На путях к геокибернетике

Внимательное изучение географической среды показывает, что механизмы саморегулирования в очень большой степени контролируют все ее изменения. Под влиянием обратных связей географические системы получают как бы некоторую самостоятельность. Вот несколько примеров.

Горячие источники питаются непрерывным потоком грунтовых вод, и вода разогревается непрерывно поступающим из глубин теплом. Но в некоторых источниках этот режим равномерного поступления тепла и воды преобразовался в прерывистый: вода и пар выбрасываются периодически через правильные промежутки времени. Это гейзеры. «Программа» их деятельности определяется обратными связями между температурой перегретой воды и давлением в канале. Лисы и полевые мыши — это система (в действительности система, разумеется, много сложнее), которая автоматически регулирует в каждой местности численность тех и других. Уменьшение количества мышей приводит к голоданию хищников и к сокращению их числа. Вследствие этого и истребление мышей уменьшается, почему они начинают усиленно размножаться. Вслед за ними размножаются лисы и так далее. Из-за того, что каждый вид с некоторым запозданием реагирует ,на изменение численности другого, система постоянно «раскачивается», испытывая периодические колебания в некоторых пределах.

Водоворот, возникший в потоке, заставляет крутиться на одном месте камни и песчинки. Если они высверлят ямку в дне, то под влиянием получившегося углубления водоворот станет постоянным «жильцом» в этом месте потока. Все время усиливая друг друга, водоворот и углубление в дне могут вырасти до образования «исполинова котла».

Явления такого типа хорошо изучены кибернетикой, хотя и на примерах совершенно другой природы: из техники, из биологии и общественных наук. Существует уже достаточно глубоко разработанное здание понятий и формул, с помощью которых изучаются системы управления, в том числе саморегулирования. Кстати, тут мы и получаем ответ на вопрос, нужно ли преобразование природы называть управлением. Аналогия между географическими системами и объектами, которые до сих пор изучала кибернетика, позволяет, очевидно, применять кибернетические методы к исследованию природной среды. Ясно, что в этом случае использование принципов и понятий кибернетики, таких, как «управление», попросту сэкономит географам много сил при проникновении в тайны природы. И, кроме того, подскажет новые пути, новые методы работы.

Мы еще мало знаем, в какой степени географические системы подходят для рассмотрения их с кибернетических позиций. Во всяком случае, функции многих комплексов природы находят довольно полную аналогию в функциях таких блоков искусственных систем управления, как «вход», «память», «усилитель», «выход» и другие. Есть и различия, которые нельзя отбрасывать. Например, в географических системах в отличие от кибернетических отдельные блоки не ограничены строго в пространстве и со временем могут совершенно менять свою роль. И еще одно, принципиальное отличие: саморегулирование физико-географических систем не преследует какой-нибудь цели, оно стихийно. А вот кибернетика до сих пор занималась исключительно целенаправленными системами. Здесь есть еще о чем поспорить, над чем поломать голову. Но уже, как отпечаток на фотобумаге, постепенно вырисовывается контур нового направления в географической науке. И даже название для него придумано: геокибернетика.

...Если совсем недавно смелой мечтой географов казалась задача дать прогноз развития природы в будущем, то сегодня вопрос ставится по-новому: научиться планировать ландшафты с заранее заданными свойствами. Так рождается новая область знания — геокибернетика.

 

2009