ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Разделы

Практика исследований показывает, что в науке можно встретить ее работников, которые не видят разницы между задачей и проблемой. Одним из объяснений является то, что не все они имели и имеют дело с разрешением проблемы, в результате чего и не представляют себе отличие ее от задачи. Небольшой грех, если в качестве таких служителей науки выступают простые научные сотрудники - ведь, как правило, их уровень квалификации рассчитан на решение задач. Другое дело, если среди них, в понимании того, что такое проблема, окажутся остепененные, а то и ведущие должностные лица из академической среды. Ведь Академии наук государство поручает не решение задач, которые под силу ведомственным организациям, а разрешение фундаментальных проблем. Таким образом, научный сотрудник, не отличающий задачи от проблемы, и которому поручено руководить работой в академическом учреждении не в состоянии   организовать, требуемые от него исследования. В настоящей статье попытаемся более точно определить понятие проблемы и понятие задачи, а также их отличие между собой. Кроме того, воспользуемся этой корректировкой понятий для постановки проблем в науке кибернетика.

Анализ бумажных и электронных источников справочной литературы подтверждает, не сколько, поверхностную, столько неверную трактовку отличия понятия проблемы от понятия задачи. Это заблуждение особенно отрицательно отражается на научной работе исследователей, которое в конечном итоге, очень часто, подменяет задачу на проблему, и тогда происходит сбой, не позволяющий дальнейшему развитию той или иной науки – вместо разрешения проблем научные работники решают простые задачи. Приведем пример. В известном энциклопедическом словаре [1] проблема в науке представляется, как «противоречивая ситуация, выступающая в виде противоположных позиций в объяснении каких-либо явлений, объектов, процессов и требующая адекватной теории для ее решения». А теперь, если вместо слова «проблема» в данное определение поставить слово «задача», то что изменится. Под решением задачи вполне может выступать создание «адекватной теории», которая разрешит «противоположную ситуацию в объяснении…». Ведь, в среде научных работников всегда можно наблюдать «противоположные позиции …» в понимании («объяснении») явлений в природе, но это не означает, что в каждом таком случае имеет место проблема. Иными словами, непонимание чего-либо в науке исследователем, далеко не всегда, указывает на наличие научной проблемы. Чаще всего в этом случае проблема касается только конкретного ее работника. 

Обратим внимание на еще один вариант трактовки отличия проблемы от задачи, когда по мнению научного работника для решения задачи существуют знания в науке, а для разрешения проблемы – их еще нужно создать. Словосочетание «существуют знания» можно трактовать по-разному - одним работникам необходимые знания для решения вопроса в науке имеются, и тогда он имеет дело с задачей, а для других их еще необходимо получить, т.е. ему этот вопрос представляется проблемой. Иными словами, если один и тот же вопрос в науке может трактоваться таким способом, т.е. исходя из осведомленности (грамотности) научного сотрудника, то тогда возможна подмена задачи проблемой, в результате чего обычная, рядовая работа в академическом учреждении может выдаваться за фундаментальные исследования. Приведенная подмена особенно усиливает отрицательный эффект в научных исследованиях, если в учреждении считается, что процесс решения проблемы следует сочетать с решением задач. Тогда, вместо порученного государством развития фундаментальной науки, в таком учреждении есть опасность выполнения только таких исследований, которые под силу ведомственным организациям, т.е. решению задач.

Кроме того, использовать в качестве правильной информации сведения из интернета тоже очень опасно, поскольку это место для размещения любой информации, и необязательно проверенной на истинность, т.е. может оказаться, что она, далеко, не характеризует явление в природе. В качестве такого яркого примера служит определение понятий проблемы и задачи. Так, в интернете под проблемой понимается – «противоречивая ситуация, выступающая в виде противоположных позиций в объяснении каких-либо явлений, объектов, процессов и требующая адекватной теории для ее разрешения». В сущности, это определение повторяет аналогичное определение по содержанию, приведенное в настоящей статье из Советского энциклопедического словаря. Напомним, его содержание отражает понимание проблемы в том, что она должна разрешить «противоречивую ситуацию», которая сложилась между научными сотрудниками (научными школами) в «объяснении каких-либо явлений». То есть, как уже отмечалось ранее, противоречивая ситуация может отражать непонимание «ситуации» только сотрудниками ограниченной научной среды и никакого отношения к противоречивой ситуации сложившийся в освоении природного явления, его адекватного материалистического представления в науке не имеет.

Теперь, что касается определения понятия научной задачи в интернете.  Оно по своей сути повторяет содержание определения, что такое научная проблема в бумажной справочной литературе. Напомним, «задача – проблемная ситуация с явно выраженной целью, которую необходимо достичь». Обратим внимание на то, что в таком определении повторяется понятие «проблемная ситуация», которая, как бы подчеркивает ее схожесть с проблемой, в результате чего определение понятия задачи ничем не отличается от определения проблемы. Ранее, по тексту настоящей статьи была рассмотрена опасность подмены задачи проблемой   большой вред которой наносится научным исследованиям. Кроме того, заметим, что придаточная часть предложения, определяющего, что такое задача в равной степени применима и для определения понятия проблемы, и не обязательна в рассматриваемом случае. Ведь, в жизни человечества и задачи, и проблемы формулируются не ради спортивного интереса, а с «целью» их решения для практического использования.

Попытаемся несколько по-новому посмотреть на рассматриваемые в настоящей статье понятия задачи и проблемы. Как правило, академическая организация должна проводить исследования в определенном научном направлении. Обычно, они в науке представляют конкретные дисциплины, например, физику, математику, биологию, кибернетику и т.п.  Тогда, если для решения вопроса, в одном из таких направлений, достаточно полученных ранее знаний (особо подчеркнем не для конкретного научного работника, а для научного направления, т.е. для науки в целом), то его необходимо отнести к задачам в науке. Если же, указанных знаний недостаточно и их следует еще искать с помощью других дисциплинах, то тогда исследовательский процесс имеет дело с проблемой. Подтвердим правильность этих утверждений на примере истории развития кибернетики.

В середине двадцатого века человечество столкнулось с острой необходимостью в быстрых и точных расчетах, которые в то время на механических вычислительных средствах получить было невозможно. В результате для создания более производительной аппаратуры обработки информации пришлось «заглянуть» в физику электромагнетизма, и в математику для поиска новой числовой модели организации обработки информации, отличной от той, которая была на вооружении в механических вычислительных устройствах. В результате чего, для создания новых средств вычислительной техники (ВТ) пришлось воспользоваться в математике разделом арифметики чисел, представленных в двоичной системе счисления, что позволило свести манипулирование числовой информацией к самым минимальным ее единицам – битам. Таким образом, для создания первой в мире электронной вычислительной машины (ЭВМ) возникла проблема, которая для ее решения заставила ученых обратиться к знаниям физики, и математики, которые для создания механических средств обработки информации ранее не использовались.

В первых экземплярах ЭВМ использовалось одно устройство, реализующее арифметические операции над двумя числами, и тогда такое электронное изделие стали относить к, так называемым, однопроцессорным машинам. Успешное освоение в этом новом вычислительном машиностроении знаний об электрическом и магнитном поле позволило расширить возможности числовой обработки за счет применения нескольких арифметических устройств (процессоров). Чтобы приступить к разработке таких многопроцессорных машин не потребовались знания, выходящие за пределы науки кибернетики и ее разделов теории информации, теории алгоритмов и теории построения ЭВМ. То есть, разработчикам новых многопроцессорных средств обработки информации не понадобились знания, выходящие за пределы кибернетики – их вполне удовлетворила информация, которая уже была получена ранее в этой новой дисциплине двадцатого века. Таким образом, в рассматриваемом случае наука столкнулась уже не с разрешением проблемы, а решением вопроса, который стали именовать задачей.

В качестве второго примера, характеризующего отличие проблемы от задачи, может выступать разрешение вопроса, позволившего создать средство обработки информации, в машинный язык которого положены операции линейных алгебр. Это средство было предложено [2] разработчикам вычислительных машин вначале восьмидесятых годов прошлого столетия. Речь идет о машинной математике, позволившей, не прибегая к многопроцессорности, решить фундаментальную проблему распараллеливания вычислительного процесса в однопроцессорной универсальной ЭВМ. В данном случае потребовалось «заглянуть» в один из разделов математики, т.е. «уйти» из кибернетики, для создания новой информационной технологии вместо машинной арифметики, предложив тем самым в однопроцессорной машине использовать новую укрупненную единицу информации вместо бита. Так появилась машинная алгебра сложных структур данных [2], которая стала результатом разрешения фундаментальной проблемы, возникшей в вычислительной технике - в ходе ее развития. Дело в том, что традиционная числовая технология, отражающая вычислительный процесс в двоичной системе счисления, в качестве минимальной единицы информации неизменно использует известную единицу бит, и это обстоятельство в развитии вычислительной техники стало противоречить бурной интеграции аппаратуры в ЭВМ, позволяющей существенно увеличивать объем обрабатываемой информации в ней. Ведь, с момента появления первых вычислительных машин их усовершенствование отслеживало тенденцию интеграционных процессов в элементной базе, и в конечном итоге, в увеличении количества обычных схем вычислительной техники в ЭВМ. В то же время аналогичного процесса в увеличении количества информации, в единицах которой представляется программа вычислений в машине, не наблюдается. Иными словами, как бы пользователь не строил свою программу, то в машине, в конечном итоге, она сводится к манипуляции с битами, что представляет собой известные трудности в ее реализации.  Таким образом, в развитии вычислительной техники налицо противоречие между интеграцией аппаратуры в ЭВМ, и отсутствием соответствующей интеграции в единицах информации, в которых реализуется   технологический процесс обработки данных в ней. В разрешении этого противоречия и состоит содержание проблемы в кибернетики – в ее разделе вычислительного машиностроения.

Таким образом, из приведенных примеров следует главный признак отличия задачи от проблемы, который заключается в том, что для решения задачи в конкретной дисциплине имеется достаточно знаний, и поэтому, нет необходимости привлекать знания из соседних дисциплин. Что касается проблемы, то для ее разрешения этих знаний в ней уже недостаточно, и ему приходится «выйти» за пределы конкретной дисциплины, в рассматриваемом случае из кибернетики, и воспользоваться знаниями, например, физики и математики.

Исходя из такого представления понятий проблемы и задачи специалистам в области средств обработки информации весьма интересно «заглянуть» в развитие кибернетической техники. Иными словами, интересно знать какие проблемы должна решать кибернетика для создания будущей своей материальной базы. Современные научные исследования показали, что процесс дальнейшего развития вычислительной техники за счет уменьшения габаритных размеров ее элементной базы может привести к организации обработки информации на нано уровень существования материи. Однако сам вычислительный процесс в этой технике, пока никуда не «ушел» от двоичной арифметики в битах, и это в еще большей мере заостряет противоречие в развитии ВТ между аппаратурными решениями и технологиею обработки информации в вычислительном процессе в ней (битах). То есть, в еще большей степени заостряется потребность в разрешении проблемы в использовании новой укрупненной единицы информации, в которой пользователь такой техникой представлял бы решение своей задачи.

В развитии аппаратурных средств кибернетики, судя по всему, технология их создания уже подошла к своим предельным физическим возможностям использования такой формы материи как вещество, которые, по-видимому, ограничиваются его нано размерами. В результате возникает проблема в физике в определении границ существования вещества в сторону его уменьшения, из чего и следует предел миниатюризации средств обработки информации. И в этом случае в кибернетике возникает новая проблема, в частности, создание не искусственного интеллекта, а естественного, который для удовлетворения потребностей человека, имел бы возможности собственного развития. И тогда необходимо искать возможности существования в природе естественного интеллекта отличного от того, который заложен в человека. Дело в том, что из решения шестой проблемы Д. Гильберта следует [3], что в природе могут иметь место и другие формы материи, подобные живым организмам, но, если можно так сказать, на иной «элементной базе», т.е. не органической. Эти формы, по всей вероятности, тоже предрасположены к организации в них естественного интеллекта, причем, благодаря вмешательству человека его уровень может существенно превышать человеческий. И, конечно, такие формы материи являются предметом исследований науки кибернетика.

Сегодня в кибернетике пришло время обратить внимание еще на одну проблему, относящуюся к познанию различных земных вариантов интеллекта, и которыми природа наделила любые живые организмы помимо человека. Уже давно было замечено, что среди животного мира можно заметить проявление именно такого, хотя и низкого его уровня. Конечно, для багажа знаний науки кибернетики его познание очень важно, и особенно актуальным в данном случае является раскрытие секрета существования той формы интеллекта, которая объединяет различные особи конкретного вида живых организмов в одно целое. И тогда кибернетикам, прежде всего, следует заглянуть в такие разделы науки как физика и биология.

Таким образом, в настоящей статье показана роль адекватного природе понимание и использование таких терминов, как задача и проблема, в проведении фундаментальных исследованиях. Приведена аргументированная их трактовка, на основании которой сформулированы новые проблемы в кибернетике и физике, разрешение которых позволит существенно продвинуться в научно-техническом прогрессе. 

 

Список используемой литературы

1. Прохоров А.М. Советский энциклопедический словарь, Москва «Советская энциклопедия» 1983

2. Вышинский В.А. Рабинович З.Л. О создании высокопроизводительных ЭВМ, работающих в алгебре матриц // Автоматика. – 1983. – С. 80-84.

3. Вышинский. В.А. Новая система постулатов в познании материи. УСиМ, - 2015, №5, - С.84-93.