2. Понятие модели. Модели мира. Умозрительное моделирование и субъективные миры.

Одной из важнейших причин, побуждающих субъекта S^j к совершению действий, направленных на объект 0^e, является цель субъекта.

Цель – это осознанный и желаемый результат, на достижение которого направлено действие субъекта S.

Ф илософия

Психология

Кибернетика изучают связь "цель" – "действие".

и

т.д.

Специфичность кибернетического подхода состоит в том, что цели считаются заданными и на их основании следует лишь определить рациональный способ совершения действий.

Деятельность субъекта по достижению цели называется операцией, а подход операционистским.

Если желаемый результат деятельности достижим за определенный интервал времени и характеризуется набором количественных данных или параметров, то вместо термина "цель" используется термин "задача".

Т.е. цель становится задачей, если указан (задан, принят) срок ее достижения и конкретизированы количественные характеристики желаемого результата.

Психологи считают, что конкретную цель, появившуюся в настоящем, нельзя рассматривать вне целей, имеющих место в прошлом. Поэтому они изучают процессы происхождения новых целей – целеобразование.

Мы ограничимся кибернетическим определением и будем считать, что цели являются заданными, но нахождение способов их достижения основывается не только на классических операционистских методах, но и на способности человека мыслить, рассуждать, строить умозаключения и др. При этом основным "инструментом" будут знания.

Цели субъекта выполняют определенные селектирующие функции, выделяя из совокупности знаний субъекта лишь те, которые, по его мнению, относятся к решаемой задаче. Это является первым шагом к решению вопроса о выборе способа деятельности. Последним шагом является оценка результатов этой деятельности (Рис. 1.4.).

Выделенная совокупность знаний, которые субъект использует для решения конкретной задачи, образует систему. При построении этой системы субъект оперирует не только понятиями, но и знаками, фиксирующими эти понятия, т. е. использует определенный язык. Выделенная таким образом система знаний об объекте образует его модель.

Модель – это искусственно созданный физический или абстрактный объект (процесс), свойства которого и отношения между ними в рамках достижения цели полагаются аналогичными свойствам и отношениям объекта-оригинала.

Любая модель требует проведения абстрагирования, выделения атрибутивных свойств объекта применительно к данным целям и описания выделенных знаний на каком-либо языке.

Типы моделей:

Содержательные – язык описания естественный.

Формальные – язык описания искусственный,

формальный.

Иконические – для описания выбран язык

рисунков, картин, фотографий.

Физические, натурные – упрощенный вариант

или макеты моделируемого устройства,

предмета, процесса и др.

Имитационные – программы ЭВМ,

описывающие ход физического

процесса, снабженные

необходимыми данными.

Так как модель повторяет атрибутивные свойства объектов-оригиналов в рамках достижения целей, то с ней можно проводить мысленные или физические эксперименты, не привлекая для этого сам объект.

Моделированием назовем процесс, включающий в себя разработку (выбор) модели, проведение на ней исследований, получение и анализ результатов, выдачу рекомендаций о дальнейшей деятельности субъекта и оценку качества самой модели применительно к решаемой задаче с учетом конкретных условий.

Применение моделей позволяет не только выявить рациональные способы деятельности, но и оценить негативные последствия этих действий.

При проведении моделирования субъект может варьировать тремя составными частями модели:

• языком Я_k;

• знаниями Зн_l;

• целями Ц_r.

Поэтому любая модель будет обладать структурой

GM = < Я_k, Зн_l, Ц_r, R <·>>, где

R <·> – отношение между составными частями модели.

Варьируя этими составными частями и отношениями на них, можно разработать модель, которая в условиях решаемой задачи будет достаточно точно, полно и глубоко описывать свойства объекта-оригинала, его состояние, закономерности его изменения, отношения с другими объектами, и, в то же время, не будет слишком сложной.

С помощью такой модели можно производить планирование будущей деятельности, ведущее к достижению целей и уменьшающее вероятность возникновения ошибок.

Моделирование уменьшает вероятность ошибок, но не исключает их.

Причины возможных ошибок моделирования

1. Знания о свойствах объекта-оригинала не полны.

2. Знания разработчика модели о свойствах оригинала не полны.

3. Разработчиком неверно отобраны знания, связанные с реализацией поставленной цели.

4. При моделировании антагонистической деятельности каждый субъект моделирует знания другого субъекта. Такие модели относятся к классу рефлективных. Неточность таких моделей нередко приводит к значительным ошибкам моделирования.

Однако, наличие ошибок при моделировании ни в коей мере не компрометирует саму идею моделирования как средства познания объективной реальности, углубляющего наши знания.

Этапы моделирования деятельности субъектов

Рассмотрим в общих чертах процесс разработки субъектом S модели объекта.

В момент времени t₀ от объекта О к субъекту S поступают сигналы, характеризующие признаки этого объекта. Это информация "из настоящего". Для того, чтобы оценить состояние этого объекта, S приступает к моделированию.

Текущая информация сопоставляется с информацией "из прошлого", что позволяет выбрать алгоритм последующих действий.

Рассмотрим лишь один из возможных алгоритмов такого сопоставления.

Если состояние объекта было X₀,

цели субъекта – Ц_r

и он совершил действие – Д₀,

что привело к успеху, то

каждый раз, когда имеет место <X₀, Ц_r>, субъект будет совершать действие Д_е.

Этот алгоритм сводится к решению двух задач:

- распознавание ситуации, описываемой двойкой <Х,Ц>;

- реализация решения, однозначно связанного с этой двойкой.

Управление, производимое с помощью такого алгоритма, называется ситуационным.

Цели S играют важнейшую роль при приеме текущей информации.

1. Они позволяют абстрагироваться от большого количества поступающей информации и выделить главное.

Они блокируют внимание относительно сведений, не вписывающихся в схему мышления субъекта, в результате чего он может не заметить в окружающем мире важных изменений.

Использование описанной выше модели может быть и "пассивным", сопоставительным, что позволит S дать ответ на вопрос: стереотипны ли действия О? Если действия стереотипны, то S может использовать эту модель для целей прогноза.

Широкое толкование понятия модели

Первоначально моделью называли некое вспомогательное средство, объект, который в определенной ситуации заменял другой объект.

Не была понята универсальность законов природы, всеобщность моделирования, необходимость представлять любые знания в форме моделей.

* Древние философы считали невозможным моделирование естественных процессов, т.к. по их мнению, природные и искусственные процессы подчинялись различным законам. Думали, что отобразить природу можно только с помощью логики, дискуссий, споров, т.е. языковых моделей (спорное замечание!).

* Через несколько столетий господствовал следующий принцип естествознания:

признавались только выводы, подкрепленные экспериментально или математически.

Модель относилась только к материальным объектам (манекен, гидродинамическая модель плотины и т. д.)

Отсюда следует определение:

Моделью назывался объект-заместитель, который в определенных условиях мог заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, причем имея преимущества удобства (наглядность, доступность и т.п.);

* Следующий шаг – признание в качестве моделей абстрактных, идеальных построений => так появились математические модели.

Модель – результат отображения одной абстрактной математической структуры на другую, также абстрактную, либо –результат интерпретации первой модели в терминах и образах второй.

* В XX веке понятие модели становится всеобщим, охватывающим и реальные, и идеальные модели. Понятие абстрактной модели вышло за рамки математических моделей, стало относиться к особым знаниям и представлениям о мире.

Модели могут быть качественно различными, они образуют иерархию в которой модель более высокого уровня (теория, например) содержит модели более низких уровней (например, гипотезы) как свои части, элементы.

Выводы:

1. иерархичность модели: применительно к разным объектам понятие модели может иметь разное содержание;

2. если объект может быть использован в качестве модели, это не означает. что он не может быть ничем иным;

3. самые общие понятия вовсе не являются логически пустыми (материя. движение и т. д.).