Файл: Сочивко В.П. Человек и автомат в гидросфере очерки системотехники.pdf

в) в теоретическом плане — выявление закономерно­ стей создания информации, ее передачи, преобразования и использования;

г) в практическом плане — обеспечение наиболее ра­ циональной и оперативной организации связей как в пре­ делах какой-либо науки, так и между разными областями науки, отраслями производства с широким применением современных технических средств.

Исследователи-информатики подчеркивают тот факт, что число публикаций в настоящее время намного обго­ няет число новых идей. В информатике принято считать, что объем научной информации удваивается каждые 10 лет, но не более одной трети ее действительно нова и оригинальна. Отсюда следует практический вывод о том, что на первое место выступает не проблема ускорения публикаций, а проблема осмысливания новых информа­ ционных поступлений. Одной из причин указанного поло­ жения является слабая координация проводимых иссле­ дований, в результате чего многие работы выполняются по нескольку раз. Это особенно недопустимо для тех обла­ стей науки, где получение новых данных связано с боль­ шими затратами труда и материальных средств.

Превосходная мысль рискует быть безвозвратно утра­ ченной, если она не была записана. Точно так же рискуют быть утраченными и уникальное наблюдение, фотоснимок, протокольные записи, если их хранение доверено архи­ вам и библиотекам и если они не могут быть быстро предо­ ставлены исследователю, систематику, прогнозисту. Поэтому единственно рациональным является подход, предложенный информатикой — автоматизация информа­ ционного поиска, использование информационно-поиско­ вых систем (ИПС), которые осуществляют накопление идей, документов, фактов, гипотез, теорий и т. д. и обес­ печивают их быструю выдачу по запросу.

Важен также следующий момент. Каждый человек обладает «информационными фильтрами» с индивидуаль­ ными характеристиками. Эти характеристики склады­ ваются под воздействием индивидуальной информацион­ ной потребности, личного опыта и знаний; они обуслов­ лены возможностями использования привлеченной инфор­ мации, субъективными особенностями отражательной дея­ тельности и многими другими факторами. В сознании исследователя существует механизм классификации фак­ тов, понятий, идей, сложившийся в результате жизнен­

181

ного опыта, образования, способностей, языка, наклон­ ностей, мотиваций и т. д. Даже в хорошо формализован­ ных отраслях знания исследователь непроизвольно при­ вносит элементы субъективизма в изложение полученных результатов. Однако важно отметить, что автоматизиро­ ванные информационно-поисковые системы, хотя они и не лишены некоторых черт субъективизма, внесенных их создателями, производят обработку,' систематизацию, хранение, поиск и выдачу информации как объективно действующие системы. В подавляющем большинстве слу­ чаев это является огромным достоинством автоматизиро­ ванных ИПС.

Всякое познание предполагает классификацию. Это на­ столько органически присуще человеческому мозгу, что, по мнению крупнейшего психолога современности Ж- Пиаже, уже ребенок познает окружающий мир, иссле­ дуя и классифицируя предметы, которые он встречает. , Работы видных ученых разных областей и разных вре­ мен — Г. Лейбница и Л. Ландау, К. Линнея и Д. И. Мен­ делеева — подтверждают колоссальную значимость систе­ матизации и классификации во всех областях по­ знания.

Раньше методика поиска признаков (принципов) клас­ сификации основывались на переборе «вручную» всех возможных вариантов. Использование электронно-вычис­ лительных машин, входящих в автоматизированные ИПС, значительно упрощает эту задачу. Конечно, при решении такой многоплановой проблемы, как освоение гидросферы, целиком возложить на машину осуществление системати­ зации и классификации невозможно. Но исследователю, интуитивно устанавливающему основные принципы клас­ сификации («по предмету», «по применению» и др.), машина может оказать действенную помощь.

В науке о науке (науковедении) считается, что уже само определение науки в настоящее время дать доста­ точно трудно. Однако ясно, что одним из признаков, отли­ чающих научное знание от ненаучного, является его системность. Систематизация — активный творческий про­ цесс, в ходе которого достигается более глубокое отра­ жение действительности, осуществляются научные откры­ тия. В научном познании велика также роль классифика­ ции. Существует мнение о том, что основная функция науки — это классификация фактов, распознавание их взаимных связей и относительного значения.

182

Решение многих вопросов систематизации и класси­ фикации комплекса научных фактов, идей, гипотез, теорий сталкивается с трудностью поиска нужных данных. Тра­ диционные библиографические методы не приспособлены для многоаспектного поиска. Между тем если в «чистой»

.океанологии или «чистой» гидродинамике возможны си­ стемы классификации (и соответственно поиска), построен­ ные по иерархическому принципу, то в комплексе зна­ ний о гидросфере большая часть документов, входящих в информационный массив, относится одновременно к двум, трем и более разделам этой области знаний. Успешный многоаспектный поиск в больших информационных мас­ сивах может быть осуществлен лишь с помощью совре­ менных ИПС. Заметим, что в то время как ранее попытки механизировать информационный поиск даже не пред­ принимались (осуществление поиска считалось прерога­ тивой интеллекта), теперь прогресс в деле информацион­ ного обслуживания связывают только с внедрением ма­ шин. При этом если книги, карты, графики, чертежи, таблицы и т. п. — это сравнительно простые средства материализации научных идей, фактов и т. п., то автома­ тизированные ИПС являются мощными «психологиче­ скими орудиями», интеллектуальными орудиями чело­ века.

Современная научно-информационная деятельность в любой области, в том числе и в области гидронавтики, сводится к решению следующих основных задач:

1)предельно полный сбор, аналитико-синтетическая переработка информации с целью быстрого оповещения всех заинтересованных лиц о новых достижениях науки

итехники в области гидронавтики;

2)долговременное хранение информации в памяти ИПС, позволяющее осуществлять быстрый, исчерпываю­ щий и многоаспектный поиск необходимых сведений;

с целью выдачи рекомендаций, фрагментов плана, про­ грамм, прогнозов и др.

Решение перечисленных задач потребует использова­ ния достижений информатики и смежных научных дис­ циплин, а также применения достаточно сложных техни­ ческих систем. Понадобится, по-видимому, разработка специального языка, пригодного для изложения всей

183

совокупности научных данных о гидросфере. Создание такого языка является, по. существу, разработкой спе­ циализированного тезауруса — одноязычного словаря, в котором указаны все смысловые связи между словами, входящими в этот словарь (под связями понимаются родо­ видовые, ассоциативные и другие отношения слов).

Научная информация должна отвечать на фактогра­ фические вопросы: какими свойствами обладает данный объект? Какие объекты обладают данным свойством? Что известно по данной теме пли о данном объекте? Каковы физические характеристики данного материала и т. д. Ответы на подобного рода вопросы никогда не входили в задачу библиографической службы библиотеки. Тради­ ционно библиотека обеспечивала исследователя библио­ графическими сведениями, но ученому, руководителю, инженеру нужна не библиография (хотя за неимением других источников информации он до последнего времени удовлетворялся и библиографическими сведениями) и даже не сами произведения, а факты и идеи, которые в них содержатся и которые потребовались исследова­ телю.

При формулировке информационного запроса человек не всегда точно знает, какая информация ему действи­ тельно нужна. Содержание документа может изменить представление человека о его фактической информацион­ ной потребности пли заставить изменить форму выраже­ ния этой потребности. Отсюда следует необходимость обеспечить информационно-поисковые системы обратной связью с потребителем, чтобы последний мог, изменяя формулировку своего запроса, оптимизировать работу информационной системы. Это дает возможность иссле­ довать поисковый массив, находя действительно полезные и ценные факты. Другими словами, информационно­ поисковые системы должны быть адаптивными.

Перечисленные аспекты информационной деятельности хотя и не исчерпывают всей проблематики, однако позво­ ляют сделать вывод о том, что к обсуждаемой проблеме необходим системотехнический подход. Эффективные ин­ формационно-поисковые системы являются сложными автоматизированными комплексами типа человек— машина.

Сейчас ясно видны новые тенденции информационной деятельности. Возникает задача осмысливания содержа­ ния всех новых публикаций. В связи с этим становится

184

актуальной подготовка научных работников совсем осо­ бого профиля — специалистов, изучающих не явления природы, а публикации. Задача такого специалиста —• разобраться в потоке информации, оценить новые направ­ ления, установить связи между новыми идеями, найти возможные области их практического применения. Если традиционный исследователь чаще всего имеет дело с ма­ териальными объектами, то исследователь-информатик оперирует информацией, а единственным доступным ему экспериментом является так называемый умственный эксперимент.

Как правило, результатом деятельности информацион­ ного исследователя является аналитический обзор, но, в отличие от обычных обзоров, значение этого документа во много раз превосходит значение ряда оригинальных статей.

Говоря о применении ИПС, следует отметить, что теоретической основой использования этих систем яв­ ляется автоматическое управление и связь. По существу, ИПС — это звенья автоматизированных систем управле­ ния (АСУ), используемых при исследовании гидросферы. Являясь сложной кибернетической системой, ИПС сла­ гается из следующих компонентов:

1) алгоритмов и средств программного обеспечения;

2) структур, обеспечивающих реализацию таких про­ цедур, как самоорганизация, автоматический поиск, обна­ ружение и опознание, принятие решения, адаптация

идр.;

3)технических средств, обеспечивающих функциони­

рование системы, ввод информации, воспроизведение и вывод печатной информации и отображение данных.

Задача создания ИПС вполне реальна. Если период 1960—1970 гг. характеризовался внедрением средств ме­ ханизации и автоматизации на отдельных этапах обра­ ботки информации, то 1970—1980 гг. определяют как период интенсивной постройки отраслевых комплексов — автоматизированных систем информационного обслужи­ вания с полной автоматизацией всего процесса обработки информации. Так, уже в 1966 г. вступила в строй единая автоматизированная информационная система ВМС США под названием «Нардис» (NARDIS — Navy Automated Research and Development Information System), которая предназначена для обеспечения кадровых специалистов, администрации и научно-исследовательских организаций

185

обслуживающих ВМС США, данными, необходимыми при проведении различных научно-исследовательских ' и опытно-конструкторских работ. В ИПС «Нардис» входит универсальная электронно-вычислительная машина «Ларк» и две автоматизированные картотеки на перфо­ картах и магнитных лентах. ,

В нашей стране практически во всех отраслях народ­ ного хозяйства функционируют отраслевые информацион­ ные центры. Таким образом, созданы предпосылки для широкого внедрения идей п методов информатики в авто­ матизированные системы управления, обеспечивающие проведение подводных исследований и промышленное использование гидросферы. Можно предположить, что в ближайшие годы мы станем свидетелями необычного штурма: армия исследователей гидросферы, вооруженная мощными логико-информационными машинами, начнет стремительное наступление на тайны Океана, и многие победы будут одержаны не в глубинах его, а у пультов информационно-поисковых систем.

§ 21.

Системные принципы прогноза

•

Когда выдающийся, но уже пожилой ученый заявляет, что какая-либо идея осуществима, он почти всегда прав. Когда он заявляет, что какая-либо идея не осуществима, он, вероятнее всего, ошибается.

А. Кларк

Попытки прогнозировать развитие той или иной отрасли, тех или иных явлений предпринимались издавна. Помимо того, что прогноз интересен сам по себе, прогно­ зирование является важным условием всякой руководя­ щей деятельности. Принимая решения, определяющие ход событий в течение длительного периода, руководитель должен в известной степени прогнозировать ход этих событий.

В последние годы развивается научное направление, основным предметом которого является прогностика — разработка методов и программ долгосрочного прогнози­ рования. Близко к этому направлению примыкают и не­

186

которые исследования методов планирования. Необходи­ мость научного подхода к проблеме прогнозирования обусловлена тем, что в прошлом прогнозы, особенно долгосрочные, зачастую не подтверждались действитель­ ным ходом событий. В американской литературе можно встретить много поучительных примеров грубых ошибок, допущенных при прогнозировании разными ведомствами, в том числе военными, за последнее десятилетие. Оче­ видно, что ущерб, причиненный неправильным прогнози­ рованием, может оказаться весьма серьезным.

Годы

Рис. 48. Кривые роста морских перевозок.

/ — па парусных судах; 2 — на пароходах; 5 — суммарный тоннаж.

Опыт показывает, что, каким бы логически безупреч­ ным ни казался долгосрочный прогноз, предлагаемый отдельным лицом, необходима крайняя осторожность при оценке последствий, вытекающих из этого прогноза. Как правило, метод прогнозирования основывается на экстраполяции. По данным предшествующих лет строят кривые, например кривые роста выпускаемой продукции, и экстраполируют их на последующий интервал времени. Однако, как показывают' многочисленные примеры, та­ кого рода экстраполяция может привести- к абсурду. Наблюдая непрерывный рост кривой в предшествующие годы и предполагая, что он сохранится на интервале прогнозируемого времени, часто делают апокалипсические пророчества о разного рода бедствиях, о неизбежной гибели человечества. На самом же деле в полном соответ­ ствии с диалектикой и законами научной прогностики из имеющихся данных следует неизбежность изменения существовавшего механизма роста.

1S7

Сказанное хорошо поясняют приведенные на рис. 48 кривые роста морских перевозок на парусных судах и на пароходах. Составленные в 50-х годах прошлого века на основе метода экстраполяции прогнозы роста парус­ ного флота до конца века были ошибочными потому, что не могли учесть то изменение кривой роста, которое фактически, наступило в начале 60-х годов.

Приведем другой пример. После второй мировой войны специалисты военно-морских флотов, подсчитывая коли­ чество подводных лодок на флотах разных стран и экстра­ полируя кривые роста их общего количества, тоннажа и т. п., исходили из концепции, что одиночная подводная лодка может быть использована для тактических действий флота. В настоящее же время одиночная подводная лодка, способная нанести мощный ракетно-ядерный удар, яв­ ляется стратегической единицей и даже не собственно флота, а вооруженных сил страны в целом. Ясно, что такое качественное изменение рассматриваемого объекта не могло быть предусмотрено на начальных этапах раз­ вития подводного флота.

Длительное время только философы задумывались над тем, как понять и систематизировать пути, по которым идет человеческий разум от известного к неизвестному. В настоящее время теорией научной прогностики зани­ мается огромная армия ученых и специалистов в разных областях знания — психологии, кибернетике, логике и т. д. Важным моментом в обеспечении этих исследова­ ний и реализации полученных результатов является использование электронно-вычислительных машин. Именно ЭВМ позволяют осуществить сравнительный ана­ лиз большого числа возможных моделей. В настоящее время ведутся практические работы по созданию на базе ЭВМ информационно-советующих систем, которые не только обеспечивают человека, принимающего решение, научной и технической информацией, но и помогают в по­ строении прогностической модели. Естественно, каждое лицо, принимающее решение, не может быть обеспечено персональной электронно-вычислительной машиной высо­ кого класса. Однако в последнее время созданы ЭВМ, в которых реализован режим разделения времени, что открывает возможность использования ЭВМ высокого класса одновременно рядом лиц (при полной иллюзии, что машина обслуживает каждого из них не в ущерб другому). Этот же принцип разделения времени откры-

188