Символизм Логика Моделирование - обзор

Фото- заставка к статье: это наш Рис.1-С, уменьшенный на 75%.
Символизм и реализм,  Логика и Моделирование: - популлярный обзор.

«Символизм» в  поэии и литературе:  В 19 веке движение «символизма» в искусстве и поэзии – отвергало реализм.
Со времен Бэкона (Англия, 16 век) и Дарвина (19 век) известна в науке и философии фраза: « Человек разумный, хомо-сапиенс – есть Животное мыслящее».
Что говорит по этому поводу наука ХХ и 21-го века?

«Человек – существо моделирующее» - написал проф. Дэвид Хестинес (США) в своей работе 2006 года, подводя итог своим исследованиям по теории и практикам моделирования в науке, теории познания, психонервофизиологии и в обучении студентов.

Я глубоко разделяю этот взгляд с 1970-х годов, и считаю, что уже каждый ребенок с раннего самого возраста начинает процесс изучения и познания мира с творения в своем разуме, психике и душе образов и символов, конструкций объектов и явлений мира и постепенно – концептуальных моделей для них.
 
Однако, эта всеобъемлющая и неотъемлемая от сути человека, широта и мощь существования моделей, а также огромная много-десятилетняя и даже много-столетняя практика их создания и применения во всех областях науки и техники, социологии и экономики -- пока не привели к созданию самой теории моделирования.
 
Модели, моделирование, методология, формализация и этапы

Уже к 1980 году в мире существовало огромное число работ и статей по моделям и моделированию, но это была неорганизованная, неупорядоченная «масса». Физик и крупный ученый Марио Бунге в 1977 и 1979 написал сложные, серъезные книги [8, 9], как бы «энциклопедии», в которых описал все виды моделей во всех областях науки на то время.
 
Я в своей группе статей 1970-х годов, книги 1977 года,  в очень большой статье 1993 года и в статье 2012 года [1—5] классифицировал физ-мат и системно-логические модели для описания и идентификации объектов и процессов в индустрии, физики окружающей среды, её охране, биогеохимии и экологии, - дал основы теории моделирования, ряд новых матметодов и поделился огромной личной практикой в этих областях науки и техники.

Но сегодня в мире продолжает существовать «неупорядоченная и огромная масса» работ по моделям, методам... Методологии и методы моделирования существуют только «свои и для своих» областей. Общей теории – нет.
 
На англоязычном поле интернета: - достаточно хорошо описаны виды и типы моделей и моделирования, приемлемо описана современная практика, программы; методология дана кратко и просто как «группа методов и методик»; но важный этап «формализации» в постановки задачи и построении моделей и компьютерных программ – отсутствует на интернете.
 
Вместо него для программистов в учебниках и книгах хорошо описан этап и методы «спесификации» - цели и способы получения «детальных описаний» задачи и разработки программ. 

На русскоязычном поле интернета: -- хорошо даны философская категория «методология» (что пользу для практики почти не дает) и области и примеры моделей; этап-процесс «формализация» почти не описан; современное же моделирование (высокие технологии и новые области), его методы, техника, задачи и практика – это всё почти полностью отсутствует!
Такое возникает ощущение, что Россия и другие страны бывшего соцлагеря – очень сильно отстали от Запада, США, Японии.
   
Уже давно математическое моделирование считается теорией, методом и экспериментом. А рассматривая «Моделирование» расширенно, надо признать, что оно является одновременно искусством или наукой, философией или методом, общей или конкретной методологией.
 
Наука 17—20х веков следовали  такой взаимосвязанной цепочке для крупного исследования:-- (систематизация и формализация старых знаний)  ;  (наблюдения и эксперименты для получения новых знаний) ; ; (правила, принципы, постулаты, гипотезы, теории для объяснения эмпирических данных) ; ; (выводы и предложения) ; ; (обоснование и методология нового раздела науки как объективной реальности).
 
Начиная с 1970-х, моделирование и модели, претендуют на обладание научным методом познания реальности и доказывают на практике свою полезность. Роботы, биороботы, био-креатуры и исскуственный интеллект для них –  это в 21-ом веке будет моделированием и моделями человека, а объекты и программы виртуальной реальности – станут почти полностью объектами самой реальности.

В 2013 году Нобелевский комитет впервые присудил премию не за эксперимент, а за «Моделирование в Кибер-Пространстве» в области химии. Можно ожидать, что к 2040 году специалисты получат премию за моделирование в кибер-пространстве в области Экология или Биология.

Из-за ограниченности объема статьи мы не будем описывать методологию моделирования. Как это сейчас принято в США, назовем «Методологией»  группу теоретических и практических методов, методик и подходов; - или группу методов, принципов и правил для регулирования в данной дисциплине; - или группу «рабочих методов» для решения крупной задачи науки или техники.

 В этой работе мы определяем и применяем «формализацию», следуя опыту и подходам собственным и западной и отечественной «системной инженерии» (системотехники), включая часть методов по разработке в США крупных пакетов компьютерных программ, систем регионального и глобального мониторинга и баз данных, и (для целей этого) этапов формализации той или иной сферы человеческой деятельности.
 
Определим «Формализацию» как такой начальный этап исследования системы, объекта реальности или деятельности людей, сложной технологии или  процесса, по которым мы до этого  имели только качественные представления  или реальные примеры, но хотим логически «упорядочить» эти представления или образцы, то есть, иначе говоря, «формализовать», - создать «схему», «логику», «скелетон» логических связей между элементами, людьми, подсистемами и подпроцессами, а если удастся, то и создать для их части или всего целого логические и даже математические модели, алгоритмы и компьютерные программы.

Тогда современный обще-научный метод познания в моделировании систем, системном анализе и синергетики – это есть «методология» по Формализации, «Рациональной теории», Идентификации и установлению структурных логических и математико-аналитических связей между элементами, переменными, «факторами» и тд исследуемой сложной системы, создание точных и-или «эвристических», «экспертных» и технических методик и-или датчиков, приборов и аппаратуры, и проведение экспериментальных и-или «модельных» исследований, расчетов, и в итоге – принятие обоснованых рациональных решений о данной системе, о её существовании и функционировании, и-или создание нового раздела в данной науки.
 
Проблемы и задачи познания и «системного анализа» можно подразделить на логические, системно-логические, экспериментальные, приборные, методологические, теоретические и философские, а также на хорошо структуированные (well-structured), плохо структуированные (ill-structured) и смешанные проблемы.
 
В любом случае проблем и задач анализа и познания, управления, крупного моделирования или создания теории главными необходимыми методами для их решения, в порядке последовательности являются следующие этапы, подсистемы: -
- 1) выявление Композиции и Декомпозиции системы; -
- 2) Формализация существующих в системе связей и процессов (процессов и «механизмов» в биологии, медицине и экологии, в климатологии, экономики, политики и культуре), «технологий», и технологических и технических решений и методов в индустрии; --
- 3) Кластеризация и Классификация системы; --
- 4) Эксперименты: проведение отдельных специальных экспериментов или сбор уже известных (из «золотого фонда») экспериментальных данных наблюдений за системой и процессами в ней, или получение численных расчетно-эксперимент. данных; --
- 5) Моделирование системы; --
- 6) Распознавание «образов системы» и Идентификация структуры и параметров, «факторов» системы; --
- 7) Имитация: создание алгоритмов и проведение имитации (Simulation) проблемы, моделей и-или теории на компьютере, то есть проведение численных и-или логических расчетных экспериментов; --
- 8) Верификация (эксперт-тестирование, проверка достоверности) полученных результатов решения данной крупной задачи, проблемы, теории и-или крупного моделирования сложной системы, процесса.

 Древо-Мёбиус:  просхождение понятий и сфер моделирования систем.

Пространства, петли и ленты Мёбиуса удобны для отображения и понимания процесса познания, взаимосвязи наук и систем , и «аналитической философии» моделирования. На рис.1 [Botov and et all -1993] мы показали одно из возможных и полезных таких «древ Мёбиуса».

Центральная (А) часть рисунка будет показана отдельно как рис.2 и она нами применяется к собственно математическому моделированию ряда сложных и больших систем.
Верхняя (В) и нижняя (С) части на рис.1 – это Человек, его чувства, образы и идеалы, его сферы деятельности; --    это древне-мифологическое и современное «индо-европейское, русское и ирландское» представление, связи и семантика понятий как  приближение к рациональным философии и методологии для моделирования процессов и систем, системно-логического их анализа, и для успешного решения, например, феномена «выживание - окружающая среда и её загрязнение – экология – индустрия – НТП» и феномена «изменение климата-регионы-человек».

На нижней части рис.1 – части С – изображено следующее: - Комель этого древа Мёбиуса образуют образы (icon-images) и идеалы, число, информация и энтропия. Подземная часть (корни) древа познания образуют пространство-время, бытие-жизнь, чувства, события, большие катастрофы, измерения-данные, эксперименты, планы, аксиомы и леммы, законы, цикло-ритмы, движение и разговор.

Интересна граница между небом и землей, то есть пространство поверхности земли и воды-океана. Из мифологий о них происходят такие важные для науки понятия, как континиум, волна и вероятность.

Ствол древа Мёбиуса  образуют classification, hierarchy and cognition – классификация, иерархия и познание, а также 3 среза-плоскости ствола древа, как-то: логика, интуиция и здравый смысл.
 Из ствола древа познания Мёбиуса выходят крупные ветви-сферы основных научных понятий: в форме симметрических шаров-гантелей равновесия, уравновешивания  – группа из 6 основных и 2-х дополнительных сфер познания и понятий, связанных тремя «трубами – трактами», два из которых это Ordo and Rules (порядок и законы) и  Chaos (хаос).
 
Шесть основных сфер, слева по часовой стрелки, - это: (редукция, деление и аддитивность), (теоремы и утверждения), (образы, понятия и формы), (критерии и постулаты истинности и адекватности), (гипотезы и подобия) и (синтез, структура и мультипликативность). Два шара (сферы) дополнительные – это (операции, фунции, меры-размерности и спектры) и очень важные в математике, статистической физики, стохастических методах Монте-Карло и в современном математическом моделировании (комбинации и Ансамбли).

На части В рис.1 внизу находится вершина древа : шар-сфера из (гамм, цветов, мер и кардинальных чисел (мер мощности множеств)), и базирующийся на этой сфере, некий «колокол» из «экспертного анализа», методов проверки гипотез и достоверности реальности тех-или иных теорий, методологий и моделей: (калибр и весы, меры-критерии адекватности и достоверности истины).

Выше «колокола» и ниже 11-ти сфер деятельности человека и организации общества мы расположили толстую «гантель» понятий и образов из мифологии и мировоззрения индо-европейских народов. Эта «гантель-древо» дополняет семантику и образы самой нижней и самой верхней сфер звуков (семиотики) и корней понятий.
 
В «гантель» эту входят, например, такие понятия, как (Любовь, лад, цикл, волна, океан, Луна, человек), (Солнце, луч, сфера, око-глаз, яйцо, воздух), (Вечность, истина, мировоззрение, дуб, космос, порядок, дух, огонь), - все они связаны «мёбиус-петлёй» (бесконечность ;;; - порядок (Ord) – 8) между собой и с нижним и верхним над этой «гантелью».

11-ть сфер-конусов, ветвей деятельности, «фактор-феноменов» базируются на своих доктринах и теориях, и создают новые. Эти доктрины-учения и теории, а также «колокол» ниже и древо на части С рис.1, - взаимодействуют с мифологией, с «гантелью-древом», что в центре части В.

Ветви-конусы сверху – это Здравый смысл и Дух(№1), История, Религия, Культура, Нация-раса, Науки, Техника-технологии-изобретения, Экономика, Психика, Общество, и Государство-цивилизация (№11).

Семиотики и семантики части корневых звуков из списков в самой нижней и самой верхней сферах на рис.1, в частности Тр-Др, и их связям с чувствами, образами и понятиями, была посвящена наша статья в сборнике докладов Х конференции по синергетики (2012 год).
Отдельный анализ по современной вычислительной геометрии иероглифов для корней супер-абстракций (Пр-Бр-мировой дух) и (Кл-Гл-Коло-Кало) еще не опубликован в печати.
 
В точных и естественных науках, а также в философии, теологии, идеологии, политики, экономики и культуре применяется очень много доктрин, учений, теорий, методов и моделей. При этом очень часто исследователи пишут и приводят в статьях и книгах очень сложные и «общие» аналитические формулы, модели и доктрины, а на проверку получается, что их реальные «модели» к делу не относятся – они слишком просты (например, на уровне курса алгебры для 6-7 класса школы, или первого курса института), =
= а там, где пока невозможно использовать более правильные и сложные модели, то там не доказывается как и откуда получены или происходят эти упрощения, эти простые модели.

Поэтому там и тогда, где и когда используются физико-математические модели, хорошего уровня аналитические, логические и «системно-логические» модели, то ученому, исследователю, инженеру или программисту (самому перед собой или перед ним) всегда надо ставить задачу:
определить к какому именно классу сложности, иерархии относится эта «модель», каков уровень её упрощения по сравнению с реальностью или теорией, из-за каких ограничений вытекает эта простота модели?

Классификация же, Иерархия и Познание образуют вторую половину основного ствола «древа Мёбиуса» на рис.1-С.

Символическое (Symbolic, Образное) моделирование

Сейчас в США используются понятия, строятся модели и  есть достижения в таких областях, как Symbolic Systems (SS), S-computation (SC), S-simulation (SM), Symbolism (S), Religious S (RS), S-anthropology – то есть: символические системы, вычисления и симуляции (имитации на ЭВМ), символизм в религии и антропологии.  Параграф выше, рис.1 , частью отражали эту методологию и теорию символического (иконо-образного) моделирования.
 
SS в электроники используется для проектирования и тестирования современных электронных разработок –памяти, процессоров и тд. Ещё недавно в Стэнфордском университете была специальность «Символические Системы» (бакалавр и мастер степени). Программа обучения и сами С-системы понимаются как смесь философии, наук о мозге и исскуственном интеллекте; программа обучения фокусируется на компьютерах и мышлении, исскуственных и натуральных системах, которые используют символы для представления информации.
 
SS в областях антропологии, социологии и психологии относится к системе взаимосвязанных между собой символических значений.
Примеры «С-систем»: –

естественный язык,- его лингвистика и грамматика, логические основы Поэзии и литературы;
 язык программирования, невербальная коммуникация.

Сам по себе термин «символизм» объясняет символическое значение явления, включая культурные феномены. «Символ» - это объект, действие или идея.
В 19 веке движение «символизма» в искусстве и поэзии – отвергало реализм.

Религиозный символизм (РС) – существует свой в каждой религии. В частности, в христианстве и язычестве очень много символов, включая иконы.
 
Символизм в антропологии есть изучение культурных символов и как они могут быть интрепретированы для лучшего понимания данного общества.

СА часто рассматривается как взгляд, противоположный «культурному материализму». 
С-антропологисты считают, что научный метод не озабочен ни поведением человека, ни антропологией.

Феномен моделирования и структура экспериментальных данных.

    Под  моделированием мы понимаем физико-математическую, логико-систематическую, символико-образно-иконо-логическую и философско-методологическую сферу науки (Botov-1993-1).
 
Иначе говоря, мы понимаем моделирование мира процессов, объектов и систем как неразделяемый феномен нашего мышления и подсознания.

Структура этой сферы науки содержит следующие компоненты:-
1) хорошо обоснованные из опыта утверждения и подтверждения, а также
2) концепции, формулы, фигуры, образы;
3) все математические методы;
4) весь обогащенный экспериментальный опыт.

Наш опыт в моделировании основан на следующем:
а) анализ несколько тысяч конкретных процессов и объектов в окружающей среде, индустрии и образовании;
в) созддание несколько сотен комплексных (сложных) моделей и программ для компьютеров;
с) разработка около десяти логико-математических доказательств для новых методов, теорем и концепций. Отдельным списком в конце статьи даны сокращенные названия рассматриваемых систем и объектов и моделей для них.
 
Примечание: - этот короткий отрывок и один рисунок взяты как популлярные части из большой нашей статьи для специалистов: « К  ТЕОРИИ СИМВОЛИЧЕСКОГО, ЛОГИЧЕСКОГО И МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИОВАНИЯ» --TO  THEORY OF SYMBOLIC, LOGICAL AND MATHEMATICAL MODELING. Botov N.G.Р

Этот приведенный текст и рисунок дан для гуманитариев сайта Проза.Ру, которые пишут стишки и рассказики на бытовые темы и на «наглядные» темы природы, доступные уму школьников.
Но среди них есть очень любопытные люди. Они стремятся иметь эрудицию в науке и технологиях. И в философии. Надеюсь, что 5-10 людям из них будет интересна эта заметка.