Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «тамбовский государственный университет имени Г. Р. Державина» тамбовское региональное отделение
Скачать 4.55 Mb.
|
Примечания 1. Писарев Д.И. Соч. В 4 т. М., 1956. Т. 3. 2. Писарев Д.И. Полн. собр. соч. В 6 т. СПб., 1909. Т. 1 3. Писарев Д.И. Полн. собр. соч. В 6 т. СПб., 1911. Т. 2. 4. Писарев Д.И. Соч. В 4 т. М., 1955. Т. 2. 5. Писарев Д.И. Полн. собр. соч. В 6 т. СПб., 1912. Т. 3. 6. Писарев Д.И. Соч. В 4 т. М., 1955. Т. 1. 7. Писарев Д.И. Полн. собр. соч. В 6 т. СПб., 1911. Т. 5. Р.С.Клюйков, С.Ф.Клюйков ВЗАИМОСВЯЗЬ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА С РАЗВИТИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В своих мифах Платон сознательно оставляет большую роль случаю. Его материальный мир складывается из Хаоса и хаотично. Но в этой хаотичности иногда случайно складывались такие порядки, которые оказывались более устойчивыми, чем остальной Хаос, так как были «подражанием вечно сущему», идеалам! И уже эти устойчивые порядки складывались в новые, еще большие и тоже устойчивые порядки; и так далее до существующего разнообразного и совершенного материального мира [1, 52 е, 56 е, 92 е]. Тот же самый путь проходит и наше сознание в попытках познать этот «совершеннейший мир». На заре Познания возникали хаотичные догадки, из которых выжили только обладающие каким-то внутренним порядком, наиболее «приобщенным» к Истине. Эти догадки в свою очередь складывались в более сложные порядки, называемые сейчас догмами, теориями, науками. И так далее, ко всё более совершенному Знанию, похожему на Истину. Убедимся в этом на примере влияния Познания на инженерную деятельность, которая пережила несколько этапов – заметных резких скачков в развитии. Содержание этапов и время их возникновения – предмет спора философов. Все признают связь инженерии с Познанием, но понимают ее по-разному. Маркс выделил только один этап: при капитализме инженерная деятельность заняла промежуточное место между технической деятельностью и наукой [2, 554]. Ленин выделил уже три этапа: мелкое товарное производство, мануфактура, крупная машинная индустрия [3, 543-544]. Современные учебники связывают инженерную деятельность с четырьмя основными этапами: ремесленное производство (первобытное общество, античное рабовладельческое общество, средневековое феодальное общество), ранний капитализм, машинное производство и современный этап [4, 9]. В [5, 3] выделяют семь этапов инженерной деятельности еще запутанней и произвольней. Столь нечеткие представления об этапах развития инженерной деятельности вызваны расплывчатостью главного определения: "Деятельность человека стала инженерной только тогда, когда начала ориентироваться на науку, на регулярное применение научных знаний в технической практике" [4, 18]. Выходит, создатели восточных культур, древней истории Месопотамии и Египта, греческие геометры и средневековые алхимики – не ориентировались на науку? Точно уж, на науку XXI века или даже на науку века Разума они не ориентировались! Их тогда еще не было. Но современную им науку они регулярно "применяли в технической практике", создавали и совершенствовали. Беда в том, что уж слишком проста была их наука (по нашим меркам). Но и наши мерки станут столь же мизерными через 1000 лет! Нет! Инженеры – те, кто планирует, выдумывает и управляет процессом создания любого искусственного объекта (от каменного топора до обнаружения внеземных цивилизаций). Такие люди были всегда, даже на самых ранних этапах человеческого общества. Они накапливали и использовали знания. И только значимость и практическая эффективность этих знаний отличают инженеров разных времен, а резкие скачки таких отличий – этапы инженерии – возникают из-за резкого возрастания этой эффективности. Найдя причину и время резкого роста эффективности знаний, мы найдем, чётко и правильно разграничим истинные этапы инженерной деятельности, уйдем от произвола в изучении ее истории. Предлагается новое разделение истории инженерии на этапы, каждый из которых – известен и общепризнан. Новизна лишь в том, что разделение связывает их одной общей закономерностью – зависимостью истории человечества и инженерии от ступенчатого развития Идеальной математики [7-9]. Этапы истории инженерии
Этапы истории инженерии (продолжение)
Этапы истории инженерии (продолжение)
1-й этап – «Собиратели». Ещё в седую древность (около 40 тыс. лет до н.э.) наши предки - неандертальцы, совершили Революцию Познания, родив человека современного типа - Homo sapiens, который своим разумом выделился из окружающего дикого мира. Этот момент поэтично отображён в Библии [6], как первое грехопадение человека, мифом про Адама и Еву, Змея и Дерево Познания. Первые разумные люди после изгнания из рая, чтобы выжить, применяли в качестве орудий длинные кости и рога животных, делали отщепы и каменные рубила из кремневой гальки. Первой, самой простой математической операцией Идеальной математики – сложением – очень тяжело и медленно, веками происходило наращивание дополнительных единичных актов при изготовлении более сложных орудий труда из камня (остроконечника для охоты, скребка для разделки туш, а затем резцов, свёрл, проколок, скобелей, острий и пр.). Были изобретены праща и копьеметалка, гарпун, вкладышевые орудия (основа из дерева или кости, а рабочая часть из небольших каменных пластин – очень острых микролитов). 2-й этап – «Жрецы». В конце мезолита (10 тыс. лет до н.э.) новой, более сложной математической операцией 2-й ступени Идеальной математики – умножением, многократным повторением одинаковых актов – первобытные люди осуществили Земледельческую Революцию постепенным переходом от собирательства к земледелию, от охоты к скотоводству. Египетские жрецы определили этот момент истории «началом времён» и знаком для строительства пирамид, так как Сириус находился ближе всего к горизонту и начинал своё восхождение вследствие циркуляции оси Земли в мировом пространстве с периодом 26 тыс. лет. Библия тоже не оставила этот момент без внимания, драматично изобразив второе грехопадение человека - убийство пастуха (собирателя) Авеля земледельцем Каином; оба были сыновьями Адама и Евы. В археологии этот этап инженерной деятельности тоже выделяется, как Неолитическая Революция. Умножением изобретаются новые технологии обработки более твердых, чем кремний, камней (пиление, сверление, шлифование, полирование) для изготовления крупнокаменных топоров, тёсел, долот, кайл, мотыг и разнообразных жесткосоставных орудий труда. Одомашниваются животные (собаки, козы, овцы, свиньи). Изобретаются глинобитная архитектура, гончарство, ткачество, ирригационное земледелие. Из общинного труда выделяются ремесла. Изготавливаются медные и бронзовые орудия (пилы, топоры, долота, стамески, сверла, ножи). Изобретается письмо, счет (четыре действия арифметики), геометрия. Религиозные лидеры, служители какого ни есть культа – жрецы, у всех народов возглавляли Познание, а порой – были единственными его представителями. В храмах, особенно египетских, служили одновременно и богам, и знаниям, и ремеслу. 3-й этап – «Древние греки». Жрецы с одной стороны способствовали Познанию, а с другой – резко ограничивали его догмами и слепой верой в Бога. Древние греки совершили революционный переворот в Познании – Революцию самосознания: они осмелились возвысить до божественных высот разум человека. Греки первыми начали планомерно изучать загадочные явления Природы и создали учение об упорядоченной Природе. Господствует рабовладение (пленных не убивают, не съедают, а заставляют работать). Раскрепощенно пользуясь новой математической операцией 3-й ступени Идеальной математики - суммарным сочетанием, свободно перебирая всевозможные сочетания и находя наилучшие решения, древние греки в V-IV вв до н.э. построили афинский Парфенон, Родосский Колосс, Фаросский маяк, вызвали всплеск инженерных решений в науках, поэзии, театре, технике и во многом другом. Римляне, завоевав Грецию в I в. до н.э., приняли от них эстафету в Познании и понесли дальше, в средние века, построили Колизей, более 300 мировых дорог, акведуки, работающие по сей день. Но в период Средневековья (500-1500 гг.) в европейской культуре безраздельно господствовала христианская религия. Несмотря на многие полезные деяния, за которые эта религия уважаема и почитаема во всем мире, ее ранние доктрины не способствовали Познанию физического мира. Застой в Познании немедленно отразился застоем в инженерии. 4-й этап – «Арабы+Возрождение». В то же самое время арабы, завоевавшие в VII в н.э. большую часть цивилизованного мира - халифат от Индии до Атлантического океана, прилежно ознакомились с сочинениями античных авторов, сохранили их в арабских переводах и новыми алгебраическими операциями 4-й ступени Идеальной математики – возведение в степень и извлечение корня - обогатили европейские науки оригинальными исследованиями: изобретаются цеховое производство, доменное производство, купечество, коромысловые механизмы, системы блоков, механические замки, капканы, ловушки, зубчатые передачи, передающие и преобразующие механизмы. В Европе именно эти источники вызвали новую волну Познания в эпоху Возрождения (Реформации, Разума, Просвещения). Произошла Революция Знаний. Вновь возродился греческий план математического построения Вселенной. Уже в европейских странах арабской алгеброй отдельные цехи объединяются в мануфактуры для производства шелка, зеркал, железа, бумаги, сукна, столовых ножей, фаянса, ковров. Совершенствуются водяные и ветряные двигатели, механические передачи и станки для их изготовления. Изобретают книгопечатание, артиллерию и траектории для ее снарядов, ружья, пистоли, корветы и фрегаты. Совершаются глобальные географические открытия. Галилей углубил применение математики в Познании. Предложения Галилея наряду с алгеброй способствовали открытиям Коперника и Кеплера в астрономии. Декартом (опять же – арабской алгеброй!) был разработан мощный метод Познания – аналитическая геометрия в математике, а в философии – эффективная механистическая теория. 5-й этап – «Промышленная революция». Ньютон вслед за Галилеем принял за основу Познания не аристотелевы гипотезы о причинах, а математические законы, идеалы Платона, опираясь на которые, можно было точно предсказывать явления Природы и проверять результаты рассуждений экспериментом. Созданные им новые математические операции 5-й ступени Идеальной математики - дифференциальное и интегральное исчисления - позволили Ньютону точно описать всевозможные движения земных и небесных тел, и как бы открыли плотину, сдерживавшую дальнейшее Познание и инженерную деятельность. Математика для всех стала очевидным источником фундаментальных истин. Как из рога изобилия вскоре появились: теория механизмов и машин, теоретическая механика, сопротивление материалов, аналитическая механика Лагранжа, гидродинамика Даниила Бернулли, акустика и теплофизика Фурье, геодезия Гаусса и др. В самой математике семейство Бернулли (Якоб, Иоганн, Даниил), Эйлер, Д’Аламбер и многие другие совершенствовали теорию дифференциальных уравнений, дифференциальную геометрию, вариационное исчисление, теории бесконечных рядов, функции комплексного переменного… В 1657 г Гюйгенс изобрел хронометр, В 1678 г Гук открывает зависимость между силой и деформацией. В 1690 г Мариотт высказывает гипотезу о напряжениях в поперечном сечении балок при изгибе. В 1701 г Якоб Бернулли опубликовал дифференциальное уравнение упругой линии балок при поперечном изгибе, а в 1748 г Эйлер – при продольном изгибе. К середине XVIII века Даниил Бернулли операцией дифференцирования вывел основную теорему гидравлики, а интегрированием - А.Н.Крылов выполнил расчеты плавучести и остойчивости кораблей, вычисления площадей, объемов и центра тяжести сложных тел. 6-й этап – Индустриальная революция. Освоением новой операции 6-й ступени Идеальной математики – моделирования состояния, суммирующей много функций в одном числе, в конце XIX века еще больше увеличилось производство машин, их усложнение, повышение производительности, мощности, скорости, надежности. Это привело к концентрации производства машин в определенных местах, к возникновению новой отрасли промышленности – машиностроения, к созданию машин, строящих машины, все более сложные и точные. Так были созданы машины-агрегаты, суммирующие в едином целом много других машин поменьше (ковочные молоты, прокатные станы, прессы, волочильные станы, станки с суппортом, универсальные станки, расточные, для нарезки резьб, автоматические станки). Операцией моделирования состояния в конце XIX века была осуществлена Индустриальная революция – создание крупных производств, объединяющих много мелких, связанных общей целью. Были созданы крупные металлургические заводы-гиганты с полным циклом, включающим доменное, сталеплавильное и прокатное производства. Операцией моделирования состояния были сделаны крупные обобщения в математике (векторное исчисление Гамильтона), в механике (теория упругости Коши), в физике (электромагнитная теория Максвелла), в ядерной физике (теория состояния атома Гейзенберга), которые стали основой развития электротехники в конце XIX века и электроники XX века. Изобретены генераторы с самовозбуждением, трансформаторы, передача трехфазного тока на большие расстояния, асинхронные электродвигатели. Этой же операцией выполнены расчеты качки кораблей при волнении. 7-й этап – «Научно-техническая революция». В 1904 г. Гильберт новой операцией 7-й ступени Идеальной математики – моделированием континуума – создает в математике понятие функционального пространства и основные идеи функционального анализа (множества объектов, связанных едиными пространственными отношениями; при этом сами объекты представлялись функциями). Операция моделирования континуума используется для расчетов динамики гироскопов (например, устойчивость равновесия гироскопического успокоителя качки корабля), динамики жидкостей и газов (теория вихрей, представление о пограничном слое и его отрыве, расчет ходкости корабля с учетом волнения, теории атома, его частиц, пространства и времени, тяготения). Изобретены радиопеленгация, радионавигация, радиолокация, цветное телевидение, полупроводники, транзисторы, ЭВМ, роботы – большие совокупности научно-технических событий, увязанные инженерами в отдельные континуумы. Изобретаются автоматизированные системы управления машинами, предприятиями, отраслями и даже экономикой всего государства, совершенствуются первые алгоритмические языки программирования ЭВМ. Благодаря большой гибкости из-за достигнутой самой слабой типизации, языки объектно-ориентированного программирования не только свободно моделировали имеющиеся математические решения, но и позволяли (легко перестраиваясь) создавать новые, неожиданные решения. Впервые в программировании проявилось новое свойство — создаваемые математические модели отдавали знаний больше, чем было в них заложено! Из ведомых МАТЕМАТИКОЙ языки стремительно становились ведущими МАТЕМАТИКУ! 8-й этап – «Революция протоколов связи». Около 1975 года уже развитым программированием 8-й ступени Идеальной математики языками функционального программирования (ML, Ocaml, Erlang) создавалась наиболее универсальная структура — список — базовая структура большого количества разнообразных структур данных, вычислений над ними и функций для их обработки, формируемых синтаксически ориентированным конструированием в динамике и параллельно автоматическому формированию самих функций. Эти возможности позволили функциональным языкам легко манипулировать такими громадами информации, как математические континуумы (идеальные числа, смоделированные языками 7-й ступени), преобразовывать их и особыми протоколами складывать в новое громадное идеальное число 8-й ступени Идеальной математики — модель уровня. В таком числе проявляется совершенно новое свойство математической модели — свобода выбора. Исчезает императивность, жесткость конструкций, строгая типизация, однозначная зависимость между элементами модели. Однако связи, все же необходимые для целостности числа, устанавливаются инкапсуляцией, наследованием, полиморфизмом, ветвлением алгоритмов, лексическим замыканием, но — с постоянной возможностью свободного выбора стратегии решения, вариантностью, легкостью установления новых межкомпонентных связей между тысячами (!!!) объектов. Достойным примером, даже памятником реальности чисел-моделей 8-й ступени служит Internet, средство для связи многих независимых систем [10]. Эта сеть не создаёт новых данных и не занимается их обработкой, она лишь обеспечивает лёгкий доступ к огромному множеству самостоятельных объектов, компонентов сети с сохранением высокого уровня их интерактивности. 9-й этап – «Революция критериев развития». Около 1992 года новым программированием 9-й ступени Идеальной математики языками описания сценариев (Perl, TCL, Python, Rexx, UNIX shell) было изобретено новое уникальное понятие программирования — экземпляр класса — класс, обобщающий предыдущий базовый класс, наследующий его свойства, методы и обладающий дополнительными новыми свойствами и методами. Такие сценарии позволяют манипулировать тысячами независимых объектов (континуумами, уровнями, созданными другими языками низших ступеней [10]) при сохранении хорошей интерактивности каждого из них. На основе новых протоколов с новыми принципами они соединяют межуровневыми связями всё более высокие уровни (экземпляры классов) в новое гигантское идеальное число 9-й ступени Идеальной математики — модель развития. Так как уровни (экземпляры классов) в таких числах всегда располагаются иерархически (один над другим), то такое расположение обязательно задаёт направление развития математической модели. Это новое свойство идеальных чисел 9-й ступени — способность моделировать и прогнозировать тенденции настоящего и будущего развития предмета исследования. Примерами реальности чисел-моделей 9й ступени могут служить: совершенствование графического интерфейса пользователя, развитие многокомпонентных архитектур, строительство компонентных инфраструктур, формирование «конвейеров» обработки потоков данных стандартными фильтрами [10]. Так создаются целые серии всё новых и новых моделей мобильных телефонов, стиральных машин, микроволновых печей, автомобилей и других популярных и ежедневно необходимых вещей. 10-й этап – «Революция приоритетов стратегий». Последнее совершенствование программирования 10-й ступени Идеальной математики в языки чисто функциональные (Miranda, Clean, Haskell) позволяет уже сегодня создавать следующее громадное идеальное число 10-й ступени Идеальной математики — модель вывода с множественными возможностями свободного выбора приоритетного направления развития по тем или иным критериям, заданным стратегией вычислений. Таким образом, приобретается следующее новое свойство — способность математической модели самостоятельно реагировать на внешние воздействия и приспосабливать своё поведение к этим изменениям. До сих пор подобным свойством обладал только человек. Это свойство определяет его творческую, разумную деятельность. В толковых словарях оно называется — интеллектом. Средствами обычной математики такого свойства в математических моделях добиться невозможно, а совершенными языками программирования — реально. Компьютером с чисто функциональным программированием можно решать слабо формализованные и вовсе неформализованные задачи проблем искусственного интеллекта. Чисто функциональным программированием успешно решены трудные задачи программирования: однотипное математическое описание функций и их расширений до моделей состояний, континуумов, уровней, развитий – целые системы компьютерной математики [11]; описание динамических структур данных; автоматическое построение программ описания структур данных, ими же обрабатываемых; эквивалентная трансформация программ. Уже работают рядом с инженерами: многочисленные машины вывода заключений на знаниях, собранных продукционными системами; различного рода решатели неформализованных задач; системы с обучением в робототехнике — наиболее успешные на сегодня технологии создания систем искусственного интеллекта, их главные компоненты, моделирующие человеческие рассуждения [12]. И это — далеко не последняя ступень. На следующей, 11-й ступени ещё более мощными нововведениями, новой парадигмой программирования сформированные языками 10-й ступени идеальные модели вывода сложатся вместе в новое идеальное число(?) 11-й ступени Идеальной математики, чтобы родить следующее новое свойство(?), так необходимое для решения следующих новых задач(?). Это обязательно приведёт к новому 11-му этапу развития инженерии. И так далее — в непознанную бесконечность. Прослеженная история Познания и инженерии – это путь от хаотичности к математическому порядку. И теория идеалов Платона – яркий пример этого процесса. Зародившись в далекой от нас древности, она не дала окончательных ответов на все вопросы Познания, но явно содержала рациональное зерно, благодаря которому постоянно применялась и до сих пор помнится и используется в новых более сложных и упорядоченных познавательных конструкциях. Приведенные исторические примеры убедительно доказывают тесную связь Познания, математики и инженерной деятельности. Одно развивает другое, а другое – третье. И это влияние взаимно. Посему, изучать их историю надо совместно. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | "Тамбовский государственный университет имени Г. Р. Державина" программа... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования |  | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального... Актуальные проблемы рекламной деятельности: теория и практика : сб науч тр. / отв ред. А. В. Прохоров; м-во обр и науки рф, г оувпо... |
| Российской федерации государственное образовательное учреждение высшего... Примерный перечень курсовых работ по основам менеджмента (для направления «Менеджмент» по теории менеджмента) 6 | | Министерство образования и науки российской федерации государственное... Форма обучения – очная, заочная, заочная (сокращенная) на базе впо, очно-заочная (вечерняя) на базе спо |
| Педагогические условия формирования основ читательской компетентности младших школьников Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тамбовский... | | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Государственное образовательное учреждение высшего профессионального... Цель: освоение современных информационно-аналитических технологий и технологий информационно-аналитической деятельности, знакомство... | | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального... Цель: освоение современных информационно-аналитических технологий и технологий информационно-аналитической деятельности, знакомство... |
| Методические указания для обучающихся по дисциплине «Пропедевтика... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального Государственное бюджетное образовательное учреждение... | | Программа внутренних вступительных экзаменов для абитуриентов, поступающих... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный... |
| Российский государственный торгово-экономический университет (гоу впо ргтэу) Подраздел н 74 5 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский... | | «Саратовский государственный технический университет имени гагарина ю. А.» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| «эстетика» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный гуманитарный университет... | | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального... По своему характеру история государства и права зарубежных стран пра вовая (юридическая) наука, поэтому она входит в число основных... |
| Решение заседания Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный гуманитарный университет... | | «Грыжи живота» Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный медицинский... |
