Основы кибернетики и синергетики

Министерство образования и науки Российской Федерации

Стерлитамакский филиал ФГБОУ ВПО

«Башкирский государственный университет»

Естественнонаучный факультет

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра Философии права и социальных наук.

 

 

 

 

 

Контрольная работа

Тема: «Основы кибернетики и синергетики»

По курсу «Концепция современного естествознания»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы Z4ПРО11

 

 

 

 

Проверил: к.ф.н. доцент

 

 

 

 

                                           Стерлитамак 2015г

 

 

Содержание

1. Что изучает кибернетика и на каком основании она входит в систему естествознания.
2. Что такое кибернетическое моделирование.
3. Что такое кибернетическая система.
4. Каков смысл проблемы создания искусственного интеллекта.
5. Что означает понятия «компьютерная революция».
6. Что такое интернет и какова его роль в формировании информационного общества.
7. Что такое синергетика.
8. Какое значение в синергетике имеют понятия «хаос» и «порядок».
9. Какую роль в синергетическом подходе выполняют понятие «точка бифуркации».
10. Каково соотношение случайного и необходимого (закономерного) в синергетическом объяснении.
11. Что означает термин «нелинейность» в синергетике.
12. Как в синергетике объясняется механизм самоорганизации.
13. Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведение

1. Кибернетика — как наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе, впервые был предложен Норбертом Винером в 1948 году.Она включает изучение обратной связи, чёрных ящиков и производных концептов, таких как управление и коммуникация в живых организмах, машинах и организациях, включая самоорганизации. Она фокусирует внимание на том, как что-либо (цифровое, механическое или биологическое) обрабатывает информацию, реагирует на неё и изменяется или может быть изменено, для того чтобы лучше выполнять первые две задачи. Стаффорд Бир назвал её наукой эффективной организации, а Гордон Паск расширил определение, включив потоки информации «из любых источников», начиная со звёзд и заканчивая мозгом.

Естествозна́ние— совокупность знаний о природных объектах, явлениях и процессах.

Отсюда следует, что кибернетика это часть естествозна́ния, изучающая процессы передачи информации.

2. Кибернетическое моделирование существенно расширяет границы исследуемости сложных объектов. Отвлекается не только от физической природы оригинала, но и от структуры его внутренних связей. В этом случае моделируются лишь какие-либо внешние функции объекта, характеризующие его взаимодействие с окружающей средой. Кибернетическое моделирование принципиально отличается от физического и математического, в ходе которых воспроизводятся процессы внутри изучаемой системы - оригинала. Пример кибернетической модели, функции которой имеют лишь качественное сходство с функциями оригинала, - известная электронная мышь Шеннона. Будучи помещена в лабиринт, она хочет найти пищу, при этом движется ощупью, наталкивается на разные перегородки до тех пор, пока не найдет дорогу к кормушке. Воспроизводимая в ней функция - по сути дела, свойство находить путь к заданной точке при определенных соотношениях, продиктованных кибернетическим подобием. Разумеется, выводы о поведении настоящей, живой мыши могут здесь носить лишь качественный характер, однако они оказались весьма интересными для выявления важных биологических закономерностей. 
3. Кибернетическая система - это множество взаимосвязанных объектов - элементов системы, способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться информацией. КИБЕРНЕТИКА-наука об управлении, связи и переработке информации. Основной объект исследования — т. н. кибернетические системы, рассматриваемые абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры кибернетических систем — автоматические регуляторы в технике, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество. Каждая такая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею.
4. Проблема выбора пути к созданию искусственного интеллекта

Тест Тьюринга

С 1991 года проводятся турниры программ, пытающихся пройти тест Тьюринга. В интернете можно найти и посмотреть историю турниров, узнать о правилах, призах и победителях. Пока ещё эти программы (боты) крайне малоразумны. Всё, что они делают - это применяют заранее подсказанные человеком правила. Осмыслить разговор боты даже не пытаются, в основном совершают попытки «обмануть» человека. Создатели закладывают в них ответы на наиболее часто задаваемые вопросы, стараются обойти распространенные ловушки. Например, внимательно следят, а не задаст ли судья один и тот же вопрос дважды? Человек в такой ситуации сказал бы что-то вроде: «Эй, ты уже спрашивал»! Значит, разработчик добавит боту правило тоже так поступать. В этом направлении представляется очень маловероятным, что появится первый ИИ.

Компьютерные шахматисты

Об этих программах слышали многие. Впервые чемпионат мира по шахматам между компьютерными программами прошел в 1974 году. Победителем стала советская шахматная программа «Каисса». Не так давно компьютер обыграл и Гарри Каспарова. Что же это - несомненный успех?

О том, как играют компьютерные шахматисты, написано очень много. Расскажу совсем вкратце. Они просто перебирают множество вариантов. Если я подвину эту пешку сюда, а противник сходит слоном вот сюда, а я сделаю рокировку, а он подвинет вот эту пешку… Нет, такая позиция невыгодна. Не буду делать рокировку, а вместо этого посмотрю, что случится, если я подвину эту пешку сюда, а компьютер сходит слоном вот сюда, а я вместо рокировки подвину пешку еще раз, а он…

Компьютер ничего не изобретает сам. Все возможные варианты подсказаны настоящими обладателями интеллекта - талантливыми программистами и шахматистами-консультантами… Это не менее далеко от создания полноценного электронного интеллекта.

Футбол роботов

Это очень модно. Этим занимаются многие лаборатории и целые факультеты ВУЗов по всему миру. Проходят десятки чемпионатов по разным разновидностям этой игры. Как говорят организаторы турнира RoboCup, «Международным сообществом специалистов по искусственному интеллекту задача управления роботами-футболистами признана одной из важнейших».

Очень может быть, что, как мечтают организаторы RoboCup, в 2050 году команда роботов и впрямь обыграет в футбол команду людей. Только их интеллектуальность вряд ли к этому будет иметь какое-то отношение.

Турниры программистов

Недавно фирма Microsoft проводила турнир под названием «Террариум». Программистам предлагалось создавать искусственную жизнь, не больше и не меньше. Это, наверное, самое известное из подобных соревнований, а вообще их проводится очень много - энтузиасты-организаторы с завидной регулярностью предлагают создавать программы, играющие то в войну роботов, то в колонизацию Юпитера. Бывают даже соревнования по выживанию среди компьютерных вирусов.

Что же мешает хотя бы этим проектам служить созданию настоящего ИИ, который в будущем сможет и воевать, и Юпитер колонизировать? Одно простое слово - непродуманность. Даже могучие умы Microsoft не смогли придумать правила, в которых сложное поведение выгодно. Что уж говорить об остальных. Что ни турнир - а все побеждает одна и та же тактика: «чем проще - тем лучше»! Кто победил в «Террариуме»? Наши соотечественники. А что они сделали? Вот полный перечень тех правил, по которым жило самое жизнеспособное виртуальное травоядное турнира;

1. Если видишь хищника, убегай  в сторону от него. Если видишь  животное своего вида, быстро  бегущее в какую-то сторону, беги  туда же.

2. Если вокруг только чужие, быстро-быстро ешь всю траву, чтобы другим поменьше досталось.

3. Если не видишь чужих, ешь  её ровно столько, сколько надо. Наконец, если ни травы, ни хищников  не видишь, иди куда глаза глядят.

Интеллектуально? Нет, зато эффективно.

Коммерческие применения

В коммерчески значимых областях не нужно никаких турниров, никаких судей, никаких правил отбора. Ни в распознавании текстов, ни в создании компьютерных игр высокая наука оказалась просто не нужна.

Что нужно, так это стройный коллектив людей с ясными головами и хорошим образованием, и грамотное применение большого числа довольно простых по своей сути алгоритмов.

Никакого сакрального знания на этих направлениях добыть не удастся, никаких великих открытий не совершится, и этого вовсе никто и не добивается. Люди просто зарабатывают себе деньги, заодно улучшая нашу жизнь.

5. Компьютерная революция – одна из главных составляющих научно-технической революции второй половины XX века, оказывающая глубокое воздействие на все стороны жизни общества. Понятие компьютерной революции характеризует беспрецедентный масштаб и силу влияния электронной вычислительной техники на развитие экономики, науки, техники, образования, культуры. Компьютеры составляют основу индустриально-информационных комплексов, позволяющих эффективно использовать новые технологии. Информатика, вычислительная техника и автоматизированные системы оказывают революционное воздействие на проектно-конструкторские разработки и научные исследования, управление хозяйственной и духовной жизнью. В эпоху компьютерной революции существенно преобразуются содержание и характер общего и профессионального обучения, по-новому ставятся проблемы развития человеческого интеллекта и личности. Серьезное влияние компьютеризированный образ жизни оказывает на мировоззрение людей. Изменяются процессы формирования материальных и духовных потребностей, интересов, устремлений различных слоев и групп населения. С компьютерной революцией связаны серьезные качественные сдвиги в социально-культурной и социально-политической сферах. Компьютеризация затрагивает все области общественного сознания, средства массовой информации. В условиях современной политической структуры компьютеризация приводит к новым жестким формам социального контроля, ограничению свободы граждан, усилению политизации общества.
6. Интерне́т— всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации. Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть, а также просто Сеть. Построена на базе стека протоколов TCP/IP. На основе интернета работает Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) и множество других систем передачи данных.

Информационное общество — общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей её формы — знаний. Для этой стадии развития общества и экономики характерно:

Создание эффективных механизмов защиты национального информационного пространства, приобщение к информационной цивилизации - условие выживания нации и государства .

 

7. Синергетика междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем (состоящих из подсистем) . «...наука, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природы.
8. Говоря о методологической и исторической судьбе понятий "хаос" и "порядок", мы можем отметить следующий парадокс: являясь наиболее древними обобщающими первообразами, матрицами мироописания, известными еще со времен мифов и космогонии, и находя впоследствии применение в самых разных науках, эти понятия, тем не менее, так и не обрели до сих пор своей терминологической четкости. Специфика и объемы этих понятий не были строго определены ни в одной из использующих их наук (к примеру, в современной физике используются более десяти характеристик хаоса: молекулярный хаос. термодинамический хаос, диффузный хаос, диссипативный хаос, детерминированный хаос, турбулентный хаос и др). До сих пор не ясны границы применимости этих понятий и специфика их "преломления" при переходе из одних познавательных сфер в другие. В настоящие время это, скорее, даже не понятие, а некие понятийные пространства, где сопрягаются и пересекаются интуитивные представления, культурно-смысловые контексты, конкретно-научные интерпретации и их философское осмысление.

 

        Можно сказать, что  в истории науки речь шла  не об изучении феноменов хаоса  и порядка как таковых, а об  исследовании отдельных атрибутивных  характеристик этих феноменов. Так, в естественнонаучном плане (в  первую очередь, в термодинамике) соотношение хаоса и порядка  определялось и измерялось ростом  энтропии как показателем раз  упорядоченности. Другими научными  направлениями, проявляющими особый  интерес к проблемам хаоса  и порядка, были социология и  общенаучные концепции (кибернетика, общая теория систем), в которых  хаос и порядок сопрягались  с развитием социальных систем  разного уровня. Именно благодаря  последним двум направлениям (аккумулирующим  в своем методологическом становлении  наработки современного им уровня  естествознания) сложилась целая  система понятийных антиномий, в  рамках которых определялись  основные параметры (атрибуты) порядка  как организации: равновесность - неравновесность, открытие -закрытие системы, устойчивость - неустойчивость, динамика - гомеостаз, единообразие -разнообразие, симметрия - асимметрия, линейность - нелинейность, актуализация потенциальность, предсказуемость - непредсказуемость.