Maciej Węgrzyn



Pobieranie 106,13 Kb.
Strona1/3
Data13.06.2018
Rozmiar106,13 Kb.
  1   2   3

http://autonom.edu.pl
Maciej Węgrzyn

Problemy modelowania w cybernetyce i naukach humanistycznych

1.Drogi nauki
Aleksander von Humboldt powiedział, że naukowość zaczyna się od zapisu obserwacji. Nauki humanistyczne nie uwzględniają jednak zapotrzebowania na energię potrzebną do dokonywania tych czynności gdyż do niedawna uważano że jest ona tak mała ,że aż żadna i można ten problem pominąć bez szkody dla wyników. Jednak cybernetyka zajmuje się problemem sterowania przepływami energii i materii i według cybernetyki każda czynność wymaga nakładu energii, która później jest już niedostępna do wykorzystania. Wobec tego cybernetyczny obraz nauki byłby następujący: naukowiec wybiera obiekt badany i oddziałuje na niego za pomocą procedury badawczej umocowanej w środowisku energomaterialnym i socjoenergetycznym, zaś obiekt badany wysyła sygnały będące wynikami obserwacji, które do badacza dochodzą również w zależności od środowiska. Po otrzymaniu wyników badacz dokonuje zapisu korzystając z środowiska informacyjnego i otrzymuje tekst, który może odczytać za pośrednictwem tegoż informacyjnego środowiska. Następny badacz może badać obiekt lub tekst opisujący ten obiekt. Badanie wyłącznie tekstu jest domeną nauk abstrakcyjnych i filozofii.




OBIEKT BADANY



Środowisko energomaterialne

Procedury badawcze Wyniki obserwacji





BADACZ-NAUKOWIEC
Środowisko informacyjne

Zapis Odczyt



TEKST
Rys. 1. Drogi nauki. Źródło – opracowanie własne
Badacze mogą obserwować albo przedmioty (nie zmieniające się podczas obserwacji) jak chcą reiści na wzór Kotarbińskiego, albo zjawiska (i wtedy skupiają uwagę na zmianach), jak chce J. Kossecki. Zależy to w pewnym stopniu od długości obserwacji – gwiazda w krótkim czasie jest przedmiotem, w długim – zjawiskiem. Podczas badania obiekt może ulec zniszczeniu w sposób nieodwracalny, lub też nie ulega zniszczeniu. Wyniki badań zależą również od tego, czy i jak dalece obiekt ulega zniszczeniu, stąd masa błędów i interpretacji, np. foton raz jest cząstką, a raz falą, w zależności od zastosowanej procedury (patrz rozważania Wheelera1). Można również badać związki pomiędzy zjawiskami- będą to funkcje lub zapisy takich związków- będą to abstrakcje. Obrazek powyższy wskazuje na możliwe błędy, jakie mogą się pojawić pomimo najlepszej woli i wiedzy Badacza. Przyczyną błędów mogą być niewłaściwe procedury, nieprzepuszczanie sygnałów przez środowisko, zmiana obiektu wskutek badania (jak np. elektron jest cząstką lub falą w zależności od procedury badawczej) bądź też niezauważenie wyników. Przyczyny mogą tkwić również w tym, że właściwości badacza uniemożliwiają mu pobranie wyników (np. jest głuchy) lub zapis. Zapis z kolei może być niekompletny, tekst opisu nie utrwalony, a odczyt utrwalonego zapisu z jakichś powodów może być niemożliwy. Wreszcie środowisko informacyjne może nie pozwalać uskutecznienia procedur niezbędnych do badania itd., itp. W pracy niniejszej nie rozważamy ograniczeń nauki, chcemy je tylko poznać i mieć na uwadze.

W cybernetyce oprócz innych uwarunkowań należy zwrócić uwagę na warunki energetyczne- każda obserwacja oznacza konieczność wydatku energetycznego2 a im dokładniejsza, tym wydatek ten jest wyższy. Ponadto każdy zapis wymaga nośnika- nie wszystko można zapisać, gdy nośnika braknie. Te ograniczenia nie są brane pod uwagę przez naukowców o nastawieniu humanistycznym- np. psychologowie nie uwzględniają kosztów energetycznych procesu myślenia a są one wcale niemałe – mózg zużywa 40% tlenu dostarczanego do organizmu przez płuca i brak tlenu powoduje zakłócenia w jego pracy aż do zejścia włącznie.

W tytule artykułu mamy wyraz MODEL, czy powinno nam chodzić tutaj o przedmiot, czy o zjawisko, funkcję czy abstrakcję? a może o zapis? Oczywiście, chodzi o zapis obiektu, który to zapis będzie badany zamiast samego obiektu. Taki zapis ma swoje właściwości- jest zwykle mniej szczegółowy, mniejszy i łatwiejszy do opisania, niż opisywana nim rzeczywistość. Ze względu na ograniczenie liczby szczegółów należy model traktować jako rodzaj inwariantu, w odróżnieniu od wariantów możliwych do rozpatrzenia za jego pomocą. Jest to zgodne z definicją słownikową słowa inwariant- po polsku tłumaczonego jak niezmiennik i wskazuje na istotne założenie pragmatyki postępowania- model w czasie rozważań powinien pozostać niezmienny. Zmiana choćby jednego składnika lub parametru modelu powoduje, że powstaje nowy model o innych niż poprzednio właściwościach.
2. Zalety modelu jako inwariantu
2.1Model jako inwariant ma więcej możliwości zauważenia realistycznego wskazania nowych aspektów rzeczywistości i możliwości badania rzeczywistości , bo suma wariantów opartych na obserwacji może być niezupełna- niektórych rzeczy nie umiemy , czy nie chcemy zaobserwować. Z przeglądu modelu wynika, co pominęliśmy, a z sumy wariantów – nie, gdyż takie jest założenie niejawne operacji sumowania- sumujemy elementy znane i zaobserwowane.
Przykład fizyczny z fizyki cząstek elementarnych to problem neutrino- z modelu było to założenie prawidłowe, i po 30 latach zostało potwierdzone doświadczalnie.

2.2 Operacje na modelach są szybsze i tańsze, W technice zwykle buduje się modele pomniejszone ze względu na koszta- np. w hydrotechnice pomniejszone modele zapór wodnych dają podstawy do projektowania zabezpieczeń przed kataklizmami typu powódź czy trzęsienie ziemi. Podstawy budowy podali Bernoulii i Narutowicz w końcu XIX w podając przekształcenia wartości hydraulicznych w funkcji skalowania wymiarów.

Można jednak sporządzać modele powiększone, jak np. model komórki czy wirusa, a ostatnio modele wiązań atomowych.

W modelowaniu w naukach humanistycznych zaleta jest szybkość wnioskowania, gdyż sam obraz graficzny /wygląd modelu/ nasuwa wnioski bez przedzierania się przez założenia będące podstawą budowania modelu. Jednakże tam modelowanie jest pomijane z przyczyn powiedzmy- estetycznych. Rysunek , graf czy tabela żle się komponują w układ strony.

2.3. Jeżeli operacje na modelu dadzą wyniki niezgodne z oczekiwaniami to operacje przeprowadzone w rzeczywistości również będą niezgodne z oczekiwaniami- np. pominięcie jakiego elementu na modelu oznacza że w obserwacji rzeczywistości nie będziemy brali tego pod uwagę i wyniki będą inne niż zakładano. Trzeba wtedy zbudować nowy model bardziej zgodny z rzeczywistością.

2.4.Problemy modelowania to:

-skala w modelach fizycznych,

-precyzyjność uogólnienia w problemach społecznych,

-modele "acting' i 'pattern' w systemach złożonych.

Niejawnym założeniem jest również to, że po skonstruowaniu modelu będzie on wtedy obiektem badań i podstawą wnioskowania, z zastrzeżeniem ,że niektóre właściwości wykazane podczas badania są właściwościami wspólnymi i modelu i rzeczywistości , niektóre właściwości rzeczywistości nie zostały przeniesione, a niektóre właściwości modelu dotyczą tylko modelu i nie powinny być automatycznie hipostazowane na rzeczywistość- nie powinny być podstawą domniemywań o właściwościach rzeczywistości. Powtórzmy:

2.3.1Niektóre właściwości rzeczywistości przenoszą się na model a niektóre nie.

2.3.2 Niektóre właściwości modelu są tylko właściwościami modelu i nie mają odpowiednika w rzeczywistości.

2.3.3. Operacje na modelach mogą być odpowiednikiem operacji w rzeczywistości lub dotyczyć tylko modelu.

2.3.4. jeżeli ma modelu danej operacji nie da się przeprowadzić, to w rzeczywistości również będzie ona niemożliwa-

Przykład- koła zębate lub cierne jako model współpracy . koła współpracuję parami pod warunkiem jednakowej prędkości obwodowej o odmiennych zwrotach. Trójkąt kół zębatych działał nie będzie.



3.Uwarunkowania przetwarzania informacji wynikające z jakościowej teorii informacji M. Mazura i konieczność modelowania
3.1 Materia jako granulat czy continuum?

Naukowcy wiodą wielowiekowy spór o to, czy rzeczywistość jest granulatem- zbiorem cząstek/ Newton/, czy continuum- rozciągliwością/ Kartezjusz/. Rozważmy ten problem za pomocą jakościowej teorii informacji M. Mazura. W teorii Mazura podstawowym pojęciem jest komunikat3: jest to asocjacja dwu dowolnych wyróżnionych stanów fizycznych, a więc o tym, co jest komunikatem, decyduje obserwator, który te stany wyróżnia. Jeżeli materia jest granulatem, to liczba komunikatów jest skończona i wynosi 2 do n-tej potęgi,/ przy liniowym rozkładzie kombinacji/ gdzie n to liczba granulek (np. fotonów), zaś w przypadku continuum liczba ta jest nieskończona i o porozumiewaniu się nie ma mowy.

Drogi problem to fakt, że każdy komunikat musi mieć swój nośnik fizyczny – a jeżeli jest to granulka, to od razu widać, że nośników nie starczy do opisania wszystkich komunikatów, bo nośników jest tylko n.

Jest jednak sposób na obejście tego problemu – wprowadzamy hierarchizację komunikatów, np. grupę podobnych opisujemy jednym nośnikiem. Minimalna liczba komunikatów w takiej grupie to 10, aby można było zastosować jako wyznacznik identyfikujący uśrednione wartości (zgodnie z prawem Gaussa), a wtedy widać, że system dziesiętny lepiej opisuje rzeczywistość niż np. ósemkowy. Opisując daną grupę komunikatów tworzymy wtedy zapis, będący modelem danej grupy komunikatów. Jak widać, warunki energetyczne komunikowania się wymuszają stosowanie modeli, bez tego zabrakłoby eneromaterii na opis komunikatów.

3.2. Problem rozpoznawania nośnika informacji.

Nośnik musi się wyróżniać od szumu informacyjnego. Najprostszym sposobem jest powtórzenie sygnału (zwrócił na to uwagę St. Lem w książce „Głos Pana”, a podobne stwierdzenie wyraził kiedyś prof. Witold Kulesza z WAT na wykładzie w Polskim Towarzystwie Cybernetycznym). Poza tym, jeżeli sygnał ma być jednocześnie zasilaniem systemu, to przy szumowej charakterystyce sygnału powtórzenie można zauważyć 3 razy częściej niż zmianę (dowód podano w miesięczniku Delta X/1976) i nastawianie receptorów i alimentatorów na taką charakterystykę sygnału jest najskuteczniejsze. W artykule nt. najmniejszego systemu autonomicznego4 wykorzystałem to do podania budowy systemu acting – taki system jest zasilany podwojoną granulką energomaterii. W rzeczywistości anatomicznej oko aby zadziałać potrzebuje dwu fotonów, jako najmniejszy dostrzegalny sygnał. Przy tak niewielkich liczbach elementów energomaterii wystarczających do zadziałania systemu autonomicznego bardzo łatwo o błąd interwencji w obiekt mierzony.

Według Mazura, informacja jest transformacją jednego komunikatu w drugi, czyli jest to czynność wykonywana przez obserwatora, a więc zależy od właściwości obserwacyjnych obserwatora jako systemu autonomicznego (w potocznym rozumieniu informacja znaczy to samo, co zmiana). To obserwator kreuje systemy! Robi to porównując sygnał z modelem zawartym w swojej pamięci. Czynność ta jest częścią procesu podejmowania decyzji, o czym będzie poniżej.
4. Przykład modelowania teorii poznania:

Stosujemy następująca procedurę modelowania

Rozróżniamy dwa elementy : i na rysunku oznaczamy je kółeczkami:
Ja / Ego/


Rys.2 Model przedstawiający poznającego – „Ja” oznakowane jako Ego. Źródło- opracowanie własne
i Rzeczywistość/ Reality/



Rys.3. Model przedstawiający poznawana rzeczywistość oznakowaną jako Reality

Właściwością tego modelu jest kształt / ja osobiście nie jestem ani okrągły, ani płaski/ oraz wyraźnie, chociaż umownie zaznaczona granica elementu / w biologii nie bardzo widomo gdzie ona przebiega np. w przewodzie pokarmowym/.

Właściwością poznawczą jest również ograniczenie zagadnienia, jakie rozpatrujemy.

Wprowadzamy właściwość modelowa, że jeden z elementów może być większy od drugiego a oba można na siebie nałożyć , albo mogą być rozdzielone.


4.1.Można rozpatrywać ,że Ja jest większe od Rzeczywistości , która się w Ja zawiera i zapisać to matematycznie

E>R, R(- E




Rys.4. Ego jest większe od Reality. Źródło- opracowanie własne

.

4.2.Można rozpatrywać ,że Rzeczywistość przerasta Ja , w niej zawarte i zapisać



R>E, E(-R


Rys.5 Reality jest większa od Ego. Źródło- opracowanie własne
4.3. Można rozpatrywać ,że Rzeczywistość istnieje oddzielnie do Ja i nie oddziałują na siebie

I zapisać:

R=/= E




  1   2   3


©operacji.org 2017
wyślij wiadomość

    Strona główna