Эмерджентность: Связанная жизнь муравьев, мозга, городов и компьютерных программ - Стивен Джонсон

переход от системы «сверху вниз», практически лишенной обратной связи, к своего рода журналистской нейросети, где сотни филиалов принимали непосредственное участие в создании сюжета. А особенно уязвимой для реверберации эту цепь делало то, что сами телесети принялись копировать поведение местных станций, превращая то, что могло остаться мимолетной аномалией, в полномасштабное безумие. Именно в этот момент система начала демонстрировать эмерджентное поведение. Она начала сама диктовать правила игры вместо журналистов. Лерер был абсолютно прав, когда сказал, что дело Дженнифер Флауэрс «больше от него не зависит». Сюжетом управляла обратная связь.

*   *   *

История с Флауэрс — отличный пример того, почему эмерджентные системы не являются благом сами по себе. Торнадо и ураганы — это тоже системы с глубокой обратной связью, но это не значит, что вы захотите устроить один из них у себя на заднем дворе. В зависимости от составляющих элементов и способа их соединения эмерджентные системы могут быть направлены на самые разные цели: одни из них заслуживают восхищения, другие несут разрушение. Петли обратной связи городской жизни породили подавляющее большинство самых ослепительных и почитаемых районов мира — но они же приложили руку к самоподдерживающимся циклам нищеты в бедных городских кварталах. Трущобы — это тоже эмерджентный феномен. Но это не повод смиряться с их существованием или списывать их на «естественный» порядок вещей. Это повод придумать лучшую систему. Дело Флауэрс было примером эмерджентности на ранней стадии — системы локальных агентов, определяющих макроповедение без какого-либо руководящего центра. Но эта система не обязательно была адаптивной.

В большинстве случаев попытки сделать эмерджентную систему более адаптивной сводятся к настройке различных видов обратной связи. В истории с Флауэрс мы наблюдали пример того, что теоретики систем называют положительной обратной связью, — то есть самоподдерживающихся циклов, которые заставляют сыгранную на гитаре ноту разрастаться в ревущую симфонию шума. Однако большинство автоматических систем управления во многом полагаются на устройства с «отрицательной обратной связью». Классический пример — термостат, который использует отрицательную обратную связь для решения задачи контроля температуры воздуха в комнате. На самом деле существует два способа регулирования температуры. Первый — разработать прибор, способный выдувать воздух различной температуры; человеку в комнате достаточно выбрать желаемые условия, и машина начнет подавать воздух, охлажденный или нагретый до нужного уровня. Проблема такой системы двояка: она требует нагревательного или охлаждающего устройства, способного подавать воздух строго определенной температуры, и при этом абсолютно безразлична к текущему состоянию помещения. Установите на термостате семьдесят два градуса, и прибор начнет нагнетать в комнату воздух температурой в семьдесят два градуса — даже если температура в самом помещении уже колеблется на уровне семидесяти с небольшим.

Подход с отрицательной обратной связью, напротив, предлагает более простое решение, которое при этом гораздо чувствительнее к изменениям внешней среды. (Неудивительно, что именно этот метод используется в большинстве домашних термостатов.) Вместо нагнетания в комнату точно откалиброванного воздуха система работает в трех состояниях: горячий воздух, холодный воздух и отсутствие подачи воздуха. Она считывает температуру в помещении, сопоставляет эти данные с заданным значением и соответствующим образом корректирует свое состояние. Если в комнате холоднее, чем нужно, включается горячий воздух. Если теплее — подается холодный. Система непрерывно измеряет температуру окружающей среды и непрерывно корректирует свою работу до тех пор, пока не будет достигнуто заданное значение — в этот момент она переходит в режим «отсутствия воздуха», в котором и остается, пока температура в помещении по какой-то причине снова не изменится. Система использует отрицательную обратную связь, чтобы выйти на заданный режим, и именно поэтому она способна справляться со случайными изменениями внешней среды.

Таким образом, отрицательная обратная связь — это способ достижения точки равновесия вопреки непредсказуемым — и меняющимся — внешним условиям. «Отрицательность» удерживает систему в заданных рамках, точно так же как «положительная обратная связь» толкает другие системы вперед. Термостат без обратной связи просто нагнетает в комнату воздух температурой в семьдесят два градуса независимо от температуры в помещении. Воображаемый термостат с положительной обратной связью оценивал бы изменение температуры в комнате и подхватывал бы этот импульс: заметив, что в комнате стало теплее, он начал бы нагнетать еще более горячий воздух, отчего в комнате становилось бы еще теплее, что заставляло бы прибор подавать еще более горячий воздух. И не успели бы вы оглянуться, как вода в аквариуме с золотой рыбкой закипела бы. Отрицательная же обратная связь позволяет системе находить правильный баланс даже в меняющейся среде. Надвигается холодный фронт, распахивается окно, кто-то разводит огонь в камине — может произойти любое из этих событий, но температура останется неизменной. Вместо того чтобы усиливать собственный сигнал, система регулирует себя сама.

*   *   *

Мы пытаемся совладать с информацией как со средой для отрицательной обратной связи с тех самых пор, как Норберт Винер опубликовал «Кибернетику» в 1949 году, а сам Винер размышлял о взаимосвязи между управлением и обратной связью еще со времен своих военных исследований начала сороковых годов. После того как японцы разбомбили Перл-Харбор и США всерьез вступили в войну, армия поручила Винеру найти способ научить механические орудия автоматически вести огонь по целям. Вопрос, на который Винеру пришлось искать ответ, звучал так: можно ли, имея достаточно информации о местоположении и движении цели, преобразовать эти данные во что-то, что машина могла бы использовать, чтобы сбить ракету «Фау-2» прямо в небе?

Эта задача как нельзя лучше подходила для адаптивных возможностей отрицательной обратной связи: цели представляли собой смесь шума и информации, были до некоторой степени предсказуемыми, но при этом склонными к внезапным изменениям. Но так уж вышло, что для решения этой задачи Винеру требовалось то, чего еще не существовало в природе: цифровой компьютер, способный обрабатывать поток данных в режиме реального времени. Руководствуясь этой потребностью, Винер помог создать один из первых в мире современных компьютеров. Когда рассказывают о военных годах Винера, обычно — и вполне справедливо — подчеркивают, что именно тогда закладывались основы современного персонального компьютера. Однако новое понимание отрицательной обратной связи, возникшее в ходе работы над ENIAC, имело не менее далекоидущие последствия, которые вышли далеко за пределы вакуумных ламп и перфокарт ранней компьютерной эпохи.

Ведь отрицательная обратная связь — это не просто вопрос программного обеспечения или деталь домашней печи. Это способ косвенно направлять подвижную, изменчивую систему к заданной цели. Иными словами, это способ превратить сложную систему в сложную адаптивную систему. Отрицательная обратная связь бывает самых разных форм и масштабов. Ее можно встроить в баллистические ракеты или печатные платы, в нейроны или кровеносные сосуды. Выражаясь современным