Роль теории информации в становлении единства научной и философской рациональности
Одним из важных средств такого представления знаний служат различные как общие, так и специальные языки программирования, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения, различные концептуальные средства представления и возможности моделирования, приспособленные к решению конкретных задач и имитации определенных аспектов моделируемой системы. В настоящее время для организации эффективного диалога с компьютером используются технические и программные средства, которые дают возможность облегчить ввод информации и выдачу результатов моделирования. К ним относятся, в частности, специализированные алгоритмические языки моделирования, в каждом из которых тщательно разработана система абстракций, закрепленная в соответствующей концептуальной схеме и представляющая основу для формализации. В них, как и в различных вариантах общей теории систем, в которых в качестве одной из основных целей выдвигается разработка формализованного описания сложных систем независимо от их природы, эта задача во многом решена, разработаны сходные понятия и представления. Жестко заданная система понятий, объем и содержание которых четко определены, облегчает формализацию проблемы, подлежащей решению. В этих понятиях задается образ объекта, детерминированный той или иной математической теорией, интерпретацией которой является данный язык (например, теорией массового обслуживания). Поэтому концептуальный каркас такого языка в значительной степени определяет и область его применения. Использование алгоритмических языков имитационного моделирования является сегодня также средством математизации многих наук, ранее ей не поддававшихся. Например, в социальных науках, психологии, науках о поведении, где теории традиционно не могут быть настолько же формализованными и точными, как математизированные физические теории, это приводит к экспликации в них теоретических положений и понятий, вскрытию разрывов в аргументации и обосновании теоретических предположений, проведению конструктивной критики этих теорий. Наряду с формализацией имитационные модели выполняют также важную эвристическую функцию, особенно при моделировании динамики различных исследуемых процессов. Даже в случае достаточно тривиальных моделей компьютерное моделирование дает возможность представить результаты исследования яснее, проще и быстрее. Центральное место в информатике занимает компьютерное моделирование. Современный имитационный эксперимент коренным образом отличается от эксперимента в классической естественной науке, основ ная цель которого — воспроизведение в материализованном виде идеализированных экспериментальных ситуаций, направленное на подтверждение отдельных следствий из общих теоретических положений. В неклассическом естествознании важную роль сегодня играет идеализированный компьютерный эксперимент, позволяющий проимитиро-вать, проанализировать и рассчитать различные варианты возможного поведения исследуемой сложной системы. Незаменимым компьютерный эксперимент становится также в современной инженерной деятельности и проектировании. Моделирование функционирования системы на ЭВМ позволяет уже на ранних этапах проектирования представить систему как целостный объект, а анализируя такую модель, можно принимать научно обоснованные решения по выбору наиболее подходящей реализации отдельных компонентов системы с точки зрения их взаимосвязи и взаимного функционирования, учесть заранее различные факторы, влияющие на систему в целом, и условия ее функционирования, выбрать наиболее оптимальную структуру и наиболее эффективный режим ее работы. Для сложных человеко-машинных систем такой анализ невыполним средствами традиционного моделирования, и ему обязательно требуется компьютерная поддержка, поскольку без использования современной вычислительной техники просто невозможно учесть те многочисленные данные о сложной системе, которые необходимы исследователю и проектировщику, особенно если иметь в виду их разнородность, связанную с использованием знаний различных дисциплин и участием в создании таких систем разнообразных специалистов. Такая автоматизация имитационного моделирования направлена на расширение возможностей исследователя и проектировщика для прогнозирования поведения системы в различных меняющихся условиях и выбора адекватных этим условиям решений. Создание диалоговых систем позволяет значительно расширить аналитические средства, повысить качество и обоснованность решений проектных и исследовательских задач и существенно сократить время их выработки. Имитационное моделирование на ЭВМ позволяет исследовать сложные внутренние взаимодействия в системе, изучать влияние структурных изменений на ее функционирование, а также влияние изменений в окружающей среде, для чего в модель вносят соответствующие трансформации и наблюдают их воздействие на поведение системы. Ни основе полученных в результате моделирования данных разрабатывают ся предложения по улучшению существующей структуры системы или созданию совершенно новой ее структуры. Влияние этих нововведений можно проверить с помощью имитации еще до их практического внел рения для предварительной проверки новых стратегий и решений, прел сказания на модели узких мест, имеющихся в системе, описания и про гнозирования на ней возможных путей естественного развития имитируемой системы в различных условиях и обоснования выбора вариантов ее структуры при соответствующих изменениях этих условий. Это позволяет автоматизированным способом формировать и распознавать структуры, оптимизировать их по заданному критерию, осуществлять имитацию динамики системы на этих структурах и оценивать качество вариантов моделей проектируемой системы. Первоначально модель выдается необязательно в строго формализованном виде, а на содержательном уровне — в языке, наиболее приближающемся к естественному, поэтому такую модель часто называют вербальной. На следующем этапе она должна быть представлена уже в виде математической модели с помощью различных языков профаммирова-ния. Экспериментирование с моделью на компьютере заключается в изменении условий функционирования объекта моделирования, генерации вариантов модели, предсказывающих поведение системы в гипотетически изменившихся условиях. Выбор наиболее пригодного дня данных условий варианта модели и оптимизация этого варианта являются проектными задачами и находятся в прямой зависимости от целей исследования или проектирования. Такой выбор диктуется прежде всею содержательными критериями, т.е. интерпретацией модели, заключающейся н определении области и границ, в которых результаты, полученные на модели, являются справедливыми для исследуемой или проектируемой системы. Наряду с формализацией имитационные модели выполняют также важную эвристическую функцию, особенно при моделировании динамики различных исследуемых процессов. Даже в случае достаточно тривиальных моделей компьютерное моделирование дает возможность представить результаты исследования яснее, проще и быстрее. Постепенно мышление приучается работать с такого рода моделями, не обращаясь каждый раз к их интерпретации на уровне первичной реальности, и эта вторичная ре&аьность, в конечном счете, становится постоянным репрезентантом первичной. Оперирующий цифрами и значками на экране монитора банковский служащий, играя на электронной бирже, не видит реальных процессов на рынке ценных бумаг, но точно отслеживает их в пространстве идеальных сущностей, скрытых в компьютерной оболочке. Его действия могут привести тем не менее к вполне реальным последствиям для конкретного предприятия, акции которого он покупает и перепродает, для банка, в котором он работает, и для его собственного существования. Однако он не имеет представления о тех технологических процессах, которые протекают на производственных предприятиях, о работающих там людях, а часто и о продуктах, которые циркулируют на рынке. Он оперирует абстракциями, не осязая даже денежных банкнот, хотя через него могут проходить за несколько минут миллионы денежных единиц. Именно таким образом функцио нирует так называемая виртуальная реальность, которая хотя и не яшм» ется реальным объектом, но может вызывать реальные эффекты. И хоти, несомненно, развитие новых информационных технологий открывав! невиданные до тех пор возможности для реального деиствования в виртуальной реальности, сама проблема известна со времен Античное ж, Когда мы задаемся вопросом, что значит существовать в действительности, то на ум приходит ответ древнегреческих атомистов: на самом дсл| существуют не видимые и воспринимаемые нашими органами чувств i вещи, а лишь атомы и пустота, постигаемые разумом. С помощью сопро* менных информационных технологий можно придать любой виртуаль* ной реальности субстанциальность, заставляя пользователя воспринимать ее как реально существующую, причем действия в виртуальной реальности благодаря этим технологиям действительно могут производить реальные эффекты. Собственно именно так и в современной технике первичная реальность, данная нам в ощущениях, восприятиях и в повседневном социальном опыте, замещается научной картиной мира. Мы не в состоянии почувствовать или увидеть электромагнитные волны, но верим построенной Герцем на основе электродинамической теории Фарадея—Макс-иелла и подтвержденной им опытами картине распределения электромагнитных волн как истинной, а инженеры и техники строят на основе >тих представлений различные приборы, например радиоприемники, которые стали обычными предметами нашего социального опыта. Мы коспринимаем лишь идущие из них звуки, издаваемые за много тысяч километров, представляя себе в соответствии с научной картиной электромагнитных взаимодействий, как радиоволны доносят до нас расшифрованные радиоприемником звуки знакомого голоса или музыки. Но с таким же успехом мы можем представить себе эту картину с помощью альтернативной теории Ампера—Вебера, основанной не на волновом, а на корпускулярном принципе. То же относится и к визуальным представлениям. Со времен В. Гильберта, предложившего использовать навигационные инструменты, разработанные им на основе представления о магнитном поле Земли, которого мы без специальных приборов не видим, ориентация в море основывается не на ощущениях капитана, соотносящего положение судна в пространстве с видимыми естественными ориентирами, а с абстрактными показаниями магнитных приборов. Не имеет ли дело современный навигатор в таком случае с виртуальной реальностью, подкрепленной научной картиной мира? Даже рассматривая в телескоп невидимые до тех пор простым глазом звезды, Галилей отождествляет полученное изображение с первой реальностью лишь с помощью особой научной теории — теории перспективы, развитой его предшественниками. Любой научный прибор построен и функционирует на основе научных представлений, а связь этих представлений с реальностью подтверждена соответствующей теорией, в которой, например, визуальная модель опосредована математической схемой, ничем не отличающейся от компьютерной модели, где алгоритмические цепочки математических схем, реализованные в конкретных компьютерных программах, гарантируют нам, что изображение на экране монитора соответствует реальности. Таким образом, виртуальная реальность становится не только средством исследования реального мира, но иногда и его подмены и может быть определена как модельное отображение действительной реальности с помощью технических средств, создающее иллюзию этой реальности. Совершенно новые аспекты виртуальной реальности раскрылись после возникновения глобальной сети Интернета.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (353)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |