CC BY
124
«КИБЕРНЕТИКА - ИНФОРМАТИКА -СИНЕРГЕТИКА» КАК СИСТЕМООБРАЗУЮЩАЯ КОНЦЕПЦИЯ СОВРЕМЕННОГО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
А.А. Колесников*, В.Б. Яковлев**
‘Таганрогский государственный радиотехнический университет,
** Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет
Все в одном, и одно во всем.
Дао-дэ-цзин
Введение
В наше время все в большей мере проявляется кризис технократического мышления, который связан с фундаментальными основами современного мировоззрения. Этот кризис является составной частью общего цивилизационного кризиса науки и общества конца XX - начала XXI веков и во многом обусловлен отчуждением естественно-технической и гуманитарной составляющих науки, как части общей культуры. Неизбежным следствием этого является фрагментарность в понимании окружающего мира, неадекватность реакции на разрушительные тенденции в современном мире и, как следствие, нарастающие угрозы экологического, техногенного и, вообще, общесистемного характера.
В основе научно-фундаментальных знаний лежит, как известно, та научная картина мира, которая формируется в процессе изучения принятой базовой концепции естествознания. Существовавшая до настоящего времени научная картина мира опиралась в основном на классический редукционистский подход, согласно которому окружающие нас природные явления состоят из мира вещей и мира законов. Такое представление означает, что свойства целого объясняются свойствами частного, т.е. характеристики целого полностью определяются некоторой суммой характеристик его элементарных составляющих. Редукционистская парадигма естествознания, берущая свое начало еще от Платона, нашла яркое и успешное воплощение в научном методе Галилея, который был затем обоснован и принципиально развит Ньютоном. Современное общество обязано этой парадигме крупными успехами в области науки, технологии и промышленности. Фундаментальными, основополагающими понятиями редукционистской картины мира являются материя и движение; согласно им природа - это машина, состоящая, как и любой механизм, из отдельных частей со своими индивидуальными свойствами и описываемая раз и навсегда установленными законами математического естествознания.
Однако до Галилея и Ньютона доминировала, в основном, аристотелева система мира, согласно которой в природных процессах целое важнее его составляющих. Это так называемый холистический, т.е. целостный, глобальный подход к пониманию картины мира. По Аристотелю, наш мир представляет собой иерархическую систему, в которой одни формы подчинены другим формам, т.е. находятся в динамической взаимосвязи друг с другом. Холистический, целостный подход ориентирован на системный характер того или иного явления, для него целое представляет собой нечто большее, чем простая сумма составляющих. Этот подход уделяет важное внимание связям и взаимодействию между частями целого как некоторой системы.
В предисловии «Наука и изменение» к знаменитой книге И. Пригожина и И. Стенгерс. [1] известный философ О. Тоффлер в порядке диалога с авторами писал: «Современная западная цивилизация достигла необычайных высот в искусстве расчленения целого на части, а именно в разложении целого на мельчайшие компоненты. Мы изрядно преуспели в этом искусстве, преуспели настолько, что нередко забываем собрать разъятые части в то единое целое, которое они некогда составляли. Особенно изощренные формы искусство разложения целого на составные части приняло в науке. Мы имеем обыкновение не только вдребезги разбивать любую проблему на осколки размером в байт или того меньше, но и нередко вычленяем такой осколок с помощью весьма удобного трюка. Мы произносим: «Ceteris paribus» - при прочих равных, и это заклинание позволяет нам пренебречь сложными взаимосвязями между интересующей нас проблемой и прочей частью Вселенной». Однако еще в древнекитайском учении Дао утверждалось, что «все в одном, и одно во всем*. В этой связи приведем высказывание выдающегося российского ученого Н.Н. Моисеева: «Принцип материального единства мира и принцип развития - только такое соединение и может послужить гносеологической базой системы знаний, в которую однажды окажется уложенной растущая, как снежный ком, совокупность сведений
о всех тех процессах развития, с которыми нас сталкивает человеческий опыт и которые являются лишь фрагментами единого процесса - мирового процесса самодвижения, самоорганизации материи!»
1. Базовая триада «вещество-энергия-управление»
Сегодня, когда формируется постиндустриальное информационное общество, кардинальной проблемой становится существенное увеличение удельного веса искусственных регуляторов в единой целостной системе «общество - природа». Основное внимание ученых, политиков и общественности все в большей мере концентрируется на фундаментальных проблемах управления, связанных с ресурсосберегающими технологиями, новой организацией социально-экономических систем, экологической и ядерной безопасностью информационного открытого общества [2].
Очевидное существенное отличие стратегий технологической деятельности в начале XXI века состоит в освоении принципиально новых типов объектов и процессов, представляющих собой весьма сложные саморазвивающиеся макросистемы. Помимо других, важное место будут занимать человекоразмерные системы, которые включают в себя человека в качестве особого компонента [3]. Это означает, что наступило время создания целостных человекомашинных комплексов, представляющих собой развивающиеся динамические макросистемы «человек - техническая система - среда», в которые внедряются новые перспективные технологии с учетом особенностей социокультурной среды. В таких комплексах, как в открытых самоорганизующихся макросистемах, возникают, как известно, кооперативные явления, базирующиеся, в первую очередь, не на силовых, а на информационных взаимодействиях. В результате проявления кооперативных эффектов развивающиеся системы порождают новые структуры без каких-либо внешних силовых воздействий. Иначе говоря, в сложных системах возникают процессы самоорганизации, изучаемые современной нелинейной динамикой и синергетикой. Такого рода принципиально новые кооперативные явления в сложных макросистемах следует непременно учитывать при разработке эффективных стратегий деятельности человека. Эти явления и стратегии естественным образом должны быть включены в образовательные процессы новой мировоззренческой ориентации, связанные с переходом современного общества от индустриального к постиндустриальному развитию [3].
Совершенно очевидно, что при проектировании и создании новой техносферы необходимо, помимо выполнения заданных технических и экономических требований, учитывать важнейшие параметры взаимодействия новой технологии с природ-
і Кие
ной средой, а именно негативные экологические последствия реализации и особенно тиражирования этой технологии. На современном этапе развития цивилизации угроза для природной среды исходит, прежде всего, от вещественно-энергетических компонентов техносферы, что приводит к трудным инженерным и политическим проблемам. Такой важнейшей стратегической проблемой современной науки и техники является разработка новых подходов, направленных как на создание принципиально нового поколения ресурсосберегающих, экологически чистых и экономичных технологий, так и на формирование нового общественного взгляда и выработку рациональных решений в области эффективного использования имеющихся в стране природных ресурсов и особенно производства энергии. Дело в том, что, с одной стороны, энергетика - эго ядро современной техносферы, а с другой стороны, энергетика - это системообразующий фактор, важнейший компонент любой экосистемы. т.к. все природные процессы в своей основе являются, в первую очередь, энергетическими. В этой связи естественно возникает вопрос об энергетическом совершенствовании современных и особенно перспективных технологий и сравнение их с энергетическими свойствами природных систем. Этот вопрос непосредственно связан с выявлением базовых направлений в решении проблем эффективного использования энергии и вообще ресурсосбережения в широком смысле этого слова.
Основным и традиционным из таких направлений до настоящего времени было термодинамическое и электроэнергетическое совершенствование технологических процессов в различных энергообъектах. Такое совершенствование связано, в первую очередь, с принятой конструкторами технологической схемой объекта и природой протекающих в них процессов. Вплоть до последнего времени наука и техника уделяли основное внимание изучению и совершенствованию, в первую очередь, естественно-энергетической организации технологических процессов в энергоемких объектах. На этом пути к настоящему времени достигнуты крупные успехи, а в мировой конструкторской практике накоплен огромный опыт, найдены многие типовые решения и схемы построения и организации технологических процессов. Следует, однако, подчеркнуть, что во многих областях энергетики и промышленности уже близко подошли к достижению пределов совершенствования, хотя указанный путь все еще остается традиционным.
Для поиска путей кардинального энергетического совершенствования современных и перспективных технологических процессов, в том числе и с учетом экологических факторов, требуется перейти на новые идейные и концептуальные основы. На наш взгляд, уже давно наступило время рассмотрения технических и природных систем в неразрывной динамической взаимосвязи, когда протекающие в них технологические и экологические процессы оказывают непосредственное динамическое влияние друг на друга, образуя саморазвивающуюся макросистему. Такой фундаментальной направляющей концепцией, на наш взгляд, является базовая концепция управляемого динамического взаимодействия вещества, энергии и информации, которая позволит совершить принципиальный прорыв в решении проблемы эффективного использования энергии и ресурсосбережения в их широком понимании [4, 7].
Возникает естественный вопрос, почему кардинальные проблемы поиска новых подходов к эффективному использованию энергии и ресурсосбережению лежат в русле анализа и синтеза взаимоотношений между вещественно-энергетическими и информацчонно-управляющими процессами техносферы и техноэволюции? Иначе говоря, почему именно информационно-управляющий подход позволяет эффективно решить проблему ресурсосбережения с минимальным технологическим риском для окружающей природной среды? Действительно, хотя в настоящее время в технологическом обороте находится грандиозный и ранее небывалый объем вещественноэнергетических ресурсов, однако в сформулированной здесь концепции на первое место все же выводятся информационно-управляющие процессы. Суть дела состоит в том, что именно информация и управление позволяют эффективно овладеть
этими ресурсами, рационально извлечь их из природной среды, а затем оптимально использовать в соответствующих технологических процессах [5-7].
Выдвигаемый в настоящее время приоритет информационно-управляющей компоненты в фундаментальной триаде «вещество-энергия-управление» наиболее проявляется в принципиальной, первостепенной роли науки об управлении технологическими процессами и объектами различной физической (химической, экологической и т.д.) природы [5-7]. Итак, возникает важнейшая проблема эффективного использования энергии и вообще ресурсосбережения в управляемых природно-технических макросистемах с естественным учетом социокультурных, экономических, экологических и других факторов. Понимание сущности этой глобальной междисциплинарной проблемы XXI века потребует подготовки высококвалифицированных системных специалистов новой генерации и различного профиля - от инженеров, физиков и биологов до экологов и социологов.
В основу решения поставленной здесь крупной проблемы предлагается положить указанную концепцию управляемого динамического взаимодействия вещества, энергии и информации в протекающих процессах различной физической (химической, биологической и др.) природы. Конкретнее говоря, эту общую концепцию на основе отражающих ее сущность ключевых понятий: «кибернетика (Cybernetic) -информатика (Informatics)-синергетика (Synergetic)» можно сформулировать как фундаментальную системообразующую CIS-концепцию.
Современное естествознание показало, что в основе системных конструкций живой природы лежат именно кибернетические, информационные и синергетические принципы их построения. Распространение этих принципов на искусственные, в частности технические системы, открывает ранее неизвестные новые перспективы колоссального практического значения. Рассмотрим теперь базовые компоненты, входящие в развиваемую здесь CIS-концепцию высшего образования.
2. Кибернетическая компонента CIS-концепции
Среда жизнедеятельности и существования современного человека - это мир весьма разнообразных систем - живых, технических, природных (экологических) и социальных, непрерывно взаимодействующих друг с другом. Окружающая нас техносфера стала несравненно сложнее и гораздо подвижнее, чем когда-либо ранее.
Такие сложные и динамичные комплексы, как авиационно-космические, энергосистемы, гибкие автоматизированные производства, биотехнические и транспортные системы и многие другие, а также отдельные современные агрегаты и установки имеют огромные мощности протекания происходящих в них процессов и создают для человека острые технические, экологические, этические и социально-политические проблемы, требующие от него быстрых и целесообразных управляющих воздействий. Ответом на эту ситуацию с целью проектирования и эксплуатации такого рода сложных систем явилось рождение множества новых научно-технических направлений, в которых нередко обособляются, разрабатываются свои частные методы и технические средства, но, по существу, занимаются весьма узкой областью знаний. Однако в современной науке и технике имеется и противоположная тенденция формирования общих единых представлений и принципов. К таким объединяющим наукам как раз и относится теория управления - кибернетика [8], которая находит все расширяющееся применение в различных областях знаний.
Наука об управлении является неотъемлемой и одной из основных частей научной революции нашего времени [9]. С помощью этой науки могут быть решены многие конкретные сложные проблемы, стоящие перед современной техникой, экономикой и социальным прогрессом общества. Наука об управлении возникла в результате осмысления и обобщения многих наук. Благодаря такому синтезу эта наука дала в руки человека методы и средства для отыскания и реализации эффективных
стратегий управления в весьма широких областях - от технических комплексов до сложных биосистем, экономических и производственных систем. Другими словами, наука об управлении является наукой нового, синтетического типа, она базируется на единых принципах управления живыми, техническими, экономическими, экологическими и, во многом, социальными системами [8].
В общем случае управлять - значит достигать каких-либо целей, а любой процесс целенаправленной деятельности - это всегда управление. Ни одна наука, возможно, за исключением физики, не знала столь стремительного развития и не вовлекла в свою сферу так много людей и технических средств, как кибернетика - теория управления. Яркие примеры фундаментальной роли управления дает нам природа. Принципиальное отличие биологических процессов от процессов, протекающих в неживой природе, состоит в том, что биологические - это, как правило, управляемые процессы. Именно это свойство обеспечивает живые организмы высокой адаптивностью (приспособляемостью). Для живых систем одна из главных целей управления состоит в максимальном самосохранении (гомеостазисе) при действии различных возмущений со стороны внешней среды.
В основу базовой концепции кибернетики, как известно, были положены идея слежения, принцип отрицательной обратной связи и вход-выходные соотношения. Реализуемые на основе этой концепции разнообразные технические системы строятся по широко известной схеме: на входе системы имеется некоторое задающее воздействие, программа (эталонный сигнал); необходимо синтезировать регулятор, который стремится свести к нулю отклонение (ошибку), т.е. разность между входным задающим воздействием и выходными координатами системы. Указанная концепция оказалась настолько плодотворной для технических систем (в первую очередь, линейных), что с подачи Н. Винера она была за последние 50 лет в работах многих ученых формально распространена на биологию, экономику, социологию и другие науки. Кибернетику, основанную на описанной здесь концепции гомеостазиса, можно отнести к кибернетике первого рода.
Однако кибернетика - наука об управлении в своем классическом и современном развитии так и не смогла в должной мере удовлетворить потребности промышленности, экономики и, вообще, общества. Здесь много причин, связанных, в первую очередь, с аксиоматическими основами этой науки. Так, например, кибернетика первого рода, уделив основное внимание нейтрализации нежелательных отклонений от заданного движения, похоже, упустила из рассмотрения обширный класс систем, нередко доминирующий в природе, в которых преобладают внутренние взаимодействия, усиливающие отклонение системы от ее исходного состояния. Такого рода самоорганизующиеся системы весьма распространены в биологии, экологии, экономике, социологии и др. Эти системы, основанные на нелинейной динамике, включают в себя также положительные обратные связи и базируются на принципе внутренней генерации, когда система в результате ее эволюции неизбежно выходит на некоторый аттрактор - притягивающее многообразие или множество в ее пространстве состояний. Назовем такие системы синергетическими. Тогда синергетику, опирающуюся на идею кооперативного движения и целенаправленной самоорганизации, можно назвать кибернетикой второго рода [4, 7]. Именно с синергетикой и нелинейной динамикой связаны принципиально новые перспективы в науке, технике и, вообще говоря, развитии постиндустриального информационного общества.
3. Информационная компонента СПБ-концепции
В технических системах сигнал управления обычно очень мал по сравнению с силовым воздействием через усилитель мощности на соответствующий объект. Для задач управления важна не столько мощность сигнала управления, а в большей мере его смысловое содержание, отражаемое информационными символами.
Современная теория самоорганизации показала, что аналогичные информационные процессы протекают не только в искусственно созданных системах управления, но и могут возникать в естественных физических системах, находящихся на границе устойчивости. Маломощные сигналы, действующие на такие системы в точках их бифуркаций, могут привести к значительным и даже катастрофическим последствиям. Это так называемые сложные открытие системы. Попав в область нерав-новесности, эти системы показывают сложное динамическое поведение, в том числе хаотическое. Для такого рода сложных систем существенно важно двойственное (^рассмотрение их поведения: как с точки зрения динамики, когда доминирующую роль играет энергия, гак и с точки зрения протекающих в них информационных
I.процессов, когда основную роль играет «смысловое» содержание сигналов управления [10]. Иначе говоря, возникает крупная проблема исследования совместного взаимодействия энергии, вещества и информации в сложных нелинейных системах в условиях их термодинамической неравновестности и влияния бифуркаций. В таких условиях в системе может возникнуть самоорганизация, когда оба процесса -Энергетический (и, следовательно, динамический) и информационный - образуют неразрывное единое целое, приводящее к когерентному поведению огромного числа ■^переменных нелинейной системы.
^В Итак, возникает новая актуальная проблема изучения нелинейных процессов в ^Вхпожных физических открытых системах, через которые протекают потоки энергии, ^Вещества и информации (негэнтропии) [10-12]. В таких системах могут формиро-^Ваться сложные диссипативные структуры и протекать кооперативные процессы, ^В.е. проявляться свойство самоорганизации.
^В В открытой макросистеме со сложной внутренней структурой может произой-^Ви разделение, по меньшей мере, на две подсистемы: динамическую (силовую) и ^^информационную (управляющую), которые тесно взаимодействуют друг с другом. ^И^казанное явление расслоения единой макросистемы суть следствие существенной ^Вуюжности ее фазового портрета, когда параметры порядка, описывающие поведе-^Вие системы в неравновесной области, находятся в сложной нелинейной зависимо-^Вти друг от друга. В этом случае траектории системы могут быть чрезвычайно ^Вувствительны к малым флюктуациям, проходя последовательно многие точки би-^Вэуркаций. В результате изображающая точка системы будет легко перебрасываться ^В одной траектории на другую вследствие действия малых внешних возмущений или ^Веболыпих структурных изменений в системе. Учитывая возможность указанного ^Вгруктурного разделения, в таких системах целесообразно выделить в отдельную IЛтруктуру управления те блоки, которые оказывают сильное влияние на дина-Нрику систем с помощью малых информационных сигналов. Отсюда следует, что сложные физические системы могут сами собой разделяться на два иерархических уровня: во-первых, энергетический (динамический) и, во-вторых, информационно-управляющий. При этом, вообще говоря, в качестве второй, управляющей подсистемы может выступать весь внешний мир. Более подробно эти проблемы поведения ^естественных физических систем излагаются, в частности, в книге [12].
Яш Подытожим сказанное здесь о разложимости сложных самоорганизующихся макросистем различной природы. Такого рода макросистемы состоят из некоторой совокупности локальных систем, каждая из которых, в свою очередь, включают в себя энерго-вещественную (т.е. динамическую или силовую) и информационную или управляющую подсистемы, находящиеся друг с другом в тесном взаимодействии. Иначе говоря, на общем энергетическом фоне силовой динамики поведение сложной макросистемы, находящейся в изменяющейся внешней среде, будет также определяться и ее информационными свойствами. Добавление к энергетической компоненте макросистемы ее информационной составляющей расширяет область фазового пространства ее устойчивого существования. Информационная составляющая такой макросистемы связана с ее целью и во многом определяется структурой фор-
мируемых обратных связей, а энергетическая или силовая составляющая создает основу для ее информационного поведения [10-12]. В свою очередь, каждая из указанных локальных подсистем, входящих в общую макросистему, может содержать несколько уровней иерархии, когда на более высокий уровень поступает некоторая обобщенная информация, а на низших уровнях эта информация конкретизируется. Пользуясь биологическим языком, можно сказать, что объект более высокого уровня иерархии выступает по отношению к объекту более низкого уровня как род к виду [13]. Очевидно, что повышение статуса объекта в иерархии общей макросистемы ведет к соответствующему увеличению числа его степеней свободы, т.е. к расширению фазового пространства системы путем, например, перевода ряда ее существенных показателей и параметров в разряд новых переменных. Другими словами, для преодоления «проклятия размерности» необходимо, согласно принципу «расширения -сжатия» фазового пространства, выдвинутому в [4, 7], уметь рассматривать систему в пространстве с большим числом координат. Очевидно, что такое расширение должно производится с учетом целей - аттракторов, поставленных перед синтезируемой системой. В целом это означает,что сложные системы необходимо рассматривать в виде некоторой иерархической макросистемы, динамика которой на каждом уровне иерархии описывается динамикой подсистем с переменными состояния и параметрами, соответствующими данному конкретному уровню [12]. На каждом таком иерархическом уровне макросистема имеет свои инварианты - локальные цели. Изложенные здесь положения позволяют выдвинуть тезис о «благотворности высокой размерности» управляемых макросистем.
Подведем итоги. Современная теория самоорганизации позволила существенно продвинуться в решении проблемы изучения процессов иерархического расслоения сложных систем, а также процессов управления динамикой таких иерархически организованных систем. Сущность нового подхода к исследованию проблем управления и информации в подобного рода макросистемах состоит в идее самоорганизации - образовании в пространстве состояний этих систем совокупности аттракторов (синергий), т.е. некоторых притягивающих множеств [4, 7]. В основе таких систем лежит информационная динамика, отличительная особенность которой состоит не в значительных затратах энергии на управление, как это обычно осуществляется в классической теории управления, а в использовании информации о возможных вариантах асимптотически устойчивых состояний движения систем и в способах перехода в такие состояния. Очевидно, что реальная нелинейная система той или иной физической природы может обладать многими асимтотически устойчивыми состояниями, которым будут соответствовать свои области перемежаемости траекторий с различным динамическим поведением. Отсюда следует, что для перевода системы в желаемый асимптотический режим движения достаточно иметь лишь информацию о том, к какому аттрактору относится в данный момент времени соответствующая траектория системы. Другими словами, управление будет сводиться к «под-корректировке» системы и, следовательно, к ее удержанию на желаемом семействе асимптотически устойчивых траекторий. Такого рода информационное управление динамикой сложных макросистем требует не столько значительных энергетических затрат на управление, а информации о «метке» траектории. В синергетическом подходе роль указанной метки выполняют динамические макропеременные (синергетические информаторы), формирующие желаемые инвариантные многообразия -аттракторы систем [4, 7, 10-12, 14].
4. Синергетическая компонента С18-концепции
В настоящее время чрезвычайно актуальна проблема целостного видения и понимания окружающего мира - природы, техники, человека и общества - как единого эволюционного процесса. Учитывая же существующую непомерно узкую спе-
циализацию многих наук, в первую очередь физических и технических, необходимо поставить непростой вопрос о единой научной основе для формирования такого целостного взгляда на мир. В последние годы в силу самой логики развития науки в ней начались и значительно ускорились интеграционные процессы, связанные с изучением кооперативных явлений в системах существенно разной природы. В этой связи синергетика - наука о кооперативных процессах - стала претендовать на роль базовой и целостной парадигмы современного естествознания. Принципиальное отличие синергетического подхода от редукционистских методов классической науки, на которых во многом основано существующее естественнонаучное знание, состоит в выявлении фундаментальной роли свойства самоорганизации в нелинейных дина-^Вмических системах. Синергетика соединяет два противоположных подхода в науке -редукционистский и холистический. При этом рассмотрение нелинейных процессов происходит на промежуточном (мезо-) уровне, а макроскопические свойства этих процессов возникают вследствие явлений самоорганизации [12, 14].
II Между синергетикой и другими физическими, техническими, химическими, биологическими, экономическими науками имеется внутренняя взаимосвязь. В то же время синергетика в каждую из наук вносит свои особенности и подходы, которые были не присущи или даже чужды традиционным направлениям этих наук [14]. В основе классического понимания науки всегда лежала некоторая совокупность Экспериментальных результатов и выдвинутых учеными принципов или гипотез. Современная же наука, в отличие от классической, все в большей мере становится концептуальной. В этом отношении синергетика - это не новая наука в классическом понимании слова, а по существу новая концепция, базирующаяся на свойстве самоорганизации систем различной природы. Синергетический подход стремится, в первую очередь, выявить макроскопические свойства того или иного процесса, [апример целых образований, популяций и т.д. Указанный подход не выделяет по-гедение отдельной особи или частицы, как это делается, например, в классической [еханике, для него наиболее важным является количество отдельных компонентов, (ходящих в общую систему. В синергетическом подходе предполагается, что само (то количество - параметр порядка - управляет поведением каждого компонента [особи, частицы и т.д.) системы. В основе самоорганизующихся процессов лежит си-[ергетический принцип подчинения, согласно которому исходная сложная система южет быть представлена в виде некоторой сложной иерархической системы, состо-щей из совокупности динамических подсистем. Эти подсистемы подчинены друг >угу и находятся между собой в определенной динамической взаимосвязи.
Важно подчеркнуть, что основные принципы синергетики в полной мере согла-ются с фундаментальными идеями современной физики, в которой кардинальное [ачение придается не силовым внешним воздействиям, на чем основана классиче-механика, а взаимодействиям между компонентами системы [15]. Причем эти 1аимодействия реализуются через динамические паттерны - некоторые энерге-[ческие *сгустки» (аттракторы) в окружающем поле, пронизывающем все про-панство системы. Именно паттерны отражают динамическую, преходящую приро-рассматриваемых явлений. И чем больше энергия, которая перераспределяется в результате образования новых паттернов, тем быстрее протекают процессы обмена Шкежду компонентами и, следовательно, тем сильнее взаимодействие.
1^^ Динамические взаимодействия отражают основную идею современной физики. В классической физике вся сущность окружающего мира объяснялась через понятие «силы», извне действующей на расстоянии. В отличие от этого, в современной физике силовые представления заменяются взаимодействиями между частицами, осуществляемыми посредством полей. Основная идея современной физики состоит в самосогласованное™ и внутренней последовательности всех законов природы. Здесь, по-видимому, уместно напомнить, что знаменитое древнекитайское учение Дао также рассматривает окружающий нас мир как динамический процесс взаимо-
действий и изменений. В «И цзин» - «Книге перемен» указывается: «Природные законы не являются внешними силами по отношению к вещам, они воплощают гармонию движения, свойственную самим вещам». Приведем еще один из постулатов учения Дао: «Вещи получают свое существование и свою природу посредством взаимозависимости и не являются ничем сами по себе» [15]. Эти определения в современном научном толковании означают понимание сил взаимодействия как проявление некоторых динамических паттернов, присущих компонентам (частицам) системы. Иначе говоря, в современной физике, как и в учении Дао, картина мира понимается как непрерывная цепь взаимоотношений со своими внутренними динамическими связями, т.е. определяется в терминах взаимодействий между компонентами системы, имеющими собственную динамическую природу. Основная, базовая идея современной физики состоит в самосогласованности и внутренней последовательности всех явлений и процессов природы. В синергетике изложенная здесь фундаментальная идея взаимодействий проявляется в процессах упорядочения и самоорганизации динамических систем.
Таким образом, в основе синергетики лежит фундаментальное явление самоорганизации в сложных нелинейных динамических системах. Однако синергетика еще не построила всеобщую и единую теорию самоорганизации, справедливую для всех видов природных и технических систем, поэтому в зависимости от конкретных свойств предметной области той или иной науки синергетический подход приобретает свои отличительные особенности и содержание. В этой связи в настоящее время мы можем говорить о синергетическом подходе как о некоторой направляющей концепции в соответствующей науке. Синергетика становится тем эволюционным естествознанием, которое позволяет теперь уже говорить о возникновении своего рода метаязыка целостного понимания различных природных и технических явлений на основе единой научной концепции. Эта концепция позволяет построить новое отношение к процессу интегрального познания различных наук.
Однако недостаточно указать лишь на те или иные особенности синергетической парадигмы современной постнеклассической науки. Не менее важным для проблемы познания природных процессов является усвоение нелинейного способа мышления, избавление от повсеместного доминирования линейного подхода. А. Эйнштейн указывал, что «... истинные законы не могут быть линейными». Кардинальным в познании процессов самоорганизации природных систем является понимание неотделимости «порядка и хаоса», их парной дополнительности друг к другу.
Синергетика показала, что между процессами управления в технических системах и процессами самоорганизации в природных системах существует глубокая и весьма нетривиальная связь. Отсюда возникает фундаментальная проблема переноса основных положений синергетики на идеи и методы современной физической (химической, биологической и др.) теории управления. Однако в подходах этих наук существуют и определенные различия. Так, Г. Хакен утверждает, что «... и кибернетика, и синергетика придают первостепенное значение понятию управления, но при этом преследуют совершенно различные цели. Кибернетика занимается разработкой алгоритмов и методов, позволяющих управлять системой для того, чтобы та функционировала заранее заданным образом. В синергетике мы изменяем управляющие параметры более или менее непредсказуемым образом и изучаем самоорганизацию системы, т.е. различные состояния, в которые она переходит под воздействием «рычагов управления» [14]. Приведенное высказывание Г. Хакена в отношении аналогий и отличий в подходах синергетики и кибернетики, с одной стороны, указывает на охват этими интегральными науками общих закономерностей, включающих частные законы других наук. Однако, с другой строны, вовсе не следует противопоставлять цели синергетики и кибернетики в отношении проблемы управления, В конечном итоге суть любой науки, в том числе и синергетики, состоит, во-первых, в познании человеком окружающего его мира и самого себя, и, во-вторых, в конструктивном
использовании полученных знаний для формирования гармоничной окружающей среды и затем, по В.И. Вернадскому, ноосферы в составе мирового эволюционного процесса [16]. Кибернетика и, следовательно, теория управления отражают современный взгляд на науку как на некоторое конструктивное начало, а не только как на пассивное наблюдение за природными процессами и явлениями. Дело в том, что вплоть до последнего времени наука уделяла основное внимание изучению естественно-энергетической организации природных систем, оставляя несколько в стороне такую важную их особенность, как управление с целью самосохранения, причем в максимально возможной степени. В настоящее время возникла настоятельная необходимость выявления механизмов управления, действующих в природных системах и лежащих в основе их функционирования и развития. Представляется достаточно очевидным, что указанные механизмы должны базироваться на концепции управляемого динамического взаимодействия вещества, энергии и информации в природных системах [4, 7].
Итак, яо Г. Хакену, в синергетических процессах, где отсутствуют целеполагающие причины, происходит стихийное изменение управляющих параметров, что дает возможность изучить свойство самоорганизации на диссипативных структурах фактически неуправляемой нелинейной системы. Другими словами, здесь важнейшими свойствами являются самодвижение и самоорганизация, а истинное понимание процессов заключается в изучении причин самоорганизации. Отсюда вытекает важный методологический вывод: для эффективного применения идеологии синергетики в проблемах управления следует осуществить переход от непредсказуемого поведения системы но алгоритму диссипативной структуры к целенаправленному движению вдоль желаемых синергий - инвариантных многообразий, к которым будут под-
Iстраиваться все другие переменные динамической системы. В данном случае цель нее выступает как определяющая сущность процесса, а его истинное понимание со-1-оит в самоуправлении и самоорганизации в соответствии с поставленной целью. |аким образом, в нелинейных динамических системах необходимо различать при-тнный и целенаправленный способы самоорганизации. Эти способы реализуются •оответственно в синергетике с помощью обычных (адиабатических) связей [14], а и синергетической теории управления - путем введения динамических связей [4, 7].
В терминах синергетики обычные и динамические связи могут быть интерпретированы как способы введения соответственно «жестких» и «гибких» синергий. Существенное отличие этих синергий друг от друга состоит в том, что «гибкие синергии» образуют некоторую информационную модель, т.е. своеобразный «временный творческий коллектив» [17], который формируется законом управления для решения требуемой целевой задачи. И после решения указанной задачи этот «коллектив» может быть распущен и сформирован новый для реализации другой программы движения. Указанное динамическое осуществление инвариантных многообразий является практически важной и привлекательной особенностью с точки зрения основной задачи теории управления - синтеза эффективных систем. В распоряжении конструктора системы управления обычно имеется математическая модель объекта, однако модель - это не воплощенная в реальность жесткая, в частности, механическая конструкция, а некоторое адекватное информационное отражение объекта, в которое можно нежестко «ввести» различные внутренние динамические связи. Эти связи реализуются не с помощью неизменных, например, механических звеньев (твердых тел, соединенных шарнирами, и т.д.), а в виде информационных сигналов управления. Тем самым, условно говоря, «конструируется» фактически новый электро-механико-информационный объект в виде замкнутой системы «исходный объект - регулятор». Новый объект обладает, по сравнению с исходным, расширенными показателями и характеристиками. Синтезируя должным образом соответствующие динамические регуляторы, т.е. вводя динамические связи, можно придать замкнутой системе (новому объекту) желаемые свойства с точки зрения
решаемой ею технологической задачи управления. Следовательно, в механической интерпретации такой подход может быть представлен как своеобразный способ конструирования новых объектов с меняющимися по нашему желанию их динамическими свойствами и характеристиками [4, 7, 18].
Подведем теперь итоги. В последнее время формируется синергетическое видение и познание окружающего нас мира, что отражает постнеклассический, бифуркационный этап развития современной науки. Синергетика, впитав в себя основополагающие идеи кибернетики и теории нелинейных динамических систем, принципиально обогащает их концептуальной идеей универсального эволюционизма [16], идеей возникновения и формирования самоорганизующихся диссипативных структур в системах различной физической (химической, биологической и др.) природы.
Синергетической концепции в образовании и научном познании посвящены также работы B.C. Степина, Е.Н. Князевой, В.И. Аршинова, В.Г. Буданова, В.Э. Вой-цеховича и др., опубликованные, в частности, в интересной книге [19]. В ней авторы предприняли попытку раскрыть суть синергетического познаиия как козволюци-онного, междисциплинарного процесса. В монографии Н.Н. Моисеева [16] изложена фундаментальная мировоззренческая концепция современного эволюционизма, опирающаяся на идеологию самоорганизации природы, техносферы и общества.
5. CIS-концепция и учебный процесс
Очевидно, что сейчас чрезвычайно актуальна проблема целостного видения и понимания окружающего мира - природы, техники, человека и общества - как единого эволюционного процесса. Именно синтез гуманитарных и естественных наук, возврат к изначально единой культуре человека и есть тог путь к новому пониманию природы, человека, техники и общества как к единому эволюционному процессу, который должен быть сформирован у будущего выпускника университета. До сих пор многие вузы выпускали, по большей мере, «широких специалистов» в весьма узких областях, а чаще - «узких специалистов» для вертикального бурения «колодцев специализации». В науке уже давно бытует метафора о шахтном способе добычи различных специальных знаний. Эта метафора фактически существует с момента зарождения классической науки. Великий Ньютон писал: «Тот, кто копается в глубоких шахтах знания, должен, как и всякий землекоп, время от времени подниматься на поверхность подышать свежим воздухом». Очевидно, Ньютон тогда, на заре классической науки, не предполагал, что именно такой, казавшийся весьма эффективным, способ получения знаний приведет через 300 лет к своей противоположности, т.е. станет фактически преградой на пути развития науки. Сейчас всем ясно, что именно узкая специализация приводит к перепроизводству информации, т.е. ведет к неожиданному парадоксу: чрезмерно большое количество частных результатов приводит к информационному голоду в разных областях знаний.
Как это ни покажется странным, именно компьютер - великое изобретение человека при неумелом пользовании им может способствовать информационному голоду. Дело в том, что современный компьютер, оперируя огромным количеством данных, может создать у неискушенного студента иллюзию всеохватности изучаемой проблемы. В действительности же компьютер нередко способствует размножению деталей и частностей рассматриваемого явления, придавая важную роль «дико частным» случаям. Знаменитый кибернетик С. Бир еще в 1970 г. писал: «Данные - это злокачественная опухоль, новейшая разновидность загрязнения окружающей среды». К сожалению, такое положение до последнего времени существенно не изменилось. Односторонняя увлеченность компьютерами может увести студента с пути развития качественного мышления и, следовательно, целостного восприятия окружающего мира. Это приводит к формированию у студентов «кнопочного мышления».
Несмотря на компьютерную революцию, человечество, к сожалению, продолжа-«топтаться» возле «старых» принципиально трудных динамических проблем. Со-ременные компьютеры пока так и не решили многие из «вечных» и широко извест-ых задач, например задачу полного исследования динамики трех (всего лишь!) л или задачу среднесрочного (только несколько месяцев!) прогноза погоды и т.д. нтеллектуальная «мощь» человечества, похоже, уперлась в динамическую задачу зкой размерности. В этом смысле человечество все еще остается «темным» - в миологиях многих народов по поводу размерности проблем говорится: «Один, два, а ~ыпе - тьма!». А ведь нас окружают сплошь высокоразмерные нелинейные проемы, не решив которые, мы не будем иметь больших перспектив для дальнейшего азвития науки, технологий и общества.
И в этой связи возникает вопрос: учитывая непомерную специализацию приклад-ых и технических наук, на какой единой научной базе формировать у современного удента указанный целостный взгляд на окружающий нас мир? Основоположник нергетики и известный физик Г. Хакен говорит: «Информацию, перегруженную ромным количеством деталей, затемняющих существо дела, необходимо сжать, ревратив в небольшое число законов, концепций и идей». Оказалось, что в последив годы в силу самой логики развития науки в ней начались и сейчас значитель-ускорились интеграционные процессы, связанные с кооперативными явлениями, казанное обобщающее учение о сложных процессах различной природы - синерге-'тика - базируется на современных физико-математических подходах, существенно отличающихся от классических методов, на которых основано современное образование, свойством самоорганизации в нелинейных системах. В наше время формируется новая интегральная наука - синергетика, изучающая коллективные явления самоорганизации, охватывающие практически все современные отрасли знаний о косной и живой природе, технические и экономические науки. Эта наука основана на нелинейной динамике и теории самоорганизации, как базовых научных дисциплинах. Учитывая обобщенный характер синергетики как единой теории самоорганизации систем любой природы, она непременно должна изучаться всеми студентами и аспирантами современного вуза. Именно синергетическое видение мира отражает единство и целостность образования, т.к. оно направлено на выявление сущности процессов самоорганизации систем произвольной природы. «Мы унаследовали, -говорил великий физик Э. Шредингер, - от наших предков острое стремление к объединяющему, всеохватывающему знанию. Самое название, данное высочайшим институтом познания - университетом, напоминает нам, что с древности и в продолжение многих столетий универсальный характер знаний был единственным, к чему могло быть полное доверие».
В целом, это означает, что выдвинутая здесь СК-концепция, опирающаяся на кибернетику, информатику и синергетику, по сути является фундаментом того эволюционного естествознания, которое позволяет теперь уже говорить о возникновении единого метаязыка инженера, естественника и гуманитария и, следовательно, осуществить возврат к целостному пониманию природы на основе единой научной концепции. Эта концепция современного естествознания, все в большей мере получающая признание и в России и за рубежом, должна быть включена в структуру научно-фундаментального образования выпускника каждого университета. На ее основе можно построить новое отношение к процессу научного познания, разрушить барьеры, установленные между отдельными отраслями высшего образования, науки и техники в виде специальных терминов и узкого профессионализма. Общим признаком, характерным для многих отраслей знания, является выявление и формирование самоорганизующихся устойчивых структур, отражающих фундаментальные принципы современного естествознания.
Переход в обучении на целостную СТБ-концепцию потребует внесения принципиальных изменений в существующие программы фундаментальных дисциплин -
физики и математики, а также в программы всех базовых дисциплин соответствующих направлений. Так, например, в существующие программы по математике необходимо ввести раздел «Основы нелинейной динамики» (бифуркации и катастрофы, фракталы, странные аттракторы, солитоны, устойчивость и неустойчивость и т.д.); в программы по физике требуется, в частности, ввести темы: «Время и эволюция», «Порядок из хаоса» и т.д. По математике, физике и основным дисциплинам практически всех учебных направлений подготовки дипломированных специалистов и магистров необходимо незамедлительно опубликовать серию принципиально новых учебных пособий и учебников, опирающихся на идеологию самоорганизации и язык аттракторов - инвариантов [4, 7, 18]. Этот базовый язык определяет системную сторону постнеклассической науки и устанавливает ее глубокую связь с фундаментальными принципами самоорганизации современного естествознания в соответствующих предметных областях.
Особенно эти важные положения касаются таких перспективных научнообразовательных направлений, как «Автоматизация и управление», «Системный анализ и управление», «Управление движением и навигация» и др., в основе которых по самой их сущности, лежит именно СК-концепция, отражающая сущность образовательного процесса. Интеллектуальным ядром этих направлений является системный подход, который, в конечном итоге, и будет определять стратегии технологической деятельности человека в XXI веке. Разумеется, что развиваемая здесь СК-концепция в значительной мере касается практически и всех других направлений подготовки современных специалистов и магистров, открывая перед ними огромные перспективы. На наш взгляд, в рамках соответствующих образовательных направлений целесообразно осуществить межвузовскую магистерскую специализацию по современным проблемам науки, например: в Таганрогском государственном радиотехническом университете (ТРТУ) по синергетике и проблемам управления; в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете (ЛЭТИ) - по нечетким и нейросетевым системам и т.д.
Изложенная здесь СК-концепция фактически впервые в истории традиционного высшего образования дает великолепный шанс современному университету (классическому и техническому) сделать рывок именно в учебном процессе и тем самым выдвинуться в число действительно элитарных вузов международного уровня. Необходимо особо подчеркнуть, что сущность этого шанса состоит в коренном изменении содержания учебного процесса на основе новой концепции, а не в технологической перестройке старого учебного процесса. Важным следствием введения СК-концепции будет принципиальное повышение плотности получаемых студентами знаний за один час учебного времени. Это связано с тем, что учебный процесс в результате перехода на новую концепцию будет в значительной мере освобожден от пустой траты времени на рассмотрение того громадного числа «дико частных случаев» различных прикладных наук, которое сейчас осуществляется в соответствии с принятой в большинстве университетов системой проведения учебного процесса. Справедливости ради следует отметить, что в ряде зарубежных и российских вузов - Штутгартский университет (ФРГ), ТРТУ, СПбГЭТУ (ЛЭТИ), СПбГИТМО (ЛИТМО), СарГУ и др. - уже стали понимать выдающуюся роль СК-концепции в формировании специалистов новой генерации. Эти вузы, хотя и медленно, но уже начинают вводить эту концепцию в учебный процесс.
Сейчас стало совершенно очевидным, что в современных университетах необходимо незамедлительно приступить к созданию новых междисциплинарных кафедр: «Синергетика и процессы управления», «Нелинейная динамика», «Самоорганизация и информация» и др. Более того, следует, на наш взгляд, начать формирование факультетов системных технологий, на которых сосредоточить имеющийся научный и преподавательский потенциал университетов для решения сложной образовательной проблемы подготовки принципиально новой генерации специалистов, обученных
нелинейному мышлению и обладающих синергетическим видением мира, техносферы и общества. В противном случае повторится позорная история, которая произошла в Советском Союзе с кибернетикой - «продажной девкой империализма», что и стало одной из причин последующего технологического и, следовательно, экономического отставания страны, приведшее ее, в конечном итоге, к «демократическому» краху. Как говорится, «кто не успел, тот опоздал», или «кто отстал от времени, тот отстал навсегда». Мы должны понять, что суть современного научного познания и, следовательно, высшего образования сводится к постановке, пониманию и решению междисциплинарных проблем [16, 19-21].
Разумеется, что в ряде университетов с перспективно мыслящим руководством уже стали понимать необходимость введения CIS-концепции в учебный процесс. Так, например, в Саратовском госуниверситете образован новый факультет «Нелинейных процессов», а под руководством ректора проф. Д.И. Трубецкова и проф. B.C. Анищенко эффективно работает известная научная школа по нелинейной динамике, регулярно публикующая журнал «Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика», пользующийся успехом среди специалистов. В ТРТУ интенсивно работает известная в стране и за рубежом научная школа по синергетике и проблемам управления [21], в которой в соответствии с Федеральной целевой программой «Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы» впервые в отечественной и зарубежной научной литературе подготовлена фундаментальная трехтомная монография «Современная прикладная теория управления» [18], полностью опирающаяся на CIS-концепцию.
В Европе и США функционирует уже более 50 научно-образовательных центров, занимающихся фундаментальной проблемой исследования процессов самоорганизации в сложных нелинейных системах различной природы. Россия не должна отстать в решении и освоении этой глобальной научно-образовательной проблемы XXI века. Давно уже назрела, например, необходимость создания федерального центра «Синергетических технологий управления», что было рекомендовано Всероссийской научной конференцией РАН и Минобразования РФ «Синергетика и проблемы управления» (г. Таганрог, 1995 г.). Основное назначение такого центра состоит в решении крупномасштабных проблем синергетического управления - от технических омплексов до межрегиональных социально-экономических систем. Для этого имейся самое главное - сформировавшиеся научные школы (ТРТУ, ЛЭТИ, СарГУ и .) и высокий интеллектуальный потенциал. Иначе мы снова «наступим на гра-ли» и все повторится сначала аналогично неудачному старту кибернетики в нашей тране со всеми вытекающими отсюда драматическими последствиями.
Таким образом, казавшиеся многие годы бесперспективными попытки поиска инфицирующих научных принципов неожиданно получили эффективное решение форме CIS-концепции современного естествознания. Методы обучения, опираю-иеся на эту концепцию, таят в себе необычно богатые возможности с точки зрения овременного образовательного процесса. Основоположник синергетики Г. Хакен пределял ее следующим образом: «Я назвал новую дисциплину «синергетикой» не •олъко потому, что в ней исследуется совместное действие многих элементов систем, и потому, что для нахождения общих принципов, управляющих самоорганиза-ей, необходимо кооперирование многих различных дисциплин». Отсюда следует, то современный образовательный процесс целесообразно построить, с одной сто-оны, как процесс кооперативного взаимосодействия многих учебных дисциплин, а с другой - организовать тесное сотрудничество ученых и специалистов разных областей знания в рамках междисциплинарной системообразующей CIS-концепции, включающей в себя разнообразные разделы современного естествознания, в том числе: «Нелинейная физика», «Неравновесная термодинамика», «Физика открытых систем», «Основы нелинейной динамики», «Хаотическая динамика», «Теория устойчивости и бифуркаций», «Теория катастроф», «Теория игр», «Самоорганизация в от-
крытых системах», «Основы качественной теории динамических систем», «Основы синергетики», «Концепции современного естествознания», «Информация и самоорганизация», «Хаос и порядок», «Теория сложных систем», «Теория волновых процессов», «Синергетическая теория управления», «Самоорганизация биологических и экологических систем», «Синергетика экономических и социальных процессов», «Философские проблемы синергетики» и др. Разумеется, что это только приблизительный блок базовых дисциплин современных наук, которые должны изучаться в рамках CIS-концепции. В зависимости от сложившихся традиций и особенностей соответствующего университета указанный перечень дисциплин может меняться и конкретизироваться. Важно подчеркнуть взаимосодействующий, синергетический характер учебного процесса в рамках этой фундаментальной концепции.
В США и Европе многие ученые уже заговорили о «компьютерном разрушении западной цивилизации» [20]. По этой и более общим причинам, связанным с редукционистскими традициями западного мышления, ряд видных специалистов ставят важные мировоззренческие вопросы о междисциплинарном взаимодействии и адаптации качества образования к общекультурным ценностям [22, 23]. Причем, такие вопросы предлагается решать на основе системного мышления в составе вузовского образовательного процесса, т.е. путем перехода от дифференцированности изучаемых дисциплин к их интеграции. Иначе говоря, основное направление в развитии высшего образования в XXI веке в соответствии с декларацией ЮНЕСКО усматривается в системном, междисциплинарном подходе, который полностью укладывается в русло развитой здесь CIS-концепции.
Итак, совершенно очевидно, что в наши дни назрела насущная потребность перехода на целостную CIS-концепцию современного технического, естественно-научного и, по-видимому, гуманитарного высшего образования.
Литература
1. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М.: Прогресс, 1986.
2. Назаретян А.П., Новотный У. Русский космизм и современная прогностика // Вестник РАН, 1998, том 68, №5.
3. Степин B.C. Саморазвивающиеся системы и перспективы техногенной цивилизации // Синергетическая парадигма. М.: Прогресс-Традиция, 2000.
4. Колесников А.А. Синергетическая теория управления: концепции, методы, тенденции развития // См. наст. сб.
5. Келле В.В. Информация и технологический риск // Системная концепция информационных процессов. Сб. тр. ВНИИСИ, вып. 3, М.: 1988.
6. Красовский А.А. Проблемы физической теории управления // Автоматика и телемеханика, 1990, №11.
7. Колесников А.А. Синергетическая теория управления. М.: Энергоатомиздат, 1994.
8. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. М.: Сов. радио, 1968.
9. Неймарк Ю.И., Коган Н.Я., Савельев В.П. Динамические модели в теории управления. М.: Наука, 1983.
10. Кадомцев Б.Б. Динамика и информация. М.: УФН, 1997.
11. Хакен Г. Информация и самоорганизация. М.: Мир, 1991.
12. Николис Дж. Динамика иерархических систем. Эволюционное представление. М.: Мир, 1989.
13. Лобковский Б.А. Наука изобретать. СПб.: Нордмет-Издат, 2000.
14. Хакен Г. Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.: Мир, 1985.
‘ 15. Капра Ф. Дао физики. СПб.: Орис, 1994.
16. Моисеев Н.Н. Расставание с простотой. М.: Аграф, 1998.
17. Беркинблит М.Б., Гельфанд И.М., Фельдман А.Г. Двигательные задачи и работа параллельных программ // Интеллектуальные процессы и моделирование. Организация движения. М.: Наука, 1991.
18. Современная прикладная теория управления. Ч. I—III. Под ред. А.А. Колесникова. М.: ФЦ «Интеграция», 2000.
19. Синергетическая парадигма. М.: Прогресс-Традиция, 2000.
20. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М.: Наука, 1997.
21. Захаревич В.Г. Синергетика в ТРТУ // См. наст. сб.
'2. Sage А.Р. Systems Engineering Education // IEEE Trans., Syst., Mdn., Cybern., Vol. 30, №2, Mdy 2000, p.p 164-174.
3. Asbiorsen O.A. and Hamann R.I. Toward a Unified Systems Engineering Education // IEEE Trans., Syst., Mdn., Cybern., Vol. 30, №2, Mdy 2000, p.p. 175-183.
ОБ УСТАНОВЛЕНИИ ПОРЯДКА В МОДЕЛЯХ ИСКУССТВЕННЫХ СИСТЕМ
В. В. Курейчик, В. М. Курейчик Таганрогский государственный радиотехнический университет
В основе искусственных систем (ИС) лежит понятие искусственного интеллекта (ИИ). Проблемы ИИ тесно связаны с организацией знаний об окружающем мире в виде математических структур, таких как множества, графы, гиперграфы, фреймы, алгоритмы, которые отражают реальные связи и отношения между любыми объектами в природе (в частности, в предметной области). К сожалению, пока не существует формального определения ИИ. В науке и технике используются адекватные определения и описания ИИ [1-8]. Например: ИИ - это новое научно-техническое направление, увеличивающее функциональные возможности технических систем и средств их проектирования; ИИ - это системы, работающие со знаниями; ИИ -это наука о концепциях в области информационной технологии; ИИ - это средство решения интеллектуальных задач; ИИ - это система, имитирующая некоторые стороны деятельности человека; ИИ - это система, работающая с неформализованной и расплывчатой информацией; ИИ - это психическая способность к сознаваемому нестереотипному поиску и построения адекватных форм мышления и целесообразных способов поведения и действия, основывающихся на опыте и знаниях субъекта и имеющих тенденцию к опережению событий и опыта [9]; ИИ - это синоним мышления, но, в отличие от него, определяющий качество этого процесса.
Критериями качества считают эффективность, способность находить нестандартные решения, простоту в отношении когнитивной нагрузки.
Классические модели ИИ проникнуты рационализмом, поскольку в них интеллект связывается с рациональными методами решения задач с использованием эвристических процедур. Моделирование различных взаимодействующих агентов становится основным предметом ИИ. В ИИ выделяют три направления: логическое, коннекционистское и эволюционное. А также три аспекта ИИ: управление неопределенностью; обучение; адаптация в процессе эволюции.
