Кібернетична система. Її властивості

Слово кібернетика грецького походження. Воно зустрічається ще в працях грецького філософа Платона, що жило близько 2400 років тому, і означає мистецтво керування кораблем. Ампер у 1832 р. назвав кібернетикою науку про керування державами, що, на його думку, варто було б створити. Норберт Вінер у 1948 р. у книзі «Кібернетика або керування у тварині і машині» виклав основні ідеї нової науки про загальні закони керування всіляких складних систем.

Кібернетика - наука про загальні закони процесів організації, керування і переробки інформації в складних системах різної фізичної природи: машинах, технічних пристроях, живих організмах.

Виникнення науки кібернетики обумовлений науково-технічною революцією, створенням складних самоврядних верстатів, автоматичних ліній, обчислювальних машин. Значну роль зіграло також розвиток нейрофізіології - науки про системи керування і регулювання в живому організмі. Створення науки про загальні закони керування викликано також розвитком наук про керування установами (у тому числі медичними), державними системами, суспільством. Розвиток кібернетики був би неможливим без прогресу електроніки і створення електронних обчислювальних машин.

Предмет кібернетики – кібернетична система – упорядкована сукупність взаємодіючих об'єктів (елементів систем), об'єднаних виконанням визначеної функції і здатних обмінюватися інформацією.

Елементами кібернетичної системи можуть бути об'єкти різної фізичної природи: неживі предмети, живі об'єкти, процеси, явища і т.д. Наприклад, елементами ЕОМ є блоки ЕОМ; мозку - нейрони; колективу - люди, члени колективу. (Юрба не кібернетична система, тому що вона не об'єднана визначеною загальною функцією, відсутня упорядкованість і немає чіткого обміну інформацією.)

Кібернетична система - абстраговане поняття, що не відбиває усіх фізичних, технічних або фізіологічних особливостей об'єкта. Так, людина як кібернетична система розглядається тільки з погляду взаємозв'язку і керування його окремих органів без анатомічних подробиць.

Характеристики системи, розглянуті кібернетикою, її параметри, поділяються на вхідні параметри: Х₁, Χ₂,..., Χ_n, що враховують вплив зовнішнього середовища на систему, і вихідні параметри Y₁, Y₂,..., Y_n, що характеризують вплив системи на зовнішнє середовище (мал. 10.1).

Кібернетичні системи - складні системи, самі складаються з підсистем (А, В... на мал. 10.1), між якими теж маються зв'язки. Ці підсистеми, у свою чергу, також можуть складатися з ще більш простих кібернетичних систем, тобто організація кібернетичних систем ієрархічна. Кожному рівневі ієрархії відповідає визначений рівень організації. Живий організм теж ієрархічна система. Біофізика розділяється по рівнях організації (ієрархіям) живого організму: на молекулярної, клітинної, органну і складної систем.

Кібернетика вивчає динамічні системи, у яких протікають складні процеси, стан яких безупинно міняється під впливом зовнішніх впливів або в залежності від фази функціонування. Стан динамічної системи характеризується значеннями її параметрів не тільки в даний момент часу, але й у попередні моменти часу. Так, людина, як кібернетична система, – це сукупність процесів, що протікають у ньому і міняються в часі для характеристики стану організму людини необхідне знання анамнезу і треба враховувати його зв'язку з навколишнім середовищем (умови життя, роботи і т.д.). (Відповідно до визначення, прийнятому Всесвітньою організацією охорони здоров'я, стан здоров'я людини - це не тільки відсутність хвороби, а стан повного фізичного, духовного і соціального благополуччя.)

На сучасному етапі розвитку медицини організм розглядається з позицій системного підходу, що полягає в комплексному вивченні його внутрішніх зв'язків і взаємодій з навколишнім середовищем.

Спеціально для біологічних систем слід зазначити їх виражену варіабельність. Немає однакових пацієнтів, так само як немає однакових кліток. Кожна людина вимагає особливої уваги, особливого підходу.

Варто також враховувати та обставина, що в кібернетичних системах можуть діяти не тільки динамічні закони (закони однозначної відповідності наслідку і причин), але і статистичні, можливі закони, коли можна говорити про більшу або меншу імовірність того або іншого наслідку даної причини. Статистичні закони часто зустрічаються в медицині, наприклад, коли мова йде про імовірності того або іншого результату хвороби, про імовірності ускладнень, про імовірності тієї або іншої реакції організму на зовнішній вплив: зміну клімату, невагомість, хитавицю, уведення лікарського препарату, опромінення і т.д. Тому кібернетика широко використовує теорію імовірностей - основу її математичного апарата.