Кибернетика

Глава 1. Предпосылки развития системных представлений

1.1. Наука

Столкновение с новым – событие для человека и человечества. Для человека сложно то, что ново, что не укладывается в рамки установившихся понятий и не может быть объяснено на основании новых фактов и общепринятых законов. Теория относительности и квантовая механика изучаются сейчас в ВУЗах и в школе, а в 30-е годы не все даже самые крупные ученые могли понять основные идеи этих теорий. Потребовался длительный и мучительный путь, чтобы их освоить. Сейчас многие теории вошли в практику, при этом содержание их почти не изменилось, а восприятие упростилось.

Пример 1. Появление нового, более сильного хищника в районе обитания первобытного человека грозило катастрофой. Не имея средств и опыта борьбы, небольшая группа людей могла быть легко уничтожена, или погибнуть от голода, поскольку обычная их добыча могла стать добычей хищников. Система “живая пища - человек ” преобразовалась в новую систему “хищник – жертва - человек ” и стала более сложной. Дальней шее развитие системы могло пойти по разным путям. Человек и новый хищник могли совместно уничтожить продовольственную базу, а затем погибнуть. Хищник мог ослабить, а затем уничтожить людей, в результате возникла бы новая система “хищник - жертва”, которая могла стать стабильной. Человек мог уничтожить хищника и система пришла бы в первоначальное состояние, с той разницей, что человек, вооруженный новыми знаниями и новым опытом, стал бы более могущественным и расширил зону обитания.ÿ

В большинстве случаев события развивались именно так: человек приспосабливался к изменениям намного быстрее. Процесс приспособления требует концептуального, причинного и технологического объяснения: должно стать ясным, почему и как это происходит.

Пример 2. Рассмотрим пример контакта с внеземной цивилизацией . Допустим, что группа космонавтов с уровнем знаний 30-х годов осуществила удачную посадку на другую планету. Группа состоит из физика, химика, биолога, геолога, инженера и медика. Предположим, что они нашли объект длиной 1 метр, неправильной формы, темного цвета.

Физик определил удельный вес, произвел спектральный анализ, обнаружил два десятка элементов (в том числе редких на Земле) в необычных пропорциях. Выявил, что структура гомогенна и схожа с кристаллической. Имеются поверхностные электрические потенциалы. Собственного внешнего электрического или магнитного поля нет. Обнаружить внутренние поля без разрушения объекта невозможно.

Химик установил, что вещество, скорее всего неорганическое, и нашел несколько десятков характеристик при помощи микро проб.

Геолог высказал ряд предположений о возможных вариантах тектонического образования предмета, главным из которых является то, что он не знает, что это такое.

Инженер не обнаружил движущихся частей и заявил, что это не машина и высказал предположения, что это – горная порода, или искусственный строительный материал, или электронная конструкция неизвестного назначения, или остаток метеорита, или неизвестно что.

Биолог заявил, что в принципе не исключено, что это живое существо с кристаллической микроструктурой клеток и электронно-ионным обменом веществ. Ничего подобного на земле нет.

Медик заявил, что он не знает, опасен объект для людей, или нет.

Примерно так можно описать ситуацию контакта. Далее возникает вопрос, что делать. Дать геологу раздолбить объект и предпринять исследование кусков? Для физика и химика это приемлемо, но что если прав инженер и найденный объект – электронное устройство (например, на микросхемах, о которых в 30-х годах еще ничего не знали), тогда будет потеряно величайшее открытие. Или прав биолог, и мы уничтожим инопланетное живое существо, единственное в своем роде? А может это целая колония живых существ, общество, наконец – цивилизация?

Дискуссию можно продолжать долго, но ясно одно: никакая разнородная группа узких специалистов не в состоянии справиться с проблемой, требующей особого подхода. ÿ

Еще недавно новые факты были редким явлением и входили в компетенцию лишь ученых. Развитие науки и техники сделали столкновение с новым, неизвестным, непознанным - частым явлением. Важность нового от этого не уменьшилась, а возросла из-за интеграции новизны, увеличения ее влияния на практические стороны жизни. Последствия загрязнения атмосферы и воды, бесконтрольного применения гербицидов и антибиотиков, а также многие другие факторы человеческой деятельности нельзя предвидеть в узкоспециальных исследованиях.

В специальных исследованиях современной науки преобладают два метода: функциональный и анатомический. Оба связаны с вмешательством в исследуемый объект и могут нарушить его деятельность или изменить свойства. Анатомическое исследование предполагает нарушение целостности объекта, исследование функций может привести к такому же результату. Во всяком случае, есть опасность зафиксировать не то, что происходит в нормальных условиях. История науки изобилует такими примерами.

Пример 3. Несмотря на многовековое развитие медицины, кровообращение было открыто всего около 350 лет назад, а последующие исследования не дали ответа на многие важнейшие вопросы. Известно, например, что мозг постоянно получает одно и то же количество крови. Чем бы человек ни занимался, день за днем, минута за минутой, поток крови не изменяется. Это уникальное свойство, так как в мышцах поток крови изменяется в пять, а то и десять раз в зависимости от физической нагрузки. Зачем нужна такая стабильность и как она осуществляется, никто не знает. ÿ

Отношение исследователя к объекту исследования может быть трех видов: созерцательное, экспериментальное и потребительское .

Пример 4. Астрономия долгое время была созерцательной наукой и накопила много сведений. На каком то этапе эти сведения стали полезными для кораблевождения и ориентации. ÿ

Как только техника достигла определенного уровня, человек стал экспериментатором. Эксперимент позволяет углубить познание и подготовить почву для применения.

Всякий эксперимент вносит изменение в исследуемую систему. Информацию нельзя получить даром. Одно из условий эффективного эксперимента – проведение не возмущающего наблюдения, т. е. такого, при котором измерительные приборы незначительно изменяют физические свойства наблюдаемых величин.

Пример 5. Манометр, измеряющий давление газа, незначительно влияет на величину давления, но чем выше точность измерения, тем больше энергия взаимодействия измерительного прибора и измеряемого процесса, в результате чего наблюдение перестает быть не возмущающим. ÿ

В какой то мере наблюдение определяет будущее поведение системы.

Как ни сложно положение экспериментатора, позиция потребителя гораздо сложнее. Каждый ученый стремится как можно скорее практически использовать результаты исследований, хотя не всегда ясна область и последствия применения. Желание ускорить дело может привести к противоположным результатам, а недостаточная инициативность – к значительным потерям. Утилизация новых физических явлений дорого обходится человечеству, в то же время многое из того, что нас окружает, мы не используем в полной мере.

Можно привести много примеров того, как узость подхода тормозила применение вполне разработанных и перспективных идей.

Современная наука чрезвычайно дифференцирована. Углубленность в свою узкую область затрудняет взаимопонимание ученых; возникла профессиональная терминология, непонятная даже близким по профилю специалистам. Обилие научных фактов в каждой области настолько велико, что невозможно усвоить даже основные факты из нескольких областей. Эпоха универсализма давно закончилась, и наступила эпоха специализации.

Пример 6. В свое время прославленный французский писатель Бернарден де Сен-Пьер, член Института (Академии наук Франции) пожаловался Бонапарту, что в Институте к нему относятся без должного уважения. Бонапарт осведомился, знает ли знаменитый писатель дифференциальное исчисление. Получив отрицательный ответ, Бонапарт дал понять, что член Института, не знающий дифференциального исчисления не достоин уважения. В середине XX века подобная требовательность никому бы не пришла в голову. ÿ

В настоящее время вряд ли существует математик, знающий все разделы математики. Специализация принесла огромную пользу, но вызвала и большие трудности. Главная из них – сложность всестороннего рассмотрения фактов, их объединение и интерпретация.

Физические явления, в которых число учитываемых переменных превышает несколько десятков (когда еще можно применить детерминистский подход и дифференциальные уравнения) или меньше нескольких сотен тысяч (когда становится допустимым статистический подход), не имеют адекватного описания. Мы до сих пор вынуждены объяснять принципиальные свойства живой материи особыми “биологическими законами”, которые оказываются оторванными от физических законов и не имеют строгих формулировок.

Выводы

1. На современном этапе узкоспециальная ограниченность недопустима: слишком много возможностей остается скрытыми и слишком велики потребности человечества.

2. Фундаментальные представления о строении вещества, об энергетических преобразованиях, о сущности развития, об отличии живого от неживого следует пересмотреть с позиций единства и цельности мира.

3. Современная наука требует не только накопления знаний в специальных областях, но и интеграции наук на основе концепции, которая сохраняла бы преемственность и открывала перспективы, устанавливая взаимосвязь между структурой, устройством, организацией и свойствами, действием, поведением.

4. Многосвязность явлений в природе требует единства подхода к исследованию разнообразных объектов. Специализация экспериментальных и теоретических методов в различных областях науки не должна мешать этому единству, но должна вытекать из него.


Copyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.