Информациологические принципы управления процессами в микро - и макроструктурах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Информациологические принципы управления процессами в микро - и макроструктурах

Откидач В. В., Джура С. Г., Драчук Ю. З.

Рассмотрены информациологические принципы управления процессами и технологиями в микро - и макроструктурах, лежащие в основе концепции развития современного высокоразвитого информационно-сотового сообщества

Рассматривая наступивший XXI век, необходимо заметить, что этот век может быть веком борьбы за выживание человечества, так как по сравнению с прошлым XX веком, когда речь шла лишь о внешней и внутренней, коллективной, военной безопасности, к этим видам теперь добавились экономическая, экологическая, демографическая, продовольственная, информационная и др.

Назрела необходимость разработки новых подходов к описанию явлений нового периода и модели безопасности, отвечающей современным условиям и требованиям. Необходимо расширение жизненно важной проблемы безопасности до глобального ноосферного уровня и объединения разрозненных научных направлений в единую науку, ориентированную на обеспечение безопасности жизнедеятельности человека и человечества как единого целого [1].

Только в XX веке сумели рассмотреть, что на обратной стороне полученной медали «за научно-технический прогресс» отражено «и за глобальный экологический кризис». Все это подтверждает необходимость смены мировоззрения в данном вопросе!

В настоящее время делаются первые шаги в указанном направлении, но обострение проблемы на рубеже второго тысячелетия потребует решительной активизации усилий исследователей.

Научно - технический прогресс, направленный на все большую концентрацию энергии, потенциально угрожает чрезвычайным ситуациям глобального масштаба.

Постоянный обмен энергией, лежащий в основе всех процессов, заставляет задуматься как о рассеянии, так и об ее источнике.

Во второй половине ХХ столетия начала формироваться теоретическая платформа - энергоинформационная концепция. Исследователи начали понимать, что граница между «живым» и «неживым» веществом на самом деле весьма условна. А сознание является не столько функцией мозга, сколько особой функцией отражения материи вообще.

Как указывает В. И. Вернадський [2] развитие человеческого мышления и все возрастающее его воздействие на окружающую среду - через порождаемые им технологии, следует рассматривать как природное явление. Эти процессы и привели к формированию техносферы, создаваемой самим человеком. Взаимоотношения биосферы и техносферы, в связи с грозящим Земле экологическим кризисом, являются сейчас объектом внимания самых разных специалистов.

Последние открытия показывают, что максимальная длительность пребывания человека на Земле зависит от того, насколько принципы и законы деятельности общества адекватны принципам и законам деятельности естественного мира.

Во Вселенной - этой уникальной и загадочной суперсистеме - вся деятельность осуществляется под воздействием природных сил, видоизменения энергии, материи и информации.

Теоретически доказано и наблюдениями подтверждено, что по мере расширения Вселенная охлаждается. Под воздействием этого явления она разрушает симметрию в своих структурах и создает новые, более сложные и упорядоченные структуры, которые удовлетворяют требованиям этих сил [3].

Процессы разрушения системы многообразны. Условно можно выделить три основных направления, по которым идут процессы увеличения энтропии в системе:

- тепловое - когда система снижает эффективность функционирования, не изменяя своей структуры и качества выполняемых функций, увеличиваются энергозатраты на выполнение единицы работы;

- структурное - когда происходит нарушение структуры, изменяется структурное построение системы, система может терять часть выполняемых функций или ухудшать качество их выполнения;

- информационное - когда при сохранении структуры системы нарушаются связи между ее звеньями. В результате ухудшается качество выполнения функций отдельными подсистемами системы.

В соответствии с указанными направлениями часто выделяют и три вида энтропии: тепловую, структурную и информационную. Исследование любого явления, в конечном счете, преследует цель развития системы знаний об изучаемом предмете.

Развитие любой системы, а развиваться, способны только открытые стационарные системы, осуществляется посредством механизмов обратной связи двух типов - отрицательного и положительного [6].

По наличию механизма отрицательной обратной связи происходит поддержание устойчивого динамического равновесия системы, обеспечивающего установившийся вещественно - энергетически - информационный обмен системы с внешней средой. Без него система существовать не может.

Посредством механизма положительной обратной связи происходит перестройка гомеостаза системы и характера обменных процессов.

Исследование любого явления, в конечном счете, преследует цель развития системы знаний об изучаемом предмете. В данном случае предметом исследования является сам процесс развития системы.

Формирование обобщенной картины феномена развития систем представляется чрезвычайно важной не только научной, но и практической задачей. Необходимо сформировать относительно целостную картину феномена развития системы как такового. Это значит, что должно быть представлено во взаимосвязи, взаимообусловленности и взаимодействии максимально полное число факторов и механизмов, составляющих основу функционирования самой открытой системы и процессов ее развития.

Все процессы в природе протекают в направлении увеличения энтропии, характеризующей вероятность, с которой устанавливается то или иное состояние; она является мерой хаотичности или необратимости. Чем больше порядок, тем меньше энтропия; таким образом, все процессы, «пущенные на самотек», всегда протекают так, что их беспорядок увеличивается.

Энтропия широко применяется и в других областях науки: в статистической физике, как мера вероятности осуществления какого - либо макроскопического состояния; в теории информации - мера неопределенности какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы. Все эти трактовки энтропии имеют глубокую внутреннюю связь.

Энтропия - это функция состояния, то есть любому состоянию можно сопоставить вполне определенное (с точностью до константы) значение энтропии.

В итоге, что бы мы ни делали - энтропия увеличивается. Следовательно, любыми своими действиями мы увеличиваем хаос, и, следовательно, приближаем "конец света".

Всякой системе, независимо от ее природы, присущи физические законы, определяющие внутренние причинно - следственные связи. Это касается и системы «человек - производство - среда»[4] . Данная система открытая, сложная.

Анализ закономерностей появления аварийности и травматизма в системе «человек - производство - среда» позволяет интерпретировать опасность неотъемлемыми свойствами повседневной деятельности человека, как процессы, связанные с использованием энергии, вещества и информации.

Увеличение концентрации энергии потенциально угрожает чрезвычайным ситуациям, в том числе глобального масштаба.

Поскольку между веществом и энергией существует взаимосвязь, постольку можно сказать, что система в ходе своей эволюции производит энтропию, которая, однако, не накапливается в ней, а удаляется и рассеивается в окружающей среде. Вместо нее из среды поступает свежая энергия и именно вследствие такого непрерывного обмена энтропия системы может не возрастать, а оставаться неизменной или даже уменьшаться. Аварии, связанные со взрывами, пожарами, механическими, электрическими и другими явлениями, ведут к диффузии энергии, в частности тепловой, - в окружающею среду и к разрушению объектов, т. е. к увеличению хаоса, неупорядоченности, росту энтропии.

Но такой подход к данной проблеме не может быть универсальным и поэтому не может объяснить реализации фаз инициирования целого ряда чрезвычайных ситуаций. Так, влияние токсических веществ на окружающую среду и человека не связано с полным выделением ими внутренней энергии, что может преобразоваться только на работу или тепло. В этом случае уместно говорить об изменении ими химического потенциала, т. е. разрушающим параметром является не сама энергия, а соответственно энергетические потенциалы: химический, электрический, момент количества движения и тому подобное.

Кроме того, следует упомянуть, что рост энтропии связан только с самостоятельным процессом. Если он идет принудительно, за счет внешних факторов, то такой процесс может происходить и с уменьшением энтропии. Поскольку опасность может реализовываться при любом процессе, то тем самым она связана как с ростом энтропии, так и с ее уменьшением [4].

Таким образом, опасности существуют в пространстве и во времени и реализуются в виде потоков энергии, вещества и информации. Опасности не действуют выборочно, а, возникнув, они влияют на все материальное окружающей среды. Следовательно, высокая чувствительность к начальным условиям, приводящая к хаотическому и непредсказуемому поведению во времени, - это не исключение, а типичное свойство многих систем.

Причинами хаоса можно выделить ряд обстоятельств, в результате которых

происходит потеря устойчивости системы и переход к хаосу. К их числу можно отнести:

- внешние помехи, возмущающие факторы;

- наличие большого числа степеней свободы, которыми обладает система в процессе своего функционирования; она может в этом случае реализовать совершенно случайные последовательности;

- достаточно сложную организацию системы.

Со времени открытия второго закона термодинамики встал вопрос о том, как можно согласовать возрастание во времени энтропии (неопределенности, хаоса) в замкнутых системах с процессами самоорганизации в живой и неживой природе, происходящими в открытых системах.

В настоящее время понятие «энтропия» давно вышло за пределы термодинамики и нашло приложение во многих областях естествознания и имеет существенное значение в исследованиях самых различных по своей природе систем и явлений.

Понятие энтропии введено в научный оборот как мера естественной склонности тепловой энергии к рассеиванию. Со временем энтропия приобрела двойной физический смысл: мера обесценивания энергии и показатель неумолимого роста хаоса [5].

В середине XX века энтропия стала основным понятием в теории информации. Информацией можно назвать алгоритм построения системы, обеспечивающей воспроизведение этой информации, функционально связанной со средой своего местоположения. При этом следует подчеркнуть, что обеспечение воспроизведения информации - обязательный и необходимый атрибут любой информационной системы. Современное понимание информации и ее роли в искусственных и естественных системах сложилось не сразу; оно представляет собой совокупность знаний, полученных разными науками.

Информация - первооснова мира [8]. Она есть свойство материи, состоящее в том, что в результате взаимодействия объектов между их состояниями устанавливается определенное соответствие. Чем сильнее выражено это соответствие, тем полнее состояние одного объекта отражает состояние другого объекта, тем больше информации один объект содержит о другом. Как указывается в работе [2], «информация - это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему», т. е. можно дать несколько иное определение. [6] а именно: информацией можно назвать алгоритм построения системы, обеспечивающей воспроизведение этой информации, функционально связанной со средой своего местоположения. При этом следует подчеркнуть, что обеспение воспроизведения информации - обязательный и необходимый атрибут любой информационной системы. Система, не отвечающая этому требованию, неизбежно «выбывает из игры», а кодирующая информация разрушается и бесследно исчезает. Именно исчезает, а не переходит во что - то другое. Ведь информация - не материя и не энергия, и законы сохранения на нее не распространяются [5].

В синергетике информация означает меру организации системы. Мера упорядоченности системы является условием согласованности ее составных частей, вызывающей уменьшение самоорганизации этих частей и уменьшение энтропии системы, что приводит к упорядочению самой системы в целом.

Информация, как указывает академик А. И. Арнольдов [9], великий двигатель научно-технического прогресса, ей суждено стать ведущей материальной и духовной силой новой цивилизации, источником ее постоянного развития. Следует остановиться и на новой науке информациологии [8]. Информациология - наука наивысшего уровня обобщения. Ее создатель академик И. И. Юзвишин, первый Президент Международной Академии Информатизации, охарактеризовал эту новою науку как «фундаментальную генерализационно - единую, изучающую в вакуумных и материализованных сферах Вселенной самоотношения, конформные самоотображения и соотношения нульматериальных точек, предметов, организмов, объектов, процессов и явлений природы и общества, исходя из фундаментального принципа информациологического подхода.

Принцип информациологического подхода имеет явное преимущество по сравнению с системным, вероятностным, линейно - детерминированным, материалистическим и другими подходами, являющимися частными случаями всеобщего информациологического подхода.

Первым специфическим в теории информации является понятие неопределенности случайного объекта, для которой вводится количественная мера, называемая, как указывалось выше, энтропией.

Энтропия характеризует недостающую информацию. В настоящее время информация рассматривается как фундаментальное свойство материи [4].

Информационные, энтропийные и логико-понятийные характеристики подчиняются тем же основополагающим законам, что и реальность нашего бытия.

Для принятия квалифицированных решений нужна надежная информация. Без информации невозможно обеспечить безопасность человека, производства. Особое значение энтропия приобретает в связи с тем, что она связана с очень глубокими, фундаментальными свойствами случайных процессов.

Учитывая, что случайные процессы являются адекватной моделью сигналов, кроме того, некоторые типы непрерывных сигналов допускают дискретное представление, что упрощает задачу, сводя все к рассмотрению случайных величин, получаем возможность пользования результатами и мощным аппаратом теории случайных процессов. [6].

Основа промышленной безопасности - прогнозирование рисков системы «человек - производство - среда», что означает - человечеству необходимо научиться предельно снижать риск и опасность. При этом следует учитывать, что риск связан с бесконтрольным высвобождением энергии, нарушением информационных процессов в системе. При разработке концепции исходят из того, что в основе риска лежит аксиома о потенциальной опасности деятельности и для него характерны неожиданность, внезапность наступления опасной ситуации. При этом риск связан с бесконтрольным высвобождением энергии, нарушением информационных процессов в системе.

На протяжении многих лет наука и практика широко использовали системный подход, который требовал соблюдения жестких рамок, в пределах которых необходимо создавать сетевые графики, целевые планы, сложные аналитические целевые функции, модели и др., что приводит к большим неоправданным и непроизводительным затратам. Использование информациологического подхода в научных исследованиях сокращает время и средства на проведение экспериментальных и научных исследований, упрощает научно - исследовательские структуры.

Главное отличие подхода к изучению любого объекта как системы, а не как простого объекта, состоит в том, что здесь ограничиваются не только рассмотрением и описанием вещественной и энергетической его стороной, но, прежде всего, в проведении исследований его информационных аспектов (информационных потоков, управления, организации и т. д.).

При информациологическом подходе внимание исследователя переносится с элементов исследования отдельно взятой системы на микро - и макромерные кодовые отношения и связи не только между ними, но и с окружающими системами, вместе взятыми. Отношения, сравнения, анализ и синтез составляют основу информациологического подхода исследований всех без исключения социальных процессов и явлений природы. Данный подход базируется на исследовании и изучении конкретного объекта с его взаимоотношениями и взаимосвязями с внешними объектами и внутренними средами, полями и их следами.

В научной литературе до настоящего времени не поднимался вопрос, о каких бы то ни было научных исследованиях с точки зрения информациологического подхода. Последний имеет весьма большое значение в мировой науке и практике, ибо в основе его лежит одна из главных целей любого исследования - получение конечных результатов, имеющих практическое приложение [4].

Изучение и исследование явлений, событий и фактов природы осуществляется с единой информациологической точки зрения.

Принцип информациологического подхода заключается в том, что сначала производится анализ и синтез не свойств вещей, предметов или их элементов, а отношений внутри них и их отношений с внешним окружающим миром. После классификации внутренних отношений свойств и их внешних отношений по признакам последних анализируются и синтезируются свойства на базе информации.

Поскольку носителями высшей формы информации являются люди, то принцип информациологического подхода представляет собой концепцию современного высокоразвитого информационно-сотового сообщества, предполагающего:

· изучение системы, т. е. того, что мы замечаем при первом взгляде;

· определение изменений системы или предмета в зависимости от изменений условий окружающей среды;

· определение структуры элементов предмета или системы.

Главным аспектом исследования при информациологическом подходе является изучение скрытых внутренних отношений структурированных элементов, их свойств и признаков, а также изучение внутренних отношений (внутренней информации) с внешним миром (внешней информацией - внешними отношениями). Отношения (информация), как и сами предметы, существуют в природе независимо от нашего сознания. Объективный характер отношений так же реален, как и реальны вещи, предметы и объекты, окружающие нас и являющиеся производными результатами этих отношений.

Принцип информациологического подхода имеет явное преимущество по сравнению с системным, вероятностным, линейно - детерминированным, синтетическим, материалистическим и другими подходами, являющимися частными случаями всеобщего информациологического подхода [4].

Информациология, как наука, открывшая закономерности информационногенных процессов и технологий в микро- и макроструктурах, по праву может считаться генеральной наукой наук. Создание методологии изучения информационных отношений, сравнений, анализа и синтеза с единой информациологической точки зрения позволяет открывать новые пути исследований, познания [4].

Тайны природы кроются в отношениях, все исходит из соотношений, взаимопорождающей основой которых является информациогенное единство всех видов и форм Вселенной.

Как указывает академик И. И. Юзвишин [6], опираясь на основы информациологии, можно с уверенностью констатировать, что все, что приходит в наш мир и уходит из него, - проходит через информацию, т. е. имеет фундаментальную информационную первооснову.

Множество теорий и наук успешно синтезируются в единую научную картину мира и не удивляют нас новыми открытиями. Но наступило время, когда мир необходимо представлять себе в виде единой экогармоничной, эколого-экономичной системы.

Проблема сохранения внешней среды в настоящее время является непременным условием нормального существования людей на нашей планете и уже давно волнует человечество.

Можно уверенно говорить, что Вселенная является носителем системного сочетания сил природы, ее духовности, действующих в пространстве и во времени, которые через свои прямые и обратные связи определяют эффективные целеполагающие преобразования всего живого и неживого по всем уровням строения.

Спасение человечества и увеличение его жизненного цикла может наступить при его взаимодействии с вселенскими структурами, если будет достигнут достаточный уровень осознанного Коллективного Интеллекта планетарного общества, готового для перевода своей жизнедеятельности на принципы экогармонии объективного мира [3].

Никто не может противостоять этим силам, необходимо разумно следовать целям и законам природной самоорганизации.

Литература

информационный сотовый сообщество система

1.Ярочкин В. И. Секьюритология - наука о безопасности жизнедеятельности. М.: «Ось-89», 2000. -400с.

2. Вернадский В. И. Биосфера и ноосфера. М., М., «Наука», 1989.

3. Прыткин Б. В. Глобальная экономика - ключ к самосохранению. Деятельность эколого-экономических систем. М.-ЮНИТИ.- 2003.

4. Откидач В. В., Мартовицкий В. Д. Энтропоэнергетическая концепция природы риска системы «человек - производство - среда», ж. ТЕХНОПОЛИС, Днепропетровск.- январь 2002, C. 26 - 27.

5. Силин А. А. Энтропия, вероятность, информация.// Вестник РАН, том 64, №6, «Наука», М. - 1994.

6 Корогодин В. И., Корогодина В. Л. Информация как основа жизни. Изд. Центр «ФЕНИКС», Дубна, 2000,- 208 с.

7. Академик В.И. Арнольд: Путешествие в хаосе.- http://nauka.relis.ru/01/0012/01012002.htm

8. Юзвишин И. И. Основы информациологии. Учебник. Издание 2-е, переработанное и дополненное. - М.: Международное издательство «Информациология»; «Высшая Школа», 2000. 517с.

9. Мельник Л. Г. Фундаментальные основы развития - Сумы: ИТД «Университетская книга» , 2003.-288с.

Размещено на Allbest.ru