Системантика
| Вид материала | Монография |
Содержание4. Искусственные модели 5. Научное и практическое приложение Сложные системы |
4. Искусственные модели
Социальная особенность человека выражается в развитии способности производить орудия труда, использовать их для воздействия на окружающий мир. В процессе общественного труда создавались искусственные орудия, человек овладевал речью, развивалось абстрактное мышление, формировалась материальная и духовная культура человека. Целенаправленная разумная деятельность человека привела к созданию искусственной среды его обитания, сложнейших производств, архитектуры, науки, культуры, искусства.
Творческой вершиной развития человека следует признать создание и широкое применение электронных средств информационных коммуникаций, включающих ЭВМ, аудио- и видеосредства, средства связи, многократно усиливающие разумную деятельность человека. Появляются идеи создания электронного разума, позволяющие человеку продолжить свое существование в облике ЧИПа1, а также идея клонирования человека.
Однако и в этих условиях ЭВМ не заменит мышление человека, а лишь сделает его более рациональным и оперативным. Несмотря на достижения в области нейрокомпьютеров и генетических алгоритмов, человек по-прежнему сохраняет роль субъекта по отношению к созданному миру объектов и систем. Семантическая сущность информации, циркулирующей в человеко-машинных системах, проявляется через человека. В машинах нет плана содержания, в каких бы совершенных формах они ни создавались и какие бы модели ни реализовывали.
* * *
В искусственно созданные информационные системы знания и информация привнесены их создателями. В машинах отсутствует интеллект. Машинная технологическая информация имеет формальный, синтаксический характер, семантическая сущность сообщения и его системная интерпретация остаются за человеком. Машины остаются инструментом, орудием труда в руках человека. В истории земной цивилизации с развитием орудий труда происходят изменения в структурах социальных систем, смена общественных формаций. В самих социальных системах субъектом и объектом выступают коллективы людей, взаимодействие между которыми определяется их интересами.
В таких системах человек продолжает оставаться главным действующим лицом, накладывающим сложные субъектно-субъектные отношения, в том числе корпоративные, на их системное взаимодействие. В свою очередь, каждая система взаимодействует с окружающей средой, в которую входят другие аналогичные системы человечества и иные системы Вселенной. Без семантической модели таких самоорганизующихся систем невозможны их анализ и идентификация. Численное увеличение ЭВМ и качественное развитие информационных технологий породили у ряда специалистов в некоторых сферах производства и управления ошибочное мнение, что большинство стоящих перед людьми проблем будет успешно разрешено по мере активного внедрения вычислительной техники в соответствующие звенья управления. На практике это приводит к преувеличению и переоценки роли машин в системах «человек – машина» и отражается на качестве решения интеллектуальной, содержательной части процессов управления. Сохранение этих тенденций, при необходимости пространственно-временного распределения решения задач приведет развитие цивилизации к компьютерной техногенности. Такая опасность уже обсуждается1.
5. Научное и практическое приложение
Для определения понятия «система» автором предложена семантическая модель, которая дает конструктивные принципы самоорганизации, позволяющие свести все многообразие систем природы к единству, и возможности их сравнения и анализа по предлагаемой схеме взаимодействия элементов в системе и системы со средой2.
Особую значимость приобретает дальнейшее расширение и углубление программы исследований семантической модели самоорганизующейся Вселенной. Ее конструктивизм позволяет сегодня непротиворечиво объяснить многие непонятные факты, преодолеть мистические толкования, что имеет большое практическое значение.
Мировоззрение человека, объединяющее предметную и духовную стороны деятельности, подтверждает бесконечное единство и неразрывность реальных и идеальных свойств систем Природы.
Семантической стороной исследований занимаются философия, языкознание, психология, биология, теория информации, физика, химия и другие науки. Каждая из научных дисциплин имеет специфические семантические проблемы, но, во-первых, имеются общие междисциплинарные проблемы, а во-вторых, между частными проблемами различных научных областей существуют разнообразные взаимные связи. Поэтому эти, хотя и семантические, но частные, исследования не давали общематериалистического идентификационного эффекта. Еще в 1977 г., во времена работы в ВИНИТИ и чтения лекций по курсу «Научно-техническая информация и управление» в Институте повышения квалификации информационных работников ГКНТ1, автором была отмечена необходимость отличать информацию непосредственного управления (существования системы) (рис. 5) от информации развития системы (рис. 6).
Рис. 5. Постоянное производство
Рис. 6. Изменяющееся производство
Под информацией непосредственного управления понимались сведения, циркулирующие по каналам существующей конкретной системы и используемые для решения оперативных задач, выполняемых этой системой; под информацией развития системы – знания, добытые наукой, отражающие результаты научно-технических достижений, использовавшиеся для ее коренных, стратегических преобразований (в настоящее время носит название «информационный ресурс»). Информация непосредственного управления более или менее жестко привязана к текущим, конкретным задачам управления. Например, для обеспечения выпуска определенного количества конкретной продукции предприятию необходимы сведения о количестве и качестве сырья, производственном оборудовании, трудовых ресурсах, т. е. информация непосредственного управления, необходимая для поддержания производства на заданном уровне.
* * *
Система научно-технической информации передает добытые наукой знания об окружающем мире от их создателей к их потребителям. Знания нужны для развития производительных сил общества: развития средств производства, повышения квалификации производителей, образования населения. Образование включает обучение понятиям и обучение действиям.
Понятие – это форма мышления, в которой отражены предметы и явления реального мира в их существенных, необходимых признаках и отношениях. Понятие представляет собой единицу знания. Знание является системной категорией, возникающее при взаимодействии субъекта и объекта.
Под действием понимают поведенческий акт, относящийся к области знания и области компетенции. Знание и компетенция имеют разные структуры и содержание, но между ними существует связь, необходимая для приведения в действие сценариев поведения, построенных мыслительными процессами. Реализация действий носит вещественно-энергетический характер. Поэтому при обучении усвоение понятия контролируют собеседованием, а действия – тестированием.
Языки науки можно разделить на языки многомерных, трехмерных и двумерных пространств, на линейные символьные языки и языки бинарного кодирования. Они позволяют переносить инвариантные модели из одной области науки в другую на принципах, предусмотренных объединением научных описаний (теорий, моделей) с эквивалентной интерпретацией результатов двуязычного анализа и синтеза.
Например, когнитивные карты и генетические алгоритмы при совместном применении усиливают исследовательские возможности социальной сферы за счет включения в концептуальную модель генетического принципа эволюционной адаптации. Другой пример: концептуальная психологическая модель сферы личности, ее взаимодействие с моделью социальной сферы определяет психологический тип личности и ее место во внешней среде – социуме1.
Более показательные примеры можно привести из языков искусства, включающих черно-белые, цветные, плоские, объемные формы, а также из множества языков жестов, звуковой, тактильной информации и др.
Семантическая сила этих языков позволяет создавать эффективные семантические модели, аккумулирующие в себе общие концептуальные конструкции мира.
* * *
Термин «технология» традиционно употребляют применительно к искусственным процессам производства и понимают ее как совокупность (последовательность) приемов, направленных на создание продукта. Это определение относится и к «созданию» информации.
Первой серьезной информационной технологией стало книгопечатание. В конце ХХ в. впервые в человеческой истории одним из основных предметов труда становится информация. Автоматизированные информационные системы различного назначения, органически сливаясь с системами связи, к настоящему времени развились в электронную память государственного и глобального масштаба. Дистанционный обмен информацией и доступ с рабочих мест к различным видам накопленных знаний с возможностью вывода на экран и копирования создали объективные условия для использования мирового универсума знаний.
Происходит перекачивание трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу, что, в конечном итоге, ведет к перегрузке общества информационными «шумами». Преодоление кризиса становится возможным с появлением «новых информационных технологий», основанных на использовании более «семантических» ЭВМ1. Развитые интеллектуальные технологические процессы, составляющие главный информационный конвейер такой высокоорганизованной системы, какой является человек с его функциональными процессами, показаны на схеме 1. Однако все перечисленные автоматизированные процессы могут стать реальностью только при высоком уровне развития их аппаратно-программного и логико-семантического обеспечения, включая забытое аналого-цифровое.
Переход к аппаратной реализации представленных процессов на вычислительных структурах с глубоким распараллеливанием в символьной и образной формах, представляющих собой материальную основу новых информационных технологий, показан на рис. 7, который структурно показывает работу правого (образов) и левого (символов) полушарий мозга.
В естественном языке одно и то же содержание может передаваться разной формой. Машины могут оперировать только определенной формой записи сообщений. Поэтому при человеко-машинном общении всеобщий тезаурус мира, отражающий весь универсум знаний, должен быть вербально-образным и двуязычным, «понятным» человеку и машине. Возрастающий объем знаний предполагает использование построенных по единым принципам системы тезаурусов. Все это создает серьезные научные и практические проблемы, которые могут быть решены только на основе семантической модели и семантической логики.
| Генерация
| Поиск информации
|
| Рецепция
| Логический вывод
|
| Коммуникация
| Прогнозирование
|
| Восприятие
| Принятие решений
|
| Распознавание
| Реализация действий
|
| Понимание распознаваемых сигналов
| Объяснение действий
|
| Представление знаний
| Обучение
|
| Хранение
|
Схема 1. Интеллектуальные технологические процессы
Рис. 7. Вычислительная структура в символьной и образной форме
* * *
Человек неотделим от природы. Его познавательный процесс – это, прежде всего, самопознание природой через человека. Через новые информационные технологии просматривается их общематериалистическое единство. На схеме 2 показана структура матрицы, отражающая системные функциональные процессы, которые концептуально присущи всем видам организации материи – от атома до галактик и внеземных цивилизаций. Однако их конструктивная структура и функции, а следовательно и семантические модели, безусловно могут различаться1. При этом следует иметь в виду, что даже при инварианте закона всемирного тяготения взаимодействие тел проявляется по-разному: твердых – в гравитационных влияниях и соударении, жидкостей и газов – в диффузии, живой природы – в скрещивании, социальной сферы – в обмене.
| Виды организации материи Технологи- ческие процессы | Неживая природа | Живая природа | Социальная природа | ||||||
| Твердое тело | Жидкости | Газы | Микромир | Растительность | Животный мир | Человек | Земные цивилизации | Внеземные цивилизации | |
| Генерация | | | | | | | | | |
| Рецепция | | | | | | | | | |
| Коммуникация | | | | | | | | | |
| Восприятие | | | | | | | | | |
| Распознавание | | | | | | | | | |
| Понимание | | | | | | | | | |
| Представление знаний | | | | | | | | | |
| Хранение | | | | | | | | | |
| Поиск информации | | | | | | | | | |
| Логический вывод | | | | | | | | | |
| Прогнозирование | | | | | | | | | |
| Принятие решений | | | | | | | | | |
| Реализация действий | | | | | | | | | |
| Объяснение | | | | | | | | | |
| Обучение | | | | | | | | | |
Схема 2. Интеллектуальные процессы в природе
Системная сущность человека состоит в его многофункциональности. Главные функции определяются выполняемыми им системными ролями. Человек может выполнять и роль субъекта, и роль объекта. Его доминантами могут быть или выполнение мыслительной работы по формированию поведенческого акта, или афферентная физическая реализация1.
Реализация действий заключается в превращении информационных сигналов о принятом решении в материально-энергетическое воздействие на объект.
Развитие моторного аппарата систем шло наряду с развитием рецепторно-сенсорного аппарата, при их взаимной связи и взаимодействии с внешним миром.
В ходе эволюции сформировались две схемы управления моторным аппаратом: рефлекторная и сознательная. Рефлекторные движения возникают в ответ на пусковые сигналы от внешнего мира. Осознанные движения запускаются изнутри, по памяти, за счет собственной активности.
В искусственных моделях должны присутствовать модели обеих упомянутых функциональных систем. Однако в ведущихся исследованиях такая связь просматривается слабо, поскольку их доминантой является все та же форма.
Обобщающие материалы последних достижений и перспективных тенденций в области наук о системной организации мира в настоящее время отсутствуют не только в России, но и за рубежом. Интеграция знаний в соответствии с выдвинутыми идеями и положениями актуальна для науки и образования, поскольку приведет к развитию культуры и к созданию мощных системообразующих факторов в социальной сфере. Подготовить такую энциклопедию и реализовать предложенную идею без поддержки и участия широкого круга ученых и специалистов по конкретным областям знаний практически невозможно. Но начало этой большой работе уже положено.
В настоящее время определены концептуальная основа энциклопедии и словник, факультативно ориентированный на тысячу статей. Разработана интернет-технология и создан необходимый дизайн. Введено более 260 статей общим объемом около 2600 страниц формата А4. Рейтинг сайта, проведенный информационными поисковыми системами Yandex и Rambler по числу обращений, свидетельствует о том, что он поставлен на первое место по сочетанию понятий система и энциклопедия в мониторинге по сети Интернет.
Автор надеется на поддержку идеи общественностью и заинтересованными организациями, а также на участие отечественных и зарубежных ученых в подготовке и включению в сайт системообразующих статей по их научным интересам. Хотелось бы заинтересовать идеей Российскую Академию наук и Министерство образования и науки России.
Для дальнейшего обобщения системных исследований автор своей книгой намеревается сформировать системную науку и учебную дисциплину «Системантика». Название отражает объединение системных и семантических идей автора на основе его опубликованных работ слиянием двух слов: система и семантика. «Система» понимается как совокупность элементов, объединенных самоорганизацией, единством цели и функциональной целостностью. «Семантика» выражает связь формы с содержанием. Системантика созвучна с названиями традиционных наук: математики, кибернетики, информатики.
Концептуальной основой новой науки является теоретически доказанная семантическая системность самоорганизации Вселенной, подтверждаемая единством формы и содержания, открытости и закрытости, прогнозирования и управления с адаптацией к окружающей среде, реализующих целевые реактивные структуры и функции, включением знания ориентированных, информационных и вещественно-энергетических механизмов.
Глава II
СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ