Автор: Сочивко В.П.  

Теги: техника средств транспорта   океанография   аппаратура   подводные аппараты  

Год: 1974

Похожие

Основы теории движения подводных аппаратов

Автоматы несут вахту

Системы навигации космических летательных аппаратов

Управление космическими летательными аппаратами

Текст 
                    

191
[-
>
я
J-
я
[,
)-
[-
[е
\	.	I-
В.П.СОЧИВКО
.	....	I,
ы
1-
ЧЕЛОВЕК И АВТОМАТ В ГИДРОСФЕРЕ
I-
Очерки системотехники	1 •
te
ь
)-
[-
ъ
I-
3

УДК 629.127.4
С69 S
Рецензенты:
канд. техн, наук Г. А. Захаров
и канд. техн, наук И. А. Румянцев
Научный редактор
д-р. техн, наук Л. П. Крайзмер
30501—018
048(01)—74
87—73
© Издательство «Судостроение», 1974 г.

Однокурсникам-дзержинцам посвящаю
ОТ АВТОРА
С каждым годом человечество все решительнее ведет наступ-
ление нй голубой континент, занимающий около двух третей поверх-
ности планеты Земля. Опубликованы фундаментальные исследования
с точными выкладками, подтверждающими экономическую целесообраз-
ность освоения богатств Мирового Океана [47]. Не утихает дискуссия
о путях. и методах использования донных полезных ископаемых,
животного и растительного мира, веществ, растворенных в морской воде,
энергии приливов и отливов, энергии волн и других богатств гидро-
сферы.
Однако водная среда биологически чужда человеку. Морская сти-
хия затрудняет доступ к потенциальным богатствам. Поэтому одновре-
менно с отважными атаками одиночек, штурмующих глубины, ученые
и инженеры вынашивают грандиозные проекты создания автоматизи-
рованных средств поиска и промысла, необычных судов подводного,
глубоководного и подледного плавания, донных промышленных и тех-
нологических сооружений и т. д. Сегодня трудно предугадать все формы,
которые приобретет колонизация и индустриализация гидросферы
через 15—20 лет. Но есть ряд вопросов, которые можно и нужно ста-
вить именно сейчас. Один из них кратко можно сформулировать так:
человек или автомат?
В принципе этот вопрос не нов. В свое время он был поставлен в ходе
общекибернетической дискуссии, затем в более конкретной формули-
ровке обсуждался в связи с развитием практической космонавтики.
Вопрос достаточно серьезен, ибо. его решение имеет громадное значение
для определения одного из основных направлений научной и техниче-
ской политики. * '
В наши дни армия ученых в короткое время. может выдвинуть
большое количество идей, но далеко.не все из них могут быть реализо-
ваны в обозримые Сроки. Это отнюдь не означает необходимости сни-
жения темпов развития науки, но заставляет более строго подходить
к выбору стратегии и тактики научных исследований и опытно-кон-
структорских работ, научно обосновывать принимаемые решения.
3

Указанный выше вопрос — человек или автомат? — может поста-
вить перед собой и отдельный человек в связи с выбором специальности,
будущей работы на морском поприще. При этом для него очень важно
ответить себе на такие вопросы: будет ли в ближайшее время все на-
столько автоматизировано и механизировано, что глубоководные по-
гружения человека станут анахронизмом? Возможно ли сочетание науки
и инженерной практики с морской романтикой? Совместима ли роман-
тика .морской профессии с осмысливанием наиболее сложных и дискус-
сионных проблем общей теории систем, инженерной психологии, кибер-
нетики, бионики, эстетики и других, традиционно далеких от судо-
строения областей человеческого знания? Читателю, перед которым
стоят или могут встать эти вопросы, и адресована в первую очередь
данная книга.
Однако автор имел в виду и другую категорию читателей, давно
осуществивших выбор профессии и практически работающих в судо-
-троеннн и гидропрнборостроенин. Такому, подчас крупному, специа-
листу увидеть некоторые новые перспективы мешает, по выражению
Н. Винера, «Олимп априорности», сложившийся за многие годы узко-
ведомственной практики..
Большое количество научных фактов, использованных в книге,
заимствовано у других авторов, на что указывают ссылки, адресующие
к списку литературы. Частичное отражение нашли некоторые собст-
венные исследования автора книги и его коллег по лаборатории.
Многие оценки и заключения по спорным вопросам даны после пред-
варительного обсуждения с квалифицированными специалистами.
Следует отметить, что фактический материал этой книги выполняет
функции иллюстративные и его следует рассматривать как «сигналь-
ную» информацию, для подробного ознакомления с которой требуется
обращение к специальным научным трудам.
Автор хорощо понимал, что широта обсуждаемой темы таит
В себе определенные опасности.' Возможным критикам хочется напом-
нить слова известного ученого: «. . .Мы только сейчас Начали система-
тически делать новые открытия доступными специалистам в смежных
областях науки. Эти попытки нужно значительно расширять. Это —
нелегкая задача, и те, кому это удается, заслуживают того, чтобы их
работа ценилась научной общественностью так же высоко, как и работа
исследователей. . .» Ч
Автор считал бы свою задачу выполненной, если бы книгу про-
должила дискуссия, например, на страницах журнала «Судостроение»,
и будет признателен за все замечания и советы, которые читатели могут
направлять по адресу: 191065, Ленинград, ул. Гоголя, 8, издательство
«Судостроение».
1 Д ж. Томсон. Предвидимое будущее, М., ИЛ, 1958, с. 158—
159.

Глава п е рв а я
ПУТИ И ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ
И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИДРОСФЕРЫ
•
Этапы развития человечества могут быть определены через
стадии покорения водных пространств и насчитывают три
фазы-, речную, морскую и океаническую.
В. О. Ковалевский
Всю совокупность водных ресурсов планеты —
океаны й моря, реки и озера — принято называть емким
словом «гидросфера». Хотя по некоторым физическим
параметрам капля воды повторяет океан, существует
ряд физических характеристик, по которым различаются
два, казалось бы, одинаковых водоема. Точно так же ока-
зываются в чем-то совпадающими, а в чем-то резко раз-
личными и многие другие объекты, рассматриваемые при
обсуждении путей освоения и использования гидросферы.
Возьмем, например, подводное судостроение. Наряду
со сверхмалыми исследовательскими подводными лод-
ками с размерениями, не превышающими 10 м (рис. 1),
проектируются подводные супертанкеры длиной 275 м,
шириной 43 м и высотой корпуса 30 м (рис. 2). Несмотря
на огромную разницу в размерениях, обусловливающую
разный подход к проектированию и постройке этих судов,
имеется и определенная общность в некоторых вопросах
автоматизации судов, подводной навигации и т. д.
Физика гидросферы исследует свой объект на микро-
уровне: соленость и прозрачность воды, микров.крапления,
кавитацию1 и т. д., но многие из получаемых результатов
1 Кавитация — нарушение сплошности текущей жидкости, возни-
кающее при давлении ниже критического. При этом присутствующие
в жидкости пузырьки газа увеличиваются, превращаясь в относительно
большие «кавитационные -пузыри». Кавитация ведет к разрушению
поверхности лопастей гидротурбины, гребных винтов кораблей и дру-
гих устройств.
5

позволяют объяснить сложные явления в гидросфере
только на макроуровне — структурную неоднородность
толщи воды, распространение световых и звуковых лучей
на большие расстояния и т. п.
Рнс. 1. Исследовательский подводный аппарат «Стар-3»
водоизмещением Ют, длиной 7,5 м, шириной 1,9 м-и
высотой 2,4 м.
s Относительно просты исследования поверхности морей,
затруднено изучение дна, еще сложнее вести прямые 
наблюдения больших объемов толщи воды. Поэтому лишь в
Рнс. 2. Подводная лодка-танкер водоизмеще-
нием 170 000 т, длиной 275 м, шириной 43 м
и высотой корпуса 30 м.
последние годы было обнаружено, что не только на поверх-
ности,' но и на различных глубинах существует расслое-
ние воды, циркулируют мощные подводные течения,
разыгрываются подводные штормы; Если поверхностные
6

волны измеряют уже на протяжении длительного вре-
мени и известно, что максимальная высота их дости-
гает 20 м и более (зарегистрирована высота волны 33,5 м),
а длина волны доходит др 300 м, то подводные волны
пока фактически не измерены, но предположительно их
высота может превышать 100 м, а. длина — несколько
миль. .
Многообразен животный мир гидросферы. Это и мик-
роскопические существа зоопланктона\ и многометро-
вые представители фауны моря. Разнообразны и формы
тела,, и поведение обитателей гидросферы (см. [68]).
Множество фундаментальных наук посвящено изу-
чению, гидросферы:, океанология, гидрография, гидро-
динамика, гидроакустика, биофизика морей, гидробио-
ника и многие другие. В сотнях книг — строго теорети-
ческих и научно-популярных — излагаются вопросы, близ-
кие к тому, о чем пойдет речь в данной главе. Фактиче-
ский материал для этой главы подобран так, чтобы он мог
иллюстрировать наступление четвертой фазы покорения
водных просторов человеком — гидропической фазы, когда
человек перейдет к активной колонизации всей толщи
Мирового океана.	?
' § 1- '
 Основные вехи проникновения
человека в гидросферу
Рано или поздно человек поселится на дне моря. . . В океане
, появятся города, больницы, театры. . . Я вижу новую расу —
«Ното aquaticus» — грядущее поколение, рожденное в подвод-
ных деревнях и окончаргельно приспособившееся к новой окру-
жающей среде. . .
Ж.-И. Кусто
Существует множество причин, стимулирующих
проникновение человека в гидросферу. Первым, но теперь
уже далеко не самым мощным стимулом является стрем-
1 Зоопланктон — совокупность мелких организмов,- обитающих
в толще воды н не обладающих.способностью к быстрым активным пере?
движениям ид большие расстояния (исключение составляют переме-
щения, связанные с суточными и сезонными изменениями глубины
погружения). Вместе с фитопланктоном — микрорастениями воды —
зоопланктон образует планктЬн гидросферы.
7

ление познать неизведанное. Именно это-побуждало людей
в давние времена предпринимать отчаянные по своей
смелости погружения, история которых не заканчива-
ется и в наши дни. Оценивая экономические возможности
гидросферы, обычно учитывают такие ее ресурсы, как
рыСЦ, морские звери, водоросли, планктон, донные неф-
тяные и газовые месторождения, россыци тяжелых метал-
лов, хромовые руды подводных хребтов, растворенные
в морской воде редкие элементы и другие богатства.
Нельзя сбрасывать со счетов то обстоятельство, что
гидросфера оказывает мощное воздействие на многие
Рнс. 3. Фрагмент ассирийского барельефа с
изображением подводных пловцов, подплываю-
щих к вражеской морской крепости (Британ-
ский музей).
процессы в атмосфере. Поэтому огромное практическое
значение имеет исследование процессов взаимодействия
гидросферы и атмосферы для долгосрочных и краткосроч-
ных прогнозов погоды.
Несколько неожиданными оказались точки сопри-
косновения космонавтики и гидронавтики? Это и Некото-
рая общность физических условий, позволяющая отра-
батывать программы работ, учитывающие воздействие
невесомости на трудовую деятельность человека в гидро-
сфере. Это и сходные по трудности условия созидательной
деятельности, например при сборке станции. Это и сов-
падающие в известном смысле требования автономности,
ограниченный комфорт и многое другое.
Нельзя не сказать об использовании гидросферы в воен-
ных целях. Истоки этого лежат в глубокой древности
(рис. 3), а тенденции сохраняются и в наши дни (рис. 4).
8

Очень многие современные программы глубоководных
исследований, широко обсуждаемые на страницах зару-
бежной печати, также носят откровенно милитаристский
характер. Как пишет С. Херш (США), «все элементы
предстоящей гонки подводных вооружений встают на свои
места: университеты предоставляют научные кадры; кор-
порации, прельщенные потенциально баснословными при-
былями, вкладывают средства в научные исследования;
Рис. 4. Боевые пловцы специального ди-
версионного подразделения времен второй
мировой войны.
военно-морской флот, стремящийся получить свою долю
военного бюджета, проталкивает свои подводные ракетные
системы. Надежды на то, что удастся остановить Джаг-
гернаута 1 таких размеров, поистине ничтожны. Для этого
пришлось бы изменить все, чем живет Америка» 2.
Читатель может вспомнить о попытках международ-
но-правового ограничения милитаризации глубин и дна
морей и океанов. Однако, несмотря на некоторые успехи
в этом направлении, определяемые главным образом
мирной дипломатической инициативой Советского Союза,
1 Джаггернаут — божество американских индейцев, под колес-
ницу которого бросали людей, приносимых в жертву.
г С. X е р ш. 20 000 пушек под водой. — «Лит. газета», 1960, 8 окт.
9

пути милитаризации гидросферы окончательно не закрыты.
Поэтому сохраняет силу стремление империалистических
держав к военному освоению морских глубин. По аналогии
, с авиацией, где преимущества^ находятся на стороне лета-
ющих быстрее и выше, в гидросфере сильнее тот, кто
' может плавать быстрее и глубже.
Рис. 5. Глубоководный город (проект американ-
' ских инженеров).
В дополнение к плавсредствам в океанах могут раз-
мещаться донные, поверхностные и глубинные стационар-
ные сооружения, плавучие острова, монтируемые из при-
буксированных отдельно секций, гигантские дрейфу-
ющие и заякоренные буи. Известны программы подвод-
ных и надводных сооружений, своей грандиозностью
превосходящие самые большие проекты сооружений на
суше. Так, японский архитектор К.'Танге разработал
проект к морского плавучего города — спутника перена-
10

л- < ' селенного Токио — в виде множества плавучих пирамид.
•У В этой же стране К. Китукаке спроектировал плавучий
остров-город на 500 000 человек. Английский архитек-
У тор Д. Джелйкоу предложил проект города в Северном мо-
ре. Французский изобретатель и исследователь гидросферы
Ж.-И. Кусто участвовал в проектировании искусствен-
/ ’ ноГо острова-города у берегов Монако. Среди проектов
подводных сооружений наиболее значительными явля-
ются проект глубоководного города, который американ-
ская фирма «Дженерал электрик» намеревается строить
Рис. 6. Плйвучий горрд..
на одной из подводных вершин Атлантического океана,
а Также ряд проектов подводных заводов и нефтехранилищ.
На рис. 5 и 6 показаны два проекта, подробное описание
- которых можно найти в литературе [261.
Некоторые’морские державы по ряду причин склонны
5* были бы воздержаться от широкого развертывания работ в
i* гидросфере (из-за необходимости реализации более важных
И легче осуществимых проектов на суше, из-за неразведан-
ности или относительной бедности шельфа 1 и др.). Однако
спорность ряда положений международного права, опрё-
деляющего государственную принадлежность морского <
‘Й ;------:___—	'
"	‘	1 Шельф — материковая отмель,'прибрежная область морского дна,
окаймляющая материки, с глубиной моря от 0 до 200 м (местами в углуб-
Н лениях до 500 м.) Занимает 7,7% площади дна Мирового океана. Яв-
ляется областью наиболее богатой морской флоры и фауны, местом
нахождения огромных запасов полезных ископаемых.
11

дна, а также соображения престижа страны вынуждают
эти государства уделять программам исследования гидро-
сферы серьезное внимание.
В США одной из крупных фирм разработана методика
«Паттерн» (название методики, переводимое как слово
«образ», является на самом деле аббревиатурой словосо-
четания Planning Assistance Through Technical Evaluation
of Relevance Number, что можно перевести как «плани-
рование путем оценки уместности технических проблем»)..
Методика «Паттерн» служит для перспективного пла-
нирования научно-исследовательских и опытно-конструк-
торских работ в общегосударственном масштабе. Она
позволяет оценить относительную необходимость решения
Нескольких десятков основных задач, направленных на
достижение трех важнейших национальных целей: на обес-
печение выживания страны, демонстрацию ее авторитета
и на создание благоприятного общественного мнения.
Методика «Паттерн», учитывающая не только важность
проблемы, но и степень ее разработанности на данный
момент времени, позволила расположить 46 основных
задач в следующем порядке: 1) изучение ^использование
гидросферы; 2) изучение и использование планет Солнеч-
ной системы; 3) разработка мер по защите стратегических
ресурсов и т. д.
Итак, на первом месте стоит проблема изучения и
использования гидросферы.
Следуя этим и некоторым другим рекомендациям,
президент США Д. Ф. Кеннеди определил освоение гидро-
сферы как национальную цель. В 1966 г. эта проблема
в законодательном порядке была переведена в сферу
деятельности правительства США и возведена в ранг
государственной политики. В соответствии с принятым,
законом о морских ресурсах был создан Совет по морским
ресурсам и техническому обеспечению их использования.
Председателем Совета является вице-президент США.
Отсюда понятно, что успехи США в освоении гидро-
сферы являются не случайными. Достаточно назвать
программу  «Силэб» (аббревиатура от sea laboratory —
морская лаборатория). Три .варианта подводных лабора-
торий («Силэб-1», «Силэб-2» и «Силэб-3»), достаточно под-
робно описанные в специальной и научно-популярной лите-
ратуре, составляют экспериментальную часть программы
ВМС США «Человек и. море», которая в свою очередь
является составной частью еще более обширной военной
12

программы «Глубоководные системы». На рис. 7 и 8 дан
внешний вид двух станций, созданных по программе
«Силэб».
Как сообщалось в печати, главная задача, которую
ставят ВМС 'и Министерство обороны США в программе
«Человек и море», — это обеспечение поисковых и спаса-
тельныд операций, эксплуатация построенных на дне
сооружений, использование континентального шельфа
как .вспомогательного полигона для военных1 операций,
связанных с противоминной обороной и комбинированными
Рис. 7. Подводная лаборатория'«Силэб-1».
К
подводно-наземными атаками. Все прочие задачи про-
граммы, носящие мирный характер, относятся к числу
второстепенных. Военно-морские силы США планировали
уже в начале 70-х годов иметь команды водолазов-гидро-
навтов, живущих в подводных домах-убежищах на кон-
тинентальном шельфе на глубинах до 200 м в течение 30 су-
ток и более без подъема на поверхность,
Чтобы представить себе степень доступности такого
рода исследований, можно указать стоимость проекти-
рования «Силэб-3», которая составила десять миллионов
долларов.
Американские исследователи гидросферы достигли
ряда крупных успехов. Однако было бы ошибочным счи-
тать, что в решении такой многоаспектной, серьезной
проблемы, как изучение и освоение гидросферы, может
длительное время лидировать какое-либо одно государство.
Проблема носит планетарный, глобальный характер, и
13

действительное ее решение лежит только на путях интер-
национальной научно-технической кооперации.
Серьезный вклад в гидронавтику внесли французские
исследователи гидросферы. Кроме известных исследований
Ж--И. Кусто по программе «Преконтинент» (рис. 9),
с которыми мы знакомы по ряду кинофильмов и описаниям
в книгах и журналах, французские ученые самостоятельно
и в содружестве с представителями других стран про-
должают широким' фронтом работы по исследованию
Мирового океана.
Италия может; быть назваца-страной, которой принадле-
жит приоритет в области военной (боевой) гидронавтики.
Рис. 8. Подводная лаборатория «Силэб-2».
Если судить по мемуарам бывшего командира специаль-
ной флотилии итальянского ВМФ, а ныне реакционного
политического деятеля князя В..Боргезе, именно вИталии,
задолго до появления на флотах других стран широко
использовались боевые пловцы [14] (сейчас их часто
называют в зарубежной печати «фрогмены»— люди-
лягушки). Первые подразделения итальянских боевых
пловцов были сформированы еще в годы первой мировой
войны. Особенно активно они действовали в период вто-
рой мировой войны, когда фашистская Италия предпри-
няла ряд диверсионных актов против наиболее крупных
кораблей Великобритании в условиях их кажущейся
неуязвимости — на внутреннем рейде Гибралтара и в друг
гих хорошо охраняемых морских базах. Боевые пловцы
использовались также для активной разведки в тылу
противника и для других военных акций.
14

Заметим, что воспоминания В. Боргезе [14] содержат
много интересных фактов, которые, несмотря на их
военный аспект, могут'оказаться полезными при иссле-
довании гидросферы в мирных целях. Действительно,
очень многие опасные ситуации под водой, подробно рас-
смотренные в мемуарах, были 'обусловлены отказами
снаряжения пловцов, потерей ориентиров, возникновением
препятствий природного происхождения, несогласован-
Рис. 9. Глубинная станция «Преконтинент».
ностью действий и т. п. Интересен опыт подготовки плов-
цов, отдельные рекомендации дго предупреждению несчаст-.
ных случаев.
О мирных исследованиях итальянских гидронавтов
известно сравнительно немного. В, широкой печати сооб-
щалось об операции «Атлантида». Первое' погружение
состоялось в 1970 г? в воды озера Каваццо близ Удине
(Северо-Восточная Италия). Двенадцать итальянских аква--
лангистов спустились на глубину 60 м, с тем чтобы про-
жить в подводном городке из пяти домов-контейнеров, не
поднимаясь на поверхность в течение месяца. Цель экспе-
римента была как чисто научной —исследование челове-
ческого организма в условиях длительного пребывания
под водой, так и практической — изучение возможностей
15

использования оборудования, которым вооружена*«Атлан-
тида», для разведки и разработки подводных нефтяных
и других месторождений.
Японские военно-мйрскйе силы также имеют большой
опыт практического использования боевых пловцов и че-
ловеке-торпед (рис. 10), что достаточно убедительно было
продемонстрировано в годы второй мировой войны.
По сообщениям периодической печати, в настоящее вре-
мя завершается строительство первого в Японии под-
водного дома. Главный его отсек имеет форму цилиндра
длиной 10,9 м и диаметром 6,5 м. Глубина погружения
Рис., 10. Японская человекоуправляемая торпеда.
1 — зарядное отделение; 2 — рым; 3 — приборный щиток
с органами управления; 4 —цистерна быстрого погружения;
5 —ящик с инструментами; 6 — рулн; 7 — гребной винт,
8 — корпус торпеды; 9 — взрыватель.
дома — около НО м. Подводный дом рассчитан на четырех
человек, которые могут жить в нем довольно комфорта-
бельно на протяжении месяца. Для'дыхания используется
газовая смесь из 95% гелия и 5% кислорода. В связи с
высокой теплопроводностью гелиево-кислородной среды,
в помещении установлены электрические грелки, которые
поддерживают внутреннюю температуру в пределах 28—
32° С. Подобного рода исследования проводят также
гидронавты в Болгарии, Польше, Чехословакии и дру-
гих странах.
В Советском Союзе в разное время были построены
и успешно испытаны подводные сооружения типов «Садко»,
«Черномор», «Ихтиандр», «Спрут» и др. (рис. 11). Про-
граммы подводных исследований значительно различа-
ются. Одни из них преследуют цель испытать возможность
16

использования для строительства подводного дома мяг-
ких оболочек, другие имеют медико-физиологическую
направленность, третьи тяготеют к донной геологораз-
ведке и т. д. Например, летом 1969 г. на дне сухумской
бухты был установлен подводный дом «Садко-3» (рис. 12),
состоящий из трех отсеков-этажей. Первый этаж — водо-
лазный, второй и третий — жилые^помещения. Глубина
Рнс. 11. Подводные сооружения в программах
«Садко», «Спрут», «Черномор», «Ихтиандр».
погружения составляла около 25 м, хотя можно было опу-
стить подводное жилище и на втрое большую глубину. Про-
грамма эксперимейтов на станции «Садко-3» включала
прежде всего испытание всех систем, обеспечивающих
жизнедеятельность в подводном доме, исследования по био-
акустике, наблюдение за медико-физиологическим состоя-
нием гидронавтов. Выполнение программы потребовало
комплексного участия большого коллектива людей, пред-
ставляющих ряд организаций страны: лаборатории под-
водных исследований Ленинградского гидрометеорологи-
ческого института, Института медико-биологических проб-
лем Министерства здравоохранения СССР, Акустического
института АН СССР и Морской научной станции.
2 В. П. Сочнвко	17

Для проведения биоакустических исследований в усло-
виях, приближенных к естественным, около подводного -
дома «Садко-3» был создан специальный вольер из капро-
новых сетей, натянутых на металлический каркас, объе-
мом 300 м3, куда были запущены черноморские акулы-
катраны, морские коты и Другие рыбы.
Рнс. 12. Подводная станция «Садко-3».
Общее количество подводных сооружений в. разных
странах исчисляется десятками. По ряду основных харак-
теристик подврдных сооружений может быть составлена
сводная таблица, дающая общее представление о дости-
жениях в этой области (табл. 1)..
Ж--И. Кусто на войрос, какое судно он'хотел бы иметь
для океанологических исследований, не задумавшись
18

V_ --	Таблица I	Расположение „  с^ужб обеспечения ?	7	л	1	Ч’ ' На надводных судах и на берегу На надводных	судах 1 То же	| На судах и* на I	берегу 1 На берегу	А А	А А	А А А А А А А А		
• 	 #x s	Связь ,с поверхностью	i ; Телефон - и те- гвидение То же	Телефон, теле- аденне й радио ерез буй) То же		Телефой и те-	:виденне Телефон, теле- адение, телемё-	)ИЯ Телефон	» » Телефон, теле-	<дение,. телеме-	я я
	 s		ч	CQ	,			К- 1а	м.		я	
	-1 • 1 4*4’	ИяаХэ ‘кннажДсГкш •: - чюончггэх -HJKirotfodu	- N.-.S °*	00	и' 7 11	ю	О-	СО сч	со	СО — сч к		
/ • r -	' s . я 1	soiaeHodtfHJ озхэаьндго^	сч -и г>	4*	о со	сч	- л°	сч	СЧ я сч сч 2 со	ю я	
	. a	.	1 '* -:t-	.									
	В : ' В В	яоя -ЭЭ1О О1ГЭИН	-tNN			• сч	СО		СЧ ~ Tt«		
	Ж ' S -ss- &:	,й ‘-Лэ -4fyl B&Wgo	ЮСОСО’^О, сч,	&		Ь 00	сч	100	5,5	z°o • со		
	В О. Й	£я ‘кннажАйд „-ojt фН90К1гд	 е$ ,-Г «М СО—<	Н 28v 5М	еч со	о	100		ID «-*юо*сч — СЧ ~ -м		
	4» 3 я . я	.	имаон -в1эА Иод	1962 1963	1964	1965	1965	1965	1966	со со ь- ьД СО"СО со со о о о о>		
	я										
	о	Страна	Франция Франция	США / 1	США	1 Англия I	1 Франция	а. 50 0,0.0,0, P.OOUOO Л'ггооиО ^,ооии.			
								МО-	>6» >7>		
- .		Название  ,,  »* 	«Преконти- !НТ-1».*' «Преконти- .нт-2» «Силэб-1» ♦		сч хб §	л ' % Ж О d	g я S С & « я	0) о ж о ю я Оч 03	сх	сх я’7’7 я я Q Й Я Я ж Е зго-Ь 25 я к 25 КооХ А * * * ¥		
r . -	' '		Я	я -			я		сх		
	2*	‘ci >									19
											

Продолжение табл.
Расположение служб обеспечения	На берегу »	» »	» »	» »	» » »	» »	» >	» »	» »	» »	» >	»
Связь с поверхностью	i	о)	о)	<ц Ч	S	Ч	S	ч 0)	о)	а) Не-	Не?	Н Н	Н X	X	XX	| | X	X •§•	4 <1)	(Р	•§« . Й -§- щ а а а а> X а> a <u х	х х а> <з	5 ® « 3 3 ® « - 3 5. о 5 (-*	Н ч ин Неся	Н нНН	х s а.	ко.	g	Й ш н	й н	S	и X
ияхЛэ ‘ВИН9ЖЛ<1Л0и Ч1Э0НЧ1Г91 -иж1гоЯо<1ц	IO Г-	tQ	Г*-» CQ О	tO •«$< tO	Ч со	СЧ —< —<	—<	и X ' 	 .	д
aoiaEHOdVHJ онюэьигго'я	я • « СЧ СЧ СЧ О "S*	Cool'S*	СЧ М* М* СОСО	В, '	'	<я
ноя -9 ЭХО OITOHh	X — СЧ СЧ СЧ	СЧ	f О СО со -м	3. я ч>
EW *W9 -4,90 ци^про	со	§ 2^gg!2	. IS?S 8ю	°
W ‘БИН9ЖЛ(1л -on EHHpXirj	2. о ю сч сч	ю оо to	счо-ф	ю го	'	« — счеч^^	сч	сч сч	сч сч V
иянон -вхэЛ tfoj	t~-1> г- оо'оо	оо оо о	спело	оо со со го со	со.со со	со со со	со со	л* О О> О О 05	05 05 05	05 05 05	05 05	о о
Страна	X hrt W	СЗ	(J. 0.30.0.0.	Зо.<	SU.Q*	о*о<	4 Л сии О	Л Эя	5 О. и	<П t;4UUQ	ч5}я	«ЙО	О О	£ § °иио	,2^0	svo	OU	я	. ' (Д1	1—*	>-* -	р. к <5
Название	»	О «да	Л «	° t** А	£Х (•'i.	1—1	5S X Q.	1	® Т « о §	<? о. Л	э g o’ ® л	г 6 я С? S я	й <и £	® 5 S	°? Ч	§  О Со	о 5	’СЙ«	S °?	ofc	" °- 2?« ® Е	« л ® a >>	и HAUS'S	<ЯЕГ UU
20

ответил: «Большую подводную лодку». Подводные суда
(рис. 13) окажут большую услугу исследователям гидро-
сферы; они же совершенно необходимы для освоения бо-
I •	'
Рис. 13. Общий вид батискафа.

гатств океана — для разведки й добычи руд, нефти, газа,
для подводной транспортировки грузов в сложной ледовой
обстановке, для проведения спасательных работ, для
Рис. 14. Исследовательская подводная лодка «Северянка».
подводной археологии и даже для подводного туризма
как одной из перспективных форм отдыха (начало было
положено в 1964 г., когда во время Швейцарской нацио-
нальной выставки тысячи ее посетителей смогли ознако-
миться с глубинами Женевского озёра через иллюмина-
торы мезоскафа «Огюст Пикар»).
21

9 S t
Следует напомнить,
что первой в мире на-
учно-исследовательской
подводной лодкой ста-
ла наша «Северянка»
(рис. 14, 15, 16), пере-
данная советским вбен-
но-морским флотом пол-
нрстью в ведение уче-
ных-ихтиблогов.
Однако обычная под-
водная лодка имеет не-
достаточно большую
глубину погружения.
Поэтому в ряде стран
спроектированы специ-
альные глубокойодные .
лодки. Одна из них —
отечественный глубоко-
водный аппарат «Се-
вер-2» позволяет иссле-
дователям догружаться
на глубину до 2000 м'
и, используя возмож-
ность отличного манев-
рирования, наблюдать
за движением косяков
рыб и работой орудий
лова, вести наблюдения
донной местности, брать
пробы грунта и т. д.
Уникальный экспе-
римент был проведен
летом 1969 г., когда от
берегов Флориды (США)
отправился в подводное
плавание научно-ис-
следовательский ко-
рабль «Бен Франклин»
(«РХ-15»). Это подвод-
ное судно (рис. 17) вы-
полнено по замыслу Ж-
Пикара фирмой «Грум-
ман». Водоизмещение
22

судна 146 т, длина корпуса 17 м, экипаж —шестьччеловек
(в первое плавание отправился смешанный экипаж, в
состав которого вошли швейцарские и американские
исследователи). Отличительной особенностью судна явля-
ется то, что оно предназначено для свободного дрейфа
под водой на разных глубинах. Первое свое плавание
судно совершило в водах Гольфстрима на глубинах от 200
до 700 м и прошло около 1500 миЛь от Палм-Бич до юго-
восточных оерегов ланады.
Рис. 16. Гидронавт-исследователь «Северянки»
ведет научный поиск.
Во время плавания, а вернее, дрейфа проводились
океанологические исследования по широкой программе:
измерялась температура воды, ее соленость, скорость
течения, проводилось стереофотографирование морского
дна, исследовались психофизиологические характеристики
членов экипажа. Продолжительность дрейфа составила
около месяца. Находясь на глубине 200 м, экипаж всту-
пил в связь с космическим Кораблем «Аполлон-11» (через
судно сопровождения «Прайватир», с которым поддержи-
валась телефонная связь по акустическому каналу).
Скорость дрейфа иногда превышала 3 узла. На глу-
бинах около 250 м наблюдалась значительная качка на
внутренних волнах. Однажды было отмечено нападение
крупной меч-рыбы. Через иллюминаторы гидронавты
видели гигантскую медузу со щупальцами, длина которых
составляла около 10 м.
23

К настоящему времени созданы и проектируются
десятки подводных судов: Одни из них — малютки с эки-
пажем один:два человека, например «Дип Квест» амери-
канской фирмы «Локхид» с погружением на глубину 2000 м
и более для проведения подводных исследований. Другие—
огромные подводные супертанкеры, например лодки-тан-
керы компании «Дженерал дайнэмикс» водоизмещением
до 170 000 т с подводной скоростью до 18 узлов, которые
предлагаются для транспортировки нефти с нефтеразра-
боток Аляски к восточному побережью США. Подводный
транспорт имеет ряд преимуществ перед надводными
судами. Он может функционировать при любой погоде,
так как на некоторой глубине вода остается относительно
спокойной в любой шторм. Подводный танкер мажет
плавать под ледяным куполом и в сложной ледовой обста-
новке, обходясь без помощи ледоколов при любой толщине
ледяных полей. На подводное судно не воздействует ветер,
обледенение и другие неблагоприятные факторы. Более то-
го, гидродинамические расчеты показывают, что благодаря
отсутствию волнового сопротивления, которое пропорцио-
24

нально четвертой степени скорости и характерно только
для надводных судов, можно добиться увеличения ско-
рости подводных судов при меньших по сравнению с над-
водными судами затратах мощности. У судов сверхболь-
шого водоизмещения (дедвейтом1 более 100 000 т) кон-
струкция корпуса проще и надежнее, чем у надводных
судов такого же водоизмещения. Однако сопротивление
трения, пропорциональное квадрату скорости, у подвод-
ного судна больше, чем у надводного, и подводное пла-
вание будет экономически выгодным только для быстро-
ходных подводных судов со скоростью свыше 30—40
узлов.
Большое количество интересных проектов подводных
аппаратов, сооружений и судов описано в литературе
последних лет [25, 26]. .
В заключение параграфа рассмотрим рис. 18, иллю-
стрирующий этапы освоения морских глубин.
Ныряльщики. Японии и ряда слаборазвитых стран
Океании издавна занимаются морским промыслом губок,
раковин-жемчужнйц, кораллов. Здоровые люди могут
достигать при этом глубин погружения 25 м и более.
В последние годы в ряде зарубежных стран проходят
соревнования по глубинному нырянию (в нашей стране
этот вид соревнований запрещен, как создающий угрозу
здоровью и жизни спортсмена). Рекорд погружения на
большую глубину без специального снаряжения давно
перевалил 50-метровую отметку, хотя в соответствии
с данными физиологии дыхания и кровообращения предел
глубинного ныряния находится между 30 и 40 м. По послед-
ним сообщениям зарубежной печати, зафиксированы успеш-
ные попытки преодолеть 70-метровый рубеж. Таким-обра-
зом, по-видимому, можно говорить о принципиальной
возможности кратковременного погружения человека без
специального снаряжения на глубины, исчисляемые десят-
ками .метров.
Среднее время пребывания ныряльщика под водой
без движения — 1 мин. При соответствующей тренировке
оно может быть увеличено. Так, на соревнованиях 1954 г.
Ж. Мадина пробыл под водой без движения 3 мин 14 с.
Рекорд принадлежит французу Пуликену, который перед
погружением дышал чистым кислородом, и равен 6 мин
25 с.
1 Дедвейт — полная грузоподъемность торгового судна.
25

Быстрое плавание, особенно в ластах, резко сокращает
время пребывания под водой. Вместе с тем известны иссле-
дования Сколэндером австралийских ловцов жемчуга,
Рис. 18. Предельные глубины погружения.
которые в поисках раковин ныряли на глубину 40 м и
находились под .водой до 3—4 мин.
Существенно расширяют возможности пребывания Чело-
века под водой аппараты на сжатом воздухе, в частности
изобретенный Ж--И.Кусто акваланг. Он рассчитан на
плавание при глубине погружений до 40 м, однако отдель-
ные подводные исследователи погружаются в -таких
аппаратах на значительно большие глубины. Уже в 1948 г.
26

француз Дюма опустился на глубину 93 м. В 1958 г.
его Соотечественник М. Фарг достиг 120-метровой глубины, \
но погиб при этом эксперименте. Летом 1969 г. группа
подводников — Ч. Ольджани, Новелли и А.'Фалько —
побывали на глубине 132 м. В 1962 г. канадцы Р. Барх и
. Р. Гуткинс достигли глубины погружения в 143 м.
Спуски на глубины, превышающие 150 м, в основном
производились в аппаратах на газовой смеси гелия и
кислорода. В начале 50-х годов была достигнута глубина
180 м.	.
Швейцарский профессор математики Г. Келлер, соста-
вивший новые таблицы декомпрессии1 и открывший новый
способ попеременного дыхания газовыми смесями на раз-
ных глубинах, в 1960 г. осуществил погружение в колоколе
на 156 м, а в 1961' г. — на 222 м. В 1962 г. Г. Келлер сов-
местно с англичанином Смоллом достигли глубины 311 м.
При этом эксперименте Смолл погиб. В ближайшее время
Г. Келлер намерен погрузиться на глубину 1000 м!
Большим достоинством акваланга" является значитель-
ное увеличение времени безопасного пребывания под
водой, которое теперь зависит от количества запасных
баллонов аквалангиста. Правда, остается в силе ограни-
чение, связанное с нербходймостью декомпрессии. Но,
во-первых, если до открытия Г. Келлера на подъем,
например, со 180-метровой глубины требовалось 12 ч,
то Г. КеллеР с 220-метровой глубины поднимался всего
53 мин. Во-вторых, использование подводных домов позво-
ляет обойти эту трудность подводных погружений на
большие глубины — возвращаясь для, отдыха не на поверх-
ность, а в подводное жилище' аквалангист не нуждается
в декомпрессии.
Таким образом, гидронавт, вооруженный аквалангом,
может длительное время работать на глубинах в 300 м и
более.	v
Задолго до изобретения акваланга были созданы раз-
нообразные конструкции жесткого скафандра, которые
давали возможность водолазу часами находиться на мор-
ском дне на глубинах 200 м • и более. Однако водолаз
в скафандре может передвигаться и выполнять работу
на дне при непременном условии хорошей, подвижности
.-----:--- / '
1 Декомпрессия— постепенное снятие внешнего давления. Таблицы
декомпрессии определяют последовательность и продолжительность
ступенчатого изменения давления.
27

конечностей. ВоДолаз в жестком скафандре сравнительно
легко движется и работает на мелководье, но уже на глу- >
бине около 100 м он не может пошевелить ни рукой,
ни ногой. Создатели скафандров так и не сумели придумать
конструкцию шарниров, которая при полной герметич-
ности скафандра обеспечивала бы достаточную подвиж-
ность водолаза на больших глубинах. Жесткие скафандры,
позволяя человеку опуститься на дно на глубину до 200 м,
имеют крайне ограниченное практическое применение.
Большие подводные лодки погружаются на глубины
250 м и более. Находящийся в лодке исследователь может
при этом вести наблюдение через иллюминаторы и выпол-
нять некоторые операции с помощью манипуляторов.
Огромным достоинством подводной лодки является воз-
можность длительного нахождения на глубине, возмож-
ность «бреющего полета» над обследуемым участком дон-
ной поверхности и быстрого перехода в другой район при
относительно высоком комфорте трудовой деятельности
и отдыха гидронавтов.
Гидростаты появились как результат работ по усовер-
шенствованию жестких скафандров. Отказавшись от мысли
сделать хорошие шарнирные соединения конечностей,
конструкторы пошли на значительное увеличение внут-
реннего объема аппарата, что дало возможность наблю-
дателю расположиться внутри него с некоторыми удоб-
ствами. Имея большую глубину погружения, гидростаты
широко используются в качестве наблюдательных камер
при осуществлении спасательных работ на затонувших
судах и для научных исследовании на глубинах до 600 м
и более. В табл. 2 дана общая характеристика отечествен-
ных и зарубежных гидростатов.
Батисферы образуют особую группу привязных аппа-
ратов, предназначенных для исследования больших" глу-
бин. Повышенная прочность их корпуса-дает возможность
погружаться на глубины, превышающие километровую
отметку.
Наконец, для батискафа характерно сочетание манев-
ренности и транспортабельности подводных лодок и
повышенной прочности батисферы, что позволяет достичь
наибольших глубин Мирового океана и обследовать,
поверхность дна на этих глубинах. ч
Вернемся к проблематике малых глубин.
В ближайшие годы будут продолжены программы
сооружения подводных жилищ, устанавливаемых на глу-
28

I
!
Характеристика отечественных и зарубежных гидростатов
Дополнительные данные '	!	—	о • Предназначен для аварийно-спасатель- ной службы .	*		Оснащен комплексом научно-исследо- вательских приборов н устройств для взя- тия проб грунта, планктона, воды	Оснащен комплексом приборов и кино- фотокамерамн		Аппарат буксируется на тросе длиной до 1 км. Предназначен для различных г подводных исследований и наблюдений за тралом	Два механических манипулятора дли- ной 2,4 м могут поднимать груз до 675 кг -
i я о							
х « 2 о 5 о ч ь О н я * Xя		Ю		О	to		О
я. о « й — о « • 5 я 2 ч й о к о	СО		.			.					сч
( ч я о* в* йй СП							
g i 2 я							
ЧО Ч fc 5	о to	о о		о о о	3 <х>	о о	8
u g®							
X я «с х	СО	чф	о		о	eg	СО
Го соз да	СП	СП	2		о	СП	СП
я я я 0.	ССР	ССР	юния	'алия	ССР'	ССР	3
б	о	о	(X	S	о	о	о
	Да-						
и X я	03		А О	X Й	А	А	S"4
я д « я	(рост [КО	О О	X о	sf га ф Ч	S* И	X га Ч	8 О X
X	3 ® S ф u< g		& *	га ¥	Ф ч	*	ф %
	X						
29

бинах до 200 м и более, из которых гидронавты смогут
выходить и плавать, погружаясь на глубину до 400 м.
Имеются проекты сооружения подводных жилищ на глу-
бине до 1000 м.>Практически это означает освоение всего
континентального шельфа — затопленной морем мате-
риковой отмели, которая простирается от береговой кромки
воды до линии резкого спада вниз континентального склона.
Известно, что шельф является зоной самого^ интенсив-
ного рыбного промысла,, промышленной добычи нефти,
природного газа, алмазов и ряда других полезных иско-
паемых. Если гидронавты освоят континентальный шельф,
на максимальных глубинах которого давление превышает
20 кгс/ем2, то промышленное ^использование богатств
Мирового океана сделает резкий количественный и качест-
венный скачок.	-
Решение проблемы обеспечения работы оборудования
и людей в воде под давлением до 600 кгс/сма сделает
доступным 98% поверхности Мирового океана, что прак-
тически будет означать полное освоение его глубйн.
Недоступными останутся отдельные впадины как остаются
неосвоенными отдельные труднодоступные места на поверх-
ности суши — центральные районы некоторых пустынь,
наиболее высокие горные вершины и т. п. Считается, что
э^а проблема может быть решена в течение ближайших
десяти лет.
В Последние годы во всех странах мира стремительно
увеличиваются капиталовложения в океанологические
науки и технику. Так, если в 1966 г. расходы США на
океанологические исследования составили 333 млн. дол-
ларов, то в 1969 г. они возросли до 516 млн. долларов
(150 млн. долларов из этой суммы прямо предназначены -
на военные цели по программе Министерства' обороны
США). Англия и Франция в последние годы выделяют из
своего бюджета суммы, сравнимые в процентном отношении
ко всему бюджету с теми, которые выделяются на океано-
логические исследования в США. Через десять лет капи-
таловложенйя в океанологические работы в США достигнут,
по оценкам специалистов, современного бюджета Нацио-
нального управленйя по аэронавтике и исследованию.
космического пространства (НАСА) — 5 млрд, долларов
в год.
Более 600 > американских фирм и около 75 научных
учреждений США уже сегодня специализируются на произ-
водстве океанологического оборудования и технических'
30

средств промышленного освоения океана. Оптимистичны
прогнозы специалистов и по поводу достижений, ожидае-
мых в ближайшие годы. Экономический подкомитет
специального комитета, созданного ООН для изучения
вопроса об использовании в мирных целях морского дна,
заявил, что через десятилетие будет удвоена глубина,
достигнутая современными подводными транспортными
средствами. Специалисты уверяют, что к 1975 г. на дне
океана! нй глубинах около 1000 м будут жить и работать
колонии акванавтов. '	, -	.
Итак, начало 60-х годов нашего столетия отмечено
двумя выдающимися событиями: космонавт Юрий Гагйрин
впервые достиг космических высот и совершил орбиталь-
ный космический полет, а гидрцнавты Жак Пикар и Ден
Уолш впервые достигли предельных глубин гидрокосмоса,
погрузившись на океаническую глубину 10 919 м. Ре-
корды погружения в гидрокосмосе фактически исчерпаны;
началась эра планомерной хозяйственной деятельности ’
человека в гидросфере.
§ 2.
От промысла к управляемым
морским хозяйствам
•
Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами
над природой. За каждую такую победу она нам мстит.
Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те z
последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и
третью очереди—совсем другие^ непредвиденные последствия,
которые очень часто уничтожают значения первых.
Ф. Энгельс
Л	Три трески смогли бы прокормить Англию и Америку, если
суметь сохранить их мальков.
*	Жюль Верн
Океан издавна кормит людей. Трудно перечис-
лить все те продукты питания, которые разные народы
в разное время научились получать из рыбы, морских
животных, ракообразных, беспозвоночных, водорослей,
планктона. С каждым годом возрастают уловы рыбы.
Совершенствуются способы лова рыбы и промысла мор-
ского зверя, строятся специальные суда, механизируются
и автоматизируются многие операции, на судах появля-
31

ются более мощные орудия лова и эффектные радиоэлек-
тронные средства поиска. Таким образом, налицо все
условия для дальнейшей интенсификации морского про-
мысла.
Однако далеко не все так просто, как может показаться
несведущему человеку. Масштабы промысла стали такими,
обитающим в гидросфере, но гомеостазису множества
взаимодействующих видов. Под гомеостазисом следует
понимать систему, обеспечивающую динамическое по-
стоянство отдельных экологических1 групп морской
фауны.
Существует ложное представление о jom, что истребле-
нием одного вида мы не затрагиваем другие виды, не слу-
жившие объектом промысла. На самом же деле взаимо-
связи и взаимозависимости в природе простираются
гораздо дальше, чем это кажется. Еще в прошлом веке
философы отмечали, что связи в природе редко настолько
просты, чтобы в каком-нибудь данном случае можно было
указать одну причину и одно следствие. В последние де-
сятилетия накоплено много фактов, подтверждающих
длинные и разветвленные цепи связей в живой природе
и неожиданность следствий из, казалось бы, безобидных
предпосылок.
к.|Морские сообщества — это сложные биологические
системы, которые состоят из популяций1 2 различных
видов. В результате взаимодействия этих популяций
сообщества в целом находятся в динамическом равновесии.
Незначительные отклонения в короткое время уравнове-
шиваются. Однако пищевые цепи, обеспечивающие суще-
ствование и развитие отдельных популяций, как правило,
длинны, и не всегда сразу можно проследить взаимосвязь
отдельных видов, хотя именно существование такого рода
взаимосвязей обеспечивает сохранение статистически
устойчивых колйчественных характеристик флоры и фауны
Мирового океана. (биомассы, количества особей и др.).
Установлено, что основные механизмы „ саморегуляции
биомассы Мирового океана, ответственные за восстановле-
ние численности вида, носят нелинейный характер: при
нарушении одной из петель существующих взаимосвязей
1 Экология — наука о взаимных влияниях организма (животного
или растения) и окружающей среды.
2 Популяция — совокупность особей данного вида, населяющая
определенную территорию (акваторию).
32
।

развивается бурный процесс перерегулирования. Поясним
сказанное на конкретном примере.
В последние годы из-за нарушения равновесия живот-
ного мира гидросферы оказалась под угрозой целая
отрасль промышленности Австралии и Тасмании, занятая
отловом и переработкой лангустов. Дело в том, что в
ЯВГТПЯ ПЫЙСУГТУ ОЛПЙУ T.TQ-QQ ТТХГ'Таи/-»ТГРГт/"чПг\ пПпчт тттг плттттдга_
лова и широкой любительской охоты резко сократилось
поголовье акул. Это повлекло за собой ничем не сдержи-
ваемое размножение осьминогов, которых ранее в огром-
ных количествах пожирали акулы. Основной пищей
осьминогов являются морские ракообразные, предпочти-
тельно лангусты, и размножение осьминогов привело
к опустошению колоний лангустов. Австралийские газеты
запестрели крупными заголовками об «осьминожъей»
опасности, нависшей над всем восточным побережьем
Австралии.
Другим примером лавинообразного развития процесса
в нежелательном направлении может служить нарушение
зоогеологического равновесия В тех же районах океана.
В последние годы по неизвестным пока причинам стали
интенсивно размножаться так называемые игольчатые
морские звезды, добычей которых являются коралловые
полипы. Продвигаясь на юг от Новой Гвинеи, звезды
появились в огромном количестве у австралийских бере-
гов, угрожая коралловым образованиям, протянувшимся
почти на 2300 км вдоль северо-восточного побережья
Австралии, — знаменитому Большому Барьерному рифу.
Разрушение же прибрежного рифа создает угрозу раз-
мывания морем отдельных островков и побережья, так
как ранее эти непрочные образования (также кораллового
происхождения) Сохранялись только под прикрытием рифа,
служащего естественным волноломом и молом.
В последние десятилетия произошли многие другие
значительные изменения в биосфере океана. Некоторые
из них, как нам кажется, не повлекли за собой существен-
ного перерегулирования, захватывающего другие попу-
ляции, хотя и привели к невосполнимым потерям.
Широко известны примеры с китовыми стадами, исчез-
нувшими из северной части Атлантического океана,
с дальневосточными лососевыми, численность которых
резко упала из-за хищнического отлова их в период
сезонных миграций японскими промысловиками. Известны
также примеры сокращения количества палтуса у тихо-
3 В. П. Сочивко	33,

океанского побережья Америки, истощения сельдяных
стай в северных морях и. многие другие.
Академики Л. А. Зенкевич и В. Г. Богоров провели
ряд исследований, позволивших осуществить своего рода
бонитировку Мирового океана, т. е. определение его
биологической продуктивности по разным видам живых
организмов, районам океана-и сезонам года. По результа-
там бонитировки сделан вывод, чт*о в гидросфере имеется
около 30 млрд, т живых организмов. Большую часть
этого количества составляет зоопланктон (мелкие рач-
ки и др.) и только около трех процентов — нектон
(быстро плавающие животные — рыбы, кальмары, киты
и Др.).
За год в Мировом океане воспроизводится около
200 млн. т нектона и примерно такое же количество по
естественным причинам погибает. Здесь уместно отметить,
что, по Данным комиссии ООН, ежегодный дефицит живот-
ного белка во всем мире оценивается в 3 млн. т, что
соответствует 15 млн. т рыбы или мяса. .
Мировой улов рыбы и основных продуктов моря сейчас
близок к 50 млн. т в год. По мнению директора Института
океанологии АН СССР А. Н. Монина, биоресурсы моря
еще смогут восстанавливаться, если суммарный улов будет
увеличен в 1,5—2 раза, но не более К 
Таким образом, дальнейшее развитие морского про-
мысла следует осуществлять на строго научной основе,
нормируя уловы рыбы и добычу животных различных
видов в каждом районе океана в соответствии с бонити-
ровкой. Ийаче может создаться реальная угроза истоще-
ния запасов и последующего снижения улова на долгие
годы, если не навсегда. '
“Кроме того, на смену современным формам морского
промысла-Должны прийти управляемые морские хозяй-
ства. Сегодня еще трудно говорить о деталях реализации
этой идеи. До сих пор в научной литературе только обсу-
ждаются различные проекты. Первый опыт серьезной
академической проработки одной из . программ был
выполнен Зоологическим институтом АН СССР. Как пока-
зало обсуждение этой работы, проблема создания управ-
ляемых морскйх хозяйств является чрезвычайно много-
плановой.
1 См. А. Н. Мони н. Две трети планеты. — «Правда», 1969,
11 мая.
34

,Можно отметить отдельные реальные предпосылки
создания управляемых морехозяйств.
Многие гидробиологй считают, что в управляемых
морехозяйствах важную роль будут играть мельчайшие
животные и растения — зоопланктон и фитопланктон.
Специалисты полагают, что океан может прокормить
около 30 млрд, человек, если в число продуктов включить
водоросли и планктон. В настоящее время хотя и известна
высокая продуктивность океана по воспроизведению планк-
тона и известно, что самые крупные животные — киты —
питаются мельчайшими рачками — крилем (вес отдельного
рачка едва достигает 0,5 г), только небольшое число людей
использует планктон как продукт питания; Во время экспе-
диции Т. Хейердала была сделана попытка употребить
планктон в, пищу. О результатах Т. Хейердал в книге
«Путешествие на Кон-Тики» пишет так: «Двое из нас
считали, что планктон замечательно вкусен, двое считали,
что он вполне хорош, а для двух одного его/вида было
более чей достаточно». Таким образом, можно надеяться,
что по крайней мере часть людей одобрит специально
изготовленные из планктона продукты.
Хорошо изучен растительный планктон. Известно, что
фитопланктон ежегодно связывает около 60 млрд, т угле-
водов, являясь мощным фильтром планеты. Необычайно
высока урожайность растительного планктона. тУченые
выявили более 1.0 ООО видов мелких водорослей, способ-
ных давать-50 и болен урожаев в год. , -	л
С одногб гектара водной поверхности можно получить
до 430 центнеров сухой массы органического вещества,
в то время как урожай пшеницы в обычных условиях
составляет около 30 центнеров с гектара.
Кром^ фитопланктона в воде произрастают разнообраз-
ные крупные водоросли, которые уже давно вошли, в меню
разных народов (вспомним хотя бы о.морской капусте).
Урожай многих морских водорослей составляет до 150 т
зеленой массы с гектара, в то время как лучшие луга
на суше дают не более 4 т с одного гектара.
Нельзя не отметить, что подводные  луга Могут быть
поставщиками не только пищи, но и'сырья для промыш-
ленности, производящей различные товары, продукты
питания, медикаменты. Особого внимания заслуживает
возможность получения из водорослей уникальных лекар-
ственных веществ. Так, японский исследователь Ц. Тако-
мото выделил из бурой морской водоросли вещество,
з*	35

снижающее кровяное давление. Из ряда водорослей
выделены вещества, предотвращающие ввертывание крови,
антибиотики, антивирусные составы и т. д. Ценным сырьем
для фармакологической промышленности стали вещества,
добываемые из молок ряда рыб, обладающие противо-
воспалительными свойствами и способные снижать уровень
холестерина в крови при лечении атеросклероза. В орга-
низме некоторых рыб открыты сильнодействующие яды,
пригодные для изготовления обезболивающих препаратов
и психофармакологических средств.
Идее создания управляемых морских хозяйств пред-
шествовали десятилетия научной деятельности ученых-
океанологов. Уже в середине XIX в. на Каспии была соз-
дана одна из первых в России научная биологическая база,
на которую была возложена задача содействия интенсив-
ному развитию рыбного промысла на море. В 1872 г.
была создана биологическая станция в Севастополе,
существующая и в наши дни. В 1893 г. открыта биологи-
ческая станция на Соловецких островах. Эти и другие
стационарные и плавучие станции и базы позволили изу-
чить биологические особенности различных бассейнов,
открыть многие тайны обитания рыб и морских животных,
помогли определить сырьевые ресурсы моря. Таким обра-
зом, наука исподволь приближается к фундаментальному
решению проблемы регулируемого использования богатств
Мирового океана.
Какие практические шаги подтверждают осуществи-
мость идеи создания управляемых морехозяйств?
Используя более чем вековой опыт прудового разведе-
ния рыб, ученые перешли к искусственному выведению
мальков морских рыб. Апробированы разнообразные
методы акклиматизации рыб в новых районах. Так, в Кас-
пийском море проведена акклиматизация некоторых видов
рыб Азовского и Черного морей, в частности кефали,
в Аральском море — балтийской салаки, в Баренцевом
и Белом морях — кеты и горбуши. Только в 1959 г. в наши
северные моря было выпущено более 17 млн. мальков
лососевых рыб. Норвежские рыбаки уже отмечали, что
вылавливаемая ими горбуша крупнее и жирнее, чем ее
дальневосточные родители.
Можно считать поставленными на промышленную
основу и работы по гибридизации рыб, позволившие скре-
стить белугу и севрюгу, стерлядь и осетра и т. д.
Не менее интересны практические работы по разведению
36

беспозвоночных. Особенно широко развито во многих
странах разведение устриц, дающее гораздо больше про-
дукции, чем их промысел (к тому же продукции значитель-
но болеех высокого качества). На устричных плантациях
Японии добывают по 30 т моллюсков с одного гектара в год.
К устричным хозяйствам близки по оборудованию
и хозяйства, занятые разведением других моллюсков —
жемчужных раковин, история культивирования которых
в Китае восходит еще к XIII в. Однако в широких мас-
штабах искусственное разведение жемчужных раковин
на особых фермах относится к началу нашего века, когда
владелец жемчужных плантаций К. Микимото совместно
с профессором Токийского университета И. Мицукури
стали собирать тысячи драгоценных жемчужин из спе-
циально обработанных перед этим раковин.
Люди накопили большой опыт по разведению и исполь-
зованию морских водорослей. Еще с древних времен
известны десятки видов съедобных зеленых, бурых и крас-
ных водорослей. Их употребляют в пищу население Чили,
Гавайских островов, Ирландии,/Японии, Кореи, Китая,
нашего Дальнего Востока. Во многих странах водоросли
используют как добавление в корм скоту.
Один из видов бурых водорослей — ламинария, .или
морская капуста, — стал настолько популярен, что из
него ежегодно изготавливают миллионы банок консерви-
рованных салатов и икры.
В ряде стран, особенно в Японии, для выращивания
морской капусты и некоторых других водорослей созданы
специальные плантации. Имеются описания таких план-
таций (например, [22]). На поверхности воды плавают
толстые бамбуковые жерди, образуя правильные квадраты.
С них свешиваются длинныеГверевки с маленькими бам-
буковыми поперечинами, на которых в течение сезона
нарастают гигантские кусты морской капусты. Однако
простота этой подводной агротехники кажущаяся. На
каждом крупном промысле имеется хорошо оборудованная
лаборатория и ведется исследовательская работа. Именно
это позволило открыть многие тайны развития спор водо-
рослей, освоить сбор и высеивание спор на бамбуковые
палочки и широко раздвинуть границы естественного
ареала 1 морской капусты.
1 А реал — область обитания животных и растений определенного
вида (рода).
37

Запасы водорослей в нашей стране превышают сотни
миллионов тонн;. Наиболее богаты водорослями Белое,
Баренцево и Японское моря. В промышленных масштабах
у нас добываются три вида морских водорослей: филло-
фора, анфельция и морская капуста. Первые Два ви- \
да служат сырьем для заводов, вырабатывающих агар-
агар.
Изучением- растительных ресурсов вод, омывающих
нашу страну, длительное время занимается уникальный
научный коллектив — Архангельская научно-исследова-
тельская водорослевая лаборатория, которая обследовала
и рзяла на учет промысловые запасы водорослей Белого,
Баренцева и других морей.	\
Как сообщалось в печати 123]; в последние годы в ряде
прибрежных районов страны высеивается, одноклеточная
зеленая водоросль — знаменитая хлорелла. Поперечник
отдельной водоросли имеет .4—10 микрон, но благодаря
высокой скорости размножения вес ее за сутки увеличи-
вается в 1000 рай. Теоретически один килограмм хлореллы
за 17 дней может превратиться в миллиард центнеров
биологической массы. По сравнению с наземными растени-
ями хлорелла обладает более высоким коэффициентом
поглощения солнечной энергии и использования ее для
своего роста.
Витамина С хлорелла содержит почти столько же,
сколько лимон, белка — в четырераза больше, чем пшеница.
В воде с растворенными солями фосфора, азота и некото-
рыми другими элементами урожай хлореллы составляет
более 40т сухого концентрата с одного гектара, что во много,
раз превышает урожай кормовых трав на суше. Известно,
что хлорелла идет не только на корм скоту. Она успешно
испытана как добавка к пище космонавтов, как основа •
для создания замкнутого кругооборота веществ в косми-
ческих и в. подводных жилищах.
Мы упомянули о получении высокого урожая хлореллы
придобавлении в воду солей идругих питательных веществ.
В связи с этим следует отметить, что наука давно предло-
жила ряд путей повышения урожайности водных полей.
Например, известно, что на дне морей скапливаются
ценные питательные вещества, которым затруднен путь
наверх, где они могли бы снова принять участие в кругово-
роте живого вещества, «удобрив» голубую ниву. Академикц
Л. А. Зенкевич и А. А. Бреховских предложили ф яд про-
ектов принудительной вертикальной циркуляции вод,

в результате которой органические осадки будут выно-
, ситься наверх.
Итак, налицо ряд предпосылок к созданию управля-
емых морехозяйств. Экономисты подсчитали,- что уже
сейчас ежегодный мировой сбор тблько выращенных на
специальных плантациях водорослей превышает 500 тыс.т.
Подводные фермы дают около 500 тыс. т моллюсков.
Почти весь мировой улов ханоса (около 100 тыс. т в год)
получают в морехозяйстйах. Половину всего улова кефали
в Черном море составляет рыба, выращенная в лагунных
хозяйствах. j
В 1965 г: в Японии была создана одна из первых под-
водных ферм для выведения форели и семги.
Товарная продукция японскцх морехозяйств уже в
f : 1966 г. составляла 3% всего улова страны, а в 1968 г.
превысила 10%. В Англии функционируют морские
J хозяйства по разведению и доведению до товарного вида
камбалы. Проводятся широкие эксперименты по разведе-
нию рыб ив ряде других стран.
Наука продолжает активно участвовать в эксперимен-
тах по созданию регулируемых морехозяйств. Например,
подводная фермгьпо искусственному разведению морских
рыб в Кислой губе Баренцева моря организуется на строго
научной основе под наблюдением Лаборатории воспроиз-
ведения Полярного института морского рыбного хозяй-
ства и океанографии. На рис. 19 показан гидростат,
который используют ученые института для проведения
подводных исследований.
И все-таки можно утверждать что приведенные выше
цифры, характеризующие продукций) морских плантаций,
составляют едва ли доли процента от того, что могут давать
морехозяйства.	-
Можно указать много причин, затрудняющих развитие
управляемых морских хозяйств. Среди них будет, конечно,
. и нерешенность многих общенаучных и методологических
I вопросов. Но одной из основных причин, по-видимому,
* является отсутствие необходимой техники. .
Действительно, обратимся к добыче ценных морских
s .водорослей. Существуют единичные суда, на которых
добыча водорослей механизирована (рис. 20). Наш «Гип-
* рорыбфлот» создал оригинальную косилку-трал. Но прак-
тически'до сих пор сбор водорослей ведется устарелыми,
' примитивными способами, вплоть до сбора вручную с
использованием водолазов.
39

Техника, обслуживающая морехозяйства, развивается
крайне неравномерно. Можно назвать и ряд интересных
технических-достижений последних лет, например исполь-
зование световых и электрических, сигналов для управ-
ления поведением объектов промысла. Известно, что
по методу, разработанному советскими специалистами,
Рис. 19. Подводный исследователь в гид-
ростате Полярного института морского рыб-
ного хозяйства и океанографии.
в рыбный промысел внедрена и широко осваивается
добыча рыбы на свет. Например, кильку Каспийского моря
начали отлавливать в больших количествах только после
внедрения этого метода, _суть которого сводится к следу-
ющему. В воду опускают мощную электролампу, рядом
с которой находится входное отверстие шланга всасыва-
ющего устройства. Рыба тянется к яркому свету, а насос
втягивает ее вместе с водой в сливное устройство на палубе
судна 4рис. 21).
40

Популярную ныне сайру лорят с использованием мощ-
ных прожекторов обнаружения (рыба реагирует на яркий
свет всплесками) и светильников красного и синего
Рис. 20. Судно-косилка для сбора водорослей.
света, сбивающих рыбу в плотный косяк и направляющих
этот косяк в зону ловушки.
Не менее широко используется в рыбном промысле
электролов. Так, при ловле тунца заводится сеть, в кото-
Рис. 21. Схематическое^ представление способа лова рыбы
на свет с использованием всасывающего устройства.
рую вплетены провода. Когда на приманку (кусок рыбы),
размещенную над сетью, собирается стая тунцов, через
провода пропускается электрический, ток, что приводит
к своего рода электронаркозу гигантских рыб. При этом
возрастает количество выловленной рыбы, а также повьг-
41

шается качество улова, так как уснувшая рыба не
делает эйергичных попыток освободиться из сети, как при
ббычном лове, а значит, не повреждает чешую, в мышцах ее
не накапливается кислота (продукт усталости), что спо-
собствует лучшему сохранению добычи.
Летом 1970 г. на советском траулере «Козерог» спе-
циалисты Болгарии, ГДР, Польши и Советского Союза
около четырех месяцев изучали новые методы лова рыбы
в водах Восточной Атлантики, в частности с помощью
электрических тралов. Было установлено, что примене-
ние электрических тралов увеличивает улов рыбы на 50%.
Все шире используются й акустические методы управ-
ления поведением промысловых рыб, а также гидроаку-
стические приборы обнаружения и классификаций рыб-
ных косяков.
Отечественная промышленность освоила выпуск раз-
нообразных гидроакустических приборов, входящих в ком-
плексы рыбопоисковой аппаратуры. Это и шумопеленга-
торы, позволяющие прослушивать акваторию с целью
обнаружения наиболее плотных скоплений промысловых
видов рыб, и эхолокаторы, уточняющие координаты
объекта промысла. Намного сложнее обстоит дело с клас-
сификацией (опознанием) обнаруженной рыбы. Акусти-
ческое поле в районе расположения приёмных антенн
гидроакустического вооружения судна крайне затрудняет1
опознание полезного сигнала. Лишь в-самые последние
годы,-благодаря успехам теории автоматического опозна-
ния образов, наметились определенные пути решения
сложной задачи классификации рыбных косяков и отдель-
ных (крупных) рыб.	-
Обнадеживают и некоторые результаты,-полученные при
исследованиях возможности. акустического управления
поведением рыб. Например, звуковые приманки уже нахо-
дят практическое применение в промысловом рыболов-
стве. На советских тунцеловных судах, ведущих океани-
ческий промысел, все шире используются специальные уста-
новки типа дождевальных машин. Когда судно входит в
зону промысла тунца, из установок в район заброшенных
тунцеловных удочек выбрасываются струи воды.- Звук
падающих капель этого искусственного дождя имитирует
звуки, производимые выбрасывающимися из воды мелки-
ми рыбками, а падение капель вызывает колебания воды,
сходные с колебаниями, создаваемыми движущейся стай-
кой мелких рыб. Тунцы стремительно бросаются к месту
42	.

падения капель искусственного дождя. При этом помимо
привлечения их к орудиям лбва, достигается еще одно
преимущество: звуковая приманка усиливает у тунцов
пищевой рефлекс,' что также способствует успеху про-
мысла.	,
Значительные успехи, достигнутые советскими аку-
стиками й океанологами, позволили одному из крупней-
ших ученых, работающему в этой области, академику
А. А. Бреховскйх очень образно охарактеризовать воз-
можные перспективы: «Нынешним рыбакам — охотникам
за рыбами — в недалеком будущем придется переквали-
фицироваться в пастухов. Они будут как бы играть на
дубочках, имитируя звуки, издаваемые рыбами при кор-
млении. Это не метафора. Особые акустические устройства
позволят рыбакам созывать в свои сети огромные стада
рыб».	.	.
К некоторым другим вопросам, связанным с возмож-
ностями управления поведением рыб и морских животных,
мы вернемся в главе, посвященной инженерному исполь-
зованию органических систем.
И все же техническое оснащение морехозяйств намного
отстает от действительных потребностей и от потенциальных
возможностей приборостроения и современной техноло-
гии. Очень далеко от идеального сочетание промысло-
вого труда с промышленным. Практически не пришла
в океанологию большая кибернетика, хотя отдельные шаги
в этом направлении сделаны. Так,, разработана [27]
динамическая модель популяций рыб с целью ее исполь-
зования в коммерческом рыболовстве. Модель учитывает
пополнение, рост, добычу, естественную’ смертность.
О практической ценности этой модели говорит тот факт,
что она была принята для йсполвзрвания продовольствен-
ной и сельскохозяйственной комиссией ООН, британским
министерством сельского хозяйства и рыболовства и
другими официальными органами. Аналогичные модели
созданы советскими учеными для определения оптимальной
структуры стада. Однако для практической реализаций
такого рода систем регулирования необходимо решить
достаточно трудные технические задачи сбора данных и
контроля.'Решение этих задач только'намечается (напри-
мер, Управлением научных исследований ВМФ США
создаются суда с телеуправляемыми,«торпедами» для сле-
жения за передвижением крупных ' морских животных
и стай рыб).
43

§ 3.
Промышленное использование гидросферы
•
Пока люди не знают сил природы, они слепо подчиняются им,
а раз они узнали их, тогда силы природы подчиняются людям.
Г, В. Плеханов
Как показывает практический опыт, дно Мирового
океана может стать мощным поставщиком широкого
ассортимента полезных ископаемых: железа, титана, олова,
алмазов, золота, вольфрама,, нефти, угля и т. д. (рис. 22).
Рис. 22. Плавучая буровая установка
«Хазар».
По данным печати, 20% добываемой сейчас в мире нефти
приходится н< морские разработки. К 1990 г. их доля
в общей добыче нефти возрастет до 35%. Ежегодно
из океана добывается около 300 тыс. т магния. Промыш-
ленная добыча брома из морской воды ведется в Индии, Ка-
44

наде, Бразилии, Японии, США, причем в Японии из мор-
ской воды вырабатывается 100% брома, в США — около
80% и т. д. Более 30% мировой добычи поваренной соли
осуществляется также на морских промыслах. В печати
сообщалось о разработке в США способа извлечения
из морской воды растворенного в ней урана, запасы
которого в океане составляют 3 млрд. т. У берегов
Юго-Западной Африки со дна Атлантического океана
добывают ежегодно десятки тысяч каратов 1 ювелирных
алмазов высокого качества. В Канаде со дна Атланти-
ческого-океана ежегодно поднимают около 6 млн. т угля.
В нашей стране ведутся большие теоретические'' и
экспериментальные работы по использованию шельфа
морей для добычи полезных ископаемых. Всемирно изве-
стны успехи советских нефтяников в добыче нефти со дна
Каспийского моря. На рис. 23 дан вид города нефтяни-
ков «Нефтяные камни». В последние годы на Балтике,
в море Лаптевых, в Японском и Черном морях осуществ-
ляется широкий поиск, опытная добыча и обогащение ти-
тана и олова. В этих работах принимают участие десятки
институтов, университетов и отдельных кафедр. Большую
инициативу проявляют в этом направлении Ленинград-
ский горный институт, готовящий инженеров для морских
геологических работ, а также кафедра и проблемная
лаборатория Московского государственного университета.
Программы работ по поиску и добыче полезных иско-
паемых со дна морей, омывающих берега нашей страны,
неоднократно обсуждались в широкой печати 1 2. В основ-
ном они сводятся к поиску закономерностей размещения
тяжелых минералов и других представляющих интерес
объектов подводной добычи на шельфе морей, разработке
конструкций оборудования, применяемого для добычи
и поиска, отысканию технологических решений подводной
добычи полезных ископаемых. Опытная добыча и обогаще-
ние титанового сырья в Балтийском море, проведенные
Проблемной лабораторией Московского горного института
и Министерством цветной металлургии СССР, позволили
спроектировать первое в нашей стране морское горное
предприятие.
1 Карат — единица массы, применяемая для выражения массы
драгоценных камней и жемчуга и равная 0,2 г. •
2 См., например, М. Ростарчук. Горняк уходит в море. —
«Известия», 1970, 16 октября.
45

Рис. 23. Город нефтяников на Каспии.

Экспедиции в. море Лаптевых уточнили границы под-
водных россыпей касситерита (оловянной руды) и провели
опытную его добычу и обогащение. Основываясь на резуль-
татах экспедиций был разработан проект морского гор-
ного предприятия, которое-должно в ближайшее время
вступить в строй.
Богатыми оловом , могут оказаться Селяхская губа
в море Лаптевых, районы мыса Святой Нос и пролива
Дмитрия Лаптева и южная часть побережья острова Ля-
ховского. Для разработки этих арктических оловянных
россыпей предложен проект специального судна, на борту
которого разместятся все горно-обогатительное оборудо-
вание и жилищно-бытовые помещения для рабочих.
Если же на судне установить серийную атомную энер-
гетическую установку, то это обеспечит автономность
плавания до двух лет, а избыток горячей воды, исполь-
зуемой в установке, позволит плавучему горному комби-
нату добывать концентрат руды круглогодично.
В 1969 г. Московский горный институт получил сухо-
грузное судно «Тура», которое было переоборудовано
в исследовательское судно, предназначенное для разведки
подводных месторождений, экспериментальной добычи
и обогащения полезных ископаемых и испытаний новой
морской горно-обогатительной техники. Во время экспе-
диции на этом судне в Японском море в 1969—1970 гг.
были обнаружены и опробованы подводные россыпи
касситерита в районе бухт Хунтаеза, Чинсяндзу-Судзухэ,
Сяуху и других.
Можно упомянуть также об экспедициях в Черном
море, в ходе которых уточнено размещение магнетитовых
песков в прибрежной полосе в районе Батуми и отрабо-
тана технология подводной добычи. По данным Инсти-
тута металлургии АН Грузии, полученный концентрат
можно использовать в производстве чугуна в доменных
печах Руставского металлургического завода вместе с ру-
дой, поступающей с Дашкесканского рудника. Разработка
подводной россыпи представляет большой интерес в связи
с истощением современных карьеров этого рудника.
Таким образом, отечественный и мировой опыт пока-
зывает, что шельф морей и океанов может поставлять сов-
ременной индустрии значительные запасы железа, титана,
циркония, олова, золота, платины, алмазов и вольфрама.
Как в нашей стране, так и за рубежом широко ведутся
работы по разработке промышленной технологии и спе-
47

циального оборудования для подводной добычи полезных
ископаемых. Уже созданы принципиально новые системы
глубоководного бурения (рис. 24 и 25). Десятки фирм
заняты конструированием технологического оборудова-
ния для добычи руды с глубин от 40 до 200 м. Читателя,
интересующегося перспективами промышленного исполь-
зования гидросферы, можно адресовать к специальной
литературе [30], освещающей неисчерпаемые возможности
океана в обеспечении человечества разнообразным сырьем,
а также смелые планы принципиально новых технологи^
ческих решений, проекты специальных надводных и
подводных исследовательских, поисковых и горно-обога-
тительных судов. Здесь важнее остановиться на следую-
щем. Достаточно очевидна многоаспектность обсуждаемой
проблемы. Каждая из ее составляющих представляет
собой сложную задачу, и лишь совместное успешное их
решение обеспечит действительно промышленное, совре-
менное использование гидросферы. Укажем некоторые из
этих составляющих.
Всякая промышленность, в том числе и подводная,
начинается со строительства. Имеющийся небольшой
опыт подводного строительства плотин, нефтепроводов,
газопроводов, причалов и других сооружений нужда-
ется в существенном расширении, так как должны воз-
расти и масштабы' строительства, и объем выполняемых
работ, и номенклатура возводимых конструкций. Ведь
помимо сооружений, обеспечивающих нужды производства,
технологического преобразования добываемого сырья,
складирования и т. п., потребуются подводные соору-
жения энергетических, например атомных, служб, сани-
тарно-гигиенических служб, а также сооружения, обеспе-
чивающие проживание, отдых и досуг гидронавтов.
На рис. 26 схематически показано расположение служб
технического обеспечения относительно простой подвод-
ной станции.
Сложность осуществления подводной разведки и добычи
полезных ископаемых усугубляется необходимостью орга-
низации последующей технологической переработки мно-
гих видов добываемого сырья по месту добычи.
Вряд ли окажется целесообразным обеспечивать под-
водную промышленность энергией, подаваемой с суши,
тем более что потенциальные источники энергии — атом-
ные станции’— целесообразно упрятать под воду. Помимо
собственно энергетических здесь возникают и многочис-
48



( ,
ленные сопутствующие проблемы: обеспечение радиа-
ционной безопасности, отвод избыткор тепла, нейтрали-
зация сильных искусственных полей ц т. д.
Для успешного решения указанных задач необходимо
использование специальных видов подводного транспорта,
например подводных рудовозов (рис. 27). Многообразие
потребных больших и малых судов хорошо иллюстрирует
заключительная глава книги известных конструкторов и
Рис. 25. Буровая на океанском дне у мыса Ферра.
популяризаторов подводного судостроения М. Н. Диоми-
дова и А. Н. Дмитриева [26]. С расширением практиче-
ских работ в гидросфере количество типов используемых
подводных судов еще более возрастет. На рис.- 28 схемати-
чески изображен буксируемый остров-вышка. Имеются
проекты самоходных судов такого рода.
В процессе промышленного освоения _ гидросферы
возникает необходимость организации аварийно-спаса-
тельной службы. Некоторый опыт спасения подводных
лодок военно-морских сил, а также ряд трагедий, имев-
ших место /при проведении подводных исследований,
показывают, что организация аварийно-спасательных работ
представляет достаточно сложную проблему.
50	х

Большие трудности встречаются при обеспечении
подводных работ системами связи, наблюдения и навига-
ции. Ряд приборов, входящих в эти системы, предполагает
участие человека, который снимает показания приборов,
Рис. 26> Подводная станция «Ихтиандр-67» и ее береговое техниче-
ское обеспечение?
1 — трансформаторная подстанция; 2, 10, 11 — медико-физиологические ла-
боратории; 3, 8, 9, 15,16 — компрессоры низкого и высокого давления; 4 —
лебедка; 5— передвижная электростанция; 6 — распределительный пункт
электроэнергии; 7 — пункт зарядки аквалангов; 12 — кииофотолаборатория;
13 — ремонтная мастерская; 14 — барокамера; 17 — пульт управления;
18 — мастерская точных приборов и электроники; 19 — плавсредства; 20 —
подводные светильники; 21 — подводный, дом-лаборатория; 22 — подводная
телеустановка.
дает им должную интерпретацию и принимает те или
иные решения. Значительная часть приборов предназна-
чена для автоматизации систем приема, преобразования,
запоминания и использования информации. Сложность
4*	51

и многоплановость логико-информационных систем,
обеспечивающих подводные работы, делают необходимой
их комплексную автоматизацию с широким использова-
нием специализированных и многопрограммных электрон-
но-вычислительных машин.
Несмотря на некоторую независимость больших глу-
бин от состояния поверхности моря, прогноз погоды и
гидрометеорологическая служба в целом имеют чрезвы-
чайно важное значение для проведения исследований
в гидросфере и для ее промышленного использования.
Достаточно напомнить, как велика роль размещаемых на
9
Рис. 27. Ныряющий рудовоз «Моби Дик».
1 — атомный реактор; 2 — бункера вместимостью 30 000 т руды; 3 — раз-
грузочный ленточный конвейер; 4 — резервуары; 5 — помещение для команды;
6 — туннель; 7 — загрузочный ленточный конвейер; 8 — помещение кон-
трольно-измерительной аппаратуры; 9 — перископ; 10 —- турбины и двига-
тели; 11 — редуктор.
надводных судах или на берегу обеспечивающих служб,
работа которых зависит от погодных условий. Известно,
что долговременный прогноз погоды достоверен лишь в том
случае, если он учитывает большое количество факторов и
охватывает большие территории. Эффективное гидроме-
теорологическое обеспечение должно- охватывать весь
Мировой океан и йредполагает использование искусст-
венных спутников Земли, океанических автономных радио-
и гидроакустических буев й т. д.
При решении задач, связанных с широким промышлен-
ным освоением гидросферы, с неизбежностью возникает
проблема комплексного учета возможностей человека.
Эта проблема слагается из огромного числа составляющих,
связывающих ее с медициной, психологией, санитарией,
гигиеной и рядом других наук.
Плох тот хозяин, который не думает о завтрашнем дне.
Человек должен стать рачительным хозяином гидросферы.
Это предполагает щедрое финансирование исследований в
52

области общей океанологии, физики и биофизики океана.
Ряд этих исследований может дать результаты, которые
пригодны для немедленного ис-
пользования, либо смогут быть
использованы в недалеком бу-
дущем. Однако должны широ-
ко разворачиваться и те ис-
следования, которые лежат в
сфере «чистой» науки и на-
правлены на фундаментальное,
всестороннее познание гидро-
сферы.
Заканчивая краткий обзор
промышленного использования
гидросферы, следует отметить,
что в Директивах XXIV съез-
да КПСС отражено указание о
развертывании поисково-разве-
дочных работ в морях и океа-
нах. Это подтверждает важ-
ность и значимость данной
проблемы.
Однако названная пробле-
ма выходит за пределы инте-
ресов и возможностей не толь-
ко отдельных ведомств, но и
отдельных стран. Она встает
перед человечеством в целом.
Эту мысль очень четко сфор-
мулировал директор Инсти-
тута биологии и президент Со-
юза ученых Болгарии академик
К- Братанов: «В оставшиеся
десятилетия XX века начнется
невиданное наступление на
океан, в  котором заключены
все виды ресурсов. Мировой
океан — это общее достояние
человечества, и я просто не
представляю себе, как можно
Рис. 28. Буксируемый ост-
ров-вышка.
1 — платформа; 2 — вышка;
3 — подъемный механизм; .4 —
лаборатория; 5, 7 — балласт;
6 — резервуар с газолином и
воздухом; 8 — якорь-цепь и ка-
бели.
серьезно говорить о его освоении разрозненными и раз-
общенными силами отдельных стран» К
1 См. «Лит. газета», 1969, 19 ноября.
53

Глава вторая-
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ
. . .Во всех подходах к общей творца систем существует та- 
кая опасность: мы получили новый компас для научного мышле-
ния, но очень трудно продраться между Сциллой тривиаль-
ности и Харибдой ложных неологизмов.
Л. фон Берталанфи
Самого беглого ознакомления с проблемой освоения
гидросферы достаточно для того, чтобы сделать заключе-
ние о ее сложности. В поле зрения сразу попадают и
технические, и органические, и даже социальные системы.
Положение осложняется тем обстоятельством, что такие
различные аспекты проблемы, как технический, биоло-
гический, психофизиологический и другие, должны на
определенной стадии рассматриваться во взаимосвязи.
Следует отметить, что исторически в нашей стране
изучение гидросферы осуществлялось комплексно. Так,
в 1923 г. по инициативе Ф. Э. Дзержинского была создана
экспедиция подводных работ особого назначения — зна-
менитый ЭПРОН, который очень скоро стал комплексным
центром аварийно-спасательных судоподъемных, водо-
лазных и опытных подводных работ. ЭПРОН был центром,
объединяющим специалистов по водолазному делу и
физиологов, а также ученых других специальностей.
Уже в 1930 г. по инициативе ЭПРОНа на кафедре физиоло-
гии Военно-медицинской академии, под руководством
академика Л. А. Орбели и при уч'астии Е. М. Крепса
начались комплексные физиологические исследования,
связанные с погружением на большие глубины.
Практически каждая крупная морская экспедиция
изучает одновременно физические, .геологические, хими-
ческие, биологические процессы и явления и их взаимные
связи. В наши дни к этому добавляются еще и кибернети-
54

ческие,. медицинские, психофизиологические и другие
исследования. Возникает естественный вопрос: возможен
ли единый методологический подход к подобному сверх-
сложному комплексуй, исследований? В извёстной , мере ,
на роль такого общего метода изучения сложных систем
претендует системный анализ, основанный на так назы-
ваемой общей теории систем (все употребляемые здесь
термины пока не являются общепринятыми).
В самом общем виде системней анадиз можно.охарак- ’
теризовать как метод изучения сложных систем, который
основан на диалектико-материалистических принципах ,
комплексного рассмотрения явлений. Однако инженеру-
практику такой общей характеристики явно недостаточно.
Поэтому в данной главе мы кратко рассмотрим основные
положения теории систем, придерживаясь, но возможности,
наименее спорных положений этой весьма интересной,
но дискуссионной науки. .
Отдельные положения общей теории систем все еще
остаются предметом подробного обсуждения. Однако ряд
результатов теории уже нашел применение в инженерной
практике. Речь идет об использовании некоторых идей •
общей теории систем при разработке автоматизированных
систем управленья (АСУ). В этих случаях объектом
анализа является системотехнический комплекс — целост-
ная система технического назначения, которая требует
системного подхода для решения возникающих задач.
При известной относительности даваемых здесь оценок,
можно отметить, что теория системотехнических комплек-
сов уже нашла практическое подтверждение — в промыш-
ленности, на транспорте, в различных отраслях хозяйства
широко применяется АСУ. Успехам внедрения АСУ
во все сферы народного хозяйства в значительной степени
способствуют прогрессивные'плановые начала социалисти-
ческой системы.'
Конкретным примером построения АСУ, прямо отно-
сящимся, к тематике данной книги, является разработка
системы управления торговым флотом СССР. Необходи-
мость в такой системе диктуется тем, что советский торго-
вый флот стал одной из самых сложных отраслей народ-
ного хозяйства. По общему тоннажу он занимает ведущее _
место в мире. Советские суда посещают порты 87 стран мира.
Одна из задач, возложенных на АСУ Министерства
Морского флота СССР, связана, с необходимостью опти-
мально планировать работу морского транспорта на теку-
55

щий год и на более отдаленные сроки. Система должна
учитывать тенденции развития морского транспорта и
быстро меняющуюся конъюнктуру, должна осуществлять
оперативное управление судами, находящимися в различ-
ных портах мира и на морских коммуникациях.
Основу этой автоматизированной системы составляют
организованные во многих морских пароходствах вычис-
лительные центры, оснащенные мощными отечественными
электронно-вычислительными машинами. Эксперименталь-
ной базой явился в свое время Вычислительный центр
Балтийского пароходства, где практически была доказана
высокая эффективность управления судами с использо-
ванием мощных электронно-вычислительных машин.
Менее мощные вычислительные машины устанавливают
в портах, на судоремонтных заводах и в других береговых
службах.
На борту торговых судов устанавливают устройства
для централизованного сбора информации — своего рода
датчики АСУ. Обработка наиболее важных сведений и
общая координация осуществляются в Центральном вычис-
лительном центре морского флота в Москве.
Таким образом, налицо определенные практические
достижения, связанные главным образом с решением
задач, стоящих перед надводным флотом. Представляется
целесообразным перенос накопленного опыта на реше-
ние тех задач, которые возникают при освоении гидро-
сферы.
§ 4.
Предпосылки системного анализа
•
Чтобы действительно знать предмет, надо охватить, изу-
чить все его стороны, все связи и опосредствования». Мы ни-
когда не достигнем этого полностью, но требование всесторон-
ности предостерегает нас от ошибок. . .
В. И, Ленин
Нь?не во все отрасли человеческой деятельности
интенсивно внедряются новые идеи и методы, среди кото-
рых можно назвать кибернетизацию, комплексирование,
инженерную психологию, моделирование и некоторые
другие. Однако кибернетизация в любой отрасли —это.
не просто применение новых технических средств решения
56

старых задач. Это и новое направление мышления, но-
вые концепции, йдеи, принципы, новая методология,
своего рода прикладная философия технического про-
гресса.	' .
Следует отметить, что обсуждение применимости новых
идей и методов крайне осложняется отсутствием единого
понимания основных терминов и понятий. Например,,
определяя крмплексирование как принцип создания систе-
мы, имеющей координирующий орган, подчеркивают
особенности функционирования системы. Определяя ком-
плексирование как инженерный прием, сводящийся к
использованию одного физического узла (блока, прибора)
при одновременном решении нескольких задач, переводят
проблему в плоскость изучения структурной организации
системы. "
Для того чтобы избежать недоразумений, будем по воз-
можности определять используемые понятия.
Думается, что именно комплексный подход к пробле-
ме автоматизации.стимулировал развитие системной мето-_
дологии, хотя необходимость в общей теории, преодоле-
вающей границы профессиональной специализации, ощу-
щалась давно. Такого рода теорию называют по-разному:
теория систем, теория организации, общая (или'всеобщая)
теория систем, системный анализ и т. д.
Укажем основные причины, побуждающие по крайней
мере техническую кибернетику и комплексное приборо-
строение обратить внимание на системный анализ.
Во-первых, создаваемые автоматизированные системы
управления становятся все более «анизотропными» в резуль-
тате включения в единый комплекс разнородных звеньев:
вычислительных машин и человека-оператора, регуля-
торов и измерительных трактов, элементарных датчиков
и сложных устройств ввода информации, встроенных
подсистем контроля и разнообразных исполнительных,
механизмов.
Во-вторых, все более осознается необходимость про-
тиводействовать чрезмерной профессиональной специали-
зации, которая мешает взаимопониманию специалистов,
разрабатывающих разные приборы (блоки, узлы) единого
комплекса (сложной автоматизации системы).
В-третьих, возникает необходимость вооружить кон-
структора сложного комплекса (главного конструктора
или другого лица, ответственного за конструирование
комплекса в целом) методом, позволяющим рассматривать -
57

систему, не утопая в деталях, прямо не определяющих
функционирование системы.
В-четвертых, обнаружилось, что традиционный под-
ход по принципу «разделяй на части, изучай каждую
из них в отдельности, суммируй результаты» непригоден •
для анализа некоторых, сложных систем, так как не все
они могут быть расчленены на независимые простые части.
Другими словами, инженеру-исследователю понадобился
метод изучения систем, который основывается на диалек-
тико-материалистических принципах целостного рас-
смотрения явлений.
Перечисленные причины способствовали созданию мето-
дологии решения крупных проблем, основанной на концеп-
ции систем. Наиболее конкретное воплощение этой кон-
цепции, с использованием вычислительных машин и других
технических средств оформилось в системотехнику. В сов-
ременном ее выражении системотехника объединила ряд.
наук для комплексного рассмотрения тех вопросов проек-
тирования систем, которые ранее изучались изолированно 1
. Ьтдельными научными дисциплинами.
Очевидно, что на роль общей теории систем может,
претейдовать только. такая теория, которая достаточно
абстрактна для того, чтобы стать общей, но одновременно
и достаточно конкретна для того, чтобы быть практически
полезной.
Такая принципиально новая теория была предложена
А. А. Богдановым, автором книг «Всеобщая организа-
ционная наука» (1913—1917 гг.), «Очерки всеобщей орга-
низационной науки» (1922 г.), «Тектолргия» (1923 г.)
и др., ставших ныне библиографической редкостью. Эта
разработка на многие десятилетия опередила работы
других ученых (Л., фои Берталанфи, Р. Акофа, А. Рап-
попорта, У. Р. Эшби), которых сейчас принято относить
к^числу основоположников общей теории систем, и ие была
по достоинству оценена современниками.
Необходимо отметить, что А. А. Богданов подвергался
резкой и справедливой критике со стороны В. Ц. Ленина 1
за неправильные философские взгляды, логически при-
водящие к субъективному идеализму, за ошибки в эконо-
мических работах. Но не надо забывать, что в ряде слу-
чаев В. И. Ленин положительно оценивал результаты
1 См. В.И.Лёнин. Поли. собр. соч. Изд. 5-е, т. 18, с. 133—141,
237—244, 342—351.
58

конкретной научной работы А. А.'Богданова \ цо «Крат-
кому курсу экономической науки» которого учился
целый ряд поколений русских марксистов.
Современные исследователи истории рассматриваемого
вопроса отмечают [62], что многие теоретические проблемы
системного подхода разработаны в книгах А. А. Богданова
более, полно и строго, чем в некоторых последующих
работах Других ученых. Более того, не остался незамечен-
ным и такой интересный факт: в работах.У. Р. Эшби (вто-
рого «отца кибернетики»), отдаленных от работ А. А. Бог-
данова на полвека, обнаруживаются сходные идеи (отбор,
изоморфизм, обратная связь в широком смысле слова
и некоторые другие) и даже сходные примеры, иллюстри-
рующие Основные концепции.
Если от истории вопроса обратиться к нашим дням,
то следует заметить, что современная конкретная разра-
ботка, широкое применение И популяризация систёмного
анализа — заслуга знаменитой американской фирмы РЭНД,
одного из так называемых «мозговых центров» США,,
фирмы, к услугам которой чаще всего прибегают прави-
тельственные органы США и Пентагон.
В 1952 г. сотрудники Лаборатории исследования си-
стем фирмы РЭНД опубликовали фундаментальную работу
«Об использовании и границах математических моделей,
теории игр и системного анализа». Заметим, что сотрудни-
ком этой небольшой лаборатории является известный
ученый Ньюэлл, один из создателей метода и теории
эвристического. программирования — всё еще дискус-
сионного, hq бесспорно интересного способа решения за-
дач, алгоритмически пока неразрешимых.
В 1956 г. сотрудники фирмы РЭНД Канн и Манн вы-
пустили, по-видимому, первую книгу по системному ..ана-
лизу. У нас широко известна книга американских авто-
ров Гуда и Макола [20], которая вышла в США годом
позже.	.
Муки рождения новой теории продолжаются и по сей
день. Достаточно сказать, что не получили общепризнан-
ного определения даже ключевое понятия теории — «си-
стема» и «структура». Два международных симпозиума
(специальный семинар Международного центра синтеза
в 1956 г. и симпозиум ЮНЕСКО в 1959 г.) так и не при-
няли решения по этим вопросам.
1 См. В. И. Ленин. Поли. собр. соч. Изд. 5-е, т. 4, с. 35—43.
59

В 1960 г. в США прошел первый симпозиум под деви-
зом «Системы— исследование и анализ», в 1963 г. — вто-
рой, под девизом «Взгляды на общую теорию систем».
В последующие годы состоялось большое число нацио-
нальных и международных конференций, где продолжа-
лось обсуждение этих вопросов.
По состоянию теории на сегодняшний день допустимо
такого рода заключение: общая теория систем — это миро-
воззрение или методология, а не теория в том смысле,
который придается этому термину в современной науке.
В этой методологии подчеркиваются те аспекты предметов
или событий, которые вытекают из общих свойств систем,
а не из их конкретного содержания.
В чем же заключаются достоинства общей теории систем
с точки зрения инженера?
Инженер постоянно стремится к тому, чтобы упростить
изучаемую систему, аппроксимировать ее с помощью
наиболее простой модели, поддающейся, математическому
анализу по стандартным, апробированным методам. Тео-
рия систем, по определения У. Р. Эшби, строится именно
на методах упрощения и в известном смысле представ-
ляет собой науку упрощения.
Вместе с тем следует помнить, что основное содержание
системного подхода заключено не в формальном мате-
матическом аппарате, описывающем системы и решение
проблем, и не в специальном математическом методе, та-
ком, как оценка неопределенности, а в его концептуаль-
ном аппарате, в его идеях, подходе и установках.
Одной из важнейших характеристик любой методоло-
гии является граница ее применимости. Знать эти гра-
ницы так же необходимо, как и понимать возможности
собственно методологии. В противном случае могут быть
допущены серьезные ошибки, связанные с использованием
методов в тех областях, где они принципиально неприме-
нимы, что либо заводит исследователей в тупик, либо
дает результаты, отнюдь не способствующие установле-
нию истины. Общая теория систем, претендующая на
роль всеобщей прикладной философии, до сих пор не
определила своих границ. Это требует особой осторож-
ности при переносе общих идей и методов теории систем
в новые области науки. Что касается основных проблем,
рассматриваемых в данной книге, то нам представляется
бесспорной правомочность системного подхода, объеди-
няющего все необходимые методы, знания и действия.
60

Можно согласиться с известным утверждением, что систем-
ный подход— это «количественное выражение здравого
смысла»; однако в силу незавершенности общей теории
систем справедливо и другое утверждение, которое гла-
сит, что системный подход — это искусство давать пло-
хие ответы на те практические вопросы, на которые дру-
гие способы дают еще худшие ответы.
Во всяком случае, используя Методологию системного
анализа, полезно помнить остроумное предупреждение
Л. фон Берталанфи, использованное в качестве эпиграфа
к данной главе.
§ 5.
Системы, структуры, организация
•
Целое есть нечто большее, чем сумма его частей.
Платон
Когда система становится сложной, тогда единственно пра-
вильной теорией становится теория ее упрощения.
У. Р. Эшби	'	‘
 Общая теория систем формируется благодаря уси-
лиям многих ученых, каждый из которых имеет в виду
прежде всего интересы своей области знания.
Одной из первых наук, в кбторой объекты исследова-
ния стали рассматриваться с системной точки зрения, была
биология. Довольно давно системные методы получили
свое выражение и в некоторых психологических концеп-
циях, таких, например, как идея целостных психологи-
ческих структур (гештальтов).
Лишь в последние годы благодаря идеям кибернетики
в теорию систем пришли точные методы и знаковая сим-
волика. Хотя главное, как уже говорилось, отйюдь не
строгость используемого математического аппарата и
хотя в теории систем некоторые слабости математического
языка проявляются особенно отчетливо, математизация
этой теории имеет большое значение. Говоря о слабых
сторонах математического языка, мы имеем в виду прежде
всего особенности современной математики, не позво-
ляющие проводить далеко идущие аналогии, делать не-
ожиданнее индуктивные выводы. Мы имеем также в виду
необходимость чисто творческого, неформал изуемого
61

начала в построении математической модели, достаточно
хорошо и полно отображающей сложное физическое явле- ,
ние. Другими словами, .построение математической модели /
начинается почти всегда как творческий акт, и только'
после этого появляется возможность чисто формального
построения модели.
Обращает на себя внимание и такой факт: математика
по содержанию не обязательно должна быть ею по форме.
Это блестяще показал еще великий математик Л. Эйлер,
который изложил в «Письмах немецкой принцессе» принт
ципы математики, обойдясь без единой формулы. Mate- 4
матиками не осталось незамеченным и т«8 «странное»
обстоятельство, что М. В. Ломоносов не7 пользовался
формальным, символическим аппаратом, хотя он был
достаточно хорошо разработан в то время. В трудах'
М. В. Ломоносова нет ни одной математической формулы,
что не помешало ему открыть закон сохранения вещества,
сформулировать глубокие щдеи о кинетической природе
тепла, сконструировать ряд точных оптических приборов,
выполнить большое число фундаментальных научных
исследований.	।
. Коль скоро речь идет о методологических вопросах,
следует сказать о существовании неправильной трактовки
термийа «точные науки». Считают, что эти науки рисуют
картину, абсолютно точно соответствующую реальности,
а фактически математические концепции и не стремятся
к тому, чтобы отражать реальную действительность
абсолютно точно. Все достаточно сложные математические
построении являются идеализированными моделями.
На исходные условия заведомо наложены те или иные
ограничения, не учитывается действие тех или иных фак-
торов. Именно в этой идеализации сила точных наук,
гибкость и своего рода «целеустремленность» математи-
ческих моделей.	ч
Рассмотренные выше вопросы математизации, имеют
прямое отношение к современному построейию общей тео-
рии систем, начиная с определения исходных положений
этой теории.	'
Можно без труда привести не одни десяток различных
определений системы. Например,, математик и киберне-
тик С. К. Клини определяет систему так: «Под системой S
объектов мы будем понимать (непустое) множество, класс
или область R объектов, между которыми установлены
некоторые соотношения». Биолог и крупный специалист
62

по общей теории систем Л. фон Берталанфи считает:
«Система есть комплекс элементов, находящихся во вза-
имодействии». Математик и социолог Р. Акоф дает сле-
дующую формулировку: «Систему можно определить как
любую сущность, концептуальную или физическую, кото-
рая состоит из взаимосвязанных зависимых частей».
Перечень сходных и резко отличных определений можно
продолжить. Но если внимательно рассмотреть все извест-
ные определения и их авторские обоснования, то можно
уловить некоторые моменты, общие по. крайней мере для
многих авторов. Попробуем выделить и свести их воедино.
У. Р. Эшби указывает, что каждый объект содержит
не менее чем бесконечное множество переменных и, сле-
довательно, не менее чем бесконечное множество возмож-
ных систем. То же самое в той или иной форме повторяют
другие авторы, добавляя, что любая исследуемая система
представляет собой элемент системы более высокого по-
рядка, а элемент исследуемой системы в свою очередь
выступает как система более низкого порядка.
Этот момент чрезвычайно важен методологически, хотя
далеко не все понимают, что речь не .сводится к тому, из
каких элементов синтезировать конкретную систему—
из атомов, молекул или стандартных, элементов, и узлов
современной * радиоэлектроники.
Следующее положение, достаточно широко обсуждае-
мое в общей теории систем, связано с целевым назначе-
нием системы. Наиболее выпукло его формулирует Ст. Бир:
«Не зная целевого назначения системы, нельзя уяснить
принципы и механизмы ее устройства». И далее, привлекая
внимание кажущейся абсурдностью, приводит такой пример
выявления целевой функции: «Автомобиль — это система,
предназначенная для износа поршневых колец».
Близкую мысль высказывает С. Викерс: «Мы привыкли
считать вещи существующими независимо от их функций:
автомобиль остается автомобилем и в гараже, и на до-
роге. Это/ по-видимому, неверно. Атом может быть опи-
сан только в категориях действия, и это в равной степени
справедливо для организма или организаций».
Представляется, что целевая функция системы тем
важнее, чем сложней рассматриваемая системам
Далее, системный анализ ориентируется на потенци-
альную возможность неаддитивности сложения частей
системы, т. е. на ее нелинейность. В полушутливой форме
эту особенность сформулировал Л. фон Берталанфи:
63

«Зная все о том, что такое один, и зная, что один и один
составляет два, мы еще не знаем всего о том, что такое два,
ибо тут добавляется еще какое-то «И», и надо знать, что
этот элемент «И» вносит с собой». Как продолжение этой
мысли советский ученый академик В. А. Энгельгардт,
обрисовывая некоторые гносеологические тенденции
современного подхода к изучению объектов живого мира,
в своем докладе на Втором всесоюзном совещании по фи-
лософским вопросам современного естествознания го-
ворил: «. . .Есть все основания полагать, что поиски
именно этого «И» должны составить предмет дальнейших
усилий будущего периода развития биологических иссле-
дований» х.	-
Сказанное не отрицает принцип редукционизма —
принцип исследования сложной системы путем расчле-
нения ее на более простые составные части и изучения их
природы и свойств, основанный на предположении, что,
сводя сложное к совокупности или сумме его частей и изу-
чая последние, мы получаем знания и о свойствах исход-
ного целого. Вместе с тем принцип неаддитивности пред-
полагает потенциальную возможность ошибки при све-
дении сложного к простому.
"Следует отметить, что неаддитивность сложения частей
системы означает как ’появление новых свойств, так и
исчезновение тех свойств, которые наблюдались ранее
в составных частях, до их соединения в систему,
Несмотря на кажущуюся новизну системных представ-
лений, очень многое из этого нового есть хорошо забытое
старое. Достаточно напомнить о так называемой гештальт-
психологии. В’ известном смысле это — система взглядов,
в основе которой лежит принцип неаддитивности сложения
составных частей, ’ образующих структуру («гештальт»
буквально означает «целостная структура»), хотя этим
принципом и не исчерпываются теоретические предпо-
сылки данного направления в психологии.
Много внимания указанному принципу уделяет
У. Р. Эшби, который называет его принципом эмерджент-
ности, понимая под эмерджентными те свойства целого,
которые не могут быть предсказаны на основе знания
частей и способов их соединения.
А. А. Богданов, выдвигая на первый план принцип *
организованности системы, определяет этот принцип
1 См. «Наука и жизнь», 1971, № 5, с. 8—15.
64

через свойство целого,быть'больше суммы своих частей.
Чем значительнее целое разнится от суммы своих частей,
тем более_оно организовано? (
Следующий момент, важный для полного понимания
особенностей системного анализа, связан с учетом таких
свойств, как разнообразие и сложность систем. Довольно
часто эти понятия фактически отождествляют, хотя осно-
вания для этого имеются только в отдельных случаях.
Разнообразие системы — это лишь один из -.показателей
ее сложности. Он характеризует число различных элемен-
тов структуры, но не характеризует число функциональ-
ных связей между ними, а именно функциональные связи
служат важнейшим показателем сложности Системы.
Й лишь в совершенно однородных системах, рост которых
сопровождается увеличением числа элементов и пропор-
циональным увеличением числа связей, разнообразие
может адекватно выражать сложность системы.
, Всякая достаточно сложная методология стремится
ввести и использовать определенные нормативы. Идеаль-
► ным является случай, когда можно сформулировать си-
стему аксиом, начальных требований, а также ввести спе-
циальные обозначения — символы, особенно если введение
символики вдечет за собой принципиальную возможность
перехода к той'или иной алгебре.
Будем считать, что система предполагает некоторый
порядок в ее организации,, или, другими словами, упоря-
доченность. Так как .’системы крайне разнообразны, упо-
рядоченность не ограничена пространственным расположе-
нием элементов. Это может быть любая связь, любое отно-
шение (временное, пространственное, смысловое, семан-
тическое, гармоническое, прагматическое и т. д.).
Упорядоченность выражена в структуре системы.
Структура в свою очередь тоже является системой — си-
стемой отношений. Естественной формализацией струк-
туры является так называемый граф — математическое
понятие пары множеств, одно из которцх есть совокуп-
ность точек — вершин графа, а второе — совокупность
дуг,- связывающих эти вершины.
Поясним сказанное простой иллюстрацией.
Пусть система С состоит из множества элементов
{Xj, х2, х3, . . ., хп\-. Для простоты положим, что п = 4,
т. е. множество элементов системы X = jxj, х2, хз>
xt (.
5 В. П. Сочивко	65

Пусть, Далее, имеется отображение множества X
в себя посредством соотношений
ах: хх —> х2,
0&2" %2	* Х3,
ч	ос3: х3 > хх,
а4: х4 —> х4,
что графически показано на рис. 29.
Таким образом, структурой G некоторого множества
X = {хх, х2, х3, . . ., х„} относительно отображения
Р = {ах, а2, а3, . . ат\ будем называть указанную
пару множеств: множество элементов X и множество Р
Рис. 29. Графическое изображение структуры.
связей между ними. Другими словами, структура G =
= (X, Р) — это множество элементов, на котором/задана
некоторая система отношений.
Возвращаясь к понятию «система», дадим ему следую-
щее определение.
Система С — это множество X компонент хх, х2, х3,
. . ., хп, отвечающее следующим требованиям:
1)	множество X не пусто;
2)	отображение Р множества X в себя дает структуру
G = (X, Р), являющуюся ненулевым связанным графом; i
8)	каждому элементу хДХ (i = 1, 2, 3, . . ., и)
может быть поставлена в соответствие некоторая функция
цели <р(- (хг), а системе в целом — функция цели Ф (С),
причем
и <pz (х(.) ±Ф (С);
«=1
4)	сложение компонент системы неаддитивно, т. е.
Ф (С) - 2 Ф, (х,.);
1=1
66

5)	связи между элементами в системе сильнее их свя-
зей с элементами вне системы.
Интуитивно представляется, что сформулированные
условия непротиворечивы. Остается открытым вопрос
о полноте системы этих условий.- Таким образом, возвра-
щаясь к вопросам, обсуждавшимся в начале данного па-
раграфа, следует сказать, что наш подход позволяет
описать не реальную систему, а ее идеализированную
модель.
Системы можно разделить на два больших класса:
1) физические, или материальные (как естественного,
так и искусственного происхождения);
2) абстрактные, или концептуальные.
Человечество преуспело в синтезе сравнительно про-
стых физических (материальных) систем, подошло к по-
строению сложных физических систем и крайне мало
знает законы абстрактных систем.
Выбрав в качестве принципа классификации целевое
назначение системы, их можно разделить на следующие
три класса:	• -	•
1)	вещественные;
2)	энергетические;
3)	информационные.
По признаку взаимодействия с окружающей средой
системы делятся на: Y
1) открытые системы, которые обмениваются с окру-
жающей средой веществом, энергией или информацией
(регулярно или спонтанно);
2) закрытые системы, в которых такой обмен отсут-
ствует.
Другими словами, открытая система, для того чтобы
действовать в данной обстановке, обязательно должна
воспринимать и отфильтровывать разнообразные случай-
ные входные воздействия, в том числе и не являющиеся
полезными. Поведение закрытых систем не зависит от
характеристик окружающей среды.
Заметим, что в кибернетике, изучающей логико-инфор-
мационные системы управления, к закрытым системам
относят такие, которые обмениваются с окружающей
средой энергией, но не информацией. Существуют области
знания, в которых к закрытым относят такие системы,
которые обмениваются с окружающей средой энергией,
но не веществом.
5*	67

Изучая поведение систем, легко выделить следующие
их разновидности:	.	-
1) статические системы (чаще всего это неподвижные
, механические конструкции);
2) динамические системы (чаще всего это системы, опи-
- сываемые обыкновенными дифференциальными уравне-
ниями илц уравнениями в частных производных с конеч-
ным либо с бесконечным числом обобщенных координат,
причем как координату, так и время' изменяются на кон-
тинуумах х. В случае, если время дискретно, т. е. изме-
няется на счетном множестве, а жаждая из конечного или
бесконечного числа, обобщенных координат принимает
значения на континуумах, поведение динамической си-
стемы описывается разностными уравнениями. Среди
динамических систем существуют и конечные, у которых
время изменяется на счетном множестве, координаты
и внешние воздействия—на конечных множествах, а число
внешних воздействий и координат конечно).
Эволюционный подход позволяет выделить:
. 1) структурно прогрессирующие системы;
2) структурно регрессирующие системы;
3) системы, остающиеся нейтральными.
Для сложных систем характерна иерархия структур-
ной организации.
Из вышеизложенного следует, что для системно-струк-
турного анализа могут быть использованы графоаналити-
ческие методы. Как будет видно из дальнейшего, они
находят широкое применение при анализе и синтезе авто-
матов и систем класса «человек—машина». Возвращаясь
к рис. 29, можно дать ему такую интерпретацию: хг—
человек-оператор (например, гидронавт, управляющий
подводным аппаратом); х2 — комплекс средств, обеспе-
чивающих управление; х3 — собственно объект управле-
ния (например, буксирующее устройство); х4—множество
всех тех элементов, которые не влияют на функциони-
рование системы (например, другой гидронавт, действую-
щий независимо от первого).-	'	.
1 Континуум — математическое понятие, связанное с понятием
непрерывности. Примером множества, имеющего мощность континуума,
является совокупность всех точек прямой. Такому множеству может
быть противопоставлено счетное Множество, т. е. множество, все эле-
менты которопГможно занумеровать натуральными числами.
68'

F
чг Подводные аппараты и сооружения, также являющиеся
I. , системами, по их применимости делятся на:
1)	информационные- системы (гидроакустические пере-
f говорные устройства, локаторы, шумопеленгаторы, нави-
гационные комплексы и т. д:);
2)	транспортные системы (подводные буксировщики
V	пловцов, исследовательские малые подводные лодки ;
.%,	и т. д.);	-	—"
3)	энергетические системы (электростанции, компрес-
соры, теплоцентрали и т. д.);
4)	производственные системы (подводные буровые
установки, ремонтные мастерские и т. д.);
5)	системы снабжения (заправочные станции, склады
I топлива и пищи и т. д.);
5	6) обеспечивающие системы (подводные жилища, са-
। нитарно-гигиеничеСкие устройства и т. д.).	\
Г	Каждую из этих систем можно детально проанализи-
ровать и дать подробную классификацию возможных ва-
риантов ее реализации. Вместе с тем все названные си-
стемы направлены на решение одной общей задачи, а сле-ч
довательно, образуют единый комплекс, который можно
представить графически, указав взаимосвязи отдельных
звеньев. •
Системным анализом может быть охвачен и весь период,,
связанный с разработкой комплекса в целом: постановка
-	7 задачи, формулировка технического задания, этапы про- <
ектирования и изготовления, этап испытаний. При .рас-
смотрении этих вопросов с позиций системного анализа
центральной задачей становится операция количествен-
ного сравнения альтернатив, которая выполняется с целью
выбора альтернативы, подлежащей реализации. Однако
, детализация возможностей и особенностей системного
анализа не входит jp цашу задачу. Важнее отметить то
обстоятельство, что особенностью данной книги является
постоянный выбор-одной из альтернатив — человек или
автомат. В связи с этим перейдем к рассмотрению основных
характеристик, определяющих сравнение альтернатив,
?	не исключая возможности выбора третьей альтернативы —
'•	человеко-машинной системы.
69

Глава третья
ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ
БАРЬЕРЫ И ИХ ПРЕОДОЛЕНИЕ
•
. . .Подводный мир более враждебен человеку, чем космос.
С, Карпентер
До сих пор не создано снаряжение, делающее пол-
ностью безопасным длительное пребывание человека под
водой. Организму человека под водой угрожают много-
численные опасности: переохлаждение, удушье, нарко-
тическое отравление, стресс1 и др. Одни из них дают
себя знать сразу же после погружения, другие — спустя
некоторое время.
Несколько условно все воздействия гидросферы на
человека можно разделить на два класса: 1) соматические,
или физиологические; 2) психические. Разделение на
«чисто» физиологическое и «чисто» психическое возможно
только в абстракции, так как это два аспекта единого
процесса жизнедеятельности человека. Ряд психологов
определяет психическое как проявление физиологического.
И.~ П. Павлов сформулировал известное положение о том,
что условный рефлекс представляет собой одновременно
физиологическое и психическое. Но в ряде случаев пред-
ложенное условное разделение оказывается удобным.
На суше человек может позволить себе некоторую не-
брежность в регулировании параметров внешнего воздей-
ствия, так как обладает колоссальными резервами за
счет физиологической избыточности. Классик физиоло-
гии У. Кэннон установил, что человек обычно использует
1 Стресс — крайняя форма психической напряженности, нервно-
эмоциональное состояние на грани срыва.
70

только 7% дыхательной поверхности легких, и этого
вполне достаточно для эффективного газообмена. Для
всех других органов также существует 3—15-кратный
запас, характеризующий резервы организма. Можно
предполагать, что имеются резервы и психики, хотя их
количественная оценка затруднена.
Интуитивно существование резервов организма осо-
знается многими. Отсюда и проистекает ошибочное в целом
представление о неисчерпаемых резервах организма чело-
века (Ф. М. Достоевский даже предлагал определять
человека как существо, способное ко всему привыкнуть).
Гидросфера, биологически чуждая человеческому орга-
низму, может очень быстро разрушить иллюзии такого
рода.
Однако, коль скоро пребывание человека в гидросфере
становится необходимым для участия в сложных произ-
водственных процессах' и для изучения гидросферы, при-
ходится тщательно исследовать психофизиологические
барьеры и изыскивать пути их 1 преодоления.
Большинство факторов обитаемости подводных жилищ,
аппаратов, судов подлежит нормированию. Среди них —
объем воздушного пространства, газовый состав, предельно
допустимые концентрации вредных примесей, ионный
состав атмосферы, микробная загрязненность, относитель-
ная влажность, температура и ее колебания, скорость
движения вентиляционной струи, уровень шума, осве-
щенность, количество и расположение прибор,ов и органов
управления, предметное и цветовое оформление' и ряд
других. Однако, учитывая реальные возможности совре-
менной техники и другие соображения, почти всегда при-
ходится идти на определенный компромисс между стрем-
лением обеспечить идеальные условия обитаемости и воз-
можностями проектирования и изготовления опытных
образцов подводных сооружений.
В настоящее время ученые р>азных специальностей
ведут интенсивные поисковые работы, направленные на
решение Труднейших проблем обитаемости. В частности,
во всем мире ведутся поиски дыхательных средств, кото-
рые были бы построены на совершенно новых принципах.
Предлагаются различные способы регенерации воздуха,
пластмассовые мембраны, искусственные жабры, биоло-
гические фильтры, биотехнические системы газоснабже-
ния с использованием бактерий, подача в легкие насыщен-
ной кислородом жидкости и т. д. Некоторые из предлагае-
71

мых способов будут рассмотрены в последующих пара-
графах.	'	.
Обсуждаемая в данной главе, проблема имеет специ-
фические аспекты, связанные с учетом психофизиологи-
ческих факторов в системе человек—машина. Эти вопросы
будут нами рассмотрены в следующих главах.	' '
Огромный интерес представляют методики психофи-
зиологических исследований. Такие методики в настоя-
щее время разработаны, и в соответствии с ними прове-
дены интересные экспериментальные исследования как
в реальных условиях гидросферы, так и в лабораторных
условиях с имитацией глубоководного погружения. Учи-
тывая специфику такого рода частных методик, интерес- •
ных далеко не каждому читателю, ограничимся в даль-
нейшем общим описанием проблемы.
§6.
Физиологические барьеры
После миллионов лет изгнания человек вернулся в море, вер-
нулся в свой древний дом.
Артур Кларк
Одной из самых серьезных опасностей подводных
погружений' является опасность, угрожающая человеку
со стороны внешнего давления гидросферы. Находясь
в воде или в подводном жилище со свободным выходом,
гидронавт уже на глубинах до 200 м испытывает избыточ-
ное давление на поверхность тела до 20 кгс/см2 и более.
Само по себе избыточное давление такого порядка не
является, по-видимому, губительным для живого орга-
низма. Многочисленные эксперименты на подопытных
животных — мышах, козах, собаках —: показывают, что
млекопитающие выдерживают избыточное внешнее дав-
ление, превышающее 100 кгс/см2. Известны также досто-
верные факты, когда млекопитающие в естественных усло-
виях подвергаются очень высокому- внешнему давлению —
ластоногие и китообразные ныряют на большие глубины.
Так, в 1955 г. у побережья Южной Америки был найден
кашалот, запутавшийся в подводном телефонном кабеле
на глубине 1200 м, а в 1951 г. подобный случай был зафик- с
сирован на глубине 2200 м (сам факт запутывания каша- /
лотов в кабеле специалисты склонны объяснять тем, что
72

кашалрт принимает кабель за щупальца гигантских каль-
маров, которыми он преимущественно питается, иыряя
в глубину).
Таким образом, само по себе избыточное давление даже
такого порядка не является губительным для млекопитаю-
щих, а значит, можно предполагать, и для человека. Однако
преодоление перепадов Сдавления уже таит в себе опас-
ность. Чем больше глубина погружения, тем меньше вре-
мени человек может оставаться под водой, если вслед за
этим предполагается всплытие, тем продолжительнее сту-
пенчатая декомпрессия при подъеме его на поверхность.
Объясняется это. тем, что при нормальном барометри-
ческом давлении в нашем организме растворено около
1 л азота. С погружением в воду, а значит,/С повышением
давления, это количество возрастает. Полное насыщение
организма азотом при установившемся давлении (на за-
данной глубине) происходит через длительное время —
порядка В ч. При подъеме, с уменьшением давления,
процесс идет в обратном порядке: растворенный газ
стремится выйти из тканей организма. При очень медлен-
ном подъеме это выделение может происходить посте-
пенно, в основном через легкие человека. При быстром
подъеме газ в виде пузырьков интенсивно выделяется из
тканей организма в кровь. Последствия такого «вскипа-
ния» крови в крупных и мелких кровеносных сосудах
< могут быть самыми трагическими. Поэтому минуты пре-
бывания на глубине требуют затем многочасового подъема,
а физическая работа на глубине значительно удлиняет
и без того большой период декомпрессии. ,
Огромное практическое, значение подводных жилищ
как раз в том и состоит, что в какой-то степени снимаются
временнйе ограничения пребывания на глубине: ведь
время декомпрессии не изменяется от того, .одни сутки
или неделю пробыл'гидронавт под водой.	'
Но вот гидронавт в подводном жилище. Некоторые
из таких жилищ выглядят довольно уютными на кадрах
цветных кинофильмов, а эргономика1 дает четкие реко-
1 Эргономика — научное направление, основной задачей которого
является исследование влияния, оказываемого на функциональное
состояние и работоспособность человека различными факторами окру-
жающей его физической среды (составом воздуха, освещением, шумом,
перегрузками и т. д.), организацией рабочих мест, профессиональной
пригодностью, подготовленностью. По результатам этих исследований
вырабатываются рекомендаций; направленные на оптимизацию трудо-
вой деятельности человека.	.. *
73

мендации по обеспечению комфорта (см. рис. 30). Однако
даже при значительных затратах на оборудование, обе-
спечивающее комфорт, достигнуть нормальных условий
обитаемости пока не удается. В большом числе факторов
дискомфорта можно отметить следующие.
В атмосфере с повышенным содержанием гелия велика
теплопроводность, в связи с чем тело человека даже при
Рис. 30. Диаграмма зон и норм комфорта.
температуре, намного превышающей так называемую
«комнатную», интенсивно теряет тепло. Температура
у гидронавтов повышается в среднем до 37,7° С, что медики
связывают с особенностями атмосферы гелия. Повышенная
влажность способствует простудным заболеваниям дыха-
тельных путей.
Анормальным является сам газовый состав, которым
дышат гидронавты. Этот так называемый газовый коктейль
того или иного состава обеспечивает минимальные жиз-
74

ненные условия, но не оптимальный для организма газо-
вый обмен.
Практически во всех программах глубоководных по-
гружений значительное внимание уделяют медицинским
наблюдениям и исследованиям: изучают состояние сер-
дечно-сосудистой системы, измеряют частоту дыхания,
давление, температуру, пульс, снимают электроэнцефа-
лограмму, берут кровь. При этом у гидронавтов обнару-
живается отклонение от нормы ряда физиологических
параметров организма.
Исследователи отмечают, что наиболее часты кожные
заболевания гидронавтов. Специфика' микроклимата под-
водных баз приводит к возрастанию общей бактериальной
загрязненности воздушной среды и усилению болезне-
творных свойств микроорганизмов, причем, как показы-
вает анализ [16], основным источником бактериального
загрязнения помещений является сам их обитатель. В то
же время у. гидронавтов резко снижаются бактерицидные,
защитные свойства кожи. Это и обусловливает появление
кожных заболеваний.
Своеобразие бактериальной микрофауны подводного
жилища требует тщательного контроля его характеристик,
наблюдений за иммунологическими реакциями гидронав-
тов. При отборе членов экипажа необходимо, помимо
всего прочего, решать и вопрос об их биологической сов-
местимости, чтобы исключить возможность вредного
взаимного влияния микрофлоры гидронавтов. Естест-
венно, что одновременно необходимо уделять большое
внимание гигиенической обработке внутренних помещений
и индивидуальным средствам гигиены.
Следует отметить, что после двух-трех суток пребыва-
ния в подводном помещении наступает стабилизация ряда
физиологических показателей, устанавливается новое
равновесное состояние организма, отличающееся от-со-
стояния при обычных земных условиях и соответствую-
щее среде подводного помещения.. Этот период можно
охарактеризовать как период устойчивой адаптации. Ча-
стота дыхания и пульса, артериальное давление и другие
физиологические показатели приходят у большинства
гидронавтов в норму. Снимается спазм кровеносных ка-
пилляров, вызывавший- их сужение.
Вместе с тем продолжает суммироваться негативное
действие факторов, подводной среды: нарастает апатия,
возникает и развивается утомленйе, снижается физичес-
75

кая работоспособность, обостряются катаральные явле-
ния в верхних дыхательных путях. Повышается чувст-
вительность кожи к микробам, в результате чего разви-
ваются гнойничковые заболевания. Изменяются защитные
иммунологические реакции организма. Естественно, что
происходят характерные изменения и в психической дея-
тельности гидронавтов, о чем будет идти речь в следующем
параграфе.
Определенным ограничениям подвергается кухня
гидронавтов. Но ведь питание следует рассматривать не z
только как источник энергии — широкая палитра вку-
совых эмоций скрашивает достаточно суровую жизнь
подводных исследователей, поддерживает их настроение
и работоспособность. Однако кухня подводных жилищ
в значительной степени теряет то, что принято называть
«букетом» й что влечет за собой сложный "комплекс вку-
совых, обонятельных и зрительных ощущений.
Наиболее серьезное внимание должно привлекать то
обстоятельство, что даже важные для жизнеобеспечения
условия все еще плохо поддаются эффективному контролю
и регулированию. Именно несовершенством существую-
щей техники жизнеобеспечения объясняемся трагический
случай, происшедший в начале эксперимента по про-
грамме «Силэб-3». Когда приборы на борту вспомогатель-
ного судна «Элк-Ривер» показали утечку гелия из еще не
заселенного подводного дома «Силэб-3», трем гидронавтам
было поручено выполнить на дне необходимые ремонтные
работы. В специальной стальной камере высокого давле-
ния гидронавты спустились к подводной лаборатории.*
Они открыли входной люк, ведущий в лабораторию,
и в этот момент на телевизионном экране судна «Элк-
Ривер» руководители эксперимента увидели, как один
из гидронавтов Б. Кэннон вдруг начал судорожно кор-
читься, хватаясь руками за шланг подачи воздуха к ин-
дивидуальному дыхательному аппарату. Напарник
немедленно втащил Б. Кэннона в камеру-подъемник.
Два гидронавта тщетно пытались привести пострадав-
шего в чувство на протяжении всех 40 мин (!), потребо-
вавшихся для подъема, на поверхность.
 Тщательная медицинская экспертиза показала исклю-
чительно высокое содержание углекислого газа в крови
гидронавта. Из этого можно заключить, что он задох-
нулся вследствиё"неисправности в системе обеспечения
глубоководного скафандра воздухом для дыхания.
76	-

A '		-
Читатель может обратить внимание на то, что приводи-
мый в этом параграфе материал характеризует в основном
трудности й опасности, с которыми приходится сталки-
ваться при глубоководных погружениях. Технические
пути преодоления возникающих трудностей и предупреж-
дения возможных опасностей достаточно очевидны. Это
более совершенные приборы автоматики, обеспечивающие
надежный контроль за работой систем дыхания, точное
дозированное регулирование, основных параметров .систем
жизнеобеспечения гидронавтов, обнаружение возможных
отклонений от нормальной работы всех систем и др. Од-
нако в последние годы все более важное значение придается
комплексному изучению проблемы жизнеобеспечения
гидронавтов, при котором большое внимание уделяется
медико-биологическим и психофизиологическим исследо-ч
ваниям. Результаты этих исследований используются
практически во всех программах глубоководных погру-
жений.	-
Нельзя, сказать, что в ранних исследованиях медйко-
биологические аспекты полностью игнорировались. Пони-
мание особой важности медицинского контроля .над
гидронавтами имело место уже при создании спец-
подразделений боевых пловцов итальянского военно-
морского флота (см. [14 ]). Но лишь В последние годы были
отработаны методики общих1 (комплексных) и частных
медико-гигиенических и психофизиологических- исследо-
ваний. Важно также и то, что проведение.этих исследова-
ний обеспечено соответствущим оборудованием и при-
борами.
. Так, одной из систем оборудования и прибофов для
комплексного. медико-физиологического исследования
и контроля состояния гидронавта является система
«Нимфа», созданная в-, рамках программы глубоководных
исследований «Ихтиандр». Система ’ включает в себя
подсистему изучения и контроля физиологических пока-
зателей, подсистему-пульт для имитации операторской
деятельности и для психофизиологических исследований,
стенд для выполнения рабочих операций в условиях
гидроневесомостй, отдельные'приборы и устройства.
Подсистема изучения и контроля физиологических
показателей позволяет измерять, передавать на расстоя-'
ние до 100 м и фиксировать на лентах самопишущих при-
боров частоту дыхания, количество воздуха, вдыхаемого
человеком за определенный промежуток времени (объем
.	'	77

легочной вентиляции), температуру тела, биоэлектричес-
кую активность сердца, мозга, мышц — снимать электро-
кардиограмму, электроэнцефалограмму, электромио-
грамму. Кроме того, по электрокардиограмме контроли-
руется пульс. Частота дыхания и объем' легочной венти-
ляции фиксируются непрерывно, а остальные показатели—
периодически.
Для обследования гидронавтов используются наклад-
ные датчики. Достаточно очевидно, что их размещение на
теле человека вызывает определенные неудобства: раздра-
жает Кожу, затрудняет смену одежды, в известной сте-
пени сковывает свободу движений. В связи с этим разра-
батываются специальные приемы крепления датчиков,
системы их дистанционной связи с аппаратурой сбора,
регистрации и обработки медико-физиологических данных.
На пульте, предназначенном для испытуемых, раз-
мещаются рефлексометр, интенсиметр, динамограф, эрго-
граф, электротремограф, прибор для анализа работы опе-
ратора в режиме слежения, лампы освещения панели.
Рефлексометр служит для фиксирования быстроты реак-
ции Гидронавта на световой раздражитель — загораю-
щуюся лампочку. Перед гидронавтом на панели разме-
щаются пять лампочек с разноцветными стеклами — крас-
ным, синим, белым, зеленым, оранжевым — и кнопка,
на которую он должен нажать,, если с поверхности вклю-
чат одну из лампочек. Электросекундомер зафиксирует
время от появления «пускового сигнала» до начала ответ-
ного движения. Можно исследовать простые и сложные
реакции на включение лампочек определенного цвета.
Эти опыты позволяют определить, как изменяется чув-
ство времени у человека под водой, оценить быстроту его
реакции, а также выяснить (по сложным реакциям),
как развивается утомление и изменяется работоспособ-
ность.
Оператору часто приходится выполнять одни и те же
повторяющиеся движения. Для определения максималь-
ного темпа его работы — повторяющихся -нажатий на
кнопку — служит интенсиметр.
Динамограф, расположённый на пульте, позволяет
определять и фиксировать на ленте самописца максималь-
ную силу кисти и мышечную выносливость, характери-
зующуюся временем удержания половины 'этой < макси-
мальной силы. Динамограф позволяет проводить и дру-
гие исследования работоспособности и утомляемости
78

гидронавта. Этим же целям служит и эргограф. С его
помощью записывают величину усилия, темп и равномер-
ность повторяющихся движений, получая так называемую
эргограмму.	*
Тонкая моторика, точность движения изучаются с по-
мощью электротремографа. Методика исследования та-
кова: держа руку на весу, гидронавт должен электродом
пройти по сложному лабиринту; когда стержень касается
края дорожки лабиринта, цепь замыкается и электро-
счетчик фиксирует ошибку. Общая оценка произво-
дится с учетом затраченного времени и числа сделанных
ошибок.
Прибор для анализа работы оператора в режиме сле-
жения позволяет решать и более сложные задачи психо-
физиологического обследования гидронавтов.
В итоге многочисленных натурных и лабораторных
экспериментов накоплен богатейший медико-биологичес-
кий материал, хотя еще не ясны пути его практического
использования. При обсуждении проблем, связанных с пре-
одолением физиологических барьеров при освоении ги-
дросферы, можно услышать самые разные мнения — от
крайне скептических до весьмаг оптимистических. Если
одни считают, что вода была и остается физиологически
чуждой человеку и опасной для него, то другие утвер-
ждают, что для работ на глубинах континентального
шельфа не существует физиологически непреодолимых
барьеров. Широко распространено мнение о том, что ги-
дронавт должен обладать безукоризненным здоровьем,
иметь специальную подготовку; Однако для месячного
пребывания в «Морской звезде» (эксперимент Ж--И. Кусто
по программе «Преконтинент-2») были выбраны люди,
не обладающие особыми физическими данными и спе-
циальными навыками. В работе [34] сообщалось: «Сред-
ний возраст — больше тридцати пяти лет. Двое лишь
несколько раз погружались с аквалангом. У одного
явное брюшко и признаки атеросклероза».
Наряду с проведением дальнейших исследований физио-
логии гидронавтов, широким фронтом ведутся поисЖП
путей преодоления физиологических барьеррв.
Высказываются предложения о биопрёЬбразовании
человека с целью приспособления его к водной среде. Од-
ним из авторов гипотезы о возможности создания человека-
амфибци является не писатель-фантаст, а неутомимый
исследователь Ж--И. Кусто. Исходя из того, что самым
79

эффективным органом, обеспечивающим газообмен орга-
низма под водой, являются жабры, Ж--И. Кусто предла-
гает обеспечить жабрами человека. А так как грудная
клетка из-за наличия в ней воздушной полости при'под-
водном спуске может быть раздавлена, Ж.-И. Кусто пред-
лагает чем-нибудь залить грудную полость, чтобы избе-
жать этой досадной помехи на путй к гомо-акватикусу
(так Ж--ИГ Кусто называет предполагаемого человека
будущего, полностью приспособившегося к обитанию
в гидросфере). .	,
Сами по себе такого рода гипотезы, возможно, нена-
много более смелы по сравнению о теми, которые уже были
рассмотрены писателем-фантастом А. Р. Беляевым
в «Человеке-амфибии», но в отличие от научной фан-
тастики сейчас они высказываются в связи с проведением
конкретных научных исследований.
Как показали оп^ты последних лет, различие в меха-
низмах дыхания жабрами и легкими не так уж велико,
как считали ранее. Напомним об этих опытах.
В лабораториях ряда стран, в том числе и в Советском
Союзе, ставились интересные опыты по прямому контакту
воды с поверхностью легких и поступлению в организм
кислорода через легкие при таком контакте. В одних
случаях это был солевой раствор с составом, близким
к плазме крови, в который под давлением в 8 кгс/см2 на-
гнетался кислород. В'этой среде подопытные мыши смогли
жить 18 ч. Собаку после 24-минутного пребывания в таком
растворе извлекли из него, воду из легких удалили, после
чего легкие вновь наполнились обычным воздухом без
каких-либо вредных последствий. В других сходных по
методике опытах из группы в 1й подопытйых собак семь,
выжили и полностью восстановили нормальное дыхание.
В печати сообщалось также, что подобные опыты были
поставлены в США на человеке., Эти опыты проводил
крупный специалист по физиологии дыхания профессор
И. Килстр. Подвергнуться испытанию добровольно вы-
звался американский водолаз Ф. Фалейчик. Испытания
проводились только на одном легком. В дыхательные пути
был введен двойной шланг, концы которого находились
в. бронхах. Обычный воздух поступал только в левое
легкое. В правое легкое поступала через шланг обога-.
щенная кислородом соленая вода. Как сообщали журналы,
Ф. Фалейчик не испытывал затруднений при дыхании .
80

и никаких осложнений после окончания опыта также не
отмечалось.
Заметим, однако, что по мнению ряда специалистов
удаление жидкости из альвеол легкого является трудно-
разрешимой проблемой (нрепятствующей, в частности,
широкому клиническому использованию жидких препа-
ратов), и потому оптимизм печати, сообщавшей об этих
опытах, • кажется нам малооправданным. Кроме того,
использованная И. Килстром дыхательная жидкость хо-
рошо снабжала легкое кислородом, но при выходе она
в недостаточной степени удаляла двуокись углерода,
без . чего Невозможно нормальное функционирование си-
стемы дыхания. И.'-Килстр считает, что в опытах такого
рода в качестве дыхательной жидкости могут быть исполь-
зованы синтетические фтористые соединения, которые
легче обогащаются кислородом и намного эффективнее
удаляют из легкого ядовитую двуокись углерода.
Результаты подобных исследований открывают опре-
деленные . возможности создания принципиально новых
дыхательных приборов для гидронавтов, в которых роль
воздуха будут выполнять специальные жидкости. Это
в значительной степени расширит возможности глубоко-
водных погружений. .
Вряд ли можно считать бесспорным необходимость
полного перехода организма к обйтанию в гидросфере.
Более разумным представляется вариант разработки ме-
тодов и средств, позволяющих человеку сколь угодно -
долго находиться в гидросфере с последующим возвра- ;
щением в обычную воздушную среду. В течение многих
миллионов лет подсистемы организма человека совер-
шенствовались с целью обеспечения равновесия системы
в целом с окружающей средой. Поэтому трудно предста-
вить себе, что одного только хирургического замещения
легких жабрами будет достаточно для того, чтобы пере-
вести живой организм в новые для него условия гидро-
сферы и гарантировать установление устойчивого равно-
весия его с окружающей средой.
Допустим, что в организм через жабры стал поступать
кислород. Немедленно возникает вопрос о достаточности
поступающего количества кислорода для обеспечения но-
вого уровня функционирования системы дыхания и о воз-
можности сохранения сбалансированности основных под-
систем организма. Отсюда следует, что проблема перехода
человека в гидросферу не сводится лишь к решению
6 В. П. Сочивко

проблемы контакта поверхности легких с жидкой средой.
Чтобы иметь возможность жить в гидросфере,'чело-
веческий организм должен пройти тот длинный путь со-
вершенствования, который прошли настоящие обитатели
морских глубин, либо человек должен отыскать новый
путь проникновения в водную среду. Каким будет в дей-
ствительности этот путь, пока сказать трудно. Несомненно
одно: начинать его поиск надо с детального изученяя функ-
циональной физиологии наиболее совершенных обита-
телей гидросферы. Только это позволит решить принци-
пиальный вопрос о возможности приспособления человека
к длительному пребыванию в гидросфере.
Как известно, адаптация организма к новым условиям
может произойти лишь при наличии у него и его компо-
нентов определенных резервов. Именно они позволяют
расширять диапазон уравновешивания системы с окружаю-
щей средой. Поэтому поиск способов выявления и объек-
тивной оценки резервов как организма в целом, так и со-
ставляющих его компонентов является предпосылкой
к разработке методов управления механизмами адапта-
ции организма к новым условиям среды и, в частности,
к условиям гидросферы.
Ученые считают, что при современном высоком уровне .
развития биохимии и биофизики можно создать такие пре-
параты, которые после введения их в организм "человека
будут депонировать кислород (запасать большое коли-
чество кислорода в Связанном виде), а затем, по мере рас-
ходования энергетических запасов, отдавать этот кислород
работающим органам. Параллельно должна быть решена
и другая не менее важная задача. Нужно найти средство,
которые позволило бы уменьшить пороговую чувстви- _
тельность дыхательного центра к скапливающейся в крови
углекислоте или изыскать эффективный' метод удаления
ее из организма. Достаточно очевидно, что хотя указан-
ные исследования ориентированы в настоящее время на
решение актуальных проблем освоения гидросферы, най-
денные при этом решения получат широкое применение
в таких областях медицины, как пульмонология, анесте-
зиология, реаниматология и др., где актуальны борьба
с острой дыхательной недостаточностью, патологией си-
стемы кровообращения и пр.
Вопросы управления системой «организм» в экстре-
мальных условиях разрабатываются в настоящее время
в ряде лабораторий, в том числе и в лаборатории автора.
82	'	•	’

§ 7.
Психологические барьеры
•
Как тигра хищный глаз, мерцает глубина.
А. Мицкевич
Действовать! Действовать! — вот для чего мы существуем.
И. Г. Фихте
Органы чувств человека образуют сенсорную1
систему, имеющую около 109 информационных входов.
Каждый из этих входов специализирован, настроен на
прием определенных входных сигналов. В нейрофизио-
логии принято разделять входные воздействия на адекват-
ные и неадекватные ^раздражители. Смысл этого разделе-
ния легче всего пояснить на примере.
Легкий удар по глазному яблоку — это в известном
смысле входное воздействие на зрительный анализатор 2.
Такое воздействие может вызвать так называемые фос-
фены — иллюзию зрительного восприятия ярких пятен,
светящихся точек и т. п., однако этот удар является не-
адекватным раздражителем, тогда как глаз эволюционно
настроен на прием палочками и колбочками, расположен-
ными в сетчатке, адекватных раздражителей — электро-
магнитных (световых) сигналов, передающих картину,
лежащую в поле зрения анализатора.
Однако важна не только модальность входного сигнала
(т. е. то его качество, которое определяет адекватность
зрительному, или слуховому, или  какому-либо другому
анализатору), но и некоторые дополнительные физические
его характеристики — частота, амплитуда и др.
Так, слух человека не воспринимает звуковые колеба-
ния, выходящие за пределы полосы частот от 16 гц до
20 кгц, хотя по последним данным в процессах восприятия
определенную роль играют и низкочастотные составляю-
—:-------- \
1 Сенсорный — чувствующий. Сенсорными называют системы, в ко-
торые входят рецепторы — органы, воспринимающие раздражения,
исходящие извне или из внутренней среды организма.
а Анализаторы — органы чувств, состоящие из воспринимающей
части (рецепторы), проводникового отдела, передающего возбуждения
в центральную нервную систему, и высшего центра в коре головного
мозга. Термин «анализаторы» предложен академиком И. П. Павловым
вместо старого термина «органы чувств», с тем чтобы подчеркнуть слож-
ные функции, выполняемые центральной нервной системой при обра-
ботке воспринятой информации.
*
6!
83

щие. Следствием этого является кажущаяся тишина ги-
дросферы, прослушиваемой в диапазонах инфра- и ультра-
звуковых частот, хотя соответствующие приборы реги-
стрируют интенсивные сигналы. Впрочем, и в Диапазоне
звуковых частот прослушивание гидросферы эффективно
только с помощью специальных устройств, так как чело-
веческое ухо, эволюционно приспособившееся к восприя-
тию звуковых колебаний в воздухе не способно к вос-
приятию звука в воде. Не случайно возникло и веками
держалось представление о подводном мире как мире
безмолвия и бытовало, выражение «нем, как рыба», хотя
гидроакустики более склонны говорить «болтлив,, как
рыба».
Нет еще и способов увидеть большие пространства под
водой. Но есть принципиальная возможность создавать
и совершенствовать «психологические- орудия» (термин
Л. С. Выготского), повышающие эффективность нашего
восприятия. Эта возможность пока реализуется только
для тех средств, которые обслуживают восприятие — уве-
личивают, усиливают, преобразуют, транспонируют си-
гналы и осуществляют другие операции, в результате
которых человек получает возможность видеть микрострук-
туры, слышать акустические сигналы 'подпорогового
уровня, анализировать инфра- и ультразвуки и т. д.
Было бы ошибкой связывать трудность восприятия
сигналов под водой только с особенностями физического
преобразования сигнала. Не меньшие затруднения вызы-
вает все то, что привносится со стороны-психики гидро-
навта. Рассмотрим на конкретных примерах ряд факто-
ров, определяющих появление возможных ошибок и ил-
люзий, дезориентирующих человека в водной среде.
Всякий человек сознательно или бессознательно коор-
динирует свои действия, непрерывно наблюдая за окру-
жающей его средой. Этот приобретенный опытом, а быть
может, частично .и врожденный способ ориентировки че-
ловек бессознательно приносит с собой и в гидросферу.
Однако в гидросфере нет привычных ориентиров. В ряде
случаев возникает путаница даже в таких относительно
устойчивых и привычных представлениях, как представле-
ния о том, где верх, а где низ. На определенных глубинах
гидронавт еще не видит дна, но уже перестает просматри-
вать и поверхность воды, так как естественный свет на
эти глубины уже не доходит. Возникает ощущение, пол-
ностью тождественное ощущению невесомости, и человек
84

утрачивает возможность пространственной ориентировки.
Только воздушные пузырьки, выходящие из дыхательного
аппарата и поднимающиеся к поверхности, указывают
направление наверх. В аппаратах с замкнутой системой
газообмена отсутствует и этот способ ориентировки. Если
гидронавт не имеет, прибора для измерения глубины,
показания которого помогают ему ориентироваться, то
вместо подъема на поверхность гидронавт может' как
угодно Долго погружаться на все большие глубины.
В некоторых районах моря на относительно небольших
глубинах ‘ возникают своеобразные оптические иллюзии.
Чистая прозрачная вода позволяет просматривать дно
на глубинах 10 м и более. Высоко стоящее яркое солнце
способствует возникновению иллюзии своббдного парения
над бездной. У подводного пловца могут при этом появиться
симптомы «болезни высоты» — страх падения, стремле-
ние к безрассудным действиям и т. п.
Обманывает не только зрение. Используя подручные
средства перемещения под водой, гидронавты движутся'
обцчно со скоростью, не превышающей 4 узда. В то же
время в силу высокой плотности воды (по сравнений)
с плотностью воздуха) обтекающие тёло гидронавта струи
создают иллюзию движения с огромной скоростью.
Средняя скорость свободного плавания под водой со-
ставляет обычно около 0,85 узла, хотя на дистанциях
порядка 1 мили она может достигать 1 ,'2 узла. Эта скорость
иногда складывается со скоростью подводных (глубинных)
течений, которые могут вначале составлять 0,1—0,2 узла,
а затем в течение короткого промежутка времени резко
возрасти до 3 узЛов. Для глубинных течений характерны
также вертикальные составляющие, увлекающие пловца
вверх или вниз. Все это может привести гидронавта, к про-
счетам в оценке времени, необходимого для возвращения
на базу с целью пополнения запасов воздуха в баллонах.
ч К ошибкам в ориентировайии под водой следует отне-
сти и неточности в удержании курса до ±5° и более, воз-
никающие главным образом из-за' параллакса \ Ошибки
такого рода встречаются часто еще и''потому, что в ком-
1 Параллакс — в данном случае перспективное (кажущееся) сме-
щение рассматриваемого объекта, вызванное изменением точки наблю-
дения. Часто наблюдается в системах, в которых между глазом наблю-
дателя и исследуемым объектом (например, шкалой показаний) распо-
ложены поверхности, изменяющие коэффициент преломления, напри-
мер стекло, разделяющее воздух и воду, и т. п.
85

плект подводного снаряжения входит много застекленных
смотровых отверстий и иллюминаторов (рис. 31).
Длительное пребывание под водой в определенных
условиях может вызвать так называемый сенсорный го-
лод — патологическое состоявшие, возникающее из-за
ограниченности внешних воздействий. В 1955—1956 гг.
Рис. 31. Оптические системы подводного сна-
ряжения.
Национальный институт здравоохранения США поставил
серию экспериментов под названием «Плавание мертвого
человека». Человека помещали в специальный гидро-
костюм, обеспечивали ему с помощью шланга возможность
бесперебойного дыхания и погружали в бассейн с водой.
Специальными мерами предусматривалась полная изоля-
ция человека от всякого рода звуков. Глаза были полностью
закрыты специальной плотной маской, и даже кожный
и вестибулярный анализаторы, по существу, не работали,
так как человек находился в состоянии невесомости? Ока-
залось, что уже через несколько часов у-человека, подвер-
гаемого эксперименту, очередная возникающая мысль
навязчиво овладевает мозгом и человек продолжительное
86

время не может от нее избавиться. Это своеобразное нару-
шение мышления сохраняется около 24 ч даже после
окончания эксперимента.
Можно напомнить, что впервые с этим интересным
явлением столкнулся И. П. Павлов. В поисках путей обес-
печения максимальной чистоты экспериментов И. П. Пав-
лов и его сотрудники пришли к идее создания так называе-
мой башни молчания, внутри которой подопытные живот-
ные могут быть изолированы от всех нежелательных внеш-
них воздействий. Такая башня молчания была создана
в Ленинграде в Институте физиологии. Однако при прове-
дении экспериментов оказалось, что подопытные живот-
ные — обученные собаки — будучи помещенными в башню
молчания, отказываются «работать» или- «работают» не-
правильно. Физиологами был сделан вывод о том, что
полная изоляция подопытного животного от всех внешних
воздействий отрицательно сказывается на работе цен-
тральной нервной системы.
К особенностям условий жизнедеятельности гидро-
навтов, в результате которых и возникает сенсорный
голод, могут быть отнесены малые размеры подводного
жилища и определенная ограниченность возможных
перемещений в нем, недостаточное разнообразие внешних
сигналов, поступающих гидронавту, однообразие обста-
новки, ограниченность контактов с людьми извне, по-
стоянное общение с одними и теми же членами экипажа
и др.
Сенсорная недостаточность приводит к утомлению
гидронавта, апатии, потере заинтересованности в работе,
повышенной раздражимости. Жесткая сенсорная изоля-
ция вызывает нарушение интеллектуальной деятельности,
появление иллюзий, псевдогаллюцинаций.
Ситуация, характеризуемая сенсорным голодом, может
быть и не столь явно выраженной. Из практической дея-
тельности операторов и из специальных экспериментов
известно, что когда дежурство оператора длительное
время протекает безо всяких изменений ситуации, без
поступления сигналов извне, то даже опытный ,и дисци-
плинированный оператор, услыхав после длительного
молчания резкий звук аварийной сирены, может впасть
в состояние полного оцепенения, в то время как инструк-
ция предписывает ему вполне определенные, хорошо из-
вестные действия. Нейрофизиологи объясняют это мгно-
венным стойким торможением мозга. Эта заторможен-
87

ность мозга может продолжаться как относительно корот-
кий промежуток времени, исчисляемый минутами, так
и очень продолжительный, исчисляемый часами и днями.
Здесь же уместно отметить спорность известных утвер-
ждений о том, что выполнению различного рода мысли-
тельных операций Мешает все, что отвлекает внимание
человека (по Шопенгауэру, степень интеллектуальности-
человека обратно пропорциональна тому уровню шумов,
который он безболезненно переносит). Установлено, что
у лиц с сильной нервной системой при выполнении раз-
личного рода мыслительных операций в условиях незна-
чительного отвлечения внимания очаги доминанты не раз-
рушаются, а укрепляются, что способствует улучшению
показателей работы этих людей.
Водная среда изолирует гидронавта и от естественных
сигналов, характеризующих изменение времени суток. .
В организме человека установлено более 40. физиологи-
ческих процессов с суточной ритмичностью, причем, неко-
торые из них явно «запускаются» из внешней среды. Экспе-
рименты, проведенные и в космосе, и в гидросфере пока-
зывают, что приспособление «биологических часов» че-
ловека к необычным чередованиям дня и ночи происходит
медленно и в общем не безболезненно, для организма.
Происходят явные нарушения в ощущении хода времени.
Так, эксперименты, проводившиеся в 1954 г. в США
над морскими офицерами, которые провели 15 дней в спе-
циальной капсуле, показали, что осознаваемое время сме-
щалось у них на 1 ч каждые сутки.
Подводная обстановка воздействует на психику чело-
века и за счет целого ряда других, в том числе чисто физио-
 логических факторов. Выше уже говорилось, что атмос-
сфера подводного жилища •— это своего рода газовый
коктейль. Например, в станциях «Преконтинент-3» ис-
пользовался газовый состав гелиокс (смесь гелия с кисло-
родом). При этом было известно, что отклонений в нем кон-
центрации кислорода всего на один процент уже может
оказаться губительным для гидронавтов. (Очевидно, что
это было угрожающим психическим фактором, так как
гидронавты, знали, что их самочувствие, а может быть,
и жизнь зависят от работы автоматов, обеспечивающих
подачу газовой смеси. В процессе практической деятель-
ности и в ходе специальных экспериментов были отме-
чены ' существенные изменения психики человека под ’
воздействием азотного отравления. Известно, что чистей- »
88

ший воздух атмосферы на глубине становится ядом.
Большое давление приводит-^ чрезмерному поглощению
азота, воздуха организмом, следствием чего является
«глубинное опьянение» — азотный наркоз. Даже кислород
в условиях повышенного давления модгет стать отравляю-
щим веществом. Если чрезмерное превышение требуемой
дозировки отдельных газов атмосферы подводного жилища
влечет за собой одинаково пагубные для всех гидронавтов
последствия, то незначительные отклонения от дозировки
приводят к последствиям, зависящим от индивидуальных
особенностей организма. Не случайно азотный наркоз
называют «глубинным опьянением».
Французская фирма «Комекс» провела испытания гё-
лиево-кислородных смесей на глубинах погружения до
365 м (предельная глубина, на которой еще может быть
использован гелий). Исследователи, проводившие экспе-
римент, описали'«нервный синдром высоких давлений»,
сопровождавшийся нарушением координации движений
гидронавта и сонливостью.
В настоящее время еще недостаточно данных для созда-
ния полной картины, характеризующей психическую
деятельность гидронавта в норме и с отклонениями от
нее. Заключая краткое рассмотрение затронутых вопро-
сов, отметим некоторые особенности поведения гидронав-
тов на основных этапах погружения.
Перед погружением на ответственное задание гидро-
навты находятся в том особом состоянии, которое у спорт-
сменов обозначается термином «боевая готовность». Они
ощущают легкое эмоциональное возбуждение и одновре-
менно деловую настроенность.'
Сразу после погружения отмечается изменение неко-
торых ощущений. Например, у части гидронавтов обост-
ряется обоняние. Если погружение связано с напряжен-
ной трудовой деятельность, то .после 3—6 ч работы под
водой отмечаетсй снижение эффективности мышления:
ухудшается результативйость выполнения арифметичес-
ких и логических операций, рассеивается внимание,
уменьшается скорость переработки информации в зритель-
ном анализаторе, ухудшается кратковременная память.
Почти все гидронавты сообщают об изменении субъектив-
ного ощущения времени — кажется, что оно идет быстрее,
чем на самом деле. х	'
Отдых в подводном жилище благоприятно действует
на психику гидронавта.
89

После двух-трех суток пребывания в подводной базе
происходит стабилизация основных физиологических по-
казателей и, как следствие, общая устойчивая адаптация
всего организма. Стабилизируется поведение гидронав-
тов. Интеллектуальная деятельность сохраняется на до-
статочно высоком уровне. Вместе с тем продолжают сум-
мироваться- отрицательные воздействия подводных факто-
ров. У некоторых гидронавтов отмечаются периоды
слабо выраженной депрессии, апатии, раздражительности,
возникают ошибки в оценке времени. В тестах, направ-
ленных на выявление ассоциативных связей, все чаще
появляются слова, связанные с поверхностью: лес, опушка,
поле, ромашки, ветер, небо и др.
Психофизиологическое обследование гидронавтов
в глубоководных погружениях показало, что на значи-
тельной глубине ухудшается координация движений,
снижается производительность выполняемых операций
по сравнению с аналогичными действиями на поверхности
и на мелководье. Наблюдались отдельные явления (назван-
ные американскими исследователями «эффектом Силэб»)-
кратковременных расстройств психической деятельности,
что проявлялось в забывчивости, нелепых ошибках и
т. п. Во время отдыха отмечался плохой сон гидронавтов.
Особенно быстрые и тяжелые расстройства психической
деятельности происходят у гидронавта, находящегося
в условиях гидроневесомости с сенсорной изоляцией
(выше упоминалась американская программа' «Плавание
мертвого человека»).
Постепенно под влиянием условий подводного обита-
ния на любых глубинах возникает и развивается общее
утомление организма, снижается физическая и умст-
венная работоспособность. На четвертые сутки умень-
шается мышечная выносливость. Ощутимую эмоциональ-
ную реакцию вызывают неожиданные аварийные ситуа-
ции, внезапные сильные раздражители, продолжительное
отсутствие остальных членов экипажа и др. Учащаются
проявления раздражительности, приводящие к кратко-
временным конфликтам. Об отрицательных эмоциях не-
которых, внешне сдержанных гидронавтов, можно судить
по их записям в личных дневниках, выполняющих в дан-
ном случае полезные функции своеобразного предохра-
нительного клапана. .
В последние сутки перед выходом на поверхность
у гидронавтов возникает нервное напряжение, которое
90

называют по-разному: финишный эффект, интеллекту-
альная форма страха, псевдофизиологическая паника
и т. п. Это нервное напряжение обусловлено ожиданием
предстоящего подъема, связанного с декомпрессией, —
самого ответственного и опасного этапа в эксперименте.
Напряженность финишного этапа проявляется по-раз-
ному: в умеренном беспокойстве, нарочитом спокойствии,
повышенной собранности, возбуждении и даже веселье.
С момента выхода на поверхность в организме проис-
ходит новая перестройка — начинается период реадап-
тации. Сразу после выхода у гидронавтов отмечается
кратковременное нарушение координации движений,
восприятия цвета и предметов окружающей обстановки.
Ощущается необычная контрастность видения отдельных
предметов. Реадаптация занимает до трех суток и проте-
кает тяжелее, чем адаптация к подводным условиям.
Это объясняется, по-видимому, тем, что в результате
предшествующей адаптации к условиям подводного по-
мещения и к факторам жизнедеятельности под водой
организм использовал основные резервы и его возможности
приспосабливаться к нсйым условиям несколько сни-
зились.
Повторная перестройка сопровождается неустойчи-
востью пульса и дыхания, уменьшением потребления
кислорода, ростом числа лейкоцитов крови', уменьшением
выделения некоторых гормонов. Отмечается • общая сла-
бость, потеря аппетита, повышенная утомляемость. Сила
проявления «реакции выхода» и ее продолжительность
зависят от степени различий между экспериментальными
. и нормальными условиями, продолжительности погруже-
ния, быстроты перехода от одних условий к другим.
Так, по экспериментальным данным, после 60-суточных
испытаний в камере, в которой имитировались условия,
сходные с условиями глубоководного погружения, асте-
низация (проявляющаяся в общей слабости, утомляемости,
потере интереса к своей деятельности и т. п.) сохранялась
около 60 суток.
Выше была дана далеко не полная картина, характе-
ризующая особенности психофизиологического воздей-
ствия гидросферы на. человека. Можно предвидеть наре-
кания читателя-инженера, недовольного тем, что картина
эта получилась несколько расплывчатой. Инженер при-
вык к более четкому анализу рассматриваемых систем.
Однако нельзя забывать о следующем. Во-первых, чело-
91

век как объект исследования чрезвычайно сложен и его
изучение представляет огромные трудности, связанные
с необычайной изменчивостью практически всех, психо-
физиологических параметров. Во-вторых, слишком велико
количество факторбв, оказывающих воздействие на орга-
низм и психику человека в гидросфере. Их полный учет
и точная оценка значимости каждого фактора — дело
будущего. Даже если обратиться к сравнительно простым
ситуациям обычной производственной деятельности, из-
давна изучаемым инженерной психологией и эргономикой,
то и здесь огромный, накопленный опыт представлен недо-
статочно систематизированным набором результатов кон-
кретных психофизиологических исследований. В этом
легко убедиться, обратившись к монографиям по инже-
нерной психологии, вышедшим в самое последнее время
[33] (справедливость требует отметить, что это хорошо
понимают специалисты по инженерной психологии, кото-
рые выдвигают в качестве важнейшей задачу обобщения
результатов и выработки общеметодологической концеп-
ции).	.
Тем не менее изложенного достаточно для того, чтобы
представить себе, в чем .заключаются основные психо-
физиологические барьеры, создаваемые гидросферой, и
каковы возможные пути их преодоления.

Глава четвертая
АВТОМАТ В ГИДРОСФЕРЕ.
•
Мы знаем, что На все вопросы типа Может ли машинаделать
это?» должен быть дан ответ *Да>.
У. Р, Эшби
В настоящее время взгляды на то, что называть
автоматом, существенно расходятся. Автоматом называют
и простейшее устройство отключения электромеханизма
от судовой силовой сети при значительном скачке напря-
жения, и .сложнейший многоканальный оптимизатор,
наилучшим образом управляющий ходом технологичес-
кого процесса динамичного й разветвленного производ-
ства. -
Будем.для определенности разделять автоматы на два
класса. К первому классу, можно отнести все те относи-
тельно простые приборы, которые реализуют вполне
детерминированные функции регулирования и переклю-
чения. Ко второму классу, классу высших автоматов,
следует причислить автоматизированные системы, для
которых характерны адаптация самоорганизация, опоз-
нание, принятие решения, использование -эвристик1 2
и эвристическое программирование, прогнозирование ис-
хода и др., что характеризует интёллектуальную дея-
тельность высокоорганизованной логико-информацион-
ной системы.
1 Адаптация, — приспособление системы к изменениям внешней
среды.
2 Эвристика — метод (или совокупность методов) решения задачи,
алгоритм оптимального решения которой неизвестен или не существует’. .
Использование эвристики может и не привести к цели и во Ьсех случаях
не гарантирует оптимального решения.
93

Будем по аналогии с органическими системами струк-
турно расчленять автоматизированные системы на три4
части: сенсорную S (входную), центральную А (логичес-
кую) и эффекторную У? (выходную), как показано на рис. 32.
Для каждой из этих трех частей могут быть приведены
характеристики.
Обычно, сравнивая характеристики - биологических
и технических систем, подчеркивают преимущества пер-
вых. Однако это не всегда соответствует действительному
положению вещей. Например, принято считать непревзой-
денной чувствительность рецепторных устройств живых
организмов. На самом же деле чувствительность приборов
может быть гораздо выше. В гидросфере, как известно,
основным каналом передачи’ информации является аку-
Рис. 32. Основные структурные элементы автоматических систем.
Пунктиром показаны обратные связи.
стический кднал. Достижения в разработке акустических
приборов можно охарактеризовать словами крупней-
шего специалиста в области морской акустики академика
Л. М. Бреховских: «Чтобы дать представление о чувстви-
тельности современных акустических приборов, скажу,
что они способны' в принципе обнаружить в глубинах
океана, на расстоянии в несколько километров, крошеч-
ный пузырек воздуха и даже определить его величину» х.
Сенсорная система морских животных такими возмож-
ностями не обладает.
Весьма ограниченными были, возможности централь-
ной (логической) части всякого автомата в докибернети-
ческий период развития теории и техники автоматического
управления. В последнее, десятилетие положение резко
изменилось. Вот уже много лет продолжается и. далека от
завершения дискуссия о потенциальных возможностях
автомата.
Я. 3. Цыпкин [73] выделил три периода в развитии
теории автоматического управления: период детерми-
1 Л. М> Бреховских. Слушая океан. —«Известия», 1968,
3 декабря.
94

низма, период стохастичности и период адаптации. Смена
периодов происходила постепенно — методы последу-
ющего зарождались в течение предыдущего периода. .Сей-
час одновременно используются методы, характерные для
всех трех периодов, что расширяет потенциальные воз-
можности автоматов.
' Однако стремление к автоматизаций в отдельных слу-
чаях оказывается неоправданным. Суть дела достаточно
хорошо характеризуется "известной шуткой такого содер-
жания. На совете одной американской фирмы рассматри-
вается проект управляющей машины. В машине недостает
комплекта устройств, которые обеспечивали бы ее надеж-
ную работу и адаптацию в непредвиденных ситуациях.
После длительных и жарких споров и обсуждений один
из присутствующих заявляет: «Такое устройство есть!»
Следует вопрос: «Вес 'конструкции?» Ответ: «Килограм-
мов 80». — «Недурно. Потребляемая" мощность?»1 —
«Ватт 600». — «Превосходно. Время отладки?» — «Пол-
года» — «Что это за чудо?» — «Человек, сэр».
Приведенная шутка достаточно точно характеризует
недооценку проектировщиками возможностей человека-
оператора.
Функционировацие высших автоматов помимо сбора
и обработки информации в подавляющем большинстве
случаев включает в себя некоторую исполнительную дея-
тельность. Широко известны успехи теории и техники
автоматического управления по созданию роботов-мани-
пуляторов. Некоторые из них будут рассмотрены в этой
главе. Однако несмотря на все достижения в этой области,
руки человека-гидронавта остаются вне конкуренции.
Их пока нельзя заменить полностью никакими механи-
ческими устройствами и приспособлениями.
§ 8.
Реальные возможности автомата
•
Действия счетной машины гораздо больше напоминают чело-
веческое мышление, чем все то, что способны делать животные.
Однако она не делает ничего, что могло бы наводить на мысль
о наличии у нее свободной воли.
Б. Паскаль
Каково бы ни было основное целевое назначение авто-
мата (преобразование вещества, энергии, информации),
во всех случаях автомат является прежде всего инфо’рма-
95

ционной системой. Такая система состоит [68] из трех
основных блоков (устройств); входного, блока централь-
ного преобразования и выходного (см. рис. 32).
, Начнем оценку реальных возможностей автомата
с рассмотрения входнбго блока — рецепторного (сенсор-
ного) устройства.
Функции информационного контакта автомата с внеш-
ней средой выполняют датчики. Их ассортимент практи-~
чески безграничен и продолжает расширяться из года
в год. Теоретически не существует величин, необходимых
для использования в системах автоматического управ-
ления, которые нельзя былб бы измерить. На практике
дело обстоит несколько сложнее.
Во-первых, Практика построения систем автомдтичес---
кого управления непрерывно выдвигает такие требования
к датчикам, которые часто заставляют обращаться к инже-
нерному использованию новых сложных физико-хими-
ческих процессов и явлений. Во-вторых, наряду с отно-
сительно простыми (примитивными) датчиками разраба-
тываются и все шире внедряются непримитивные датчики
систем автоматического	управления — перцептроны,
адалины и другие электронные опознающие устройства
[64, 65]. В отличие от примитивных датчиков опозна-
ющие устройства реализуют процессы качественно более
сложные, чем элементарная реакция на изменение пара-
метров, а именно процессы различения, идентификации,
классификации. В-третьих, используемые в гидросфере
автоматы находятся в невыгодном положении по сравне-
нию с «наземными» собратьями, так как получение инфор-
мации об окружающей обстановке осложняется особенно-
стями водной среды. Например, под водой крайне затруд-
нено, получение информации по оптическому каналу боль-
шой протяженности. Видимость под водой не превышает
нескольких метров, хотя с появлением лазеров, работа-
ющих в сине-зеленой части Спектра, и открывается принци-
пиальная возможность передачи светового сигнала иа
расстояние в несколько сот метров. Наибольшим по про-
тяженности каналом передачи сигналов под водой яв-
ляется акустический канал. В гидроакустических систе-
мах дальность определяется мощностью передатчика и
условиями распространения акустического луча. При
^благоприятных условиях распространения дальность мо- j
жет исчисляться сотнями километров.
96

Как ни велика роль датчиков автоматической системы,
структурна и функционально в достаточно сложном авто-
мате доминирует совокупность устройств, обеспечивающих
управление. Полная автоматизация функций управления,
исключающая участие человека-оператора, имеет место
в автономных автоматах — роботах. Роботы могут быть
как стационарными, так и мобильными системами, пере-
мещающимися в пространстве.
Широкий класс автоматов составляют устройства,
функционирующие с участием человека. В ряде случаев
Рис. 33. Подводный аппарат с дистанционным управлением.
1 — шар гайдропа; 2 — гайдропная лебедка; 3 — кормовая ртутная цистерна;
4 — двнжительный комплекс горизонтального хода; 5 — гребной двигатель
вертикального хода; 6 — носовая ртутная цистерна; 7 —мягкая цистерна
уравнительной системы; в — манипулятор; 9 — контейнер.
это участие ограничивается дистанционным управлением
и телеконтролем за поведением автомата. Система такого
рода показана на рис. 33. Информационные связи чело-
века-оператора и автомата осуществляются обычным обра-
зом. Сигналы управления от человека к автомату посы-
лаются нажатием кнопок, клавишей, перемещением пе-
далей, вращением штурвалов и т. д. Информация от авто-
мата к человеку поступает в виде сигналов включения
табло, цифровой индикации, телевизионного изображе-
ния и др. '	—
Другой класс образуют автоматы, трансформирующие
моторную деятельность человека. Проект одной из таких
систем иллюстрирует рис. 34. На нём изображен батианДр
[26], манипуляторы которого воспроизводят движения рук
7
. П. Сочивко

человека-оператора. Как показали работы последних
лет, информацию о разнообразных движениях рук, ног
и туловища человека можно получить с помощью датчиков,
регистрирующих биопотенциалы мышечной • активности.
Только за счет соответствующих изменений знака и вели-
чин коэффициентов усиления возможно уменьшение
(в микроманипуляторах), точное воспроизведение (в ма-
нипуляторах) или увеличение и усиление (в макромани-
Рис. 34. Батиандр, механические руки которого воспроизводят мани*
пуляции рук человека-оператора.
1 — входной люк; 2 — приборный щит; 3 — баллоны с кислородом; 4 — бати-
сфера; 5 — клешни; 6 — энергетический, блок; 7 — аварийный аккумулятор;
8 — осветительная фара; 9 — механические руки; 10 — антенна гидролока-
тора кругового обзора.
пуляторах) отдельных или всех фрагментов движений че-
ловека-оператора.
В современных автоматизированных системах заметна
тенденция многофункционального использования отдель-
ных звеньев. Например, единая бортовая вычислительная
машина может обеспечить решение как основных задач,
так и частных логических и вычислительных задач для
специализированных цифровых устройств обработки ин-
формации.
В настоящее время достаточно мощные электронно-
вычислительные машины устанавливаются не только на
больших судах, где они решают сложные задачи управле-
98

ния силовыми, энергетическими и другими установками
системы комплексной автоматизации судна, но и на отно-
сительно малых судах. Например, на американском ба-
тискафе «Триест-2» установлена специальная элект-
ронно-вычислительная машина, обеспечивающая точное
управление движением аппарата при обследовании
морского дна с навигационной ошибкой, не превышаю-
щей 3 м.
Многообразие используемых автоматов затрудняет
четкую классификацию их по какому-либо из признаков.
Исключение составляет, пожалуй, признак, определя’ющий
поведение системы. Проводя аналогию с поведением орга-
нических систем, можно классифицировать технические
автоматизированные системы следующим образом. Раз-
личают:
1)	системы со стереотипным поведением (их поведение
соответствует таксисам1 и безусловным рефлексам орга-
нических систем);
2)	обучающиеся системы (их поведение соответствует
классическим условным рефлексам органических систем,
обучению по методу проб и ошибок);
3)	системы искусственного интеллекта (критерии соот-
ветствия здесь очень приблизительны, как это будет по-
казано в параграфе, специально посвященном данному
классу систем).
Возможна и другая классификация типов поведения,
например учитывающая возможности самоорганизации,
предвидения, особенности выработки и принятия реше-
ния и т. д.
Кибернетикой достигнуты значительные теоретические
и практические успехи. Даже в тех случаях, когда теория
не позволяет сформулировать алгоритм сложного поведе-
ния автомата в изменяющейся обстановке, часто удается
найти практическое решение задачи. Одним из путей
поиска решений является так называемое эвристическое
программирование, под которым понимается составление
программ для электронно-вычислительных машин, осно-
ванное на предварительном изучении прецедентов реше-
ния рассматриваемой задачи, например органическими
1 Таксисы — движения подвижных простейших организмов, яв-
ляющиеся реакцией на определенные раздражения и направленные
к источнику раздражения (положительный таксис) или в обратную от
него сторону (отрицательный таксис). По виду источника раздражения
различают, фототаксис, хемотаксис и др.
7*	99

системами. В конечном итоге находится не алгоритм, а
эвристика. Это уже позволяет составить программу.
Следует отметить, что эвристическое программирование
не гарантирует нахождения решения, его единственность
или оптимальность. Однако в ряде задач этот метод хо-
рошо зарекомендовал себя* например при составлении
расписаний и графиков движения, когда оптимальный
результат трудно найти из-за необходимости перебрать
огромное число вариантов и приходится в короткое время
находить пусть не лучший, но удовлетворяющий некото-
рым условиям вариант расписания (графика). С исполь-
зованием эвристического программирования успешно
промоделированы и столь сложные мыслительные про-
цессы, как выбор консультантом такого совета (рекомен-
дации) из множества возможных, который с точки зрения
здравого смысла мог бы быть назван хорошим.
Другой путь автоматизации сложного поведения
успешно развивает классическая теория автоматического
регулирования и управления. Учитывая Недостаточность
априорной информации, в автомат закладывают способ-
ность совмещать в определенном смысле изучение объекта
и управление им. Управляющие воздействия носят
двойственный характер. Они служат средствами изуче-
ния, познания объекта и одновременно являются вход-
ными сигналами, направляющими автомат к желаемому
состоянию. Это так называемое дуальное управление.
Далеко не все возможности современной теории авто-
матического управления практически используются при
автоматизации подводных работ, при разработке автомати-
зированных систем управления подводными аппаратами
и судами. Вместе с тем как в нашей стране, так и за рубе-
жом успешно решаются такие сложные задачи, как под-
водное картографирование, проведение спасательных опе-
раций на больших глубинах, подводная сборка и разборка
сложных конструкций, морская геологическая разведка,
добыча полезных ископаемых со дна моря и т. д.
Подводныё автономные и дистанционно управляемые
автоматы могут быть разделены на два типа: перемещаю-
щиеся по дну и плавающие. На рис. 35 схематически
изображен американский подводный робот «Рум», гусе-
ничный движитель которого обеспечивает перемещение
его по грунту [28, 56]. В передней части автомата рас-
положена «рука» манипулятора. Визуальное наблюдение,
которое ведется по четырем телевизионным камерам, поз-
100

воляет контролировать перемещение робота по дну и про-
цесс манипулирования «рукой». В верхней части автомата
расположен полусферический сканирующий гидролокатор,
который служит дополнением к телекамерам и позволяет
обнаруживать препятствия, получать представление об
окружающем рельефе на значительном расстоянии. Авто-
мат связан с надводным судном питающим кабелем.
По этому же кабелю обеспечивается двусторонняя связь
Рис. 35. Самоходный подводный робот «Рум».
автомата с человеком-оператором, находящимся на борту
судна.
Фирмой «Рейнольдс Интернейшенел» в 1964 г. по-
строена специальная подводная лодка «Алюминот». Управ-
ление лодкой осуществляет один человек с помощью авто-
матической системы. Лодка снабжена универсальным ма-
нипулятором для работы на дне моря и комплектом съем-
ных инструментов, вставляемых в манипулятор.
Манипуляторами вооружены подводные аппараты типа
«Дипстар» (рис. 36). Французский Институт нефти рас-
полагает телеуправляемым подводным аппаратом «Теле-
нот», который предназначен для наблюдения, киносъемки
и осуществления телеманипуляций [56]. Аппарат «Теле-
иот» является относительно сложной системой, состоящей
из надводной кабины управления и контроля и со.бственно
подводного аппарата «Теленот», имеющего благодаря
поплавкам нулевой вес. Надводная и подводная части
соединены многожильным кабелем, с помощью которого
101

осуществляется как снабжение энергией, так и постоянная
связь между командным пунктом управления и подводной
частью системы.
Движение подводного аппарата происходит при по-
мощи трех винтов, два из которых обеспечивают переме-
щение в горизонтальной плоскости и один — в вертикаль-
ной (погружение и подъем аппарата). В систему входит
навигационная аппаратура, аппаратура телепередачи дан-
Рис. 36. Манипулятор подводного аппарата «Дип-
стар».
ных на поверхность, телеиндикаторы давления, фикси-
рующие глубину погружения аппарата, и ультразвуко-
вые глубиномеры, определяющие расстояние аппарата от
дна. Глубиномер связан с системой управления работой
винтов таким образом, что обеспечивается поддержание
постоянного расстояния аппарата от морского дна. Теле-
управляемый манипулятор состоит из опорного рычага,
исполнительного органа, захватного устройства и трех
домкратов, управление которыми производится с помощью
сервомеханизмов. Манипулятор рассчитан на осуществле-
ние простых операций (перемещение грузов, захват пред-
метов со дна и т. п.). Грузоподъемность манипулятора
составляет 50 кгс. Усилие сжатия захватного устройства
регулируется в пределах от 5 до 90 кгс.
В «Теленоте» предусмотрено применение ультразвуко-
вой системы для обнаружения объектов, находящихся вне
102

радиуса действия телевизионной системы, а также для точ-
ной ориентации аппарата относительно надводного судна
и морского дна при погружении.
Оригинальные разработки подводных автоматов про-
водит Лаборатория техники подводных исследований
Института океанологии АН СССР, в которой создан под-
водный манипулятор «Краб», вооруженный телевизион-
ным устройством наблюдения. Характеристика ряда ди-
станционно управляемых подводных автоматов и автоном-
ного автомата «Аида» дана в табл. 3.
Было бы неправильно утверждать, что все проблемы
автоматического манипулирования уже решены. Как
говорилось выше, современные манипуляторы не способны
полностью заменить руки человека. Вместе с тем основ-
ные операции манипулирования, такие, как захват твер-
дых объектов, ориентация их в пространстве, установка
деталей на определенное место, уже выполняются дей-
ствующими автоматами. На очереди повышение гибкости
манипуляторов.
Большой интерес вызывают программы исследований,
направленные на создание так называемых киборгов —
кибернетических организмов (этот термин ввели амери-
канские инженеры Р. Макгоуэн и П. Оверхаге). Киборг —
это техническая система, поведение которой программи-
руется непосредственно мозгом человека-оператора, при-
чем команды управления, формируемые мозгом, должны
восприниматься киборгом, минуя промежуточное их пре-
образование в форму словесных или моторных воздействий.
Таким образом, киборги знаменуют эру появления авто-
матов, угадывающих желания, в то время как автоматы
предыдущего поколения только исполняли их. Уместно
отметить, что впервые конструктивные идеи такого рода
устройств были высказаны Л. Л. Мясниковым *. На воз-
можность и необходимость создания подобных сметем
неоднократно указывал академик И. И. Артоболевский,
который считает, что наибольшие резервы ускорения всех
производственных процессов заключены в возможности
передачи машине мысленных распоряжений.
В настоящее время ведутся разработки специальных
устройств, получивших название экзоскелетонов (внешние
скелеты) [28]. Устройства такого рода, не стесняя двн-
х Л. Л. Мясников. Говорящие, читающие и слушающие авто-
маты. М., «Знание», 1957.
103

a
104

жений оператора, должны обеспечить возможность мани-
пулирования с предметами большого веса. Шарнирные
соединения системы компактны, просты, легки и надежны.
Каждое из соединений снабжено одним или несколькими
сервоприводами. Управление последними осуществляется
биосигналами, генерируемыми соответствующими мыш-
цами, участвующими в выполнении определенных дви-
жений. Движения оператора, облаченного в экзоскелетон,
должны соответствовать естественным движениям чело-
века, выполняющего подобные операции. Система, имею-
щая около 50 шарнирных соединений различного назна-
чения, крепится к телу человека с помощью ремней, кото-
рые, во-первых, заставляют элементы системы повторять
движения оператора и, во-вторых, оказывают оператору
помощь в координации движений. Одно из таких устройств
недавно продемонстрировано американской фирмой «Дже-
нерал моторе».
В настоящее время трудно бод ее полно охарактеризо-
вать возможности современных автоматов в решении
задач, возникающих в гидросфере. Практические разра-
ботки ведутся различными организациями с использова-
нием разных принципов построения. Каждая из таких
разработок направлена на решение узкой, строго опреде-
ленной задачи. Общее количество имеющихся реализаций
все еще так мало, что сравнительный анализ не позволяет
выявить общие принципы построения таких автоматов или
принципы их классификации и унификации.
§ 9.
Искусственный интеллект
•
Нет причин предполагать, что неживые механизмы не спо-
собны превзойти мозг в совершенстве своих действий. Обраще-
ние сегодня к мистическому толкованию мозга отличает шар-
латана или, может быть, невежду.
У. Р. Эшби
Уже в первых фундаментальных работах по кибер-
нетике неоднократно высказывалась мысль о том, что
информационная деятельность автомата может как угодно
близко подойти к тому, что мы называем интеллектуальной
деятельностью. Так, А. Тьюринг в известной работе
«Может ли машина мыслить?» пишет: «Можно ожидать,
105

что машины в конце концов будут соперничать с человеком
во всех чисто интеллектуальных сферах деятельности».
Ученый и фантаст Артур Кларк, построив своеобразную
шкалу наиболее выдающихся открытий и изобретений,
отмечает на этой шкале 2080 г. как год создания машин-
ного разума, превосходящего человеческий.
Если обратиться к сегодняшнему дню, то можно отме-
тить следующее.
С одной стороны, многие серьезные специалисты, рабо-
тающие в области теории автоматического управления,
признают острую необходимость проведения широких
работ по проблеме «искусственный интеллект». Есте-
ственно, что эти ученые считают программу такого рода
работ вполне выполнимой. С другой стороны, существует
лагерь явных и скрытых противников этого направления
работ, причем, к сожалению, в их число входит ряд
достаточно авторитетных ученых.
Работы данного плана потребовали привлечения прин-
ципиально новых для техники автоматического управле-
ния методов, что не могло не вызвать сопротивления со
стороны сторонников традиционных методов. Примером
может служить введение в теорию автоматического регули-
рования и управления и широкая пропаганда известной
московской школой кибернетиков под руководством про-
фессора Л. Т. Кузина новых методов анализа и синтеза
систем автоматического управления. Эти методы пошат-
нули считавшийся ранее прочным фундамент классической
теории автоматического регулирования и управления,
основанный на математическом аппарате дифференциаль-
ных уравнений. И хотя скоро стало ясно, что классический
аппарат дифференциальных уравнений не устраняется,
а дополняется, дискуссии по этому поводу все еще про-
должаются.
Наибольшей сложностью проблемы «искусственный
интеллект» является то, что для ее решения нужны спе-
циалисты, каждый из которых обладает глубокими и раз-
носторонними знаниями в таких областях, как психология,
нейрофизиология, психолингвистика, математика, тех-
ника и ряд других. В настоящее время резонно ставится
под сомнение возможность такого рода энциклопедиче-
ских познаний у одного человека. Необходимо отметить,
что у всех исследователей проблемы «искусственный интел-
лект» понимание этой проблемы и ее основное содержание
сформировались чисто интуитивно. Сегодня не определены
106

не только предмет, методы, задачи этого направления, но
даже основное исходное понятие — интеллект.
Предлагаются различные определения интеллекта. Са-
мые осторожные из них, по существу, повторяют идею
критерия разумности, предложенного А. Тьюрингом:
система имеет интеллект, если она способна делать такие
вещи, что, если бы их делал человек, то мы имели бы
основание считать его умным.
На прошедших симпозиумах и конференциях, посвя-
щенных проблеме искусственного интеллекта, звучали
призывы отказаться от попыток дать определение интел-
лекта, направив основные усилия на практические работы
по созданию систем искусственного интеллекта. Однако
представляется более правильным иное мнение, согласно
которому определение интеллекта — это уже составная
часть теории интеллекта. Другое дело, что сегодня такая
теория еще не создана.
Можно отметить по крайней мере следующие отличи-
тельные черты интеллекта:
1)	способность эффективно воспринимать, хранить и
перерабатывать информацию, классифицируя и объеди-
няя ее по значимости;
2)	способность совершать пробные действия, поиск и
логические переходы, формально не,,вытекающие из на-
чальной информации, что создает впечатление скачка
через разрыв, существующий на пути, ведущем от исход-
ных данных;
3)	способность управлять поисковым, исследователь-
ским процессом, руководствуясь «чувством близости ре-
шения»;
4)	способность рассматривать ограниченный, но доста-
точно большой ряд альтернатив.
Интеллект есть многокомпонентная система. При об-
суждении проблем искусственного интеллекта характер-
ной ошибкой является следующее. Рассматривая неко-
торое, чем-то примечательное свойство интеллекта, часто
делают вывод о том, что весь интеллект полностью опре-
деляется этим свойством. Например, для интеллекта
характерно опережающее отражение реального мира,
протекающих в нем событий. Однако должно" быть ясно,
что опережение, предвидение, является замечательным
свойством интеллекта, но лишь одним из большого числа
свойств.	>
107

Создавая системы искусственного интеллекта, мы,
по существу, моделируем центральную нервную систему
человека. Одновременно следует иметь в виду, что сама
центральная нервная система человека, его мозг, пред-
ставляет собой мощную моделирующую установку. Это
обстоятельство было отмечено исследователями еще за-
долго до наступления кибернетического периода. В послед-
ние годы построение мозгом внутренней модели внешнего
мира подробно рассматривалось в ряде кибернетических
работ, в частности в работах К. Штайнбуха [76].
В настоящее время становится общепризнанным так
называемый эволюционный принцип проектирования айтб-’
матов. Как следует из названия, этот принцип исходит
из аналогии с процессом эволюции органического мира.
Точно так же, как органические системы, первоначально
возникнув на Земле, представляли собой относительно
простые образования'и только в ходе эволюции достигли
той вершины, которую характеризует появление системы
«человек», так и в мире технических систем Должна про- '
изойти эволюция автоматов от устройств, принцип дей-
ствия которых предложил еще Герои Александрийский
2000 лет тому назад, до высших автоматов, способных пре-
взойти человека в решении ряда интеллектуальных
задач.
Необходимо иметь в виду, что разработки систем искус-
ственного интеллекта осложнены необходимостью фунда-
ментальных знаний прообраза — психической деятель-,
ности человека. Ряд математиков и техников, необосно-
ванно пренебрегая данными психологии, пытается ставить
задачи конструирования систем искусственного интел-
лекта практически вне связи с психологией. Несмотря
на отдельные частные удачи — разработку алгоритмов
и эвристик, позволяющих решить некоторые задачи,
считавшиеся ранее прерогативой человеческого мозга,
такой подход не представляется перспективным.
В заключение следует сказать, что рассматриваемое
направление кибернетики и системотехники все еще недо-
статочно четко оформилось, не имеет объединяющей кон-
цепции и крайне неравномерно развивается по отдельным
частным направлениям — таким, как распознавание обра-
зов, ассоциативная память, эмпирическое предсказание
и др. Каждому из этих направлений посвящена обширная
литература.
108

§ 10.
Естественные ограничения
- •
Когда обнаружилось, что живая система содержит более чем.
два электрона, физики в ужасе повернулись спиной, так как
математические трудности оказались непреодолимыми.
А» Сцент-Дьерди
Можно создать машину, которая будет вилять хвостом,
но не может быть машины, которая ощущала бы чувство
радости.
О. Кремер
В кибернетике известна теорема, утверждающая,
что всякое функционирование живой нервной сети, кото-
рое можно описать логически при помощи конечного числа
слов, может быть реализовано формальной нервной сетью.
.Из этой теоремы следует вывод, что нет таких функций
мышления, которые, будучи познаны и описаны логи-
чески, не могли бы быть реализованы формальной нерв-
ной сетью и, следовательно, в принципе воспроизведены
автоматом; Иначе говоря, для всякой ситуации, поддаю-
щейся описанию некоторым логическим выражением при
помощи конечного числа слов, можно построить фор-
мальную нейронную сеть, имеющую описываемое этим
выражением поведение. Таким образом, теория дает все"
основания для оптимизма. Одиако современная прак-
тика автоматизации явно не реализует все предпола-
гаемые теорией возможности. Рассмотрим кратко некото-
рые причины этого несоответствия. Одновременно ука-
жем ограничения, характерные для современных авто-
матов.
Заметим прежде всего, что теория предполагает полное
и однозначное, логически непротиворечивое описание
того поведения, которое мы хотим реализовать с помощью
синтезируемого автомата. Проектирование электронно-
вычислительных машин, разработка алгоритмов, составле-
ние программ, конструирование высших автоматов и все
другие попытки построения систем искусственного интел-
лекта убедительно показали, что знания, накопленные
человечеством о сложных психических процессах, далеко
не так полны, как можно было предполагать, и не так
точны, как нам хотелось бы. Требования математической
точности, логической непротиворечивости в описании
109

поведения сложных систем искусственного интеллекта
трудновыполнимы в силу необычной сложности рассма-
триваемых систем. Поэтому при математическом модели-
ровании высших автоматов идут на определенный паллиа-
тив. От математических моделей психофизиологической
бионики нельзя ожидать той степени точности, которая
характерна, например, для законов физики. Если закон
физики, сформулированный на математическом языке,
претендует на строго адекватное описание явлений при-
роды, то математические модели психофизиологической
бионики могут претендовать только на то, чтобы повысить
в какой-то степени уровень понимания изучаемого явле-
ния. В итоге математическая модель, описывающая пове-
дение высшего автомата, позволяет получить поведе-
ние, лишь похожее на поведение реальной системы.
Степень сходства, степень приближения полностью опре-
деляется той точностью, которая задана при проектиро-
вании.
Естественно, что легче конструировать специализиро-
ванные автоматы. Однако чрезмерная специализация авто-
мата существенно ограничивает возможности его исполь-
зования. На фоне специализированных автоматов выгодно
выделяются биологические системы, обладающие широ-
кой универсальностью. У животного все «инструменты
и приспособления» всегда с собой, на все случаи жизни,
в то время как узкоспециализированный автомат отка-
зывает порой при незначительном изменении обста-
новки.
В настоящее время не только поставлена теоретически,
но и решается практически задача создания автоматов,
приспосабливающихся к изменениям условий их исполь-
зования. Это так называемые адаптивные и обучающиеся
машины. Но, во-первых, пока еще обучающиеся машины
являются в основном информационными системами, т. е.
системами, предназначенными для приема, переработки и
использования информации (примером могут служить
обучающиеся опознающие системы). Во-вторых, даже
в этих системах настройка, обучение, переучивание осу-
ществляются в значительной степени с участием человека,
причем практически кроме человека-учителя зачастую
требуется значительный коллектив людей, выполняющих
работы по обслуживанию системы—подстройку, замену
отдельных элементов и блоков и другие вспомогательные
операции.	' 
ПО

Таким образом, налицо реальное ограничение возмож-
ностей использования современных автоматов, которое
связано с необходимостью постоянного ухода за ними.
Разумеется, вспомогательные операции в той или иной
форме имеют место и в органических системах, но в них
эти процессы настолько скрыты, что поверхностный на-
блюдатель их не замечает. Поэтому досадные издержки,
связанные с требованием ухода за отдельными элементами
системы, относят к недостаткам только технических си-
стем.
Особое значение имеет тот аспект обсуждаемой про-
блемы, который связан с надежностью автомата. Под
надежностью автомата будем понимать свойство системы
сохранять свои рабочие характеристики в заданных пре-
делах, обеспечивающих нормальную работу автомата при
определенных условиях эксплуатации в течение заданного
интервала времени. В емкое понятие надежности часто
включают и безотказанность, и ремонтопригодность, и
долговечность.
Надежность морских автоматизированных систем
можно косвенно оценить по следующим данным. Известно,
что технической основой современных автоматов является
радиоэлектроника. На долю радиоэлектроники при-
ходится в общей сложности от 39 до 40% стоимости аппа-
ратуры, предназначенной для исследовательских целей
на море. В некоторых системах стоимость радиоэлектро-
ной аппаратуры достигает 70 и даже 80%. Если в довоен-
ные годы на борту эсминца размещалась радиоэлектрон-
ная аппаратура, в состав которой входило 50—60 электрон-
ных ламп, то в конце второй мировой войны их было уже
около 850, а еще десять лет спустя— более 3000.
Вместе с тем, по данным иностранной литературы [50],
в 1949 г. около 70% радиоэлектронной аппаратуры во-
енно-морского флота США находилось в неработоспособ-
ном состоянии. В начале 60-х годов гидроакустическое
оборудование американского военно-морского флота нахо-
дилось в неработоспособном состоянии 48% времени,
радйолокационные системы — до 84%, радиосвязь —
14%. В значительной степени именно этим обстоятель-
ством определяются- высокие издержки на эксплуатацию
оборудования в вооруженных силах США, которые
в конце 60-х годов составляли около двух долларов в час
на каждый доллар стоимости установленного электрон-
ного оборудования.
111

Таким образом, для современных автоматов характерны
все те ограничения, которые обусловлены недостатками
конструирования и технологии изготовления. Конечно,
их нельзя не учитывать на этапе конкретного проек-
тирования, но вместе с тем следует иметь в виду, что
многие из существующих сегодня ограничений посте-
пенно снимаются в результате совершенствования тех-
нологии производства и перехода к принципиально новым
конструктивным решениям. В итоге на первый план вы-
двигаются те ограничения автоматов, которые выявляются
при сравнении их функциональных возможностей с воз-
можностями интеллектуальной деятельности человека.

Глава пятая
СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕК—МАШИНА
. В ГИДРОСФЕРЕ
•
Отдайте же человеку — человеческое, а вычислительной ма-
шине— машинное. В этом и должна, по-видимому, заклю-
чаться разумная линия поведения при организации совмстных
действий людей и машин. Линия эта в равной мере далека
и от устремлений машинопоклонников, и от воззрений тех,
кто во всяком использовании механических помощников ум-
ственной деятельности усматривает кощунство и приниже-
ние человека.
Н. Винер
• Научное становление проблемы «человек—ма-
шина» прошло несколько этапов, которые можно проиллю-
стрировать на примере развития такой области, как гидро-
акустика. В гидроакустическом приборостроении инже-
нерная мысль долгие годы ориентировалась на человека-
акустика («слухача»). Уже в годы значительных достиже-
ний кибернетики и электронно-вычислительной техники
видные специалисты-гидроакустики, признавая успехи
автоматизации, не считали возможным распространять
ее достижения на гидроакустические системы обработки
сигналов.
Затем неприятие идей кибернетики сменилось стремле-
нием к полной автоматизации. Однако скоро стало оче-
видным, что идеи теоретической кибернетики далеко не
всегда технически осуществимы и что решение проблемы
следует искать на пути оптимального распределения функ-
ций между человеком и машиной.
Только в самые последние годы стало ясно, что полное
устранение человека, полная автоматизация возможны
лишь там, где решаемые задачи достаточно просты. Трезво
оцениваются в настоящее время и функции человека-
оператора в автоматизированных системах. Уже не ка-
жется парадоксальным мнение, что с ростом автомати-
зации возрастает и роль человека-оператора, так как
очевидным стало повышение ответственности оператора,
усиление напряженности работы, возрастание сложности
8 В. П. Сочивко	113

управления автоматизированной системой и контроля
над ней..
Теоретическую основу научной проблемы «человек—
машина» составляют эргономика и инженерная психоло-
гия, т. е. те комплексные научные дисциплины, которые,
сформировавшись в ходе развития наук о человеке (таких,
как физиология, психология, антропология, гигиена,
анатомия), исследует не человека вообще, а человека,
включенного в процесс труда. Важно отметить то обстоя-
тельство, что эргономика и инженерная психология учи-
тывают достижения технических наук, имеющих пря-
мое отношение к проектированию систем человек—ма-
шина.
Истоки эргономики следует искать в ранних работах
по научной организации труда. Уже первые работы
Ф. Тейлора по применению временного анализа как
метода изучения рабочих движений с целью выбора наи-
более рационального (с точки зрения экономии времени)
выполнения операций, можно было бы считать работами
по эргономике, если бы они опирались на фундамент
физиологии и психологии, а не основывались на чистой
эмпирике.
Долгое время идеи эргономики, высказываемые наи-
более прогрессивными учеными, казались ненужной гу-
манизацией принципов научной организации труда. Если,
по мнению В. М. Бехтерева, суть дела не в интенсифика-
ции труда, а в такой его организации, которая обеспечи-
вала бы максимальную производительность при сохра-
нении максимума здоровья, то, по мнению зарубежных
ученых тех же лет, в том числе таких известных, как
Ф. Тейлор, главным является именно предельная интен-
сификация труда (система «выжимания пота», как охарак-
теризовал ее В. И. Ленин).
Должны были пройти годы, прежде чем достижения
научно-технической революции, а также социальные за-
воевания пролетариата капиталистических стран заста-
вили буржуазных ученых приблизиться к тем позициям
оптимизации труда, которые были очерчены еще в доре-
волюционных работах таких ученых России, как В. М. Бех-
терев.
Однако вынужденные заняться проблемой «человек—
машина», ученые капиталистических стран в последние
годы внесли существенный вклад в это научное направле-
ние. Только в США ежегодно выпускается около пяти
114

тысяч наименований книг, статей и других документов,
непосредственно относящихся к инженерной психологии.
По свидетельству известного советского экономиста
В. И. Терещенко, учет психологических факторов в США
считают не менее важным, чем моменты чисто инженерно-
технические.
Причину такого внимания легко понять из конкрет-
ных примеров, имеющих прямое отношение к обсуждае-
мой нами теме. По данным американского исследователя
Н. Валлиса, 63% всех аварий судов и посадки их на мель
вызваны неправильными действиями человека, которые
объясняются несогласованностью конструкции техниче-
ских средств с психофизиологическими характеристи-
ками человека. Точно так же около 25% всех авиацион-
ных катастроф, по данным американской статистики,
вызвано тем, что пилот неправильно прочел показания
приборов, спутал органы управления или нарушил
последовательность манипулирования ими и т. п. Таким
образом, в основе возросшего интереса к рассматриваемой
проблеме лежат не столько .научные, сколько сугубо
практические соображения.
Надо сразу сказать, что теории человеко-машинных
систем (в строгом смысле этого слова) все еще не суще-
ствует. Основные теоретические вопросы сформулированы
и развиваются в рамках таких дисциплин, как инженерная
психология, эргономика, техническая эстетика и ряд
других. Не останавливаясь на характеристике всех этих
направлений, заметим, что возможны следующие подходы
к исследованию человеко-машинных систем:
1)	кибернетический подход, при котором система рас-
сматривается с.точки зрения протекания процессов управ-
ления, регулирования и связи;
2)	психологический подход, при котором учитываются
особенности .психической деятельности звена «человек» си-
стемы человек—машина (обязательно, с учетом реальных
характеристик второй части системы — звена «машина»);
3)	физиологический подход, при котором исследуются
условия работы и отдыха оператора с целью их улучшения
(что, естественно, сказывается на некоторых характери-
стиках человека, изучаемых в рамках психологического
подхода к проблеме);
4)	бионический подход, при котором в итоге анализа
функций, выполняемых человеком, оценивается возмож-
ность их все более полной автоматизации.
8*
115

Все четыре направления характеризуются определен-
ными достижениями. Правда, многие из этйх достижений
еще плохо известны проектировщикам автоматизирован-
ных систем. Этому не приходится удивляться, так как,
к сожалению, для многих практиков еще настолько непо-
нятен предмет инженерной психологии, что ее связывают
с изучением психологии инженеров.
Хотя инженерные психологи акцентируют внимание
на сохранении ведущей роли человека, практика убеди-
тельно показывает, что должны разумно интегрироваться
два направления: во-первых, приспособление техники и
условий труда к человеку, во-вторых, приспособление
человека к технике и условиям труда (пока — средствами
профессионального отбора, профессионального обучения,
но в перспективе и более радикальными средствами, в том
числе прямым воздействием на мозг оператора электри-
ческими сигналами, фармакологическими и другими сред-
ствами).
Для современной инженерной психологии характерен
комплексный-, системный подход, при котором учитывают
не отдельные функциональные возможности восприятия,,
мышления, действий оператора, а его деятельность в це-
лом, всю обстановку, от которой зависит успех (вплоть
до таких «мелочей», как оптимальная рабочая поза, рацио-
нальная организация движений и т. д.).
Основным объектом исследований в инженерной пси-
хологии является человек, его психика. Однако при рас-
пределении функций между человеком и машиной учиты-
вают тот факт, что в некоторых системах автомат может
выполнять определенные операции лучше, чем человек.
Как правило, это операции, требующие большой силы,
высокой скорости, выносливости, методичности и относи-
тельной простоты действий.
До сих пор мы упоминали только психологические и
технические аспекты проблемы. Однако любая система
человек—машина является в определенной степени также
и социальной системой, так как обязательно предпола-
гает те или иные межперсональные отношения. В одних
случаях — это отношения между оператором и выше-
стоящим руководителем, В других случаях — это меж-
персональные отношения в группе операторов, выпол-
няющих работу одновременно. Хотя данные вопросы и
имеют прямое отношение к обсуждаемой проблеме, но их
специфичность позволяет считать, что этой частью работы
116

должны заниматься не столько проектировщики, сколько
специалисты по социальной психологии. Насколько нам
известно, в современной социальной психологии про-
блемы освоения гидросферы пока не рассматриваются.
Некоторой подготовительной работой можно считать те
исследования, которые довольно широко проводятся
в военной психологии.
\§ И.
Некоторые тенденции синтеза
человеко-машинных систем
Наука изучает только то, что можно измерить, это совер-
шенно правильно', следует, однако, выделить то, что заслу-
живает быть измеренным.
Р. Шовен
В настоящее время не существует единой стройной
теории проектирования корабельных комплексов как
человеко-машинных систем. Разработка каждого нового
проекта представляет собой сложную многоэкстремаль-
ную задачу, решение которой основывается на име-
ющемся опыте предыдущего проектирования, на заимство-
вании и модернизации сложившихся* методик и рекомен-
даций. Хотя долговременная инженерная политика такого
рода проектирования не сформировалась, все же могут
быть выявлены некоторые тенденции, которые удобней
проследить, рассматривая конкретные примеры и факты.
Японская компания «Исикаводзима—Харима» по-
строила крупнейший в мире танкер «Идемицу-Мару» дли-
ной 342 м, дедвейтом 244 800 т и мощностью на валу
33 000 л. с. Экипаж танкера насчитывает 32 человека, что
совсем немного для такого большого судна. Однако более
поразительно то, что благодаря рациональной системе
автоматики и дистанционному управлению всеми меха-
низмами судна вахту в машинном отделении может нести
один человек. Естественно, что ответственность, возла-
гаемая на этого человека, необычайно велика, и нетрудно
представить себе, насколько серьезным и тщательным было
-проектирование такой человеко-машинной системы.
Отметим попутно, что комплексная автоматизация
больших судов оказывается рентабельной. Например,
стоимость средств комплексной автоматизации составляет
117

всего 5% от стоимости судна дедвейтом 68 500 т с мощ-
ностью силовой установки 16 220 л. с. [44 ]. В резуль-
тате комплексной автоматизации численность команды
такого судна сокращается'до 30 человек.
Как уже говорилось, не существует пока стройной
теории проектирования человеко-машинных систем. Наи-
более фундаментальные теоретические работы этого плана
представляют собой скорее совокупность рекомендаций по
инженерной психологии и эргономике. По-разному опре-
деляется и основной объект рассмотрения — система че-
ловек—машина. Так, например, П. Н. Фиттс [39] опре-
деляет систему человек—машина как «совокупность эле-
ментов, занятых достижением общей цели и включенных
в общую сеть обмена информации, причем эффективность
системы является функцией не столько самих этих эле-
ментов, сколько их взаимодействий и взаимозависимо-
стей».
Можно отметить следующие тенденции изменения ус-
ловий деятельности человека-оператора в морских систе-
мо-технических комплексах.
Во-первых, в связи с развитием механизации и авто-
матизации перед оператором ставится задача одновремен-
ного управления все большим количеством объектов (и
их параметров). Это, естественно, усложняет анализ и
оценку их состояния и, следовательно, операции кон-
троля и управления.
Во-вторых, человек-оператор все более отдаляется от
управляемых объектов. В условиях дистанционного
управления он уже не может воспринимать состояние
объекта непосредственно. Между органами чувств чело-
века и объектом управления располагается все более
длинная цепь приборов и устройств, передающих необхо-
димую информацию. При этом информация, поступающая
к оператору, обычно бывает закодированной, и перед
ним возникает новая задача —декодирование, которой
не было при непосредственном восприятии хода управ-
ляемого процесса или объекта управления. Воздействие
оператора на этот процесс также опосредуется системой
технических устройств, что изменяет требования к рабо-
чим движениям.
В-третьих, значительно возрастают требования к ско-
рости действий оператора, обусловленные общей тенден-
цией повышения скорости движения и скоростей проте-
кания управляемых процессов.
118

Как показывают многочисленные примеры эффектив-
ного функционирования морских системотехнических ком-
плексов, практически осуществимы системы, в которых
удается реализовать основные требования судового при-
боростроения и инженерной психологии, вричем не обо-
собленно, а в тесной взаимосвязи.
Таким образом, можно считать, что основная задача
сводится к оптимизации взаимодействия человека с авто-,
матизированной системой (машиной). Существует, по-
видимому, два пути такого рода оптимизации. Один из
них связан с построением технических устройств, повы-
шающих эффективность работы оператора в системе
человек—машина. Второй путь связан с учетом психо-
физиологических факторов. Естественно, что при решении
конкретных задач эти два пути могут перекрещиваться.
Для успешного функционирования звена «человек»
рассматриваемой системы необходимо выполнение ряда
требований инженерной психологии и эргономики. Не
следует, однако, думать, что если при конструировании
аппаратуры все рекомендации инженерной психологии
будут выполнены, то успех функционирования системы
обеспечен. Это функционирование осуществляется в неко-
торой физической среде. Выход за дозволенные пределы
хотя бы одного параметра, характеризующего, физическую
среду, может свести к нулю все преимущества, достигну-
тые благодаря конструированию-машины по рекоменда-
циям инженерной психологии. Поясним сказанное неко-
торыми примерами.
В биохимии установлено, что изменение температуры
тела на 1° С может привести к десятикратному изменению
скоростей биохимических реакций. Этот как будто бы
несущественный для техники факт может сказаться на
работе системы человек—машина, что подтверждают ре-
зультаты экспериментов, проведенных инженерными пси-
хологами. Так, радист, работая на радиопередатчике при
температуре окружающего воздуха в пределах 24—26? С,
делает около 20 ошибок в час. Если же температура под-
нимется до 35°^С, то количество допускаемых радистом
ошибок увеличится вдвое.
Однако установление рекомендуемого температурного
и влажностного режима (температура 18—20° С, влаж-
ность 50—70%) еще не обеспечивает полностью нормали-
зацию физической среды, в которой работает оператор.
Помимо таких макрофакторов, как температурно-влаж-
119

ностный и световой режим, воздухообмен, уровень шумов
и некоторые другие, существуют еще микрофакторы. Как
установлено, выдыхаемый человеком воздух, содержит
большое количество различных микропримесей. В тече-
ние суток человек выделяет через легкие 0,66 мг альдегида,
7,2 мг кетона, 9,2 мг аммиака и аминосоединений, 5,2 г
спиртов, 1,5 мг жирокислот, 220 мг окиси углерода.
Поэтому, проектируя внутренние помещения, следует
не только учитывать требования инженерной психологии,
но и позаботиться о технических средствах, обеспечи-
вающих стабильность физической среды на протяжении
длительного времени. В число этих средств могут входить
приборы для аэрации помещений; приборы, обеспечиваю-
щие нормальное акустическое поле, постоянно существую-
щее в помещении; устройства, нормализующие магнитное
поле, и другие.
Еще более тонкими с инженерной точки зрения яв-
ляются некоторые вопросы эстетики. Требования инже-
нерной психологии по созданию контрастной маркировки
отдельных элементов пульта управления приводят зача-
стую к конструкторской разработке пульта, отличаю-
щейся чрезмерной пестротой. Вместе с тем известно,
насколько велика для эффективной деятельности опера-
тора роль цветовой гаммы в решении интерьера помеще-
ния и в оформлении сенсомоторного поля 1 пульта управ-
ления. Цветовое кодирование имеет преимущества перед
кодированием элементами формы. Очень эффективна пре-
дупреждающая окраска, цветовой контраст элементов
сенсомоторного поля, некоторые сочетания цвета И сим-
волов.
Кроме эстетического воздействия цвет оказывает силь-
ное влияние на общее функциональное состояние операто-
ра. Цветовая композиция интерьера и элементов пульта
управления может получить самую высокую оценку с точки
зрения эстетики и не выдержать критики с позиций ин-
женерной психологии. Если, заключения специалистов
по технической эстетике подвержены сильному влиянию
моды и основаны на художественном (субъективном) вос-
приятии, то психофизиологическое обследование предпола-
гает объективность оценок и значительную долгосрочность
даваемых прогнозов.
1 Сенсомоторное поле — совокупность средств отображения инфор-
мации и органов управления.
120

Известны интересные эксперименты по психофизиоло-
гическому обследованию различных интерьеров помеще-
ний. Так, при температуре внутри помещения 15° С
в комнате с голубыми стенами испытуемые жаловались
на холод, а в комнате с желтыми стенами при той же тем-
пературе воздуха жалоб не возникало. Замечено было
также, что грузы, окрашенные в черный цвет, казались
испытуемым более тяжелыми по сравнению с теми же
грузами, окрашенными в белый цвет. В психофизиологии
цветового зрения известно, что при длительной работе
преобладание красного цвета вначале значительно повы-
шает производительность труда, а потом резко ее пони-
жает. Зеленый цвет, наоборот, дает малое, но стабильное
повышение производительности труда. Известно, что си-
ний и фиолетовый цвета тормозят и замедляют деятель-
ность организма, красный и оранжевый, наоборот, воз-
буждают и ускоряют биологические процессы. Преобла-
дающий желтый цвет способствует развитию головокру-
жений, стимулирует возникновение так называемой
морской болезни. Следует отметить, что некоторые заклю-
чения о психофизиологическом воздействии того или иного
цвета являются до сих пор дискуссионными.
Таким образом, умело используя цветовую гамму,
можно повысить эффективность деятельности оператора,
нейтрализовать некоторые негативные факторы физиче-
ской среды, стимулировать деятельность зрительного ана-
лизатора, снять зрительное утомление; наоборот, негра-
мотное цветовое оформление может привести к нежела-
тельным последствиям.
Звено «человек» системы человек—машина имеет не-
сколько систем регуляции. Воздействие внешних раздра-
жителей, огромные потоки информации, эмоциональное на-
пряжение и другие факторы могут приводить к нежела-
тельным процессам в этих системах.
.Сравнительно давно ведутся работы по изучению воз-
действия на организм человека фармакологических средств.
Так, К. Беккер ,Д7] пишет о психотропных веществах,
которые использовали немецкие морские диверсанты в це-
лях доппинга. В. Боргезе [14] сообщает любопытные
факты о том, как такого рода вещества вызывали прямо
противоположный эффект при приеме их итальянскими
боевыми пловцами.
В последнее десятилетие в области психофармакологии
достигнуты значительные успехи. Химические «пули»
121

стали настолько точно бить в цель, что их пытаются
использовать сейчас для решения самых неожиданных
задач. Например, известны попытки некоторых психо-
фармакологов США использовать психотропные вещества
Для «направленного изменения поведения» школьников
в школах города Омаха штата Небраска. Объектом этой
бесчеловечной операции, вызвавшей возмущение амери-
канской общественности, стали около 6000 школьников.
Умелое использование психотропных веществ может
в значительной степени повысить эффективность работы
оператора. Однако до последнего времени эти вещества
часто оказывали токсическое действие. 'Кроме того, неко-
торые эффективные средства не могли быть использованы,
так как их проникновению в мозг человека препятство-
вали существующие в организме биологические барьеры.
Одним из первых психотропных веществ, преодолевшим
эти барьеры, было вещество на основе гамма-аминомасля-
ной кислоты (ГМК), которую можно синтезировать искус-
ственно. Введенная в организм человека эта кислота не
оказывает действия, так как не обладает способностью
проникать в мозг через биологические барьеры. Однако
добавление к ГМК некоторых компонентов позволило
получить новый препарат — фенигамму. Изучение этого
препарата показало, что он снимает маниакальное состоя-
ние, чувство страха, тревоги, является мягким успокаи-
вающим средством и открывает возможность профилакти-
чески воздействовать на мозг человека, постоянно под-
держивая нормальное психическое состояние оператора.
Достаточно очевидно, насколько важны такие средства
в условиях многосуточного пребывания гидронавтов на
больших глубинах.
Можно, однако, утверждать, что наиболее актуаль-
ными при конструировании морских человеко-машинных
систем являются задачи, связанные с проектированием
пультов управления. С точки зрения инженерной психо-
логии эти задачи в то же время являются и наиболее про-
сто разрешимыми. Уже сегодня на некоторых морских
объектах установлены пульты управления, по площади
и структуре не уступающие пультам самых больших ста-
ционарных (береговых) системотехнических комплексов.
Если же обратиться к самым малым морским объектам —
глубоководным исследовательским аппаратам, то нетрудно
убедиться, что их пульты управления (рис. 37) по насы-
щенности приборами не уступают соответствующему обо-
122

рудованию самолетных кабин, ставшему в инженерной
психологии одним из эталонов сложности.
При изложении психофизиологических проблем чело-
веко-машинного приборостроения удобно придерживаться
предложенной выше структурной схемы автоматизирован-
ной системы (см. рис. 32): сначала рассмотреть входные
Рис. 37. Пульт уп-
равления «Три-
ест-2».
воздействия, затем центральные (логические) преобразо-
вания и, наконец, моторную деятельность. Такого по-
рядка изложения будем придерживаться в следующих
трех параграфах, учитывая условность этого разделения.
§ 12.
Информационные каналы
в системе человек—машина
. •
Здание нашего несколько искусственно созданного благополучия
слишком легко может рухнуть, как только в один прекрасный
день окажется, что при помощи нескольких магических слов,
таких, как информация, энтропия, избыточность. . ., нельзя
решить всех нерешенных проблем.
К. Шеннон
Понятие «канал», следуя У. Р. Эшби, определим
в терминах наличия между двумя точками определенных
поведенческих отношений: если между точками такие
123

отношения имеют место, то между ними существует ка-
нал — независимо от того, можем ли мы усмотреть в дан-
ный момент между этими точками какую бы то ни было
материальную связь. Вполне естественно показать основ-
ные связи в системе человек—машина так, как это сделано
на рис. 38,. а. Однако более точное представление анализи-
руемой системы дано на рис. 38, б, так как система чело-
век—машина всегда в явном или неявном виде.взаимодей-
ствует с некоторым объектом, окружающей средой и т. д.
Можно пойти дальше и рассмотреть более детально
структуру каналов связи, существующих в системе чело-
век — машина. На рис. 39 все элементы слева от штриховой
А?	в)
линии относятся к звену «человек», а все элементы пра-
вее штриховой линии — к звену «машина».
Элементы хг—хв на рйс. 39 характеризуют:
хг — совокупность тех частей анализаторов человека,
которые ответственны за восприятие;
х2 —; механизмы классификации, интерпретации и т. д.;
xs — механизм сравнения с программой (имеется
в виду, что эта программа заложена в х3 при обу-
чении);
х4 — механизм принятия решения;
х5 — воздействие на органы управления;
х6 — перемещения элементов управления;
х7 — реакцию машины;
х8 — работу машины по новой программе;
х9 — отображение информации на индикаторах.
На рис. 39 показаны только каналы, связывающие
последовательно девять звеньев. Фактически же количе-
ство каналов очень велико. Даже на рассмотренном
рисунке можно отметить важный канал, соединяющий
х6 с xlt по которому осуществляется обратная связь от
исполнительных элементов к анализаторам человека-опе-
124

от машины к человеку:
1
Рис. 39. Структура информацион-
ных связей в системе человек—
машина.
ратора, а также функционирование так называемого дви-
гательного анализатора. Могут быть показаны и многие
другие каналы.
j. ^Теперь рассмотрим собственно входы звена «человек».
Машина, внешняя среда, объект управления непрерывно
посылают человеку информацию. Рассматривая систему
человек—машина, можно отметить по крайней мере четыре
вида сигналов, поступают
1)	реакция органов уп-
равления;
2)	реакция собственно
машины и ее исполни-
тельных устройств;
3)	показания специ-
альных индикаторов (уст-
ройств отображения ин-
формации);
4)	информация, посту-
пающая от машины через
внешнюю среду.
Как говорилось выше,
звено «человек» имеет ог-
ромное количество входов.
До сих пор не создана
строгая теория, характе-
ризующая входы данного
звена так же однозначно,
как это делается, например, в общей теории связи. Можно
назвать только совокупность некоторых характеристик,
которыми принято пользоваться при рассмотрении входов
звена «человек». Среди них наибольшее значение имеют
частота, темп, интенсивность, повторяемость, продолжи-
тельность, модальность.
Не существует также строгой теории, определяющей
систему координат анализаторов. В различных конкрет-
ных задачах по-разному выбирают систему координат;
например, система «левое ухо — правое ухо», система
координат обычного эвклидова пространства и т. д.
Если вернуться к каналам связи системы человек—
машина, то можно отметить, что функционирование ка-
нала сводится к поиску, обнаружению и опознанию сиг-
нала. Обнаружение и опознание сигнала есть сложный
процесс, в котором можно выделить несколько последо-
вательных этапов. В экспериментальной психологии уста-
125

новлено, что по мере накопления оператором опыта дли-
тельный вначале процесс опознания становится все более
кратким. Происходит как бы мгновенное схватывание и
оценка ситуации. Во многом это зависит от тренирован-
ности человека, его индивидуальных особенностей и
условий выполнения задачи.
Одним из важйейших вопросов проектирования че-
ловеко-машиных систем является выбор модальности
сигналов, поступающих от машины к человеку. В прин-
ципе одна и та же информация при соответствующем пре-
образовании (кодировании) может быть передана опера-
тору через любой анализатор. Естественно, что при этом
возможно модулирование не одного, а нескольких пара-
метров физического процесса, служащего для передачи
информации. Правильно выбрать модальность сигнала —
значит повысить надежность его приеца, а следовательно,
и работы системы человек—машина в целом. Кроме того,
возможность выбора модальности сигнала позволяет эф-
фективно решать проблему разгрузки того анализатора,
который по условиям работы перегружен или не успевает
воспринимать поступающую информацию.
Существует достаточно убедительная гипотеза, выска-
занная в разное время независимо друг от друга различ-
ными авторами, об идентичности центральных областей
по крайней мере зрительного и слухового анализаторов.
Однако различия рецепторной части анализаторов весьма
значительны. Резко различаются также возможности
модификации сигналов, имеющих разную модальность.
Для звуковых сигналов это изменение громкости, частот-
ная модуляция и т. д. Для оптических сигналов это изме-
нение формы, яркости, цветовой гаммы, растягивание или
сжатие изображения и т. д.
Перспективным является использование полимодаль-
ного восприятия. В физиологии эта задача впервые была
поставлена, по-видимому, академиком Л. А. Орбели еще
в 30-х годах. В последние годы исследования в этом на-
правлении наиболее широко проводились американскими
учеными. Однако многие вопросы до конца еще не решены.
Поэтому безоговорочно рекомендовать полимодальное вос-
приятие во всех случаях нельзя. Более того, отмечены
случаи, когда полимодальность не только не улучшала,
но даже ухудшала процесс восприятия.
При рассмотрении вопросов индикации и формы пред-
ставления оператору данных весьма важен выбор (опре-
126

деление) алфавита сигналов — конечного множества по-
парно различных элементов любого возможного сообще-
ния. В инженерной психологии сформулированы следую-
щие общие положения, которые при этом необходимо
учитывать.
Во-первых, возможности различных анализаторов че-
ловека по приему информации различны, поэтому н допу-
стимая длина алфавита должна определяться в зависи-
мости от модальности сигналов. Следует иметь в виду, что
максимальная информация, передаваемая сигналами лю-
бо^ данной модальности, зависит от того, какие пара-
метры (измерения) этих сигналов используются
Во-вторых, максимальная информация, которую может
передать сигнал, является функцией числа его значений,
различимых человеком. Иначе говоря, увеличивая насы-
щение сигнала информацией, мы должны увеличивать и
число его опознавательных признаков, если хотим, чтобы
информация была принята человеком. Изучение зависи-
мостей между насыщенностью сигнала информацией и
необходимым числом опознавательных признаков яв-
ляется одной из важнейших проблем инженерной психо-
логии.
В-третьих, длина алфавита сигналов, адресуемых Че-
ловеку, может быть увеличена путем включения в их ряд
дополнительных точек отсчета. Иначе говоря, если чело-
век должен оперировать со значительной по объему
информацией, целесообразно, а иногда просто необходимо
использовать объективные шкалы — разного рода отметки,
системы стандартных сигналов, их группировку и т. д.
Звено «человек» имеет такую характеристику, как
время реакции на сигнал. В общем случае время реакции
на сообщение зависит от количества информации, содер-
жащейся в сообщении.
При анализе процесса восприятия следует учитывать
некоторые тонкости. Например, существует так назы-
ваемый принцип воронки. Одно из, проявлений этого
принципа заключается в следующем: чем в более широком
диапазоне должен работать глаз, тем менее тонкие раз-
личия он в состоянии улавливать. Тонкость различения
достигается за счет сужения Диапазона, универсаль-
ность — за счет снижений Точности [36].
Восприятие характеризуется так называемым латент-
ным периодом — временем от момента появления сигнала
до начала двигательной реакции. Длительность латент-
127

этой величины для сигналов средней интенсивности лежит
в следующих пределах:
Анализатор
Тактильный ...............
Слуховой ............
Зрительный ...............
Обонятельный .............
Болевой...................
Длительность латентного
периода, мсек
90—220
120—180
150—220
310—390
130—890
На длительность латентного периода влияет степень
полноты восприятия. Например, при восприятии изобра-
жений длительность латентного периода возрастает при
переходе от восприятия объекта в натуре к восприятию
его цветного изображения, затем к восприятию свето-
теневого рисунка и, наконец, контурного.
Существенное значение имеет такой фактор, как ско-
рость предъявления сигналов. В экспериментальной пси-
хологии показано, что до определенного предела увеличе-
ние скорости предъявления сигналов может увеличивать
точность опознания й скорость ответных реакций. Бейкер
объясняет это двумя причинами: 1) чем чаще следуют
сигналы, тем больше данных для экстраполяции имеет
оператор; 2) более короткий интервал времени точнее
оценивается человеком, чем длинный [36}. Однако в ши-
роких пределах скорость реакции не связана со скоростью
предъявления сигналов, а процент обнаружения сигналов
связан. На точность опознания сигнала влияет и меж-
сигнальный промежуток. В частности, чем более регуля-
рен промежуток между сигналами, тем больше сигналов
опознается правильно и тем короче время опознания.
В ряде случаев эффективность обнаружения сигналов
повышается, если в промежутках между редкими сигна-
лами подавать дополнительные, почти не отличающиеся
от истинных.
Естественно, что оказывают свое воздействие и фак-
торы окружающей среды. Немаловажное значение имеет
и время суток. Так, одни люди лучше работакэт утром
до (60%), другие днем (10%}s третьи — вечером (20%),
а четвертые—ночью 410%)-
К сожалению, пока еще инженерная психология не
располагает надежными методами анализа временных
характеристик деятельности оператора, что затрудняет
128

ИГЧПГЯП pai.4Cl	vnvitauDi 1VW1WOVI\-—шашппа
и оценку изменения времени задержки сигнала в звене
«человек» при тех или иных изменениях конструкции
индикаторов и органов управления.
В одной из работ [51] предпринята попытка рассчи-
тать полное время, затрачиваемое оператором (полное
время оператора), исходя из гипотезы последовательного '
развертывания действия. Время оператора при этом пред-
ставляется как сумма следующих составляющих: времени,
затрачиваемого на процесс приема сигнала (поиск изме-
нений на информационной панели и непосредственное вос-
приятие сигнала), на выявление сигнала (выделение,
выбор из множества возможных сигналов того, который
несет необходимую в данный момент информацию), на
определение сообщения (создание картины течения управ-
ляемых процессов на основе сигналов^ т. е. их интерпре-
тация), на процесс решения задачи, на формулирование
решения (перевод решения на «язык» выходных сигналов),
на поиск средств реализации команд-информации,. реа-
лизации рещения (подготовительные Движения и процесс
непосредственного кодирования команд-информации). Пред-
ставление о составляющих полыоговремени оператора поз-
волило выделить время, которое затрачивается на получение
и преобразование информации. В результате разрозненные
данные многочисленных экспериментов оказалось воз-
можным выразить единым уравнением
'. т = 0,037,
где т — время получения и преобразования информации
z (в секундах);
.J — количество информации, перерабатываемой опе-
ратором (в битах1).	",
Графически полученная зависимость представлена на
рис. 40.
Как уже говорилось? очень велики различия в харак-
теристиках рецепторных частей разных анализаторов.
Так, направленность слухового анализатора слабо выра-
жена. При зрительном же восприятии та часть поле зре-
ния, с которой можно получить четкий образ', составляет
лишь 0,01 всего поля зрения (телесного угла в 60°).
Постоянная времени звукового анализатора весьма
велика. Как показывает эксперимент, уход им$ет макси-
1 Бит — единица количества информации, принятая в современ-
ной кибернетике. То же, что двоичная единица информации.
9 в. П. Сочивко
129

мальную чувствительность при длительности звукового
сигнала около 0,5 сек. Если длительность сигнала 0,15—
0,2 сек, то кажущийся уровень громкости резко падает.
При длительности сигнала более 0,5 сек за счет адаптации'
также происходит кажущееся уменьшение громкости, но
оно весьма незначительно.
Естественно, что на рецепторную часть анализатора
оказывает воздействие центральная его часть. Порази-
Рис. 40. Зависимость времени получения и переработки инфор-
мации человеком от ее количества.
сигнала — отчетливое эхо звуков речи в обычном поме-
щении мы не слышим, хотя измерение звукового поля
с помощью приборов показывает, что эхо всегда суще-
ствует.
Воздействие шума зависит от индивидуальных свойств
человека-оператора. По общепринятым нормам считается,
что шум, превышающий 65—70 дб, уже опасен; шум,
превышающий 90 дб, крайне вреден для слухового анали-
затора; шум, превышающий 130 дб, приводит к необра-
тимому его повреждению. Заметим попутно, что постоян-
ный шум даже относительно невысокого уровня может
вызвать заболевание нервной системы, расстройство
психики, а также заболевание внутренних органов, на-
пример желудка.
Помимо основных анализаторов — слухового и зри-
тельного—для приема сигналов могут быть использо-
ваны и другие, например кожный анализатор. Кожа —
это сложное структурное образование, выполняющее ог-
ромное количество функций как защитных, так и чисто
1зе

сигнальных. Многочисленные рецепторы кожи позволяют
ей выполнять функции анализатора. Поверхность кожи
так обильно иннервирована, что ее иногда называют пери-
ферическим мозгом.
Проводится много исследований, направленных на
использование кожнбго анализатора для уменьшения
нагрузки на основные анализаторы и для дублирования
последних. Кожа способна реагировать на температурные,
химические и электрические раздражения. Однако для
длительной сигнализации физиологи считают наиболее
подходящей механическую вибрацию.
Для успешного кодирования информации необходимо
точно знать разрешающую, а также пропускную способ-
ности кожного анализатора. Если в качестве сигналов
используются колебания вибратора, то для кодирования
можно выбрать следующие параметры сигналов: местопо-
ложение, интенсивность, длительность, частота.
При выборе места подачи сигналов на кожный анали-
затор следует учитывать, что грудь, голова и плечо не
удобны для этого из-за высокой костной проводимости
звука. Для вибровоздействия следует использовать кож-
ную поверхность ног и рук.
В настоящее время проводится большая работа по
внедрению в практику кожной системы связи. Так, в Лабо-
ратории психологии Вирджинского университета (США),
которой руководит Ф. Джелдард, разработан вибрацион-
ный код. При этом были использованы три параметра
сигнала: местоположение, интенсивность, длительность.
Вибраторы располагаются на груди пятью группами,
по девять вибраторов в каждой. Используются три интен-
сивности и три различных длительности сигнала. С по-
мощью такого кода зашифрован английский алфавит.
На изучение этого кода испытуемому требуется около 30 ч.
После тренировки, длящейся примерно столько же,
оператор может принимать предложения,; передаваемые
со скоростью 38 пятибуквенных слов в минуту, что со-
ставляет г/в скорости восприятия Медленной речи.
Достигнутая, скорость не является предельной. По мне-
нию авторов, предельная скорость составляет 67 слов
в минуту, а это в три раза выше скорости, которую может
обеспечить оператор, работающий с азбукой Морзе:
Чтобы проверить возможности такой системы связи
в реальных условиях, были проведены дополййтёльные
исследования. Испытуемый находился в камере,, фаспо-
9*	131

ложенной на качающемся столе в сильном шумовом поле,
т. е. способность его к приёму информации, передаваемой
через кожный анализатор, изучалась в услбвнях, близких
к реальным при качке. Испытуемый отвечал на сообще-
ния с точностью 85%, хотя оказалось, что при некоторых
частотах и амплитудах качания стола процент ошибок
увеличивался. Авторы разработки считают, что применяе-
мая ими система кодирования (три местоположения вибра-
торов, две амплитуды и три длительности сигнала) яв-
ляется слишком сложной, и предполагают упростить ее.
В той же лаборатории Ф. Джелдарда была создана
система вибрационной «наводки на цель». В этой системе
на груди испытуемого располагались три вибратора, вклю-
чаемые последовательно. Такое последовательное вклю-
чение создавало ощущение движения в том или ином на-
правлении, а вибрации были распределены во времени
так, чтобы указывать степень срочности^ с которой необ- .
ходимо производить наводку. Направление движения на
груди указывало на цель. Задача испытуемого состояла
в устранении всех сигналов при помощи штурвала. После
небольшого обучения вибрационная «наводка на цель»
осуществлялась ничуть не хуже, чем при помощи зритель-
ного анализатора. Даже после уменьшения числа вибра-
торов до двух и устранения параметра срочности резуль-
таты действий испытуемых значительно не ухудшились.
В США по заданию Военного министерства была со-
здана система связи с приемом кожныманализаторомчело-
века сигналов, подаваемых в виде струй воздуха. Для коди- _
рования использовались пневматические вибраторы.
Струи воздуха подавались на кончики пальцев. Было
показано, что различение двух точек кожи, на которые
воздействуют струи воздуха, происходит хорошо, но. при
увеличении числа раздражаемых точек^возрастают ошибки.
На основании этих опытов создана опытная система из
96 вибраторов. Для управления системой предполагалось
использовать электронно-вычислительную машину.
Заметим, что предложенные системы связи очень гро-
моздки и сложны. Скорость же передачи информации пока
все еще мала.
Одним из свойств кожи, которые можно использовать
в системах связи, является хорошая временная дискри-
минация. Ф. Джелдард считает, что для “осуществления
временной дискриминации слух более полезен, чем зре-
ние, а кожа как временной анализатор конкурирует

с ухом и значительно превосходит глаз. Эти выводы
- Ф. Джелдарда подтверждаются, опытами других исследо-
вателей.	. 1
Основные задачи, стоящие сейчас перед исследовате-
лями кожного анализатора, состоят в отыскании наиболее
удобных для воздействия участков кожи, уменьшении
маскировочного эффекта, увеличении пропускной спо-
собности данного анализатора и в улучшений методики
и контроля за сигналами. При решении э'гих задач возни-
кают и чисто технические трудности, в связи с тем что
применяемые в настоящее время вибраторы слишком
громоздки и плохо отвечают на быстрые временные изме:
нения сигнала. Недостаточно разработаны способы пре-
образования входных сигналов, особенно световых, в ме-
ханические ^колебания.
Критическая оценка возможности использования кож-
ного анализатора приводит к заключению, что в реаль-
ных системах человек — машина его можно использовать
уже сегодня в каналах чрезвычайной сигнализации —
для приема сигналов опасности аварийных сигналов^для
фиксации критических показаний приборов и т. д. Воз-
можно также использование кожного анализатора в каче-
стве дублирующего канала, подтверждающего сигналы
основных каналов—~ зрительного и слухового.
- Ведущим, анализатором человека практически почти
во всех случаях является зрительный. Даже акустик,
работающий в современном гидроакустическом компдексе,
большую часть информации с пульта получает от стрелоч-
ных индикаторов, экранов электронно-лучевых трубок,
шильдиков, шкал и т. д.-При этом одни из приборов пере-
дают более важную информацию, другие—менЯе важ-
ную, к одним приборам оператор обращается чаще,
к другим — реже. Некоторые из приббров требуют
экстренных ответных реакций, другие нет. Оценивая
состояние наблюдаемого (управляемого) объекта, опера-
тор обычно сопоставляет показания нескольких приборов.
Учитывая все это, при разработке конструкции прибор-
ных панелей необходимо исходить из анализа деятельности
оператора.
В инженерной психологии сформулировано правило,
согласно которому приборы должны располагаться на
панели в соответствии с лайкой деятельности оператора.
В сврзи с этйм рекомендуется группировать приборы пр
их назначению, например приборы, передающие инфор-
382	133

мацию об одном и том же объекте (или параметре) или
связанные с решением одной и той же задачи, выделять
как целостный комплекс. При этом наиболее значимая
группа должна располагаться в центре панели, а все
остальные — в соответствии с последовательностью
действий оператора.
Эффективность деятельности человека в системотехни-
ческом комплексе в значительной степени зависит от того,
насколько своевременно и точно он принимает информа-
цию. Поэтому вопрос о психологических принципах кон-
струирования индикаторов стал одним из центральных
в современной инженерной психологии. Именно в этой
области проводится наибольшее число исследований.
Индикаторы оцениваются по ряду критериев, среди
которых важнейшими являются следующие [361:
1.	Модальность сигнала, передаваемого индикатором.
При этом прежде всего учитывается различимость сигнала.
2.	Скорость передачи информации. При этом учиты-
вается степень ее соответствия пропускной способности
воспринимающих органов человека.
3.	Функция поступающей информации в процессе уп-
равления (командная или осведомительная). В этой
связи индикаторы иногда разделяют на целевые и ситуа-
ционные. Первые отображают цель управления («конеч-
ную точку», которая должна быть достигнута) и дают
сведения о необходимых действиях. Сюда относятся инди-
каторы ошибки, отображающие отклонения текущего со-
стояния регулируемого параметра от заданной программы,
и индикаторы команд, указывающие необходимое действие
(например, сигнал «Стоп»). Ситуационные индикаторы не
только дают информацию об отношении хода процесса
к программе, но и обрисовывают ситуацию как таковую.
4.	Назначение индикатора. В этой связи индикаторы .
делятся на три группы:
а)	для проверочного (контрольного) чтения. Воспри-
нимая их показания, 'оператор решает простую альтер-
нативную задачу по типу «да» или «нет» (работает ли дви-
гатель, нормален ли режим его работы и т. д.);
б)	для качественного чтения. Они дают информацию
о направлении изменения управляемых параметров объ-
екта (возрастает или уменьшается давление, в какую
сторону отклоняется управляемый объект от заданного
курса, к какой категории относится данный объект и
т. д.);
134

в)	для количественного чтения. Они передают инфор-
мацию в виде численных значений управляемых ве-
личин.
Однако это деление является условным, так как в боль-
шинстве индикаторов совмещаются возможности прове-
рочного, качественного и количественного чтения.
5.- Форма сигнала, т. е. отношение его свойств к свой-
ствам объекта. При оценке изображения главную роль
играет его полнота (степень схематизации, детализации,
количество воспроизводимых свойств). Если же речь идет
о символах, то прежде всего оценивается способ кодиро-
вания. Поскольку сообщения об одном и том же событии
могут быть переданы с помощью разны-х кодов, а один
и тот же код использован для передачи сообщений о раз-
ных событиях, вопрос о выборе оптимального способа
кодирования приобретает особое значение.
6. Масштаб, т. е. количественное отношение величины
изменения сигнала к величине изменения управляемого
объекта. Именно этим отношением и определяется прежде
всего выбор физического алфавита сигнала.
Допрос о критериях психологической оценки индика-
торов разработан еще недостаточно подробно. Поэтому
в конкретных инженерно-психологических исследованиях
обычно ограничиваются лишь суммарной характеристикой,
определяемой как читаемость индикатора, которая оце-
нивается но показателям скорости и точности различения,
опознания и интерпретации его показаний. Дело в.том,
что прием человеком-оператором информации, передавае-
мой индикатором, является сложным мыслительным про-
цессом, в котором неразрывно объединены основные
познавательные процессы.	' -
Анализ читаемости индикаторов приобретает особенно
большую значимость в тех случаях, когда перед операто-
ром ставится задача оценки сложной ситуации. Ее реше-
ние предполагает обычно целую систему последователь-
ных сенсорных действий. Скорость и точность приема,
переработки и использования информации в этих случаях
в значительной степени определяется «стратегией восприя-
тия», важнейшим компонентом которой является маршрут
гностических действий, т. е. последовательность восприя-
тия объектов сенсомоторного поля. Как говорилось выше,
эффективность сенсорной деятельности во многом зависит
от того, насколько выбранный маршрут адекватен решае-
мой задаче, и от того, насколько расположение индикато-
135

ров на приборной панели соответствует оптимальной по-
.следовательности их восприятия.
При разработке средств отображения и конструирова-
нии сенсорного поля пульта управления, следует иметь
в виду, что функции оператора не ограничиваются только
приемом и передачей информации. Основным моментом его
деятельности является рёшение тех или иных задач.
Поэтому информация должна передаваться оператору
таким образом, чтобы облегчить выявление проблемной
ситуации и формирование алгоритма решения.
Вопросы принятия решения в человеко-машинных
системах обсуждаются в следующем параграфе. Здесь
важно отметить только некоторые особенности этой за-
дачи в связи с рассмотрением сенсорной деятельности1
оператора. -	.	'
Важно с самого начала четко представлять, в какой
форме будет протекать решение задачи. Если оно осуще-
ствляется в форме оперирования представлениями (под
представлениями будем понимать вторичные чувственные
образы предмета, который в данный момент'не действует
на органы чувств, но действовал в прошлом), то важно
предусмотреть, чтобы способ передачи информации обес-
печивал быстрый и точный перевод получаемых сигналов
в наглядную'«мысленную картину» ситуации, т. е. их-
конкретизацию. Если же решение осуществляется в форме -
речевого (символического) мышления, то важно передавать
сигналы в такой форме, которая облегчала бы формирова-
ние абстрактных моделей. Отметим, что абстрагирование
является более трудоемкой операцией, чем конкрети-
зация.
- Общими требованиями к сигналам, вытекающими из
характеристик мышления, являются:
1)	достаточная полнота отображения события;
2)	краткость и четкость сигнала;
3)	правильность сигнала (т. е. в нем не должно быть
того, чего нет- в объекте); '
4)	необходимость подачи сигнала в такой форме, кото-
рая указывала бы на его связь с другими сигналами.
Особенно эффективны те сигналы, которые содержат
«намек» на возникновение проблемной ситуации и «под-
сказку» путей ее решения.
Б. Ф. Ломовыми В. П. Зинченко показано, насколько'
важно, чтобы вся система сигналов отображала ситуацию
многоаспектно.. Чем большее число аспектов оператор
136

может выявить, тем больше он имеет шансов найти пра-
вильное решение.	_
Очевидно, что сигналы, поступающие с индикаторов,
важны лишь постольку, поскольку они являются носи-
телями информации об объекте управления (наблюдения)
и необходимы для решения поставленной перед операто-
ром задачи. Поэтому прием сигнала человеком включает
два взаимосвязанных момента; во-первых, непосредствен-
ное различение и опознание физического процесса, высту- <
пающего в роли сигнала; во-вторых, опосредованное
опознание объектов и интерпретацию того состояния
объекта, информацию о котором данный сигнал несет.
Основным признаком,’ определяющим форму сигнала,
является его соответствие объекту. Все сигналы, адресо-
ванные человеку, можно разбить на два класса: изобра-
жения (сигнал копирует, воспроизводит состояние объ-
екта) и символы, или знаки (сигнал выступает как код
состояния объекта).
Декодирование сигналов-символов, т. е, перевод их
в представление реальной обстановки, является одной .
из труднейших мыслительных операций. Выполняя ее,
оператор допускает ошибки: неверно оценивает расстоя-
ния, путает объекты и т. д. В результате надежность и
пропускная способность звена «человек» снижаются.
Одним из важнейших путей повышения' эффективности,
работы оператора является создание" индикаторов, кото-
рое позволяли бы перейти от сигналов=символов к сиг-
налам-изображениям. Существенное достижение в реали-
зации этих идей — разработка принципиально • нового
пульта управления одной из американских атомных .
лодок, на котором смонтирована система «Коналог» (кон-
тактный аналоговый индикатор). В этой системе на экране
одного индикатора непрерывно воспроизводится вся ин-
формация, которую в обычной системе управления вос-
производят отдельные индикаторы комбинированной при-
борной доски.	’
Внешняя обстановка воспроизводится на экране инди-
катора системы «Коналог» Ь трех параллельных плоско-
стях, соответствующих: 1) поверхности воды (или задан-
ной минимальной-глубине погружения); 2) дну океана
(или заданной максимальной глубине погружения);
3) плоскости маршрута (или зоне движения).
Изображение на экране индикатора системы «Коналог»'
дано на рис. 41.
137

В информационной системе «Коналог» предусмотрена
возможность наблюдать на одном экране одновременно
или раздельно Несколько различных изображений, а
именно изображений, получаемых на экране контактного
аналогового индикатора, гидролокационной станции, ра-
диолокатора и телевизионной системы.
В режиме контактного аналогового индикатора на
экране воспроизводятся в наглядной форме команды на
।	Рис. 41. Изображение на экране индикатора ап-
I	паратуры «Коналог» при точном удержании под-
водной лодки на курсе.
коррекцию глубины и курса подводной лодки. Путем
изменения относительного положения, ориентации и ско-
рости движения фоновых сеток и зоны движения на экране
	воссоздается информация, характеризующая угол диф-
Г	ферента, -скорость уменьшения дифферента, глубину по-
гружения, скорость погружения или всплытия, расстоя-
ние до дна, курс, скорость изменения курса и крен. Опе-
ратор, наблюдающий за изображением на экране инди-
катора, испытывает такие же ощущения, какие он испы-
тывал бы, если бы смотрел через лобовое стекло рубки
подводной лодки, находящейся в погруженном состоянии.
Получаемая им информация содержит все данные, необ-
ходимые для правильного управления подводной лодкой.
Аппаратура «Коналог» имеет также систему визуальной
и звуковой сигнализации, подающую сигналы тревоги
138

при возникновении опасных условий маневрирования
лодки или при отказе одной из следящих систем.
На передней панели системы расположены также допол-
нительные индикаторы, которыми оператор может вос-
пользоваться для получения точных численных величин,
характеризующих дифферент, глубину и курс. В необхо-
димых случаях эти индикаторы можно использовать
вместо основного.
Подобные системы индикации прошли тщательное
психофизиологическое обследование и показали свою
высокую эффективность.
Однако использование принципа «картинности» имеет
свои границы. Прежде всего точность оценки регулируе-
мых величин при восприятии сигнала-изображения огра-
ничена пределами возможностей измерительной функции
зрительного анализатора. В тех случаях, когда управление
требует точного знания величин, изображение должно
дополняться (а в ряде случаев заменяться) цифровыми
знаками. Кроме того, если информация невелика по
объему, изображение является неэкономным и ненадеж-
ным средством ее передачи. Свойственная ему избыточ-
ность из средств повышения надежности может превра-
титься в помеху при приеме. Оценивая достоинства и
недостатки изображений, надо в каждом конкретном
случае исходить из анализа основных задач, решаемых на
основании приема и переработки информаций.
§ 13.
Принятие решения
в человеко-машинных системах
Весьма часто использование автоматов-для принятия реше-
ния. . .мотивируется желанием снять с себя прямую ответ-
ственность.
Н. Винер
Важнейшим этапом обработки информации чело-
веко-машинной системой является принятие решения.'
До настоящего времени во всех системотехнических ком-
плексах функция принятия решения возлагается на чело-
века. Это полностью оправдывается тем обстоятельством,
что принятие решения в сложной ситуации требует при-
ведения в действие тех механизмов, которыми распола-
139

гает человеческий мозг и которые пока недостаточно хо-
рошо реализуются в технических системах.
Не претендуя на полноту всех характеристик, опре-
деляющих процедуру принятия решения, рассмотрим
кратко некоторые моменты этой проблемы.
Принятию решения, предшествуют подготовительные'
операции. В их число входит Сбор информации, общая
оценка ситуации, обращение к памяти, в. которой сохра-
-няется предыдущий опыт, инструкции, , программы, а
также обращение (часто в неявном" виде)г к интуиции.
Для человека характерна способность оценивать ситуа-
цию пусть не абсолютно точно, но почти всегда с хорошим
приближением к истинному положению вещей. При этом,
как правило, человек обходится без численных показа-
телей, используя качественные характеристики, аналогии,
приближенные представления о подобии и т. д.
Психология давно занимается проблемой принятия
решения человеком. Однако до сих пор многие аспекты
этой проблемы только иллюстрируются результатами
экспериментов и Достоверными примерами и лишь неко-
торые из них охвачены теми или иными психологиче-
скими концепциями.
Достаточно типичный пример, характеризующий
сложность ряда моментов, приводит профессор.
С. Я- Долецкий х. Он пишет, что академиков. В, Шулейд
кин долго бился над конструкцией прибора для измере-
ния глубины, созданием которого занимался еще Пётр I.
Однажды В.-В. Шулейкину приснилось, что Петр I сказал
ему: «Прибор собрать надо вот так. . .». Проснувшись,
Шулейкин записал решение и изумился, насколько про-
стым оно оказалось. Конечно, дело здесь не в том, кто
именно приснился изобретателю в связи с идеей прибора
(по И. П. Павлову сон — это небывалая комбинация
бывалых впечатлений), а" в неожиданности развязки —
длительная работа мозга закончилась внезапным приня-
тием решения, причем не в период бодрствования, а
во время сна.
- .Из ряда теоретических концепций, объясняющих меха-
низмы принятия решений, можно отметить психофизиоло-
гическую (а в известной мере и кибернетическую) концеп-
цию активности по Н. А. Бернштейну, концепцию акцеп-
1 С. Я- Долецкий. Четвертая высота (о психологии научного
Творчества). —«Наука и жизнь», 1971, № 2, с. 48—54.
140	,

тора действия по П. К. Анохину, концепцию доминанты 1
по А. А. Ухтомскому и др. Их основу составляет естествен-
ное предположение о том, что активный характер поведе-
ния организма неотделим от йредвидения в той или иной
форме результатов поведения. Доминанта выполняет при
этом важную роль в «наведении порядка» в хаосе возбужде-
: ний целого отдела и его частей в центральной нервной
системе — человек в каждый момент времени видит мно-
гое, но изучает только то, что для него в данный момент
важнее всего. Психофизиологическая концепция, актив-
ности предполагает наличие в организме человека физио-
логических механизмов «моделирования будущего», по-
строение предваряющих (прогностических) «внутренних
моделей» внешцего мира. Любой акт произвольной дея-
тельности направлен к достижению определенной цели -г-
предвидимой будущей ситуации,-закодированную модель
которой мозг вырабатывает еще до’ начала действия.
По Бернштейну, мозг, отражая действительность, одно-
временно конструирует на основе знаний о прошлом и
настоящем модель ближайшего будущего, определяющую
выбор действия. Сенсорная коррекция заключается в на-
правленном сравнении достигнутого результата с моделью
будущего.	;
Естественно, что сказанное не охватывает всех сторон
названных выше концепций, не раскрывает в полной мере
их пригодность для объяснения и моделирования механиз-
мов принятия решения. Однако это и не входит в нашу
задачу. Для подробного ознакомления с этим вопросом
можно обратиться к специальной литературе [36].
В современной психологии одна из, теорий принятия
решения предполагает, что, наряду с моделью-зеркалом,
в нашем мозгу имеются эмоциональные модели, отража- /
ющие жизненную ценность события или ценность получа-
емой информации. Согласно другой, несколько отличной
теории, эмоции стимулируют энергетическое обеспечение
тех или иных мотиваций. Какой бы концепции ни при-
держивался исследователь, весьма важен учет эмоцио-
нальных механизмов принятия решения.
Всякое решение — это всегда выбор, хотя концепция
У. Р. Эщбй и некоторых других кибернетиков о том, что
1 Доминанта — очаг возбуждения любого отдела центральной
нервной системы, изменяющий текущую работу нервных центров путем
замыкания на себя импульсов, которые при отсутствии доминанты
вызывают другую реакцию организма. .
141

к этому и сводится весь. механизм принятия решения,
является спорной. Реакции выбора осложнены необхо-
димостью' отвечать действием только на некоторые из сиг-
налов. При этом в реальной ситуации важной характери-
стикой может явиться время выбора, пропорциональное
логарифму числа элементов, из которых производится
выбор.
Большое значение имеет и такая характеристика, как
время реакции на сообщение, пропорциональное количе-
ству информации, содержащейся в сообщении. Существует
достаточно правдоподобная концепция, согласно которой
время реакции и точность выбора связаны определенной
зависимостью. Качественная характеристика этой зави-
симости может быть определена так: человек, чтобы
выиграть время, теряет в точности. И наоборот, стремле-
ние к точности выбора удлиняет время реакции.
Как уже говорилось выше, механизм принятия реше-
ния широко использует аналогии. Некоторые авторы
считают метод аналогий основ,©полагающим. Так, напри-
мер, Д. Пойа в. известной работе «Математика и правдо-
подобные рассуждения», утверждает, что не существует
открытий ни в какой из областей, которые могли бы быть
сделаны без аналогии. Точно так же М. М. Бонгард в мо-
нографии «Проблемы узнавания» подробно обосновывает
мысль, что ни одну большую и сложную задачу человек
не решает как совершенно новую.
При принятии решения велика роль так называемой
косвенной информации. Заметим, что при создании 'ма-
шинных систем обработки информации имеется стремление
к отсеву избыточной информации. Этим в принципе огра-
ничивается и использование косвенной информации.
Пониманию механизмов принятия решения препят-
ствует и та особенность мозга, что в сложных процессах
переработки информации основная часть ее обрабатывается
на подсознательном, уровне. Считают, что на подсозна-
тельном уровне перерабатывается 10® бит в секунду,
в то время как на сознательном уровне только 10а бит
в секунду.
Лишь в самые последние годы разработано несколько
методик кибернетического исследования механизмов при-
нятия решения. Интересны исследовация решающих пра-
вил (решающих функций) [68], которыми пользуется
человек при классификации сигналов. Результаты, полу-
ченные при этих исследованиях, позволили Л. А. Чисто-
142

вич и Н. Г. Загоруйко сформулировать гипотезу о линей-
ных решающих правилах, которыми пользуется человек.
Эту гипотезу подкрепляют психоакустические экспери-
менты Л. А. Чистович и экспериментальные исследования
по классификации цифрового материала Н. Г. Загоруйко.
В то же время, как показали исследования, проведенные
автором совместно с И. В. Беккер [6], при классификации
изображений человек может строить нелинейные реша-
ющие функции. При анализе этого противоречия была
высказана гипотеза о существовании своего рода прин-
ципа неопределенности, препятствующего установлению
действительного вида решающего правила, которым поль-
зуется человеческий мозг.
, В практике функционирования человеко-машинных
систем важную роль играет объективней контроль и
фиксация решений, принимаемых оператором. Здесь по-
мимо полезных, но достаточно примитивных систем ре-
гистрации типа «кляузника» (встроенной и недоступной
для оператора системы регистрации всех его действий
в системотехническом комплексе в период дежурства)
уже существуют более интересные решения. В качестве
одного из примеров можно назвать разработанные в Ин-
ституте математики Сибирского отделения АН СССР,
в лаборатории Н. Г. Загоруйко программы по объектив-
ному (машинному) контролю уверенности действий опе-
ратора при классификации им сигналов. В основу про-
граммы заложен принцип опознания эмоционального об-
раза, содержащегося в звуках речи оператора.
В заключение следует отметить, что принятое решение
должно быть выполнено, т. е. должно закончиться реали-
зацией определенного поведения, чаще всего — воздейст-
вием на управляемую систему. Психологически непра-
вильно отрывать акт принятия решения отего исполнения,
так же как не учитывать роли объективного контроля и
фиксации решений.
Модели принятия решения еще более осложняются
при групповом поведении. Многие из возникающих здесь
вопросов рассматриваются уже не инженерной, а социаль-
ной психологией. Эти вопросы становятся актуальными
при разработке современных системотехнических ком-
плексов, так как в них звено. «человек» представляет
собой, как правило, группу операторов.
Этим не исчерпывается многогранная проблема приня-
тия решения. К некоторым аспектам ее мы еще-вернемся.
14а

§,4-
Моторная деятельность и ее оптимизация
’•
Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гари-
бальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит
ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон ми-
'	ровые законы и пишет их на бумаге — везде окончательным
фактом является мышечное движение.
И. М. Сеченов
Инженер-практик склонен видеть в движениях
оператора системотехнического комплекса только чисто
моторную, исполнительскую деятельность. Фактически
движения выполняют и другие, функции. Инженерная
психология разделяет все возможные движения рук опе-
ратора на три группы:	-
1) рабочие движения, определяющие моторную, испол-
нительскую деятельность оператора в чистом виде;.
2) гностические движения, к которым относятся ося-
зательные движения пальцев рук при обследовании той
или иной поверхности;
3)'приспособительные движения, определяющие 'пла-
стичность, .адаптивность человеческой руки.
Как всякая классификация, эта схема страдает неко-
торыми недостатками. Так, в ней оказываются замаски-
рованными анализаторные функции двигательного аппа-
рата, определяющие его саморегуляцию.
Научные основы учения с регуляции рабочих движе-
ний были заложены И. М. Сеченовым. Большой вклад
в это учение внес И. П. Павлов. Идеи Сеченова и Пав-
лова нашли дальнейшее развитие в трудах Н. Аг Берн-
штейна, П. К. Анохина, Б. Ф. Ломова и др. В многочис-
ленных исследованиях были- выявлены конкретные зако-
номерности рефлекторных механизмов двигательного акта,
выяснёйа роль сенсорных коррекций и обратной аффе-
рентации 1 в построении движений. Стало ясно, что сен-
1 Афферентная обратная связь является функцией так называемых
вторичных афферентных импульсов, т. е. не тех импульсов, которые
первично вызвали рефлекторный акт, а импульсов, рождающихся
в организме в результате деятельности органов и тканей. Эти импульсы
непрерывно поступают в нервные центры, которые в соответствии
- с импульсами корректируют деятельность двигательного аппарата,
приспосабливая ее к изменяющимся условиям.
144

сорные сигналы не только пускают в ход эффекторный
аппарат1, но и направляют И регулируют его.
В исследованиях, проведенных в последние годы, все
более подчеркивается та роль, которую играют в органи-
зации действия сигналы обратной связи, возникающие
при выполненйи движений. По современным научным
представлениям в основе механизма двигательных актов
лежит рефлекторное кольцо. Идеи и методы кибернетики
позволили наметить общую схему контура регулирования
движения и определить его
основные элементы. На • S' X
рис. 42 приведена блок-	5
схема системы управления
движением, предложенная
Н. А. Бернштейном. Эта
система образует замкну-
тый контур регулирова-
ния, включающий шесть
основных элементов:
/ — эффектор (двига-
тельный аппарат), работа
которого управляется по
заданному параметру;
2 — задающий элемент,
который-вносит на основе
заданной программы тре-
буемое значение регули-
руемого параметра;
3 — рецептор, воспринимающий фактические текущие
значения параметра и передающий сигналы о них;
4 — прибор сличений, выявляющий расхождение тре-
буемого и фактического значений параметра;
5—прибор . перекодирования, переводящий данные
прибора сличения в коррекционные импульсы, подаваемые
регулятору;
6— регулятор, управляющий эффектором.
Приведенная схема не дает Исчерпывающего, объясне1-
ния механизма регуляции движений. Онануждается в не-
которых уточнениях и дополнениях. Тем не менее в этой
1 Эффекторный аппарат включает в себя эффекторные нейроны
центральной нервной системы, посылающие импульсы к периферическим
органам, а также сами эффекторы — органы, с помощью которых орга-
низм активно действует, отвечая на раздражение, например мышцы
и железы.
10 В. П. Сочивко	145
Программа.
S
Объект
4
рис. 42. (Блок-схема системы уп-
равления движениями человека.

схеме достаточно четко показаны - основные звенья' той
системы, которая осуществляет регуляцию двигательных
актов.
Исключительно большая роль в формировании сигна-
лов обратной связи, а следовательно, ив регуляции дви-
жений принадлежит кинестетическим ощущениям \ а также
осязанию, отражающим состояние двигательного аппарата
и его взаимодействие с объектом манипуляции в каждый
данный момент. Как показывают исследования, если иа
начальных ступенях образования навыка движения про-
текают под контролем зрения, то впоследствии этот
контроль все более переходит к чувствительным элемен-
там, входящим в двигательную систему.
Образ совершаемого движения формируется на основе
мышечных, суставных и тактильных ощущений. К сожа-
лению, из-за ряда методических трудностей характери-
стики этих составляющих и их относительная роль в струк-
туре образа изучены недостаточно. Имеющиеся данные
позволяют судить о возможностях и особенностях отра-
жения движений пока лишь в общих чертах.
Мы остановились на этих вопросах так подробдр по-
тому, что 'современная общая психология приписывает
моторной деятельности человека очень большую, роль.
Психология восприятия в свою очередь постулирует пер-
вичность и исходную роль тактильно-мышечных ощуще-
ний в построении (создании) образа. Конкретные данные
психофизиологических исследований аппарата управле-
ния и регулирования движением имеют большое значение
для бионических работ по созданию эффективных манипу-
ляторов и роботов в целом (подробнее этот аспект проблемы
рассмотрен в одном из последующих параграфов этой
главы). И, наконец, обсуждаемые вопросы имеют большое
практическое значение для оптимизации трудовой дея-
тельности оператора в человеко-машинном комплексе,
так как раскрывают Механизмы не только текущей орга-
низации движений,' но и формирования сложных движе-,
йий, хотя, как говорилось, система моторной деятельности
в целом далеко не проста и многие ее составляющие из-
учены недостаточно полно.
1 Кинестетическое ощущение — чувство положения и движения от-
дельных частей тела, обусловленное функцией рецепторов, которые
реагируют на механическое давление, испытываемое ими при растяже-
нии или сжатии окружающих мышечных клеток и сухожильных волокон.
146

Одна из причин сложности выявления, составляющих
моторной деятельности человека заключается в следу-
ющем. В ходе практической деятельности в центральной
нервной системе возникает система временных связей или
динамических стереотипов \ являющихся основой навыка.
В результате движения оператора доводятся до автома-
тизма, что позволяет ему сосредоточить внимание на цели
действия, а не на способе его выполнения.
К сожалению, практики часто не задумываются над
всеми тонкостями задачи организации моторной деятель-
ности оператора. Именно в результате этого проектиру-
емые ими системотёхнические комплексы имеют органы
управления, которые инженерные психологи в насмешку
называют органами утомления. Однако неоправдана и
другая крайность, когда, стремясь снизить утомляемость
оператора, добиваются того, что органы управления пере-
мещаются без всяких ощутимых усилий. В результате
этого оказывается затрудненной анализаторная деятель-
ность мышечного аппарата. Она ограничивается лишь
пространственной ориентацией, в то время как для эффек-
тивного . функционирования двигательного анализатора
необходимы сигналы обратной связи, возникающие как
результат преодоления некоторого сопротивления органов
управления при их перемещении.
Инженерная психология и эргономика отработали
четкие рекомендации по оптимизации моторной деятель-
ности. Они основаны на научных данных об особенностях
действия мышечного аппарата. Так, известно, что человек-
оператор осуществляет перемещение органов управления
«к телу» быстрее, чем «от тела». Однако точность переме-
щения органов управления во втором случае выше, чем
в. первом. Перемещения по горизонтали осуществляются
быстрее, чем по вертикали. Вращательные движения пра-
вой рукой удобнее осуществлять против часовой стрелки,
левой — по часовой стрелке. Скорость выбора ответной
реакции из ряда возможных зависит от числа ее измере-
ний, т. е. различных признаков (направления движения,
величины усилия и т. д.).
1 Динамический стереотип — устойчиво закрепившаяся система
условных нервных связей, обеспечивающих определенную интенсив-
ность и последовательность реакций организма на воздействия внешней
среды. Образуется при достаточно длительном воздействии системы
одних и тех же раздражителей (внешнем стереотипе).
10*	147

Другим важным фактором, влияющим на эффектив-
ность моторной деятельности, является степень «совмести
мости стимула и реакции», что особенно отчетливо обна-
руживается в зависимости времеци реакции от простран-
ственного расположения органов управления. В инженер-
ной- психологии показано, что скорость реакции может
быть увеличена, если расположение органов управления
находится в строгом соответствии с расположением- инди-
каторных элементов, иначе говоря, если имеется струк-
турная общность сенсорного и моторного полей. При ма-
ксимальном их сближении время реакции может ока-
заться независимым от количества передаваемой инфор-
мации.
Эргономика рекомендует менять последовательность
. операций при монотонной деятельности, а также изме-
нять темп однообразных продолжительных работ.
Именно стремление оптимизировать моторную деятель-
ность определило разработку рекомендаций по активному
отдыху типа производственной гимнастики. Примени-
тельно к особенностям деятельности оператора в системо-
техническом комплексе эти идеи нашли свое выражение
- в конструировании так называемых динамических кресел.
Динамическое кресло имеет подвижные элементы — под-
локотники, упоры для ног, спинку и даже. встроенные
эспандеры. Это позволяет' оператору, практически не пре-
рывая вахту, в нужные моменты'времени проделать ком-
плекс упражнений для повышения общего тонуса орга-
низма и устранения всех отрицательных- последствий дли-
тельного пребывания, в операторском кресле.
Практически разработаны и более оригинальные спо-
собы снятия усталости — заполнение помещения легкими
отрицательными ионами, использование тонизирующих
запахов, которые усиливают приток крови к.головному
мозгу и сердцу и обостряют зрительные ощущения,
а также, ряд других мер. ,
По понятным причинам вначале основное внимание
уделялось оптимизации моторной деятельности операто-
ров, занятых на производстве. Лишь в последние годы
появились работы, й которых рассматривается оператор
системотехнического комплекса летательных аппаратов и
космических кораблей. Очевидно, что эти исследования^
и практическая v реализация полученных результатов '
имеют колоссальное значение и для оптимизации деятель-
ности операторов, работающих в условиях гидросферы.
148	-

§ 15.
Профотбор и обучение .
•
Знание действия зависит от знания причины и заключает
в себе последнее.
Б. Спиноза
При отборе кандидатов для выполнения той или.
иной работы всегда учитывают индивидуальные особен-,
ности людей. Отбор операторов системотехнических ком-
плексов, предназначенных для работы в - гидросфере,
представляет особенно трудную и ответственную задачу.
Однако и прошедшие отбор операторы нуждаются в обу-
 чении, на первом этапе которого ставится цель привития
основных навыков, необходимых оператору для выпол-
нения его обязанностей. Но обучение На этом не заканчи-
вается. Оно продолжается на протяжении всего периода
работы оператора в  системотехническом . комплексе.
Поэтому научный подход к проектированию системотех-
нических комплексов должен предусматривать создание
возможностей для продолжения обучения операторов,
совмещенного с выполнением ими текущих обязанностей.
Излагаемый в данном параграфе материал не является
руководством по профессиональному отбору.. Здесь
будут рассмотрены ^ только некоторые моменты, позво-
ляющие представить себе специфику рассматриваемой
проблемы.
В психике различных людей имеется много общего,
что позволяет говорить о психике личности вообще.'
Вместе с тем психика каждого человека сугубо индиви-
дуальна. Например, в достаточно большой группе про-'.
. фессионалов можно выявить два' типа раббтников. Одни
работники предпочитают заниматься однообразным' тру-
дом и положительно реагируют на монотонность работы.
Другие, наоборот, при выполнении однообразного труда
быстро начинают ощущать некоторую подавленность.
Поразительным является факт, выявленный инженерной
психологией, о своего рода предрасположенности отдель-
ных индивидуумов к созданию аварийной ситуа-
ции [11].	,
Хотя при профотборе индивидуальные особенности
человека в той или иной мере учитывались всегда, при
осуществлении профотбора приходилось полагаться глав-
149

ным образом на интуицию и опыт. На современном этапе
профотбор основывается на более объективных, строгих
методах, значительно снижающих опасность неудачного
выбора. Один из методов профотбора предполагает ши-
рокое применение так называемых тестов \ К использо-
ванию тестов существует различное отношение. В довоен-
ные годы. тесты скомпрометировали себя в результате
пбпыток некоторых исследователей использовать их для
подучения безапелляционных оценок, на что тестовая
проверка в принципе не рассчитана. В настоящее время
разработаны тесты, хорошо оправдывающие себя в кон-
кретных задачах профотбора. Одни из этих тестов прямо
характеризуют профессиональную пригодйость оператора,
другие дают опосредованную характеристику испытуе-
мого.
. Перспективным является использование при профот-
боре средств и методов вычислительной техники и кибер-
нетики. В качестве примера можно указать на использо-
вание методов теорий опознания образов для класси-
фикации состояний оператора. Предложенные методы
могут служить не только для контроля за деятельностью
оператора в система человек—машина, но и для профес-
сионального отбора операторов.
Может показаться, что использование специальных ме-
тодов и технических средств профотбора излишне удоро-
жает подготовку операторов. Напрймер, расходы на пол-
ную подготовку одного космонавта, по американским
данным, в среднем составляют 1 млн. долларов, причем
основные затраты идут на разработку и производство
тренажеров и другой аппаратуры, обеспечивающей воз-
можность тренировки и общей подготовки космонавтов.
Однако не следует забывать, что текущая профессиональ-
ная деятельность операторов в ряде случаев обходится
слишком дорого, чтобы экономить на их подготовке.
Так, по данным печати в США для работы одного водо-
лаза в течение 20 мин расходуется несколько тысяч дол-
ларов.
До сих пор мы говорили об операторах, подготавли-
ваемых для работы в системе человек—машина. Совре-
1 Тест — стандартизованное задание, результат выполнения кото-
рого соотносится с заранее определенным эталоном оценки психофизио-
логических и личностных характеристик, а также способов действия
человека.
150 -

менные системотехнические комплексы зачастую являются
настолько сложными системами, что рано или поздно воз-
никнет, по-видимому, институт операторов-испытателей,
подобно тому как существует институт летчиков-испыта-
телей, осваивающих новую авиационную технику. Ясно,
что требования к профотбору такой категории операторов
будут особенно высокими.
При подготовке операторов все шире используются
принципы программированного обучения. В настоящее
время программированное обучение представляет собой
разветвленное научное направление, имеющее собствен-
ную теорию^ множество частных методик и большое коли-
чество специальных технических средств.
Одним из способов программированного обучения опе-
раторов является подготовка их по методике «конкретных '
случаев» на функциональных макетах оборудования или
на специальных тренажерах.
Помимо технических -аспектов обучения оператора
необходим учет и психофизиологических факторов. Уме-
лое и грамотное использование первичных и высших
потребностей человека-оператора может значительно по- .
высить эффективность функционирования ''человеко-ма-
шинных систем. В ходе подготовки оператор должен
освоить элементы научной организации своего труда.
Он должен знать, что при всяком переучивании, связан-
ном со значительным изменением ситуации, новая после-
довательность операций должна осваиваться по возмож-
ности равномерно с целью выработки устойчивой привыч-
ной последовательности (динамического стереотипа).
Все инструкции, предназначенные для оператора,
должны быть написаны в соответствии с алгоритмом *его
деятельности й отвечать требованиям инженерной пси-
хологии. Очень важен не только подбор точных тер-
минов, но и оформление инструкций в .виде специальных
альбомов с указателями, иллюстрациями, сквозными от-
верстиями, вкладышами, цветовым оформлением листов
и т. д.
Кажется банальной идея поощрения оператора. Здесь
часто ссылаются на опыт американцев. Так, эксперимент
Р. Шваба показал, что если человек, ухватившись за пе-
рекладину, без особого стимула может провисеть t сек,
то при попытках улучшить чей-нибудь рекорд он сможет
провисеть 3/ сек, а за денежное вознаграждение в не-
сколько .долларов — 5t сек. Однако этот примитивный
151

подход к сложной проблеме наград и наказаний в моти-
вации поведения может повлечь за собой и негативные
результаты. Экспериментальной психологии известны
факты, когда именно стремление к получению вознагра-
ждения определяло появление тех ошибок, которые в про-
тивном случае не возникли бы.
Выше мы говорили о том, что обучение оператора
должно продолжаться непрерывно. Для реализации этой
идеи в системотехнических комплексах должны быть
выполнены необходимые приспособления и устройства,
способствующие обучению оператора в ходе текущей его
деятельности. Это широкий набор технических средств
от всякого рода шильдиков до оргатехнйки системотехни-
ческих комплексов и даже вычислительной техники, вхо-
дящей в комплекс, например устройств ввода типа «све-
товое перо» и машинной памяти.
§16.	-
Бионические аспекты, построения
человеко-машинных систем '
•
Когда люди моделируют человеческий организм, машины,
которые они выбирают для этой цели, всегда являются отра-
, жением своей эпохи.
К, Ег Шеннон, Д. Маккарти
Бионика имеет прямое отношение к рассматривае-
мым в этой кнйге вопросам. Читателя, интересующегося,
бионикой моря, можно адресовать к книге [68 ]. Ниже _
мы остановимся только на некоторых вопросах бионики,
достаточно близко примыкающих к проблемам инженер-
ной психологии.
Одним из важнейших этапов проектирования человеко-
машинных систем с учетом требований инженерной психо-
логии является распределение функций между человеком
и машиной. Конструктор во многих случаях не слишком
склонен доверять звену «реловек» проектируемого системо-
технического комплекса. Однако, как говорилось выше,
полностью устранить это звено из современных системо-
технических комплексов вряд ли удастся. В ряде работ
делались попытки дать полный перечень функциональных
возможностей человека, превосходящих соответствующие
152

возможности автомата. Несколько упрощая сложную
в целом картину, можно указать следующие достоинства,
присущие человеку:
1.	Человек может осуществлять оценку ситуаций, что
пок^ недоступно для приборов. Правда, в этих оценках
он может быть субъективен и может ошибаться. Кроме
того, и приборы в свою очередь могут регистрировать
то, что не в состоянии уловить Человек. Измерения, осу-
ществляемые с помощью приборов, исключают ошибки,
допускаемые человеком, обеспечивают быструю регистра-
цию параметров, а часто и одновременную их обра-
ботку.
2.	Человек может истолковывать, интерпретировать
данные уже в процессе их регистрации.
3.	Человек- может обнаруживать сигналы в условиях
Сильных шумов.
4.	Человек легко приспосабливается к меняющимся
(в определенных пределах)' условиям; он способен дей-
ствовать в условиях врзникновения „ необычных • ситу-
аций.	' <
5.	Человек превосходит современные автоматы по спо- .
собностям опознания, классификации, идентификации
сигналов.
6.	Вне конкуренции находится способность человека
к индуктивному мышлению;— способность делать заклю-
чения об общем состоянии исходя из отдельных симптомов
и признаков. Сюда же можно присоединить оригиналь-
ность мышления человека, которая проявляется в способ-
ности находить новые, порой совершенно неожиданные
решения проблемы.
7.	Человек способен учиться, на опыте, изменять свое
поведение с учетом результатов ранее происходивших
событий.	.	'
8.	Человек может анализировать, сложные ситуации,
выделять основные моменты, игнорируя второстепенные
события и факты.
9.	Человек часто требует меньших затрат, чем обору-
дование. Оператор в период вахты не. нуждается или мало
нуждается в обслуживании.
Наряду с перечисленными достоинствами можно ука-
зать некоторые негативные моменты использования чело-
века в системотехническом комплексе. Кроме того, можно
отметить и ряд достоинств, присущих автомату, таких,
как быстрота реакции, многоканальность, объективность,
153


точность, способность к накоплению большого количе-
ства данных и к оперированию ими, способность ра-
ботать в условиях, недопустимых для органических
систем, отсутствие утомляемости и психических срывов
и т. д.
Обсуждение всех достоинств и недостатков человека и
автомата вылилось в дискуссию, которая продолжается
и в наши дни. Представляется бесспорным одно: во всех
случаях, когда, не вступая в противоречие с требованиями
технико-технического задания и стоимости проекта, вы-
полнение тех или иных функций можно возложить на
машину без ущерба для решаемой задачи, это следует
делать. Стремление переложить как можно больше функ-
ций с человека на машину часто упирается в необходи-
мость автоматизировать те процессы, которые издавна
выполнялись только человеком. Нетрудно прийти к заклю-
чению, что в решении возникающих при этом проблем
может оказаться полезной именно бионика, точнее, та
ее часть, которую принято называть психофизиолбгиче-
ской бионикой или, кратко, психоникой.
Укажем основные психобионическйе аспекты проблемы
построения систем человек—машина:
1)	совершенствование каналов связи человек—ма-
шина;
2)	управление машиной при помощи голосовых команд;
\ 3) речевой выход машины;
4)	методы и средства контроля за состоянием опера-
тора с примёнением идеи автоматического опознания
образов;	»
5)	биоэлектрическое управление машиной с использо-
ванием биотоков мышц и мозга;
6)	оптимизация методов обучения и тренировки.
Названные направления развиваются крайне неравно-
мерно. Состояние проблемы опознани'я образов к на-
стоящему времени достаточно широко освещено в литера-
туре [67 ]. Отметим только, что наибольших успехов
в решении практических задач опознания, например,
голосовых команд достигают не те, кто пытается решить
эту задачу «в лоб», а те, кто ищет и находит пути упроще-
ния самой постановки задач. Например, если задан набор
команд, подаваемых голосом, которые должна восприни-
мать машина, следует проанализировать этот набор и
по возможности исключить плохо различимые команды.
Эта идея перенесена из трационной теории связи. Г. Гри-
154	'

невский приводит пример, относящийся к периоду первой
мировой войны. Немецкие Телефонисты плохо различали
на слух слова «два» и «три» («цвай» и «драй»), что приво-
дило к ошибкам в стрельбе. Не помогали никакие
технические новшества. Тогда кто-то. предложил запре-
тить использование произношения «цвай» и во всех слу-
чаях произносить «цво», как это принято только на юге
Германии, после чего ошибки прекратились.
В теории опознания образов новые идеи порой намного
обгоняют возможность их технической реализации.
Так, рядом ученых была выдвинута идея использования
принципов распознавания невысказанных мыслей для не-
посредственного управления машиной. Легко представить
себе, какие перспективы гибкой и эффективной связи,
оператора и машины открывает реализация этой идеи.
К ее осуществлению вплотную подходит и эксперимен-
тальная нейрофизиология. Здесь можно назвать опыты
X.. Дельгадо по использованию вживленных электро-
дов [32 ] и работы Ж- Дюсальи по конструированию при-
боров, работающих от биотоков мозга, снимаемых с по-
мощью контактных электродов.
Математик акад. С. А. Соболев и создатель кибернетики
Н. Винер, а также другие ученые высказывали мысль,
что наиболее совершённые вычислительные машины буду-
щего будут строиться на белковой основе. Опыты нейро-
хирурга Р. Уайта по сохранению изолированного мозга
обезьяны и использованию его в качестве биомашины,
управляемой через глазной и слуховой нервы, подтвер-
ждают экспериментально принципиальную возможность
такого рода систем.
§ 17.
Групповая деятельность операторов
•
Без многого человек, может обойтись, но только не без человека.
Л. Берне
Когда в системотехническом комплексе предпола-
гается участие двух и более операторов, возникает необ-
ходимость проектирования в той или иной форме группо-
вого поведения. Основным при этом является, во-первых,
155

вопрос о техническом вооружении группы переговорными
устройствами^ системами визуального наблюдения и т. д.,
позволяющими ее членам взаимодействовать друг с дру-
гом, й, во-вторых, учет конкретных рекомендаций пси-
хологов и социологов, так как при наличии группы опе-
раторов возникает проблема общественного поведения,
которое можно определить как взаимодействие двух и
более индивидуумов и влияние одного индивидуума на
другого.
Если вопрос о техническом оснащении достаточно по-
нятен для проектировщиков системотехнических комплекс
сов, то вопрос о групповом поведении не ясен не только
для инженеров, но и для социологов. Вопросы психоло-
гической совместимости членов коллектива, создания в нем
благоприятного «эмоционального климата»", оптимизации
деятельности коллектива и т. п. недостаточно глубоко
разработаны теоретически и недостаточно проверены прак-
тикой даже в относительно простых производственных
условиях. Очевидна их особая ’значимость для работы
коллектива операторов в экстремальных условиях, харак-
терных для системотехнических комплексов, используе-
мых в гидросфере. Однако именно для таких условий
практически ..не существует. четких И однозначных реко-
мендаций.	.	;
В, последние годы задача оптимизации группового по-
ведения начинает привлекать вйимание математиков и
кибернетиков. В качестве примера можно указать работы
акад. А. А. Ляпунова, который подходит к этой задаче
с позиций теории автоматов. Им, в частности, установ-
лено, что чем большие массы людей рассматриваются,
тем менее сложным автоматом можно описывать поведе-
ние каждого отдельного' человека.
Формальная оптимизация коллективного поведения
осложняется тем, что в большом коллективе помимо фор-
мальных связей и отношений существуют неформальные
отношения, неформальная иерархия, и именно последнее
зачастую играет очень важную роль. Ясно, что при этом
модели деятельности коллектива не могут быть выведены
заранее из теоретических посылок и выявляются только
на основе эмпирических исследований. Это само по себе
делает бессмысленным попытки , проектировать поведение
коллектива заранее — оно будет определиться теми взаи-
моотношениями, которые*возникнут в группе в зависимо-
сти от конкретного подбора ее членов. Отсюда можно
156	.	'

заключить, что чисто теоретический подход к решению рас-
сматриваемой проблемы заведомо обречен на неудачу.
Определенных успехов можно достигнуть при согласо-
ванной работе психологов, социологов и математиков,
хотя реальные трудности такого объединения достаточно
очевидны.	I '
Много ценных рекомендаций по оптимизации группо-
вой деятельности содержится в опубликованных мате-
риалах по исследованию работы коллектива в подводных
условиях [31]. Тщательный анализ известных [фактов
позволит избежать тех ошибок, которые были допущены
при формировании малых коллективов в предшествующих
программах, подводных исследований. Не останавливаясь
на рассмотрении конкретных ситуаций, можно в самом
общем виде заключить, что. эффективная групповая дея-
тельность в условиях гидросферы предполагает значи-
тельную подготовительную работу по подбору всех чле-
нов группы. И хотя эта-подготовительная работа'никак
не формализуема, опыт подтверждает возможность пред-
варительного проектирования группового поведения.

Глава шестая
ИНЖЕНЕРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ОРГАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
•
. . .Дельфины — единственные существа, нашедшие великий
философский принцип.', дружба не за вознаграждение.
Плутарх
В течение ближайших 10—20 лет человечество наладит связь
с представителями других биологических видов, т. е. не
с людьми, а с какими-то другими существами, возможно,
"неземными, скорее всего — морскими.
Д. С. Лилли
К проблеме инженерного использования органи-
ческих систем можно подойти с самых широких позиций,
ибо она имеет”прямое отношение к науке о взаимоотноше-
ниях живых организмов со средой — экологии, с каждым
годом привлекающей к себе все большее внимание. Эко-
логи забили тревогу: они предупреждают, что на Земле
возможны биологические катаклизмы. Об угрозе, навис-
шей над биосферой (в том числе над флорой и фауной
гидросферы), с тревогой говорят, в частности, эксперты
Организации Объединенных Наций, отмечая повсеместное
нарушение гармонических связей человека с окружающей
средой.
Возможен и более узкий подход к рассматриваемой
проблеме, связанный с использованием гидробионтов (вод-
ных организмов) для решения тех задач, которые частично
уже были сформулированы при рассмотрении путей созда-
ния управляемых морехозяйств. Специфика гидросферы
и особенности современного уровня научно-технической
революции позволяют предполагать, что проектирование
и организация органических комплексов в управляемых
морских хозяйствах потребуют широкого использования
методов зоопсихологии, сравн'ительной психологии и ки-
бернетики.
Исследования в области зоопсихологии гидробионтов
имеют огромное познавательное значение. Достаточно
вспомнить о комплексном теоретическом и эксперимен-
тальном исследовании дельфинов, в частности об изуче-
158

нии их «языка». Чисто научные исследования системы
общения у этого вида китообразных вызвали интерес
широких кругов населения разных стран.
Наиболее важными представляются системотехниче-
ские аспекты проблемы инженерного использования орга-
нических систем. Говорим ли мы о создании управляемых
морехозяйств или обсуждаем перспективные способы под-
водного лова рыбы (т. е. лова рыбы с использованием
подводных судов), во всех случаях возникает вопрос
об обеспечении этих работ современной технической ба-
зой — техническим комплексом, включающим в себя аппа-
ратуру измерений и регистрации, автоматического регу-
лирования и управления, а также вычислительные устрой-
ства. Например, описанная в литературе [26] тактика
подводного лова рыбы требует широкой автоматизации,
оперативной диспетчерской службы, использования
средств наблюдения и связи и т. д.
Еще около десяти лет назад такая постановка вопроса
казалась либо фантастикой, либо в лучшем случае теоре-
тизированием, оторванным от строго научного обоснова-
ния. В наши дни положение резко изменилось. Доста-
точно вспомнить о великолепно оснащенных эксперимен-
тальных гидробионических базах союзной и республи-
канских академий наук. Подтверждением сказанного мо-
жет служить также обширный перечень зарубежных
научно-исследовательских центров. Например, только
в США экспериментальная дельфинология базируется [78]
на такие центры, как Ракетный центр ВМС США (штат
Калифорния), Институт связи в Майами (штат Флорида),
Океанологический институт на Гавайских островах, Центр
подводной войны ВМС США, а также океанариумы.
Сент-Огастин (штат Флорида), Палое Вердес Эстайт (штат
Калифорния), Парк морской жизни в Оаху и др.
Наряду со стационарными научно-исследовательскими
центрами созданы и используются подвижные, плавучие
базы. Как правило, это суда большого водоизмещения,
выполненные по специальному проекту. На борту такого
рода специальных судов размещаются десятки лаборато-
рий, вычислительные и информационно-вычислительные
центры, снабженные мощными ЭВМ, а также контрольно-
измерительные, регистрирующие и другие комплексы.
В данной главе будут рассмотрены некоторые резуль-
таты, характеризующие это направление работ в гидро-
сфере.
159

§18.
Использование гидробионтов
I	~	Нам общи с животными все виды рассудочной деятельности:
индукция,дедукция, следовательно, также абстрагирование.
й, •	'	_
|	Ф. Энгельс
1 1 ’
|	В широкой печати много раз. публиковались >
I ,	сообщения об использовании дельфинов и других гидро-
| 	бионтов дли различных целей. Однако далеко не всегда
|	эта информация является достоверной. Наши познания
в' данной области настолько скудны, что мы с ^равной
j	вероятностью можем ошибаться	как	принимая	на	веру
'	все сообщения, так и скептически	отвергая	то,	что	нам
(	кажется измышлениями.
f '	- Многий аспекты использования гидробионтов доста-
’	точно очевидны.
Гидросфера, как уже говорилось, плохо обозревается .
даже на относительно небольших дистанциях. Ориентиры
отыскивать в ней очень трудно. Конечно, существуют
системы, позволяющие подводному пловцу прокладывать,
заданный курс, но это требует априорных сведений (карт,
ц  курса и т. щ) и некоторого приборного обеспечения (глу-
биномера, компаса, часов и др.). Кроме того, возможна
Л ' ситуация,' когда по тем или иным причинам гидронавт
*	заблудился. Во всех этих случаях полезно иметь надеж-
ных проводников, наподобие дрессированных собак, несу- /
щих такого рода службу на суше (знаменитые сенбернары
монастыря Святого Бернарда и др.). Вполне вероятно,
.. что в подводном мире такими же помощниками могут
>	стать, например, дельфины или морские львы.
I ,	Близко к этому примыкает служба розыска затерян-
ных, запрятанных, замаскированных предметов. По ана-
логии с сыскной службой собак можно говорить об исполь-
зовании дельфинов для поиска на дне моря затерянных
приборов, затонувших кораблей, объектов археологиче-
ских изысканий и т. д.
В последние годы наряду с ростом подводных иссле-
дований — археологических,' промышленных, промысло- •
вых и др. — возрастает и армия так называемых «диких»
аквалангистов, которые, появившись в закрытом районе,
могут испугать и даже уничтожить обитателей подводных
садков. Кроме того, и сами аквалангисты могут запутаться
160

в снастях-и ограждениях, оказаться втянутыми в орудие
лова или забора воздуха и т. д. В некоторых случаях
нарушителями огражденного подводного района могут
быть и злоумышленники. Как известно, на суше ни теле-
сигнализация и инфракрасная техника, ни микроэлектро-
ника и дистанционное телевидение не отменили полностью
эффективную охрану территории с помощью собак. Можно
предполагать, что гидробионты будут выполнять подобные
функции охраны водного района не менее эффективно.
Еще в Древней Греции и на островах Океании рыбаки
умели использовать дельфинов для лова рыбы, идущей
косяком. Несмотря на постоянное совершенствование при-
боров, обеспечивающих дов рыбы, вряд ли стоит пренебре-
гать возможностью использования дельфинов для «окон-
туривания» границ рыбной стаи, и, может быть, даже для
изменения направления, в которой движется косяк рыб.
Если такое использование дельфицов окажется реальным,
то естественно будет распространить его и на‘ те морехо-
зяйства, в которых предполагается свободное содержание
морских стайных рыб и животных. Здесь можно провести
аналогию с использованием собак в овцеводческих и дру-
гих хозяйствах, ведущихся по методу стадно-табунного
содержания. Кроме поддержания порядка и управления
движением, на дельфинов, возможно, окажется необхо-
димым возложить выполнение и охранных функций (за-
щйта от хищников и т. п.).
По сообщениям газет, профессор Океанографического
института Токийского университета Т. Куроки, разрабо-
тал программу, рассчитанную на 12 лет, в ходе которой,
несколько поколений специально отобранных дельфинов
должны пройти специально составленный курс обучения.
После завершения этого курса обученные животные смо-
гут наблюдать за движением косяков рыб и по команде
человека изменять направление, их движения. Профессор
университета из города Нагасаки К. Мизуно и его сотруд-
ники исследуют звуки, издаваемые дельфинами, с целью
выяснения возможности использования этих звуков для
управления поведением животных. Читателю, вероятно,
известны многочисленные публикации о подобного рода
работах, выполняемых в нашей стране и в ряде других
стран,
Не лишена смысла идея использования дельфинов для
транспортировки груза и людей. Конечно, конкурировать
с современными средствами подводного передвижения
11 В. П. Сочивко	161,

дельфины не смогут, но поскольку в управляемых мор-
ских хозяйствах будут обученные и послушные дельфины,
то почему бы не использовать их и в качестве ездовых
животных? Буксировочная мощность дельфина составляет
около двух лошадиных сил.
Д. Браун, работающий в океанариуме Мерилэнд (США),
предложил способ использования дельфинов для помощи
летчикам, приводнившимся в море, где водятся акулы.
Он предложил помещать в костюмах летчиков маленькие
передатчики с записью дельфиньих криков бедствия.
Известно, что сигналы бедствия привлекают других дель-
финов, которые тут же стремятся на помощь собрату,
попавшему в беду. В данном случае предполагается, что
дельфины, приплывшие на такие сигналы, отпугнут акул.,
с которыми они враждуют и на которых нападают так
яростно, что нередко убивают. Правда, возникает опасе-
ние, что воспроизведение криков бедствий может привлечь
не столько дельфинов, сколько акул, которые поспешат
полакомиться погибающим дельфином, а не найдя его,
нападут на летчика. Сходная идея использования записей
дельфиньих криков бедствия была предложена в кито-
бойном промысле для привлечения китообразных. Однако
эта идея вряд ли найдет всеобще^ одобрение.
Хотя выше речь шла о дельфинах, не следует исклю-
чать возможность использования и других гидробионтов,
например косаток, которые являются сильными и доста-
точно умными животными. Несмотря на то, что они поль-
зуются мрачной славой морских разбойников, известны,
пусть и немногочисленные, случаи успешного установле-
ния контакта человека с косаткой в условиях океана-
риума.
Интересно также- напомнить об опытах, проведенных
еще в 1916 г: В. Л. Дуровым, которые убедительно дока-
зали, что специально дрессированные тюлени могут быть
использованы для отыскания и уничтожения морских
мин [48]. Примерно в те же годы с аналогичным предло-
жением выступил известный американский физик-Р.-Вуд,
который указывал на специальные опыты, проведенные
в Уэльсе (Англия), с тюленями, выдрессированными для
уничтожения подводных, лодок противника1.
Интересным гидробионтом является акула. Адаптация
акул к водной среде произошла уже в доисторические
1 См. В. Сибрук. Р. Вуд. Физматгиз, 1960.
162

времена, причем настолько хорошо, что на протяжении
многих миллионов лет у большинства видов акул морфо-
логические данные существенно не изменялись. Ученые
исследуют возможности использования акул. В част-
ности, биолог А. Мюрберг на одном из Багамских островов
изучает гидроакустические методы управления поведе-
нием акул. В то же время высказываются мнения, что эти
гидробионты плохо поддаются дрессировке и, отличаясь
крайней жестокостью, не могут рассматриваться как жи-
вотные, полезные в морских хозяйствах.
z Начало систематических работ по дрессировке дельфи-
нов можно отнести, по-видймому, к 1938 г., когда группа
американских предпринимателей с коммерческими целями
открыла в Сент-Огастине (штат Флорида, США) океана-
риум Мерилэнд. Дрессировщик из Гамбурга А. Фрон
стал одним из первых специалистов по обучению дельфи-
нов. В последние десятилетия эти работы вышли за рамки
развлекательных аттракционов. По сообщениям амери-
канских журналов, на одной из военно-морских баз США
в Калифорнии проходят подготовку необычные «кур,-
санты»: дельфины, морские львы и тюлени. В конце
60-х годов группа этих «курсантов» в составе двух дель-
финов, двух морских львов и одного тюленя была подго-
товлена для участия в экспериментах по программе
«Силэб-3» вместе с 40 гидронавтами. Как широко отме-
чала американская печать, уже имеются примеры успеш-
ного использования гидробионта — дельфина по кличке
Таффи, который в период глубоководных исследований
по программе «Силэб-2» в 1965 г. успешно выполнял ряд
достаточно сложных работ: доставку легких грузов с по-
верхности моря в подводное жилище и обратно, подачу
гидронавтам инструмента, сопровождение гидронавтов
в дальних заплывах и даже поиск «заблудившихся» гидро-
навтов. При этом отмечены погружения дельфина Таффи
на глубину до 168 м с возвращением на поверхность за
2 мин 45 сек. В экспедиции «Силэб-2» участвовал и мор-
ской лев. Он нередко появлялся в отверстии входа в под-
водный дом, дышал гелиево-кислородной смесью и без
какого-либо ущерба для себя стремительно поднимался
на поверхность.
Шумная реклама этих экспериментов по использова-
нию гидробионтов не должна_заслонять того факта, что
военная направленность таких работ, проводимых по за-
казу ВМС США, с неизбежностью ограничивает научную
11*	163

публикацию полученных результатов. Однако и опубли-
кованных материалов достаточно для того, чтобы сделать
вывод о принципиальной возможности широкого исполь-
зования гидробионтов в подводных исследованиях и
работах.
§ 19.
Управление органическими
системами в гидросфере
• .
Теперь последний срок, когда социолог, психолог, психобиолог
объединяют свои силы, чтобы решить те проблемы поведения,
организации и инстинктов, от которых зависит в значитель-
ной степени возможность прогресса человечества.
Р. М, Перкс	«
•о	,.
Широкими возможностями технической киберне-
тики и современной радиоэлектроники. объясняется не-
обоснованно пренебрежительное отношение инженеров
к использованию биологических систем для целей управ-
ления. Исследованием органических систем и принципов
их использования до сих пор занимаются исключительно
биологи и зоопсихологи, которые, в свою очередь, прибе-
гают к помощи современной техники лишь при выполне-
нии ряда подсобных работ. Принципиальные же возмож-
ности кибернетического использования органических си-
стем беспредельны. Современная бионика назвала лишь
некоторые и, вероятно, далеко не самые заманчивые из та-
ких возможностей. Особенно велико значение кибернети-
ческого использования.органических систем в гидросфере,
хотя именно здесь инженерный подход к анализу органи-
ческих систем и к синтезу биотехнических систем управ-
ления сопряжен с наибольшими трудностями.
Биология и зоопсихология уже в состоянии предло-
жить инженеру необходимые исходные данные. Основные
затруднения возникают при попытках осуществить синтез
систем управления, так как, помимо обычных трудностей
решения задач технической кибернетики, здесь возникают
дополнительные осложнёния, связанные с необходимостью
учитывать данные психофизиологии.
Наиболее простые системы управления можно пред-
ставить себе в виде устройств и приспособлений, коррек-
тирующих элементы сравнительно простого поведения
164

гидробионтов, К наиболее сложным системам управления .
следует, по-видимому, отнести такие, которые реализуют
направленное изменение всех элементов поведения гидро-
бионта. К сложным можно отнести и так называемые со-
ставные биотехнические системы, элементами которых
являются и технические, и органические компоненты.
Совершенно очевидно, что математическая и техниче-
ская стороны далеко не исчерпывают существа рассматри-
ваемой задачи. Крайне важна общая методология решения
проблемы, выявляющая реальные возможности управ-
ления органическими сйстемами, ибо, как метко заметил
известный физик Г. А. Гарднер, «сколько собаку ни учи,
она принципиально никогда не поймет квантовую меха-
нику». Кроме того, сама наука о поведении животных —
зоопсихология, накапливавшая и систематизировавшая
знания на протяжении многих сотен лет, вынуждена
в наши дни периодически пересматривать некоторые свои
положения под влиянием новых открытий, .сделанных,
как правило, с помощью современных технических средств.
Например, как уже говорилось выше, большинство гидро-
биологов считает, что акулы не поддаются дрессировке.
Однако доктор Юджин Кларк, используя- тонкую мето-
дику современного-эксперимента, доказала, что вопрос
о дрессировке акул, о возможности управлять их пове-
дением остается открытым. -	-
Истоки'синтеза систем управления органическими си-
стемами Надо искать в первых попытках использования
рецепторики 1 и эффекторики 2 разных животных. Кибер-
нетическое использование механизмов преобразования ин-
формации центральной нервной системой трлько начи-
нается. Разумеется, представление всего фронта работ
по биокибернетике тремя названными аспектами более
чем условно. Это просто очередной прием классификации',
упрощающий изложение материала. Достаточно остано-
виться на таком примере.
Один из путей использования эффекторики сводится
к тому, что гидробионт, например дельфин, может пере-
возить некоторый небольшой груз Или специальные при-
боры, в том числе вживлённые датчики, приборы теле-
1 Рецепторика — деятельность (функционирование) организма,
связанная с первичными операциями приема стимулов извне. ~
а Эффекторика — деятельность организма, связанная с реакцией
на изменения внешней среды и зависящая от ряда особенностей пере-
работки информации в центральных отделах анализатора.
185

сигнализации и т. п. Но эффекторная деятельность гидро-
бионтов отнюдь не исчерпывается чисто моторной деятель-
ностью. Те же самые дельфины используются, по данным
американской печати, в ВМС США для патрулирования
охраняемых районов моря. Ясно, что при этом они осу-
ществляют направленный поиск, прослушивая акваторию
с помощью своего биологического эхолокатора, осматри-
вают встречающиеся объекты, опознают и классифици-
руют те или иные цели, сообщают своим поведением или
условными сигналами военнослужащим на постах наблю-
дения о результатах патрулирования. Хотя заключитель-
ный этап этой деятельности относится к эффекторике
гидробионтов, ей предшествует и сенсорная деятельность,
и достаточно сложные преобразования информации в мозгу
животных.
Естественно, что система управления гидробионтами
в этом случае включает как достаточно развитые техниче-
ские средства наблюдения и связи, так и алгоритмы (про-
граммы) управления и оптимизации поведения животных..
Не менее сложными окажутся системы управления
эффекторной деятельностью микроорганизмов гидросферы.
Примером может служить управление перемещением бак-
терий и планктона с больших глубин к поверхности и
наоборот. Принципиально может ставиться задача и
управления биолюминесценцией микроорганизмов, что
имеет большое научное и практическое (главным образом
военное) значение. Широко ведутся работы по использова-
нию деятельности микробов, связанной с селективным
извлечением ими различных металлов, содержащихся
в незначительном количестве в окружающей среде (обра-
зование донных конкреций1, согласно одной из гипотез,
обязано деятельности микроорганизмов). У нас в стране
и за рубежом используется в промышленных масштабах
обогащение руды- Бациллы с успехом справляются с обра-
боткой сернистых соединений меди. В последние годы
появились сообщения о бактериях, которые способны
растворять' золото. Уже взят патент на промышленное
применение этого открытия. Изучается роль лептотрик-
сов, образовавших в незапамятные времена мощные'*'за-
лежи железа. Предполагается, что деятельность, микрр-
1 Конкреции — полиметаллические образования в виде глыб и
мелких валунов, которые устилают большие участки диа океанов и
морей.
166

организмов найдет широкое использование в Металлургии
будущего. Достаточно очевидно, насколько необычной и
сложной будет система управления такого рода техноло-
гическими процессами/	.	/
Математическая модель системы управления микроор-
ганизмами может быть только статистической, так как
количество бактерий в 1 см3 воды может достигать 20 мил-
лионов.
Не должна обманывать кажущаяся простота микроор-
z ганизмд. Например, С. Т. Вильховер совместно с А. Л. Чи-
жевским открыли, что особые включения микроорганизм
мов — волютиновые зерна — самым сложным образом реа-
гируют на незначительные изменения солнечной актив-
ности, а это в свою очередь влечет за собой соответствую-
щие изменения в поведении микроорганизмов.
Можно предполагать использование в органических
системах управления также одноклеточных, или простей-
ших. Способность простейших к перемещениям в среде
еще более усложняет структуры поведения. Здесь прихо-
дится учитывать воздействие электромагнитных и электро-
статических полей, освещенности, радиации и т. д. Хотя
по вопросу о способности простейших к обучению, о на-
личии у них памяти, а также механизмов выработки подо-
бия условных рефлексов продолжаются споры, многие
эксперименты подтверждают возможность направленного
изменения поведения простейших.
Перейдем к рассмотрению механизмов сенсорики (вос-
приятия) и центральных логико-информационных преоб-
разований.
Все гидробионты обладают той или иной реактивной
чувствительностью к воздействиям извне;— стимулам.
Одно из первых мест в гидросфере занимает акустическая
стимуляция. При этом реакция многих гидробионтов —
млекопитающих, рыб и др. — на акустическое воздей-
ствие достаточно еложна. Полная гамма акустических
стимулов, простирающаяся от инфразвуковых до высоко-
частотных ультразвуковых колебаний, ; позволяет осу-
ществлять широкие и многообразные программы направ-
ленного изменения акустического поведения. Наиболее
простыми методами использования акустических стимулов
являются методы, основанные на управлении поведением
с помощью звуковых репеллентов (средств отпугивания)
и звуковых апеллентов (средств привлечения).
187

В наиболее простых случаях использование репеллен-
тов может рассматриваться как средство защиты пловцов,
глубоководных аппаратов, подводных жилищ от нападе-
ния агрессивно настроенных гидробионтов. Примеров
агрессивного поведения гидробионтов можно, привести
достаточно много. Так, отмечен случай нападения на глу-
боководной аппарат «Альвин» меч-рыбы весом 90 кг на
глубине 540 м. Меч-рыба пробила стеклопластиковую
надстройку и застряла в ней. Приходится также постоянно
помнить об опасности нападения акул, которой подвер-
гаются подводные пловцы.
В арсенал средств отпугивания нежелательных гидро-
бионтов кроме акустических репеллентов уже включены
химические1 репелленты и разнообразные электронные
средства. Например, американская фирма «Электромагне-
тик Индастрис». разрабатывает электронные устройства,
ежесекундно генерирующие мощные импульсы длитель-
ностью 10 мсек. Это отпугивает акул от электродов на До-
статочно большое расстояние. Фирма выпускает и мало-
габаритный вариант такого устройства, предназначенный
для защиты водолазов. Писание осуществляется от источ-
ников; которых хватает на 8—10 ч работы. Как показало
экспериментальное обследование, акулы при использова-
нии этих средств не* подплывают к водолазу ближе чем
на 2 м.	<
На одном из Багамских островов А. Мюрберг провел
серию опытов'по использованию звуков низкой частоты
для привлечения и отпугивания разных видов рыб. Пред-
варительное записи'звуков, издаваемых рыбами, и наблю-
дения за тем, как ведет себя рыба после подачи того или
иного звукового сигнала, позволили,, воспроизводя раз-
личные зайиси, управлять поведением рыб. Например»
воспроизводя особый щебечущий звук, А. Мюрберг застав?
лял рыбу поворачиваться на 45° и описывать U-образную
траекторию, как это она обычно делает во время нереста.
Другой звук, воспроизведенный аппаратурой, заставлял
рыбу изменять свою окраску. Исследователи обнаружили
совершенно случайно, что определенные записи звуков
привлекают в район акул. Это, как сообщили газеты,
породило надежды использовать результаты работ в воен-
ных целях, Исследователи считают, что, передавая время
от времени сигналы, .йа «популярной» у акул частоте,
генератор сможет создать «живой барьер», эффективно
прикрывающий стоящие на якоре суда от боевых пловцов
168

противника. Разумеете^, проблема имеет не только воен-
ный аспект. Демонстрируя с помощью подводного теле-
видения возможность привлекать рыбу к тому месту, где
установлена передающая телекамера, А. Мюрберг сказал:
«Если мы заставляем одну рыбу вертеться перед камерой,
нам, может быть, удастся заставить другую рыбу прыгнуть
в сеть».
Приманивая иЪтпугивая гидробионтов, можно’синтези-
ровать достаточно сложную структуру поведения. Однако
очевидно, что в управляемых морехозяйствах системы
управления гидробионтами должны использовать инфор-
мацию о самых разнообразных аспектах их поведения.
Сигналы, определяющие поведение даже относительно
простых существ — рыб — крайне многообразны. Это и
акустические сигцалы, вызывающие поворот «все вдруг»
у стаи рыб. Это и своего рода поведенческий «язык».
Примером может служить хорошо изученное поведение
рыб вида хемихромис. Во главе стаи этих рыб плывет
вожак, ведущий за собой молодь по, зигзагообразной
траектории.' Прямолинейный проплыв означает сигнал
смены вожака. После смены вожака стаи новый самец
снова ведет стаю молоди зигзагами. Вечером самка плав-
ником подает знак молоди, которая по этому сигналу
вся заплывает в гнездо на ночь.
Стайное поведение рыб стало объектом исследования
натуралистов сравнительно недавно. Однако уже известно,
что стая рыб — это своеобразная целостная органическая
система, это сотни глаз, следящих за опасностью. Установ-
лено, что стайное плавание имеет много преимуществ перед
одиночным плаванием и что даже рыбы, склонные плавать
порознь, собираются в стаю в случае опасности.
Стаи тем крупнее, чем мельче отдельные рыбы, входя-
щие в объединение. Во всех случаях групповое поведение
стаи подтверждает сформулированный выше системный
принцип организации, гласящий, что для всякой хорошо
организованной системы целое больше, чем сумма его
частей.		.
Некоторые исследователи предлагают различать два
класса рыбных стай^стаи с однородной структурой (без
вожаков) и стаи с иерархической структурой (поведение
стаи определяется вожаками). По мере накопления дан-
ных складывается представление, что иерархические струк-
туры явно преобладают. Не только научный, но и сугубо
практический интерес представляет изучение стайных
382	.	169

скоплений трески. На I Международном океанологиче-
ском конгрессе в Нью-Йорке был заслушан доклад о прин-
ципах организации стай трески. Установлено, что стая ’
трески — это организованное сообщество с одним гла-
венствующим самцом.
Показательны также опыты по изучению поведения
рыб в учебных лабиринтах. Установлено, что рыбы,
обучающиеся в составе стаи, ориентируются в лабиринте
намного быстрее, чем рыбы этой же стаи, обучаемые в оди-
ночку. Некоторые биологи делают отсюда вывод, что
групповое поведение оказывается в конечном счете более
эффективным. Другие биологи иначе оценивают резуль- 
таты этих экспериментов, давая им следующее толкова-
ние. Высказывается Мысль о том, что среди рыб, живущих
стаями, неизбежно некоторые плывут впереди, а остальные
следуют за ними. При опытах в лабиринте впереди будут
плыть наиболее легко обучающиеся рыбы, которые и будут
увлекать за собой всю стаю, вследствие чего результаты
обучения каждой рыбы в стае будут близки к результатам
рыб, плывущих впереди. Последнее толкование имеет-
слабую сторону, так как не объясняет причину, по кото-
рой вся стая следует именно за передовыми особями, и чем
отличаются передовые особи от рядовых членов стаи.
Стайное (групповое) поведение характеризуется рядом
отличительных особенностей. Некоторые из них пока
не получили вообще* никакого объяснения. Известен,
нарример, такой факт: стая рыб поглощает значительно
меньше кислорода, чем то же количество рыб,' не органи-
зованных в стаю. Убедительных объяснений этот факт
не имеет.
Интересен вопрос изучения гидродинамики рыбной
стаи. Есть строгое физическое толкование эффекта гидро-
динамического поля, существующего вокруг движущихся
в воде объектов кораблей, рыб и т. д. Именно этот
эффект объясняет случаи столкновения судов, идущих
строго параллельными курсами поблизости друг от друга,
срывы с якоря малых судов, притянутых к борту прохо-
дящего мимо корабля большого водоизмещения, и другие
случаи взаимодействия движущихся в воде' объектов.
Исследователи давно заметили, что несмотря на отно-
сительный беснорядок, возникающий внутри стаи, внеш-
няя ее грйницд обычно сохраняет вполне определенную
форму. Так, стаи, состоящие из мелких рыб, обычно
имеют форму капли, ориентированной в соответствии
170


с траекторией движения стаи. Физическое объяснение
этому явлению одним из первых дал академик В. В. Шу-
лейкин [77]. Несколько упрощая, стаю рыб можно рас-
сматривать как движущееся в воде большое тело, форма
которогд'Совпадает с формой стаи. Пусть начальная форма
стаи изменилась за счет отдаления одиночной особи от ос-
новной группы рыб. Тогда на отдалившуюся рыбу будет
действовать внешняя гидродинамическая сила притяже-
ния к ртае, такая же, какая действует на малое судно при
попадании его в гидродинамическое поле огромного
(по сравнению с этим судном) движущегося корабля. Рас-
четы и экспериментальные измерения показывают, что
сила притяж.ения рыбы к стае оказывается довольно
больщой. По данным В. В. Шулейкина, сила притяжения z
рыбы длиной около 15 см при удалении со скоростью
37 см/сек на расстояние в 5 см от стаи, состоящей из не-
скольких десятков рыб того же размера, доставляет
около 5 гс. Но та же рыба длиной 15 см может развить
скорость примерно в пять раз большую. Тогда сила при-
тяжения возрастает в 25 раз, т. е. составит уже 125 гс,
что превышает вес самой рыбы. Этим и объясняется неиз-
менность формы внешних обводов стаи и инстинктивное
стремление каждой рыбы к сохранению порядка в группе.
Исследование группового поведения рыб уже нашло
практическое использование в рыбном промысле. Наблю-
дения за поведением косяков рыб возле трала и за работой, (
трала при его движении на разных глубинах очень быстро
позволили сформулировать рекомендации по дальней-
шему развитию орудий и методов лова рыбы.	-
До сих пор мы исходили из предположения, что пове-
дение гидробионтов, в значительной степени определяется
воздействием физико-химических стимулов, поступающих
из внешней среды. Однако немаловажную роль играет
и «язык» животных. ,	_
Изучение языка животных ведет свое начало, по-види-
мому, от работы Ч. Дарвина «О выражении ощущений
у человека и животных», в которой было показано, что
животные способны передавать друг другу зрительные и
другие сигналы, выражающие угрозу, опасность, призыв
самцом самки и т. д.
Наибольшее количество современных исследований
концентрируется вокруг изучения языка дельфинов.
В большей части ,этих исследований априорно предпола-
гается существование такого языка с достаточно обшир-
171

ным словарным запасом и своеобразной грамматикой.
Для. одних исследователей характерен аналитический
подход к проблеме. Они пытаются установить языковые
закономерности в сигналах дельфинов для последующей
расшифровки этих сигналов. Для других исследователей
характерен синтетический подход. Так, в одной из аме-
риканских программ разработан язык-посредник, пред-
назначенный для перевода звуков речи человека на язык
дельфинов и обратно. Словарь языка-посредника вклю-
чает несколько десятков звуковых сигналов, каждый
из которых могут воспроизводить как человек, так и
дельфин. Эти звуковые сигналы выполняют функции
знаков со строго определенным информационным содер-
жанием.
С Некоторыми результатами изучения языка дельфи-
нов читатель может познакомиться по работам [35, 68,
75, 78].
, При изучении языка дельфинов к обычным трудностям
работы с гидробионтами добавляются дополнительные.
Во-первых, голос дельфина охватывает более двенадцати
октав — от самых низких басовых (хрюкающих) звуков
до ультразвуков с частотой порядка 200 000 Гц. Во-вто-
рых, для приема и записи звуков, издаваемых дельфином,
требуется уникальный комплекс специальной акустиче-
ской и измерительной аппаратуры, работающей в диапа-
зоне от 0 до 200 000 Гц. Практически таким комплексом
до сих пор не располагает ни один исследовательский кол-
лектив. В-третьих, обработка сигналов в рассматриваемом
случае принципиально невозможна без использования
достаточно мощных электронно-вычислительных машин.
На рис. 43 дана блок-схема стандартного набора при-
боров, используемых для регистрации сигналов, издавае-
мых дельфинами.
Современный этап изучения возможностей управления
органическими системами, в частности гидробионтами,
оформился в самом начале 50-х годов. Именно в 1951 г.
научно-исследовательский отдел Военно-морского мини-
стерства США приступил к изучению живых организмов
как биологических моделей в надежде найти новые прин-
ципы для разработки электронных систем управления.
Таким образом, имеющийся опыт пока еще недостаточно
велик, но определенные результаты уже получены.
Наиболее широко освещен в литературе проект «Оркон»
(Огсоп—аббревиатура словосочетания Organic’ control,
172

которое можно перевести как управление с помощью'жи-
вых организмов). Одним из вариантов проекта «Оркон»
является проект «Голубь». Согласно этому проекту три
живых голубя использовались в системе наведения ра-
кеты. Напомним, что сразу после своей реализации проект
«Голубь» оказался ненужным, так как к этому времени
инженеры создали достаточно эффективную систему управ-
Магнитная
запись
Рие. 43. Блок-схема установки для регистрации сигналов, издаваемых
дельфинами.
ления ракетами. Но голуби не были забыты. Так, согласно
сообщению английской газеты «Санди телеграф», Пентагон
решил использовать их для ведения воздушной разведки,
обнаружения минных полей ъ для некоторых операций
по поиску и уничтожению цели. Военное ведомство США
заключило контракт на сумму 600 тыс. долларов, по кото-
рому факультет психологии Миссисипского университета
должен провести необходимые исследования.
Известно также о применении голубей в системах
контроля и управления в мирных целях. Как в нашей
стране, так и за рубежом проводились эксперименты
по использованию зрительного анализатора голубя для
контроля и отбраковки на конвейере такой продукции,
как шарикоподшипники, пуговицы, таблетки и т. п.
Результаты экспериментов показали, что на дрессировку
голубя требуется две-три недели. Для работы голубя
173

jb качестве контролера характерны исключительная добро-
совестность, определяемая стойкостью выработанных ус-
ловных рефлексов, бдительность, возможность достаточно
быстрой перестройки на другую работу.
Интересны работы Управления научными исследова-
ниями ВМФ США, осуществляемые по программе иссле-
дований передвижения крупных рыб, дельфинов, морских
Рис. 44. Передатчик, устанавливаемый на дельфине.
1 — антенна; 2 —» коаксиальный кабель; 3 — латексовый колпа-
чок; 4" — усилитель-передатчнн; 5 — источник питания; 6 —
датчик.
черепах, китов, акул. Для проведения этих исследований
создано специальное автоматизированное судно длиной
4,5 м, имеющее скорость 30—60 км/ч. Управление авто-
матизированным судном осуществляется с основного ко-
рабля, который может находиться от судна на расстоянии
до 10 км.
Для более четкой регистрации траектории перемеще-
ния гидробионтов используются приборы, укрепляемые
на изучаемых животных (рис. 44). По существующим нор-
мам вес прибора не должен превышать 2% от веса живот-
ных. Каждый такой прибор представляет собой уникаль-
ное устройство, изготовление которого требует тонкой,
часто виртуозной ручной работы. Большие трудности
возникают также при размещении приборов на теле жи-
вотного,
П4

В качестве каналов связи, используются в' основном
оптический, радиотехнический (рис. 45) и гидроакустиче-
ский, хотя в ряде работ показано, что дл'я ограниченной
акватории можно использовать сигналы и другой физиче-
ской природы.	,	•
' Ввод сигналов управления поведением гидробионта не-
посредственно в мозг осуществляется с помощью вживлен- х
ных электродов (из нержавеющей стали, платины или зо-
лота в лавсановой или нейлоновой изоляции), на которые
подаются сигналы в виде электрических импульсов чере-
Рис. 45. Схема телесвязи с подопытным гидробионтом.
/— телевизионная камера; 2/—? система ' приема, анализа и
регистрации данных.
дующейся полярности (во избежание возникновения элек-
тролиза мозговой жидкости).
Методика гидроакустического прослеживания рыб и
морских животных с надводного судна все шире исполь-
зуется специалистами рыбопромыслового флота. В част-
ности, этим методом прослеживалась миграция осетровых
в Волгоградском водохранилище. Дистанция уверенного
контроля составляла 200—350 м. Для осуществления
таких исследований созданы специализированные подвод-,
ные и надводные суда (рис. 46 и 47).
Интересным представляется направление, предпола-
гающее использование машин для обучения гидробионтов,
В основу положена идея формирования сложных типов
поведения животного по методике поощрения (или под-
крепления), причем применение обучающих машин позво-
ляет обеспечить четкий режим подкрепления. Основные
175

способы формирования реакции следующие. Во-первых,
программирование: разработка последовательности дей-
ствий, приводящих животное к усвоению сложных форм
поведения. Подкрепляется каждое движение, которое со-
ставляет хоть какой-нибудь элемент задания. Во-вторых,
управление, при помощи стимула: одна и та же реакция
подкрепляется или не подкрепляется в зависимости от того,
на какой стимул она выдана. В-третьих, программирова-
ние с оценкой вероятности реак-
ции: прерывистое подкрепление
с различными режимами.
С помощью рационального про-
граммирования оказывается воз-
можным формировать характер
поведения гидрЪбионта, устанав-
Рис. 47. Катамаран для
прослеживания гидроби-
онтов.
1, 3 — телевизионные каме-
ры; 2 — кинокамера; 4 —
гидрофоны; 5 —датчики тем-
пературы; 6 — воздушный
двигатель; 7— антенна.
Рис. 46. Буксируемый . аппарат «Ат-
ланта».
ливать заданный уровень его активности, побуждать его
различать соответствующие стимулы.
Одним из применений метода управления при помощи
Стимула в сочетании с методом программирования яв-
ляется выработка у гидробионта способности издавать
определенные звуки при условии четкой дифференциации
этих звуков человеком или каким-либо устройством.
’ В Мурманском морском биологическом институте ве-
дется изучение механизмов .подражания у рыб и исследо-
вание структуры стайности и стадообразования. Полу-
чены интересные данные, проливающие свет на тонкие
механизмы подражания у рыб. Эти данные имеют науч-
ную ценность и могут быть использованы при разработке
новых способов лова рыбы, а также в управляемых море-
хозяйствах — для самых различных целей.
176

В последние годы широко ведутся кибернетические
исследования больших сообществ, в частности популяций
рыб. Уже разработаны математические модели, предназна-
ченные для изучения динамики популяций рыб. В Инсти-
туте экологии растений и животных Уральского филиала
Академии наук СССР создана математическая модель
динамики изменения численности обской ряпушки. В мо-
дель введены сведения, полученные при биологических
исследованиях и характеризующие обстановку, которая
существовала в устье Оби, совокупность растений и жи-
вотных в этом устье. Модель позволяет воспроизвести
картину будущей жизни обского стада ряпушки — ее вос-
производства, роста, нереста. Устанавливается скорость
созревания в начальный период летнего нагула. Вычис-
ляется зависимость различных возрастных групп рыбы
от состояния кормовой базы. Определяется влияние чис-
ленности возрастных групп на количественные резуль-
таты нереста. С помощью модели можно ответить на во-
просы о том, сколько икры будет появляться в каждом
последующем году, какое количество мальков даст эта
икра, много ли мальков выживет, насколько прибавит
в, весе ряпушка через год, два, три и т. д. Эта математиче-
ская модель была опробована также на сельди Донского
и Азовского бассейнов.
Исследование точности математической модели пока-
зало, что получаемые с ее помощью данные отклоняются
от действительных результатов не более чем на 10%.
Такую точность можно признать вполне удовлетвори-
тельной.
Достаточно. очевидно, насколько необходимы такого
рода модели для управления морехозяйствами. Расчет-
ные данные по размерам, возрасту и весу рыбьего стада
дают возможность эффективно управлять им. Модель
позволяет получить научно обоснованный ответ на вопрос
о том, где и в каком количестве надо ловить ряпушку или
сельдь, в каком возрасте рыба достигает лучших весовых
кондиций и в какое время она особенно нуждается в ох-
ране. Создается основа для ежегодных промысловых про-
гнозов, подлинно научного планирования рыболовства,
строгого определения оптимальных объемов промысла.
12 В. П. Сочивко
177

Гл а в а сед ьмая
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПУТЕЙ
ОСВОЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ
•
Корреспондент: Доктор Эджертон, скажите, что Вы
предполагаете найти, погрузившись на большую' глубину?
Эджертон: Если бы я знал, то не стал затруднять себя
поисками.
До последнего времени как в нашей стране, так
и за рубежом отсутствует взаимосвязь между отдельными
направлениями общего фронта работ по освоению гидро-
сферы. Речь идет не о формальной координации .работ
со стороны комитетов, советов, секций и т. п., которые
давно, созданы и успешно функционируют в разных стра-
нах мира (хотя проблема освоения гидросферы ввиду
своей сложности и своеобразия заслуживает учреждения
более мощных институтов типа Морской академии, как
это имеет место в сельском и коммунальном хозяйстве,
в медицине, педагогике, в архитектурно-строительной,
военной и других областях). Сейчас мы имеем в виду
научно-информационный аспект проблемы: каким обра-
зом органически увязать научно-технический поиск, полу-
ченные результаты и планирование будущих исследо-
ваний.	,
По данным американской печати, в США менее 2% вы-
двигаемых идей приводйт к созданию новой, пользующейся
спросом продукции. По-тем же данным восемь из десяти
научных сотрудников и инженеров, занятых, различными
разработками, трудятся над проектами, не оправдываю^
щими себя с коммерческой точки зрения. Конечно, не
только рентабельность производства учитывается при
оценке того или иного проекта. Но и о ней нельзя забы-
вать, когда речь идет о работах, затраты на которые
исчисляются внушительными цифрами.
178

В ряде наук о гидросфере продолжает доминировать
эмпирико-накопительная методика. Ее остроумно вы-
смеял Эддингтон в -рассказе об ученом-эмпирике, кото-
рый забросил в море сеть е двухдюймовыми- ячейками,
исследовал улов и вывел эмпирический закон, гласящий,
что размеры всех морских существ превышают 2 дюйма.
Но даже стремясь к систематизации накопленных фактов,
мы часто попадаем в плен соблазнительно простых, но не-
достаточно объективных систем классификации.
Выше уже говорилось, что не только технический
прогресс сам по себе и не только, стремление овладеть
неисчислимыми богатствами влекут нас в гидросферу.
Давно замечено, что главная, хотя и не всегда осознанная
причина всяких поисков заключена в нас самих, ибо
человек так устроен,» что в познании для него слились
и смысл, И цель. Другое дело, что познание всегда воз-
награждает нас за приложенные усилия, позволяя созда-
вать все новые материальные ценности.
В данной главе будут рассмотрены некоторые аспекты
информатики и научной прогностики^, связи с проблемой
освоения человеком гидросферы. Каждая из названных
дисциплин возникла сравнительно недавно, но уже се-
годня представляет собой достаточно развитую и глубо-
кую область науки. Огромная польза от привлечения
этих дисциплин к решению обсуждаемой в книге проблемы
заставляет нас коротко остановиться на некоторых вопро-
сах современного научного программирования исследо-
ваний в гидросфере.
§ 20.
Информатика и гидросфера
• /
Мудр — кто знает нужное, а не многое.
Эсхил
В последние годы значительно возрос интерес
к проблеме накопления и рационального использования
научной информации. Обычно это объясняют лавинооб-
разным нарастанием информационных .потоков во всех
12*	179

областях человеческого знания, увеличением разрыва
между возможностью осмыслить потенциально интерес-
ную информацию и бурным ростом числа всевозможных
публикаций, увеличением количества людей, причастных
к использованию информации, и рядом других причин.
Если до XVIII в. один человек мог обладать научными
знаниями в самых различных областях, то в наши дни
даже в очень узкой области невозможно уследить за всеми
опубликованными результатами.
Характеризуя ситуацию, исследователи проблемы на-
копления и использования информации отмечают, что
научные сотрудники часто чувствуют себя погребенными
под массой статей и монографий, выходящих во всех угол-
ках земного шара; несмотря на помощь библиографий,
им чаще всего не удается ни прочитать их целиком, ни тем
более поразмыслить над ними. Утопая в непрекращак>
щемся потоке публикации, они все время рискуют запу-
таться в мелочах и упустить главное. >
Даже процесс проектирования как в судостроении,
так и в других отраслях в настоящее время сопрово-
ждается оформлением огромного количества документа-
ции. Показателен пример, заимствованный из авиацион-
ной техники. Американский, реактивный самолет типа
«Боинг-707» имеет грузоподъемность 26 т, а вес чертежей,
которые необходимы для его изготовления, составляет
около 23 т.
Острота ситуации вызвала появление не только новых
технических средств, но и нового технического направ-
ления — информатики. Согласно одному из определений,
«информатика — это научная дисциплина, изучающая
структуру и свойства (а не конкретное содержание) науч-
ной информации, а также закономерности научно-инфор-
мационной деятельности, ее теорию, историю, методику и
организацию. Целью информатики является разработка
оптимальных способов и средств представления (записи),
сбора, аналитико-синтетической переработки, хранения,
поиска , и распространения научной информации» [46].
Таким образом, предметом' информатики является изу-
чение общих закономерностей научно-информационной
деятельности, но не сама эта деятельность.
К основным задачам информатики относятся:
а)	оптимизация передачи научных и технических зна-
ний и практического опыта;
б)	преодоление языкового барьера;
180

в)	в теоретическом плане — выявление закономерно-
стей соЗдайия информации, ее передачи, преобразования и
использования;
г)	в практическом плане — обеспечение наиболее ра-
циональной и оперативной организации связей как в пре-
делах какой-либо науки, так и между разными областями
науки, отраслями производства с широким применением
современных технических средств.
Исследователи-информатики подчеркивают тот факт,
что число публикаций в настоящее время намного обго-
няет число новых идей. В информатике принято считать,
что объем научной информации удваивается каждые
10 Лет, но не более одной трети ее действительно нова и
оригинальна. Отсюда следует практический вывод о том,
что на первое место выступает не проблема ускорения
публикаций, а проблема осмысливания новых информа-
ционных поступлений. Одной из причин указанного поло-
жения является слабая координация проводимых иссле-
дований, в результате чего многие рабсггы выполняются
по нескольку раз. Это особенно недопустимо для тех обла-
стей науки, где получение новых данных связано с боль-
шими затратами труда и материальных средств.
. Превосходная мысль рискует быть безвозвратно утра-
ченной, если она не была записана. Точно так же рискуют
быть утраченными и уникальное наблюдение, фотоснимок,
протокольные записи, если их хранение до’верено архи-
вам и библиотекам и если они не могут быть быстро предо-
ставлены исследователю, систематику, прогнозисту.
Поэтому единственно рациональным является подход,
предложенный информатикой — автоматизация информа-
ционного поиска, использование информационно-поиско-
вых систем (ИПС), которые осуществляют накопление
идей, документов, фактов, гипотез, теорий и т. д. и обес-
печивают их быструю выдачу по запросу.
Важен также следующий момент. Каждый человек
обладает «информационными фильтрами» с индивидуаль-
ными характеристиками. Эти характеристики склады-
ваются под воздействием индивидуальной информацион-
ной потребности, личного опыта и знаний; они обуслов-
лены возможностями использования привлеченной инфор-
мации, субъективными особенностями отражательной дея-
тельности и многими другими факторами. В сознании
исследователя существует механизм классификации фак-
тов, понятий, идей, сложившийся в результате жизнен-
181

ного опыта, образования, способностей, языка, наклон-
ностей, мотиваций и т. д. Даже в хорошо формализован-
ных отраслях знания исследователь непроизвольно при-
вносит элементы субъективизма в изложение полученных
результатов. Однако важно отметить, что. автоматизиро-
ванные информационно-поисковые системы, хотя ойи и
не лишены некоторых черт субъективизма,  внесенных
их создателями, производят обработку, систематизацию,
хранение, поиск и выдачу информации как объективно
действующие системы. В подавляющем большинстве слу-
чаев это является огромным достоинством автоматизиро-
ванных ИПС.
Всякое познание предполагает классификацию. Это на-
столько органически присуще человеческому моВгу, что,
по мнению крупнейшего психолога современности
Ж. Пиаже, уже ребенок познает окружающий мир, иссле-
дуя и классифицируя предметы, которые он встречает.
Работы видных ученых разных областей и разных вре-
мен — Г. Лейбница и Л. Ландау, К. Линнея и Д. И. Мен-
делеева — подтверждают колоссальную значимость систе-
матизации и классификации во всех областях йо-
знания.	. .
Раньше методика поиска признаков (принципов) клас-
сификации основывались на переборе «вручную» всех
возможных вариантов. Использование электронно-вычис-
лительных машин, входящих в автоматизированные ИПС,
значительно упрощает эту задачу. Конечно, при решении
такой многоплановой проблемы, как освоение гидросферы,
целиком возложить.на машину осуществление системати-
зации и классификации невозможно. Но исследователю,
интуитивно устанавливающему основные принципы клас-
сификаций («по предмету», «по применению» и др.), машина
может оказать действенную помощь.
' В науке о науке (науковедении) считается, что уже
само определение науки в настоящее время дать доста-
точно трудно. Однако ясно, что одним из признаков, отли-
чающих научное знание от ненаучного, является его
системность. Систематизация — активный творческий про-
цесс, в ходе которого достигается более глубокое отра-
жение действительности, осуществляются научные откры-
тия. В научном познании велика также роль 'классифика-
ций. Существует мнение о том, что основная функция
науки —это классификация фактов, распознавание их
взаимных связей и относительного значения.
182


Решение, многих вопросов систематизации и класси-
фикации комплекса научных фактов, идей, гипотез, теорий
сталкивается с трудностыо^поиска нужных данных. Тра-
диционные библиографические методы не приспособлены
для многоаспектного поиска. Между тем если в «чистой»
океанологии или «чистой» гидродинамике возможны си-
стемы классификации (и соответственно поиска), построен-
ные по иерархическому принципу, то в комплексе зна-
ний о гидросфере большая часть документов, входящих
в информационный массив, относится одновременно к двум,
трем и более разделам этой области знаний. Успешный
многоаспектный поиск в больших информационных мас-
сивах может 'быть осуществлен лишь с помощью совре-
менных ИПС. Заметим, что в то времякак ранее попытки
механизировать информационный поиск даже не пред-
принимались (осуществление поиска считалось прерога-
тивой интеллекта), теперь прогресс в деле информацион-
ного обслуживания связывают только с внедрением ма-
шин. При этом если книги, карты, графики, чертежи,
таблицы и т. п. — это сравнительно простые средства
материализации научных идей, фактов/и т. п., то автома-
тизированные ИПС являются мощными «психологиче-
скими орудиями», интеллектуальными орудиями чело-
века.
Современная научно-информационная деятельность
в любой области, в том чисде и в области гидронавтики,
сводится к решению следующих основных задач:
1)	предельно полный сбор, аналитико-синтетическая/
переработка информации с целью быстрого оповещения
всех заинтересованных лиц о новых достижениях науки
и техники в области гидронавтики;
2)	долговременное хранение информации в памяти
ИПС,. позволяющее осуществлять быстрый, исчерпываю-
щий и многоаспектный поиск необходимых сведений;
3)	переработка фактов, идей и другой информации
с целью получения новой информации;
4)	обработка запросов (с переспросом и уточнением)
с целью выдачи рекомендаций, фрагментов плана, про-
грамм, прогнозов и др.
Решение перечисленных задач потрёбует использова-
ния достижений .информатики и смежных научных дис-
циплин, а также применения достаточно сложных’техни-
ческих систем. Понадобится, по-вйдимому, разработка
специального языка, пригодного для изложения^всей
183 •

совокупности научных данных о гидросфере. Создание
такого языка является, по существу, разработкой спе-
циализированного тезауруса — одноязычного словаря,
в котором указаны все смысловые связи между словами,
входящими в этот словарь (под связями понимаются родо-
видовые, ассоциативны^. и другие отношения слов).
Научная информация должна отвечать на фактогра-
фические вопросы:" какими свойствами обладает данный
объект? Какие объекты обладают данным свойством?
Что известно по данной теме или о данном объекте? Каковы
физические характеристики данного материала и т-. д.
Ответы на подобного рода вопросы никогда не входили
в задачу библиографической службы библиотеки. Тради-
ционно библиотека обеспечивала ‘ исследователя библио-
графическими сведениями, но ученому, руководителю,
инженеру нужна не библиография (хотя за неимением
других источников информации он до последнего времени
удовлетворялся и библиографическими сведениями) и
даже не сами произведения, а факты и идеи, которые
в них содержатся и которые потребовались исследова-
телю.
•При формулировке информационного запроса человек
не всегда точно знает, какая информация ему действи-
тельно нужна. Содержание документа может изменить
представление человека о его фактической информацион-
ной потребности или заставить изменить форму выраже-
ния этой потребности. Отсюда следует необходимость
обеспечить информационно-поисковые системы обратной
связью с потребителем, чтобы последний мог, изменяя
формулировку своего запроса, оптимизировать работу
информационной системы. Это дает возможность иссле-
довать поисковый массив, находя действительно полезные
и ценные факты. Другими словами, информационно-
поисковые системы должны быть адаптивными.
Перечисленные аспекты информационной деятельности
хотя и,не исчерпывают всей проблематики, однако позво-
ляют сделать вывод о том, что кх)бсуждаемой проблеме
необходим системотехнический подход. Эффективные ин-
формационно-поисковые системы являются сложными
автоматизированными комплексами " типа человек—
машина.
Сейчас ясно видны новые тенденции информационной
деятельности. Возникает задача осмысливания содержа-
ния всех новых публикаций. В связи с этим становится
184

актуальной подготовка научных работников совсем осо*
бого профиля — специалистов, изучающих не явления
природы, а публикации. Задача такого специалиста —
разобраться в потоке информации, оценить новые направ-
ления, установить связи между новыми идеями, найти
возможные области их практического применения. Если
традиционный исследователь чаще всего имеет дело с ма-
териальными объектами, то исследователь-информатик
оперирует информацией, а единственным доступным ему
экспериментом является так называемый умственный
эксперимент.
Как правило, результатом деятельности информацион-
ного исследователя является аналитический обзор, но,
в отличие от обычных обзоров, значение этого документа
во много раз превосходит значение ряда оригинальных
статей.
Говоря о применении ИПС, следует отметить, что
теоретической основой использования этих систем яв-
ляется автоматическое управление и связь. По существу,
ИПС — это звенья автоматизированных систем управле-
ния (АСУ), используемых при исследовании гидросферы.
Являясь сложной кибернетической системой, ИПС сла-
гается из следующих компонентов:
1)	алгоритмов и средств программного обеспечения;
2)	структур, обеспечивающих реализацию таких про-
цедур, как'самоорганизация, автоматический поиск, обна-
ружение и опознание, принятие решения, адаптация
и др.;	' '
3)	технических средств, обеспечивающих функциони-
рование системы, ввод информации, воспроизведение и
вывод печатной информации и отображение даннйх.
Задача создания ИПС вполне реальна.. Если период
1960—1970 гг. характеризовался внедрением средств ме-
ханизации и автоматизации на отдельных этапах обра-
ботки информации, то 1970—1980 гг. определяют как
период интенсивной постройки отраслевых комплексов —
автоматизированных систем информационного обслужи-
вания с полной автоматизацией всего процесса обработки
информации. Так, уже в 1966 г. вступила в строй единая
автоматизированная информационная система ВМС США
под названием «Нардис» (NARDIS — Navy Automated
Research and Development Information System), которая
предназначена для обеспечения кадровых специалистов,
администрации и научно-исследовательских организаций
1в5

обслуживающих ВМС США, данными, необходимыми при
проведении различных научно-исследовательских и
опытно-конструкторских работ. В ИПС «Нардис» входит
универсальная электронно-вычислительная машина
‘ «Ларк» и две автоматизированные картотеки на перфо-
картах и магнитных лентах.
В нашей стране практически во всех отраслях народ:
ного хозяйства функционируют отраслевые информацион-
ные центры. Таким образом, созданы предпосылки для
широкого внедрения идей й методов информатики в авто-
матизированные системы управления, обеспечивающие
проведение подводных исследований и промышленное
использование гидросферы. Можно' предположить, что
в ближайшие годы мы станем свидетелями необычного
штурма: армия исследователей гидросферы, вооруженная
мощными логико-информационными машинами, начнет
стремительное наступление на тайны Океана, и многие
победы будут одержаны не в глубинах его, а у пультов
информационно-поисковых систем.
§ 21.
Системные принципы прогноза
•.
Когда выдающийся, но уже пожилой ученый, заявляет, что
какая-либо идея осуществима, он почти всегда прав. Когда он
заявляет, что какая-либо идея не осуществима, он, вероятнее
всего, ошибается.
А, Кларк
Попытки прогнозировать развитие той или иной
отрасли, тех или иных явлений предпринимались издавна.
Помимо того, что прогноз интересен сам по себе, прогно-
зирование является важщлм условием всякой руководя-
щей деятельности. Принимая решения, определяющие
ход событий в течение длительного периода, руководитель
должен в известной степени прогнозировать ход этих
событий.
В последние годы развивается научное направление,
основным предметом которого является прогностика —
разработка методов и программ долгосрочного прогнози-
рования. Близко к этому направлению примыкают и не-
186

которые исследования методов планирования. Необходи-
мость научного подхода, к проблеме прогнозирования
обусловлена те^, что в прошлом прогнозы, особенно-
долгосрочные, зачастую не подтверждались действитель-
ным ходом событий. В американской литературе можно
встретить много поучительных примеров, грубых ошибок,
допущенных при прогнозировании разными ведомствами,
в том числе'военными, за последнее десятилетие. Оче-
видно, что ущерб, причиненный неправильным прогнози-
рованием, может оказаться весьма серьезным.
Рис. 48. Кривые роста морских перевозок.
1 — на парусных судах; 2 — на пароходах; 3 — суммарный тоннаж.
Опыт показывает, что, каким бы логически безупреч-
ным ни казался долгосрочный прогноз, предлагаемый
отдельным лицом, необходима крайняя осторожность при
оценке последствий, вытекакйцих из этого прогноза. >
Как правило, метод прогнозирования основывается на
экстраполяции. По данным предшествующих лет строят
кривые, например кривые роста выпускаемой продукции,
и экстраполируют их на последующий интервал времени.
Однако, как показывают многочисленные примеры, та-
кого рода экстраполяция может привести к абсурду.
Наблюдая непрерывный рост кривой в предшествующие
годы и предполагая, что он сохранится на интервале
прогнозируемого времени, часто делают апокалипсические
пророчества о разного рода бедствиях, о неизбежной
гибели человечества. На самом же деле в полном соответ-
ствии' с диалектикой и законами научной прогностики
из имеющихся Данных следует неизбежность изменения :
существовавшего механизма роста.
187 -

Сказанное хорошо поясняют приведенные на рис. 48
кривые роста морских перевозок на парусных судах и
на пароходах. Составленные в 50-х годах прошлого века
на основе метода экстраполяции прогнозы роста парус-
ного флота до конца века были ошибочными потому, что
не могли учесть то изменение кривой роста, которое <
фактически наступило в начале 60-х годов.
Приведем другой пример. После второй мировой'войны
специалисты военно-морских флотов, подсчитывая коли-
чество подводных лодок на флотах разных стран и экстра-
полируя кривые роста их общего количества, тоннажа
ит. п., исходили из концепции, что одиночная подводная
лодка может быть использована для тактических действий
флота. В настоящее же время одиночная подводная лодка,
способная нанести мощный ракетно-ядерный удар, яв-
ляется стратегической единицей и даже не собственно
флота, а вооруженных сил страны в целом. Ясно, что
такое качественное изменение рассматриваемого объекта
не могло быть предусмотрено на начальных этапах раз-
вития подводного флота.
Длительное время только философы задумывались
над тем, как понять и систематизировать пути, по которым
идет человеческий разум от известного к неизвестному.
В настоящее время теорией научной прогностики зани-
мается огромная армия ученых и специалистов в разных
областях знания — психологии, кибернетике, логике
и т. д. Важным моментом в обеспечении этих исследова-
ний и реализации полученных результатов является
использование электронно-вычислительных машин.
Именно ЭВМ позволяют осуществить сравнительный ана-
лиз большого числа возможных моделей. В настоящее
время ведутся практические работы по созданию на базе
ЭВМ информационно-советующих систем, которые не
только обеспечивают человека, принимающего решение, ,
научной и технической информацией, но и помогают в по-
строении прогностической модели. Естественно, каждое
лицо, принимающее решение, не может быть обеспечено
персональной электронно-вычислительной машиной высо-
кого класса. Однако в последнее время созданы ЭВМ,
в ко.торых реализован режим разделения времени, что
открывает возможность использования ЭВМ высокого
класса одновременно рядом лиц (при полной иллюзии,
что машина обслуживает каждого из них не в ущерб
другому). Этот же принцип разделения времени откры-
188
1

вает возможность реализации давних идей о коллектив-
ном, интегральном интеллекте, который складывается
из относительно самостоятельной работы отдельных
умов.
Следует отметить, что использование ЭВМ ни сейчас,
ни в ближайшие десятилетия не исключит необходимости
участия в составлении прогнозов человеческого интел-
лекта. Благодаря человеческому интеллекту, и особенно
человеческой интуиции, становится возможным долго-
срочное прогнозирование сложных процессов и явлений.^.
Однако участие человека привносит и некоторые опас-
ности.
Человек, как правило, легко устанавливает закономер-
ности, соответствующие линейному развертыванию про-
цессов, в то время как большинство явлений в науке и тех-
нике развивается по более сложным, нелинейным за-
конам. Именно здесь заключена главная опасность
просчетов при прогнозировании.
Необходимо учитывать субъективный характер пере-
работки информации мозгом человека. По этой причине
большой популярностью пользуются методики, предпо-
лагающие привлечение не одного лица, а группы людей.
Одной из таких методик прогнозирования является мето-
дика дельфийских оракулов, предполагающая опрос мне-
ний большого числа участников построения прогностиче-
ской модели. В общей сложности к настоящему времени
предложено свыше 100 различного рода методик прогно-
зирования с использованием человеческого интеллекта
и электронно-вычислительных машин.
В § 1 мы уже упоминали методику «Паттерн» — пла-
нирование путем оценки уместности технических проблем.
По существу, эта методика является разновидностью ме-
тода дельфийских оракулов. Методика «Паттерн» в основ-
ном используется для комплексного перспективного пла-
нирования научно-исследовательских и опытно-конструк-
торских работ.
Другой известной методикой является PPBS (Planning,
Programming, Budgeting System) — система планирова-
ния, программирования, финансирования. Эта методика
с 1965 г. по распоряжению президента США внедряется
во все государственные учреждения. Основные ее задачи
определяются так: точно и на долговременной основе
устанавливать национальные цели США на данном этапе
и в данной конкретной области, выбирать среди них важ-
189

!  ' 
нейшие, изыскивать наиболее эффективные пути дости-
жения этих целей с наименьшими затратами, согласовы-
вать действия различных организаций й т. "д.
Может возникнуть мысль, что уж слишком громоздко
«тыловое» оснащение, необходимое для обеспечения фронта
работ в гидросфере. Однако весь ход развития современ-
ной научно-технической мысли подтверждает тенденций,
которую выразил крупнейший ученый современности
Дж. Томсон: «В науке неминуемо должно будет произойти
то, что произошло в армии. В целях обеспечения боеспо-
собности солдата на передовой линии приходится в тылу
ставить за ним все больше и больше людей. То.же самое
наблюдается сейчас и с людьми, занимающимися научно-
исследовательской работой» х.
1 Дж. То Mic о н. Предвидимое будущее. М., ИЛ, 1952.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Освоение гидросферы — трудная, но перспектив-
ная задача, решение которой откроет широкие возмож-
ности для интенсивного развития новой продовольствен-
ной, сырьевой, энергетической и минеральной базы.
Успешное решение всех возникающих при этом проблем
возможно только при комплексном подходе, предпола-
гающем строгий системный анализ задачи, широкое ис-
пользование методов и средств системотехники. ,
Современный уровень общей системотехники и дости-
жения ряда океанологических наук позволяют применять
научно обоснованные методы организации работ пО освое-
нию гидросферы. Некоторые работы этого плана носят,
как отмечалось в книге, международный характер.
Для координаций, сил и средств, необходимых при иссле-
довании Мирового океана, в Соответствии с решением
ЮНЕСКО создана Межправительственная океанографи-
ческая комиссия. Она объединяет усилия около 50 госу-
дарств. Главной ее задачей является разработка совмест-
ных программ международных исследований различных
частей гидросферы, помощь в организации и проведении
этих работ. Летом 1966 г. в Москве состоялся Междуна-
родный океанографический конгресс под девизом: «Из-
учение океана — на благо человека». В нём приняли уча-
стие почти две тысячи ученых из 58 стран. В качестве
эмблемы конгресса была принята буйковая станция,
символизирующая автоматическую гидрометеорологиче-
191

скую службу, которая является новым средством исследо-
вания Мирового океана. Результаты измерений автома-
тической гидрометеорологической, службы передаются по
радио в специальные центры сбора и обработки информа-
ции. В дальнейшем для передачи данных предполагается
широкое использование искусственных спутников Земли.
В центре многих проблем, связанных с изучением и
освоением гидросферы, стоит вопрос о месте и роли чело-
века (гидронавта-исследователя, подводного геолога, опе-
ратора подводных станций и т. д.).
Дискуссионным является вопрос, поставленный
Ж--И. Кусто о человеке-амфибии. Известный советский
врач-космонавт Б. Егоров считает, что «. . .на глубине
более 500—700 м у человека (во всяком случае теорети-
чески) есть все шансы стать Ихтиандром без помощи тех-
нических средств. Он сможет там плавать как рыба, жить
как угодно долго. Важцо лишь заполнить легкие водой.
На глубине 500—700 м легкие человека, по-видимому,
смогут усваивать кислород прямо из воды. . . Пока это
дорога без возврата. . . Путь в глубины океана нам открыт
и в то же время закрыт» х. -	'
Предметом дискуссии являются также потенциальные
возможности автомата. Наряду с интенсивными работами
по созданию систем искусственного интеллекта конструк-
торы далеко-не всегда могут решить задачи, возникающие
при создании относительно простых автоматов, пред-
назначенных для использования в гидросфере.
Сегодня и в обозримом будущем оптимальной страте-
гией освоения гидросферы следует считать Использование
человеко-машинных систем, являющихся звеньями еди-
ного системотехнического комплекса.
1 «Вокруг света», 1971, № 9, с. 30.

УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ
.1	. Аграновский К. Ю. Радиокибернетические методы
управления морскими объектами. Л., «Судостроение», 1967.
2.	А ж а ж а В. Г., С о к о л о в О. А. Подводная лодка в науч-
ном поиске. М., «Наука», 1966.	,
3.	А н а н ь е в Б. Г. Теория ощущений. Изд-во Ленинградского
университета, 1961.
4.	А х у т и н В. М., Пахомов А. Г. Принципы построения
биотелеметрических систем для передачи информации в морских сре-
дах.— В кн.: Проблемы радиотелеметрии в физиологии и медицине.
Свердловск, 1968, с. 54—59.
5.	Б а у э р Г. Тайны морских глубин. М., Географгиз, 1959.
6.	Беккер И. В:, С о ч и в к о В. П. О решающих правилах,
используемых человеком при классификации простых черно-белых
изображений. — В кн.: Техническая кибернетика. М., 1969, с. 91—106.
7.	Б е к к е р К- Немецкие морские диверсанты во второй мировой
войне. М., ИЛ, 1958.
8.	Белькович В. М., Клайне н бе р г С. Е., Я б л'о -
ков А. В. Наш друг — дельфин. М., «Молодая гвардия», 1967.
9.	Б е р г А. И. Бионика и ее значение для развития науки. —
В кн.: Бионика. М., 1965, с. 3—10.
10.	Биотелеметрия. Применение телеметрии в физиологии и эко-
логии животных. М., «Мир», 1965.
11.	Бобнева М. И. Техническая психология. М., «Нау-
ка», 1966.	.
12.	Б о г о р о в В. Г. Океан для людей. М., «Знание», 1964.
13.	Большие системы. Теория, методология, моделирование. М.,
«Наука», 1971.
14.	Боргезе В. Десятая флотилия МАС. М., ИЛ, 1957.
15.	Боровиков П. А. Соединенные Штаты Америки расши-
ряют исследования по проблеме жизни человека на дне океана. —
«Океанология», 1966, № 4, с. 725—728.
16.	Боровиков П. А., Бровко В. П. Человек живет под
водой. Л., «Судостроение», 1968.
13 В.П.Сочивко	193

17,	В е к к е р Л. М. Восприятие и основы его мбделиро'вания.-
Изд-во Ленинградского университета, 1964.
18.	Вершинский Н. В. Подводные работы. — «Вестник АН
СССР», 1963.
19.	Г а’а з е - Р а п о п о р т М. Г. Автоматы и живые организмы.
М., Физматгиз, 1961.
20.	Гуд Г. X., М а к о л Р. Э. Системотехника. Введение в про-
ектирование больших систем. М., «Советское радио», 1962.'
21.	Д а г а н Д. Человек в подводном мире. М., «Мысль», 1965i
22.	Дерюгин К. .К- Человек покоряет глубины океана. М.,
«Наука», 1965.	*	~	
23.	Дерюгин К- К-, Дж у с В. Е. Некоторые результаты
научно-исследовательских работ лаборатории подводных-исследований
Ленинградского гидрометеорологического института. — «Океанологии»,
1970, № 5, с. 906—910.	/
24.	Д ж у с В. Е’. Подводная лаборатория «Садко-3». — «Судо-
строение», 1970, № 7, с. 19—21.
25.	Диомидов М. Н., Дмитриев А. Н. Подводные
аппараты (проектирование и конструкция). Л., «Судостроение», 1966.
26.	Диомидов М. Н., Д ми *т р и е в А. Н. Покорение глу-
бин. Л., «Судостроение», 1969.
27.	Зенкевич Л. А., Марти Ю. Ю. К регулируемым био-
логическим хозяйствам. — «Природа», 1970, № 4, с. 45—53.
28.	Информационные работы и манипуляторы. М., «Эцергин»,
1968. Авт.: Г. П. Катыс, К). Д. Мамиконов, И. К. Мельниченко,
В. М. Ильинский, О. И. Карягин.
t 29. Исследования’по общей теории систем. М., «Прогресс», 1969.
* 30. И с т о ш и н С. Ю., Ковалев И. А, Шахты в море. М.,
«Наука», 1969.
31	. К и к л е в и ч. Ю. И. Ихтиандр. Гидрометеоиздат, Л., 1971.
32	.' Крайзмер Л. П., Сочивко В. П. Бионика. М.,
«Энергия», 1968.	.
З'З. К рылов А. А. Человек в автоматизированных системах
управления. Издво Ленинградского университета, Л., 1972.
34.	Кусто Ж-И., Дюма Д. В мире безмолвия. М., «Мо-
лодая гвардия», 1957.	-
35.	Л и л л и Дж. Человек и дельфин. М., «Мир», 1965.
36.	Ломов Б. ф. Человек и техника. Очерки инженерной пси-
хологии. М., «Советское радио», 1966.
37.	Майер А. В., Джус В. Е., Игнатьев А- В. Подвод-
ная лаборатория «Садко-2».—«Судостроение», 1968, № 5, с. 11—14.
38.	Максимов В. И., Новиков А. А., Прокофь-
ев О. П. Подводный флот специального назначения (средства освоения
морских глубин). М., Воениздат, 1965.
39.	Мейстер Д., Р а б и до Дж. Инженерно-пеихологк-
ческая оценка при разработке систем управления. М., «Советское
радио», 1970.
40.	М е р е н о в И. В. Средства передвижения под водой. М.,
ДОСААФ, 1966.	,
41.	Методологические проблемы системотехники (материалы
I Всесоюзного симпозиума). Под ред. В. И. Николаева. Л., «Судо-
строение», 1970.
42.	Методы и результаты подводных исследований. Труды океано-
графической комиссии АН СССР. М., 1962, т. 14,
194

43.	Миллер Дж., Галантер Ё., ПрйбрямК.
Планы и структуры поведения, М., «Прогресс», 1965.	,
44.	Мильский А. И. К итогам дискуссии о комплексной авто-
матизации судов. —«Судостроение», 1969, № 5, с. 39—41.
45.	М и н- с к и й М. На пути к искусственному мьпплеиию. —
«Труды ин-та радиоинженеров», 1961, № 49, вып. 1,*с. 13—36.
46.	Михайлов А. И., Черный А. И;, Гилярев-
с к и й Р. С. Основы информатики. М., «Наука», 1968.
47.	Михайлов С. В. Экономика Мирового океана. М., «Эко-
номика», 1966.
48.	Мишкевич Т. И. Весьма  секретно. Дело о тюленях. —
«Катера и яхты», 1964, № 3, с. 119—120.
49.	Морские подводные исследования., М., «Наука», 1969.
50.	Надежность наземного радиоэлектронного - оборудования.
Сб. статей. М., «Советское радио», 1957.	к,
51,	Николаев В. И. Контроль работы судовых энергетиче-
ских установок. Л., «Судостроение», 1965.
52.	Николаев В. И. О состоянии и некоторых проблемах раз-
вития системотехники. — В кн,: Методологические проблемы систе-
мотехники. Л. ,1970, с. 5—69.	'
53.	Общая теория систем. М., «Мир», 1966.
""	54. Пищевые ресурсы морей и океанов.—«Вестник АН СССР»,
1968, № 2, с. 3-8.
55.	Подводная лаборатория «Силаб-2». Сб. статей. Л., «Судострое-
ние», 1968.
56.	Подводная телеуправляемая установка «Телеиот». Проспект
Франц, ин-та нефти, 1965.
57.	Подводные лаборатории типа «Ихтиандр». — «Судостроение»,
1970, № 5, е. 14—17. Авт.: Ю. М. Барац, А. Г. Зубченко, Ю. ГО. Ко-
чуро, Ю. Н: КиклевиЧ, В. Г. Руденко.
58.	П р и н г л П. Приключения под водой. Л., ГидрОметеоиз-
дат, 1964.		>..
59.	Раевский А. Н., Антонов А. В. Производство и пси-
хология. Л./«Судостроение», 1969.
60.	Развитие морских подводных исследований. Изд. секции под-
водных исследований океанографической комиссии АН СССР. М.,
«Наука», 1965.
61.	С а н д л е р Д. Техника надежности систем. М., «Наука», 1966-
62.	Сет'ров М- И. Организация биосистем. Л., «Наука», 1971.
63.	Современные глубоководные аппараты. ЦНИИТЭИС, Л., 1967.
64.	Сочивко В. П. Опознающие устройства. Л., «Судострое-
ние», 1963.-	_ 
65.	Сочивко В. П. Электронные опознающие устройства.
М.—Л., «Энергия», 1964.
66.	С о ч и в к о В. П. Электрические модели нейрона. М.,
«Энергия», 1965.
67.	Сочивко В. П. Распознавание образов при помощи вы-
числительных машин. — В кн.: Итоги цауки. Теоретическая киберне-
тика. М., 1966, с. 55—99.
68.	Сочивко В.П. Очерки бионики моря. Л., «Судострое-
ние», 1968.
69.	Т е м н и к о в Ф. Е. Высокоорганизованные системы. —
В кн.: Большие системы. М., 1971, с. 85—94.
70.	У а т т К. Экология и управление природными ресурсами.
Количественный подход. М., «Мир», 1971.
13*	195

71.	Ханке X. Седьмой континент. Л., Гидрометеоиздат, 1964.
72.	X о л с т о в Д. И. Средства кораблевождения подводных ато-
моходов. М., Изд. МО СССР, 1967.
73.	Цыпкин Я. 3. Адаптация и обучение в автоматических
системах. М., «Наука», 1968.
74.	Шабалин В. Н., Ко р о л е в А. Б., Му р а вье в В. Б.
Подводный дом пневматической конструкции. —«Судостроение», 1969,
№ 4, с. 11—12.
75.	Шмырев А. Н., Дробленков В. Ф. Дельфины помо-
гают ученым. —«Судостроение», 1968, № 6, с. 69—71.
.	76. Ш т а й н б у х К. Автомат и человек. Кибернетические факты
и гипотезы. М., «Советское радио», 1967.
77.	Ш у л е й к и н В. В. К динамике стаи. — «Известия АН
СССР», 1938, № 32, с. 17—27.
78.	Эйнхорн Р.Н. Система человек—дельфин. — «Зарубеж-
ная радиоэлектроника», 19б9, № 1, с. 52—72.
79.	Э ш б и У. Р. Введение в кибернетику. М., ИЛ, 1959.
80.	Яблоков А. В. Некоторые аспекты проблемы глубоковод-
ного автономного погружения человека в свете исследований биологии
ныряющих млекопитающих. — В кн.: Бионика. М., 1965, с. 220—226.
81.	Ястребов В. С. Зарубежные дистанционные подводные
манипуляторы. — «Труды Ин-та океанологии АН СССР», 1965, № 74,
с. 77—81.	'
82.	Ястребов В. С. Глубоководный аппарат для сбора геоло-
гических образцов. — «Судостроение», 1969, № 1, с. 19—20.
83.	Barnes Sam. Air from matter. — «Mach. Designe», 1967,
vol. 39, N 2, p. 110—116.
84.	Bio-telemetry-using marine mammals to probe the sea. — «Tran-
saction Institute Marine Engineers»,, vol. 81, N 6, 1969, p. 10—11.
85.	К e n п у I. E. Using dolphins for undersea surveys. — «Ocean
Ind.», 1969, vol. 4, N 2, p. 94, 97—98, 101—102.
86.	К о t 11 e r C. F. Underwater systems within the scientific,
technological and economic framework.—«Journal Hydron.», 1969,
vol. 3, N 1, p. 2—11.
87.	M a c Innin J. B. Living under sea. — «Scientific Amer.»,
1966, vol. 214, N 3, p. 24—33.
88.	Stover W. R. Technique for correcting helium speech distor-
tion. — «Journal of Acoust. Soc. of Amer.», 1967, vol. 41. N 1, p. 70—74.

ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора .......................~	..... .	3
Глава первая
ПУТИ И ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ
И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИДРОСФЕРЫ
§ 1.	Основные вехи проникновения человека в гидро-
сферу . . . ................................  7	'
§ 2.	От промысла к управляемым морским хозяйствам 31
§ 3.	Промышленное использование гидросферы ...	44
ГЛаиа втор а я
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ
§ 4.	Предпосылки системного анализа........ 56
§ 5.	Системы, структуры, организация ...... 61
Глава третья
ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ
И ИХ ПРЕОДОЛЕНИЕ
§ 6.	Физиологические барьеры . ............ 72
§ 7.	Психологические барьеры .............. 83
Глаиа четвертая
АВТОМАТ В ГИДРОСФЕРЕ
§ 8.	Реальные возможности автомата........ 95
§ 9.	Искусственный интеллект ............. Ю5
§ 10.	Естественные ограничения............ 109
197

Глава пятая
СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕК — МАШИНА В ГИДРОСФЕРЕ
§ 11.	Некоторые тенденции синтеза человеко-машин-
ных систем .............................. 117
§ 12.	Информационные каналы в системе человек—
машина................'..................... 123
§ 13.	Принятие решения в человеко-машинных систе-
мах ........................... . .......... 139
§ 14.	Моторная деятельность и ее оптимизация . . .	144
§ 15.	Профотбор и обучение ................. 149
§ 16.	Бионические аспекты построения, человеко-ма-
шинных систем .............................  152
. §	17. Групповая деятельность операторов .....	155
Гдава шеста я
ИНЖЕНЕРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
ОРГАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
§ 18.	Использование гидробионтов ........... 160
§ 19.	Управление органическими системами в гидро-
сфере ......................... г........... 164
Г л а ва седьма я
ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПУТЕЙ ОСВОЕНИЯ
ГИДРОСФЕРЫ
§ 20.	Информатика и гидросфера ............. 179
§ 21.	Системные принципы прогноза .......... 186
Заключение-................  •.............. 191
Указатель литературы . ...................... 193	-

ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ СОЧИВКО
ЧЕЛОВЕК И АВТОМАТ В ГИДРОСФЕРЕ
Очерки системотехники
Редактор Н. А4. Розенгауэ
Технический редактор А. И. Казаков
Художественный редактор В. В. Беляков
Корректоры: Н. и. Шипина, ,Л. Г. Шемякова
Переплет, форзац и титул художников В. У. Фонарева
и Б. А. Рогачевского	у
f Сдано в набор 15 июня 1973 г. М-04031..
Подписано к печати 16 января 1974 г.
Формат ,84 х Ю8г/а>. Бумага типографская Xs 3
Физических печатных листов 6,25.
Условных печатных листов 10,5
х Учетно-издательских листов 10,4
Издательский № 2646—71. Тираж 11 600 экз.
Заказ 382. Цена 44 коп.	'
♦	Издательство «Судостроение»,
191065. Ленинград, ул. Гоголя, 8
'Ленинградская типография Xs 6 Союзполнграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
-	по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
193144, гор. Ленинград, С-144, ул. Моисеенко, 10

Сочивко В.П.
С69 Человек и автомат в гидросфере. Л.,
«Судостроение», 1974.
200 с.
В книге в доступной форме рассказывается о новейших достижениях
системотехники и инженерной психологии применительно к условиям гидро-
сферы. Рассматривается проблема обитаемости человека как непосредственно
в водной среде, так и в замкнутых воздушных отсеках подводных аппаратов
и сооружений. На основе последних данных кибернетики н бионики раскры-
ваются реальные и потенциальные возможности автоматов. Обсуждаются
специфические особенности симбиоза человека н машины в условиях гидро-
сферы.
Книга адресована широкому кругу читателей — инженерам н техникам,
работающим в области судового приборостроения, конструкторам-судострои-
телям, студентам н аспирантам, специализирующимся в области судострое-
ния и судового приборостроения, а также всем тем читателям, которые
интересуются проблемами и перспективами освоения богатств Мирового
океана.