5.1. Классическая и универсумная схемы

5.1. Классическая и универсумная схемы

Мысль о единстве алгоритмики, свойственной самым различным объектам, явлениям и процессам, относящимся к психологии, социологии, философии, информационным системам и многим другим областям знаний, давно высказывалась различными учёными.

Выход «Тектологии» А. А. Богданова уже во второй половине XX века вызвал рождение ряда идей по созданию систем искусственного интеллекта (кибернетики), наиболее ясно выразившихся в развитии научных дисциплин «исследование операций», «теория управления», «цифровые технологии», «информатика» и многих других [47].

Господствовавшее в начале века MEST-сознание не позволило по достоинству оценить тектологический[129], организационный подход к описанию ОЯП, хотя и смогло понять и принять некоторые идеи, связанные с теорией управления. Разнообразие применяемых научными школами подходов велико, но, в конечном счёте, все кажущиеся независимыми друг от друга варианты описаний схем и систем[130] управления в универсумной типологизации [39] легко сводятся в единую систему.

Наиболее известной, представляющей классическую теорию управления, является схема, содержащая связку «Субъект управления – Объект управления» («СУ-ОУ», рис. 5.1). Практически все современные описания процессов управления как основных архетипов[131] управляющихся систем, основанные, например, на работах С. Бира и А. Д. Поспелова [70], а также других авторов [35], опираются именно на эту схему. Различные аспекты практического использования схем управления, например, в виде параметрического синтеза алгоритмов управления [24], структур профилей информационных систем [20] и т. п. относятся к тем же архетипам.

Рис. 5.1. Субъектно-объектная схема классической теории управления

Классическому пониманию отношений «Субъект управления – Объект управления» (СУ-ОУ) вполне соответствует их иерархическое представление как универсума, ранжированного по ИМ-соотношению составляющих её конструктов.

Рис. 5.2. Универсумное описание субъектно-объектной схемы

Преимуществом такого «вертикального» представления является возможность легкого отображения соответствующих классическим схемам алгоритмов управления универсумному описанию в виде контуров протекания U-потоков между стратами.

В универсумном представлении (рис. 5.2) классическая схема претерпевает некоторые изменения – субъект управления (СУ) размещается не слева, а над объектом управления (ОУ), U-потоки отражают функции прямых (ПС) и обратных (ОС) связей, причём ОС имеет смысл восходящего U-потока, а ПС – нисходящего U-потока. Все связи универсума с внешним миром объединяются и делятся на две группы – стимулов S и реакций R, которые могут представлять как последовательно, так и параллельно происходящие процессы.

Универсумный подход, например, класса 4U позволяет описать три основных архетипа систем управления:

– суперсистемы;

– интегранты;

– системы.

Рис. 5.3. Варианты субъектно-объектного (СУ-ОУ) содержания универсума

а) суперсистема; б) программный интегрант; в) адаптационный интегрант; г) предикционный интегрант; д) система

Основным признаком суперсистем (рис. 5.3а) является присущий им процесс самоорганизации, генезиса, строительства «снизу». Это процесс повышения степени организованности, синхронности работы различных элементов при взаимодействиях с внешней средой.

Суперсистема вовлекает в процесс своего развития всё больше различных компонентов внешней среды, интегрируя их в процесс совершенствования своей работы. Работа интегрантов, в различных пропорциях сочетающих алгоритмику работы суперсистем и систем (рис. 5.3б – 5.3 г), описывает взаимодействие суперсистем как СУ и систем, как ОУ.

Завершает интегративный процесс трансформация интегранта в целостную систему более высокого уровня развития (рис. 5.3д), являющуюся базовым элементом образования качественно новой суперсистемы следующего, более высокого уровня.

В том, что строительство систем из различных элементов осуществляется только «сверху», т. е. со стороны конкретного строителя-суперсистемы, самовластно определяющей всю алгоритмику работы системы, нет противоречий, поскольку после создания целостной системы её экземпляры переходят в статус «кирпичиков» самоорганизации новой суперсистемы, охватывающей своим влиянием новые ареалы внешнего мира. Ведь в том случае, если система ОУ обеспечивает прогностику ОЯП внешнего мира, используя принципы самоорганизации, её можно классифицировать уже как часть СУ, т. е. как вложенную суперсистему суперсистем. Тем самым бесконечный процесс генезиса снова возвращается «на круги своя» (рис. 5.3а).

В классической философии эти взаимоотношения вполне соответствуют описанию процесса совершенствования орудий труда.

…по мере совершенствования орудий труда зависимость от природы уменьшается [32, 177].

Именно этот «большой (как бы взрывной[132]) скачок» в классической философии описан под названием диалектического «закона отрицания отрицания», определяющий некую «спиралевидную» траекторию общемирового развития. Действительно, достигшая уровня самоорганизации суперсистема, создающая свои экземпляры, становится базой для процесса бесконечного образования суперсистем качественно более высокого уровня. Не достигшая уровня достаточной самоорганизации и прогностики система, вместо качественных изменений предпочитающая возврат к старому, имеет более высокие шансы на исчезновение, нежели на сохранение своего существования.

Представленную закономерность отмечает множество исследователей: элементы «белковые соединения» трансформировались в суперсистему «живая клетка». Элементы «живая клетка» трансформировались в суперсистему «человек». Элементы «человек» трансформируются в суперсистему «глобальный социум» и т. п.

С точки осуществления процессов управления для универсумов класса 4U возможны три интегративных сочетания, определяющие основные архетипы систем управления:

1) программное;

2) адаптивное (программно-адаптивное);

3) предикционное (управление по схеме «предиктор-корректор»);

Названия характеризуют главные принципы выработки внутрисистемной алгоритмики по УФУ или ПФУ, в соответствии с универсумной логикой преобразующей входные воздействия S в выходные реакции R. Принципы работы всех других типов систем – виртуальных, динамических и других также однозначно связаны с ПФУ и вписываются в приведённую классификацию. Универсумный подход также позволяет вести речь о соборном интеллекте, процессах самоуправления и других в едином, взаимоувязанном контексте, поскольку с точки зрения универсумной стратификации класса 4U[133] все системы управления представляют собой четыре взаимосвязанных «этажа»: программный, адаптивный, прогностический и интеллектуальный.

Интеллектуальная схема как «система» в данном случае соответствует замкнутому циклу вложенности «система как элемент суперсистемы более высокого порядка». Элементная база суперсистемы более высокого порядка на всех уровнях иерархии содержит подобные друг другу универсумные элементы как вложенные «системы».

Это описание позволяет более точно определить как достоинства, так и недостатки любых процессов управления, в максимально полной мере отражённые вариантами описания схем и соответствующей им алгоритмикой выработки управляющих решений. Объединение разнообразных схем и систем в общей универсумной модели позволяет не только упростить понимание процессов, происходящих в отдельно взятых системах, но и максимально точно определить границы их применимости для различных вариантов использования, в том числе и как интегрантов всех типов.

На основании представленной U-классификации попутно можно определить концептуальную причину всех неудач в создании систем искусственного интеллекта, способных (якобы) заменить человеческий интеллект: до сих пор все попытки их создания ограничивались рамками схемы «система». Равный человеческому интеллект посредством «созидательного» (креативного) подхода реализовать невозможно, поскольку в любом случае результатом работы будет набор конструктов, сборка которых происходит «сверху», посредством суперсистемы «человеческий интеллект». Суперсистема же, способная обеспечить или превзойти человеческий интеллект, должна работать на другом принципе – она должна строить сама себя, создаваясь самостоятельно, «снизу». Создание систем искусственного интеллекта возможно только на основании развитой теории суперсистем, начало которой положила тектология, труды по теории управления некоторых «неклассических» санкт-петербургских школ и отдельные другие работы.

Установим некоторые соответствия универсумного подхода с традиционными философскими и научными терминами.

Во-первых, различные виды наблюдений и исследований можно представить простым универсумом класса 2U, в котором программный и адаптивный режимы управления следует отнести к контактным наблюдениям объекта, а предикционный и прогностический режимы – к дистанционным исследованиям.

Во-вторых, отметим, что в классической философии принцип интегративного описания применяется при рассмотрении видов наблюдений, используемых при научных исследованиях, в которых объект, находящийся во внешней среде, может быть подвергнут:

а) непосредственному наблюдению (рис. 5.4а);

б) опосредованному наблюдению 1-го типа (рис. 5.4б);

в) опосредованному наблюдению 2-го типа (рис. 5.4в).

Рис. 5.4. Виды наблюдений-исследований в интегрантивном описании

а) непосредственное; б) опосредованное 1-го типа; в) опосредованное 2-го типа; г) предикционное (3-го типа); д) системы искусственного интеллекта

Примеры непосредственного наблюдения – определение факта восхода солнца, роста растений, распространения волн на водной поверхности. Традиционные примеры опосредованного наблюдения 1-го типа – использование простых приборов для количественного преобразования (усиления – ослабления амплитуд колебаний) наблюдаемых объектов (лупа, телескоп, светофильтр, зачернённое стекло и другие простые приборы различных конструкций). Примеры опосредованного наблюдения 2-го типа – использование приборов для некоторого качественного преобразования (например, перевода исследуемых колебаний в другие диапазоны частот) наблюдаемых объектов (компас, анализатор спектра, счётчик Гейгера и более сложные адаптивные системы). На этом классическая классификация видов наблюдений завершается. В универсумном описании этим видам используемых при исследованиях наблюдений соответствуют преимущественно материальные U-страты.

Что остаётся на долю преимущественно информационных U-страт?

Уровни предикции и прогноза относятся уже более к «исследованиям», «экспериментам», чем просто к простым «наблюдениям», это:

– предикционное исследование или опосредованное наблюдение 3-го типа, соответствующее проведению прямого (натурного) эксперимента, подразумевающего информационное исследование некой материальной модели объекта (рис. 5.4 г);

– интеллектуальное (прогнозное) исследование или опосредованное наблюдение 4-го типа, проводящееся с информационными моделями объектов (рис. 5.4д).

Пример предикционного исследования (наблюдения 3-го типа) – ручной расчёт параметров конструкций и систем по формулам; использование компьютерных вычислений для прогноза погоды и/или нахождения различных полезных ископаемых; автоматический запуск нужных программ работы на неуправляемых участках траектории дистанционных аппаратов. К этому классу также можно отнести, например, автоматическое всплытие глубоководного аппарата в случае повреждения линии связи, сброс накопленной информации при заходе спутника в определённые орбитальные зоны, включение дублирующих блоков в случае обнаружения неисправности и т. д.

Примеры интеллектуального исследования (наблюдений 4-го типа), способного описать и предсказать сложные, многофакторные явления и процессы, пока не поддающиеся всем предыдущим видам наблюдений-исследований можно будет привести только после создания систем искусственного интеллекта. Это может быть определение характеристик и создание внешнего облика ископаемых существ по геному, роботизированные системы само/обучения роботов, автономные исследовательские комические аппараты и т. п. сложные интеллектуальные суперсистемы.

Возвращаясь к современному состоянию дел с типологизацией схем и систем управления, подчеркнём, что в традиционных управленческих школах понятие «суперсистема» требует дальнейшего и существенного развития, а понятие «система, как элемент суперсистемы» практически отсутствует. Все школы оперируют в основном тремя интегративными схемами класса 4U и их дробными вариациями.

Рассмотрим работу этих схем более подробно, в качестве примера используя различные варианты конструкции ракетных комплексов боевого применения. В соответствии с приведённой универсумной классификацией они представляют три класса:

– программный интегрант;

– адаптацивный интегрант;

– предикционный интегрант.

Это разделение проведено по признаку полноты набора функций, которые возлагаются на интегрируемую в боевой комплекс ракету. В данном примере СУ (суперсистема) – боевой расчёт ракетной установки, ОУ (система) – запускаемая к цели ракета.

Ракета – программный интегрант (рис. 5.5а) выполняет только полёт к цели по заданной боевым расчётом траектории. Адаптацию траектории к внешним, например, погодным, условиям и предварительный расчёт траектории движения цели выполняет суперсистема «боевой расчёт».

Ракета – адаптивный интегрант (рис. 5.5б) кроме выполнения полёта к цели по заданной траектории способна адаптироваться к определённому спектру воздействий внешней среды, например, компенсировать отклонение от расчётной траектории, вызываемое порывами ветра. Суперсистеме «боевой расчёт» остаётся только «предугадать» возможный манёвр цели.

Ракета – предикционный интегрант (рис. 5.5в) в дополнение к программным и адаптационным функциям способна отслеживать изменения координат цели и производить регулярный предикционный перерасчёт траектории своего движения к цели. Боевому расчёту необходимо только определить начальные координаты цели и нажать кнопку «пуск».

Рис. 5.5. Интегративные принципы работы ракетных комплексов класса 4U

а) программный; б) адаптивный; в) предикционный

Конечно же, на практике возможны модификации ракетного комплекса с различными вариантами использования гироскопов, аналоговым и цифровым управлением, активными и пассивными боеголовками, возможностями перенацеливания и т. д., но базовая, универсумная классификация систем при этом останется неизменной.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.