Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системное статистическое мышление. Сложные системы и статистическое мышление. Учебное пособие
.pdf
дробленностью современной науки, собралась, чтобы объединить
в некоторой области свои специальные знания. Они посвятили себя
изучению управления и связи, тщательно следя за тем, чтобы ни одна
из наук, ни одна из работ, имеющих отношение к этой области,
не осталась без внимания. Но нельзя объять необъятное.
Рассмотрим подробнее книгу [7]. Как и говорили ранее, в ней, на
наш взгляд, лу
чше всего изложены суть и назначение кибернетики.
Потому позволим себе привести здесь некоторые важные в этом плане моменты. Как уже известно, объект кибернетики – это системы,
т.е. любые комплексы динамически связанных элементов. Систему
можно описать языком логических формул, а изменение состояний
системы – в виде преобр
азования этих формул1. Таким образом можно получить модель и набор правил – алгоритм, определяющий изменение состояния. Управление – неотъемлемое свойство любой
системы. Под системой в [7] подразумевается взаимосвязь самых
различных элементов. Но в случае отсутствия взаимосвязей система
как таковая тоже отсутствует.
Ст. Бир дает свою классификацию систем, которую называет про-
извольной. Она очень удобна, потому и мы ее здес
ь приведем, хотя
в начале работы данная классификация уже приводилась, так как она
встречается в [46]. Удобнее всего это сделать в виде таблицы
(табл. 4.1).
Таблица 4.1
Произвольная классификация систем Ст. Бира
Степень случайности
Простая Простые детерминиро-
Сложная Сложные детермини-
Очень сложная Пустой класс
2
Очень сложная система по определению не может быть детерминированной
детерминированная вероятностная
ванные системы
рованные системы
Степень сложности
Простые вероятностные
вероятностные
2
Очень сложные
вероятностные системы
системы
Сложные
системы
Нас интересуют очень сложные вероятностные системы, но для
их понимания нам иногда придется обращаться и к другим видам
систем.
–––––––
1
Это не всегда можно реализовать на практике.
51
Кроме двух этих свойств (сложность и вероятностность) у систем
Бира есть еще одно свойство – гомеостатичность (идея гемостаза принадлежит Эшби), что значит способность саморегулироваться. Именно
такие системы Бир и называет кибернетическими, что, как мы уже заметили, не совсем сходится с общепринятым устоявшимся определением.
А управлять такой системой может только такое уст
ройство (читай:
система управления), которое обладает достаточным разнообразием.
Ст. Бир считает, и с ним можно согласиться, что новые открытия науки
подтверждают то, что имеются универсальные принципы, которым
подчиняются различные процессы в разных системах вне зависимости
от того, к какой области науки человечество их отнесло.
Но что нужно науке для того, чтобы она могла быть на
звана тако-
вой? Ст. Бир определил три необходимых и достаточных аспекта:
1) теорию, или «чистый» аспект;
2) описательный аспект, или рабочий метод;
3) «прикладной» аспект, т.е. практическое использование теории
и метода в их сочетании.
Все эти аспекты присущи кибернетике. Потому ее нельзя не при-
знать наукой.
Что касается проектирования, то в [7
] приводится утверждение о
том, что кибернетик не обязательно должен понимать механизм и
результаты работы, созданной им машины и, более того, не должен
уметь детально проектировать ее. Также нам неоднократно доводилось сталкиваться с тем, что Ст. Бир – автор кривой десятикратного
увеличения затрат (рис. 4.1). Но ни в [7] и [8], ни даже в [9
] и [10]
подтверждения этому нам найти не удалось. Но это не значит, что
это не так: может быть мы невнимательно читали, а может быть эта
зависимость приведена Ст. Биром где-то еще.
52
Затраты
Рис. 4.1. Кривая десятикратного увеличения затрат
Теперь рассмотрим книгу [51], которую написал Росс Эшби. Эта
книга – прекрасный учебник. Здесь помимо изложения основных понятий кибернетики, приводятся ясные и однозначные разъяснения
таких понятий, как обратная связь, устойчивость, регулирование и
кодирование. В книге огромное количество задач, позволяющих не
только закрепить прочитанное, но и научиться применять полученные знания на практике. Росс Эшби, как психолог по профессии,
в качестве основной очень сл
ожной системы рассматривает человеческий мозг. Надо все же отметить и то, что уже в этой книге содержатся предпосылки того, что одним из главных направлений развития кибернетики станет создание искусственного интеллекта, которому человечество могло бы передать некоторые функции по уп
равлению и принятию решений. На основе идей Эшби была написана
книга [47], которая по сути есть перевод другой его книги [52].
Еще одним учебником кибернетики с компьютерно-роботным уклоном служит [20]. Автор считает, что прикладная область кибернетики – это вопросы создания искусственного интеллекта, потому и
подробно излагает историю становления и создания компь
ютеров и
роботов. Так как книга написана в 1977 г., а переведена на русский в
1984 г., то можно сделать вывод о том, что за менее чем 30-летний
период существования кибернетики направление ее развития сузилось до компьютеров и искусственного интеллекта.
Кибернетика «неожиданно» появилась и стремительно развива-
лась. В период с 60-х по 80-е годы прошлого столетия она (ки
бернетика) стала прикладной наукой. Подтверждением этому служат замечательная книга основателя системной динамики Дж. Форрестера
[45] и книга немецкого экономиста Эртли-Каякоба [50]. Обе книги
переведены на русский язык. К ним можно добавить [42].
На пике популярности кибернетики проводилось множество кон-
ференций и семинаров по кибернети
ке и входящим в нее направлениям науки [17, 23, 36, 37], выпускались периодические издания и
сборники [14, 26, 29, 34, 43].
Насколько популярна наука, можно судить по тому, какое количество словарей и энциклопедий по ней имеется. К [48] и [49] мы уже
обращались. О том, что перевод английской литературы был одним
из важных источников получения знаний в области кибернетики, говорит наличие ан
глийского частотного словаря [1]. В нем приведены
3256 слов, встречающихся в литературе по кибернетике. Частота использования таких слов как system – 526 раз, cybernetics – 6 раз,
53
control – 113 раз, management – 7 раз. И еще одним словарем, кото-
рый по сути можно назвать, как минимум, справочником, является
[41], в которой содержится более 2000 статей.
Кибернетика применялась везде. Приведем лишь некоторые при-
меры:
– в биологии и медицине [4–6, 16, 23, 24 и 35], где прежде всего
рассматривается возможность автоматизации обследования больных,
упрощения вторичных функций (очереди, выписывание больничных
листов и т.д.), а та
кже применение математического моделирования
для исследования и предсказания развития болезней;
– в транспортной отрасли [26], где приведены научные труды
по применению кибернетики на железнодорожном транспорте;
– в горнодобывающей отрасли [31, 32]
– и даже в криминалистике и уголовном делопроизводстве [25],
где обсуждается возможность применения кибернетики
при расследовании преступлений и производстве судебных экспертиз и приведены примеры моделирования психической деят
ельности.
Привести здесь полный список литературы по кибернетике
не представляется возможным. Только в Российской государственной библиотеке содержится более 20 000 наименований. Тем, кто
желает все же подробнее ознакомиться с литературой по кибернетике советского периода, рекомендуем обратиться к [19] и [30]. В первой даются аннотации выпущенных на тот мом
ент (1979) книг по
кибернетике, предназначенные для первого с ней знакомства, а во
второй – содержатся указания более, чем на 1200 работ по вопросам
кибернетики в СССР к 1983 г. Книга [30] прекрасно подходит для
поиска литературы и составления обзоров по кибернетике.
Кибернетика имеет отношение и к популярной нынче науке –
«нанотехнологии» [39]. Не будет ошибкой счит
ать, что нанотехноло-
гия есть одно из направлений развития кибернетики.
Особое место занимает философская сторона кибернетики. Помимо книг, которые были опубликованы на этапе формирования
науки, этими вопросами задавались многие ученые. По сути, в каждой книге, где затрагиваются основы кибернетики, ее философская
сторона рассматривается. Отдельно и подробно то, как взаимодейству
ют и влияют друг на друга философия и кибернетика, рассмотрено
в [27] и относительно новой книге [40].
Кибернетика как наука и дисциплина изучалась почти во всех
технических вузах страны. Учебных пособий и литературы великое
54
множество. Приведем лишь некоторые: [15, 22, 33, 21]. Даже этих
примеров достаточно для того чтобы понять, что кибернетика изучалась по всему Советскому Союзу.
В [28] подводятся первые итоги развития кибернетики в стране и
мире. Выводы говорят сами за себя. Ведущие ученые задаются вопросами компьютеризации и автоматизации, о том, на что способен
искусственный интеллект. Об электр
онно-вычислительных машинах
и достижениях на тот момент можно узнать из [44]. А что касается
того, каким видели будущее кибернетики, говорится также и в [18],
но, как мы прекрасно понимаем, будущее сегодня совсем не такое,
каким оно казалось раньше.
В итоге кибернетика из науки об управлении сложными система-
ми сначала превратилась в науку об автомати
зации и искусственном
интеллекте, а позже и вовсе распалась на множество отдельных наук,
хотя изначально задумывалась как комплексная наука, которая соберет все, что имеет отношение к управлению. Увы – этого не случилось. Пока.
Что касается методов статистического мышления и их места
в кибернетике, то, как и ранее, прямых доказательст
в применения
методов статистического мышления кибернетиками нам обнаружить
не удалось. Но в то же время стоит отметить тот факт, что многие
статистические пакеты (такие, как SPSS, Minitab) содержат контрольные карты Шухарта, гистограммы и т. д. Это, конечно, косвенно связано с нынешним этапом развития и существования кибернетики, но нам бы хотелось, чтоб
ы роль как статистического мышления, так и кибернетики была иной – такой, какой она изначально задумывалась.
55
Библиографический список
1. Английский частотный словарь по кибернетике / Под ред.
М.М. Глушко. М.: Изд-во МГУ, 1982. 103 с.
2. Берг А.И. Кибернетика и надежность. М.: Знание, 1963. Сер.
«Новое в жизни, науке и технике» 32 с.
3. Берг А.И. Кибернетика – наука об оптимальном управлении.
М.-Л.: Энергия, 1964. 64 с.
4. Биологическая и медицинская кибернетика: Сб. нау
ч. тр. / Под
ред. Н.М. Амосова и др. Киев: Ин-т кибернетики им. В.М. Глушкова
АН СССР, 1985. 95 с.
5. Биомедицинская кибернетика: Сб. науч. тр./Под ред.
Н.М. Амосова и др. Киев: Ин-т кибернетики им. В. М. Глушкова
1989. 104 с.
6. Бионика и биомедкибернетика – 85. Медицинская кибернетика:
Тезисы докл. Всесоюз. кон
ф. Л.: РГМУ, 1986. 230 с.
7. Бир С. Кибернетика и управление производством / Пер. с англ.
М.: Наука, 1965. 392 с.
8. Бир С. Кибернетика и менеджмент: Пер. с англ. / Под ред.
А. Б. Челюсткина. Предисл. Л. Н. Отоцкого. Изд. 2-е. М.: КомКнига,
2006. 280 с.
9. Бир С. Мозг фирмы: Пер. с англ. / Предисловие Л. Н. Отоц
кого.
Изд. 3-е. М.: ЛИБРИКОМ, 2009. 416 с.
10. Бир С. Наука управления / Пер. с англ. с предисл.
С. В. Емельянова. Изд. 3-е. М.: Изд-во ЛКИ, 2010. 112 с.
11. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и
машине. / Пер. с англ. И.В. Соловьева под ред. Г.Н. Поварова.
М.: Советское радио, 19
58. 116 с.
12. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и
машине. / Пер. с англ. И. В. Соловьева и Г. Н. Поварова под ред.
Г.Н. Поварова. 2-е изд. М.: Наука, 1983. 340 с.
13. Винер Н. Кибернетика и общество / Пер. Е.Г. Панфилова под
ред. И с предисловием Э.Я Кольмана. М.: Изд-во иностр. литер.,
1958. 200 с.
14. Вопросы кибернетики. Моделирование сложных систем и вир-
туальная реальность / Под ред. Ю.М. Баяковского и А.Н. Томилина.
М.: РАН, Науч. совет по компл. проблеме «Кибернетика», 1995.
210 с.
56
15. Воробьев Г.Г. Кибернетика стучится в школу. М.: Молодая
гвардия, 1986. 206 с.
16. Воробьев Е.И. Китов А.И. Медицинская кибернетика. М.: Ра-
дио и связь, 1983. 240 с.
17. Вычислительные методы кибернетики: Сб. науч. тр. Киев: ИК
АН УССР, 1982. 75 с.
18. Гелднер К. Кибернетика и ее будущее / Пер. с нем. М.: Радио и
связь, 1983. 96 с.
19. Гришина Г.И. Кибер
нетика – наука об оптимальном управле-
нии: Рекоменд. указатель литературы для молодежи. М.: Книга, 1979.
60 с.
20. Джордж Ф. Основы кибернетики. Пер. с англ. под ред.
А.Л. Горелика. М.: Радио и связь, 1984. 272 с.
21. Джугели Э.П., Вепхвадзе А.А. Кибернетика и проблемы обу-
чения. Тбилиси: Мецниереба, 1981. 117 с.
22. Евтихиев Н.Н., Ку
зьмин В.И. Кибернетика развития систем:
Учеб. пособие. М.: МИРЭА, 1982. 236 с.
23. Избранные труды: Кибернетика функциональных систем / Под
ред. К.В. Судакова. Сост. В.А. Макаров. М.: Медицина, 1998. 400 с.
24. Минцер О.П., Кнышов Г.В., Цыганий А.А. Кибернетика в сер-
дечной хирургии. Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1984.
140 с.
25. В.И. Гончаренко. Кибернетика в уголовном судопроизводстве:
Учеб. пособие Киев: КГУ, 1984. 52 c.
26. Кибернетика и транспорт. Кибернетика в проектировании и
управлении на железнодорожном транспорте / Отв. ред. И. Я. Аксенов, Б. дель Рио. М.: Наука, 1986. 296 с.
27. Кибернетика и философия. Взаимопроникновение идей и ме-
тодов. / Отв. ред. Н. А. Лицис. Рига: З
инатне, 1977. 143 с.
28. Кибернетика – неограниченные возможности и возможные ог-
раничения. Итоги развития. М.: Наука, 1979. 200 с.
29. Кибернетика – ожидания и результаты. Политехнические чте-
ния. Вып. 2. М.: Знание, 2002. 128 с.
30. Кибернетика. Указатель отечественных изданий / Отв. ред.
А.А. Панов Л.: АН СССР, 1983. 440 с.
31. Барский Л.А., Рубинштейн Ю.Б.Кибернетические методы в
обогащении полезных ископаемых. М.: Недра, 1970.
312 с.
32. Козловский Е.А., Питерский В.М., Комаров М.А. Кибернетика
в бурении. М.: Недра, 1982. 298 с.
57
33. Ладес В.И. Кибернетика в общественном производстве.
Минск: Общество «Знание», 1981. 19 с.
34. Математические методы кибернетики. Киев: Ин-т кибернетики, АН УССР, 1980. 92 с.
35 Медицинская и физиологическая кибернетика. Киев: Ин-т ки-
бернетики, 1980. 98 с.
36. Методы кибернетики и информационные технологии: Сб. науч. тр. / Под ред. А.М. Богомолова. Саратов: Изд-во СГУ, 199
4.
Вып. 1. 152 с.
37. Методы кибернетики и информационные технологии: Сб. науч. тр. / Под ред. Д. С. Черешкина. Саратов: ГосУНЦ «Колледж»,
1997. Вып. 2. 116 с.
38. Моисеев Н. Н. Люди и кибернетика. М.: Молодая гвардия,
1984. 224 с.
39. Френкель С.Я., Цыгельный И.М., Колупаев Б.С. Молекулярная
кибернетика. Львов: Свит, 1990. 168 с.
40. Редько В.Г. Эволю
ционная кибернетика. М.: Наука. 2001.
156 с.
41. Словарь по кибернетике / Под ред. В. С. Михалевича. 2-е изд.
Киев: Гл. ред. УСЭ. 1989. 751 с.
42. Терехов Л. Л. Кибернетика для экономистов. М.: Финансы и
статистика, 1983. 191 с.
43. Техническая кибернетика. Тбилиси: Мецниереба: Ин-т кибернетики АН ГССР, 1986. 103 с.
44. Физико-технологические вопросы кибернетики. Киев: Ин-т
кибернетики 197
9. 99 с.
45. Форрестер Дж. Основы кибернетики предприятия (индустри-
альная динамика) / Пер. с англ под ред. и с предисловием
Д.М. Гвишиани. М.: Прогресс, 1971. 340 с.
46. Холл А.Д. Опыт методологии для системотехники / Пер. с
англ. М.: Советское радио. 1975. 448 с.
47. Шкабара Е.А., Завилянский И.Я., Равикович С.Д. Кибернет
ика
и мозг. Киев: КГУ, 1961. 56 с.
48. Энциклопедия кибернетики. Том первый. Киев: Гл. ред. УСЭ:
1974. 608 с.
49. Энциклопедия кибернетики. Том второй. Киев: Гл. ред. УСЭ:
1974. 624 с.
58
50. Эртли-Каякоб П. Экономическая кибернетика на практике /
Сокр. пер. с нем. под ред. К. А. Багриновского. М.: Экономика, 1983.
160 с.
51. Эшби У.Р. Введение в кибернетику: Пер. с англ. под ред.
В.А. Успенского; предисл. А. Н. Колмогорова. Изд. 4-е. М.:
ЛИБРИКОМ, 2009. 432 с.
52. Эшби У.Р. Конструкция мозга. Происхождение адаптивного
поведен
ия. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. 397 с.
59
5. ИЗ ЧЕГО ЖЕ, ИЗ ЧЕГО ЖЕ, ИЗ ЧЕГО ЖЕ…
В этой части нашего обзора мы хотим подвести к общему знаменателю три направления, которые рассмотрели ранее: системотехнику, исследование операций и кибернетику. Каждая из них задумывалась как комплексная, обобщающая наука, включающая в себя множество наук, методов, подходов, инструментов и т.д. Даже пере
числить все, что в них входит, – непосильный труд. Причина в том, что в
разных источниках, разными авторами в зависимости от области
применения и особенностей решаемых задач арсенал той или иной
науки видоизменялся: иногда просто дополнялся чем-то, порой происходили замены на более эффективные в данных ус
ловиях способы
решения подобных задач, а часто и вовсе в перечень требуемого инструментария попадали совершенно новые, ранее неиспользованные
подходы. Еще одна сложность обусловлена тем, что те элементы,
которые включались в перечень составных науки, в свою очередь
состоят из немалого числа элементов. И наконец, третья сложность:
мир так и не пришел к соглас
ию относительно того, что есть что, и
как эти науки между собой взаимосвязаны. Одни авторы ставили
знак равенства между двумя из них. Например, Морз и Кимбел [37]
считали, что системотехника – это то же самое, что исследование
операций, но применяемое в области связи и телекоммуникаций,
а Ст. Бир [12] говорил, что исследование операций и кибер
нетика –
взаимно дополняют друг друга. Есть ряд работ, где в зависимости
от специализации автора одна из наук называется элементом другой
или предлагаются комбинации из двух этих направлений. Но нам ни
разу не удалось встретиться с такой работой, где говорилось бы о
трех науках одновременно. Разве что в предисловиях к переведенным на ру
сский язык книгам, например, в книге [24], но и там сказа-
но, что эти науки – новые направления техники.
Наше мнение об этом кратко можно изложить следующим образом. Системотехника определяет методы и способы наиболее эффективной организации процесса создания (проектирования и сооружения) сложных систем. С точки зрения воз
можности повлиять
на конечный результат и изменить будущее этой системы – это самый важный этап жизненного цикла сложной системы.
Исследование операций решает задачи совершенствования как отдельных элементов, так и самих сложных систем в целом. При этом
задача создания новой системы, как правило, не ставится. Исследо-
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]