поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
код нашей кнопки:
Гомеостатика
Научное направление, возникшее на пересечении кибернетики и теории
систем автоматического регулирования. Свое название гомеостатика
получила от греческих слов: homeo - постоянство и statis - состояние.
Все живые организмы могут существовать только при условии постоянства их
жизненно важных параметров, например, постоянства температуры тела,
кровяного давления и т. д. Это свойство организмов называется
гомеостазисом. Однако, как правило, само постоянство не является строго
неизменным, оно регулируется соответствующими центрами нервной системы,
в зависимости от состояния организма в данный момент времени и
воздействий окружающей среды. Например, у человека в нормальных условиях
поддерживается температура тела 36,6°С, а при болезни, чтобы лучше
противостоять инфекции, она повышается (повышение температуры на 1°С
почти в 3 раза увеличивает скорость биохимических процессов).
Однако не только живые организмы, но и многие другие так называемые
сложные системы (экологические, социальные, производственные) в той или
иной степени гомеостатичны - у каждой из них есть свои жизненно важные
параметры, которые необходимо поддерживать в определенных границах при
допустимых изменениях внешней среды.
Понятие "гомеостаз" применительно к физиологии было введено американским
физиологом У. Кенноном (1871 - 1945) задолго до появления кибернетики.
Позже американский кибернетик У. Эшби создал самоорганизующийся
регулятор, способный поддерживать постоянство выходного параметра при
больших изменениях входных параметров, характеризующих внешнюю среду. Он
назвал этот регулятор гомеостатом. С тех пор понятие гомеостата стало
широко использоваться в теории автоматического регулирования, а потом и
в других науках.
С гомеостатикой тесно связана проблема многокритериальной оптимизации,
когда приходится согласовывать критерии, которые могут противоречить
один другому. В гомеостатике это противоречие не устраняется, а,
наоборот, используется, чтобы привести систему в нужное состояние. В
этом гомеостатика не оригинальна. Подавляющее большинство систем
регулирования разнообразных параметров в живых системах используют
принцип управляемого противоречия - основополагающий принцип
гомеостатики. Например, нормальный уровень "густоты" крови
поддерживается в результате одновременного воздействия на нее двух
противоборствующих факторов: тромбоциты способствуют свертыванию крови,
а тучные клетки, вырабатывающие гепарин, разжижают ее. Клетки
околощитовидной железы увеличивают содержание кальция в крови, а так
называемые С-клетки щитовидной железы делают все возможное, чтобы
кальция в крови было меньше. В островках поджелудочной железы
альфа-клетки вырабатывают контринсулярный гормон, а бета-клетки
выбрасывают в организм инсулин.
Огромное число заболеваний связано с тем, что разлаживается управление
противоречием: одна из противоборствующих систем начинает угнетать
другие, выводит организм из нормального режима функционирования и даже
может привести его к гибели.
Равновесие в гомеостатических системах напоминает те положения
равновесия, которые изучаются в теории коллективного поведения
автоматов. Как и там, возникновение равновесия есть результат
столкновения противоборствующих (с точки зрения целей) систем.
Гомеостатика сейчас делает первые шаги, но достигнутые ею успехи
позволяют полагать, что с ее помощью можно будет:
создать модели для более глубокого понимания различных патологий в
организме человека и животных;
создать имитационные модели возникновения катастроф в экологических и
социальных системах;
разработать методы синтеза высоконадежных самоприспосабливающихся систем
регулирования для особо ответственных технических объектов;
применить гомеостатические принципы управления в нейрокибернетике и в
искусственном интеллекте;
разработать методы анализа поведения малых человеческих коллективов.