Управляемость: идеалы, критерии, границы, принципы

В связи с проблемой сущности управления встает проблема определения цели управления. Если почти общепринятым является считать целью регулирования гомеостазис, т.е. приведение системы в состояние равновесия с окружающей средой, то относительно цели управления вопрос остается открытым.

Думается, что в качестве цели управления уместно будет рассмотреть управляемость. Хотя термин "управляемость" как качественная характеристика управления достаточно часто встречается в литературе, но разработано это понятие, по мнению многих исследователей, достаточно слабо[184]. В теории оптимального управления управляемость означает, что объект управления управляем для некоторого множества "входных" параметров и "управлений", отраженных в модели объекта управления, которую принято называть системой. Объект управляем, если в смысле некоторого критерия качества, являющегося моделью цели, достигает заданных значений фиксированных параметров.

Как видно из этого определения, управляемость зависит от целого ряда условий. Во-первых, от критерия качества. Поскольку последний является моделью цели, то, в силу множественности моделей, можно вводить различные критерии качества, по-разному характеризующие достижимость цели. В качестве таких критериев часто используются свойства асимптотической устойчивости управляемой системы в окрестности заданного состояния, или характер затухания возмущений, или определенную скорость затухания возмущений, которая характеризует степень устойчивости системы. Отметим, что требование асимптотической устойчивости - самое слабое требование к управляемой системе. Если система не будет асимптотически устойчивой, то достаточно единичного случайного импульса, чтобы система не вернулась в стационарное состояние.

Требование асимптотической устойчивости для обеспечения управляемости привело к парадоксальным с точки зрения инженерии того времени результатам при конструировании регуляторов паровых машин. Оказалось, что не надо стремиться делать трение при механическом взаимодействии регулируемого объекта и регулятора слишком малым. (Для увеличения трения сконструировали даже специальное приспособление - катаракт.) До этого по мере увеличения мощности паровых машин инженеры, напротив, старались уменьшить всюду трение, чтобы избежать потерь. Не следует делать регуляторы слишком массивными. До этого увеличивали массу регуляторов, поскольку заслонки, прикрывающие доступ пара в цилиндры тепловой машины, поворачиваемые посредством регуляторов, становились все тяжелее. Наконец, следует стараться увеличить степень неравномерности хода машины. Это важное правило И.А. Вышнеградский сформулировал в одном из тезисов в конце своей работы: "Астатические регуляторы (т.е. регуляторы с нулевой неравномерностью) даже и с катарактом не должны быть употребляемы, короче: "без неравномерности нет регулятора"[185]. До этого, поскольку увеличивалась угловая скорость вала машины, стремились уменьшить момент инерции маховика, т.е. сделать регулятор более равномерным. Таким образом, критерий асимптотической устойчивости требует, чтобы трение (определенная характеристика контакта) было достаточным, относительная масса регулятора не очень большой и существовала определенная неравномерность хода.

Во-вторых, управляемость системы зависит от множества возможных значений входных параметров. Вообще говоря, чем шире множество возможных значений входных параметров, тем управляемость будет обеспечиваться при более слабых критериях (или система будет неуправляема). Подтверждением тому может служить рассмотренный случай с регулятором Уатта. При "усилении" критерия качества область возможных значений конструктивных параметров регулятора сужается[186].

В-третьих, на управляемость системы сильное влияние оказывает множество возможных возмущений. Даже при введении самых слабых критериев управляемости - асимптотической устойчивости - неявным образом предполагалось, что все возможные возмущения хотя и не определены по величине, но действуют кратковременно, импульсно. Импульс не слишком велик, так что оставляет систему в некоторой окрестности стационарного состояния. Возмущающие импульсы достаточно редки, так что система в промежутке между ними успевает практически вернуться в стационарное состояние, в котором она находилась до возмущений, т.е. возмущения не меняют обратимый характер процесса.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что управляемость системы, в том смысле, как она понимается в оптимальном управлении и автоматическом регулировании, помимо определенных субъективных причин, связанных с выбором критерия качества (управляемости) и множества возможных значений конструктивных параметров, существенным образом зависит от объективных причин - устойчивости и обратимости, которые в свою очередь во многом детерминируются характером возмущений.

Понимание подобной связи ведет к осознанию границ управляемости. "Обратимые преобразования принадлежат классической науке в том смысле, что определяют возможность воздействия на систему, управления системой. Динамическим объектом можно управлять, варьируя начальные условия. Аналогичным образом термодинамическим объектом, определяемым в терминах обратимых преобразований, можно управлять, изменяя граничные условия. ...Обратимый характер таких изменений и управление объектом через граничные условия - процессы взаимосвязанные"[187]. Устойчивость и обратимость, замкнутость и линейность - вот основные свойства, которым уделяет внимание классическая наука.

Ввиду указанной ориентации и благодаря своим успехам, классическая наука во многом обусловила и сформировала как технические, так и социальные идеалы управляемости. "Она открыла людям мертвую пассивную природу, поведение которой с полным основанием можно сравнить с поведением автомата: будучи запрограммированным, автомат неукоснительно следует предписаниям, заложенным в программе"[188]. Подобное "открытие" порождало иллюзии устойчивости, прогнозируемости (в том смысле, что можно "предвидеть", "предугадать", "познать" некую неизменную "божественную" программу), стабильности (если "внешняя среда" и меняется, то эти изменения не могут сколько-нибудь значительно нарушить устойчивого следования объекта заданным предписаниям). Указанные иллюзии, подкрепленные классической наукой, уходят своими корнями глубже. Они порождены "культурой, пронизанной идеей союза между человеком, находящимся на полпути между божественным порядком и естественным порядком, и богом, рациональным и понятным законодателем, суверенным архитектором, которого мы постигаем в нашем собственном образе"[189].

Бергсоновский образ классической динамики "Все задано" предполагал, что и все возможно, если только обладать знанием того, что задано. Основные причины неуправляемости были связаны либо с недостаточным знанием этого рационального, "божественного" плана, лежащего вне людей (что не позволяло следовать ему), либо с "испорченностью" человека, причиной которой считался дуализм человека.

Таким образом, классическая наука не только формирует единый технический и социальный идеал управляемости, но и задает границы управляемости, которые, по сути, зависят только от возможности познания некоего рационального плана. Постижение этого плана, открытие законов мироустройства, казалось бы, должны способствовать становлению "безграничной" управляемости.

Достаточно успешное воплощение подобного идеала в технике способствовало тому, что и социальные идеалы получили определенные дивиденды. На рубеже веков пытались управлять всем и во всем, стремясь преодолеть "стихийность" естественных регулятивов с помощью целерациональных (искусственных) регулятивов. Совершенно не случайно, что в это время начинается триумфальное шествие "Его Величества Плана", одного из самых распространенных и по сей день целерациональных регулятивов. Определенные неудачи планирования затушевывались случавшимися успехами, а сами неудачи объяснялись сугубо субъективными факторами: где-то кто-то чего-то не учел.

Объективные границы и масштабы планирования, как и управляемости, стали сознаваться позднее, чему во многом способствовали достижения в различных областях науки, прежде всего, в физике, биологии, химии, позднее - в кибернетике. Биологи, химики и физики первыми столкнулись с необратимыми и неустойчивыми процессами. Открытие некоторых универсальных постоянных, например, скорости света, уже определяло границы возможностей нашего воздействия на природу и, вместе с тем, границы управляемости. Открытие закона сохранения энергии, который частично отражал пассивные и управляемые аспекты природы, подвело к понятию необратимости. Энергия, хотя она и сохраняется, непрерывно рассеивается. В связи с этим не все процессы, при которых энергия сохраняется, возможны. Невозможно, например, построить тепловую машину только с одним источником тепла. Подобное открытие привело Томпсона к формулировке II начала термодинамики: существование в природе универсальной тенденции к деградации механической энергии.

С точки зрения управляемости, "необратимость "отрицательна": она проявляется в форме неуправляемых изменений, происходящих в тех случаях, когда система выходит из-под контроля. ...Диссипация показывает, что в отличие от динамических объектов термодинамические объекты управляемы не до конца. Иногда они "выходят из повиновения", претерпевая самопроизвольные изменения"[190]. Обнаружение факта образования колоний у коллективных амеб, автокаталитических и кросс-каталитических реакций, лежащих в основе метаболизма и являющихся примером нелинейных неравновесных процессов, позволило сделать вывод, что в сильно неравновесных условиях "системы начинают "воспринимать" внешние поля, например, гравитационные поля"[191]. Они приобретают способность воспринимать различия, неощутимые в равновесных состояниях, т.е. "чувствительность" систем к внешним воздействиям усиливается. Кроме того, в случае нелинейных химических реакций появляются дальнодействующие корреляции: частицы, находящиеся на макроскопических расстояниях друг от друга, перестают быть независимыми.

Попытки воздействия на подобные возмущения сталкиваются с рядом принципиальных трудностей. Во-первых, возможность регистрации подобных возмущений. Поскольку в равновесных состояниях подобные возмущения слабые, то технические приборы, выступающие в качестве измерительных инструментов, не фиксируют подобные возмущения, либо фиксируют их слишком поздно, когда изменения в системе под воздействием внешних полей начинают приобретать необратимый характер. В этом случае ситуация постоянно меняется, диктуя тем самым изменение границ управляемости.

Во-вторых, даже если измерительная аппаратура зафиксирует возмущение, то определить и локализовать источник возмущения достаточно сложно (а в случае поля локализация в принципе невозможна). Возникает ситуация, когда регулятор вынужден будет действовать против большого разнообразия возмущений, т.е. регулятор будет "мал" по сравнению с системой возмущающих воздействий (такие случаи являются обычными в биологии). Гомеостатические регуляторы имеют в этом смысле объективный предел регулирования, который можно считать следствием природного закона необходимого разнообразия.

В-третьих, поскольку гомеостатические регуляторы реагируют не на сами возмущения, а только на ошибки (отклонения) в поведении системы, то такие регуляторы не совершенны. Только предположение о малых отклонениях, не нарушающих условия обратимости, делает использование таких регуляторов оправданным.

Осознание объективных границ воздействия человека на объекты любой природы, явившееся во многом результатом развития научного и технического знания, неизбежно должно было привести к трансформации идеала управляемости, к пересмотру представлений о ее границах и критериях. В силу объективных причин начало подобному пересмотру было положено в технике, причем в тех ее областях, в которых существенными были вопросы взаимодействия и взаимозаменяемости человека и машины.

Попытки построения автономных управляемых технических объектов для работы в неизвестных средах, к которым относятся, например, динамические роботы, потерпели неудачу. Так, например, до сих пор не решена одна из простейших задач - возврата робота в последнее фиксированное состояние в случае потери с ним связи. Дело в том, что внешние воздействия, которые в большинстве случаев известны неточно или вообще не известны, создают ситуацию, которую принципиально неадекватно рассматривать как ситуацию функционирования, в которой достаточно эффективно используются гомеостатические регуляторы. В подобной ситуации нет прямого механизма обратной связи, поэтому регуляторы детерминированного типа использовать невозможно.

В подобных ситуациях и у нас в стране, и за рубежом наиболее перспективными считаются разработки в области полуавтономных роботов, которые существенно работают вместе с человеком-оператором, который может разрешить роботу частичный выход из-под контроля в расчете на возможность адаптировать робота к функционированию в новой ситуации, для чего, вероятно, придется частично или полностью изменить цель. Последнее является атрибутом и прерогативой человека, определяющей роботу режим функционирования.

В рассмотренной ситуации управляемый имеет "право" на ошибку, на частичное неподчинение команде (а тем самым на некоторое проявление собственной активности). Но в задачи управляющего входит налаживание новой коммуникации с управляемым, нового диалога, основанного на новых правилах поведения и переопределении "темы".

Таким образом, управляемость, которую ранее связывали с устойчивым детерминированным или стохастическим "подчинением" управляемого объекта определенным правилам, командам, программе и являвшуюся скорее характеристикой объекта управления и внешних воздействий, начинают все больше соотносить с субъектом управления, с его возможностью переопределения целей и\или средств управления.

Подобные идеалы управляемости, отражающие как бы взаимную адаптацию субъекта, объекта и среды управления, достаточно прочно заняли свои позиции в управлении техническими объектами, где во многом они стали нормами проектирования и конструирования. Этому во многом способствовала практика, опирающаяся на идею целерациональности.

К сожалению, превращение подобных идеалов управляемости в нормы управления социальными объектами происходит гораздо сложнее. Дело здесь, думается, в том, что чисто функциональная сторона отношения управления, характерная для управления техническими объектами, при управлении социальными объектами отнюдь не является главной. В управлении социальными объектами часто существенной стороной управленческого отношения является социальная составляющая, имеющая яркую политическую (в широком смысле) окраску. В этом смысле человеку бывает легче, переопределив себя, адаптироваться к технике (она-то изменить себя самостоятельно не может), чем адаптироваться к носителям субъективности. Человек проще признает частичное неповиновение машины, чем другого человека или социальной группы, поскольку последним приписывается во многом не функциональный, а политический аспект, связанный с наличием воли, с претензией на собственную субъектность.

Отметим, что технические и социальные идеалы управляемости всегда формировались под значительным влиянием друг друга. Определенные успехи управления тем или иным типом объектов всегда способствовали определенной идеализации используемых при этом принципов, методов и результатов. Подобная идеализация неизбежно приводила к определенному пересмотру идеалов управляемости.

Так, например, в Древней Греции, заложившей основы демократической системы управления, которая базируется на признании потенциальной субъектности каждого гражданина и широко использует принципы децентрализации, ведущие к установлению менее жесткой социальной иерархии, в период краха демократии происходит возврат к прежним идеалам управляемости, основанным на принципиальном наличии одного субъекта, централизации и жесткой иерархии, имеющей во многом функциональные основания. Подобные идеалы были сформированы еще в тот период, когда пентеконтера была не просто техническим устройством, а существенным регулятором социальных отношений. Платон и Аристотель пытались дать теоретическое обоснование этим идеалам, провозглашая в роли кормчего государство.

Вообще, идеалы управления социумом как машиной долго преследовали человечество. В качестве яркого примера здесь можно привести знаменитый Паноптикум И. Бентама, представляющий собой, по замыслу автора, "нечто вроде «совершенного социального института», средство для производства социального порядка, которое не требует ни грубого насилия, ни пропаганды. Оно нуждается лишь в небольшом количестве солнечной энергии и обычного дневного света, поскольку технология ...основана на игре зрительных образов"[192]. И. Бентам сформулировал и принципы управляемости, под которой он понимал "автоматическое функционирование власти": наблюдаемость и непроверяемость. Наблюдаемость означает, что управляемый всегда должен иметь перед глазами некий символ "центральной башни", из которой за ним следят. Непроверяемость означает, что управляемый не должен знать, следят ли за ним в данный момент, но должен быть уверен, что за ним, в принципе, всегда могут подглядывать. "Паноптикум - это машина для разделения наблюдателя и наблюдаемого: в кольцеобразном здании вы полностью открыты наблюдению, но сами никого не видите, а в центральной башне - за вами наблюдают, оставаясь невидимыми" [193].

Таким образом, социальный идеал управляемости предполагал всеобщий и постоянный контроль, отчуждение и утилизацию негодных. Именно эти идеалы можно обнаружить во многих государственно-правовых теориях и в концепциях менеджмента представителей "классической школы". При тоталитарных режимах эти идеалы становились нормой: органы безопасности получали такие полномочия, что фактически становились той самой бентамовской "центральной башней", которая "возвышалась" даже над государством.

Нерациональность жесткого контроля (даже в технических системах) и неоднозначность его влияния на управляемость поняты уже давно, но тем не менее в массовом сознании жесткий контроль как тождественность управляемости достаточно живуч, и многие политические лидеры, в основном из политических соображений, часто используют его. "Обратная сторона" отчуждения и проблемы с утилизацией отходов (которые в социуме осложняются еще и этической составляющей) давно перестали быть "новыми".

Поэтому естественно, что еще начиная с середины ХХ века и технические, и социальные идеалы управляемости меняются. Они постепенно меняют свой "жесткий", "непререкаемый" образ на более лояльный, вариабельный, предполагающий наличие собственной активности объектов управления, требующий лабильности со стороны субъектов управления, необходимым условием которой является коммуникабельность, способность устанавливать информационные контакты.