В 50-60-е годы прошлого века кибернетика была невероятно популярна. Сначала она не воспринималась всерьёз и считалась лженаукой, потом от неё ожидали объяснения едва ли не всех законов мироздания. Что стало с кибернетикой сегодня, и какую роль играют заложенные ею принципы в современной математической биологии, обсуждалось на семинаре, посвященном 100-летию со дня рождения И. А. Полетаева, в Институте математики им. С. Л. Соболева СО РАН.
Кибернетика — это научная дисциплина, изучающая общие закономерности процессов управления и передачи информации в организованных системах (в машинах, живых организмах и обществе).
«Кибернетика — «наука» мракобесов» («Литературная газета», апрель 1952 г.,), «Кибернетика или тоска по механическим солдатам» («Техника — молодёжи», август 1952 г.), «Кому служит кибернетика?»(«Вопросы философии», май 1953 г.) —новая отрасль знаний в СССР была воспринята в штыки. Учёным, увидевшим в ней будущее, пришлось положить немало сил на борьбу с «антибуржуазными» настроениями. Одним из них был сибирский исследователь Игорь Андреевич Полетаев (1915-1983), автор первой в Советском Союзе отечественной монографии по этой науке (книга "Сигнал", 1958 г.).
«И. А. Полетаев пришёл к пониманию роли кибернетики как инструмента для управления машинами и людьми, говорил о том, что многие модели, существующие в реальном, биологическом мире, подчиняются определенным законам. Также он имел большое влияние как личность на развитие этой науки в Сибири», — рассказывает заведующий лабораторией прикладного анализа ИМ СО РАН, член-корреспондент Андрей Юрьевич Веснин. И. А. Полетаев сформировал несколько фундаментальных принципов управления и взаимодействия в сложных системах. Главное его достижение — разработка общей теории систем с лимитирующими факторами и приложение её к биологическим и производственным процессам. Предложенные Игорем Андреевичем модели биоценозов и роста растений стали важным шагом в становлении математической и теоретической биологии.
В 60-х-70-х годах кибернетика в советской научной среде была уже полностью реабилитирована. Её методы активно развивались и предлагались к применению на практике. Так, учёные начали разрабатывать проекты по автоматизации производства, созданию общегосударственной системы управления экономикой, компьютерных сетей. Что-то из этого было реализовано, что-то так и осталось в планах.В течение последних 30 лет кибернетика, с одной стороны, становилась всё более значимой в области изучения искусственного интеллекта и теоретической биологии, а с другой — будто бы растворилась среди тех наук, с которыми взаимодействовала. В связи с чем возникает вопрос, а существует ли она сейчас как отдельная отрасль знаний?
«Кибернетика, которая во времена И. А. Полетаева воспринималась как особая область знания, стала метатеорией, быстро и естественно вошла в «бытовой язык» математического моделирования. Из лозунга она превратились в аппарат пользования, инструмент конкретных наук», — отвечает на этот вопрос заведующая сектором информатики и биофизики сложных систем, доктор физико-математических наук Галина Юрьевна Ризниченко.
Наиболее интересные применения методы кибернетики нашли в теоретической биологии. Так модель дерева (созданная И. А. Полетаевым)трансформировалась в модель лесных экосистем, а математическое воспроизведение механизмов роста дерева позволяет по-новому взглянуть на проблему бессмертия.
«Я занимаюсь биотическим круговоротом, изучаю, как элементы переходят из почвы в растение, затем из одной его части в другую, отмирают, поступают обратно в землю, что происходит там, что делают с ними бактерии, как воспроизводится почва и как этот цикл начинается сначала.Мы настолько мало об этом знаем, особенно про корни растений, что не можем ещё построить теории», — рассказывает главный научный сотрудник Института почвоведения и агрохимии СО РАН, доктор биологических наук Аргента Антониновна Титлянова.
Также науке до сих пор неизвестно, как создаётся почва. Понятно: для этого нужен азот и углерод. Оба эти вещества субстрат получает из растений — имеет место процесс разложения их остатков под влиянием миллионов видов бактерий и тысяч видов грибов. Разобраться, как это работает, без математических методов учёным не представляется возможным.
«Мы надеемся, с помощью моделирования в конце концов станет понятно, что происходит с органикой, когда она становится уже не тканью растения, а неким мертвым веществом, как она разлагается, что из неё выделяется в первую очередь, что остаётся, какие здесь участвуют химические процессы,и, в конце концов, как из всего этого формируется гумус. Это самая трудная часть, которая не даётся нам многие годы, — комментирует Аргента Антониновна. — Другая загадка — есть некое картофельное поле, его забросили, на нём выросли какие-то сорняки, потом вместо них появились другие, затем исчезли и они, а через 20-30 лет здесь будет расти точно такое же сообщество, которое было до того, как поле распахали. Почему так происходит, непонятно, возможно, «модельерам» удастся разобраться.Беда в том, что для них эти вопросы пока так же тяжелы, как и для нас».
Диана Хомякова
Фото: (1) – фотоархив СО РАН, (2) - автора
