Кибернетика. 5
Содержание:
Содержание …………………………………………………
Введение ………………………………………………………
1. Кибернетика как наука…………………………………….. 6стр.
1.1.Задачи кибернетики……………………
1.2.Основные понятия кибернетики…………………………. 7стр.
1.3.Элементы управления…………………
1.4.Концепции информации ………………………………….. 10стр.
1.5.Свойства информации…………………
1.6.Понятие самоорганизации………
2.Вклад кибернетики в научную картину мира………………. 13стр.
3.Аспекты филсфии в познании кибернетики………………… 14стр.
3.1.Материалистическая теория………………………………... 16стр.
4.Искусственный интелект, как часть кибернетики…………... 19стр.
4.1.Теорема Маккаллока Питса…………………………………. 20стр.
4.2.Идеальная информация………………
5.Два вида науки о мышлении…………………………………... 24стр.
5.1.Исследования в
5.2.Строгая непрерывность……………
5.3.Важный вклад Декарта………………
6.От психологии к psyche-
7.Проблемы кибернетики………………………………………… 34стр.
Заключение……………………………………………………
Литература……………………………………………………
Введение
В естествознании первой
половины нашего века ведущим направлением
была физика. Начиная с 50-х годов,
наряду с физикой, химией и биологией все возрастающее
значение и влияние на развитие науки
и всего уклада нашей жизни начала оказывать
кибернетика. Кибернетика становится
важнейшим фактором научно-технической
революции на высших этапах ее развития.
Кибернетика возникла на стыке многих
областей знания математики, логики, семиотики,
биологии и социологии. Обобщающий характер
кибернетических идей и методов сближает
науку об управлении, каковой является
кибернетика, с философией.
Задача обоснования исходных понятий кибернетики, особенно таких, как информация, управление, обратная связь и др. требуют выхода в более широкую, философскую область знаний, где рассматриваются атрибуты материи - общие свойства движения, закономерности познания. Сама кибернетика как наука об управлении многое дает современному философскому мышлению. Она позволяет более глубоко раскрыть механизм самоорганизации материи, обогащает содержание категории связей, причинности, позволяет более детально изучить диалектику необходимости и случайности, возможности и действительности. Открываются пути для разработки "кибернетической" гносеологии, которая не подменяет диалектический материализм теорией познания, но позволяет уточнить, детализировать и углубить в свете науки об управлении ряд существенно важных проблем. Возникнув в результате развития и взаимного стимулирования ряда, в недалеком прошлом слабо связанных между собой, дисциплин технического, биологического и социального профиля кибернетика проникла во многие сферы жизни. Столь необычная "биография" кибернетики объясняется целым рядом причин, среди которых надо выделить две. Во-первых, кибернетика имеет необычайный, синтетический характер. В связи с этим до сих пор существуют различия в трактовке некоторых ее проблем и понятий. Во-вторых, основополагающие идеи кибернетики пришли в нашу страну с Запада, где они с самого начала оказались под влиянием идеализма и метафизики, а иногда и идеологии. То же самое, или почти то же самое происходило и в нашей стране. Таким образом, становится очевидной необходимость разработки философских основ кибернетики, освещение ее основных положений с позиции философского познания. Осмысление кибернетических понятий с позиции философии будет способствовать более успешному осуществлению теоретических и практических работ в этой области, создаст лучшие условия для эффективной работы и научного поиска в этой области познания.
1.Кибернетика как наука.
Кибернетика - наука об общих закономерностях
процессов управления и передачи
информации в технических, биологических
и социальных системах. Своё название
новая наука получила от древнегреческого
слова "кибернетес", что в переводе
означает "управляющий", "рулевой",
"кормчий". Основной интерес этой
науки широкий класс как живых, так и неживых
систем.
Со сложными системами управления человек имел дело задолго
до кибернетики (управление людьми, машинами;
наблюдал регуляционные процессы у живых
организмов и т.д.). Но кибернетика выделила
общие закономерности управления в различных
процессах и системах, а не их специфику.
В «докибернетический» период знания
об управлении и организации носили
«локальный» характер, т.е. в отдельных
областях. Так, еще в 1843 г. польский мыслитель
Б. Трентовский опубликовал малоизвестную
в настоящее время книгу «Отношении философии
к кибернетике как искусству управления
народом». В своей книге «Опыт философских
наук» в 1834 году известный
физик Ампер дал классификацию наук, среди
которых третьей по счету стоит кибернетика
– наука о текущей политике и практическом
управлении государством (обществом).
Эволюция представления
об управлении происходила в форме
накопления, суммирования отдельных
данных. Кибернетика рассматривает
проблемы управления на устойчивом фундаменте,
вводя в науку новые
«заделы», новый понятийный, категориальный аппарат. В общую кибернетику обычно
включают теорию информации теорию алгоритмов,
теорию игр и теорию автоматов, техническую
кибернетику.
Техническая кибернетика - отрасль науки, изучающая технические системы управления. Важнейшие направления исследований разработка и создание автоматических и автоматизированных систем управления, а также автоматических устройств и комплексов для передачи, переработки и хранения информации.
1.1.Задачи кибернетики.
К основным задачам кибернетики относятся:
1) установление фактов, общих для управляемых систем или для некоторых их совокупностей;
2) выявление ограничений, свойственных управляемым системам и установление их происхождения;
3) нахождение общих законов, которым подчиняются управляемые системы;
4) определение путей практического использования установленных фактов и найденных закономерностей.
1.2.Основные понятия кибернетики.
Кибернетический» подход
к системам характеризуется рядом
понятий.
Основные понятия кибернетики: управление,
управляющая система, управляемая система, организация, обратная связь,
алгоритм, модель, оптимизация, сигнал
и др. Для систем любой природы понятие
"управление" можно определить следующим
образом: управление - это воздействие
на объект, выбранное на основании имеющейся
для этого информации из множества возможных
воздействий, улучшающее его функционирование
или развитие. У управляемых систем всегда
существует некоторое множество возможных
изменений, из которого производится выбор
предпочтительного изменения. Если у системы
нет выбора, то не может быть и речи об
управлении.
Есть существенная разница
между работой дачника, орудующего
лопатой, и манипуляциями регулировщика
движения на перекрестке улиц. Первый
оказывает на орудие силовое воздействие,
второй - управляет движением
Управление - это вызов изменений в системе
или перевод системы из одного состояния
в другое в соответствии с объективно
существующей или выбранной целью.
Управлять - это и предвидеть
те изменения, которые произойдут в
системе после подачи управляющего
воздействия (сигнала, несущего информацию).
Всякая система управления рассматривается
как единство управляющей системы (субъекта
управления) и управляемой системы - объекта
управления. Управление системой или объектом
всегда происходит в какой-то внешней
среде. Поведение любой управляемой системы
всегда изучается с учетом ее связей с
окружающей средой. Поскольку все объекты,
явления и процессы взаимосвязаны и влияют
друг на друга, то, выделяя какой-либо объект,
необходимо учитывать влияние среды на
этот объект и наоборот
подчиняются управляемые системы.
1.3.Элементы управления.
Чтобы управление могло функционировать, то есть целенаправленно изменять объект, оно должно содержать четыре необходимых элемента:
1. Каналы сбора информации о состоянии среды и объекта.
2. Канал воздействия на объект.
3. Цель управления.
4. Способ (алгоритм, правило)
управления, указывающий, каким образом
можно достичь поставленной
Понятие цели и целенаправленности.
Основатель кибернетики
Н. Винер писал, что "действие или поведение
допускает истолкование как направленность
на достижение некоторой цели, т.е. некоторого
конечного состояния, при котором объект
вступает в определенную связь в пространстве
и во времени с некоторым другим объектом
или событием"1. Цель определяется как
внешней средой, так и внутренними потребностями
субъекта управления.
Цель должна быть принципиально достижимой,
она должна соответствовать реальной
ситуации и возможностям системы (управляющей
и управляемой). За счет управляющих воздействий
управляемая система может целенаправленно
изменять свое. Понятие обратной связи.
Управление по "принципу обратной связи".
Если между воздействием внешней среды
и реакцией системы устанавливается связь,
то мы имеем дело с обратной связью. Принцип
обратной связи характеризует информационную
и пространственно-временную зависимость
в кибернетической системе. Если поведение
системы усиливает внешнее воздействие,
то мы имеем дело с положительной обратной
связью, а если уменьшает, то с отрицательной
обратной связью. Понятие обратной связи
имеет отношение к цели управления.
Поведение объекта управляется величиной
ошибки в положении объекта по отношению
к стоящей цели.
Понятие информации. Управление - информационный процесс. Информация
-
"пища", "ресурс" управления.
Поэтому кибернетика есть вместе с тем
наука, об информации, об информационных
системах и процессах. Самый исходный
смысл термина "информация" связан
со сведениями, сообщениями и их передачей.
Бурное развитие в нашем веке телефона,
телеграфа, радио, телевидения и других
средств массовой коммуникации потребовало
повышения эффективности процессов передачи,
хранения и переработки передаваемых
сообщении информации. "Докибернетическое"
понятие информации связано с совокупностью
сведений, данных и знаний. Оно стало явно
непонятным, неопределенным с возникновением
кибернетики. Понятие информации в кибернетики
уточняется в математических "теориях
информации". Это теории статистической,
комбинаторной, топологической, семантической
информации.
1.4.Концепции информации.
В отечественной и зарубежной литературе предлагается много разных концепций (определений) информации:
1) информация как отраженное разнообразие,
2) информация как устранение неопределенности (энтропии),
3) информация как связь между управляющей и управляемой системами,
4) информация как преобразование сообщений,
5) информация как единство содержания и формы (например, мысль - содержание, а само слово, звук - форма),
6) информация - это мера
упорядоченности, организации с
Общее понятие информации должно непротиворечиво охватывать все определения информация, все виды информации. К сожалению такого универсального понятия информации еще не разработано.
Информация может быть структурной, застывшей, окостенелой. Например, в минералах, машинах, приборах, автоматических линиях. Любая машина - это овеществленная научная и техническая информация, разум общества, ставший предметом.
Информация может быть
также функциональной, " актуальным
управлением".
Информация измеримая величина. Она измеряется
в битах.
1.5.Свойства информации.
Каковы свойства информации?
Первое - способность управлять
Четвертое - способность сохраняться в
течение любых промежутков времени и изменяться
во времени. Пятое свойство - способность
переходить из пассивной формы в активную.
Например, когда извлекается из "памяти"
для построения тех или иных структур
(синтез белка, создание текста на компьютере
и т. д.).
Информация существенно влияет на ускоренное развитие науки, систем управления, техники и различных отраслей народного хозяйства. Политика, политическое управление, экономика - это концентрированная смысловая информация, т. е. такая, которая перерабатывается человеческим сознанием и реализуется в различных социальных сферах. Она обусловлена политическими, экономическими потребностями общества и циркулирует в процессе управления производством и обществом. Социальная информация играет огромную роль в обеспечении правопорядка, работы правоохранительных органов, в деле образования и воспитания подрастающих поколений. Информация - неисчерпаемый ресурс общества. Информация - первооснова мира, всего сущего. Современным научным обобщением всех информационных процессов в природе и обществе явилась информациология - генерализованная наука о природе информации и законах информации.
1.6.Понятие самоорганизации.
В современную науку это понятие вошло через идеи кибернетики. Процесс самоорганизации систем обусловлен таким неэнтропийным процессом, как управление. Энтропия - мера неорганизованности, хаоса. Энтропия и информация, как правило, рассматриваются совместно. Информация - это то, что устраняет неопределенность, количество "снятой" неопределенности. Тенденция к определенности, к повышению информативности - процесс негэнтропийный (процесс обратного знака).
Термин "самоорганизующаяся система" ввел кибернетик У. Росс Эшби для описания кибернетических систем. Для самоорганизующихся систем характерны:
1) Способность активно
взаимодействовать со средой, изменять
ее в направлении,
2)наличие определенной
гибкости структуры или
3)непредсказуемость поведения самоорганизующихся систем;
4)способность учитывать прошлый опыт или возможность обучения.
Основными признаками самоорганизующейся системы общества являются самоорганизующейся активность, оптимальная надежность и вероятностная детерминация. Эти признаки характеризуют и социальные системы.
Познание закономерностей
2.Вклад кибернетики в научную картину мира
Кибернетика устранила ту принципиально неполную научную картину мира, которая была присуща науке XIX и первой половине XX века. Классическая и неклассическая наука строила представление о мире на двух фундаментальных постулатах - материя и энергия. Создавала вещественно- энергетическую, вещественно - полевую картину мира.
На постулатах о материи
и энергии строились
Фундаментальный характер
информации означает, что хаос не может
быть абсолютным. В любом хаосе
существует некоторый уровень
Космос не способен опуститься до сплошной
энтропии. Живые организмы и социальные
системы питаются отрицательной энтропией (негэнтропией), то есть они
противостоят беспорядку и хаосу. Масс-энерго-информационные
преобразования исчерпывают собой все
возможные состояния Космоса, а равно
его подсистем, включая человека, общество.
Кибернетика оказала революционизирующее влияние на теоретическое содержание и методологию всех наук. Она устранила непреодолимые грани между естественными, общественными и техническими науками. Способствовала синтезу научных знаний, создала из понятий частных наук структуры новых понятий, новый язык науки. Такие понятия, как информация, управление, обратная связь, система, модель, алгоритм и др. обрели общенаучный статус.
Кибернетика дала в руки человека сильнейшее оружие управления производством, обществом, инструмент усиления интеллектуальных способностей человека (ЭВМ). Современные ЭВМ (компьютеры) - универсальные преобразователи информации, а с преобразованием информации человек связан во всех областях своей деятельности (в политике, экономике, науке, профессиональной сфере и др.).
3. Аспекты философии в познании кибернетики.
Кибернетика как перспективная область научного познания привлекает к себе все большее внимание философов. Положения и выводы кибернетики включаются в их области знания, которые в значительной степени определяют развитие современной теории познания. Как справедливо отмечают отечественные исследователи, кибернетика, достижения которой имеет громадное значение для исследования познавательного процесса, по своей сущности и содержанию должна входить в теорию познания. Исследование методологического и гносеологического аспектов кибернетики способствует решению многих философских проблем. В их числе - проблемы диалектического понимания простого и сложного, количества и качества, необходимости и случайности, возможности и действительности, прерывности и непрерывности, части и целого. Философская мысль уже много сделала в анализе аспектов и теоретико- познавательной роли кибернетики, как уже упоминалось выше. Было показано, сколь многообещающим в философском плане является рассмотрение в свете кибернетики таких вопросов и понятий, как природа информации, цель и целенаправленность, соотношение детерминизма и теологии, соотношение дискретного и непрерывного, детерминистского и вероятностного подхода к науке.
Явления, которые отображаются в таких фундаментальных понятиях кибернетики, как информация и управление, имеют место в органической природе и общественной жизни. Таким образом, кибернетику можно определить как науку об управлении и связи с живой природой в обществе и технике.
Один из важнейших вопросов, вокруг которого идут
философские дискуссии
- это вопрос о том, что такое информация,
какова ее природа? Для характеристики
природы информационных процессов необходимо
кратко рассмотреть естественную основу
всякой информации, а таковой естественной
основой информации является присущее
материи объективное свойство отражения.
Положение о неразрывной
связи информации и отражения
стало одним из важнейших в
изучении информации и информационных
процессов и признается абсолютным
большинством отечественных философов.
Информация в живой природе в отличие
от неживой играет активную роль, так как
участвует в управлении всеми жизненными
процессами.
3.1.Материалистическая теория.
Материалистическая теория отражения видит решение новых проблем науки и, в частности, такой кардинальной проблемы естествознания как переход от неорганической материи к органической, в использовании методологической основы диалектического материализма. Проблема заключается в том, что существует материя, способная ощущать, и материя, созданная из тех же атомов и в тоже время не обладающая этой способностью. Вопрос, таким образом, поставлен вполне конкретно и, тем самым, толкает проблему к решению. Кибернетика вплотную занялась исследованием механизмов саморегуляции и самоуправления. Вместе с тем, оставаясь методически ограниченными, эти достижения оставили открытыми ряд проблем, к рассмотрению которых привела внутренняя ломка кибернетики.
Сознание является не столько продуктом развития природы, сколько продуктом общественной жизни человека, общественного труда предыдущих поколений людей. Оно является существенной частью деятельности человека, посредством которой создается человеческая природа и не может быть принята вне этой природы.
Если в машинах и вообще в неорганической природе отражение есть пассивный, мертвый физико-химический, механический акт без обобщения и проникновения в сущность обобщаемого явления, то отражение в форме сознания есть, то мнению Ф.Энгельса "познание высокоорганизованной материей самой себя, проникновение в сущность, закон развития природы, предметов и явлений объективного мира".
Общность мышления со
способностью отражения служит объективной
основой моделирования
Несмотря на качественное
различие машины и мозга в их функциях
есть общие закономерности (в области
связи, управления и контроля), которые
и изучает кибернетика. Но эта
аналогия между деятельностью
Чтобы создать машину, функционирующую
как мозг, необходимо создать вещество,
обладающее свойствами или подобное высокоорганизованной
белковой материи, каковое образует мозг.
Действительно, такая машина будет функционировать
"как мозг", но именно функционировать,
а не мыслить. Чтобы мыслить материя должна
существовать не только в экономической,
но и в социальной форме. А замена неорганического
содержимого органическим этого не дает,
более того, в результате подобной замена
будет утрачено одно из основных преимуществ
электронной машины быстродействие. Рассматривая
возможность создания искусственным путем,
на основе моделирования, мыслящего существа
необходимо остановиться на двух аспектах
этой проблемы.
Во-первых, кибернетика моделирует не
все функции мозга, а только те, которые
связаны с получением, обработкой и выдачей
информации, т.е. функции, которые поддаются
логической обработке. Все же другие, бесконечно
разнообразные функции человеческого
мозга остаются вне поля зрения кибернетики.
Во-вторых, с точки зрения теории моделирования
вообще не имеет смысла говорить о полном
тождестве модели и оригинала.
Отождествление человеческого и "машинного" разума происходит тогда, когда субъект мышления подменяется какой-либо материальной системой, способной отражать. Единственным же субъектом мышления является человек, вооруженный всеми средствами, которыми он располагает на данном уровне своего развития. В эти средства входят и кибернетические машины, в которых материализованы результаты человеческого труда. И, как всякое орудие производства, кибернетика продолжает и усиливает возможности человеческого мозга. Человек будет передавать машине лишь некоторые функции, выполняемые им в процессе мышления. Само мышление как духовное производство, создание научных понятий, теорий, идей, в которых отражаются закономерности объективного мира, останется за человеком.
Моделирование, как метод исследования характеризуется опосредованным практическим или теоретическим исследованием объекта. При этом изучается не объект, а вспомогательная искусственная или естественная система, находящаяся в объективном соответствии с исследуемым объектом, способная замещать его в определенном отношении и дающая при ее исследовании информацию о самом моделируемом объекте.
С гносеологической точки зрения суть моделирования заключается в опосредованном познании интересующего нас объекта, т.е. по модели мы судим о некоторых свойствах оригинала. С помощью моделирования познаются новые явления на основе уже изученных. Кибернетический подход означает моделирование процессов интеллектуальной деятельности человека с одной определенной стороны, а именно - на уровне элементарных процессов переработки информации.
4. Искусственный интеллект, как часть кибернетики
Природа мышления, загадка сознания,
тайна разума, все это, безусловно,
одна из наиболее волнующих человека
проблем. Популярность кибернетики, неослабевающий
интерес к ней со стороны самых широких
кругов во многом объясняется именно ее
тесной связью с этой "вечной" проблемой.
С того самого момента, как человек стал
задумываться над проблемой мышления,
в подходе к ней существуют два основных
диаметрально противоположных направления:
материализм и идеализм. Идеализм исходит
из признания мышления некой особой сущностью,
в корне отличной от материи, от всего
того, с чем мы имеем дело во внешнем мире.
Материализм, напротив, утверждает, что
"...тот вещественный, чувственно воспринимаемый
нами мир, к которому принадлежим мы сами,
есть единственный действительный мир
и наше сознание и мышление, как бы ни казалось
оно сверхчувствительным, являются продуктом
вещественного, телесного органа мозга".
Высшим судьей научных
концепций всегда, в конечном счете,
является практика. "Если мы можем
доказать правильность нашего понимания
данного явления природы тем,
что сами его производим, вызываем
его из его условий, заставляем его к тому же служить нашим целям, то кантовской
неуловимой
"вещи в себе" приходит конец".
Этот аргумент искусственного воспроизведения
отсутствовал в традиционной философии
и кибернетика дает его независимо от
исхода споров о возможности создания
искусственного интеллекта, сравнимого
с человеческим. На основе уже достигнутого
можно утверждать, что целый ряд функций
мышления, ранее считавшихся исключительным
достоянием живого мозга, искусственно
воспроизводится кибернетическими устройствами.
В этом заключается огромной важности
философский результат кибернетики, констатировать
который можно уже сегодня. Итак, конкретно-научное
обоснование материалистической концепции
мышления, практическое доказательство
того, что мышление есть функция высокоорганизованной
материальной системы - важнейшее философское
завоевание кибернетики. Но кибернетика
идет дальше и ставит вопрос, вместе с
которым мы попадаем в пучину споров, вопрос
о возможности "искусственного интеллекта",
"машинного мышления", "кибернетического
разума" и т.д. Здесь обнаруживается
полный спектр взглядов, начиная от "крайне
оптимистических" до "крайне пессимистических"
на возможность возникновения мыслящих
машин.
Аргументация в пользу пессимистического
взгляда обычно двоякая: либо авторы исходят
из особой субстанционной природы мышления,
либо из особой качественной его специфичности.
Правда не совсем ясно, чем отличается
первое от второго.
4.1.Теорема Маккаллока Питса.
Имеющееся у нас знание включает
в себя как совокупность научных
теорий и эмпирических сведений, так
и общефилософские принципы. Из имеющихся
научных теорий и эмпирических данных
"крайне пессимистический" вывод
не следует. Аргументы против возможности
искусственного интеллекта, основанные
на имеющихся научных теориях и эмпирических
данных, могут быть названы
"конкретными" аргументами. Обычно
они состоят в указании на какие-нибудь
определенные действия мышления, которые
неспособно выполнить никакое кибернетическое
устройство. Однако все такие аргументы
были опровергнуты в ходе развития кибернетики.
Более того, существует теорема Маккаллока
Питса, сводящая вопрос о выполнении любой
функции головного мозга к вопросу о познаваемости
этой функции. Не становясь на позиции
агностицизма трудно быть приверженцем
"конкретных" аргументов. Идея искусственного
интеллекта часто объявляется механистической
на том основании, что работа ЭВМ управляется
законами электродинамики, и, значит, здесь
происходит сведение высшего (мышления)
к низшему (физическим процессам в ЭВМ).
Однако исходная посылка неверна.
Работа ЭВМ отнюдь не управляется законами электродинамики. Этими законами управляется работа отдельных элементов машины. По физическим законам ЭВМ работает только в том смысле, то она, скажем, преобразует электрическую энергию в тепло. Ведь сущность работы состоит не в этом преобразовании, а в том, что она производит определенные арифметико- логические операции. Машина имеет дело с информацией и работает по законам преобразования информации, т.е. по законам кибернетики. Поэтому, если рассматривать эти процессы с позиции механизма, неизбежно оказываешься на позициях механицизма, т.к. происходит сведение более сложных процессов переработки информации к более простым. Это то же самое, что сказать, будто работа мозга сводится к биохимическим и биофизическим процессам. На самом деле эти процессы происходят на уровне нервных клеток, а на уровне процессов переработки информации действуют другие законы, закономерности которых отнюдь не эквивалентны. С этой точки зрения и работу ЭВМ надо рассматривать как работу системы по переработки 4.2.Идеальная информация.
На известной ступени
