диссертация модальная логика

2 МОДЕЛИ ПОЗНАНИЯ В ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

2 Л П о з н а в а т е л ь н ы е а с п е к т ы п р о е к т н о й д е я т е л ь н о с т и и

в о п р о с ы т е р м и н о л о г и и

Если проанализировать результаты, достигаемые на стадиях проектирования, то можно увидеть, как от стадии к стадии постоянно нарастает объем знаний, относящийся к объекту проектирования [1, 58]. Заключительные стадии характерны тем, что проектировщики обретают уверенность в достаточности накопленных знаний для изготовления изделий, отвечающих заданным требованиям.

Выбор ранних стадий проектирования в качестве предмета исследования ориентирует наше внимание на источники знаний, необходимые для данного вида деятельности. Нас будут интересовать подходы к процессам познания, как

вобщем плане, так и с ориентацией на конкретную техническую специфику.

Вработах теоретико-познавательной направленности мы можем встретить термины: "гносеологический", "эпистемический", "когнитивный". Все это будет означать "познавательный", без указания на какие-либо различия терминов. В словарях [59, 60] термины "гносеология" и "эпистемология" трактуются едино как "теория познания". В то же время можно отметить, что термин "гносеология" чаще употребляется в трудах философского плана, когда

обсуждаются	вопросы	познаваемости	объективного	мира	(отсюда
агностицизм).	В работах	логической ориентации обычно		употребляются

термины эпистемология, эпистемологический (иногда эпистемический). Термин происходит от греческого слова episteme, что означает "знание, не вызывающее сомнения" в противоположность doxa - "гипотетическое знание", т. е. предположительное знание. Можно согласиться, что процесс проектирования представляет собой множество схем логического вывода, увязанных в единую систему, совокупная истинность которых однажды будет

- 4 2 -

проверена экспериментом. Исходя из этого, для нас, по-видимому, удобнее

термин "эпистемология" и его производные. Что касается термина "когнитивный", то он обычно соотносится с разделом психологии, а именно с

когнитивной психологией [13, 61, 62]. В американских публикациях

встречается термин "когнитология" [14]. Сравнительно недавно группа

отечественных специалистов ввела термин "когитология" [63], очевидно ориентируясь на слова Р. Декарта "cogito ergo sum" - "мыслю, следовательно, существую". Таким образом, когда мы будем обсуждать вопросы общетеоретического, познавательного плана, мы будем пользоваться термином

"эпистемологический" (или "эпистемический"). В тех же случаях, когда нас

будут интересовать внутренне присущие .(имманентные) проектировщику

познавательные механизмы, мы будем пользоваться термином когнитивный.

2.2 Э п и с т е м и ч е с к и е м о д е л и п о з н а н и я и п р о б л е м а

в х о ж д е н и я в п р е д м е т н у ю о б л а с т ь

При разработке систем компьютерной поддержки любой интеллектуальной деятельности, включая проектирование, как правило, возникают трудности, связанные с вхождением системотехника, инженера-математика и др. в ту или иную предметную область. Обычно говорят о терминологии, о специфике понятий, реже о специфике аксиоматики и особенностях технологий реализации профессиональных видов деятельности. Кроме указанных факторов, действительно имеющих место, существует еще специфика модели познания, которая доминирует в данной области знания в настоящий момент и которой придерживаются специалисты. Это может быть и сочетание моделей, но одна модель обычно является основной.

Несмотря на то, что многие из этих моделей имеют значительный стаж существования, они действенны до сих пор. Имеется в виду, что специалисты различных областей знания явно или неявно ими руководствуются в своей деятельности. Иногда это связано с традициями, иногда с тем, что модели

-43 -

просто удобны в конкретном применении. Мы имеем в виду шесть моделей, предложенных Ю. Чайковским [64, 66], которые имеют следующие названия: нулевая, схоластическая, механическая, статистическая, системная и диатропическая. Роль этих моделей в области технического знания, а тем более в проектировании, далеко не равнозначна, но для полноты изложения мы очень кратко рассмотрим их все.

а) Нулевая познавательная модель Эту модель можно назвать религиозной, или этико-эстетической. Эта

модель трактовала природу как храм и господствовала со времен язычества до высокого средневековья. В языческом мире каждое божество отвечало за свою особую функцию в природе или общественном порядке. Для нас эта модель привлекательна исключительно бережным отношением к природе, которая просто обожествлялась, чем, к сожалению, не отличаются многие из современных, самых совершенных проектов.

б) Схоластическая познавательная модель (лат. 8сЬо1а811со8 - школьный, ученый)

Для данной модели характерно видеть природу как текст, который надо уметь правильно прочесть, или как шифр, который надо разгадать. С этой моделью в науку пришло понятие "закон природы". В XVIII веке эта модель ушла на периферию науки, но в X X веке она вновь стала господствующей - в генетике, где вся жизнь организма рассматривается как реализация текста ДНК. Основной недостаток модели - расчленяющий характер познания: как текст познается через буквы, так природные объекты - через их элементы, признаки, код. В то же время необходимо отметить, что метод декомпозиции, понимаемый как расчленение целого на части с целью познания, является и сегодня действенным инструментом как научного исследования, так и проектной деятельности.

- 4 4 -

в) Механическая познавательная модель Природа и общество в этой модели уподобляются машине и, прежде всего,

часам. Начало этой модели положил Р. Декарт, поэтому ее можно называть картезианской (лат. Renatus Captesius). Физика Декарта описывает мир как взаимодействие частиц, притертых друг к другу, словно шестерни одного механизма. В 17 веке эта модель стала вытеснять схоластическую, а в конце 18 века породила мировоззрение, известное как "Лапласов детерминизм". Прогресс понимается как движение, подобное движению машины, которое можно понять и предсказать и которое можно сознательно направлять. Модель взяли на вооружение так называемые "преобразователи природы". Негативные последствия этого подхода широко известны. Опасность механицизма имеет место до сих пор. Для нас эта модель интересна тем, что она характерна для профессионального инженерного мышления. Обусловленность действия машины или механизма действиями составляющих компонентов, обусловленность общего проектного решения локальными проектными решениями хорошо известна и понятна инженеру. При разработке информационных технологий нам необходимо следить за четкостью причинноследственной обусловленности компонентов и подчеркивать ее в сопутствующих описаниях. Это позволит надеяться, что разрабатываемые технологии не будут диссонировать с традиционным инженерным мышлением.

г) Статистическая познавательная модель В ее основе лежит идея бухгалтерского баланса, когда нормальное ведение

дела трактуется как равенство кредита и дебета. Постепенно этот формальный прием контроля правильности записи преобразуется в новое понимание мира (общества и природы) как совокупность балансов. Это и есть статистическая познавательная модель. В статистической модели равновесие исходно, а движение трактуется как отклонение от равновесия и переход от одного равновесия к другому. Этой моделью руководствуются биологи, медики.

- 4 5 -

специалисты по производству продуктов питания, имеющих сложную технологию и т. п. В начале нащего века сформировалось понятие статистической вероятности, в основе которого лежит понятие относительной частоты появления массового случайного события при достаточно длительных наблюдениях или испытаниях. И хотя длительность испытаний никак не оговаривается, эта модель получения нового знания обрела должное признание в технических науках. В проектной деятельности машиностроительной направленности испытание опытного образца является важнейшей завершающей фазой. Окончательная оценка достигнутых результатов имеет в значительной степени статистическое толкование,

д) Системная познавательная модель Методологические установки, связанные с первыми тремя моделями

достаточно ясны [64]:

-разгадать код - схоластическая;

-выявить механизм и описывающие его уравнения - механическая;

-составить баланс однородных величин; вычислить одно среднее - статистическая.

Системный подход более сложен, т.к. целостность легко констатировать, но трудно объяснить. Системный подход основывается на понятии целостности, которое лежит в основе гештальттеории. По мнению Людвига фон Берталанфи, гештальтпсихология явилась реальным историческим предшественником общей теории систем [65]. Система - это объект, обеспечивающий какой-либо баланс. Но ведь система для чего-то нужна, поэтому появляется понятие - "целевая функция", которая естественно формализуется как экстремизация (max, min) какой-то важной величины. Именно экстремальная идея может рассматриваться как одна из объединяющих знания в одну систему.

Системная модель познания характерна для специалистов многих

современных областей знания: кибернетика, АСУ, САПР и т. п. Этой моделью

- 4 6 -

руководствуются и другие специалисты, как-то причастные к указанным областям. Системная модель часто используется совместно с механической и

статистической моделями. Необходимо отметить, что использование данной

модели для объяснения явлений природы наталкивается на серьезные

трудности [64].

е) Диатропическая модель познания. (Модель многообразия)

Эта модель идет еще от Лейбница, но только Жак Аттали в 1981 году

предложил ее в форме познавательной модели. Появление этой модели связано с необходимостью понимания природы и общества. Данная модель рассматривает природу не только с точки зрения полезности, но и с точки

зрения эстетического единства. Данная модель видит в природе не инструмент (часы, весы, авторегулятор), а общество.

Диатропическая модель познания сегодня обретает все большую значимость. Не исключено, что недалеко то время, когда проекты, допускающие нарушение требований экологичности, просто не будут рассматриваться. Существенные изменения претерпевают взгляды, связанные с

пониманием технического прогресса в направлении повышения значимости

"человеческого фактора". Диатропическая модель, являясь завершающей, имеет много общих черт с нулевой моделью познания. Цикл как бы замкнулся.

2.3 О м о д а л ь н о с т и р а с с у ж д е н и й н а р а н н и х с т а д и я х

п р о е к т и р о в а н и я

Рассмотрев модели познания и назвав их эпистемическими, что равнозначно понятию "теоретико-познавательные" мы должны обратить внимание на то, что кроме поиска характеристик истинности и ложности они позволяют взглянуть на проблему и с других точек зрения. Это обоснованность знаний, содержащихся в рассуждениях, которые можно рассматривать как цепочку взаимно увязанных суждений, норм и предписаний и которые следует

- 4 7 -

соблюдать, ценностей, на которые следует ориентироваться, а также учет темпоральных (временных) характеристик.

На ранних стадиях проектирования, когда практически "на ощупь" ищется

новое перспективное направление деятельности, учет указанных выше факторов может играть существенную роль. Различные способы оценки суждений в зависимости от поставленных задач и принятой точки зрения выражаются в модальных категориях (от лат. cum modo - каким образом).

Аристотель выделил две модальные категории "необходимо" и "возможно". И. Кант предложил выделить: проблематические, ассерторические

и аподиктические	суждения.	В рамках современной модальной логики
рассматриваются следующие виды модальных понятий [75]:
логические	модальности:		"логически	возможно",	"логически
необходимо", "логически случайно";
эпистемические		(теоретико-познавательные):			"доказуемо",

"опровержимо", "неразрешимо", "допустимо", "вероятно", "сомнительно", "убедительно" и т. п.;

деонтические (нормативные): "разрешено", "не разрешено", "обязательно", "безразлично" и др.;

-аксиологические (ценностные): "хорошо", "плохо", "безразлично";

-темпоральные (временные), которые учитывают фактор времени в рассуждениях.

Перечисленные модальные понятия позволяют точнее и полнее выразить различные характеристики суждений в зависимости от общего контекста рассуждений. В последующих главах, когда у нас возникнет потребность провести анализ множества выводов, генерируемых компьютером на основе ряда посылок, сформулированных профессионалами и которые фактически определяют их видения образа нового изделия, взгляд на проблему с позиции модальных категорий окажется полезным.

- 4 8 -

2.4 К о н ц е п ц и я п а р а д и г м ы и е е р о л ь н а р а н н и х с т а д и я х п р о е к т и р о в а н и я

Парадигма - слово греческое (рагаёе1§та), которое означает пример или образец. Этот термин стал широко употребляться в научной литературе после того, как в 1962 году Томас Кун опубликовал работу "Структура научных революций" [11]. В широком смысле парадигма может быть определена как набор убеждений, ценностей и технологий, разделяемый членами одного научного сообпдества. Ранние стадии наук Кун описывает как "предпарадигмальные периоды". Для них характерен концептуальный хаос и большое число расходящихся воззрений. Ни одно из них нельзя отбросить как неверное, они все в какой-то степени отражают наблюдаемые явления. Простая и правдоподобная концептуализация данных, готовая объяснить большую часть имеющихся наблюдений и обещающая служить руководящей линией для будущих исследований, начинает играть роль парадигмы. Когда парадигму принимает большая часть научного сообщества, она становится обязательной точкой зрения, на этом этапе опасно увидеть в ней точное описание реальности, а не вспомогательную карту, удобное приложение или вспомогательную модель. Как только парадигма принята, она становится мощным катализатором научного прогресса. Кун называет этот период периодом нормальной науки [11].

Большинство ученых все свое время занимаются нормальной наукой, которая основывается на допущении, что научное сообщество знает, что такое вселенная, т. е. знает, чем является мир и чем он не является, что возможно и что в принципе не возможно. Кун сравнил научные исследования с напряженными и всепоглощающими усилиями рассовать природу по концептуальным ящикам, заготовленным профессиональным образованием.

Понятие парадигмы не чуждо проектированию. На определенном отрезке времени практически в любой области технического знания всегда доминирует

- 4 9 -

система взглядов на проблему развития основных изделий, всегда определены ценности, которыми руководствуются конструкторы и технологи, обычно определены сценарии деятельности в общем контексте процесса создания нового изделия. Точно так же как у Т. Куна существуют периоды "нормальной науки", в проектировании можно наблюдать "периоды нормальной проектной деятельности". Точно так же как практика "нормальной науки" однажды приводит к аномалиям, практика проектирования периодически переживает "тупиковые ситуации". Эти ситуации преодолевают (иногда очень болезненно) путем выхода за пределы принятых аксиом, путем отказа от привычных ценностей, путем смены технологий деятельности. Это фактически то же самое, что Т. Кун понимает под сменой парадигмы.

На ранних стадиях проектирования остро стоит проблема прогноза направлений развития изделия. Абсолютно ясно, что если на протяжении прогнозируемого периода будет наблюдаться "состояние нормальной науки", то это будет один прогноз, если же просматривается возможность смены парадигмы, то это будет совсем другой прогноз. Линии поведения должны быть существенно различны.

Что касается теории парадигмы, то нам важно знать, что парадигма столь же существенна для науки, как наблюдение и эксперимент. Приверженность к специфичным парадигмам есть необходимая предпосылка любой научной деятельности. Наука не в состоянии наблюдать и учитывать все разнообразные явления, она не может провести все эксперименты и выполнить все лабораторные анализы, поэтому ученому приходится сводить проблему до рабочего объема, его выбор направляется ведущей парадигмой данного времени. Научные наблюдения не диктуют сами по себе единственных и однозначных рещений. Ни одна из парадигм не объяснит всех имеющихся факторов и для объяснения одних и тех же данных можно использовать многие парадигмы. Следует четко помнить об относительной природе любой

- 5 0 -

парадигмы, какой бы прогрессивной она не была, и как бы убедительно она не формулировалась, не следует смешивать ее с истиной о реальности. Следует отметить, что парадигма зачастую играет нормативную роль. Для проектирования это особенно характерно. Нужно хорошо понимать, что если особенности логики схем вывода в проектной деятельности приводят к положениям, не соответствующим парадигме, то их будет очень трудно защищать. В то же время именно эти "некорректности" могут вывести на новое в данной области знание. При разработке систем поддержки проектной деятельности процесс выявления сущности парадигмы является одним из наиболее важных. Как это сделать - рецептов нет. Однако если исходить из определения парадигмы, то следует:

-выявить убеждения ведущих специалистов;

-выявить систему ценностей и их иерархию;

-изучить характерные технологии интеллектуальной деятельности для данной предметной области.

Таким образом, на ранних стадиях проектирования парадигма, по сути, играет роль модели, нормирующей направление проектной деятельности и с точки зрения ценностей и с точки зрения технологий, включая информационные.

2.5 К о г н и т и в н ы е м о д е л и и и х в о з м о ж н а я р о л ь н а р а н н и х с т а д и я х п р о е к т н о й д е я т е л ь н о с т и

Когнитивные модели пришли в область технического знания из когнитивной психологии. Согласно [13] когнитивная модель это метафора, основанная на наблюдениях и вытекающих из них умозаключениях, описывающих сбор, хранение и использование информации. Это мнение специалистов в области когнитивной психологии [13, с. 553]. В работах технической ориентации [14] можно видеть следующую точку зрения: "...Когнитивные модели имитируют такие мыслительные процессы высокого