Авторские статьи по системному анализу

Системный анализ

«Классификация информационных процессов» (Ю. Л. Шередеко)
Презентации

«Классификация информационных процессов»

Ю. Л. Шередеко

«Управляющие системы и машины», N1, 1998.

Когнитивные процессы

Представлена продуктивная классификация информационных процессов, построенная на базе модели семантического пространства любого субъекта (не только индивидуального). Приведено обоснование и описание построения модели, даны основные определения, в частности, определения понятий «информационная операция» и «информационный процесс». Особое внимание уделено когнитивным информационным процессам, рассмотрена модель понятийного аппарата субъекта.

Определений информационных процессов (ИП) не многим меньше, чем определений информации. Уже само обилие таких определений служит убедительным свидетельством их недостатков, показывая их частный характер, ориентацию каждого из них на узкий круг задач.

Процессом, в самом общем случае, называют ход, протекание какого-либо явления, последовательную смену его состояний. Искусственно воссоздаваемые процессы имеют утилитарное предназначение, потому понимаются как совокупность последовательных целенаправленных действий (в соответствии, например, с ДCТУ 2938-94. Системы обработки информации. Основные понятия. Термины и определения). Искусственная реализация процесса предполагает построение технологии, где последовательности операций процесса ставится в соответствие последовательность взаимоувязанных средств реализации этих операций (операция здесь понимается как отдельное элементарное (нерасчленимое) действие, отдельная законченная часть процесса).

В силу ряда причин в данной статье рассматриваются не информационные технологии, а именно ИП. Во-первых, при разработке новой информационной технологии сначала нужно точно определить, какой именно ИП эта технология будет реализовывать. Во-вторых, поскольку технологиями считаются только искусственные реализации процессов, то далеко не все процессы реализованы в виде технологий. И, главное, в-третьих, различные технологии могут реализовывать один и тот же процесс при помощи различных средств. А поскольку множество средств реализации каждой операции процесса всегда открыто (не ограничимо в принципе), то построить полную классификацию технологий, реализующих даже один процесс, невозможно. Более того, подобные классификации всегда непродуктивны, не способны дать ничего существенно нового, так как содержат комбинации только известных средств реализации операций. В то же время множество процессов, состоящих из счетного множества операций тоже счетно, т.е. при условии определения множества всех возможных операций построение полной классификации процессов является вполне разрешимой задачей.

Для получения полной и продуктивной [1] классификации, содержащей не только хорошо известные, но и все возможные (мыслимые) ИП, необходимо опираться на инвариантные свойства (атрибуты) любых ИП. Исходными предпосылками для нахождения таких атрибутов. ИП служат, во-первых, неотрывность информации от субъектно-объектных отношений, и, во-вторых, то, что наиболее полный набор ИП реализован в самом субъекте (все искусственно созданные ИП только воспроизводят, дублируют некоторые ИП, выполняемые субъектом, именно субъект задает программы функционирования и управления искусственных систем). Поэтому для нахождения атрибутов, определяющих ИП, необходимо исследовать субъект и, в частности, его информационную деятельность.

1. Определение понятия «субъект»

Субъект обычно определяется как источник активности, направленной на объект, носитель предметно-практической деятельности и познания [2]. При этом субъект обычно понимают как индивид, хотя им может быть и социальная группа [З], и юридическое лицо — субъект права, в частности — международного права.

1.1. Любой субъект является целостным, т.е. системой, но чтобы система могла быть источником активности (субъектом), необходимо и достаточно одновременное соблюдение трех условий:

  1. Система должна быть способной в своих представлениях отделять себя от внешнего мира, других субъектов (всякая система ограничена, но далеко не всякая может сама устанавливать свои границы);
  2. Система должна иметь собственный (уникальный) внутренний мир, свои (субъективные) представления;
  3. Система должна быть способной взаимодействовать с миром и с другими субъектами.

Эти три условия являются условиями существования любого субъекта, поэтому они определяют все его инвариантные свойства. Без выполнения любого из этих условий невозможно в полной мере выполнение двух других и само существование субъекта как источника активности. В то, же время, любая система, в которой одновременно выполняются все три условия, может быть источником активности, следовательно, является субъектом.

1.2. Выполнение этих трех условий приводит прежде всего к тому, что система становится информационно обособленной, у системы (субъекта) формируется свое семантическое пространство, сфера внутренних информационных процессов. Это основное инвариантное свойство любого субъекта. Понятие «семантического поля», введенное В.В. Налимовым [4-7], предполагает соотнесение смыслов с числовой осью — линейным континуумом Кантора, что, по сути, является одномерным семантическим пространством.

2. Семантическое пространство субъекта

Отличие употребляемого здесь понятия «семантическое пространство» от аналогичного понятия, введенного Осгудом [8], будет рассмотрено в конце данного раздела. Сначала обратимся к понятию смысла, как его трактует В.В. Налимов: «Что такое смыслы, значения слова? Это единичные объекты, их свойства и отношения, классы объектов, свойств и отношений. Совокупность всего этого — типология Мира, его общего разнообразия. Каждому слову сопоставляется пятно в типологии Мира. Размытость этого пятна всегда воспринималась как дефект языка. Везде, будь то в науке или юриспруденции, мы стараемся как можно резче оконтурить это пятно, подразумевая дискретность не только индивидов, но и таксонов. ...Вероятностная модель языка смиряется с размытым смысловым полем слова. Может быть, это капитуляция языка перед сложностью Мира, сложностью его типологии, бесчисленным множеством его таксонов. А может быть, это — отражение свойств типологии Мира? Дискретны ли сами таксоны, или они вероятностны по природе?» [7, с. 17].

Подобную трактовку смысла находим у Г.Л.Мельникова: «Смысл — единица мыслительная, абстракция из области не коммуникативной, а собственно мыслительной, например, прогнозирующей деятельности, к лингвистике она имеет лишь косвенное отношение, в первую очередь как объект, который обслуживается средствами языка в актах коммуникации, но имеет самостоятельное существование и независимые от языка функции» [9, с. 273].

Теперь вернемся к условиям существования субъекта и рассмотрим, как они отражаются в его смысловом пространстве.

2.1. Согласно первому условию, в смысловом пространстве выделяется область смыслов, с которыми система себя отождествляет, — область «Я», отделяя се от всех остальных смыслов — области «не-Я». (По И.С. Кону «Оппозиция «Я — не-Я» не содержит ничего, кроме утверждения своего отличия, выделения из окружающего мира» [10, с. 14]). В области «Я» содержатся смыслы, так или иначе связанные со спецификой субъекта, — «специализированные» знания, в отличие от универсальных, содержащихся в области «не-Я». Все содержащееся в области «Я» значимо (актуально) для субъекта, затрагивает его, т.е. все, чему субъект придает значение, представлено в его области «Я». Смыслы, входящие в эту область, влияют или потенциально могут влиять на активность субъекта, на процессы восприятия и на всю его деятельность, т. е. в этой области актуальные для субъекта и актуализируемые смыслы. Здесь его потребности и желания, притязания, цели и ценности, т.е. все, что касается бытия субъекта. Мотивация (но не мотивировка) действий субъекта также исходит из этой области. Следовательно, чтобы войти в эту область, смыслы должны обладать потенциалом, достаточным для управления восприятием, активностью и всей деятельностью субъекта. Мы приводим к тому, что граница этой области может быть представлена в виде барьера (разности) потенциалов. Так как смыслы, находящиеся в этой области, выражают то, с чем субъект отождествляет себя, естественно будет назвать отождествлением функцию, реализующую первое условие.

2.2. Согласно второму условию, в смысловом пространстве субъекта выделяется область освоенных, включенных в тезаурус субъекта, «внутренних» смыслов (содержащиеся в этой области знания можно назвать осмысленными) в отличие от остальных (неосвоенных, «внешних», в том числе и чужих, противоречащих тезаурусу) смыслов (в этой области — неосмысленные знания). Внутри тезауруса все взаимоувязано и нет противоречий, именно эта область является для субъекта настоящим смысловым континуумом, поскольку она непрерывна и нерасчленима. Вхождение в эту область чего-то нового возможно только при его увязке со всем тезаурусом путем переосмысления, рефлексии содержимого этой области. Это требует определенной работы, потому оправданны представления о границе этой области как о барьере (разности) потенциалов. Необходимость такой работы появляется только в случае возникновения повой нетривиальной ситуации. Рефлексия, как отражение собственных познавательных установок, как раз и является функцией, реализующей второе условие, потому смыслы, находящиеся в этой области, назовем отрефлексированными (дабы избежать тавтологии «осмысленные смыслы»). Эта область содержит то, в чем субъект уверен (система верований), в чем не сомневается, его навыки, возможности, способности (то, что он может реализовать).

2.3. Согласно третьему условию, в смысловом пространстве субъекта выделяется область смыслов, которые могут быть как-то обозначены, введены в сферу внимания, проанализированы (рассмотрены абстрактно и/или последовательно по частям) и переданы другим субъектам (или приняты от них), т.е. в этой области смыслов возможна внутренняя и внешняя коммуникация. Эта область отделена границей от смыслов невыразимых (пока или уже), непередаваемых и недоступных отчету и самоотчету (даже вниманию). Замеченным (а тем более переданным) может быть только то (те смыслы), для чего у субъекта (или, соответственно, у субъектов) есть дискретные метки — знаки, составляющие понятийный аппарат субъекта (близкие понятия: «концептуальная система» |11], «категориальная модель мира» [12]). Эта проявленная дискретность, из которой рождается язык, является достаточно четким основанием для разделения семантического пространства субъекта. Как и в предыдущих случаях, граница является барьером (разностью) потенциалов, поскольку для вхождения в эту область новых смыслов должна быть проделана работа по их обозначению. Обозначенные смыслы могут быть осознаны (любым субъектом, как и человеком), поэтому функцию, разграничивающую семантическое пространство согласно третьему условию, естественно назвать сознанием. Отметим, что за этим понятием здесь стоит не вся психика, а лишь связанная с произвольной деятельностью ее часть.

2.4. Теперь становится понятным, что семантическое пространство Осгуда, где определенным образом упорядочены все понятия, которыми оперирует человек, соответствует в нашей модели только области осознаваемого. Семантическое пространство Осгуда строится посредством соотнесения слов со шкалами, краевыми точками которых являются антонимичные пары языка, следовательно, все содержание этого пространства вербализуемо (уже по построению). Отметим, что три выделенных Осгудом главных фактора, на которые проецируются практически все содержащиеся в языке исходные шкалы -- шкалы оценок, силы и активности, хорошо корреспондируются, соответственно с областями отождествления, рефлексии и сознания нашей модели, оставаясь, тем не менее, в рамках области осознаваемого.

3. Классификация информационных операций

Таким образом, в семантическом пространстве субъекта существует три разных бартера потенциалов, которые выделяют в нем три соответствующих взаимопересекающихся области смыслов. Прохождение любой из этих границ в одну или другую сторону меняет положение (и соответствующий потенциал) смысла. Такое действие по изменению положения смысла в семантическом пространстве назовем информационной операцией. Поскольку границ три и преодолеваться они могут либо в одну, либо в обратную сторону, то существует всего три пары (шесть) информационных операций.

Информационные операции могут иметь локальный или глобальный характер. При локальной информационной операции часть семантического пространства субъекта меняет свой потенциал настолько, что переходит через барьер, т.е. меняет конфигурацию участка границы соответствующей области. При глобальной информационной операции изменяется конфигурация всей границы определенной области вследствие общего изменения ее потенциала, что связано со значительно большими изменениями субъекта.

3.1. Информационные операции, изменяющие границы области отождествленного, представляют собой аксиологический аспект информации (операции над ценностью, значимостью информации), изменяют систему ценностей субъекта. Этот аспект исследуется в рамках прагматического подхода к теории информации, где основное внимание обращается на ценность информации.

3.1.1. При вхождении в область отождествленного нового смысла (локальная информационная операция) этому смыслу придается значение, он становится значимым для субъекта. Этот смысл приобретает потенциал, достаточный для управления деятельностью субъекта.

3.1.2. Обратная локальная информационная операция связана с тем, что определенный смысл перестает быть значимым для субъекта, становится индифферентным, потенциал его значения падает, он оказывается вне этой области, за барьером. Смысл перестает быть связанным с бытием субъекта, теряет способность влиять на его восприятие и активность, выпадает из системы предпочтений субъекта.

3.1.3. Общее снижение барьера потенциалов этой области (глобальная информационная операция) приводит к тому, что ее границы расширяются, вмещая смыслы, ранее считавшиеся недостаточно значимыми. В результате смягчается конфронтация, устанавливается толерантное отношение к более широкому кругу явлений.

3.1.4. Глобальная информационная операция, обратная описанной, — общее повышение барьера потенциалов области отождествленного — приводит к сужению границы этой области, к разотождествлению. При этом значительная часть смыслов теряет свое значение для субъекта, выпадая за границы его области «Я». Оставшаяся область смыслов становится все более значимой (в силу условий нормировки), возрастает конфронтационное отношение к окружающему.

3.2. Информационные операции, изменяющие границы области отрефлексированного, представляют собой семантический аспект информации (операции над смыслом информации, ее связностью), изменяют систему представлений субъекта. Этот аспект исследуется в рамках семантического подхода к теории информации, который рассматривает информацию как смысл, содержащийся в сообщении для субъекта.

3.2.1. При вхождении в область отрефлексированного нового смысла (локальная информационная операция) происходит его увязка со всем тезаурусом субъекта (осмысливание), он становится своим, внутренним, в чем субъект абсолютно уверен, на что полагается не задумываясь, не сомневаясь. Такое вхождение в тезаурус нового смысла происходит через открытие своего понимания, что является установлением связи данного смысла со смыслами тезауруса субъекта.

3.2.2. Обратная информационная операция возможна, когда теряются связи с тезаурусом и смысл становится обособленным, происходит разуверивание в нем, он ставится под сомнение, выпадает из системы верований субъекта.

3.2.3. Общее снижение барьера потенциалов области отрефлексированного приводит к снижению критичности. Субъект начинает верить в то, что раньше ему казалось сомнительным, но зато появляются обширные возможности для понимания нового.

3.2.4. Обратная глобальная информационная операция приводит к тому, что из тезауруса выпадают смыслы с меньшим потенциалом связности и остаются только жестко связанные. В этом случае повышается критичность и догматизм субъекта, его зона уверенности сужается.

3.3. Информационные операции, изменяющие границы области осознаваемого, представляют собой синтаксический аспект информации (операции со знаковой информацией), изменяют понятийный аппарат субъекта. Этот аспект исследуется в рамках синтаксического подхода к теории информации.

3.3.1. Вхождение нового смысла в область осознаваемого (локальная информационная операция) происходит благодаря его обозначению, т.е. установлению соответствия между этим смыслом и некоторым другим или другими, содержащимися в области осознаваемого, способными выступать в виде метки-знака. Такая метка является признаком или совокупностью признаков и дает возможность замечать и удерживать во внимании соответствующий ей смысл, оперировать им, запоминать его и передавать другим. Процесс осознавания есть выражение нового имеющимися средствами. Таким образом смысл становится представленным в понятийном аппарате субъекта.

3.3.2. Обратная информационная операция возможна, когда устраняется соответствие между знаком-меткой и обозначаемым смыслом или когда сам знак-метка становится недоступным для пользования. Потенциал связи знака со смыслом может быть уменьшен до значений ниже барьера потенциалов области осознаваемого либо в случае, когда одни знак обозначает слишком много смыслов (агрегирование смыслов, сворачивание), либо когда один смысл обозначается многими разными знаками

3.3.3. Общее понижение барьера потенциалов области осознаваемого (глобальная информационная операция) приводит к «расширению» сознания за счет ранее неосознаваемых, недостаточно отчетливых (»сумеречных») смыслов. Одновременно с расширением сознания эта информационная операция приводит к снижению уровня волевого контроля за происходящим, к иррациональному поведению.

3.3.4. Обратная глобальная информационная операция — повышение барьера потенциалов области осознаваемого — приводит к повышению отчетливости сознания и уровня волевого контроля за счет перенесения за границы области осознаваемого недостаточно отчетливых смыслов и, таким образом, сужения области осознаваемого. При этом возрастает рациональная составляющая деятельности.

3.4. Отметим, что действия, изменяющие один из потенциалов смысла, но не приводящие к преодолению этим смыслом границы соответствующей области, являются составной частью определенной информационной операции (микрооперацией). Классификация таких действий для каждого вида информационных операций — предмет особого рассмотрения, хотя обычно именно такие действия называют информационными операциями.

Приведенная классификация информационных операций обладает свойством полноты, так как включает в себя все возможные типы преобразования информации. Поэтому любой информационный процесс может быть корректно представлен в виде последовательности указанных информационных операций.

4. Структура семантического пространства субъекта

Итак, любой субъект имеет свой понятийный аппарат, систему верований и систему предпочтений, а также соответствующие функции — сознание, рефлексия и самоотождествление. Сочетание этих признаков однозначно определяет субъект. Наиболее четко взаимоотношения этих понятий выявляются, если в семантическом (смысловое) пространстве (как инвариантном атрибуте любого субъекта психики) рассмотреть структуру и содержание не только трех областей, ограничиваемых (выделяемых) соответственно самоотождествлением, сознанием и рефлексией, но и зон, которые получаются при пересечении этих областей, — структуру семантического пространства субъекта.

То, что эти три области смыслов не тождественны, ясно по определению. Более того; как правило, они и не концентричны (концентричность даже некоторых из них является весьма редким исключением). В самом деле, не все относящееся к области «Я» осознается или отрефлексировано, не все осознаваемое отрефлексировано или относится к области самоотождествления и т.д. Наглядно это можно представить подобно диаграмме Венна (рис. 1), где каждая из областей изображена в виде круга и центры этих кругов не совпадают. То, что очертания областей постоянно флуктуируют и могут никогда не совпадать по форме с кругом, в данном случае не меняет сути рассматриваемых явлений, не влияет на корректность модели и на получаемые выводы. Еще два допущения — одинаковые размеры и центрально-симметричное расположение кругов — позволяют рассматривать наиболее обобщенный случай, не акцентируя внимание на индивидуальных отличиях.

Структура семантического пространства субъекта
Рис. 1. Структура семантического пространства субъекта.

4.1. В результате пересечений областей все пространство делится на 8 зон:

  1. (центральная) — пересечение всех трех областей — содержит отрефлексированные осознаваемые отождествляемые с «Я» смыслы — свое (внутреннее) осознанное мнение о себе (осмысленные осознаваемые специализированные знания). Наличие этой зоны является достаточным условием существования субъекта. В ней содержатся задачи, на решении которых субъект сосредоточивает свое внимание.
  2. пересечение области «Я» с областью осознаваемого за исключением отрефлексированного — внешнее (чужое) осознанное мнение о себе (неосмысленные осознаваемые специализированные знания). В этой зоне содержатся проблемы (то, что необходимо решить, но не вполне ясно как).
  3. пересечение области «Я» с областью отрефлексированного за исключением осознаваемого — свое неосознаваемое мнение о себе (осмысленные неосознаваемые специализированные знания). Эта зона содержит автоматизированный навык субъекта. Задачи решаются без привлечения сознания, т.е. процесс их решения проходят автоматически, вне сферы внимания. То, что в этой связи говорят о подсознании [13, 14], относится к этой области.
  4. область «Я» за исключением пересечений с осознаваемым и отрефлексированным — внешнее неосознаваемое мнение о себе (неосмысленные неосознаваемые специализированные знания). Эта зона содержит побуждения и потребности, для реализации которых субъект не имеет готовых средств. Из них возникают проблемные ситуации.
  5. пересечение областей осознаваемого и отрефлексированного за исключением области «Я» — свое осознаваемое мнение о мире (осмысленные осознаваемые универсальные знания), мировоззрение субъекта (те знания о мире, в которых он уверен). Эта зона содержит известные возможности субъекта, тривиальные ситуации, в которых для субъекта нет необходимости действовать.
  6. область осознаваемого за исключением пересечений с областями «Я» и отрефлексированного — внешнее осознаваемое мнение о мире (неосмысленные осознаваемые универсальные знания), эрудиция субъекта.
  7. область отрефлексированного за исключением пересечений с областями «Я» и осознаваемого — свое неосознаваемое мнение о мире (осмысленные неосознаваемые универсальные знания). Эта зона содержит скрытые возможности субъекта. То, что говорят о над- или сверхсознании [13, 14], относится к этой зоне.
  8. пространство, внешнее по отношению ко всем трем областям — внешнее неосознаваемое мнение о мире (неосмысленные неосознаваемые универсальные знания). Это зона непроявленных ни в каком отношения смыслов — семантический вакуум. Это реальная смысловая среда субъекта, с которой он взаимодействует помимо своей воли.

4.2. Вся деятельность субъекта отражается в указанных зонах семантического пространства. Так, если у субъекта возникают неосознаваемые побуждения или потребности, то это значит, что соответствующее смысловое образование попало в зону 4 смыслового пространства (например, из зоны 8). Если в этой зоне потенциал данного смысла (его значимость) возрастает, то соответствующая потребность занимает существенное место в деятельности субъекта, направляя ее на свое удовлетворение. Если навык субъекта (зона 3) содержит готовый метод удовлетворения подобных потребностей, то данная потребность удовлетворяется автоматически (даже без осознания ее существования), ее потенциал снижается и соответствующий смысл покидает зону 3. Если же навык субъекта не содержит такого метода, то возросший потенциал данного смысла приводит к выходу в сознание проблемной ситуации, к осознанию проблем, т.е. указанный смысл попадает в зону 2. Здесь способность сознания к анализу реализуется в разбиении проблемы на части. Некоторые из этих частей решаются автоматически, используя подсознательный опыт, потому сознанием не замечаются, другие являются тривиальными задачами (решаются в зоне 1), а третьи, возможно, и нетривиальными (творческими) задачами. Подробно механизм решения задач (а также формирование навыка) рассмотрен автором в [15] на материале исследований психологии творчества.

4.3. Более подробно данная модель (графическая интерпретация структуры семантического пространства) рассмотрена в [16], где интерпретированы оси и секторы семантического пространства субъекта. По мнению автора, этот графический образ может быть примером того, что принято называть когнитивной графикой [17], ведь анализ его структуры способствует познанию моделируемой (соотнесенной с этим образом) реальности.

Другим графическим представлением структуры семантического пространства субъекта может послужить булев куб (рис. 2), где трем ортогональным осям соответствуют 3 вышеназванных функции, восьми вершинам — 8 указанных зон, а шести единичным векторам — 6 возможных информационных операций.

4.4. Интересно отметить аналогию между представлением семантического пространства в виде булева куба и синсемическим кубом [9], особенно в части векторов (векторы синсемического куба являются частным случаем определенных выше информационных операций). Однако установить взаимно однозначное отображение вершин кубов вряд ли представляется возможным из-за различий в объекте анализа.

Представление семантического пространства субъекта в виде булева куба
Рис. 2. Представление семантического пространства субъекта в виде булева куба (обозначения см. в п. 4.1).

Более близкую аналогию представления семантического пространства в виде булева куба можно отметить с коммутативным кубом [18].

Г.Я. Буш использовал кубическую модель креативного пространства проблемных задач для представления типологии всех возможных научно-технических задач [19]. Эта модель хорошо корреспондируется с представленной выше, так как является ее частным случаем (креативное пространство проблемных задач содержится в семантическом пространстве субъекта).

Однозначное соответствие можно установить между содержанием зон семантического пространства и приведенной в [20] классификацией видов информации, которая была получена из других исходных посылок.

5. Классификация информационных процессов

Информационным процессом (ИП) будем называть ненулевую последовательность информационных операций. В результате ИП определенный участок смыслового континуума попадает из одной зоны смыслового пространства субъекта в другую. Последовательность информационных операций, в результате которых участок смыслового континуума попадает в ту же самую зону (ненаправленный ИП), также следует считать ИП, поскольку в результате такого процесса структура смыслового пространства субъекта изменяется.

5.1. В отличие от информационных операций, определяемых как изменение содержания областей смыслового пространства субъекта, ИП определяются как «изменение содержания зон смыслового пространства субъекта (при этом не берется во внимание характер (локальный или глобальный) соответствующих информационных операций). Это изменение рассматривается в отношении определенного участка смыслового континуума. т.е. рассматривается, каким образом определенное смысловое образование попадает из одной зоны смыслового пространства субъекта в другую, как оно при этом трансформируется и как изменяется сам субъект.

5.1.1. ИП, в результате которых определенное смысловое образование попадает в ту же самую зону смыслового пространства субъекта, выше были названы ненаправленными. Восьми зонам смыслового пространства субъекта соответствуют 8 классов таких ИП.

5.1.2. ИП, в результате которых определенное смысловое образование перемещается через один барьер (границу области смыслового пространства субъекта) относительно своего исходного состояния, назовем однонаправленными. Таких ИП существует 24 класса (в каждую из 8 зон смыслового пространства субъекта смысл может переместиться, преодолев границу одной из трех областей).

5.1.3. ИП, в результате которых определенное смысловое образование перемещается через два барьера относительно своего исходного состояния, назовем двунаправленными. Таких ИП существует также 24 класса (для смысла, переместившегося в любую из 8 зон смыслового пространства субъекта, осталась непреодоленной граница одной из трех областей).

5.1.4. ИП, в результате которых определенное смысловое образование перемещается через три барьера относительно своего исходного состояния, назовем трехнаправленньми. Таких ИП существует 8 классов (каждая из 8 зон смыслового пространства субъекта имеет только одну «противоположную» ей зону-антипод, в которую смысл может переместиться, преодолев границы всех трех областей).

5.2. При описании ИП важно знать не только начальное и конечное состояние (возможно только 64 варианта, т.е. всего существуют 64 класса информационных процессов), но и «маршрут» (последовательность информационных операций, посредством которых определенное смысловое образование попадает из одной зоны смыслового пространства субъекта в другую).

Далее будем рассматривать простые ИП — не содержащие взаимно противоположных информационных операций (без учета их характера: локального или глобального). Простой ИП по определению не может быть ненаправленным или содержать таковой. ИП, содержащие взаимно противоположные информационные операции, будем называть сложными и рассматривать как состоящие из нескольких простых.

5.3. Поскольку границ областей смыслового пространства субъекта всего три, простые ИП содержат максимум три информационных операции. Это значит, что для перемещения определенного смыслового образования из одной зоны смыслового пространства субъекта в любую другую достаточно не более трех информационных операций.

Простые ИП могут состоять из одной, двух или трех стадий. Стадии, содержащие две или три одновременно протекающие информационные операции, назовем критическими, соответственно критическими будем называть и ИП, которые содержат такие стадии (маршруты таких стадий проходят не по ребрам булева куба (см. рис. 2), а по равнодействующим единичных векторов).

5.4. Поскольку, как было сказано, простой ИП не может быть ненаправленным, то ни один из 8 классов ненаправленных ИП не содержит простых ИП. В каждом из 24 классов однонаправленных ИП содержится один простой. В каждом из 24 классов двунаправленных ИП содержится 3 простых, один из которых критический. В каждом из 8 классов трехнаправленных ИП содержится 13 простых, 7 из которых — критические. Таким образом, всего существует 200 простых ИП, 80 из которых — критические (120 простых некритических ИП).

5.5. Любой ИП является отражением взаимодействия субъекта со средой. Если субъект взаимодействует не просто с объектом из среды, а с другим субъектом (или субъектами), то соответствующий ИП назовем интерсубъектным. Он состоит из взаимосвязанных ИП каждого из взаимодействующих субъектов. Если в процессе взаимодействия субъектов в пересечении их областей семантического пространства образовалась общая зона 1 (см. п. 4.1), то можно говорить об образовании коллективного субъекта.

6. Когнитивные информационные процессы

В наиболее широкой трактовке когнитивным информационным процессом (КИП) считают процесс переработки информации системой, при котором она получает новую информацию, — например, процессы восприятия, памяти, мышления, изучаемые когнитивной психологией. В терминах нашей модели эти представления означают, что любое событие, приводящее к повышению потенциала участка смыслового пространства, есть КИП. Однако не всякое изменение потенциала приводит к преодолению барьера и является информационным процессом (операцией). С другой стороны, ИП, приводящие к снижению потенциала, также могут быть когнитивными. Например, опровержение представления, мнения или теории является актом познания, хотя и снижает потенциал соответствующих смыслов.

В более узком смысле когнитивными называют ИП по переработке знаний, которые проходят при участии сознания (хотя бы на отдельных этапах), т.е. содержат логические преобразования. Примерами таких процессов могут быть: принятие решений, аргументация, понимание и т.п., как они изучаются в рамках когнитивной лингвистики и искусственного интеллекта. Однако процесс познания не обязательно связан с осознанием. Во-первых, далеко не всякая осознаваемая информация является знанием (даже из доступной сознанию информации некоторая часть является знаниями других, а субъект может оперировать с ними только как с данными). Во-вторых, существуют невербализованные и даже невербализуемые знания (как это было показано, например, Майклом Полани [21]).

Понятие «знание» часто (например, в теории представления знаний) связывают с понятием «интенсионал». «Экстенсионал — это набор конкретных данных, заданных в декларативной форме. Интенсионал же, как правило, задает некоторую процедуру, позволяющую определять принадлежность того или иного конкретного факта к некоторому понятию. Интенсионал выделяет знания, отделяя их от данных, которые всегда задаются экстенсионально» [22, с. 42]. С другой стороны, понятие «интенсионал» связывают с понятием «смысл» [12]. В нашей модели семантического пространства то, что субъектом осмыслено, находится в области рефлексии. Эта область содержит и невербализуемые знания.

Таким образом, познание в нашей модели может быть представлено как преодоление границы области отрефлексированных смыслов. Вхождение в эту область новых смыслов возможно посредством одного из 16 простых некритических ИП (4 однонаправленных, 8 двунаправленных и 4 трехнаправленных). Преодоление границы этой области в другую сторону возможно посредством такого же количества простых ИП, обратных перечисленным. Следовательно, существует всего 32 простых некритических ИП, которые можно отнести к классу когнитивных.

Однако с практической точки зрения всегда больше интересуют вербализуемые знания, которые можно передавать, сохранять, извлекать и использовать, т.е. осознаваемые знания, выраженные посредством понятий, доступных субъекту. Такие знания находятся в пересечении области отрефлексированного с областью осознаваемого — с понятийным аппаратом субъекта. Рассмотрим, как отражается процесс познания на понятийном аппарате субъекта.

6.1. Допустим, что нам удалось представить понятийный аппарат в виде морфологического множества (определение см. в [1]), заданного посредством некоторого количества (п) двузначных признаков. Для распознавания объекта (системы, явления, процесса, ...) необходимо определение его в координатах понятийного аппарата путем выбора одного значения каждого признака. В рамках представленной морфологической модели понятийного аппарата происходит выбор одного из двух возможных значений. Выбор осуществляется по законам Аристотелевой логики (закон противоречия и закон исключенного третьего) и заканчивается нахождением требуемого варианта в рамках понятийного аппарата, если таковой может быть найден. Этот процесс обычно автоматизирован и свернут (о сворачивании мыслительных циклов см. [15]), т.е. выполняется подсознательно. На отсутствие искомого варианта указывает ситуация, когда нельзя сделать выбор одного значения какого-то признака. При этом возможны два случая:

  1. подходят оба — и одно, и другое — значения (необходимо изменить условия выбора — снять некоторые априорные ограничения или ввести новые признаки);
  2. не подходит ни первое, ни второе значение (требуется изменение формулировок признаков). В обоих случаях необходимо познание — изменение понятийного аппарата (его перепрограммирование), т.е. возникновение в системе новой информации. Аристотелева логика здесь ничем не может помочь. (Выход может быть найден либо при развитии четырехзначных логик, на что очень надеется Д.А. Поспелов [22], либо при использовании предложенной В. В. Налимовым логики, основанной на формуле Бейеса, интерпретированной как силлогизм [4-7].)

6.1.1. Если признаки имеют одинаковый вес, а значения могут приниматься с равной вероятностью, то с помощью такого понятийного аппарата можно описать 2n абсолютно одинаковых независимых явлений. Субъект имеет свои пристрастия, интересы, предубеждения, заключенные в его познавательных установках. Все это отражается и на понятийном аппарате: признакам придается различный вес, значениям — разная вероятность, появляются структурные связи в системе понятийного аппарата. По отношению к объекту познания они выступают в качестве априорных знаний, аксиом, сужающих (как это известно из логики) возможности понятийного аппарата в описании действительности за счет уменьшения его неопределенности. Так, если все варианты в такой системе равновероятны, то для выбора одного искомого, т.е. для проведения морфологического синтеза (понятие введено В.М. Одриным, см. [1]) нужно п раз сделать выбор, который каждый раз делил бы объем морфологического множества пополам (энтропия n бит). Структурные связи в системе упрощают выбор, поскольку сами могут рассматриваться как предварительный выбор (с учетом этого энтропия системы, т.е. количество разнообразия, уменьшится, что можно определить по формуле Шеннона [23]). Разница между энтропией системосоздающих факторов и энтропией системы с учетом структурных связей показывает, сколько информации усвоила система, т.е. насколько структурные связи упрощают выбор, уменьшают неопределенность. Полная емкость такого понятийного аппарата могла бы составлять 2n разных событии, (предметов и явлений), так как он имеет столько разных состояний, но «освоенных» состояний этого понятийного аппарата (событий, различаемых субъектом) обычно меньше на много порядков. Налицо огромная избыточность. Однако такая избыточность, при условии формирования структурных связей, повышает надежность понятийного аппарата: позволяет реагировать на события при неполной информации.

6.1.2. Одним из возможных вариантов образования связей является возникновение устойчивых сочетаний значений признаков понятийного аппарата (бинарных или большей размерности). Если определенное сочетание значений признаков встречается единственный раз (назовем его предпочтением»), то оно однозначно определяет некоторое событие. Если определенное сочетание значений признаков не встречается ни в одном из различимых событий, то имеем дело с «запрещением». Если бы определенные значения двух признаков встречались исключительно в одном сочетании (а поскольку мы рассматриваем только бинарные признаки, то и обратные значения этих признаков встречались бы в единственном варианте сочетания, и в сумме прямой и обратный варианты сочетаний встречались бы п раз), — это означало бы что два соответствующих признака являются, по сути, одним. А если бы один из вариантов сочетаний встречался п раз, то эти признаки никак не способствовали бы различению событий, так как при всех событиях они принимают одинаковые значения. Такие признаки были бы совершенно бесполезными (строго говоря, они не являются признаками, поскольку могут принимать только одно значение), а потому — излишними.

Сказанное о сочетаниях значений признаков справедливо и в отношении отдельных значений признаков.

6.1.3. Наиболее часто употребляемые (устойчивые) сочетания значений признаков могут обозначаться собственным именем, образуя понятия. Именно наименование сочетаний значений признаков позволяет оперировать с соответствующими им свойствами как с объектами, что и делает возможным такие умственные действия, как абстракция, идеализация, обобщение, сравнение, определение. Свойства, выражаемые сочетанием значений признаков, являются содержанием понятия, а события, обладающие этими свойствами, — его объемом. Содержанием понятия может быть значение одного признака.

6.1.4. Среди известных понятийному аппарату событий обычно нет ни одного, которое бы требовало для однозначного определения всех п признаков. Это следствие избыточности понятийного аппарата дает огромное преимущество, как ни странно, в краткости описания событий, позволяя указывать только их отличительные особенности «ключевые» сочетания значений признаков. На этой основе формируются частные профессиональные языки, использующие в своей узкоспециальной области такие краткие описания. Подобные описания, по причине их краткости, очень широко распространены (не только при реальном познании, но и в обычной жизни), настолько широко, что даже при классифицировании события или объекты различают по разным основаниям, потому такие классификации, за редким исключением, некорректны и неполны.

6.1.5. Отметим, что формирование связей является функцией рефлексии, а в сознании отражаются лишь некоторые результаты, связанные с образованием или преобразованием понятий. Такое познание почти не доступно формализму сознания, невербально и имеет отношение больше к творческим, креативным процессам.

6.2. Познание, как показывает морфологическая модель понятийного аппарата субъекта, может происходить по следующим вариантам сценария: 1) новое явление отождествляется с уже известным; 2) для новых явлений отыскивается вакантная ячейка существующей морфологической классификации (новый вариант сочетания значений п-мерной матрицы понятийного аппарата; вариант, свободный как от отождествления с другими событиями, так и от априорных связей). Если подходящая вакансия не найдена, то необходимо либо 3) снять некоторые априорные ограничения, либо 4) ввести дополнительное количество (K) признаков в понятийный аппарат, что расширяет морфологическое множество (увеличивает энтропию) понятийного аппарата. При этом первый и, частично, второй варианты являются не познанием, а, скорее, узнаванием или распознаванием, так как не вносят существенных изменений в понятийный аппарат, но прежде чем перейти к следующему сценарию познания, необходимо пройти предыдущий, более простой. Итак, познанием мы считаем не всякое распознавание или узнавание, а лишь то, которое изменяет понятийный аппарат, причем не произвольным образом, а в сторону его совершенствования*.

Рассмотрим функционирование понятийного аппарата в каждом из четырех возможных сценариев познания новых событий.

6.2.1. Отождествление новых событий с известными, имеющимися в понятийном аппарате. В этом случае в рамках системы признаков данного понятийного аппарата разные события имеют одинаковую конфигурацию, один знак передает различные значения (многозначные понятия). Поскольку понятийный аппарат не имеет средств для их различения, то на новое событие он отреагирует как на известное. Эта реакция, конечно, оказывается неадекватной, поэтому возникает проблемная ситуация. Выход может быть найден, если, например, использовать контекст как признак, что требует усложнения понятийного аппарата (как это происходит, будет описано ниже). Обратим внимание, что контекстуальные определения достаточно распространены при реальном познании в обычной жизни.

6.2.2. Нахождение «вакантных» вариантов в понятийном аппарате для новых событий.

Здесь необходимы пояснения. Поиск «вакантных» вариантов в понятийном аппарате можно рассматривать как поиск в лабиринте возможностей. При наличии связей в системе понятийного аппарата «вакантным» можно называть вариант, свободный от запрещений и/или от предпочтений. Последнее условие важнее, поскольку требует сохранения привычных способов различения и краткого описания известных событий.

Если система помнит и использует все предпочтения и запрещения понятийного аппарата (назовем ее сильносвязанной), то понятийный аппарат не содержит неопределенности, поэтому свободных вариантов (как от запрещений, так и от предпочтений) найти невозможно. Более того, в этом случае трудно найти «частные» вакансии — варианты, свободные либо от предпочтений (не нарушающие их), либо от запрещений.

Сильносвязанными системами, понятийный аппарат которых не содержит неопределенности, являются, например, формальные и формализованные теории, описывающие определенный круг явлений. Для применения этих теорий к новым явлениям (для построения более общих теорий) необходимо снятие некоторых связей (запретов), т.е. введение неопределенности в понятийный аппарат (это проанализируем ниже). Другим примером сильносвязанных систем, понятийный аппарат которых не содержит неопределенности, может быть описанная антропологами (см., например, [25]) особенность системы верований аборигенов диких племен, для которых нет ничего неизвестного, для любого события находится объяснение (по первому сценарию познания), поэтому чувство удивления им вовсе незнакомо.

Однако система может использовать не все возможности понятийного аппарата: может не помнить всех запрещений и пользоваться не всеми предпочтениями для различения известных событий. Потенциально возможная связь может не быть актуализированной или вообще не содержаться в понятийном аппарате, который в силу этого содержит некоторую неопределенность, позволяющую отыскать вакансию по предпочтениям для некоторого возможного события.

6.2.3. Снятие связей в понятийном аппарате (актуализированных предпочтений или запрещений) увеличивает неопределенность понятийного аппарата и делает возможным вмещение им (т.е. познание и описание) новых событий. Предыдущий пример поясняет механизм включения новых событий как при отсутствии связей, так и при их снятии. Но если предыдущий сценарий восприятия нового сводится к простому добавлению нового события (познание как коллекционирование, собирание фактов), то в данном случае для познания нового необходимо отказаться от части старых установок (новое знание частично опровергает и дополняет старое). В этом наглядно проявляется различие между данными и знаниями.

6.2.4. Введение новых признаков для восприятия новых событий. В этом случае снимаются проблемные ситуации, подобные описанным в первом сценарии познания. Но неопределенность понятийного аппарата значительно возрастает и требуется переопределение всех известных событий. С увеличением размерности понятийного аппарата связи должны увеличивать свою размерность, хотя возможны и отдельные исключения. Такие изменения в понятийном аппарате носят революционный характер.

При этом понятийный аппарат увеличивает свою емкость. Такое увеличение емкости понятийного аппарата требует его переструктурирования не только и не столько в связи с введением в ней новых событий, но, главным образом, потому, что и известные события приобрели дополнительно новые конфигурации, одно значение стало передаваться разными синонимичными знаками. Это позволяет вводить различия между многозначными понятиями, разрешая таким образом проблемные ситуации при первом сценарии познания. Синонимичность можно рассматривать как еще один вид связи, уменьшающий неопределенность понятийного аппарата.

6.3. Итак, можно сказать, что рассмотренная морфологическая модель понятийного аппарата адекватно и полно отображает феномены и механизм процесса вербального познания.

Выводы.

Представленное здесь исследование ИП занимает промежуточное место между словесным содержательным анализом их структуры, свойств и разновидностей и формальными исследованиями. Это, с одной стороны, позволяет сохранить наглядность и простоту интерпретации, а с другой, — дает возможность, опираясь на адекватные модели информационной деятельности субъекта, получать описания не только известных но и всех возможных ИП.

Полученные результаты представляются полезными для разработки новых информационных технологий. На основании представленных моделей могут быть рассмотрены аспекты взаимодействия человека и информационных систем, что особенно актуально при разработке когнитивных и креативных интеллектуальных систем [26], например систем поддержки постановки и решения научных и технических проблем или систем компьютерного обучения.

Литература:

  1. Одрин В.М. Метод морфологического анализа технических систем. — М.: ВНИИПИ, 1989. — 311 с.
  2. Философский энциклопедический словарь / Ред-кол: С. С. Аверинцев, Э.А- Араб-Оглы, Л.Ф. Ильичев и др. — М.: Сов. энциклопедия, 1989. — 815с.
  3. Краткий психологический словарь / Сост. Л.А- Карпенко; Под общ. ред. А.В. Петровского, М.Г Яро-шевского. — М.: Политиздат, 1985. — 43 с.
  4. Налимов В.В.. Дрогалина Ж.А. Вероятностная модель бессознательного. Бессознательное как проявление семантической Вселенной // Психологический журнал. — 1984. — 5. N 6. — С. 111-112.
  5. Налимов В.В., Дрогалина Ж.А. Как возможно построение модели бессознательного // Бессознательное, т.4. — Тбилиси: Мецниереба, 1985. — С. 185-198.
  6. Налимов В.В. Спонтанность сознания. Вероятностная теория смыслов и смысловая архитектоника личности. — М.: Прометей, 1989. — 287 с.
  7. Налимов В.В. Реальность нереального. Вероятностная модель бессознательного. — М.: Мир идей. 1995. — 432 с.
  8. Osgood Сh. Тhе Reргеsеntаtional Моdel and Rеlе-vant Research Methods // Trends in Сопtеnt Analysis / Рооl I de S. Urbana, 1959.
  9. Мельников Г.П. Системология и языковые аспекты кибернетики / Под ред. Ю.Г. Косарева. — М.: Сов. радио, 1978. — 368 с.
  10. Кон И.С. В поисках себя: личность и ее самосознание. — М.: Политиздат, 1984. — 335 с.
  11. Гладун В.П. Методы формирования знаний о предметных областях, ситуациях и проблемах // Вопросы когнитивно-информационной поддержки постановки и решения новых научных проблем: Сб. науч. тр. — Киев, Ин-т кибернетики НАН Украины. -1995. — С. 32-35.
  12. Павиленис Р.И. Проблема смысла: современный логико-философский анализ языка. — М.: Мысль, 1983.-286с.
  13. Дружинин В.В., Конторов Д.С. Системотехника. — М: Радио и связь, 1989. — 200 с.
  14. Симонов П.В. О двух разновидностях неосознаваемого психического: под- и сверхсознании // Бессознательное, т.4. — Тбилиси: Мецниереба, 1985. — С. 149-159.
  15. Шередеко Ю.Л. Психологический механизм решения задач // Вопросы когнитивно-ииформационной поддержки постановки и решения новых научных проблем: Сб. науч. тр. — Киев, Ин-т кибернетики НАН Украины. -1995. — С. 147-158.
  16. Шередеко ЮЛ. Структурная модель семантического пространства субъекта // Сб. статей 1-й Ме-ждунар. науч.-практ. конф. «Математика и психология в педагогической системе «технический университет»» -Одесса: ОГПУ, 1996. — С. 37-38.
  17. Valkman Y. Definition of Соgnitive Graphics and its Methods // Information Theories & Applications. — Sofia, 1994. — 2, N 1 — Р. 30-36.
  18. Бургин М.С. Фундаментальные структуры Ноосферы. Достижение Абсолюта. — Киев: Украинская Академия Информатики, 1997. — 96 с.
  19. Буш Г.Я. Проблемные задачи и регулятивы поиска их решения. Уч. пособие. — М.: ВНИИПИ, 1989. -92с.
  20. Дашкиев Г.Н. Типы информации и информационные процессы в обществе // Вопросы когнитивно-информационной поддержки постановки и решения новых научных проблем: Сб. науч. тр. — Киев, Ин-т кибернетики НАН Украины. -1995 — С. 84-95.
  21. Полани М. Личностное знание. На пути к посткритической философии. — М.: Прогресс, 1985. — 344 с.
  22. Поспелов Д.А Ситуационное управление: теория и практика. — М.: Наука, 1986. — 282 с.
  23. Шеннон К. Математическая теория связи // Работы по теории информации и кибернетике. — М.: Изд-во иностранной литературы, 1963. — С. 243-332.
  24. Голицин ГА., Петров В.М. Гармония и алгебра живого. — М.: Знание, 1990. — 128 с.
  25. Леви-Строс К. Структурная антропология. — М.: Наука, 1985. — 536 с.
  26. Палагин А.В. К проблеме проектирования системы активизации научно-исследовательской деятельности // Вопросы когнитивно-информационной поддержки постановки и решения новых научных проблем: Сб. науч. тр. — Киев, Ин-т кибернетики НАН Украины. -1995. — С. 4-16.


Система Orphus

Яндекс.Метрика