Кибернетическая картина мира. Есть многое на свете, друг Горацио, что недоступно нашим
 Скачать 14.04 Mb.
|
|
2.5. кибернетическая метеорология Предсказанием погоды люди занимались с незапамятных времен. в настоящее время стало очевидным, что атмосфера земли – слож- ная самоорганизующаяся система, находящаяся под воздействием Солнца и других факторов. К настоящему времени предсказанием погоды занимается мощная международная система, опирающаяся на сеть наблюдательных пунктов во всех районах земли и в космосе, на использование самых мощных суперкомпьютеров и сетей. Точ- ность прогнозов существенно повысилась, но необходимость в совер- шенствовании ощущается остро, поэтому рассмотрим возможности лингво-комбинаторного моделирования в этом направлении. Если обратиться к моделированию атмосферы, то в качестве ключевых слов можно взять метеорологические элементы – «тем- пература», «давление воздуха», «влажность воздуха», «скорость ветра», «направление ветра», «облачность», «осадки», «видимость (прозрачность атмосферы)», «температура почвы», «температура поверхности воды» – 10 переменных. в структуре эквивалентных уравнений этой системы будет содержаться 45 произвольных коэф- фициентов, аналогично системе (2.28). Только здесь принято: А1 – характеристика температуры воздуха; Е1 – изменение этой харак- теристики; А2 – характеристика давления; Е2 – изменение этой ха- рактеристики; …. выявление возможности управления важна для подстройки модели и для управления погодой. вышеназванные ме- теорологические элементы характеризуют локальную погоду, при глобальном рассмотрении метеорологических явлений используют другие ключевые слова – циклоны, антициклоны, фронты, вихри, торнадо и др. Предсказывая погоду люди, базировались на самых различных представлениях о природных явлениях и их взаимодействии, но 92 атмосфера – очень сложная система, и все ее описания принци- пиально содержат большую неопределенность, что и объясняет неточность прогнозов, которые вырабатываются на суперкомпью- терах. 2.6. Системная кибернетическая биология дНК и человеческая речь обладают стратегически близкой фрактальной структурой. Сознание – одно из основных понятий физиологии, социологии, психологии, а теперь – и компьютерных наук. По определению БСэ, оно означает способность идеального воспроизведения действительности и специфические механизмы и формы такого воспроизведения на разных уровнях. Но с точки зрения компьютерных наук сознание – это и механизмы генерации новых структур, в частности, виртуальных миров. Является анатомическим фактом то, что мозг состоит из двух полушарий, каждое из которых выполняет свои функции. эти функции довольно подробно изучены путем наблюдения за людьми с повреждениями различных частей мозга. Левое полушарие мозга отвечает за обучение, правое – за воспи- тание; левое функционирует на основе модели левого полушария, которая является дискретной, правое – на основе модели правого полушария, которая является непрерывной, левое осуществляет психологическую защиту своего «мы» на основе осознанных сте- реотипов, правое – своего «я» на основе подсознательных барьеров. Именно в левом полушарии сосредоточено то, что мы называем сознанием, которое оценивает социальную значимость наших по- ступков, а в правом – то, что мы называем подсознанием, которое оценивает личную значимость наших поступков. высшие психические функции – восприятие, внимание, память, эмоции, мышление по-разному функционируют в левом и правом полушариях. восприятием называется отражение в психике чело- века предметов или явлений при их непосредственном воздействии на его органы чувств, при этом формируются образы, с которыми оперируют внимание, память, мышление, эмоции. восприятие ле- вого полушария отвечает на вопрос «там» и «тогда», работает со сжатием шкал во времени и пространстве. восприятие правого по- лушария отвечает на вопрос «здесь» и «теперь», оперирует в реаль- ном времени и пространстве. 93 Память – это процесс запечатления, сохранения и воспроизве- дения следов прошлого опыта, она дает возможность сохранить це- лесообразное поведение на длительные интервалы времени и про- гнозировать будущее. Память левого полушария семантическая, классифицированная, произвольная, правого – эпизодическая, контекстная, непроизвольная. эмоции – процессы, отражающие личную значимость и оценку внешних и внутренних ситуаций в жизни человека в форме пере- живаний. Наиболее существенные черты эмоций – субъективность, ситуативность, обобщенность, направленность. эмоции бывают по- ложительные и отрицательные и различаются степенью напряжен- ности. эмоции левого полушария – это рефлексия, правого – эмпа- тия, глобальная оценка значимости событий. Язык – средство общения, делающее доступным познанию не только те объекты, с которыми достижимо реальное взаимодей- ствие. Речь выступает как способ организации своего и чужого по- ведения и как орудие анализа внешней среды, поскольку слово, с одной стороны, выделяет предмет из среды, давая ему имя, а с другой – включает его в категорию сходных. Собственно речь и ее вербальные компоненты анализируются в основном в левом полу- шарии, а невербальные – жесты, мимика, интонации – в основном в правом. Только совместная работа полушарий позволяет всесто- ронне обработать поступающую информацию. Побудителем разворачивания процесса мышления служит про- блемная ситуация – рассогласование между искомым результатом и имеющимися в памяти стратегиями достижения чего-то подобного. Анализ проблемной ситуации порождает вопросы, которые приводят к ответам, а ответы – это уже суждения, вскрывающие отношения, значимые в проблеме. Становится необходимым перевод проблемы с языка слов и символов на язык образов и обратно, что позволяет увидеть проблему как бы с разных сторон, выделить в ней инвари- анты и тем самым продвигает ее решение. Левополушарное мышле- ние – дискурсивное, понятийное, здесь работает формальная логика и вычисляются рекурсивные признаки объекта – локальные, обоб- щенные, позиционные, анализируются фигуры. Правополушарное мышление – интуитивное, чувственное, образное, здесь работает динамическая логика и формируются целостные представления об объекте – сложность, скелет, симметрия, фон. всем своим опытом, всей своей жизнью человек формирует у себя некую модель мира (виртуальный мир), в которой представ- 94 лен и он сам. эта модель является центральной частью психиче- ской жизни человека и состоит из следующих блоков: высших пси- хических функций; структуры ценностей, включая мотивы, цели, установки, идеалы, нормы; цензуры и системы психологической защиты (барьер). в правом и левом полушариях формируются раз- ные модели мира, взаимодействие этих моделей – основа работы мозга. в норме это взаимодействие носит циклический характер, когда доминирование одного полушария сменяется доминировани- ем другого. Управляет психическими процессами личность – высшее пси- хическое образование. она осуществляет это управление на основе образа Я, образа мира, моделей мира. особенности личности про- являются в мотивах, установках, целенаправленности поведения, ценностях. в настоящее время создаются компьютеры, которые могли бы моделировать и левое, и правое полушария и взаимодействия меж- ду ними. На состоявшейся в декабре 2009 г. сессии Российской академии наук были рассмотрены проблемы моделирования мозга и отмеча- лась большая сложность проблемы. в мировой науке нет единого мнения по поводу того, что такое сознание. в итоге выделяются три структуры: аппаратная (brain), программная (mind) части и созна- ние (consciousness). Человеческий мозг – очень сложная система. Можно высказать гипотезу, что когда в мозгу созревает мысль и возникает желание ее высказать, например, произнести фразу (2.1), включается опе- рация поляризации, формируется генератор нервных сигналов, которые отрабатываются аппаратом артикуляции, произношения, и звучит устная речь. Или включается генератор для управления руками, и человек фиксирует свою речь письменно. Можно рассмотреть модель ментальных процессов более высо- кого уровня. обычно ментальные процессы характеризуются клю- чевыми словами «восприятие», «внимание», «память», «мышле- ние», «язык», «эмоции», «управление движениями», и тогда струк- тура эквивалентных уравнений будет иметь вид (1.14), где А1, …, А7 – характеристики восприятия, внимания, памяти, мышления, языка, эмоций, управления движениями; Е1, …, Е7 – изменение этих характеристик соответственно. Уравнения (1.14) определяют взаимодействие между различными составляющими ментальных процессов в рамках нашей модели. Из этой модели вытекает необ- 95 ходимость в блоке управления для манипуляции произвольными коэффициентами, который можно считать аналогом высшей пси- хической структуры – личности. для построения другой модели ментальных процессов можно ис- ходить из структуры естественного языка, и если он содержит сто тысяч различных слов, то мозг человека в соответствии с формулой (2.7) будет содержать такое количество произвольных коэффици- ентов, порядок которого совпадает с количеством нейронов мозга. Можно высказать предположение, что нейроны в мозгу – это и есть субстанция произвольных коэффициентов, субстанция U, которая пронизывает все и вся. Развитие естественного языка приводит к развитию субстанции U, к усилению человеческих возможностей по управлению. Ментальные процессы являются частью целостно- го организма. в качестве следующего примера рассмотрим моделирование организма. организм человека – очень сложная система, которую можно рассматривать на уровне молекул, клеток, органов. для ле- чащего врача важно рассматривать организм прежде всего на уров- не органов, и при построении лингво-комбинаторной модели мы бу- дем исходить из общепринятого набора органов: «органы движения (кости, мышцы, связки)», «органы пищеварения», «органы дыха- ния», «мочеполовые органы», «кроветворная и лимфатическая си- стемы», «центральная нервная система», «периферийная нервная система», «железы внутренней секреции», «кожа и сенсорные си- стемы». Уравнение организма будет содержать девять переменных A1*E1 + A2*E2 +... + A9*E9 = 0, (2.29) а структура эквивалентных уравнений будет иметь вид Е1 = U1*A2 + U2*A3 + U3*A4 + U4*A5 + U5*A6 + + U6*A7 + U7*A8 + U8*A9; E2 = – U1*A1 + U9*A3 + U10*A4 + U11*A5 + U12*A6 + + U13*A7 + U14*A8 + U15*A9; E3 = – U2*A1 – U9*A2 + U16*A4 + U17*A5 + U18*A6 + + U19*A7 + U20*A8 + U21*A9; E4 = – U3*A1 – U10*A2 – U16*A3 + U22*A5 + U23*A6 + + U24*A7 + U25*A8 + U26*A9; E5 = – U4*A1 – U11*A2 – U17*A3 – U22*A4 + U27*A6 + + U28*A7 + U29*A8 + U30*A9; 96 E6 = – U5*A1 – U12*A2 – U18*A3 – U23*A4 – U27*A5 + + U31*A7 + U32*A8 + U33*A9; E7 = – U6*A1 – U13*A2 – U19*A3 – U24*A4 – U28*A5 – – U31*A6 + U34*A8 + U35*A9; E8 = – U7*A1 – U14*A2 – U20*A3 – U25*A4 – U29*A5 – – U32*A6 – U34*A7 + U36*A9; E9 = – U8*A1 – U15*A2 – U21*A3 – U26*A4 – U30*A5 – – U33*A6 – U35*A7 – U36*A8, (2.30) где U1, U2,..., U36 – произвольные коэффициенты, которые могут быть использованы для настройки модели; А1 – характеристика органов движения; Е1 – изменение этой характеристики, и т. д. в модели может использоваться большее количество органов, но тог- да она будет менее наглядна. вопрос выбора главных органов для моделирования решают медики. Следует заметить, что характери- стики каждого из органов меняются со временем – от характери- стик ребенка через характеристики взрослого человека до харак- теристик пожилого, таким образом может моделироваться процесс старения. эта модель (рис. 2.6) используется в страховой медицине Рис. 2.6. Взаимодействие между блоками модели 97 [23]. Главная цель моделирования организма – уменьшить количе- ство врачебных ошибок, из-за которых в настоящее время, напри- мер в США, погибает свыше 100 тыс. чел., что является юридиче- ским фактом. 2.7. электронный паспорт здоровья на основе компьютерной модели организма Ниже на основе результатов многолетней интеллектуальной деятельности по моделированию организма как целостной систе- мы приводится соответствующая структура электронного паспорта здоровья, реализация которого позволит повысить качество здра- воохранения при уменьшении затрат. в настоящее время наше здравоохранение базируется на руко- писной медицинской карте, которая не содержит даже фотографии больного. эта карта является уникальным документом, который не может дешевым способом передаваться из одного медицинского учреждения в другое, что приводит к повторению многочисленных анализов и дополнительным расходам. за рубежом накоплен опыт применения «electronic medical registers» и даже получен положи- тельный экономический эффект от их внедрения. Так, в США заказ лабораторных и рентгеновских исследований уменьшен на 9–14%, дополнительные расходы снижены до 8%, а количество госпита- лизаций – примерно на 2%. Избыточное потребление лекарств при этом уменьшилось на 11%. Разработки по созданию электронных паспортов здоровья ак- тивно ведутся в Российской Федерации уже несколько лет и одо- брены правительством. данные системы кое-где уже предлагаются как коммерческие продукты. основным носителем информации яв- ляются флэш-карты. Анализ предложенных моделей электронных паспортов выявил несколько серьезных проблем, на некоторые указывают сами их авторы: – большая сумма затрат, связанная с необходимостью тотальной компьютеризации медицинских учреждений; – обучение медицинского персонала пользованию этими систе- мами при традиционно невысоком уровне компьютерной грамот- ности в данной отрасли; – увеличение нагрузки на персонал, связанное с необходимо- стью заносить информацию в электронные карты. 98 Но, по нашему мнению, проблемы электронной паспортизации являются еще более глубокими. – Предложенные системы – это по сути обычные объединенные амбулаторные и стационарные истории болезни, представленные в более удобной форме хранения в виде электронной базы данных. Тем самым они абсолютно не решают проблему качества вносимых материалов, учитывая, что данные будут поступать от медицин- ских учреждений и медицинских работников абсолютно разного уровня. – основой предложенных систем являются диагнозы, постав- ленные в различных медицинских учреждениях, не исключена ситуация конфликтов этих заключений, что обычно для медицин- ского сообщества. – Не понятно, как предложенные электронные паспорта здоро- вья, используя компьютер только как регистратор, помогут врачу в принятии врачебных решений, если учесть, что в массе случаев врач все равно в большей степени ориентируется на 2–3 симптома и интуицию, исходящую из собственного опыта. – отсутствие ограничения по хранению любого количества ин- формации. У многих больных она накопится в таком объеме, ко- торый вряд ли может быть полноценно проанализирован врачом, что будет приводить к игнорированию специалистом части данных с опасностью пропуска важных. Таким образом, предложенные системы вполне могут использо- ваться для контроля за деятельностью медицинских учреждений государством и страховыми компаниями, давать общие статисти- ческие данные, но вряд ли решат основную проблему правильности и своевременности принятия врачебных решений, так как направ- лены преимущественно на хранение и представление информации в рамках стандартных протоколов записей в медицинских доку- ментах. Проблема анализа в принципе может быть решена. Про- блема синтеза при данном подходе – никогда. Переход количества, т. е. огромного числа медицинских дан- ных, в качество, т. е. принятие лучшего врачебного решения, воз- можно только при использовании компьютера в качестве создателя модели каждого пациента на основе заложенной единой модели че- ловеческого организма. данный подход сразу нивелирует разброс мнений и грубых оши- бок при получении данных, так как они просто будут блокироваться невозможностью сосуществования в единой электронной модели. 99 данная система позволит четко выделять основные наиболее важ- ные моменты, анализируя ситуации в целом, т. е. будет отвечать основному девизу врачей «Лечить человека, а не диагноз». очень важно то, что при моделировании исчезают рамки, установленные определенной медицинской школой, классификацией или особен- ностями страны. А это реально позволит организовать сеансы теле- медицины без границ в соответствии с рекомендациями воз. Рассмотренная глобальная компьютерная модель организма может работать как в целом, так и в рамках отдельных специаль- ностей, при этом отдельные модели можно объединять в системы, позволяющие ликвидировать разрозненность специалистов и соз- давать «электронного семейного врача». данная система не будет представлять социальной угрозы для медиков, так как при ней значение узких специалистов будет только возрастать, поскольку именно они будут источником факторов, в том числе новых. Таким образом, основная тенденция развития современной медицины в виде все большей специализации и детализации не будет пред- ставлять опасности для пациентов, которых неправильно оценят на уровне первичного звена, что является самой частой проблемой. Необходимо также учитывать, что неминуемое развитие специали- заций и сложность медицинских процессов однозначно приведут к снижению уровня работы семейных врачей из-за невозможности отслеживать растущие в геометрической прогрессии технологии. Структура паспорта здоровья представляется следующим образом все вносимые параметры в паспорт будут делиться на: – не требующие повторного внесения: пол, год рождения, гене- тические маркеры; – переменные: антропометрия, симптомы, средовые факторы и т. д. в модели необходимо предусмотреть возможность перманентно- го обновления факторов. для примера в модель «ортопедия» будут вложены следующие группы факторов. Паспортные данные, например, помимо возрастных особенно- стей и статистики поражений в этой возрастной группе, будут да- вать для модели на основе места проживания информацию о эколо- гической обстановке и наиболее частых по статистике заболевани- ях по количеству обращений в этой местности. Генетические факторы дадут информацию и вероятности си- стемных заболеваний с ортопедическими проявлениями. 100 антропометрические данные – вычислять риск осложнений, учитывая соотношения веса-ростовых показателей или нарушения соотношения длин и окружностей сегментов тела. вовлеченные органы опорно-двигательного аппарата будут учи- тывать типичные сочетания поражений. Симптомы автоматически объединятся в симптомокомплексы. доказанные факторы влияния других систем будут учитывать вторичное поражение опорно-двигательного аппарата на фоне по- ражения других органов. Средовые факторы должны учитывать характер травмы, про- фессиональную вредность, вредные привычки и т. д. Совокупность полученных факторов будет создавать многомер- ную модель, гарантирующую рамки для принятия врачебных ре- шений. Итак, на основе новейших достижений мировой медицин- ской науки, генетики, кибернетики, информатики и современного системного анализа, как результат многолетней интеллектуальной деятельности разработан инновационный проект «электронный паспорт здоровья на основе компьютерной модели организма», внедрение которого позволит существенно поднять уровень здра- воохранения при уменьшении расходов на эту сферу. Начинать необходимо с родильных домов, постепенно накапливая банки данных о здоровье людей и вовлекая в этот процесс все большее количество медицинских учреждений. в качестве носителя и син- хронизатора информации предлагается использовать мобильный телефон. Разработка электронного паспорта здоровья является частью целевой межотраслевой программы модернизации системы физи- ческой культуры и спорта для сохранения психофизического здо- ровья детей и подростков г. Санкт-Петербурга. эта программа раз- работана Санкт-Петербургской государственной педиатрической академией, сетью спортивно-оздоровительных клубов OLYMPIC, Санкт-Петербургской ГоУ СоШ № 235 им.д. д. Шостаковича и ГУАП. она базируется на разработанной глобальной модели орга- низма, на использовании электронного паспорта здоровья и систе- мы кибернетических велосипедов, разработанных в ГУАП. в про- екте сформулирована масштабная задача интеграции медицинско- го лечебно-восстановительного блока с принципиально новым мо- дулем социально-ориентированной профилактики для реализации основополагающего фактора национальной идеологии – сбереже- ние и развитие человеческого ресурса – здоровья человека. 101 Изложенная модель базируется на западном представлении об организме. Но существовала и развивается восточная медицина с очень своеобразным делением организма на подсистемы, при этом в Индии используется одно представление об организме, а в Ки- тае – другое. Наряду с официальной медициной существует так называемая народная медицина. Наши знания об организме содер- жат очень большую неопределенность, что и позволяет сосущество- вать различным представлениям об организме и различным мето- дам лечения. в свое время э. Шредингер написал книгу «Что такое жизнь? С точки зрения физики», в наши дни необходимо написать книгу «Что такое жизнь с точки зрения кибернетики и информа- тики». На всем пути своего исторического развития физически чело- век практически не изменился. объем мозга и количество извилин в среднем одинаковы и при рабовладельческом строе, и в нашем информационном обществе. Существенно изменился лишь объем информационных ресурсов человечества. эти ресурсы фактически определяют уровень жизни и психическую энергию людей. 2.8. экономическая кибернетика Кризис капиталистического производства, свидетелями и участ- никами которого мы стали, заставляет задуматься о законах разви- тия экономики. в учении Адама Смита о богатстве народов сказано: «Человек постоянно нуждается в помощи своих ближних, и тщетно было бы ожидать ее только от их благоволения. он скорее достиг- нет своей цели, если призовет себе в помощь их эгоизм… дай мне то, что мне нужно, и ты получишь то, что необходимо тебе…», ибо человек «…преследует собственную выгоду, причем в этом случае невидимой рукой направляется к цели, которая совсем не входила в его намерения». все это хорошо, пока равнодействующая част- ных эгоизмов – она же невидимая рука рынка – выводит в плюс. Сапожник тачает сапоги, пирожник печет пироги, сапоги и пироги обмениваются на 1 сюртук и 20 аршин холста, богатство народов, направляемое невидимой рукой, растет. во время кризиса, когда богатство народов рушится, сапожник и пирожник, а в еще большей степени кузнец и слесарь остаются без работы, ибо некому сбывать плоды своих трудов, гораздо реже слышны похвалы невидимой руке, хотя она никуда не делась. Рав- 102 нодействующая частных эгоизмов действует – куда сложились век- торы, туда и сложились, и случаются времена, когда все указанные Адамом Смитом предпосылки остаются в силе, богатство же на- родов не умножается, но идет в распыл. Невидимость руки рынка сохраняется – без войны, без чумы или землетрясения заводы, до- роги, стройки обращаются в мерзость запустения, невидимая рука рынка превращается в когтистую лапу, и вся надежда – на чело- веческую солидарность и коллективизм. в рамках национальной солидарности от чистоты рыночных отношений остается немного. Например, протекционизм делается неизбежным в силу солидар- ности и осознания «свой своему поневоле брат». заграница может поставить ряд товаров более дешевых и лучшего качества, но загра- ница не обещает кормить наших безработных и поддерживать нашу внутреннюю покупательную способность. Государство вынуждено вводить пошлины и поддерживать своего производителя. И еще острее стоит вопрос о законах развития социально-экономических систем, которые со времен Адама Смита существенно изменились. Проведем лингво-комбинаторное моделирование социально- экономических систем. для примера рассмотрим проблему моделирования города. Если в качестве ключевых слов взять «население», «пассионар- ность», «территория», «производство», «экология и безопасность», «финансы», «внешние связи», то в соответствии с вышеизложенной методикой уравнение города будет аналогично уравнению (2.29): А1*Е1 + А2*Е2 + … + А7*Е7 = 0, а эквивалентные уравнения будут иметь вид E1 = U1*A2 + U2*A3 + U3*A4 + U4*A5 + U5*A6 + U6*A7; E2 = – U1*A1 + U7*A3 + U8*A4 + U9*A5 + U10*A6 + U11*A7; E3 = – U2*A1 – U7*A2 + U12*A4 + U13*A5 + U14*A6 + U15*A7; E4 = – U3*A1 – U8*A2 – U12*A3 + U16*A5 + U17*A6 + U18*A7; E5 = – U4*A1 – U9*A2 – U13*A3 – U16*A4 + U19*A6 + U20*A7; E6 = – U5*A1 – U10*A2 – U14*A3 – U17*A4 – U19*A5 + U21*A7; E7 = – U6*A1 – U11*A2 – U15*A3 – U18*A4 – U20*A5 – U21*A6, (2.31) где А1 – характеристика населения, которая включает в себя ха- рактеристики здоровья, образования, занятости; А2 – характери- 103 стика пассионарности; устремлений групп населения, люди обла- дают свободой выбора при принятии решений, и этот выбор явля- ется важным, что оценивается путем социологического анализа; А3 – характеристика территории, включая наземные и подземные постройки, этот блок может быть геоинформационной системой; А4 – характеристика производства, включая оценку различных видов деятельности – научной, производственной, транспортной, торговой и др.; А5 – характеристика экологии и безопасности; А6 – характеристика финансов, финансовых потоков и запасов в горо- де; А7 – характеристика внешних связей города, включая оценку входящих и выходящих потоков людей, энергии, материалов, ин- формации, финансов; Е1, …, Е7 – изменения этих характеристик соответственно; U1, U2, …, U21 – произвольные коэффициенты, которые могут быть использованы для управления и решения раз- личных задач на многообразие (13). эта модель (рис. 2.7) используется в системах для поддержки принятия решений городскими властями [29]. Число блоков в лингво-комбинаторной модели города может быть различным. С точки зрения точности моделирования, чем больше блоков используется, тем лучше, но при этом ухудшается наглядность модели, ее восприятие людьми, принимающими ре- шение. Например, если население поделить на три блока – «дети и подростки», «взрослые» и «пенсионеры», то число переменных возрастет до девяти, уравнение города будет содержать девять пере- менных [см. (2.29)]. При моделировании города важно рассматривать всю иерар- хию систем, из которых этот город состоит. Главная ячейка горо- да – семья, для моделирования которой тоже можно использовать семиблочную модель, при этом будет изменяться содержание от- дельных блоков. Любая семья имеет свое домашнее хозяйство, ми- нимальный размер семьи – один человек, но и такая семья имеет все семь атрибутов. Аналогичным образом можно рассматривать другие семейные объединения – род, тейп, домен [3]. Семиблоч- ная модель может быть использована при моделировании различ- ных предприятий, на которых работают люди, при этом структу- ра блоков для каждого из типов предприятий будет разной. одно- типность модели, которая положена в основу моделирования и семьи, и предприятий, и районов, и города в целом, позволяет проще производить анализ и синтез такой сложной системы как город. 104 в материалах статистических бюро по городам и регионам и по странам в целом имеются почти все данные, необходимые для запу- ска модели. другие данные, для оценки пассионарности, можно по- черпнуть из социологических опросов. Развитие информационно- вычислительной техники позволяет поставить вопрос об обяза- тельном предварительном моделировании последствий от при- нимаемых решений, что позволит избежать многих ошибочных решений. С древнейших времен складывались способы управления кол- лективными работами и сообществами людей. они базировались на введении правил взаимоотношения между людьми (правил этики, морали, заповедей, законов религии, в последующем – светских Рис. 2.7. Моделирование города для поддержки управленческих решений 105 правил и правовых норм) и на создании иерархической системы управления с помощью административного аппарата. Но как от- дельный человек, так и коллектив людей – это самоорганизую- щиеся системы, и различные способы управления – это различные методы внутреннего и внешнего управления самоорганизующейся системой. На уровне человека и социальных коллективов суще- ствует целеполагание, целеобразование. Способности системы к самоорганизации зависят от способности к целеполаганию, кото- рая у различных людей разная. Бывают конформисты, которые готовы делать то, что делают другие, и даже готовы подчиняться целям других людей, особенно если эти цели выработал коллек- тив. Бывают личности с большой самостоятельностью мышления и сопротивляемостью навязываемым им мнениям. в зависимости от типа личности, менталитета народа люди могут стремиться фор- мулировать цели единолично либо вырабатывать цели коллектив- но, что характерно для России. У российского народа сложилось стремление к соборности, к коллективному принятию решений на сходах всех жителей деревни, на собраниях трудового коллекти- ва предприятий, на советах различного рода. Способ управления, основанный на участии в целеобразовании активных элементов (человека, предприятия, региона и др.), является перспективным, несмотря на свою сложность. Не все люди способны к целеобразо- ванию и стремятся участвовать в формулировании целей. Некото- рые исследователи утверждают, что активных личностей в странах около 10%, а большинство готово выполнять цели, поставленные руководством. Различают следующие уровни целеобразования применительно к людям: 1) материальный, определяемый врожденными потреб- ностями и программами человека (самосохранение, обеспечение питанием, минимумом одежды); 2) эмоциональный (доступные развлечения, эстетическое восприятие мира, проявление и реали- зация чувств любви, ненависти и др); 3) семейно-общественный (реализация программы продолжения рода, создания условий для воспитания потомства); 4) социально-общественный, определяе- мый правилами сообществ, закрепленных в законодательстве, эти- ческих нормах, традициях и т. п.; 5) интеллектуальный, для ко- торого характерна система ценностей, ориентированная главным образом на развитие творческих способностей личности (примером может служить атмосфера академгородков в начальный период их развития). в связи с развитием информационных технологий и 106 виртуальных миров начинают выделяться два уровня: удовлетво- рения минимальных жизненных потребностей в реальном мире и в виртуальном мире, где человек сможет реализовать свои самые различные фантазии. Реализация этих уровней позволит смягчить гнет социального неравенства. 2.9. кибернетическая герменевтика в древнегреческой мифологии посредником между богами и простыми смертными был Гермес, он должен был истолковывать людям повеления богов, а богам – передавать просьбы людей. от- сюда и ведет свое происхождение термин «герменевтика», перво- начально означающий искусство толкования изречений оракулов, древних текстов, знаков, смысла чужого языка и т. д. в средневеко- вье герменевтика была неразрывно связана с теологией, с толкова- нием отцами церкви. Философская герменевтика возникла в сере- дине ХIХ в., ее основоположником был Ф. Шлейермахер, который рассматривал герменевтику как метод всех наук о духе, доказывая, что с помощью психологического вживания можно проникнуть во внутренний мир авторов древних текстов, любых исторических деятелей и на этой основе реконструировать исторические собы- тия, понять их еще глубже, чем их осознавали сами участники. Х.-Г.Гадамер стремился отмежеваться от субъективизма своих предшественников, он провозглашает герменевтику универсальной философией нашего времени. По его убеждению, именно «в языке выражается сам мир», становится видимой та действительность, которая «возвышается над сознанием каждого отдельного челове- ка», ибо все, что является предметом познания и высказывания, «всегда окружено мировым горизонтом языка». для философа- структуралиста Мишеля Фуко язык – это самостоятельная «весо- мая и плотная реальность», в которую погружен человек и кото- рая наряду с жизнью и трудом детерминирует его бытие. При этом язык трактуется широко и включает «немые привычки мысли», «тайный дух народов» у Фуко или «немотствующее удивление», «немую очарованность» у Гадамера. Гадамер рассматривает язык как опыт мира, как горизонт герменевтической онтологии, как среду герменевтического опыта, рассматривает формирование по- нятия «язык» в истории европейской мысли, язык и логос, язык и вербум, язык и образование понятий. 107 C появлением квантовой механики возникло мнение о том, что единого подхода в науке вообще быть не может. это мнение отра- жено в высказывании одного из основоположников квантовой ме- ханики Нильса Бора о том, что описать процессы, протекающие в природе, с помощью одного языка невозможно. Необходимы разные описания, в каждом из которых яснее проявляются те или иные особенности изучаемого явления. То есть наука – это поли- лингвистическая система, где одновременно существуют и разви- ваются множества языков. С одной стороны, это правильно, но, с другой стороны, существует универсальная знаковая система – естественный язык, который может быть единой основой описа- ния единой природы, которую люди для простоты изучают в рам- ках отдельных специальностей. Но, как говорят, иная простота хуже воровства, сложившаяся фрагментарная картина мира уже не устраивает людей – наблюдается мощная тенденция интеграции наук, и основой этой интеграции может быть структура естествен- ного языка, который является мощной моделирующей системой. Предложенное лингво-комбинаторное моделирование может быть универсальным методом построения моделей с информационным управлением в самых различных отраслях науки. Наличие возможности управления в текстах на естественном языке позволяет говорить о кибернетической герменевтике. Язык смыслов Е может быть единым для всех естественных язы- ков с учетом идиоматики. в свое время был предложен язык эспе- ранто в качестве такого единого языка, но он был придуман, это один из искусственных языков, которых развелось много в эпоху компьютеризации. Язык смыслов Е вычисляется из текстов на раз- личных естественных языках, это прежде всего исчисление. в свое время Людвиг витгенштейн мечтал об исчислении для языка в сво- ей «Голубой книге». в качестве примера рассмотрим перевод с одного языка на дру- гой. Если имеем фразу на одном языке и при переводе хотим сохра- нить смысл этой фразы из трех слов, то phrase + word1 + word2 + word3, и после введения смыслов получим (phrase)(sence0) + (word1)(sence1) + + (word2)(sence2) + (word3)(sence3) = 0 или 108 А1*Е1 + А2*Е2 + А3*Е3 + А4*Е3 = 0. Разрешив это уравнение относительно Е, получим E1 = U1*A2 + U2*A3 + U3*A4; E2 = – U1*A1 + U4*A3 + U5*A4; E3 = – U2*A1 – U4*A2 + U6*A4; (2.32) E4 = – U3*A1 – U5*A2 – U6*A3. На другом языке, где A ′ – слова на другом языке, будем иметь E ′1 = U1*A′2 + U2*A′3 + U3*A′4; E ′2 = – U1*A′1 + U4*A′3 + U5*A′4; E ′3 = – U2*A′1 – U4*A′2 + U6*A′4; (2.33) E ′4 = – U3*A′1 – U5*A′2 – U6*A′3. Если мы хотим, чтобы смысл исходной и переведенной фраз со- хранялся, то Е1 = Е ′1, откуда вытекает U1 (A2 – A ′2) + U2(A3 – A′3) + U3(A4 – A′4) = 0. (2.34) Использование этого уравнения определяет поиск слов на дру- гом языке, соответствующих исходному языку в словарях. 2.10. деловая игра «Моделирование города» На протяжении многих лет автор использовал город как объ- ект моделирования при обучении студентов навыкам системного анализа. Такой выбор объясняется тем, что город легко доступен для наблюдения и изучения, город является сложной самооргани- зующейся системой, и его изучение позволяет проиллюстрировать многие принципы управления сложными системами. эта деловая игра занимает целый семестр и проводится с целым потоком сту- дентов от 30 до 100 чел. Условия игры следующие. Студентам предлагается придумать город, расположенный в любой точке земного шара и даже в космо- се. в дискуссии студенты сочиняют легенду города, определяют его местоположение, численность населения, основные занятия жите- лей, придумывают название, герб и гимн. После этого каждый из студентов должен выбрать для разработки и анализа одну из под- систем города, например поликлинику, торговый центр, полицей- 109 ский участок, предприятие по производству компьютеров, транс- портную контору, банк и т. д. Каждый студент должен написать реферат по выбранной подсистеме города, который бы включал следующие части: 1) вербальное описание подсистемы и ее функци- онирования; 2) количественное описание подсистемы с определени- ем количества занятых в подсистеме людей, технологий, финансо- вых потоков и др.; 3) разработку информационно-вычислительной системы (ИвС), которая могла бы улучшить функционирование подсистемы; 4) оценку эффективности разработанной ИвС и ее сто- имости; 5) связь разработанной подсистемы с другими подсистема- ми города. для управления большим коллективом разработчиков- студентов создается иерархическая система управления. Студенты открытым голосованием выбирают из своей среды руководителя города – мэра, который назначает своих заместителей по различ- ным направлениям 3 При моделировании города как сложной системы были решены три задачи: во-первых, была осуществлена декомпозиция горо- да на подсистемы; во-вторых, создана иерархическая система для управления проектом; в-третьих, студенческий коллектив осуще- ствил разработку всех подсистем и их интеграцию в единое целое. Итогом этой работы являются, во-первых, рефераты каждого из студентов по выбранной подсистеме, увязанные с общегородскими проблемами, они начинают чувствовать свою миссию, во-вторых, определен сбалансированный бюджет города, что сделали мэр и его заместители по городу в целом, скоординировав работу отдельных студентов по подсистемам. в результате студенты получают навык в анализе и синтезе сложных систем и навык работы в коллективе. После этой деловой игры студенты выступают на конференции по информатике и проблемам устойчивого развития [4, 78]. контрольные вопросы 1. основная профессиональная задача и миссия инженера по эвМ. 2. Лингво-комбинаторная модель (ЛКМ), число переменных 10, число ограничений 8 – построить систему эквивалентных уравнений. 3. эволюция архитектуры эвМ и тенденции развития. 4. ЛКМ, число переменных 10, число ограничений 7. 3 Например, осенью 2006 г. мэром был выбран Антон Колесов. 110 5. эволюция элементной базы. 6. ЛКМ, число переменных 10, число ограничений 6. 7. Нейрокомпьютинг. 8. ЛКМ, число переменных 10, число ограничений 5. 9. Квантовые компьютеры. 10. ЛКМ, число переменных 10, число ограничений 4. 11. эволюция устройств ввода-вывода. 12. ЛКМ, число переменных 10, число ограничений 3. 13. Системы речевого общения. 14. ЛКМ, число переменных 10, число ограничений 2. 15. Системы виртуальной реальности на примере кибервело. 16. ЛКМ, число переменных 10, число ограничений 1. 17. эволюция операционной среды. 18. ЛКМ, число переменных 9, число ограничений 7. 19. эволюция уровня знаний. 20. ЛКМ, число переменных 9, число ограничений 6. 21. эволюция интерфейса общения. 22. ЛКМ, число переменных 9, число ограничений 5. 23. Языки естественные и искусственные. 24. ЛКМ, число переменных 9, число ограничений 4. 25. Лингво-комбинаторное моделирование. 26. ЛКМ, число переменных 9, число ограничений 3. 27. Феномен адаптационного максимума в развивающихся системах. 28. ЛКМ, число переменных 9, число ограничений 2. 29. объединение в коллектив как способ адаптации. 30. ЛКМ, число переменных 9, число ограничений 1. 31. Психометрический интеллект. 32. ЛКМ, число переменных 8, число ограничений 6. 33. Левостороннее мышление. 34. ЛКМ, число переменных 8, число ограничений 5. 35. Правостороннее мышление. 36. ЛКМ, число переменных 8, число ограничений 4. 37. Архитектура виртуальных миров. 38. ЛКМ, число переменных 8, число ограничений 3. 39. Искусственный интеллект – психологические предпосылки и со- временное развитие. 40. ЛКМ, число переменных 8, число ограничений 2. 41. основы теории агентов. 42. ЛКМ, число переменных 8, число ограничений 1. 43. Многоагентные системы. 44. ЛКМ, число переменных 7, число ограничений 5. 45. виртуальные организации и миры. 46. ЛКМ, число переменных 7, число ограничений 4. 47. Структура человеческой деятельности и проблема ее автоматиза- ции. 111 48. ЛКМ, число переменных 7, число ограничений 3. 49. эволюция систем передачи информации. 50. ЛКМ, число переменных 7, число ограничений 2. 51. основной социокультурный цикл и эвМ. 52. ЛКМ, число переменных 7, число ограничений 1. 53. ЛКМ, число переменных 6, число ограничений 4. 54. Моделирование города как сложной развивающейся человекома- шинной системы. 55. ЛКМ, число переменных 6, число ограничений 3. 56. Иерархическая система для управления сложными проектами. 57. ЛКМ, число переменных 6, число ограничений 2. 58. Как компьютер играет в шахматы? Можно ли использовать ЛКМ? 59. Чем отличается игра в шахматы от игры в футбол? 60. основные этапы развития кибернетики и информатики. 61. ЛКМ, число переменных 5, число ограничений 3 62. Что такое бионика? 63. ЛКМ, число переменных 5, число ограничений 2. 64. Что такое артоника? 65. ЛКМ, число переменных 5, число ограничений 1. 66. Бортовая вычислительная система самолета и какие задачи она ре- шает? 67. ЛКМ, число переменных 4, число ограничений 2. 68. Бортовая вычислительная система автомобиля и какие задачи она решает? 69. ЛКМ, число переменных 4, число ограничений 1. 70. Развитие финансовых вычислительных систем. 71. ЛКМ, число переменных 10, число ограничений 8. 72. Астрономия как колыбель вычислительных методов. 73.Космонавтика и эвМ. 74. задачи автоматизации аэропорта. 75. Проблема создания робота-полицейского. 76. Глобальная модель организма для поддержки врачебных решений. 77. эволюция архитектуры эвМ и тенденции развития. 78. Квантовые компьютеры. 79. эволюция операционной среды. 80. Что такое синергетика? 81. общий решатель проблем (General Problem Solver). |