 |
Тема 4. Модели и моделирование
|
|
|
|
А. Любая деятельность субъекта основана на моделировании
43. Все объекты в природе взаимодействуют друг с другом, но не «как попало», а по природным закономерностям, «природным правилам», которые, обнаружив, мы описываем и называем законами природы. Их можно назвать объективными ограничениями на существование всего происходящего в природе.
44. Это относится и к субъектам, которые тоже объекты. Однако, во взаимодействиях субъектов с окружающим его миром участвуют, вдобавок к законам природы, и другие факторы, присущие только субъектам. Эти факторы - Модели. Любые взаимодействия субъекта с его окружением происходят посредством моделирования.
45. Всевозможные активные (т.е. выходящие за рамки объективных) действия субъекта в окружающем его мире можно разделить на два типа: познание мира и его преобразование. Оба этих (сугубо субъективных) действия в самой своей сути основаны на использовании моделей, их внутренним механизмом является Моделирование.
46. Преобразовательная деятельность (работа, управление, целенаправленные изменения, реальности, и т.п.). Начинается с того, что еще до начала самого действия субъект определяет то, чего пока нет, но хотелось бы иметь, что должно появиться в конце работы – конечную цель. Описание конечного состояния есть его Модель. Но этим не исчерпывается включенность моделирования в преобразование реальности субъектом. Для достижения конечного результата необходимо выполнить некоторую последовательность промежуточных действий, приближающих состояние реальности к желаемому. Эту последовательность действий, прежде чем выполнять, нужно описать, т.е. создать её модель (план, алгоритм).
|
|
|
Таким образом, преобразовательная деятельность также невозможна без моделирования, основана на нем.
47. Познавательная деятельность. Конечный результат познания – полученные сведения о мире – должен быть зафиксирован, описан, представлен в виде соответствующей модели. Модель есть форма существования знаний. Конечным продуктом познания являются модели интересующей нас части Мира.
Но не только в заключительную часть познания «вмонтировано» моделирование. И сам процесс получения и извлечения информации субъектом извне происходит с помощью специальных врожденных рабочих моделей (органов чувств и нервной системы), обеспечивающих этот процесс.
48. Итак, особенностью субъекта, отличающей его от остальных объектов, является его активное, целеполагающее поведение, которое организовано не только законами природы, но и законами моделирования.
49. Модели являются средством субъективного поведения человека. Характерным является то, что совокупность моделей субъекта – сугубо индивидуальна, уникальна. Жизнь субъекта начинается с теми врожденными моделями, которые достались ему от родителей. Этот набор у каждого уникален по ассортименту и качеству, и поэтому извлекаемая с их помощью информация будет различаться. К тому же среда, в которой растет и развивается субъект, для каждого из них различна. Поэтому и приобретаемые модели субъекта будут уникальными. В итоге весь набор врожденных и благоприобретенных моделей субъекта носит индивидуальный характер.
Назовем всю совокупность моделей субъекта его культурой. Именно культура субъекта определяет то, что каждый субъект по-своему воспринимает действительность и по-своему реагирует на неё. Конечно, в различных индивидуальных культурах присутствует и общая («объективная») информация о едином реальном мире, в котором существуют все субъекты. Она-то и обеспечивает возможность общения и совместных действий разных индивидов. Но и при этом необходимо считаться с их индивидуальными отличиями
|
|
|
4б. Анализ и синтез –
Методы построения моделей
50. Объяснить, понять, познать нечто – значит построить модели, представляющие в нужной форме нужную информацию об интересующем нас объекте, процессе, явлении. Разнообразие объективных ситуаций и субъективных намерений обращения с ними приводит к соответствующему разнообразию моделей. Однако, в этом мире моделей наблюдаются и некоторые общности, регулярности (проявления общей системности). Например, типов базовых моделей всего три: черный ящик, состав, структура (в статическом и динамическом вариантах, и их комбинациях).
51. Для построения моделей существует два способа, получившие названия анализа и синтеза. Анализ предназначен для представления знаний о внутренней организации системы, а синтез – для описания внешних связей её с окружающей средой.
52. Процедура анализа состоит из трех операций:
1) Расчленить сложное целое на части, предположительно более простые.
2) Сделать попытку объяснить каждый фрагмент (Попытка может быть успешной или неудачной. При неудаче – возврат к первой операции).
3) Объединить объяснение частей в объяснение целого.
Можно построить блок-схему этой процедуры.
Результатом анализа являются:
- модель состава системы (перечень элементов)
- модель структуры системы (перечень связей между частями)
(В совокупности эти модели позволяют объяснить устройство и работу системы, в том числе – её эмерджентные свойства – что является целью анализа.)
- моделей черного ящика для всех элементов.
Как видим, все наши знания о внутреннем строении системы «упакованы» в три базовых модели.
53. Процедура синтеза состоит из трех операций:
1) Определение большей системы (метасистемы), в которую познаваемая система входит как часть
2) Определение состава и структуры метасистемы (её анализ)
3) Объяснение ролей, которые наша система выполняет в метасистеме (связей системы с другими частями метасистемы).
Можно построить блок-схему этой процедуры.
Результатом синтеза являются:
|
|
|
- Модель черного ящика для познаваемой системы.
Эта модель объясняет смысл существования познаваемой системы через её взаимодействия с окружающей средой. Но для получения этого конечного целевого продукта синтеза необходимо добыть и использовать другую информацию – о метасистеме. Эта информация представлена двумя моделями:
- Модель состава метасистемы
- Модель структуры метасистемы.
Это вспомогательные, побочные, но неизбежные продукты синтеза.
И снова мы видим, что все наши знания «упакованы» в три базовых модели.
54. Анализ и синтез не противоположны: в анализе есть этап синтеза, в синтезе есть этап анализа. Полное исследование может потребовать выполнения обоих методов; для некоторых целей может оказаться достаточным один из них.
В. Синтетическое рассмотрение
Понятия модели
55. Метасистема моделирования, в которую модель входит как часть, состоит из четырех компонентов:
- модель (носитель информации об оригинале)
- оригинал (моделируемая сущность, реальная или идеальная)
- субъект (организатор и пользователь моделирования)
- культура (инфраструктура моделирования).
Все они между собой связаны, но для объяснения понятия «модель» достаточно рассмотреть связи модели с остальными компонентами метасистемы.
56. Отношение «модель – оригинал»
- Модель есть отображение оригинала, т.е. модель содержит информацию об оригинале.
- Модель и оригинал – разные вещи; они не тождественны; кроме общего, у оригинала есть то, чего нет в модели, а у модели есть то, чего нет у оригинала. Не отображенное в модели состоит из двух частей: известное, но не включенное в модель, и неизвестное, и поэтому не могущее быть включенным в модель. Содержащееся в модели можно разделить на две части: общее с оригиналом, и то, чего нет у оригинала.
57. Отношение «модель – субъект»
- Модель есть целевое отображение оригинала: в модели должна содержаться информация, которая необходима для достижения цели субъекта при использовании им модели.
- Для разных целей нужна разная (наряду с общей) информация. Поэтому одному оригиналу может соответствовать множество разных моделей. Это различие может быть «небольшим», но может быть и «принципиальным», вплоть до противоположности.
|
|
|
- Для одной цели можно использовать разные модели (например, карты местности разного масштаба), но с разным успехом. Поэтому вводится важное понятие адекватности модели: модель называется адекватной, если её использование приводит к успешному достижению цели; в противном случае - неадекватной. Иногда полезно рассматривать степень адекватности модели.
58. Двум основным типам целей субъекта – познание и преобразование действительности – соответствуют два типа моделей: познавательные и прагматические.
59. Познавательные модели обеспечивают процессы получения и накопления сведений о познаваемом явлении. Типичным примером являются модели науки. Они не претендуют на окончательность: всегда есть что-то еще не познанное. В науке принято терпимо относиться к разным, и даже противоречивым, мнениям. Познавательные модели постоянно подвергаются сомнению и проверке на истинность, непрерывно уточняются и развиваются. Критерием истинности является согласованность модельных выводов с реальностью.
60. Сведения, содержащиеся в познавательных моделях, очень разнообразны. В этом разнообразии можно различать и сравнивать определенные группы. Например, по степени исчерпанности информации, по глубине проникновения в суть познаваемого явления, можно различать пять уровней (Р.Акофф):
- Данные: описание результатов наблюдений и/или измерений познаваемой сущности (например, протоколы экспериментов, показания свидетелей, и т.п.), - «сырые», исходные сведения.
- Информация: результат первичной обработки данных (их сортировки, группировки, классификации, упорядочения…).
- Знание: результат вторичной обработки данных (обнаружение связей и закономерностей в структуре информации).
- Понимание: результат объяснения обнаруженных закономерностей; построение соответствующих моделей (теорий), показывающих, почему закономерности таковы. Объяснение может быть ретроспективным (чем вызвана данная зависимость) или проспективным (каковы её последствия).
- Мудрость: сведения о значимости, смысле, ценности, полезности или вредности сведений, полученных на предыдущих четырех ступенях развития модели и основанных на них действий. Там внимание сосредотачивалось на том, чтобы как можно лучше выполнить моделирование, правильно сделать дело. Здесь же вопрос ставится о том, чтобы делать правильное дело. (Можно очень хорошо выполнять нехорошее дело, можно плохо делать хорошее дело. Первое увеличивает вред, второе снижает пользу).
|
|
|
61. Прагматические модели обслуживают процессы преобразования реальности в соответствии с целями субъекта. Они отображают несуществующее, но желаемое (проекты, планы, программы, алгоритмы, нормы, и т.п.), и имеют нормативный, директивный характер. Это придает им статус «единственно верных» (религия, мораль, стандарты, технологии, и т.д.), что отличает их от познавательных моделей. И использование этих моделей различается: познавательная модель «подгоняется» к реальности, в преобразовательной деятельности – реальность «подгоняется» под Модель.
|
|
|
