Философия компьютерной науки

В 1943 г. Мак-Каллок, совместно со своим 18-летним протеже, специалистом по логике Уолтером Питтсом, разработал теорию деятельности головного мозга. В результате их работы были получены следующие результаты:

• разработана математическая модель базового элемента нервной сети – нейрона;
• предложена конструкция связи таких элементов для выполнения логических и арифметических операций;
• выдвинута гипотеза о том, что такая связь может обучаться, распознавать образы, обобщать полученную информацию, т.е. обладает основными свойствами интеллекта.

Эти результаты стали началом новой ветви науки – нейрокибернетики.

Ярким лидером кибернетического движения середины ХХ века был английский математик, логик и криптограф Алан Матисон Тьюринг. Еще в 1936 году, преодолевая трудности проблемы неразрешимости в математике, он создал свою формальную модель универсального алгоритма. Так называемая «машина Тьюринга» является его существенным вкладом в логико-математические исследования аспекта переработки информации. Впоследствии он развил свои алгоритмические идеи в теории программирования.

В годы Второй мировой войны Тьюринг успешно занимался секретной работой по раскрытию немецких шифров.

Углубляя исследование определенной темы, Тьюринг вышел к предельным, философским основаниям отношения человека к миру. Свою знаменитую статью «Вычислительные машины и интеллект», опубликованную в 1950 году в философском журнале «Mind». В ней он рассматривал вопрос о том, может ли машина мыслить и предполагал, что возможно разработать такой тест, который мог бы однозначно отделить машину от человека. Разработанные им три версии «теста Тьюринга» не дали на однозначного ответа. Вместе с тем, они стимулировали исследования в области «искусственного интеллекта». В 1990 году был учрежден ежегодный конкурс таких работ. В нем принимают участие философы, компьютерные специалисты и журналисты.

Развитие информатики

Большой шаг вперед в развитии информатики был сделан с появлением электронных компьютеров и изобретением их эффективной архитектуры Джоном фон Нейманом. Он венгр, сын банкира. В 1925 году защитил диссертацию «Аксиоматическое построение теории множеств» на звание доктора философии в Будапештском университете, а в 1930 году эмигрировал в США. Будучи универсалом в математике, Нейман применял ее методы в экономике, лингвистике, физике, других, в том числе военных, науках и, естественно, в кибернетике. Накопив за годы войны уникальный опыт численных расчетов на быстродействующих машинах первого поколения (в создании которых принимал непосредственное участие), он предложил ряд новых идей организации ЭВМ. Важнейшей из них была идея хранимой программы. В результате их реализации возникла логическая схема, структура, образно выраженная как архитектура ЭВМ, во многих чертах сохранившаяся до настоящего времени. За это фон Неймана иногда называют «отцом» всего компьютерного направления.

Логическая структура ЭВМ нового типа включала в себя пять основных блоков: входное устройство для ввода в машину всей необходимой информации используемой в решении задач; запоминающее устройство; устройство управления, организующее взаимодействие запоминающего устройства с арифметическим; арифметическое устройство, выполняющее все необходимые операции; выходное устройство, сообщающее полученные результаты пользователю.

После работ над проектами компьютерных архитектур Нейман приступил к созданию общей логической теории автоматов (искусственных и естественных). В отличие от кибернетики Винера, в ней основное внимание уделяется цифровым вычислительным машинам и дискретной математике. Винер сосредоточивал внимание на аналоговых (следящих) системах и непрерывной математике, причем всячески подчеркивал важность обратной связи в управлении.

Задуманная Джоном фон Нейманом машина была построена под руководством Джулиана Бигелоу в Институте высших исследований США. В честь Неймана ее назвали ЭНИАК. Она послужила прототипом для изготовления других вычислительных машин. Именно ЭНИАК позволил осуществить расчеты, необходимые для создания первой в мире атомной бомбы.

Джулиан Хаймли Бигелоу был инженером-новатором в области вычислительной техники. Для реализации неймановского проекта его рекомендовал Н. Винер, знавший его и как ученого. В соавторстве с Бигелоу и Розенблютом в 1943 году они опубликовали статью «Поведение, целенаправленность и телеология», ставшую предвестницей зарождающейся кибернетики.

Важный вклад в развитие информатики сделал англо-американский этнограф, антрополог, психолог, культуролог, кибернетик и философ Грегори Бейтсон. Относительно его философии можно сказать следующее. Если Тьюринг нетрадиционно поставил проблему отношения мышления к бытию, то Бейтсон нашел ее нетрадиционное решение. Оно обозначено в самих названиях его основных работ: «Разум и Природа. Необходимый союз» (1980), «Священный союз. Будущие шаги к экологии Разума» (1990).

Бейтсон перенес внимание кибернетики с естествознания на социально-гуманитарные науки. Связывая социальную, клиническую, сравнительную и педагогическую психологию посредством понятия «коммуникации», он истолковывает последнее как обмен информацией со средой. Преодоление декартовского дуализма осуществляется им на основе теории логических типов Рассела. Таким образом, он приходит к идее иерархичности систем, где часть подчиняется целому. Разум, как своеобразная кибернетическая система, также зависит от более общей системы – от окружающей среды. Коммуникация между ними осуществляется посланиями. Поскольку в каждом из них содержится информация и о самом послании, с позиций системы и ее подсистемы истолковать его можно по-разному. В ситуациях смешения контекстов возникают различные патологии мышления, которые проявляются в виде логических парадоксов, нарушений психики (случаи шизофрении), дезориентации поведения, социальных и экологических кризисов.

На основе идей Бейтсона возник целый ряд неортодоксальных концепций: «прагматика человеческих коммуникаций», «стратегическая психотерапия», «системная терапия», «анти-психиатрия», «нейролингвистическое программирование».

Психолого-педагический аспект кибернетики и информатики в данный период наиболее глубоко исследовала Маргарет Мид. Она училась в Колумбийском университете, сначала специализировалась в психологии, затем в этнографии. Несколько лет была официальной женой Г. Бейтсона и знала его идеи не понаслышке.

Мид сосредоточила свои исследования на изучении организации общества и способов воспитания детей у разных народов. Исследовала различия их представлений о взрослении и обучении, специфику их социальных стереотипов, проблему сходного и различного в разных культурах. В центре ее внимания находились такие вопросы, как роль биологического и социального в формировании личности, взаимоотношений индивидуума и социума и т.д.

Ей удалось показать условность наших представлений о мужских и женских чертах характера, материнских и отцовских ролях в воспитании детей. Таким путем Мид доказывала уникальность различных культур.

Общественный резонанс вызвала книга М. Мид «Культура и преемственность. Изучение конфликта поколений», изданная в 1970 году. В ней Мид рассматривала три типа культур: постфигуративную (дети учатся в основном у своих родителей), конфигуративную (и дети, и взрослые учатся у сверстников) и префигуративную (родители учатся у детей). Ее вывод таков: в наши дни темп развития значительно возрос, так что предыдущий опыт часто становится не только ненужным, но и вредным, поскольку мешает прогрессивным подходам, требуемым новыми обстоятельствами.

М. Мид была авторитетным участником группы кибернетиков, которую ее члены назвали «Проект человек-машина». Ее цель заключалась в том, чтобы путем слияния человека с машиной создать абсолютно управляемое общество. «Заслугой» этой группы явилось выдвижение идеи и реализация проекта «психологической войны».

Крупнейшим теоретиком и влиятельным практиком в области социального управления с помощью кибернетики был Энтони Стаффорд Бир. Родился он в Лондоне, в колледже обучался философии, в армии познакомился с исследованием операций. С его именем связывают становление кибернетики второго порядка, которая более интересуется целостностью и внутренней связностью систем, их эффективной организацией и самоорганизацией.

Бир критиковал традиционные управленческие структуры за их неспособность подстраиваться к темпу перемен. Взамен он предложил модель жизнеспособной системы. Она построена на основе кибернетического закона необходимого разнообразия и принципа его ограничения. Прототипом модели стала нервная система человека [10].

Модель жизнеспособной системы Бира предполагает общий язык для решения проблем. Она дает информационный каркас для компьютеризации, показывает ее возможности и границы, является инструментом для диагностики организационных патологий и способом описания динамики кризисов. Вместе с тем, она представляет собой проект самоуправления для социальных организаций различных уровней. Не случайно, за консультацией к Биру обращались крупнейшие компании и правительства более 20 стран мира.

Поскольку кибернетика является наукой об общих законах управления, исследования информационных процессов в ее области зависят от толкования понятия самого «управления». Первоначально его суть сводилась к автоматической регуляции действия различных систем. Этот этап развития определялся так называемой кибернетикой 1-го порядка. К ее представителям относятся Н. Винер, У. Мак-Каллок, Дж. Бигелоу, Дж. фон Нейман, Г. Бейтсон, М. Мид, К. Шеннон, А. Розенблют, У. Питтс, Р. Эшби и др. Затем управление стало отождествляться с организацией и самоорганизацией различных систем. Возникла кибернетика 2-го порядка. Ее представители: Х. фон Фёрстер, У. Матурана, Ф. Варела, Г. Паск, Р. Урибе, Л. Лефгрен, Г. Гюнтер, Г. Рот и др. (С. Бир, о котором сказано выше, представляет переходное между ними состояние). Далее выяснилось, что управление есть, прежде всего, целе-направленное действие, а цель полагается только человеком. Таким образом, специфика управления стала определяться за пределами кибернетики. По поводу предмета информатики возникли ее разногласия и с общей теорией систем.

Программу создания общей теории систем – выдвинул в конце 1940-х годов австрийский биолог Карл Людвиг фон Берталанфи (с 1949 г. жил в США и Канаде). Она резюмировала его анализ системных идей в истории мировой философии [11]. Основную проблему, стимулировавшую эти идеи на протяжении многих веков, он усмотрел в парадоксе Аристотеля «целое – больше суммы его частей».

В реализации намеченного наиболее важным в трудах Берталанфи представляется следующее:

• его определение системы «как совокупности элементов, находящихся в определенных отношениях друг к другу и со средой», выделение уровней ее организации и системных свойств (целостность, устойчивость, механизация, рост, конкуренция, финальность  и эквифинальность в поведении и др.);
• его подразделение всех систем на закрытые и открытые (постоянно обменивающиеся веществом, энергией и информацией со средой). Причем последние им толковались как их общий случай;
• возможность двойственного описания системы: внутреннего и внешнего, представляющих, соответственно, ее структурный и функциональный аспекты;
• особое внимание к математической формализации общей теории систем.

Среди предложенных вариантов общей теории систем (М. Месаровича, В. Кухтина, А. Уёмова, Ю. Урманцева и др.) привлекает модель А. Рапопорта. Анатолий Борисович Рапопорт – американский (российского происхождения) психолог, биолог, математик, представитель философского операционализма. Учился, защитил диссертацию по математике и получил степень доктора в Чикагском университете. Несколько лет сотрудничал с Л. Берталанфи, развивал формальный аппарат его общей теории систем.

С точки зрения информатики интерес представляет знаменитая «дилемма заключенного» Рапопорта. Она позволяет изучать динамику связи между интересами индивидов, входящих в систему, и интересами системы как социального целого.

Важно отметить, что общая теория систем воплощает собой интегративные тенденции всей современной науки. Поэтому ее вклад в информатику существенен. В отличие от кибернетики, которая имеет дело только с системами управления, в ее ведение попадают системы любой природы. Таким образом, она значительно расширяет и предмет информатики.

В поле зрения кибернетики, как сказано, находятся информационные процессы. Информация в ней играет роль посредника (средства) между управляющей и управляемой системами. В общей теории систем (и системном подходе) она представляется не только в роли посредника (средства), но и в роли объекта. Информация здесь толкуется в смысле множества системообразующих элементов. Как следствие, здесь выделяется особая область реальности – класс информационных систем.

Простейшей искусственной формой информационной системы является гипертекст. «Гипертекст» буквально означает «нечто большее чем текст».

 Гипертекст в современном его понимании является естественной средой бытия Интернета.

Как информационная система гипертекст отличается от обычного текста и синтаксисом, и семантикой и прагматикой. В синтаксическом аспекте он представляет собой множество относительно небольших фрагментов (кусков) текста, содержащих указания на их связи с другими его фрагментами. В семантическом аспекте – это смысловая сеть «гнезд», обозначающихся как термины и темы. Смысловые связи семантических объектов в таком тезаурусе создают возможность нелинейного перехода от одного фрагмента информации к другому. В прагматическом аспекте гипертекст представляет собой аппарат (средство) свободной обработки информации пользователем. На экране дисплея он сам формирует необходимый ему текст. Таким образом, возникает совершенно новый класс систем самоуправления, где пользователь волен оперировать информацией различными доступными ему методами.