РОЛЬ ТЕРМИНОЛОГИИ В РАЗВИТИИ КИБЕРНЕТИКИ Текст научной статьи по специальности «Философия, этика, религиоведение»

76

Sciences of Europe # 97, (2022)

parameters for shielded metal arc welding, Scientific Research and Essays Vol. 6(15), pp. 3153-3160, DOI: 10.5897/SRE10.1073

6. Weman, K., 2012, Welding process handbook, second edition, Woodhead Publishing Limited, Cambridge, UK

7. https://www.fab-techexpo.com/blog/2018/01/04/shielded-metal-arc-welding-basics

8. https://www.materialwelding.com/what-is-shielded-metal-arc-welding-smaw/

9. https://weldknowledge.com/2016/02/06/char-acteristics-of-arc-welding-power-sources/

РОЛЬ ТЕРМИНОЛОГИИ В РАЗВИТИИ КИБЕРНЕТИКИ

Вышинский В.А.

Ведущий научный сотрудник Институт кибернетики им. В.М. Глушкова НАН Украины

THE ROL OF TERMINOLOGY IN DEVELOPMENT OF CYBERNETICS

Vyshinskiy V.

V.M Glushkov Institute of Cybernetics of the National Academy of Sciences of Ukraine,

Lead Scientist Researcher DOI: 10.5281/zenodo.6884595

АННОТАЦИЯ

Результаты научных исследований в значительной мере зависят от языка, в котором они проводятся. И в этом случае играют большую роль его словарный состав, в который входят термины, обозначающие понятия, отражающие явления в природе. Произвольное, недостаточно обоснованное, их введение приводит к тормозу в научных исследованиях. Этот негативный процесс в настоящей статье показан на примере развития, как самой науки кибернетики, так и его раздела развития средств обработки информации.

ABSTRACT

The results of scientific research largely depend on the language in which they are conducted. And in this case, its vocabulary including terms denoting concepts that reflect phenomena in nature plays a big role. Arbitrary, insufficiently substantiated, their introduction leads to a brake in scientific research. This negative process in this article is shown on the example of the development of both the science of cybernetics itself and its section of the development of information processing tools.

Ключевые слова: кибернетика, физика, ботаника, биология, проблема, задача, фундаментальная наука.

Keywords: cybernetics, physics, botany, biology, problem, task, fundamental science.

В научно-исследовательском процессе возникают ситуации, когда требуется введение терминов, обозначающих новые понятия. Однако, не все они могут быть удачно сформулированы, и это отрицательно влияет на познание природы. Ведь в своем определении термины должны, как можно содержательней отражать свойства материи той области, в которой происходят исследования. Весьма часто новое понятие, а значит и термин, его обозначающий, вводится известным ученым, и, как правило, основным доказательством правильности нововведения выступает, в этом случае только, его авторитет. Хороший тому пример имеется в кибернетике. Известно, что фундаментальным направлением в этой науке есть развитие Электронных Вычислительных Машин (ЭВМ), результатом которого выступают машины, представляющие различные поколения. В свое время само понятие и признаки отличия одного такого поколения от другого были предложены авторитетными конструкторами этой научно-технической отрасли. По их мнению, различие между поколениями находится в особенностях аппаратуры, на которой созданы машины. Так для первого поколения ЭВМ, с позиций ее разработчи-

ков, в качестве основного отличия выступает элементная база, в основу которой положены электронные лампы. Что касается второго поколения, то в этом случае, вместо ламп выступают навесные транзисторы, а следующие поколения уже потребуют микросхем. Таким образом, еще раз подчеркнем, что конструкторы в ХХ-м веке видели и сегодня видят дальнейшее развитие ЭВМ по поколениям, которые отличаются друг от друга, только, элементной базой.

Известно, что научно-технический прогресс базируется на полученных ранее достижениях. В случае с ЭВМ в качестве таких достижений выступают знания физики электроники, которые вкладывались и вкладываются в элементную базу вычислительных машин соответствующего поколения. Причем, практика показала, что многоразовое использование одних и тех же достижений в изделии, с целью улучшения его параметров, не всегда позволяет получить желаемый результат. То есть, функция эффекта, в этом случае, не является линейной. Более того, избыток такого использования может привести к негативным последствиям, что и послужило тормозом в развитии средств обработки информации.

Босш^ of Бигоре # 97, (2022)

77

Кроме этих двух методов создания приборов, а именно, использование полученных ранее результатов в науке в одном экземпляре (для ЭВМ - достижения в электронной физике), и многократное их применение, существует метод, основанный на учете особенностей закона единства и борьбы противоположностей, без которого не обходится ни одно развитие в природе. Это когда в процессе разработки усовершенствованных изделий возникают противоположные явления, вызывающие между собой противоречия. Их разрешение позволяет находить более совершенные результаты в успешном продвижении по пути создания приборов, которые могут представлять и ЭВМ новых поколений. До последнего времени в вычислительной технике, его конструкторами, рассматриваемый закон не учитывался. Попытаемся определить, что может служить в этом случае противоположностью развитию аппаратурной элементной базы машин. Известно, что функционирование любого средства вычислительной техники обеспечивается, с одной стороны, качеством его аппаратурной реализации (элементной базы на новом физическом эффекте - одноразовое, либо многоразовое использование), и, с другой, информационной технологией, по которой оно работает. Эта вторая сторона ЭВМ в процессе ее развития, до сих пор, с самого начала создания первой в мире машины, не только не развивалась, но и по существу не получила каких-либо изменений. Иными словами, создание ЭВМ нового поколения ограничивалось стремлением к увеличению в ней количества аппаратуры, оставив при этом, не тронутой величину единицы информации в технологии ее обработки. То есть, налицо, противоречие между интеграцией аппаратуры в проектируемой машине и отсутствием адекватной ей интеграции в информационной технологии вычислений. Действительно, в любых электронных вычислительных машинах обработка информации осуществляется в битах, т.е., точно так же, как это имело место в самой первой в мире ЭВМ, патент на которую, и тоже первый в мире, получили Б.И. Рамеев, и И.С. Брук. (Государственный комитет Совета Министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство. Патентный отдел. Авторское свидетельство №10475 с приоритетом 4 декабря 1948 года).

Следует также напомнить, что в развитии ЭВМ, при создании перспективных ее вариантов, кроме разрешения рассмотренной выше проблемы, связанной с борьбой противоположностей между интеграцией в аппаратурных решениях и отсутствием адекватной интеграции в информационной технологии, имеет место также проблема устранения противоречия между особенностью структуры операндов и сложностью их обработки. Дело в том, что в этом случае существует связь, согласно которой, усложняя представление входных данных, тем самым можно упростить их обработку. То есть, снова, налицо, присутствие в развитии ЭВМ закона единства и борьбы противоположностей. Например, переход в вычислительном процессе машины от чисто числовых преобразований, когда его алгоритм и исходные данные представляются в алгебре

действительных чисел, к вычислительному процессу в данных и операциях алгебры полиномов. Это, когда исходные данные - полиномы представляются не, просто действительными числами, а в виде векторов - полиномов, составленных из коэффициентов-чисел, то есть полиномиальных машинных операндов. Тогда, например, их умножение может быть существенно упрощено, путем сведения указанной полиномиальной алгебраической операции к машинной команде, т.е. «уйти» от машинной команды, отражающей обычное умножение действительных чисел. Исследования показали, что при создании новой машины разрешение этой проблемы можно совместить с разрешением проблемы борьбы противоположностей, которая отражает противоречия между интеграцией аппаратурных решений и отсутствием ее в информационной обработке.

Научно-технический прогресс в последнее столетие востребовал решение задач, представленных в числовых операциях, автоматизация которых разрешается теми техническими средствами, которые исследуются в настоящей работе, т.е. ЭВМ. Вот откуда название отрасли, предназначенной для обработки информации в ХХ- веке, содержит в себе, если не слово - число, то, хотя бы, его «производную» - вычисления, числовая обработка и т.п. Однако, окружающая среда - ее особенности существования, с которой приходится иметь дело, описываются, вообще, не в числовых преобразованиях. В этом случае, для познания требуется другой вид обработки информации, переход к которому, по-видимому, будет постепенный, и поэтому в первых попытках исследователей «уйти» от числовых преобразований не удастся. Судя по всему, для этого перехода, в математике имеется раздел алгебр, в котором исследуются так называемые алгебры сложных структур числовых данных. На современном этапе развития вычислительной техники возникла потребность в использовании некоторых результатов исследований этого раздела математики. Оказалось, что всеобщее свойство числовых алгебр отображаться друг в друга, может быть использовано при преобразовании представления информации из оного вида в другой, более перспективный, для ее обработки, в ЭВМ, реализуемой в той или иной элементной базе. В качестве примера такого отображения выступает регулярное матричное представление. Именно, его математический аппарат позволяет при развитии поколений ЭВМ воспользоваться для разрешения двух приведенных выше проблем. Действительно, если в ЭВМ в качестве машинных операндов и машинных команд использовать, соответствующие данные и операции алгебры матриц («матричная машина»), то с помощью аппарата регулярного матричного представления можно программу обработки информации, представленную в одной из алгебр сложных структур числовых данных, преобразовать в удобный вид для упрощения ее реализации на этой машине, то есть, в матричном виде. В то же время, если рассматривать решение второй поднятой выше проблемы, то этот аппарат регулярного матричного

представления, автоматически «транслируя» сложность программы обработки информации в сложность представления входных данных, и позволяет успешно ее разрешить.

Таким образом, учет особенностей обработки информации в развитии вычислительной техники, позволяет создавать более эффективную ЭВМ, с позиций улучшения ее параметров, нежели в случае, когда имеется ориентировка, только, на усовершенствование элементной базы. По мнению автора настоящей статьи, переход от машины на электронных лампах (первое поколение) ко второму поколению (на навесных транзисторах) следовало бы рассматривать ЭВМ, в которой в качестве единицы обработки информации выступает не бит, а более сложная структура числовых данных. И тогда, в качестве примера, может выступать машина, работающая в алгебре матриц, т.е. машина, в которой операндами выступают матрицы, а их машинными командами операции над ними.

Известное введение термина (понятия) поколения ЭВМ, в котором сосредоточена ориентировка конструкторов, только на улучшение параметров элементной базы машины, и без учета других сторон вычислительного процесса, послужила причиной недостаточного развития средств вычислительной техники. Противникам этого утверждения следует напомнить, что после создания первой в мире ЭВМ, а это уже более 70 лет прошло, в рассматриваемой области научно-технического прогресса не обнаружен ни один новый закон природы, не разрешена ни одна проблема, способствующая дальнейшему развитию средств обработки информации. И это не единственный пример ошибочного введения нового термина в рассматриваемой науке.

В свое время Н. Винером был предложен термин, характеризующий область исследований кибернетики. Напомним, согласно его определению

под кибернетикой следует понимать раздел науки, изучающий «управление и связь в животном и машине».

Безусловно, это определение вполне удовлетворяет многих «научных» работников, в том числе и тех чьи интересы находятся в этой новой науке двадцатого века. Однако, такая узкая ориентация кибернетических исследований оставила без внимания очень важные области в познании природы, и это вынудило появиться еще новым наукам, предмет исследований которых, по существу, «перекочевал» из кибернетики. Сегодня они находятся в теории информации, теории алгоритмов, синергетике, теории управления, в системном анализе, а также в ряде других направлений в познании природы. Напомним, термин (понятие) кибернетика предоставил исследователям известный Н. Винер, и, как потом оказалось, его авторитета вполне было достаточно, чтобы эту науку рассматривать, в указанном им, узком смысле.

Однако, кибернетика является не просто наукой, а тем местом в научных исследованиях, чей статус носит фундаментальной характер. То есть она занимает достойное место среди таких основополагающих - фундаментальных наук, как физика,

химия, биология, и т.п. Напомним, что эти науки непросто придуманы авторитетами - отдельными учеными, а они отображают особенности распределения материи в пространстве и во времени. Иными словами, физика природой предназначена для изучения одной из самых характерных видов распределения материи, и в этом состоит ее фундаментальность. Тоже самое можно отметить и в отношении химии, и т.п. Попытаемся проанализировать те формы существования материи - тот закон природы, «породивший» известную перечень фундаментальных наук в современном познании, и в нем определить место, которое, естественным образом, отведено кибернетике, тем самым и уточнить предмет ее исследований. Для этого более подробно исследуем распределение материи в пространстве и во времени от простейших форм ее существования к таким сложнейшим, которые, на современном этапе научного познания, «известны» только закону, определяющего это распределение.

Итак, рассмотрим следующую модель закона распределения материи в пространстве и во времени, который предопределяет формы ее познания в виде фундаментальных наук. Начнем с самых малых материальных образований. Поскольку природа материи неизвестна, то любое ее малое образование обозначим элементарной материальной субстанцией. Предположим, что между этими субстанциями возникают взаимодействия, которые могут притягивать, либо отталкивать их между собой. В результате в определенных местах пространства и времени может появиться материальный сгусток, уже представляющий вещество - его элементарную частицу. Иными словами, то состояние материи, которое исследователь может обнаружить, и повторить в известных ему формах существования материи отнесено к веществу. Кроме того, в этом случае, вокруг элементарной частицы, возникает пространственное материальное окружение, заполненное силовыми полями, обеспечивающими взаимодействие между другими такими же элементарными частицами вещества. Природа указанных полей современной науке не известна, как не известно происхождение трехмерного пространства и оси времени. Поскольку пространственно-временная окружающая среда неразрывно связана с переходом материальной субстанцией в вещество, то и происхождение ее будем предполагать имеет материальное начало.

Укрупнение, и усложнение материальных структур, из приведенных выше малых их форм, достигается общим свойством движения материи -ее развитием. То есть, находясь в таком состоянии, сгустки материальной субстанции могут сосредотачиваться в конкретном месте пространства и времени. При достижении определенной их концентрации в сложившейся совокупности появляются новые качества, вызывающие уже формы движения, свойства, не присущие ее составляющим в отдельности, т.е. возникает «не сводимость свойств системы к сумме свойств ее компонентов». Это природное явление в науке принято называть появившемся, т.е. эмерджентным.

Sciences of Europe # 97, (2022)

79

Напомним, что под веществом понимаются те материальные образования в пространстве и во времени, которые могут быть зарегистрированы приборами, из того же вещества. В качестве таких приборов, прежде всего, следует рассматривать живые организмы, или природные неживые образования, реагирующие на силовое воздействие вещественных сред, таких как электрическое, либо магнитное, либо гравитационное поле, либо воздействие различных их комбинаций. Среди этих мельчайших вещественных форм существования материи находятся частицы: электрон, позитрон, протон, нейтрон и другие материальные скопления, которые также реагируют на силовые воздействия, указанных выше полей.

Таким образом, на рассматриваемом первом этапе развития материи, в результате силового воздействия полей появляются новые (эмерджентные) формы движения (поступательное и вращательное) указанных выше уже вещественных элементарных частиц. В свою очередь эти формы порождают, и тоже эмерджентные образования, которые получили название атомов и простейших молекул, сформированных не путем химических реакций над различными элементами Периодической системы элементов Менделеева, а представляют собой соединение нескольких атомов, либо молекул одного и того же элемента. Например, кислород, как вещество при нормальных условиях представляет собой газ, и в этом случае он формируется не из атомов, а из молекул, каждая из которых содержит в себе два атома (формула О2). Он без цвета, вкуса и запаха. Молекула озона состоит из трех атомов кислорода (формула О3) и его свойства уже отличаются от обычного кислорода, как отмечалось выше, в нормальных условиях. Что касается его жидкого вида, то в нем кислород имеет светло-голубой цвет. В твердом состоянии - кристаллы светло синего цвета. Рассмотренные выше, два вида газа представляют собой один и тот же элемент таблицы Менделеева, но только они сформированы посредством разных молекул. В результате чего, каждый из них обладает и разными эмерджентными свойствами, природа которых, напомним, неизвестна.

Вещественное разнообразие представлено также материальным формированием, структура которого содержит не молекулы, как рассмотрено выше, а атомы только одного элемента таблицы Менделеева. В качестве примера таких образований являются кристаллы. Например, каждый атом углерода в кристаллической структуре алмаза расположен в центре тетраэдра, вершинами которого служат четыре, таких же, как он, ближайших атома. Такая кристаллическая структура, того же углерода, являет собой вещество со сверхвысокой твердостью, происхождение которой в ней эмерджент-ное. Кроме твердой среды, таким же способом кристаллизации, возникают, и жидкие ее формы существования вещества, в которых появляются тоже новые свойства, обозначенные в науке законами. Напомним, природа их эмерджентная, и не является аддитивной суммой свойств их содержимого - атомов и молекул.

В современной научной литературе, приведенный выше первый этап развития материи относят к физическому, а не химическому преобразованию. Отсюда и познание его отведено не химии, а физике. Так появились: физика твердого тела, физика жидкости и газообразного состояния вещества, термодинамика, гидродинамика и другие разделы фундаментальной науки физики. Итак, подведем некоторый итог исследований предлагаемой модели развития материи, приведшей к появлению такой ее формы существования, как вещество. В данном случае речь идет о начальном этапе в рассматриваемом развитии, когда происходит превращение «условной» (неизвестной) материальной субстанции в однородные атомы и молекулы, а также твердые, жидкие и газообразные среды, собранные из них. Именно этот этап движения материальной субстанции, согласно которому появляются первые «ростки» вещества, отведен фундаментальной науке физике.

Затем, в уже вещественной форме, между ее составляющими атомами и молекулами появляется, и новое эмерджентное взаимодействие, в результате которого возникает их скопление в конкретном месте трехмерного пространства. Если плотность его превышает определенный порог, то появляются уже новые эмерджентные взаимодействия между ними, т.е. не присущие каждому атому, или каждой молекуле в отдельности. Особо подчеркнем, что, в данном случае, участвующие в этом процессе атомы и молекулы представляют уже разные элементы таблицы Периодической системы элементов Менделеева. В познании природы рассматриваемое выше взаимодействие разно-элементных атомов и молекул отнесено к химическим реакциям, особенности которых исследуются, как и на первом (физическом) этапе развития материи с помощью различных наук, но только относящихся не к физике, а уже к фундаментальной науке химии.

Если физический (первый) и химический (второй) этапы развития материи заканчиваются кинетически недвижимым ее сосредоточением в объеме пространства и времени, то следующий третий этап нарушает такое ее состояние. В этом случае происходит увеличение вещества в отдельном объеме за счет роста количества химических образований (молекул) в нем. Анализ окружающей среды показал, что в природе создать непрерывный процесс такого роста объема вещества в конкретном месте пространства, в пределах Солнечной системы, весьма проблематично. В тоже время, довольно длительное его существование можно обеспечить, если непрерывный рост сырья и энергии подчинить периодической функции. То есть, когда рост вещества в конкретном участке пространства, можно замедлять, либо ускорять во времени в определенных пределах, не допуская, при этом, его остановку. Оказалось, что именно такие условия имеют место на Земле благодаря колебательному (посезонному) облучению ее солнечной энергией. В теплое время года солнечные электромагнитные явления на Земле обеспечивают энергетическую поддержку транспортировки необходимого сырья (вещества) в

нужное место пространства для выполнения химических реакций, поддерживающих необходимый рост в нем вещества. Зимой электромагнитных явлений недостаточно и процесс рассматриваемого роста настолько замедляется, что появляется обратный эффект и те же структуры вещества, которые в летнее время образовались - разрушаются, оставаясь на том же месте, куда их летний период перед этим доставил. Затем, эти же разрушенные химические соединения используются в новых реакциях с приходом тепла в следующий теплый календарный сезон.

Такое существование вещества в природе наукой отнесено к живой материи, которая, как отмечалось выше, в своем движении, и в своих свойствах значительно отличается от той ее формы, которую она приобрела на двух предыдущих этапах развития материи - физическом и химическом. В познании этой живой материи, этому третьему этапу в ее развитии, посвящен целый раздел наук, которые объединяется вокруг фундаментальной науки ботаники.

Следующий этап, уже четвертый, относится к появлению в природе участков материи, обладающих, отмеченными выше свойствами живой материи, но одновременно с этим, имеющие возможность перемещаться в пространстве и во времени не только за счет изменения его структуры. Иными словами, если на предыдущем этапе развития аналогичный участок получил возможность двигаться в виде роста своего материального объема в конкретном месте пространства, то на следующем четвертом этапе его передвижение возможно с одного места пространства в другое. И в этом случае, возникают новые виды движения материи, и новые свойства вещества, относящиеся к появившимся формам, т.е. эмерджентным. Их изучают ряд наук, которые сосредоточены вокруг так называемой фундаментальной науки биологии.

После третьего и четвертого этапов в развитии материи, появляются образования с принципиально новыми качествами, среди которых имеет место, присущее только живой материи, оригинальное эмерджентное свойство целеустремленности в движении. Иными словами, в природе возникают материальные сгустки, движущиеся согласно определенной цели, которая зафиксирована в них в информационном виде. Информация, как уже новое

свойство материи, как новая эмерджентная ее характеристика, в дальнейшем несет в себе основу появления формы существования живой материи в виде естественного интеллекта. Несмотря на то, что в конце сороковых годов прошлого столетия появилась наука кибернетика, которая, казалось бы, должна изучать все природные явления, связанные с естественным интеллектом, однако, познание природы в этом случае пошло по пути, как уже отмечалось ранее, в раздроблении исследований по разным мелким направлениям. Иными словами, на пятом этапе развития материи, генерирующего в природе естественный интеллект, требуется свое основополагающее направлении в научных исследованиях, в качестве которого должна выступать фундаментальная наука кибернетика.

Итак, подводя итоги изложенной информации в настоящей статье, заметим, что имеет существенное значение качество содержания терминов, понятий, которые используется в научном познании природы. Оказалось, что они должны, как можно полнее, отражать законы существования материи в окружающей среде, предметом исследования науки в которой они являются. В противном случае возникает проблема в научных исследованиях, которая проиллюстрирована в статье на примере развития науки кибернетики и ее направления в исследованиях, именуемом вычислительной техникой. Огра-гиченное обозначение кибернетики, предложенное Н. Винером, рассредоточило внимание исследователей на целом ряде узконаправленных наук и это отрицательно сказалось на развитии этой новой фундаментальной науки ХХ-го века. Одностороннее введение понятия поколения ЭВМ привело к существенному тормозу в развитии средств автоматизации обработки информации. Иными словами, в развитии науки имеет большое значение то, какими терминами, понятиями ее исследователи пользуются. В этом случае, как никогда, справедлива известная пословица: «Как назовешь корабль, так он и поплывет».

Литература

1. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Советское радио, -1958. - 413с.