Макромир

Границы макромира
Макромир занимает область устойчивых форм от 10-6 до 107см, соразмерных человеку и определяется материей от кристаллов до геологических образований. Данная область мироздания определяется в рамках классических законов И. Ньютона, законами электромагнитных взаимодействий, законами термодинамики, оптики и пр.

Науки о макромире

Синтетические науки о макромире. Синергетика
наука о сложных, открытых, нелинейных системах и процессах самоорганизации в неживой природе (в отличие от эволюции в живой). Создана в сер. XX века на стыке физики и химии, затем принята как общая методология и распространена на все классы существующих наук.

Основоположники синергетики
Пригожин И.Р. (1917-2003 гг.), американский химик, лауреат Нобелевской премии по химии (1977 г.). Исследовал диссипативные структуры, занимался вопросом необратимости времени.

Основоположники синергетики
Хакен Г. (1927 г.), немецкий физик-теоретик, доктор естествознания и философии. Развил теорию лазера, представив когерентный свет как простейшую модель самоорганизующейся системы.

Основные понятия синергетики. Система
СИСТЕМА – упорядоченное множество взаимосвязанных элементов, определенная целостность, проявляющаяся как нечто единое по отношению к другим объектам или внешним условиям.
САМООРГАНИЗАЦИЯ – процесс взаимодействия элементов, в результате которого происходит возникновение нового порядка или структуры в системе.
НЕЛИНЕЙНОСТЬ – понятие, обозначающее процессы, описываемые нелинейными уравнениями. В математическом смысле – уравнения, содержащие искомые величины в степенях, больших единицы, которые могут иметь несколько качественно различных решений. В более общем плане понятие нелинейности используется для указания на многовариантность, альтернативность и необратимость возможных путей эволюции сложных самоорганизующихся систем.

Основные понятия синергетики.
ФЛУКТУАЦИЯ (лат. fluctuari – колебание) – случайное отклонение системы от равновесного положения.
ДИССИПАЦИЯ (лат. dissipation – рассеивание) переход энергии упорядоченного движения в энергию хаотического движения (теплоту).
БИФУРКАЦИЯ (лат. bifurcus – раздвоенный) – разветвление в траектории движения системы в определенной точке (бифуркации).
СКАЧОК – крайне нелинейный процесс, при котором малые изменения параметров системы вызывают очень сильное изменение состояния системы, ее переход в новое качество.
ХАОС – порядок с более сложным характером, регулярная нерегулярность.

Саморазвитие системы
Нелинейная динамика
Детерминированная область (линейные параметры)
Точка бифуркации (объективная случайность)

Новые идеи синергетики
1. Междисциплинарный подход в науке и новая методология;
2. Вопросы о необратимости времени;
3. Принципиальная непредсказуемость будущего и прошлого;
4. Роль нелинейных законов в природе;
5. Возможность описания новых объектов (неровных, искривленных, изломанных и пр.).

Кибернетика (греч. «кормчий, управляющий кораблем»)
- наука об управлении, управляющих устройствах и переработке в них информации. В пределы кибернетики входит цельная теория информации и связи (К. Шеннон). Наука о самоуправляемых системах.

Основоположники кибернетики
Н. Винер (1894-1964 гг.), американский математик. Занимался теорией вероятности и статистики, вычислительным анализом. Прогнозировал создание искусственного интеллекта. «Кибернетика или Управление и связь в живом мире и машинах» (1948 г.)

Основные понятия кибернетики
Система - упорядоченное множество взаимосвязанных элементов, определенная целостность, проявляющаяся через новое качество.
«Черный ящик» - идеальный объект, о субстанциальном, внутреннем устройстве которого ничего нельзя сказать, но можно владеть информацией «входа» и «выхода».

Основные понятия кибернетики
Обратная связь - петля «обратной связи» регулирует связь между воздействием на систему и ее реакцией, выстраивая алгоритм поведения (положительные, отрицательные, гомеостатические).
Сигнал – способ воздействия на систему, изменяющий ее поведение.
Информация – мера упорядоченности сигнала (кода).

Принципы кибернетики
1. Любой сигнал, любую информацию, независимо от ее конкретного содержания и назначения, можно рассматривать как некоторый выбор между двумя или более значениями, наделенными известными вероятностями (селективная концепция информации), и это позволяет подойти ко всем процессам с единой меркой, с единым статистическим аппаратом. 2. Количество информации - количество выбора - отождествляется Винером с отрицательной энтропией и становится, подобно количеству вещества или энергии, одной из фундаментальных характеристик явлений природы. Отсюда толкование кибернетики как теории организации, как теории борьбы с мировым хаосом, с роковым возрастанием энтропии.
3. Действующий объект поглощает информацию из внешней среды и использует ее для выбора правильного поведения. Информация никогда не создается, она только передается и принимается, но при этом может утрачиваться, исчезать. Она искажается помехами, "шумом", на пути к объекту, внутри его и теряется для него".

Архитектура Дж. фон Неймана
Организация ЭВМ:
1. Линейно-адресная память (команды, элементы данных);
2. Процессор (выполняет команды).
Принципы:
1. Использование двоичной системы в записи программ и хранении данных;
2. Память использовалась не только для хранения данных, но и команд;
3. Ячейки памяти имеют нумерацию (возможность использования переменных в программировании);
4. Возможность условного перехода в процесс выполнения программ. Команды выполняются последовательно, но можно обратиться к любой их них.

Искусственный интеллект (англ. - artificial intelligence)
Раздел информатики, который изучает возможность обеспечения разумных рассуждений и действий с помощью вычислительных систем и иных искусственных устройств. Алгоритм решения задачи заранее неизвестен.

Математические ограничения создания искусственного интеллекта
1. Теорема К. Геделя о неполноте (1931 г.). Всякая система математических аксиом, начиная с определенного уровня сложности либо внутренне противоречива, либо неполна. «Любая формальная система аксиом содержит неразрешимые предположения».
2. Р. Пенроуз развил идеи Геделя. Компьютер, действующий в системе логики не способен определить истинно или ложно утверждение А, если оно выходит за рамки аксиоматики. Человеческий разум способен.

Тест Аллана Тьюринга
При взаимодействии человека с человеком и человека с машиной, посредством вопросов и ответов, нужно определить где естественная система, где искусственная. Отсутствует непосредственный доступ к системам.
Дж. Сёрль представил аргументы, опровергающие допущение Тьюринга («китайская комната»).