Философские проблемы кибернетики и теории информации
Возникновение кибернетики было связано с прогрессом ХХ века. Предпосылками ее возникновения являются развитие математической логики, теории алгоритмов и машин, развитие вероятностных методов физической статистики и теории вероятности как математической дисциплины, радиоэлектроники, развитие современной физиологии.
Важную роль в ее становлении сыграли процессы дифференциации и интеграции, кибернетика зарождается на стыке таких наук, как теория связи, теория автоматического регулирования, теория электронно-вычислительных машин, математика, физиология, т.е. является интегральной наукой. Ее предмет – процессы, протекающие в системах управления, общие закономерности таких процессов. Теоретическую основу кибернетики составляют такие дисциплины как теория информации, теория программирования, теория алгоритмов, теория управляющих систем, теория автоматов и другие.
Базовые понятия кибернетики получили разработку в трудах американского математика Норберта Винера (1894 -1964гг.), являющегося основателем кибернетики (от греческого kybernetes – рулевой, управляющий), а также в исследованиях американского биолога А. Розенблюта, американского математика К. Шеннона, английского математика А. Тьюринга, английского биолога и кибернетика У. Эшби. Вклад в становление и развитие кибернетики внесли такие ученые нашей страны как И.М. Сеченов, И.П. Павлов, П.К. Бернштейн, А.М. Ляпунов, А.Н. Колмогоров, В.М. Глушков и др.
Пытаясь подчеркнуть ту или иную существенную сторону кибернетики, исследователи определяют ее по-разному, хотя большинство авторов вслед за Н.Винером, впервые сформулировавшим основные идеи и принципы этой науки, в качестве ведущей характеристики называют область применения кибернетики.
Важной особенностью кибернетики является то, что она изучает не вещественный состав систем и не их структуру (строение), а результат работы данного класса систем. Под кибернетическими системами понимают сложные динамические системы любой природы (технические, биологические, экономические, социальные, административные и др.) с обратной связью. Принцип обратной связи заключается в использовании информации, поступающей из вне, для изменения поведения системы. Системы, содержащие множество более простых, находящихся во взаимодействии систем и элементов, меняющихся под воздействием определенных процессов и переходящих из одного устойчивого состояния в другое, называются сложными динамическими системами. Последние часто выступают в качестве самоорганизующихся. К таким системам относят живой организм, биологическую популяцию, человеческий коллектив, машину-автомат и другие.
Сложнодинамические системы рассматриваются как системы управления, состоящие из двух систем: управляющей и управляемой. При этом управляющая система оказывает воздействие на управляемую, приводя ее в новое состояние. Можно выделить три вида систем управления: живые организмы, сложные машины, человеческие коллективы. «Заслугой кибернетики является то, что она открыла общность всех этих систем, единство структуры управления и, в особенности, установила понятие обратной связи, без которого управление сложной системой невозможно. Кибернетика показала универсальность процессов управления» (Философские проблемы естествознания: Учеб. пособие для аспирантов и студентов филос. и естеств. фак. ун-тов / Под ред. С.Т. Мелюхина. – М.: Высшая шк., 1985. – С.– 142.).
При исследовании систем кибернетика использует макроподход и микроподход. Первый связан с принципом «черного ящика», информационным принципом и принципом функциональной связи. Система рассматривается как единое целое, где имеют место процессы управления с помощью потоков информации, функциональная зависимость информации на выходе от информации на входе.
Второй «предполагает определенное знание внутреннего строения системы управления, выявление ее основных элементов, их взаимосвязи, алгоритмов их работы и возможность синтезировать, из этих элементов системы управления.» (Философские проблемы естествознания: Учеб. пособие для аспирантов и студентов филос. и естеств. фак. ун-тов / Под ред. С.Т. Мелюхина. – М.: Высшая шк., 1985. – С.– 144).
Объект кибернетического исследования многогранен, неоднороден и является основой корпуса кибернетического знания, в котором можно различать теоретическую кибернетику, техническую кибернетику, прикладную кибернетику.
Сформировавшись на стыке различных областей знания, кибернетические идеи и методы носят обобщающий характер, что сближает кибернетику с философией. Обосновывая такие исходные понятия, как информация, управление, обратная связь и др. кибернетика опирается на философскую область знания, где рассматриваются атрибуты материи, закономерности познания и т.д. В свою очередь кибернетическое знание способствует более глубокому проникновению в сущность механизма самоорганизации материи, обогащает содержание категорий связи, причинности, позволяет осмыслить диалектику необходимости и случайности, возможности и действительности. Так, исследование методологического и гносеологического аспектов кибернетики способствует решению многих философских проблем.
Кибернетика играет важную роль в формировании современной картины мира, дает новое представление о мире, основанное на роли связи, управления, информации, организованности, обратной связи, целесообразности, вероятности.
Немаловажным является общенаучное и методологическое значение кибернетики. В русле кибернетики формируются общенаучные понятия, используемые в различных других областях научного знания (управление, сложнодинамическая система и т.д.). На основе разрабатываемого в ней функционального подхода, возможно выдвижение гипотез о механизме работы качественно более сложных систем, таких как, например мышление человека. Кибернетика разрабатывает эффективно используемые другими науками методы исследования, среди которых важное место занимают моделирование на ЭВМ, вероятностные, стохастические методы. В частности моделирование дает возможность исследовать такие процессы, которые нельзя осуществить на практике в реальном мире, позволяет синтезировать разнообразные знания в глобальных исследованиях.
Следует выделить социальное значение кибернетики, заключающееся в формировании представления об обществе как организованном целом.
Кибернетика имеет техническое значение, т.к. на основе кибернетических принципов создаются электронно-вычислительные машины, роботы, персональные компьютеры, она проникает не только в научное познание, но и во все сферы жизни, составляя теоретический фундамент автоматизации производства и управления экономикой.
Одной из тенденций в развитии современной техники является реализация управленческой функции, что связано с обработкой информации.Теория информации – раздел кибернетики, занимающийся методами описания, оценки, хранения, передачи и использования информации. Классическая теория информации как количественная математическая теория определяет термин «информация» как меру уменьшения неопределенности знания о каком-либо событии (К.Шенон, Н.Винер).
В сфере философских проблем науки вопрос о том, что такое информация, и какова ее природа, занимает важное место.
Поскольку в философских дискуссиях предметная область информации истолковывается с трех позиций: как сфера общения и средство общенаучной рефлексии; как свойство самоорганизующихся систем; как мера неоднородности распределения материи и энергии, свойство всех материальных систем, фиксирующих изначальную неоднородность мира, – следует охарактеризовать соответствующие концепции, а именно: коммуникативную, функциональную, атрибутивную.
Коммуникативная концепция, сохранявшая приоритет до 20-х гг. XX века, исходит из определения информации как передачи сведений, сообщений, осведомлении о положении дел. С целью количественного измерения информации была создана математическая теория информации (К.Шеннон).
Использование понятия информации в кибернетике связано с именем Н. Винера (Винер Н. Кибернетика и общество. – М., 1953). Предлагается так называемая функциональная концепция, акцентирующая внимание на информации как форме отражения, связанной с самоуправляемыми системами, определяющая ее не как свойство всей материи, а как особенность живых самоуправляющихся систем или же сознательных существ, как основная предпосылка и условие оптимального управления. В этой связи важной проблемой является проблема информационной природы сознания.
Атрибутивная концепция связана с пониманием «информации как отражения разнообразия в любых объектах и процессах, как в живой, так и в неживой природе, … как меры неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени, которая сопровождает все протекающие в мире процессы» (Лешкевич Т.Г. Философия науки: традиции и новации. – М.: Изд-во ПРИОР, 2001. – С. 218). Данная концепция в настоящее время является наиболее перспективной.
Указывая на то, что информационные процессы, присущи, в том числе и неорганической природе, академик В. М. Глушков пишет: «Совершенно не обязательно, непременно связывать с понятием информации требование ее осмысленности, как это имеет место при обычном, житейском понимании этого термина. Информацию несут в себе не только испещренные буквами листы книги и человеческая речь, но и солнечный свет, складки горного хребта, шум водопада, шелест листвы и т.д.» (Глушков В.М. Мышление и кибернетика. – В кн.: Диалектика в науках о неживой природе. – М., 1964. – С.500). По его мнению, всякая неоднородность несет с собой какую-то информацию.
Так, различные формы отражения характеризуются специфическими информационными процессами. Следует выделить активную роль информации в живой природе, поскольку она управляет всеми жизненными и социальными процессами.
В ходе отражения, изменения в системе реализуются в форме сигналов – вещественных и энергетических, которые и несут информацию. Информация, таким образом, может пониматься как содержание сигнала, как содержание отражения и изменения вообще.
Особенностями информации являются ее избыточность, недостаточность, оптимальность.
Принято выделять констатирующую и управляющую, социально изменчивую и инвариантную информацию. Характерной чертой социально изменчивой информации является зависимость от идеологических стереотипов, национальных, политических, экономических и других отношений, имеющих место в обществе.
Следует подчеркнуть, что к концу ХХ века информация стала рассматриваться как универсальная субстанция, пронизывающая все сферы человеческой деятельности, служащая проводником знаний и мнений, инструментом общения, взаимопонимания и сотрудничества, утверждения стереотипов мышления и поведения. Именно такое определение дает ЮНЕСКО. Человек живет в мире информации. Процессы, связанные с получением, хранением, обработкой и передачей информации, называются информационными.
Необходимо отметить, что информационные процессы характерны не только для живой природы, человека и общества, но и для техники.
Информация является двигателем развития в информационном обществе, характеризуясь гигантскими объемами и высокой интенсивностью. Человеком разработаны технические устройства, в частности компьютеры, которые специально предназначены для автоматической обработки информации. Создание глобальной компьютерной сети Интернет позволило обеспечить для каждого человека потенциальную возможность быстрого доступа ко всему объему информации, накопленному человечеством за всю его историю. Информационный подход к исследованию мира реализуется в рамках информатики, комплексной науки об информации и информационных процессах. На стыке таких дисциплин как информатика, философия, социология, психология возникло новое научное направление социальная информатика, изучающее комплекс проблем, связанных с происхождением информационных процессов в обществе (термин «социальная информатика» предложен А.В. Соколовым, А.И. Манкевичем в 1971 году).
Будучи, по мнению академика А.Д. Урсула научной базой формирования информационного общества, социальная информатика осуществляет теоретико-методологический анализ основных категорий, понятий, закономерностей происхождения информационных процессов в обществе, исследует социальный «срез» экономических, правовых, психологических и других аспектов информатизации, затрагивает на эмпирическом уровне социальные аспекты создания, внедрения и адаптации информационных технологий в соответствующих предметных областях.
«Информатизация – это процесс обеспечения человечества многообразием информационных ресурсов, неисчерпаемым источником которых является информационная сфера Вселенной. Информация – это неисчерпаемый ресурс мирового сообщества. Она является первоосновой мира, ибо в основе всего – информация. Информация является таким же фундаментальным и всеобщим свойством мироздания, как вещество и энергия» (Грядовой Д.И. Концепции современного естествознания: Структурированный учебник (для вузов). – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – С.146).
5.5. Философское осмысление проблемы
искусственного интеллекта
В литературе трактовка понятия «искусственный интеллект» имеет различный смысл. Существует точка зрения, согласно которой ЭВМ, решающие логические или даже любые вычислительные задачи, обладают интеллектом. Другая – полагает, что к интеллектуальным можно относить лишь те системы, которые решают весь комплекс задач, осуществляемых человеком, или еще более широкую их совокупность.
Обращаясь к понятию «искусственный интеллект», нужно иметь в виду нетождественность знания и интеллекта. При этом следует подчеркнуть то, что именно интеллект связан со способностью, предсказывать состояние внешней среды в сочетании с умением преобразовывать каждое предсказание в подходящую реакцию, ведущую к заданной цели, в то время как знание – это полезная информация, накопленная индивидуумом.
К системам искусственного интеллекта относятся те, которые, используя заложенные в них правила переработки информации, вырабатывают новые схемы целесообразных действий на основе анализа моделей среды, хранящихся в их памяти. Способность к перестройке самих этих моделей в соответствии с вновь поступающей информацией является свидетельством более высокого уровня искусственного интеллекта.
Большинство исследователей считают наличие собственной внутренней модели мира у технических систем предпосылкой их «интеллектуальности». Формирование такой модели, связано с преодолением синтаксической односторонности системы, т.е. с тем, что символы или та их часть, которой оперирует система, интерпретированы, имеют семантику.
Характеризуя особенности систем искусственного интеллекта, Л. Т. Кузин указывает на: 1) наличие в них собственной внутренней модели внешнего мира; эта модель обеспечивает индивидуальность, относительную самостоятельность системы в оценке ситуации, возможность семантической и прагматической интерпретации запросов к системе; 2) способность пополнения имеющихся знаний; 3) способность к дедуктивному выводу, т.е. к генерации информации, которая в явном виде не содержится в системе; это качество позволяет системе конструировать информационную структуру с новой семантикой и практической направленностью; 4) умение оперировать в ситуациях, связанных с различными аспектами нечеткости, включая «понимание» естественного языка; 5) способность к диалоговому взаимодействию с человеком; 6) способность к адаптации.
Теория искусственного интеллекта при решении многих задач сталкивается с рядом гносеологических проблем.
В русле гносеологического анализа проблемы искусственного интеллекта определяется роль таких познавательных орудий, как категории, специфическая семиотическая система, логические структуры, ранее накопленное знание.
Одна из важных проблем состоит в выяснении вопроса, доказуема ли теоретически (математически) возможность или невозможность искусственного интеллекта.
В этой связи имеют место две позиции. С одной точки зрения – считается математически доказанным, что ЭВМ в принципе может выполнить любую функцию, осуществляемую естественным интеллектом, с другой – полагают в такой же мере доказанным математически, что есть проблемы, решаемые человеческим интеллектом, которые принципиально недоступны ЭВМ. Эти взгляды высказываются как кибернетиками, так и философами.
Рассмотрим отличие интеллекта искусственных систем от человеческого интеллекта, затронув вопрос о потенциальных возможностях и перспективах развития естественного и искусственного интеллекта.
Нужно отметить, что, несмотря на то, что определенные шаги к воплощению гносеологических характеристик мышления в современных системах искусственного интеллекта уже сделаны, в целом эти системы еще далеко не владеют комплексом гносеологических орудий, присущих человеческому мышлению, необходимых для выполнения совокупности функций абстрактного мышления. Чем больше характеристики систем искусственного интеллекта будут приближены к гносеологическим характеристикам мышления человека, тем ближе будет их «интеллект» к интеллекту человека, точнее, тем выше будет их способность к комбинированию знаковых конструкций, воспринимаемых и интерпретируемых человеком в качестве решения задач и вообще воплощения мыслей. Однако есть все основания полагать, что, различие субстратов ЭВМ и человека может обусловить фундаментальные различия в их способности к отражению, следовательно, ряд функций человеческого интеллекта в принципе недоступен таким машинам. В этой связи X. Дрейфус отмечает: «Телесная организация человека, – позволяет ему выполнять... функции, для которых нет машинных программ - таковые не только еще не созданы, но даже не существуют в проекте... Эти функции включаются в общую способность человека к приобретению телесных умений и навыков. Благодаря этой фундаментальной способности наделенный телом субъект может существовать в окружающем его мире, не пытаясь решить невыполнимую задачу формализации всего и вся».
Как представляется, вопрос о возможности передачи интеллектуальных функций техническим системам, и в частности о возможности наделения их упомянутыми выше гносеологическими орудиями, не может быть решен только исходя из философских соображений. Он должен быть подвергнут анализу на базе конкретных научных исследований.
Системы, обладающие психикой, отличаются от ЭВМ прежде всего тем, что им присущи биологические потребности, обусловленные их материальным, биохимическим субстратом. Отражение внешнего мира происходит сквозь призму этих потребностей, в чем выражается активность психической системы. ЭВМ не имеет потребностей, органически связанных с ее субстратом, для нее как таковой информация незначима, безразлична.
У человека над фундаментальным слоем биологических потребностей надстраиваются социальные потребности, и информация для него не только биологически, но и социально значима. Человек универсален и с точки зрения потребностей и с точки зрения возможностей их удовлетворения.
Таким образом, телесная организация не только дает дополнительные возможности, но и создает дополнительные трудности. Поэтому интеллекту человека важно иметь на вооружении системы, свободные от его собственных телесных и иных потребностей, пристрастий. Конечно, от таких систем неразумно требовать, чтобы они самостоятельно распознавали образы, классифицировали их по признакам, по которым это делает человек. Им цели необходимо задавать в явной форме.
Развитие информационной техники позволяет компенсировать человеку психофизиологическую ограниченность своего организма в ряде направлений, дает возможность вырабатывать теории, открывать количественные закономерности, раздвигать пределы познания сложных систем, что представляется особо важным в современную эпоху, когда общество не может успешно развиваться без рационального управления сложными и сверхсложными системами.
В заключение необходимо подчеркнуть, что разработка проблем искусственного интеллекта является существенным вкладом в осознание человеком закономерностей внешнего и внутреннего мира, в их использование в интересах общества и тем самым в развитие свободы человека.
Выводы по теме
Техника как совокупность технических устройств есть знак всей деятельности человека, его ценностей.
Человек как существо, вырабатывающее цели и ценности, не может быть замещен техникой. Техникой может быть замещен человек, выполняющий функцию технического устройства.
Техническая деятельность человека не нейтральна в этическом отношении, она не может избежать кризиса в случае отказа от этики ответственности.
В формировании современной картины мира важную роль играет кибернетика, дающая новое представление о мире, основанное на роли связи, управления, информации, организованности, обратной связи, целесообразности, вероятности. Она имеет общенаучное, методологическое, социальное значение, представляет теоретический фундамент автоматизации производства и управления экономикой.
Разделом кибернетики является теория информации, занимающаяся методами описания, оценки, хранения, передачи и использования информации.
Обращаясь к философским дискуссиям о предметной области информации можно выделить коммуникативную, атрибутивную, функциональную концепции. Последняя в свою очередь является наиболее перспективной на данный момент.
Разработка проблем искусственного интеллекта – существенный вклад в осмысление человеком внешнего и внутреннего мира, важный ресурс развития современного общества и свободы человека.
Вопросы для самоконтроля
- Что такое философия техники?
- Какова интерпретация техники в основных концепциях философии техники?
- Можно ли заменить человека техническим устройством?
- Что представляет собой техноэтика?
5. Что такое искусственный интеллект?
6. Чем отличается знание от интеллекта?
7. Чем отличается интеллект искусственных систем?
8. Как вы считаете, возможно построить машины, способные к разумному поведению?
9. Какие процессы лежат в основе интеллектуальных возможностей так называемых человеко-машинных систем?
10. Оцените последствия информатизации общества.
Темы рефератов
1. Основные концепции философии техники.
2. Актуальные проблемы техноэтики.
3. Информационные процессы в природе, обществе, технике.
4. Роль кибернетики в современном научном познании.
5. Основные подходы к понятию информации.
6. Развитие информационной техники и проблема свободы человека.
7. Проблема искусственного интеллекта.
8. Человек в информационно-техническом обществе.
Тема 6
Дата добавления: 2016-12-08; просмотров: 4909;