За счёт минимизации человеческого фактора

"Нет ничего практичнее

хорошей теории"

Народная мудрость.

Примерно через 2500 лет до информационного взрыва, от которого способность человечества мыслить оказалась погребённой в информационном мусоре, китайский мыслитель Цзи Юнь говорил: "Человек читает книги, слушает других людей, воспринимает окружающий мир и взаимодействует с ним с единственной целью: постижение Высшего Смысла и применение его в повседневной жизни. Если же человек впитывает информацию, то, в конце концов, доходит до такой тупости, что вредит себе и другим людям". Как бесконечно прав китайский мудрец применительно к сидящему за штурвалом лайнера человеку, за спиной которого сотни людей, не считая других потенциальных жертв потерявшего управляемость по вине (беде) экипажа самолёта.

С точки зрения безопасности профессиональной деятельности экипажа принципиальное значение имеет характер взаимодействия двух блоков структурной схемы на рис. II.1: блока "экипаж" и блока "априорные данные", связанных двухсторонней связью. Важен сам принцип накопления опыта и его использования в условиях острого дефицита времени: смысловой или информационный!?

Исследования процессов восприятия информации человеком показали, что узким местом является динамическая память (Д. П.) (рис. III.1), базирующаяся на процессах возбуждения и циркуляции импульсов в нейроструктурах мозга. Скорость прохождения информации в Д. П. ограничена 15 бит/сек, да и то это у редких очень способных людей. Но на входе в Д. П., на стыке её и иконической памяти имеется принципиальная возможность переработки информации в носители смысла — образы и понятия. При этом количество информации снижается в сотни и тысячи раз без ущерба содержанию. Миллиарды нейронов обслуживают этот детектор смысла или смысловой фильтр, который предназначен для защиты Д. П. от перегрузки и для структурированного укладывания и хранения знаний в постоянной памяти (П. П.).

Информация от первичных рецепторов (зрительных, слуховых, тактильных, вестибулярных) после первичной переработки соответствующими анализаторами воспринимается иконической памятью с практически неограниченным объёмом, но с ничтожно малым (тысячные доли секунды) временем хранения и поступает на смысловой фильтр (С. Ф.) вместе с имеющимися знаниями, поступающими из П. П., для совместной смысловой обработки, т. е. для переработки её в понятия и образы. При неразвитом С. Ф. или вообще его невключённости, например, по причине ненахождения П. П. в "горячем резерве" из-за неструктурированной укладки и трудностях воспроизведения (не работает обратная связь (О. С.)) в реальном масштабе времени информационный поток подобно наводнению обрушивается на Д. П. и затем на П. П., забивая все каналы. Происходит потеря истинной ориентации, обеспечивающей способность к прогнозированию развития ситуации (аспект предвидения), возникают иллюзии, порождаемые отсутствием способности соображать, т. е. перерабатывать вербальные символы (слова, цифры) в образы.

Таким образом, главная проблема заключается в развитии и функционировании С. Ф., или способности соображать, или осмысливать, что собственно одно и то же. Не случайно учебные заведения называются образовательными, т. е. относятся (к сожалению, на словах, а не на деле) к сфере образования.

Мне известен только один тип учебных заведений, в которых при отборе абитуриентов тестируют на склонность к соображению, или осмыслению. Это — лётные военные училища, где кроме экзаменов имеется ещё групповой и индивидуальный профпсихотбор. Конечно, существующие методики требуют не только развития и совершенствования, но и выхода на качественно новый уровень — жизнь требует, а наука позволяет. Необходимо как следует организовать работу в прикладном аспекте.

Деятельность экипажа в каждый момент времени определяется взаимодействием образа восприятия информации и образа действия. На основе этих образов функционируют оба аспекта предвидения, т. е. прогнозирование развития ситуации и прогнозирование результата собственного управленческого акта. Качество управленческой деятельности, её надёжность и безопасность определяются динамикой взаимодействия указанных образов, степенью их адекватности объекту управления и условиям полёта. Причём не только образ восприятия определяет образ действия, но и образ действия включает в себя интересы текущего восприятия и пополнения банка априорных данных путём осмысления результатов управления и их зависимости от тех или иных условий полёта. В управлениях лётчика всегда присутствует идентификационная мотивация и составляющая, направленная на адаптацию к текущему состоянию и обретение опыта в интересах будущего. Способность экипажей к безошибочным действиям при возникновении нештатных ситуаций в пределах предшествующего опыта целиком определяется "образностью" банка априорных данных, его структурированностью и упорядоченностью, во-первых, потому, что в условиях острого дефицита времени гораздо быстрее извлекается необходимый образ, чем можно его построить по имеющейся информации, а во-вторых, практически невозможно дважды войти в одну и ту же информационную реку, в то время как смысловое пространство характеризуется значительно большей чёткостью, стабильностью и повторяемостью при всём кажущемся информационном разнообразии.

В теории распознавания образов [10] сформулирована так называемая гипотеза компактности: в многомерном рецепторном пространстве восприятия каждому образу предмета, действия, явления или события соответствует своё замкнутое изолированное подмножество. Процесс обучения состоит в строительстве границ этих подмножеств. При наличии пересекающихся подмножеств или недостаточной чёткости границ, например, вследствие недостатка опыта и пониженной размерности подмножества из-за недостаточной глубины проникновения в суть явления (упрощённая модель) возможна путаница в восприятии и, как следствие, неадекватные ситуации действия. Например, при ночных полётах в безоблачном звёздном небе над спокойной водной гладью озера или моря ложный образ отражённого в воде неба оказывается иногда настолько более убедительным, чем образ реального звёздного неба, что лётчик перестаёт верить показаниям приборов во всеми вытекающими из этого трагическими последствиями. К сожалению, такие случаи имели место со сравнительно опытными пилотами. На мой взгляд, причина здесь в заниженной размерности оценочного пространства образов, когда инструментальное подмножество приборной информации кабины в сознании пилота органически не вписывается в воспринимаемый образ внекабинного пространства. Это недостаток обучения, по-видимому, обусловленный редкой встречаемостью подобных ситуаций. Процесс обучения лётной, как и всякой другой деятельности, он же процесс образования (создания образов — образотворчества) не только в системе образования, но и в повседневной жизни как по вертикали, так и по горизонтали можно представить следующим образом. Согласно гипотезе компактности в оценочном характеристическом пространстве объективно существуют непересекающиеся изолированные подмножества понятий и образов, компактно заполняющие всё пространство (нет пустых множеств). Но сознание человека, отражающее эту реальность отличается от неё так же, как карта местности отличается от самой местности. Процесс обучения — это бесконечный путь их сближения в том числе и путём повышения размерности моделей. Схематично это можно изобразить так (рис. III.2):

Цифры на рис. III.2 соответствуют понятиям или образам объективно существующего смыслового пространства огромной размерности. На рисунке изображена лишь его проекция на плоскость. Процесс обучения сводится к приближению границ в сознании к объективно существующим границам путём определения принадлежности конкретных реализаций А₁, А₂, А₃,... образу 2; В₁, В₂, В₃,... — образу 3; С₁, С₂, С₃,... — образу 5 и проведения на этой основе некоторых границ между ними, которые, как правило, не совпадают с истинными, и за счёт этого могут возникать ошибки в восприятии образов. Кроме того, в воспринимаемом пространстве в отличие от истинного образуются пустые множества, вызывающие трудности в идентификации — человек встречается с совершенно незнакомым явлением или событием. В этом случае человеку приходится строить свою деятельность в условиях существенной, а порой и полной неопределённости, используя присущую человеку способность к адаптации.

В книге "Конструкция мозга" [1] одним из основоположников кибернетики У. Р. Эшби достаточно глубоко рассмотрены механизмы выработки адаптивного поведения методом стохастической аппроксимации или, упрощённо, методом проб и ошибок. Его структура показана на рис. III.3.

Регулятор 2 (человек, экипаж, автомат) взаимодействует с объектом управления 1 по каналам прямой () и обратной () связи, вырабатывая вектор управления на основе доступной для восприятия части вектора состояния . Качество управления зависит как от размерности и точности оценки вектора состояния вектором , так и от глубины, полноты и достоверности знаний законов поведения объекта 1 в условиях окружающей среды с вектором возмущений , в зависимости от чего должны быть синтезированы структура и параметры регулятора. При отсутствии достоверных знаний от объекте управления и законах его поведения у У. Р. Эшби предлагается следующий подход. Измеряется вектор существенных переменных , выход которого за пределы некоторой области, ограниченной поверхностью ab на рис. III.3 или l на рис. III.4 не совместим с существованием самой системы. Разумеется, на рис. III.3 и рис. III.4 показаны лишь проекции области допустимых состояний, имеющей, как правило, очень большую размерность. Внутри области допустимых состояний существенных переменных выделяется область относительного благополучия (приемлемых качества и точности управления), нахождение внутри которой существенных переменных приемлемо и не требует изменения характеристик (параметров и структуры) регулятора. Её границы представлены отрезком cd и линией m на рис.III.3 и рис.III.4.

При выходе вектора за пределы области благополучия m "стрелочный механизм" 3 включает генератор случайных параметров и структур 4 регулятора 2 и начинается поиск приемлемых характеристик регулятора, обеспечивающих приведение вектора в область благополучия m. При

Постановка задачи обычно формулируется следующим образом:

— заданы уравнения, характеризующие поведение объекта, определяемого его состоянием

при ;

при ,

где — вектор состояния системы;

— вектор измерений;

m £ n;

— вектор возмущений;

— требуется синтезировать вектор управлений таким образом, чтобы функция G была неизменной при нахождении вектора внутри области m, а при его выходе за пределы m изменялась случайным образом.

Известный в кибернетике "Гомеостат Эшби" демонстрирует работоспособность и эффективность этого метода. Учёный не без основания утверждает, что такой подход лежит в основе стабильности и эволюции (изменчивости) всего живого, в том числе и человека. Он не даёт абсолютных гарантий, но увеличивает выживание систем. Результат зависит от соотношения скоростей изменения условий функционирования и скорости адаптации, т. е. приобретения регулятором свойств, соответствующих характеристикам изменившейся среды. Имеется достаточно оснований считать, что подобный механизм играет существенную роль в обучении экипажей и их самообучения в процессе накопления опыта. Полученные в процессе поиска удовлетворительные параметры и структуры поступают в блок априорных данных (рис. II.1) вместе с соответствующими характеристиками среды.