Текст книги "Законы и закономерности развития систем. Книга 4"

23.2. Закономерность увеличения степени вепольности

Закономерность увеличения степени вепольности заключается в том, что любая система в своем развитии стремится стать более вепольной, т. е. должна повышаться степень вепольности.

Ниже будет представлена закономерность увеличения степени вепольности в усовершенствованном автором виде.

Закономерность включает тенденции, описывающие последовательность изменения структуры и элементов (веществ и полей) веполей с целью получения более управляемых технических систем, т. е. более идеальных систем. При этом в процессе изменения необходимо осуществлять согласование веществ, полей и структуры.

Общая тенденция развития веполей (рис. 23.2) представляет собой переходы: от невепольной системы к простому веполю; на следующем этапе происходит изменение и последующее согласование веществ и полей; затем изменение структуры веполя; и, в конце концов, переход к форсированному веполю.

Форсированный – это максимально управляемый веполь.

Таким образом, в тенденциях развития веполей можно выделить тенденцию построения веполей. Другие тенденции вепольного анализа рассматривают преобразование веполей с целью повышения эффективности технических систем или ликвидации в них вредных связей. Они являются следствием закона увеличения степени вепольности технических систем. При преобразовании в веполях могут изменяться составляющие (вещества и поля) и структура. Эти изменения могут осуществляться частично или полностью, в пространстве и во времени.

Общая тенденция представлена на рис. 23.2—23.6.

Рис. 23.2.Общая тенденция развития веполей

Рис. 23.3.Тенденция изменения структуры веполя

Рис. 23.4.Тенденция изменения комплексного веполя

Рис. 23.5.Тенденция изменения сложного веполя

Рис. 23.6.Тенденция изменения форсированного веполя

Первая тенденция развития веполей – достройка (построение) веполей, т. е. переход от невопольной к вепольной системе. В результате получаем простой веполь (рис. 23.2).

Изменение веществ (В) и полей (П) начинается с подбора или вещества «отзывчивого» на имеющееся поле или поля «отзывчивого» на имеющееся вещество или «отзывчивой» пары (вещество-поле). Подбирая «отзывчивые» вещества и поля мы осуществляем их согласование.

Приведем примеры «отзывчивых» веществ и полей.

1. Ферромагнитное вещество отзывчиво на магнитное поле.

2. Пьезовещество отзывчиво на давление, колебание, вибрацию (механическое поле).

3. Материал с памятью формы отзывчив на тепловое поле.

4. Флуоресцентные и фоточувствительные вещества отзывчивы на оптическое поле.

5. Жидкие кристаллы отзывчивы на электрическое и тепловое поле и т. д.

Практически после построения веполя целесообразно подобрать другие, более подходящие вещества или поля, и после их замены согласовать вновь введенные вещества с имеющимися элементами.

Иногда этого достаточно для повышения эффективности системы.

Дальнейшее развитие системы идет путем изменения структуры и использования форсированных веполей. После каждого изменения необходимо делать согласование.

Рассмотрим более подробно отдельные тенденции построения и развития веполей.

Тенденция изменения структуры веполя (рис. 23.3) представляет собой переход от простого веполя к комплексному и от комплексного к сложному веполю. Это осуществляется в первую очередь за счет увеличения числа связей между элементами и их количества.

В свою очередь тенденция развития комплексного веполя (рис. 23.4) представляет собой переход от внутреннего комплексного веполя к внешнему комплексному веполю и к комплексному веполю на внешней среде.

Эта тенденция обусловлена, прежде всего, тем, что добавки значительно легче вводить не внутрь системы, а прикреплять ее снаружи или еще легче вводить в окружающую среду. Кроме того, такую добавку легко удалить или заменить при необходимости.

Тенденция развития сложного веполя (рис. 23.5) представляет собой переход от цепного веполяк двойному и смешанному веполям.

Наивысшим этапом повышения управляемости веполей является переход к форсированным веполям (рис. 23.6). Форсировать можно вещество, поле и структуру.

Форсирование вещества подчиняется закономерности изменения управления веществом (рис. 23.6).

Напомним, что закономерность изменения управляемости вещества осуществляется тенденциями (рис. 23.7):

– использование «умных» веществ;

– изменение концентрации вещества;

– изменение степени дробления;

– изменение количества степеней свободы;

– переход к капиллярно пористым материалам (КПМ).

Рис. 23.7.Схема закономерности изменения управляемости вещества

Форсирование поля подчиняется закономерности изменения управляемости энергии и информации (рис. 23.8).

Изменение управляемости энергией и информацией осуществляется за счет тенденций (рис. 23.8):

● изменение концентрации:

– энергии;

– информации;

● переход к более управляемым полям:

– замена вида поля;

– переход к моно-, би-, полиполям;

– динамизация полей.

Рис. 23.8. Закономерность изменения управляемости энергией и информацией

Форсирование структуры веполя подчиняется закономерности изменения структуры веполя (рис. 23.3) с учетом форсированных веществ и форсированных полей.

Рассмотрим общую схему закона увеличения степени вепольности (рис. 23.9).

23.3. ОБЩАЯ СХЕМА ЗАКОНА УВЕЛИЧЕНИЯ СТЕПЕНИ ВЕПОЛЬНОСТИ

Рис. 23.9. Общая схема закона увеличения степени вепольности

23.4. Уменьшение степени вепольности

Закономерность уменьшения степени вепольности нацелена на использование монолитного вещества и простейших полей, например, гравитационного или механического.

Это могут быть объекты, состоящие или только их одного вещества или только из одного поля.

Прежде всего, это может относиться к простейшим вещам, состоящим из одной детали. Например, предметы, отлитые из пластмассы или металла, сделанные из единого (монолитного) куска материала или использование ресурсов природы, как в виде веществ, так и в виде поля (энергии и информации).

В качестве примеров можно назвать предметы домашнего обихода, например, вешалки для белья, кухонные приборы, некоторые инструменты, одноразовые предметы и т. д.

23.5. Вепольный анализ для информационных систем

В информационных системах и особенно в программировании не существует веществ и полей.

В связи с этим вещество (В) мы переименовали в элемент и обозначили буквой Э, или на английском буквой E (Element), поле —действие и обозначили Д, или на английском буквой A (Action). Тогда веполь мы будем называть ЭлД или на английскомEl-Action.

Закономерность увеличения степени ЭлДа (El-Action) представлен на рис. 23.10 —23.13.

Рис. 23.10.Общая тенденция развития ЭлД (El-Action)

Рис. 23.11.Тенденция изменения структуры ЭлД (El-Action)

Рис. 23.12. Тенденция изменения комплексного ЭлД (El-Action)

Рис. 23.13.Тенденция изменения форсированного ЭлД (El-Action)

23.6. Новый подход к вепольному анализу

23.6.1. Новая структура веполя

Общие понятия

Вводится новая структура веполя или ЭлД (на английском El-Action). Кроме элементов и действий, вводится еще один компонент – знание.

Новая структура включает «элемент (Эл), на английском Element (E)», «действие (Д), на английском Action (A)», и «знания (З), на английском Knowledge (K)».

Модель, включающую элемент, действие и знание, будем называть ЭлДЗ (на английском EAK). Методику анализа и преобразования ЭлДЗ будем назвать ЭлДЗ анализ.

Возможны следующие этапы учета знаний (З) в системе.

1. Знания вне системы. Не ЭлДЗ система.

2. Частичные знания водятся при проектировании системы. Остальные необходимые знания находятся вне системы (в надсистеме).

3. Все необходимые знания вводятся в систему. Управление знаниями находится вне системы (в надсистеме).

4. Управление знаниями осуществляется в системе.

Пример 23.1. Сверление отверстия

Необходимо просверлить отверстие в детали.

1. Знания (З) вне системы.

Сверлят вручную. Действие (Д) – это вращение. Оно действует на элемент (Э) – сверло. Знания (З) вне системы. Они находятся у рабочего. Он знает, где необходимо просверлить отверстие и как его сверлить.

2. Частичные знания в системе.

Делается специальное приспособление (кондуктор) для сверления отверстия. Рабочему не нужно не только делать разметку места сверления, но и кернить. Эти знания уже заложены в систему в виде приспособления.

Знание (З) управляет действием (Д), которое воздействует на элемент (Э). Знания, как делать отверстие (технология изготовления) – вне системы (у рабочего). Пунктирная стрелка обозначает, что используется частичные знания.

3. Все знания о процессе в системе.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) имеют все необходимые знания для осуществления технологии изготовления изделия. Управление этими знаниями – программирование – вне системы. Управление знаниями выполняются оператором.

4. Управление знаниями осуществляется в системе.

Программирование (З₂ – знание, управляющее знаниями З₁) должно осуществляться в самом станке. Это следующий этап развития.

Этапы 2 – 4 (частичные знания в системе, все знания о процессе в системе, управление знаниями осуществляется в системе) могут быть в общем виде описаны более сложными схемами, чем модели (23.2) – (23.4).

Элемент (Э) может первоначально содержать какие-то знания (З). Для управления элементом (Э), часто необходимо знание (З) о его состоянии. Это знание учитывается при проектировании, заранее подстраивая действие под данное состояние. При работе системы не учитывается изменение состояния элемента. Действие всегда одинаково.

Тогда модель (23.2) можно представить так:

где З₁ – знание о состоянии элемента Э. Это знание З₁ изменяет действие Д в зависимости от состояния элемента Э. Пунктирные стрелки означают, что знание о состоянии элемента введено заранее.

На этапе 3, если состояние элемента (Э) контролируется, т. е. система постоянно получает информацию о состоянии элемента, то модель (23.3) может быть представлена так:

Этот случай характерен для любых самонастраивающихся систем.

Пример 23.2. Самонаводящаяся ракета

С помощью головки самонаведения, расположенной в носовой части ракеты, получаются данные о координатах цели, направлении и скорости ее передвижения.

Эти данные передаются в систему автоматического управления ракетой, которая направляет ракету в нужном направлении и с нужной скоростью.

Этап 4 при контролировании состояния элемента (Э) может быть представлен, например, так:

где

З₁ – знание, управляющее действием (Д);

З₂ – знание о состоянии элемента (Э);

З₃ – знание, управляющее знаниями (З₁).

Пример 23.3. Самонаводящаяся ракета

В примере 23.2 с самонаводящейся ракетой З₃ может представлять собой, например, изменение цели, отмену действия или самоуничтожение и т. д.

Пример 23.4. Изготовления шоколада

Рассмотрим процесс изготовления шоколада.

1. Знания (З) вне системы.

Сначала процесс осуществлялся человеком вручную. Он знал весь процесс. Выбирал необходимые бобы какао, жарил их и молол до нужной консистенции. Таким образом, знания о процессе изготовления шоколада были только в голове работника, т. е. знания не присутствовали в системе.

2. Частичные знания в системе.

На следующем этапе делались простейшие механизмы и машины. Они уже включали определенные знания, например, как размельчать бобы какао, – была создана мельница. Это этап частичного включения знаний в систему. Далее процесс все более автоматизировался. В систему вносили все большие знания.

3. Все знания о процессе в системе.

Создали полностью автоматизированную систему. В систему внесли все необходимые знания для изготовления определенного вида шоколада.

4. Управление знаниями осуществляется в системе.

На следующем этапе в систему изготовления шоколада необходимо ввести управление знаниями изготовления шоколада.

Например, система будет адаптироваться и изменять процесс для различных сортов какао и конкретно под бобы, имеющиеся в системе. Система будет изучать процесс изготовления шоколада и улучшать его. Система будет сама перестраиваться под различные сорта шоколада. Система будет создавать новые рецепты шоколада и саморазвиваться. Система будет создавать подобные себе системы.

Учет знаний и закономерностей их развития – это современные тенденции развития техники. Особенно важно их учитывать при развитии информационных технологий.

Часто веполь изображают в виде треугольника. Аналогично можно представить и ЭлД. Тогда ЭлДЗ в общем виде можно изобразить так:

Учет знаний и закономерностей их развития – это современные тенденции развития техники. Особенно важно их учитывать при развитии информационных технологий.

Часто веполь изображают в виде треугольника. Аналогично можно представить и ЭлД. Тогда ЭлДЗ в общем виде можно изобразить так:

Таким образом, вепольный и ЭлД анализ являются частными случаями ЭлДЗ анализа, при условии, что знания не учитываются или не рассматриваются при анализе и синтезе системы.

Для полноты картины необходимо учитывать изменения элементов (Э), действий (Д) и знаний (З) во времени, т. е. их динамизацию. Схематично это изобразим в виде стрелки с буквой t (время).

23.6.2. Параметрический анализ

Для полноты картины необходим учет всех параметров составляющих компонентов (элемента, действия и знаний).

Данные об элементе

В качестве данных об элементе можно рассматривать:

1. Структуру;

2. Свойства;

3. Изменения во времени.

Структура элемента

Под структурой элемента понимается:

– Внутреннее строение и/или состав;

– Форма;

– Агрегатное состояние с учетом цепочки дробления (рис. 24.5).

Структура зависит от самого элемента.

Пример 23.5. Структура технической системы

Для технических элементов это может быть, например, конструкция (устройство) элемента, его состав (пластмасса, металл, «умное» вещество, например, материал с эффектом памяти формы, чип и т. д.). Форма элемента и его агрегатное состояние (твердый, жидкий, газообразный, плазма).

Пример 23.6. Структура организационной системы

Для организационных систем, например, структура компании или подразделения.

Пример 23.7. Структура бизнес-системы

Для бизнес-системы, например, структура и состав бизнеса, какой-то сделки и т. д.

Пример 23.8. Структура информационной системы

Для информационных систем – это может быть структура элемента, вид информации и ее параметры и т. д.

Свойства элемента

Описываются все свойства и параметры элемента.

Это могут быть:

– технические свойства, включая вес и габариты;

– экономические характеристики;

– эстетические характеристики;

– эргономические характеристики;

– экологические характеристики;

– психологические характеристики;

– и т. п.

Изменения во времени

Учитывает изменяется ли элемент во времени и характеристики изменения, т. е. элемент динамичный или статичный и характеристики динамичности.

Данные о действии

В качестве данных об элементе можно рассматривать:

1. Вид действия;

2. Градиент действия (grad Д).

Вид действия

Любое действие, воздействие и взаимодействие любой природы:

1. Потоки:

– вещества;

– поля;

– информации.

2. Силы;

3. Энергия;

4. и т. д.

Градиент действия

Градие́нт (от лат. gradiens, род. падеж gradientis – шагающий, растущий) – вектор, своим направлением указывающий направление наибольшего возрастания некоторой величины ψ, значение которой меняется от одной точки пространства к другой (скалярного поля), а по величине (модулю) равный скорости роста этой величины в этом направлении1414
  Градиент – Материал из Википедии.


[Закрыть].

Градиент – вектор, своим направлением указывающий направление наискорейшего возрастания некоторой величины ψ. Другими словами, направление градиента есть направление наибыстрейшего возрастания функции1515
  Градиент функции. URL: https://math.semestr.ru/math/gradient.php.


[Закрыть].

Учитывая, что величина, с которой мы имеем дело, – это действие (Д), формулу (23.10) можно представить

Таким образом, для действия указывается его:

– направление:

– сила;

– скорость.

В некоторых случаях нужно указывать более высокие производные и интеграл действия.

Данные о знании

Сначала дадим некоторые определения1616
  Знание (в информатике). URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/929992.


[Закрыть].

Знание – форма существования и систематизации результатов познавательной деятельности человека. Выделяют различные виды знания: научное, обыденное (здравый смысл), интуитивное, религиозное и др. Обыденное знание служит основой ориентации человека в окружающем мире, основой его повседневного поведения и предвидения, но обычно содержит ошибки, противоречия. Научному знанию присущи логическая обоснованность, доказательность, воспроизводимость результатов, проверяемость, стремление к устранению ошибок и преодолению противоречий.

Знание – субъективный образ объективной реальности, то есть адекватное отражение внешнего и внутреннего мира в сознании человека в форме представлений, понятий, суждений, теорий.

Знание в широком смысле – совокупность понятий, теоретических построений и представлений.

Отличительные характеристики знания все еще являются предметом неопределенности в философии. Согласно большинству мыслителей, для того чтобы нечто считалось знанием, это нечто должно удовлетворять трем критериям:

– быть подтверждаемым;

– быть истинным;

– заслуживающим доверия.

В качестве данных о знаниях можно рассматривать:

1. Структуру;

2. Свойства;

3. Изменения во времени.

Структура знаний

Под структурой знаний мы понимаем:

1. Вид знания

2. Составные части знания и их взаимодействия.

Свойства знаний

Под свойствами знаний мы понимаем то, что могут дать эти знания.

Изменения во времени

Знания могут быть:

1. неизменными;

2. меняющимися, например адаптирующимися.

23.6.3. Закономерности развития ЭлДЗа

Развитие ЭлДЗа осуществляется по закону, подобному закону увеличения степени вепольности (рис. 23.2 – 23.6). Общая тенденция развития ЭлДЗа представлена на рис. 23.14.

Рис. 23.14. Общая тенденция развития ЭлДЗа

Тенденцию развития ЭлДЗа начнем рассматривать с этапа, когда в систему еще не введены знания (З). Это предшествующий этап – развития ЭлДа (рис. 23.15—23.17). Такой этап мы условно назвали не ЭлДЗ система.

Простой ЭлДЗ – это этап введения в систему знания (З). Следующий этап увеличения управляемости системы – это изменение и согласование элементов (Э), действий (Д) и знаний (З). Согласование означает, что необходимо, чтобы действие (Д) отзывалось на знания (З), элемент (Э) отзывался на действие (Д), а знание воспринимало изменение состояния элементов (Э) и действий (Д), управляя ими.

Структура ЭлДЗ отличается от структур, изображенных на рис. 23.3—23.5, тем, что дополнительно вводится знание (З).

Изменение структуры означает, что для каждой из структур, изображенных на рис. 23.4 и 23.5, дополнительно вводится знание (З). Схема изменения структуры ЭлДЗ показана на рис. 23.15 и 23.16.

Рис. 23.15. Тенденция изменения структуры ЭлДЗа

Рис. 23.16.Тенденция изменения комплексного ЭлДЗа

Следующий этап – форсированный ЭлДЗ. Форсирование означает увеличение степени управляемости. Форсированный ЭлДЗ предусматривает форсирование элемента (Э), действия (Д), знаний (З) и структуры.

Рис. 23.17.Тенденция изменения форсированного

Закономерности увеличения управляемости элемента и действия, а также закономерности развития знаний будут изложены ниже.

23.6.4. Закономерность управления элементом

Закономерность управления элементом аналогична закономерности изменения управляемости веществом (глава 24). Она представлена на рис. 23.18.

Рис. 23.18. Структура закономерностей эволюции систем

Управление элементом аналогично управлению веществом, которое будет изложено в главе 24.

Закономерность перехода к КПМ не характерна для информационных систем, поэтому она не учитывается.

Закономерность изменения степени дробления рассматривается в общем виде, без цепочки, представленной на рис. 24.5. Элементы могут быть раздроблены и иметь жесткие или гибкие связи между собой.

Под пустотностью, понимается оставление «пустых» мест (например, в программе), которые заполняются в процессе разработки или работы.

23.6.5. Закономерности управления действием

Закономерность управления действием аналогична закономерности изменения управляемости энергией и информацией (глава 25). Она представлена на рис. 23.19.

Рис. 23.19. Закономерность управления действиями

Закономерность заключается в том, что любая система в своем развитии стремится изменить насыщенность действий в необходимый момент в нужном месте.

Механизмы насыщения действий аналогичны механизмам энергетического и информационного насыщения, которые, прежде всего, относятся к рабочему органу (см. рис. 23.20—23.21).

Рис. 23.20. Тенденция замены вида действия

Рис. 23.21. Тенденция перехода моно-, би-, полидействия

23.6.5. Закономерности развития знаний

Общие представления

Нами выявлены следующие закономерности развития знаний:

– Расширение – сжатие.

– Дифференциация – специализация.

– Комбинация известных знаний и интеграция.

– Интеллектуализация.

Расширение – сжатие (свертывание)

Тенденцию «расширение – сжатие» можно продемонстрировать на примере развития различных теорий.

Пример 23.9. Развитие теории электромагнитного взаимодействия

Первоначально электричество и магнетизм считались двумя отдельными силами. Затем многие ученые замечали связь электрических и магнитных явлений. Первым из них был Джованни Доменико Романьози (1802 г). Далее свой вклад внесли Ганс Христиан Эрстед, Доминика Франсуа Араго, Жан-Батисто Био, Фелекс Савару, Андре-Мари Ампер, Макл Фарадей (1820 г.) Это этапы расширения знаний.

Джеймс Максвелл в 1873 г. свел их воедино, создав классическую электродинамику. Это этап сжатия знаний.

Еще одним примером может служить развитие теории гравитации.

Пример 23.10. Развитие теории гравитации

Опишем только некоторые из шагов развития теории гравитации.

Первый вклад внес древнегреческий астроном Клавдий Птолемей (87—165) разработав геоцентрическую модель мира (центральное положение во Вселенной занимает неподвижная Земля).

Коперник (1473—1543) изучал небесные тела в течение 40 лет (этап расширения знаний). В 1543 г. была опубликована его книга «О вращении небесных тел», где была описана гелиоцентрическая модель мира (Солнце является центром небесных тел).

Затем накопились данные дополняющие и противоречащие теоритическим знания Коперника (расхождение астрономических таблиц с наблюдениями) – это этап расширения. Уже теория Коперника не объясняла все имеющиеся дополнительные знания.

Гильберт (1540—1603) предположил, что силы тяготения подобны силе магнитов. Рене Декарт предположил, что тяготение создают вихри тонкой невидимой материи, а планеты подобны телам, попавшим в водяные воронки. Но строгий порядок в мысли о тяготении внес Иоганн Кеплер (1571—1630), который вывел количественные законы движения планет. Потом Галилей добавил закон инерции и принцип независимости действия сил. Роберт Гук (1635—1703) сделал практически первый эскиз закона: «Все небесные тела производят притяжение к их центрам, притягивая не только свои части, как мы это наблюдали на Земле, но и другие небесные тела, находящиеся в сфере их действия».

Следующий этап сделал Кеплер (1571—1630). Он вывел количественные законы движения планет. Его теория включала знания, описанные Коперником (вел три закона полностью объясняющие видимую неравномерность движения планет). Это этап сжатия.

Галилей добавил закон инерции и принцип независимости действия сил. Многие ученые высказывали предположения о силе притяжения. Это был этап расширения.

Самый значительный вклад в теорию гравитации внес Исаак Ньютон (1642—1727). Он учел знания Коперник, Кеплера и Галилея, открыл закон всемирного тяготения в 1666 году. Вывел формулу силы гравитационного притяжения. Это был этап сжатия. Дальнейшее накопление знаний (расширение) показало неточность теории Ньютона.

Очередной этап сжатия осуществил Эйнштейн в 1915 году, создав общую теорию относительности. Теория Ньютона, в полном согласии с принципом соответствия, оказалась приближением более общей теории, применимым при выполнении двух условий:

1. Гравитационный потенциал в исследуемой системе не слишком велик.

2. Скорости движения в этой системе незначительны по сравнению со скоростью света.

Далее снова стали накапливаться знания, не объясняемые теорией относительности, например, гравитационные процессы в квантовых масштабах. К настоящему времени проводятся исследования, но теория квантовой гравитации пока не создана.

Делаются попытки создать единую теорию поля. Пока это этап расширения знаний.

На этапе расширения знаний находится и «Теория всего (Theory of everything —TOE)». Это попытка создать теорию, описывающую все фундаментальные взаимодействия (гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого).

Дифференциация – специализация

От одной области науки отпочковываются наука, и она начинает самостоятельно развиваться.

Пример 23.11. Дифференциации и специализации науки

Первоначально физика была единой наукой. Затем появились отдельные науки механика, термодинамика, оптика, электродинамика, атомная физика и т. д. Механика разделилась на классическую механику, релятивистскую механику, механику сплошных сред. Последняя наука разделилась на гидромеханику, акустику и механику твердого тела. Каждый из разделов продолжает делиться и специализироваться дальше.

Комбинация известных знаний и интеграция

Новые знания образуются и соединением уже известных.

Например, были науки физика и химия. Затем появилась науки физическая химия и химическая физика.

Новые знания могут появляться путем комбинировании старых.

Знание «А» известно, знание «Б» тоже известно. Новое знание «В» получают соединением «А» и «Б»1717
  Альтшуллер Г. С. Как делаются открытия. Мысли о методике научной работы. – Баку, 1960. п. 20. http://www.altshuller.ru/triz/investigations1.asp.


[Закрыть].

Пример 23.12. Периодичность солнечных пятен

Периодичность солнечных пятен была давно известна, периодичность явлений в ионосфере – тоже; открытие состояло в том, что было найдено явление взаимосвязи между активностью солнечных пятен и функциями ионосферы.

Могут быть и более сложные варианты получение новых знаний: формула «А + Б» дает новое знание «В», затем «В + известное Г» дает новое знание «Д».

Пример 23.13. Периодичность солнечной активности

Периодичность в солнечной активности известна, периодичность в слипании коллоидов – тоже. Сначала установили взаимосвязь между этими явлениями. Затем полученное новое явление связали с известным явлением, состоящим в том, что тело человека – коллоидальная система. В итоге было открыто явление взаимосвязи некоторых процессов в организме с периодичностью солнечных пятен.

Обратный прием: исследование явления «А» с целью установления, что оно есть совокупность двух ранее неизвестных явлений «В» и «Б».

Пример 23.14. Радиоактивное излучение

Сначала было известно вообще радиоактивное излучение, затем – применяя магнитное поле – установили, что лучи радия – совокупность трех разных лучей. Так открыли явления альфа-, бета– и гамма-радиоактивности.

Другие схемы.

По аналогии. Есть группа явлений и, допустим, есть другая более или менее похожая на нее вторая группа явлений; тогда можно рассчитывать, что явлению «А» в первой группе соответствует еще не известное явление «А₁» во второй группе.

Подвергать сомнению самоочевидные и общепризнанные явления. На каждом этапе развития техники эксперимента полезно проверить, казалось бы, достоверные явления.

Исключение неуниверсального явления. Допустим, явление «А» хорошо объединяет ряд факторов, но не объясняет какого-то одного факта. Тогда есть смысл попытаться отказаться от явления «А» или заменить его частными явлениями. При этом существование границ между частными явлениями – само по себе новое явление.

Отыскание среди явлений взаимопротиворечивых. Такая противоречивость далеко не всегда очевидна.

Интеллектуализация

Переход от неуправляемых к управляемым знаниям происходит по следующей цепочке: адаптивные (самонастраивающиеся) знания, самообучаемые и самоорганизующиеся знания и, наконец, саморазвивающимся и самовоспроизводящимся знания.

На сегодняшний день имеются системы адаптирующиеся, самонастраивающиеся и самообучающиеся, способные адаптировать и накапливать знания в процессе обучения. Развитие искусственного интеллекта должно привести к получению саморазвивающимся и самовоспроизводящимся знаниям.

Эта закономерность – развитие знаний в будущем.

Пример 23.15. Процесс изготовления шоколада

Сначала процесс осуществлялся человеком вручную. Он знал весь процесс. Выбирал необходимые бобы какао, жарил их и молол их до нужной консистенции. Таким образом, знания о процесс изготовления шоколада были только в голове работника, т.е. знания не присутствовали в системе.

На следующем этапе делались простейшие механизмы и машины. Они уже включали определенные знания, например, как размельчать бобы какао – была создана мельница. Это этап частичного включения знаний в систему. Далее процесс все более автоматизировался. В систему вносили все большие знания.

Создали полностью автоматизированную систему. В систему внесли все необходимые знания для изготовления определенного вида шоколада.

На следующем этапе в систему изготовления шоколада необходимо ввести управление знаниями изготовления шоколада.

Например, система будет адаптироваться и изменять процесс для различных сортов какао и конкретно под бобы, имеющиеся в системе. Система будет изучать процесс изготовления шоколада и улучшать его. Система будет сама перестраиваться под различные сорта шоколада. Система будет создавать новые рецепты шоколада и саморазвиваться. Система будет создавать подобные себе системы.

23.6.6. Структурный анализ для систем обработки информации

Определения

Рассмотрим особенности применения ЭлДЗ анализа для систем обработки информации.

Процесс обработки информации характерен для многих систем, но для систем обработки информации он является главным. Он имеет свои особенности и закономерности.

В этих системах элемент представлен в виде данных (Д) и на английском (Data – D), действие – функция (Ф) и на английском (Function – F) и знание (З) и на английском (Knowledge – K). Модель, включающая Данные, Функцию, Знание (на английском Data, Function, Knowledge), будем называть ДаФЗ, на английском – DFK.

Методику анализа и преобразования ДФЗ будем назвать ДаФЗ-анализ, на английском – DFK-анализ.

В системах обработки информации мы имеем дело с данными и функциями.

Данные – это часть информации, поступающей в систему.

Функция – это действие по обработке данных в системе.

Знание – это совокупность обоснованной, доказательной, эмпирической и воспроизводимой информации. Главное отличие знаний от данных состоит в их структуризации и активности. Знания доступны вне связи с поступающими данными и задаются во время разработки системы или ее обновления. Появление в базе новых факторов или установление новых связей может стать источником изменений в принятии решений.