CC BY
103
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 001.53
ЭВОЛЮЦИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О МЕСТЕ ИНФОРМАТИКИ В СИСТЕМЕ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ
О. В. Артюшкин
Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова
В статье рассматриваются различные подходы к определению предмета информатики как научной дисциплины, а также эволюция представлений о месте информатики в системе научного знания. При рассмотрении информатики с позиций гуманитарной, технической, естественной и фундаментальной наук даются её определения. В заключительной части приводятся перспективные научные направления развития современной информатики.
Ключевые слова: предмет информатики, развитие информатики, техническая информатика, социальная информатика, физическая информатика.
В России утверждена Стратегия развития информационного общества на период до 2015 года, реализация которой должна стать одним из приоритетных национальных проектов в программе дальнейшего развития страны. Начался период, когда информатизация общества становится необходимым условием и жизненно важной составляющей развития нашей страны, её экономики, науки, образования, культуры. В этих условиях возрастает роль информатики как фундаментальной науки и комплексного научного направления. Это обусловлено самой логикой развития современной науки, в которой формируется новая научная парадигма и новая методология исследований, основанная на более широком использовании концепций и методов информатики [1].
В настоящее время информатику можно считать уже вполне признанной наукой и сложившейся самостоятельной дисциплиной. Важными показателями этого служат следующие факты:
а) имеется довольно обширная специальная литература, посвящённая проблемам информатики: в мире регулярно выходит несколько сотен журналов по информатике, ежегодно издаются тысячи новых книг;
б) действует сеть специальных учебных заведений, в которых ведётся подготовка специалистов по информатике;
в) во многих странах созданы профессиональные объединения информатиков, входящие также в различные международные ассоциации;
г) по проблемам информатики ежегодно защищаются тысячи кандидатских и докторских диссертаций.
В последние годы многочисленными научными работами отечественных и зарубежных учёных подтверждается интерес к использованию методов информатики в самых различных областях научных исследований и практических разработок.
В отличие от западноевропейских и американских традиций раздельного формирования компьютерного и информационного направления в информатике, подход российских учёных к проблеме развития информатики отличается большей комплексностью. Именно в нашей стране впервые были сформулированы представления об информатике как о фундаментальной науке, имеющей важное междисциплинарное, научно-методологическое и мировоззренческое значение [2; 3]. На II Международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика» (г. Москва, 1996 г.) российскими учёными была представлена новая концепция изучения проблем информатики как фундаментальной науки и общеобразовательной дисциплины в системе опережающего образования. При этом была предложена и новая структура образовательной области «Информатика» для системы образования и показано, что переход к этой структуре может стать важным шагом на пути интеграции фундаментальной науки и образования [4].
В последние десятилетия в Российской академии наук, наряду с вычислительными аспектами, активно рассматриваются философские, семиотические и лингвистические основы информатики, формируются принципиально новые подходы к структуризации её предметной области, которые учитывают не только актуальные и перспективные направления развития самой информатики, но и современные тенденции развития науки и образования [5; 6; 7; 8; 9; 10].
Представления о содержании предмета информатики как научной дисциплины, а также о месте информатики в системе научного знания несколько раз изменялись в процессе её развития, причём весьма радикально. Эволюция этих представлений прослеживается в следующих этапах становления информатики:
1 этап - информатика как гуманитарная наука (1962-1978 гг.);
2 этап - информатика как техническая наука (1978-1983 гг.);
3 этап - информатика как естественная наука (1983-1995 гг.);
4 этап - информатика как фундаментальная наука (с 1995 г.).
Информатика как гуманитарная наука. Термин «информатика» появился в научной литературе в начале 60-х годов XX века. При этом он стал практически одновременно использоваться как в России, так и во Франции. Однако содержательное наполнение этого термина во Франции (а затем и в других странах Западной Европы) и в России было в те годы совершенно разным. Так, в изданном в 1982 году во Франции Словаре информатики она определялась как наука о содержательной обработке, особенно при помощи автоматических машин, информации, которая, в свою очередь, рассматривалась как основа человеческих знаний и ко м-муникаций в технологической, экономической и социальной областях [11]. В то же время в Большой советской энциклопедии информатика определялась тогда как область гуманитарного знания, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также основные закономерности процессов информационной коммуникации [12].
Точка зрения на предмет информатики как гуманитарной научной дисциплины была сформирована в России группой учёных Всесоюзного института научно-технической информации [13; 14]. Развитие информатики как информационной науки достаточно подробно рассматривается в работах Р.С. Гиляревского [15]. Однако даже тогда далеко не все российские учёные рассматривали информатику только как информационную науку. Одним из них был профессор А. В. Соколов, который ещё в 1971 году опубликовал статью, в которой прогнозировал, что информатика в будущем должна превратиться в обобщающую научную дисциплину всего коммуникационного цикла и стать новым научным направлением, которое будет изучать не только научно -техническую информацию, но и все другие виды социальной информации и социальной коммуникации [16].
Информатика как техническая наука. Следующий этап переосмысления содержания предмета информатики следует отнести к периоду 1978-1983 гг. Он был связан со стремительным развитием вычислительной техники и электроники и началом их всё более широкого распространения не только в научной и оборонной сферах, но также в промышленности, экономике, в сфере административного управления и финансовой деятельности. Знаковыми для развития информационной сферы деятельности в этот период явились следующие события:
1) Международный конгресс по информатике, прошедший в Японии в 1978 году и давший более широкое определение термина «информатика»;
2) объявление Японией национального проекта создания ЭВМ пятого поколения, которое было воспринято мировым сообществом как технологический вызов и в значительной степени способствовало изменению взглядов на роль информатики в дальнейшем развитии общества;
3) создание в 1983 году в Академии наук СССР Отделения информатики, вычислительной техники и информатизации, на которое было возложено научное руководство работами в этой сфере деятельности.
В нашей стране эта точка зрения сформировалась в значительной степени благодаря позиции таких авторитетных учёных, как академики А. А. Дородницин, А. А. Самарский В. И. Сифоров, В. М. Глушков [17; 18; 19; 20].
В этот период развития информатики на первый план выдвинулись её инструментально-технологические аспекты, в то время как философские и социально-экономические аспекты этой науки ещё находились в начальной стадии разработки. Свидетельством этого может служить определение информатики, которое было выработано на указанном выше Международном конгрессе по информатике в Японии. Звучит оно следующим образом: «Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного, социального и политического воздействия».
Из приведённого определения видно, что, несмотря на явное доминирование в нём инструментально-технологических аспектов, уже тогда, более 30 лет тому назад, всё же указывалось также и на социально -экономические, и на политические аспекты развития информатики.
Информатика как естественная наука. Многие ведущие отечественные учёные, такие как академики Е. П. Велихов, О. М. Белоцерковский, В. М. Глушков, А. П. Ершов, В. С. Михалевич и некоторые другие, отдавая должное актуальности инструментально-технологических аспектов развития информатики, хорошо понимали, что её проблематика не ограничивается только этими аспектами, а является гораздо более широкой [21, 22]. Так, вице-президент АН СССР академик Е. П. Велихов, выступая с докладом на Общем собрании АН СССР в марте 1983 года, специально подчеркивал, что информатика охватывает очень широкую область обработки информации, гораздо более обширную, чем только создание вычислительных машин и математическое обеспечение [23].
Академик А. П. Ершов в своей статье «Информатика: предмет и понятие» [24, с. 29] специально отметил, что термин «Информатика» уже в третий раз вводится в русский язык в новом, куда более широком значении: как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации.
Информатика оказывается более непосредственно связанной с философскими и общенаучными категориями, проясняется и её место в кругу «традиционных» академических дисциплин.
Комментируя эту свою точку зрения на место информатики в системе научного знания, А. П. Ершов писал: «Сознавая некоторую относительность деления наук на естественные и общественные, мы всё же относим информатику к естественнонаучным дисциплинам в соответствии с принципом вторичности сознания и его атрибутов и представлением о единстве законов обработки информации в искусственных, биологических и общественных системах. Отношение информатики к фундаментальным наукам отражает общенаучный характер понятия информации и процессов её обработки» [24, с. 30].
Сегодня эта точка зрения на позиционирование информатики в системе науки приобретает в России и в ряде других стран мира всё большее количество сторонников. Например, профессор Ю. И. Шемакин отмечал, что «основной задачей информатики является изучение закономерностей, в соответствии с которыми происходят создание, преобразование, хранение, передача и использование информации всех видов, в том числе с применением современных технических средств» [3, с. 15].
Первый директор Института проблем информатики АН СССР академик Б. Н. Наумов также считал информатику естественной наукой и ещё в 1985 году дал этой науке следующее определение: «В настоящее время информатику можно определить как естественную науку, изучающую общие свойства информации, процессы, методы и средства её обработки (сбор, хранение, перемещение, выдача)» [2].
Приведённые выше определения предмета информатики, предложенные российскими учёными более 30 лет назад, характеризуют информатику как фундаментальную естественную науку, имеющую первостепенное значение для развития всего комплекса научных исследований, связанных с изучением свойств информации и информационных процессов в природе и обществе, а также способов и средств реализации этих процессов.
Информатика как фундаментальная наука. В настоящее время в мировом научном и образовательном сообществах существует точка зрения, в рамках которой информатика рассматривается как фундаментальная наука, которая будет иметь первостепенное значение не только для всего естествознания, но и для гуманитарных наук.
Этот прогноз российских и американских учёных был основан на признании фундаментальности понятия информации, которая собственно и является важнейшим объектом изучения информатики как фундаментальной науки, на востребованности возможностей информатики разными областями знания, а также на гипотезе, согласно которой информационные закономерности должны иметь общую основу для своего проявления в живой и неживой природе, в том числе и в искусственно созданных человеком технических системах. Такая точка зрения в последние годы приобретает всё больше сторонников как в России, так и за рубежом, и связана она с работами российских учёных А. П. Ершова, Ю. И. Шемакина, Ю. А. Шрейдера и А. Д. Урсула.
Современная структура предметной области информатики как фундаментальной науки была впервые предложена в работе [25]. В ней были выделены пять основных сегментов, каждый из которых представляет собой достаточно крупное самостоятельное направление научных исследований, а именно: 1) теоретическая информатика; 2) техническая информатика; 3) социальная информатика; 4) биологическая информатика; 5) физическая информатика.
В последние десятилетия в рамках академической науки, в том числе и в системе образования, возросло количество комплексных исследований, отражающих современные тенденции развития информатики как фундаментальной науки. Анализируя содержание этих работ, можно сделать вывод о том, что наступает новый период развития информатики как междисциплинарного научного направления, которое будет выполнять интеграционные функции для других направлений науки - как естественнонаучных, так и гуманитарных.
Проникновение идей и методов информатики в эти области диктуется сегодня потребностями и логикой развития самой фундаментальной науки, а также необходимостью решения ряда важных прикладных проблем. Следует ожидать, что это проникновение не только даст новый импульс для развития научных исследований на стыке информатики с другими науками, но обогатит также и саму информатику новыми идеями.
Указанная выше тенденция стала особенно заметно проявлять себя в России в последние годы, когда в научной печати был опубликован целый ряд монографий, содержание которых свидетельствует о том, что идеи и методы фундаментальной информатики находят сегодня всё большее распространение в теории систем, синергетике, общей физике, квантовой механике, теоретической биологии, физиологии, генетике, социологии и других научных дисциплинах. В то же время внутри самой информатики начинают формироваться новые и весьма перспективные научные направления.
Перспективные научные направления развития информатики. В области теоретической информатики начинает формироваться новое научное направление, получившее название концептуальной информатики. Это
направление формируется на стыке таких дисциплин, как теория информации, семантика и семиотика, и может стать научной основой для решения такой важной и актуальной проблемы современной информатики, как концептуальный поиск информации в электронных библиотеках.
Весьма перспективным представляется также новое направление исследований в области систем искусственного интеллекта, направленное на решение многих задач автоматизации проектирования, управления производством и задач информатизации образования.
В области технической информатики уже практически сформировалось и быстро развивается нейроинфор-матика - научное направление, связанное с исследованием и разработкой нового поколения средств информатики, основанных на использовании принципов нейронных сетей и нейросетевых алгоритмов решения плохо формулируемых задач.
Ещё одно перспективное научное направление исследований в области технической информатики начало формироваться в самые последние годы и получило название наноинформатики. Оно связано с изучением возможности создания и практического применения сверхминиатюрных устройств информатики на основе использования нанотехнологий.
В области социальной информатики на первый план сегодня выдвигаются проблемы создания и эффективности использования информационных технологий электронного обучения; обеспечения информационной безопасности человека в обществе; информационного неравенства и др.
На стыке технической и физической информатики в последние годы начало формироваться новое научное направление, получившее в России название квантовой информатики. Здесь на квантовом уровне изучаются информационные свойства элементарных частиц материи и возможности создания на этой основе принцип и-ально новых средств информатики и информационных технологий передачи, хранения и обработки инфо р-мации.
В результате развития этого направления в ближайшие годы могут стать реальностью такие новые средства информатики, как квантовые компьютеры. Для записи одной единицы (1 бит) информации в таких компьютерах используется всего лишь один или несколько атомов. Для сравнения заметим, что в современных компьютерах для записи одной единицы информации используется несколько миллиардов атомов. Возможности квантовых компьютеров просто безграничны, а их быстрота, компактность и эффективность во много тысяч раз превысит аналогичные характеристики современных компьютеров.
Согласно существующим прогнозам, квантовые компьютеры позволят решать сложные математические задачи (например, перемножение матриц больших размерностей), которые в настоящее время не могут быть решены даже на самых современных супер-ЭВМ. Естественно, что проблема создания квантовых компьютеров требует не только разработки теории и методологии квантовых вычислений, но также и формирования принципиально нового направления в информатике - квантового программирования.
Рассмотренная нами современная структура предметной области информатики как фундаментальной науки, представляется весьма конструктивной для дальнейшего развития науки и образования, так как она учитывает современные тенденции их развития и позволяет более чётко позиционировать отдельные направления исследований в области информатики по уровням рассмотрения проблемы, а также прогнозировать новые перспективные научные направления.
Библиографический список
1. Колин, К. К. Теоретические проблемы информатики. - Том 1. Актуальные философские проблемы информатики: учебное пособие / К. К. Колин; под общей редакцией К. И. Курбакова. - М.: КОС-ИНФ, 2009. - 222 с.
2. Информатика и компьютерная грамотность: сб. науч. трудов ИПИ АН СССР / отв. ред. акад. Б. Н. Наумов. - М.: Наука, 1985. - 256 с.
3. Шемакин, Ю. И. Введение в информатику / Ю. И. Шемякин. - М.: Финансы и статистика, 1985. - 200 с.
4. Политика в сфере образования и новые информационные технологии. Национальный доклад России. 2-й Международный конгресс ЮНЕСКО «Образование и информатика» (Москва, 1996) [Электронный ресурс]. - URL: http://emag.iis.ru/arc/infosoc/emag.nsf.html (дата обращения: 23.11.2012).
5. Зацман, И. М. Семиотические основания и элементарные технологии информатики / И. М. Зацман // Информационные технологии. -2005. - № 7. - С. 18-31.
6. Колин, К. К. Эволюция информатики и формирование нового комплекса наук об информации / К. К. Колин // Научно-техническая информация. 1995. - Сер. 1. - № 5. - С. 1-7.
7. Колин, К. К. Информационный поход в методологии науки и научное мировоззрение / К. К. Колин // «Alma mater» (Вестник высшей школы). - 2000. - № 2. - С. 16-22.
8. Колин, К. К. О структуре и содержании образовательной области «Информатика» / К. К. Колин // Информатика и образование. -2000. - № 10. - С. 5-10.
9. Колин, К. К. Феномен информации и философские основы информатики / К. К. Колин // «Alma mater» (Вестник высшей школы). -2004. - № 11. - С. 33-38.
10. Колин, К. К. Эволюция информатики / К. К. Колин // Информационные технологии. - 2005. - № 1. - С. 2-16.
11. Le Garf, A. Dictionnairie de l'informatique / A. Le Garf. - Paris: Presses Universitaires de France. 1982. - Р. 145.
12. Большая советская энциклопедия. - 3-е изд. Т. 10. - М.: Советская энциклопедия, 1972. - С. 348-350.
13. Арский, Ю. М. Инфосфера: информационные структуры, системы и процессы в науке и обществе / Ю. М. Арский, Р. С. Гиляревский, И. С. Туров, А. И. Чёрный. - М.: ВИНИТИ, 1996. - 489 с.
14. Михайлов, А. И. Основы информатики / А. И. Михайлов, А. И. Чёрный, Р. С. Гиляровский. - М.: Наука, 1968. - 756 с.
15. Информатика как наука об информации: Информационный, документальный, технологический, экономический, социальный и организационный аспекты / Р. С. Гиляревский, И. Н. Родионов, Г. З. Залаев, В. А. Цветкова, О. В. Барышева, А. А. Калин; под ред. Р. С. Гиляревского; авт.-сост. В. А. Цветкова. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2006. - 592 с.
16. Соколов, А. В. Информатика в перспективе: к вопросу о классификации видов информации и системе наук коммуникационного цикла / А. В. Соколов, А. И. Манкевич // Научно-техническая информация. Сер. 2. - 1971. - № 10. - С. 5-9.
17. Глушков, В. М. Основы безбумажной информатики / В. М. Глушков. - М.: Наука, 1982. - 552 с.
18. Дородницин, А. А. Информатика: предмет и задачи / А. А. Дородницин // Кибернетика. Становление информатики: сб. науч. тр. - М.: Наука, 1986. - С. 22-28.
19. Самарский, А. А. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры / А. А. Самарский, А. П. Михайлов - М.: Физматлит, 2001. - 320 с.
20. Сифоров, В. И. Наука об информации и её проблемы / В. И. Сифоров // Международный форум по информации и документации. -М., 1983. - Т8. - № 1. - С. 17-21.
21. Белоцерковский, О.М. Математическое моделирование - отрасль информатики / О. М. Белоцерковский // Кибернетика. Становление информатики. - М.: Наука, 1986. - С. 10-21.
22. Михалевич, В. С. Информатика - новая область науки и практики / В. С. Михалевич, Ю. М. Каныгин, В. И. Гриценко // Кибернетика. Становление информатики. - М.: Наука, 1986. - С. 31-45.
23. Велихов, Е. П. Информатика - актуальное направление развития советской науки / Е. П. Велихов // Сб. науч. трудов «Кибернетика. Становление информатики». - М.: Наука, 1986. - С. 10-21.
24. Ершов, А. П. Информатика: предмет и понятие / А. П. Ершов // Кибернетика. Становление информатики: сб. науч. тр. - М.: Наука, 1986. - С. 28-31.
25. Колин, К. К. Фундаментальные проблемы информатики К. К. Колин // Системы и средства информатики: сб. науч. тр. Вып. 7. - М.: Наука, 1995. - С. 5-20.
© Артюшкин О. В., 2012
