Роль обратных связей в психических и социальных процессах: Часть 1

Обычно нам не требуется усилий, чтобы сохранить что-то неизменным в течении ограниченного промежутка времени. Существенная часть нашего мира состоит из твердых тел, и если мы передвинули что-то, придали форму, построили или написали, то это сохраняется на какое-то, иногда довольно продолжительное, время. Это древний и естественный для этого материального мира способ запечатлеть что-либо. Природа также использует и другие, не столь древние и не столь очевидные подходы. Например, с помощью ДНК информация о живом организме сохраняется и передается из поколения в поколение. И, конечно, в наш цифровой век мы знаем, как сохранить информацию с помощью различных видов цифровой памяти.

В принципе, все приведенные выше подходы в каком-то смысле можно назвать памятью. Интуитивно, с некоторыми оговорками и уточнениями, это что-то статичное, что-то в силу своей природы способное сохранять свое состояние, если не прикладываются усилия по изменению.

Значение этого явления в нашей жизни представляется безусловно фундаментальным. При непосредственном, архаичном взгляде, не обремененным знанием физических законов, это в прямом смысле то, на чем держится наш мир.

Но сохранение во времени процесса не всегда связано с наличием подобной памяти. Это может быть и самовоспроизводящаяся система на основе положительной обратной связи. И вот значение этого второго способа сохранения себя через самовоспроизведение, через обратную связь, мне кажется еще недостаточно оценено.

Мы привыкли относиться к обратным связям как к неким частным случаям в различных областях естествознания, в то время как, по моему мнению, обратные связи играют фундаментальную роль, не менее фундаментальную, чем память. Но, если память (в том контексте, как мы о ней говорим) является фундаментом физического мира, то обратные связи лежат в основе нашего внутреннего, психического.

Итак, в этой статье речь пойдет об обратных связях в психических и социальных процессах. Это нечто большее, чем набор примеров. Я хочу поделиться своим способом восприятия, в основе которого лежит вот это «ощущение» обратных связей во всем. Этот взгляд сложился у меня 10 — 15 лет назад, и я действительно так вижу. Это не результат логических рассуждений, скорее, логика выстраивается на основе этого видения.

И да, это лишь мнение отдельно взятого человека, интересующегося дилетанта, без каких-либо ссылок и без каких-либо претензий на …

Предварительная информация

Для целей нашей статьи потребуется лишь общее понимание, что из себя представляют обратные связи и некоторые общие выводы теории обратных связей. Хотя, эти выводы справедливы для широкого класса систем, сформулируем их в контексте усилителей электрических сигналов.

1. Отрицательная обратная связь уменьшает выходной сигнал усилителя, но при этом улучшает его характеристики, например, линейность, устойчивость к помехам и флюктуациям.

2. Положительная обратная связь в схеме усилителя, приводит к росту коэффициента усиления, но также приводит к ухудшению качества системы.

3. При росте глубины положительной обратной связи система может потерять свойства усилителя и перейти в состояние насыщения или в состояние автогенерации (самовоспроизведения)

Если приведенные свойства вам кажутся незнакомыми или вы хотите освежить свое знание, то краткая информация под катом.

Усилители и коэффициент усиления

Рассмотрим линейный усилитель синусоидальных сигналов. Отношение выходного сигнала к входному называется коэффициентом усиления или коэффициентом передачи (или передаточной функцией). Этот коэффициент является функцией от частоты (и времени) и в общем случае является комплексной величиной. Это значит, что при подаче на вход синусоидального сигнала на выходе мы получим не только изменение амплитуды, но и сдвиг по фазе. Мы будем обозначать эту функцию через .

Комментарий 1.
Будем для простоты рассматривать только стационарные системы, поэтому считаем, что коэффициент усиления не зависит от времени.

Комментарий 2.
Тип сигнала на выходе не обязательно должен совпадать с входным: например, в качестве входного сигнала мы можем рассматривать напряжение, а в качестве выходного - ток.

Обратная связь

Наличие обратной связи означает, что часть сигнала с выхода системы подается обратно на вход. Коэффициент передачи от выхода ко входу называется коэффициентом обратной связи. Опять-таки, в общем случае это комплексная величина, зависящая от частоты. Мы будем обозначать этот коэффициент как .

В зависимости от того, что снимается с выхода и что подается на вход (в обоих случаях это может быть или напряжение или ток), в радиотехнике принято рассматривать 4 вида обратных связей — параллельная по напряжению, последовательная по напряжению, параллельная по току, последовательная по току. Так, например, последовательная обратная связь по напряжению значит, что входным и выходным сигналом считается напряжение, и часть напряжения с выхода (по напряжению) складывается с напряжением на входе (последовательная). Коэффициент усиления при последовательной обратной связи по напряжению выражается простой формулой:

Автогенераторы

Обратите внимание, что в последней формуле частота при которой является особой точкой (коэффициент усиления становится бесконечным). Это приводит к тому, что при некоторых условиях система с обратной связью может начать автогенерацию синусоидального сигнала.

Необходимое условие для автогенерации: при которой .

Комментарий.
Подстройка системы для выполнения условия происходит автоматически за счет нелинейности системы (зависимости усиления от амплитуды сигнала). Мы могли пренебрегать этой зависимостью, когда наша система работала как линейный усилитель и , где - напряжение питания, но мы не можем пренебрегать этим при глубокой положительной обратной связи.

Положительная обратная связь

Если при некоторой частоте выполняется условие , то говорят о положительно обратной связи на частоте . Физически это означает, что переданный с выхода на вход сигнал и усиленный усилителем находится в фазе с выходным сигналом, увеличивая его амплитуду. Из предыдущего параграфа об автогенерации видно, что положительная обратная связь при росте может привести к автогенерации.

Положительная обратная связь может также ввести систему в состояние насыщения. В этом состоянии, выходное напряжение постоянно и близко к напряжению питания.

Можно также рассматривать и более свободное определение положительной обратной связи, как передачу сигнала с выхода на вход, увеличивающее амплитуду входного сигнала. В этом случае входной и переданный с выхода на вход и усиленный сигналы не обязательно должны находиться в фазе, но все же разность фаз отличается меньше, чем на .

Если связь не настолько глубока, чтобы привести систему в состояние насыщения или вызвать автогенерацию, то положительная обратная связь увеличивает коэффициент усиления, но при этом ухудшает характеристики усилителя: устойчивость к помехам, температурным изменениям номиналов, линейность сигнала.

Отрицательная обратная связь

Если при некоторой частоте выполняется условие , то говорят об отрицательной обратной связи на частоте . Физически это означает, что переданный с выхода на вход и усиленный сигнал находится в полной противофазе с выходным сигналом и, соответсвенно, уменьшает его амплитуду.

И опять-таки при менее жестком подходе отрицательную обратную связь можно определить как передачу сигнала с выхода на вход, просто уменьшающую амплитуду входного сигнала, не обязательно требуя полную противофазу. В этом случае разность фаз отличается на : (как обычно, с точностью до ).

Отрицательная обратная связь уменьшает коэффициент усиления, но при этом улучшает характеристики усилителя.

Если система находится в состоянии автогенерации, то усиление глубины отрицательной обратной связи приводит к прекращению генерации синусоидального сигнала — система становится усилителем.

О допустимости математики

Прежде чем начать применять математические выводы, мы должны ответить на принципиальный вопрос: а можно ли вообще применять теорию обратных связей к психическим и социальным процессам?

Строго говоря, для этого наша система должна удовлетворять некоторым математическим критериям. Для начала должна быть введена метрика. Если мы хотим оперировать математикой, должны быть измеряемые величины, и об этом мы поговорим чуть позже. Потом мы должны ввести переменные и функции, и эти функции должны обладать определенными свойствами, такими как непрерывность и линейность. Если мы захотим пойти этим путем, то очень скоро мы увидим, что число параметров становится бесконечно большим, потому что параметром может быть не только то, что составляет наше окружение на данный момент, не только наши чувства и желания, что уже с трудом поддается формализации, но и наше прошлое. Чем-то нужно пренебрегать, но и это требует обоснования. В общем, боюсь, ясный математический подход здесь затруднителен.

Поэтому предлагаю начать с допущения или гипотезы, что выводы теории обратных связей применимы в психологии и социологии.

Комментарий
Я надеюсь, что примеры, которые будут приведены во второй части, смогут убедить вас в обоснованности этого предположения.

Но, даже сделав такое допущение, для того, чтобы применить теорию на практике, казалось бы, мы должны, по крайней, мере понимать, где вход и выход системы, где линия обратной связи, и что из себя представляет измеримая величина. И в случае человека или социума это все тоже довольно не очевидно. Попробуем разобраться.

Рассмотрим пример обучения. Предположим, музыкант пытается выучить некий сложный пассаж. Где же в данном случае вход системы? Если мы говорим о внешних источниках, то музыкант может, например, читать ноты, выполнять указания учителя или подражать другому исполнителю. Есть также и множество «внутренних» источников, таких как накопленное знание, память о других исполнениях данного произведения, собственное чувство гармонии и минутное настроение в конце концов. И, конечно, существуют всевозможные помехи, которые также вторгаются в процесс, как внешние, так и внутренние. Все это идет по разным каналам. Можно предположить, что все это в конце концов проходит через некую точку встречи, которую мы могли бы обозначить как «Я» музыканта, но и это скорее всего не так, потому что многие вещи не осознаются. Поэтому было бы разумно предположить большое количество всевозможных входов.

Что же с выходами? Можно было бы сказать, что в нашем примере сам звук и является выходом, что не совсем корректно. Так, например, учитель может давать обратную связь ученику по ритму, или качеству звучания, или точности исполнения. Но это лишь внешнее и далеко не самое важное проявление. Мы должны взять во внимание, что и ритм и качество звука настолько пластичны, что могут довольно тонко передавать эмоции и настроение, и на концерте, например, притязательная публика настраивается именно на эту тонкую эмоциональную волну, и именно она для них является «выходом». И в этом контексте мы опять имеем большое количество выходов.

Также придется учесть, что процесс обучения вписан каким-то образом в карьерные планы ученика, удовлетворяя его амбициям, а также является частью контуров, связанных с другими людьми: коллегами, семьей, учителями и будущими слушателями. В общем, схема становится почти что бесконечно сложной.

Но в этом и прелесть теории обратных связей: нам не нужны детальные схемы для применения ее выводов. Нам нужно лишь понимать, с каким видом обратной связи мы имеем дело, положительным или отрицательным.

Как определить вид связи

Как определить вид связи, когда речь идет о цепи, структура которой сложна и, более того, просто неизвестна? Это достаточно просто: если обратная связь увеличивает выходной сигнал, то это положительная обратная связь, если уменьшает — отрицательная.

Вернемся к нашему примеру с обучением. Давайте предположим, что учитель прислушивается к ритму ученика и корректирует его в случае необходимости. Какая это связь? Можно считать, что таким образом улучшается (растет) качество ритма. Значит ли это, что обратная связь является положительной?

Нет не значит. Потому, что важно, чтобы увеличивался или уменьшался именно тот сигнал, который снимается с выхода. В приведенном примере снимается скорее разность между тем, как играет ученик и тем, как это должно звучать с точки зрения учителя, и, когда учитель слышит эту разность, он корректирует игру, пытаясь уменьшить это несоответствие. То есть это отрицательная обратная связь.

При обучении мы имеем много отрицательных обратных связей, поступающих от окружения, публики и также от самого учащегося через критичное восприятие, самокритику и самокорректировку, и это точно соответствует нашему первому общему выводу теории обратных связей: «отрицательная обратная связь улучшает характеристики системы».

С положительной обратной связью в нашем примере интересней. С общей точки зрения положительная обратная связь не приспособлена для улучшения качества системы, поэтому в нашем примере я не могу представить ее применения для улучшения качества звучания. Но без положительной обратной связи не может возникнуть самоподдерживающийся процесс. В нашем случае это может, например, означать, что без положительной обратной связи ученик будет учиться «из-под палки», не проявляя никакого интереса со своей стороны, и, как только давление извне закончится, он в тот же миг прекратит обучение. Нужна положительная обратная связь, и она выстраивается по другой переменной. Создается новый параметр, который служит для положительной обратной связи: оценка. Оценка ставится в соответствие с качеством исполнения. В данном случае на выходе системы находится оценка, и если ученик делает усилие по улучшению исполнительского мастерства, то оценка растет, если усилия не столь результативны — падает. И это уже положительная обратная связь.

Самовоспроизведение и метрика

Увеличение глубины положительной обратной связи может привести к эффекту самовоспроизведения. Собственно, на это нацелена система поощрений, что по сути и есть положительная обратная связь. В нашем примере это значит, что ученик начинает учиться сам, и при правильном соотношении положительных и отрицательных обратных связей совершает правильные усилия на пути самосовершенствования.

Комментарий.
Понятие положительной или отрицательной обратной связи предполагают метрику выходного продукта: ведь когда мы говорим про тип обратной связи, мы говорим про увеличение или уменьшение "сигнала" на выходе, что подразумевает соотношения "больше" / "меньше", и в случае психических процессов это должна быть "внутренне" значимая метрика. Именно сам человек должен "чувствовать" эти соотношения. В нашем примере недостаточно просто ввести оценку на выходе, эта оценка должна быть значимой для самого человека и адекватна его "внутренним" ценностям. Не получится установить никакой положительной обратной связи и запустить процесс самовоспроизведения с помощью оценки, если ученику на эту оценку наплевать.

Идентичность

Все выглядит так, что как минимум некоторые самовоспроизводящиеся психические или социальные процессы имеют связанные с ними идентичности.

Комментарий.
Очень хочется сказать "любой самовоспроизводящийся процесс имеет ...", но я не готов делать такие сильные утверждения.

Покажем это на примере обучения музыканта.

Социальная роль

Итак, ученик понимает важность хорошей оценки, и самоподдерживающийся процесс обучения запущен, но все же пока это еще не предполагает вовлеченности. Да, он учится уже не "из-под палки", но он может учиться просто потому, что, например, понимает, что если он получит плохие оценки и вылетит из консерватории или училища, то с точки зрения выживания для него это будет плохим решением. Это как ходить на работу только потому, что получаешь зарплату. Но какая тогда здесь идентичность? Идентичность заключается в том, как его воспринимают другие. Ведь преподаватели или друзья по учебе воспринимают его как студента, хотя, возможно, сам ученик так и не смог принять это.

Формально, этот процесс обучения может "не включить" настоящую вовлеченность. Причина в том, что положительная обратная связь в виде оценки дается (условно) раз в день, похвала учителя может быть еще реже, а моральное удовлетворение от успеха вообще редкость. Это значит, что рассмотренный контур процесса обучения, основанный на общении, дает большую задержку: это могут быть дни, недели, возможно месяцы. Но человек живет здесь и сейчас, он должен иметь стимул что-то делать в данный конкретный момент. Задержка в контуре самоподдерживающегося процесса должна быть хотя бы порядка времени осознания. Должно быть что-то в реальном времени, а не через месяц, заставляющее музыканта сидеть и отрабатывать один и тот же скучный пассаж. И, если человек не вовлечен, то единственный стимул в реальном времени - это память о том, как может быть плохо, если не выучить. Это та же палка, только внедренная в сознание. Не самый вдохновляющий стимул.

Образ себя

Но это не всегда так. Люди могут и получают удовольствие и от обучения и от работы и не только в моменты похвалы или зарплаты, но и в реальном времени. Каков механизм этого?

Например, движущим фактором может быть то, как музыкант привык сам себя воспринимать. Возможно этот музыкант просто не может допустить, что он исполнит произведение на недостаточно высоком уровне. В случае студента это может быть образ "хорошего ученика": он не может себе позволить выучить урок плохо. Таким образом, отрабатывая сложный пассаж, музыкант или студент воспроизводят свой мысленный образ себя. Этот образ и является идентичностью в данном случае. И это самовоспроизводящийся процесс. Какая метрика в этом процессе? Все выглядит так, что идентичности стремятся к выживанию. Потеря идентичности может восприниматься, как личностный крах. Поэтому подтверждение этой идентичности, ее "пролонгирование" во времени доставляет удовольствие, а потеря - боль.

Но опять-таки чего не хватает. Получается так, что человек работает или учится только для того, чтобы что-то доказать себе и другим, только для того, чтобы соответствовать некоему образу, как в своих глазах, так и в глазах окружающих. Хотя, это весомый и часто важный стимул, но все-таки это опять выглядит как внедренное, внушенное, культурой или окружением, поведение. Если мы посмотрим на этот контур с точки зрения задержки, то также увидим, что и это не "здесь и сейчас": мы пытаемся сделать что-то, выучить, потом как-то сами себя оцениваем - все это дает задержку.

Здесь и сейчас

Но что же происходит здесь и сейчас.

Чем короче временной интервал, тем, казалось бы, мы все ближе к самим себе, и, вроде бы, у каждого из нас есть все необходимые инструменты для исследования: ведь можно просто понаблюдать за самим собой, проанализировать, как и что происходит в нашей психической жизни. Но каждый раз, когда я пытаюсь сделать это, я чувствую себя человеком, который находится в доме и пытается быстро выбежать и понаблюдать за собой снаружи, через окно. Проще анализировать внешние социальные процессы, построенные на взаимоотношении с другими людьми. Поэтому, чем глубже в себя, тем меньше анализа и слов.

Но все-таки кое-что можно сказать.

Важным является то, получает ли человек удовольствие и удовлетворение от самого процесса.

Здесь вы можете посмотреть документальную 2-х минутную хронику с молодым музыкантом Гленом Гульдом, где он экспрессивно ищет правильную манеру исполнения партиты Баха. Нет никакого самолюбования, нет никакой презентации себя - лишь чистое творчество и запредельная требовательность к себе. Именно сама партита, наполненная чувствами и эмоциями Глена является идентичностью, я бы сказал, своеобразным телом для его сознания. По сути, здесь уже нет Глена Гульда, как человека, и невозможно понять, где кончается Бах, и где начинается музыкант. Да, потом, закончив играть, он вспомнит, что он великий музыкант, уютный дом и дорогой рояль напомнят ему, что он ценим публикой, но в данном случае это уже вторично.

Вот этот самый интимный, самый внутренний процесс, находящийся под уровнем слов, происходящий здесь и сейчас является наиболее важным для нас. Является ли этот процесс самоподдерживающимся? С моей точки зрения, он обладает всеми признаками этого. Безусловно, существенная часть этого творческого состояния в нашем примере связана с удовольствием, что образует метрику. Понятно, что уровень удовлетворения зависит от того, насколько музыканту удается нащупать правильную интонацию, правильную форму, что говорит о положительной обратной связи. И конечно, при достаточно глубокой обратной связи это состояние становится самодостаточным, не требующим внешней подпитки.

Базовый процесс

В моей картине мира мы движемся от состояния к состоянию, от одного самовоспроизводящегося процесса к другому. Мы чувствуем себя живыми от того, что мы или ощущаем или чувствуем что-то. В этом самоощущении суть идентичности, мы как бы движемся от одного осколка зеркала к другому и в разные моменты времени видим разные образы себя. Но есть ли состояние, где я являюсь истинным собой.

В действительности этот вопрос на уровне вопроса о существовании души, и мы, конечно, из простого самонаблюдения не сможем дать на него ответ. Но если предположить, что душа, чем бы она ни была, существует, то, с моей точки зрения, разумно было бы допустить, что это некий самовоспроизводящийся процесс. Давайте назовем этот процесс базовым процессом. Можем ли мы что-то сказать о его структуре.

Для базового процесса это должно быть что-то базовое, фундаментальное.

Что есть идентичность применительно к базовому процессу, думаю, понятно - это и есть наше "Я" (истинное "Я"), чтобы это ни значило.

А что есть самовоспроизводящийся процесс? Как мы ощущаем, идентифицируем это самовоспроизведение? Я склонен считать, что это и есть наше сознание или что-то очень близкое. В этом контексте сознание, по сути, это воспроизведение себя через осознание себя (положительная обратная связь).

Комментарий.
Надо допустить, что сам базовый процесс, являясь элементарным, все же содержит какую-то существенную дополнительную сложность - это что-то, что намного сложнее чем элементарный контур. Иначе, нам пришлось бы признать, что генератор синусоидальных сигналов обладает сознанием.

Есть еще одна интересная деталь. Согласитесь, что "Я" - это что-то статичное, что-то, что является якорем для всей нашей высшей психической и социальной активности, что-то фундаментально постоянное. То есть "Я" обладает всеми свойствами памяти. Я бы сказал, что это элементарный фундаментальный процесс, основанный на памяти. Но тогда получается, что базовый процесс обладает дуальностью: мы можем рассматривать его и как элементарный процесс, построенный на памяти, и как элементарный самовоспроизводящийся процесс. С первым свойством связана идентичность (наше "Я"), со вторым же - наше сознание.

Похоже на корпускулярно-волновой дуализм, не правда ли?

Заключение первой части

В этой части статьи мы рассмотрели важность обратных связей на примере роли ученика-музыканта. Основное внимание было уделено положительной обратной связи и связанному с ней процессу самовоспроизведения (автогерации).

Мы выделили три уровня роли:

1. Социальный, внешний уровень.

2. Уровень воспроизведения собственного образа.

3. Уровень "здесь и сейчас".

Каждому из этих уровней соответствуют свои самовоспроизводящиеся процессы и идентичности.

С точки зрения индивида наиболее значимым является уровень "здесь и сейчас", так как самовоспроизводящиеся процессы этого уровня можно рассматривать как "одежду" или "тело" для нашего сознания.

Мы также предположили, что если истинное "Я" (душа) существует в каком-либо аспекте, то это также может быть самовоспроизводящимся процессом. Этот процесс мы называем базовым процессом.

Тогда этот базовый процесс обладает дуализмом, аналогичным корпускулярно-волновому дуализму в физике: его можно рассматривать как элементарный процесс, построенный на памяти, и как элементарный самовоспроизводящийся процесс. Первое свойство связано с идентичностью (наше "Я"), второе - с нашим сознанием.

P.S. Если тема покажется интересной, то продолжение следует. Во второй части я планирую привести много примеров.

 

Источник