биологической кибернетики. М.: Медицина, 1964. С. 3–30; Бернштейн Н.А., Бассин Ф.В., Латаш Л.П. Проблема функциональной организации мозга человека в свете данных современной экспериментальной и клинической нейрофизиологии // Х Съезд Всесоюзного физиологического общества им. И.П. Павлова. Рефераты докладов. Т. 1. М.–Л.: ГИЗ, 1964. С. 122–123
Цетлин М.Л. Исследования по теории автоматов и моделированию биологических систем. М.: Наука, 1969
Иванов В.В. Из истории кибернетики в СССР. Очерк жизни и деятельности М. Л. Цетлина // Очерки истории информатики в России / под ред. Д.А. Поспелова, Я.И. Фет. Новосибирск: Научно-издательский центр ОИГГМ СО РАН 1998 http://cshistory.nsu.ru/null?int=VIEW&el=290&templ=INTERFACE просм. 24.08.2019
Талис В.Л. История создания лаборатории №9 (по воспоминаниям М.Б.Беркинблита) // В Институте биофизики [Б.м., б.г.] iitp.ru/ru/userpages/53/157.htm просм. 22.10.2019
Latash M.L. Structured variability as a signature of biological processes // Вопросы психологии. 2016. №3. С. 120–126
Аршавский Ю.И., Беркинблит М.Б., Гельфанд И.М., Орловский Г.Н., Фуксон О.И. Различия в работе спинно-мозжечковых трактов при искусственном раздражении и при локомоции // Механизмы объединения нейронов в нервном центре / под ред. Костюка П.Г. Л.: Наука, 1974. С. 99–104
Бернштейн Н.А. Очерки по физиологии движений, с. 311
Kohonen T. Self-Organizing Maps (3rd Extended Edition). New York: Springer, 2001
Кобринский А.Е., Брейдо М.Г., Гурфинкель В.С., Сысин А.Я., Цетлин М.Л., Якобсон Я.С. Биоэлектрическая система управления // Доклады АН СССР. 1957. Т. 117, вып. 1. С. 78–80; Левин В.И. М.Л. Цетлин и развитие математического моделирования в СССР. Вестник российских университетов. Математика. 2015. Т. 20, вып. 6. С. 1834–1839
Иванов В.В. Из истории кибернетики в СССР
