ФРАКТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКОМЕРНЫХ СИСТЕМ

АННОТАЦИЯ

Исследование деятельности человекомерных систем, в том числе разработка подходов и моделей её формализованной экспликации, являются важнейшими задачами практической философии. В статье, используя в качестве исходных данных ранее разработанную в теории созидания классификацию состояний деятельности человекомерных систем, впервые предлагается подход формализованного представления всего процесса деятельности, основанный на последовательном объединении её состояний на всех иерархических уровнях. Показано, что данное объединение состояний деятельности стало возможным благодаря их фрактальной локализации до уровня, на котором допустима линейная экспликация параметров. Данный подход и его реализация в математической модели, содержащий логику исходов исполнения состояний, могут быть использованы при компьютерном имитационном моделировании процессов деятельности человекомерных систем в различных областях научного знания.

ABSTRACT

The study of the activity of human systems, including the development of approaches and models for its formalized explication, are the most important tasks of practical philosophy. The article, using as initial data the classification of states of activity of human systems previously developed in the theory of creation, for the first time proposes an approach to a formalized representation of the entire process of activity, based on the sequential unification of its states at all hierarchical levels. It is shown that this unification of activity states became possible due to their fractal localization to a level at which linear explication of parameters is admissible. This approach and its implementation in a mathematical model, containing the logic of the outcomes of the execution of states, can be used in computer simulation modeling of the processes of activity of human systems in various fields of scientific knowledge.

Ключевые слова: деятельность, теория созидания, состояние деятельности человека, модель деятельности, человекомерная система, фрактал, философское фазовое пространство.

Keywords: activity, theory of creation, state of human activity, model of activity, human system, fractal, philosophical phase space.

Разработка и исследование моделей деятельности человекомерных систем (ЧМС), а все мы являемся именно таковыми, ибо одеты и обуты, постоянно используем в быту и в своей деятельности различные средства искусственной природы, находятся в центре внимания практической философии. Важность данных исследований обусловлена рядом причин.

Во-первых, такие исследования помогают понять, как люди выполняют различные задачи и принимают решения, исполняя обязанности, в том числе в качестве операторов сложных человекомерных систем. Данные знания используются для оптимизации рабочих процессов, повышения эффективности работы, улучшения качества продукции и услуг, создания систем безопасности и контроля.

Во-вторых, модели деятельности человека необходимы для разработки новых инструментов и технологий, в том числе технологий с применением элементов и систем искусственного интеллекта, которые позволяют сократить время выполнения задач и повысить качество результатов, а также элиминировать ошибки, обусловленные проявлением человеческого фактора.

В-третьих, такие модели используются для образования и обучения. Они помогают студентам лучше понимать принципы работы различных систем и процессов, а также развивать навыки анализа данных и принятия решений. Как в образовательном процессе, так и в научно-исследовательских учреждениях особое внимание уделяется моделированию поведения людей в сложных и экстремальных условиях. Результаты такого исследования применяются в процессе обучения специалистов, работающих в опасных отраслях, например, космонавтов, горнодобытчиков или спасателей.

В процессе моделирования сложных человекомерных систем в настоящее время, как правило, основное внимание уделяется оценке эффективности функционирования технической части всей системы, а оценка деятельности человека (оператора) осуществляется экспертным путём, либо вообще выносится за рамки исследования. С другой стороны, существующие представления о деятельности людей, по большей своей части, основываются на положениях теории деятельности А. Н. Леонтьева и деятельностного подхода Г. П. Щедровицкого, не избежавших влияния концепции атомизма, проявляющегося в детерминированной экспликации компонентов деятельности.

Данные обстоятельства предопределили выбор цели – разработку модели деятельности человекомерных систем в контексте современных концепций синергетики и фрактально-кластерного анализа для использования её при решении оптимизационных задач методами имитационного моделирования в различных областях научного знания.

По мнению В. Г. Буданова «… математическое моделирование человекомерных процессов – тема по-прежнему деликатная и для многих сомнительная в силу плохой определенности понятий состояния социальной системы, обоснованности вида связей и ее дифференциальной динамики. Все это так, но если пытаться сохранить когнитивную и прогностическую ценность науки, в чем преуспело естествознание, а не только дескриптивно-компаративную, то неизбежен поиск усредненных, коллективных степеней свободы, поддающихся в мягком смысле математическому моделированию, при учете социогенетических аспектов природы человека [1, с. 341]». На путях этого поиска воспользуемся конструктивными результатами теории созидания [5], в рамках которой определение состояний деятельности ЧМС проводилось на основе впервые предложенного философского фазового пространства (ФФП) [4]. Данное пространство позволяет логично объединить технический по происхождению и ставший универсальным для любой деятельности человека энгельмейеровский трёхакт: «замысел – план – исполнение» с троицей познавательного процесса, выработанной философией советского периода: «чувственное восприятие – абстрактное мышление – практика» [7]. В результате объединения данных трёхактов в ФФП были выявлены шестнадцать фаз или состояний деятельности человека, которые в совокупности составляют полное множество его возможных действий [4]. Данные состояния раскрывают содержание четырёх основных процессов деятельности человека: проектирования (теория созидания), производства (практика созидания), потребления (практика познания), осмысления (теория познания), которые представлены в соответствующих четырёх строках таблицы 1.

Таблица 1.

Основные состояния деятельности ЧМС

Под состоянием (фазой) деятельности человека или ЧМС будем понимать различия, обусловленные идеальным или материальным основанием деятельности и её искусственной (созидательной) или естественной (познавательной) направленностью. Состояние – это не детерминированный акт, а динамический процесс со своими ограничениями и возможностями: стохастической бифуркацией и эмерджентным инсайтом коллектива. Каждое состояние может развёртываться по тем же основаниям – осям ФФП на более высоком, в смысле нумерации, уровне иерархии вплоть до такого состояния, параметры которого уже могут эксплицироваться линейными зависимостями всей в общем-то не линейной деятельности ЧМС. В качестве принятого допущения отметим, что понятие состояния деятельности ЧМС отличается от понятия психоэмоционального состояния человека, которое естественно влияет на параметры рассматриваемых процессов, может учитываться соответствующими коэффициентами или функциональными зависимостями частнонаучного знания и поэтому остаётся за рамками нашего рассмотрения.

Для каждого основного процесса в их манипуляционных этапах: конструктивное моделирование, производство, потребление, экспертное моделирование, были выделены созидательные и познавательные аспекты, которые расположены соответственно в ячейках второго и третьего столбцов таблицы. Действительно, что бы мы не делали, мы часто обнаруживаем неразделимую, а в данном контексте в исследовательских целях разделимую, структурную пару манипуляционного действия. При моделировании исследователи разделяют этап разработки модели и этап проведения исследований на модели. В производственной фазе мы рефлексивно проверяем-познаём только что сделанное. Например, завязывая простейший узел, тотчас же проверяем его на прочность, впервые собирая из компонентов и узлов целый объект непреднамеренно познаём особенности его структурного построения, то есть за производственной процедурой с идеальным основанием непосредственно следует как бы вплетённая познавательная процедура того же уровня с иным материальным основанием. Для сложных технических объектов обязательной является процедура апробации или испытания. В познавательном процессе после или даже совместно с непосредственным производственным действием потребления (наблюдением, прослушиванием, осязанием, эксплуатацией и т.п.) всегда следует некоторое подпознание – формирование перцептивного образа в сознании субъекта. Образ как универсальный формат знания применяется человеком в быту и во всех его сферах деятельности. В отличие от понятий, которые «служат для ориентации в логических структурах знания, … являющимися результатом сложных ментальных операций», образ даёт целостное представление об объекте, его связях и отношениях [2, с. 125]. В процессе познания в сознании человека складываются новые образы, которые могут не совпадать с существующими представлениями, с личной общей картиной мира. Эти обстоятельства приводят к исследовательской загрузке сознания, которая аналогична исследованию модели и эксплицируется в нашем изложении состоянием «согласование образа». В результате такого согласования может возникать гештальт – системная завершённость области знания, гармонично совмещающая характеристики образа и понятий и элиминирующая когнитивный диссонанс. В таких случаях у человека возникает естественная потребность поделится с окружающими новым сложившимся знанием. Это желание эманации (испускания) гештальта весьма ярко анонсировал греческий учёный Архимед, выражая свою радость криком: «Эврика!». Состояния первого и четвёртого столбцов таблицы при локализации (декомпозиции) содержат манипуляционные действия с такими же созидательными и познавательными составляющими и поэтому на данном уровне не требуют подобного разбиения.

Анализ указанных в таблице состояний деятельности ЧМС показывает, что все они построчно самоподобны в своих смыслах, то есть в каждой строке первый элемент – это схватывание (захват) идеального или материального, второй элемент представляет собой производственную (созидательную) манипуляцию субъекта над объектом, третий элемент – исследовательскую (познавательную) манипуляцию, а четвёртый элемент противоположен первому по смыслу и содержит отчуждение объекта. Отметим, что несколько выделяющееся в четвёртом столбце состояние «написание проекта», по сути, тоже является состоянием отчуждения. Это обусловлено тем, что проектирование, в том числе и конструирование, представляет собой завершающий этап работы проектировщиков над идеальным содержанием нового разрабатываемого объекта. Проект – это фиксация всегда бегущей мысли и идеи, это остановка мгновения, возможно, ещё не прекрасного, это дискретность в непрерывности развития. В материальном носителе проекта излагаются все стороны объекта уже не на исследовательском языке, а на языке, понятном производителю, так как акт передачи проекта в производство – есть акт трансдисциплинарного согласования работников теоретического (идеального) поприща со специалистами материально-производственного цикла, для которых акт приёма проекта выступает в качестве состояния пополнения (схватывания) производственного ресурса.

Самоподобие, не однородность, не тождество, не совпадение, а именно самоподобие можно наблюдать не только в пределах одного уровня иерархии, но и со сменой такового, то есть при развёртывании любого состояния деятельности можно выявить такие же самоподобные четыре фазы. Формулировка каждого состояния деятельности может трактоваться как цель для последующего уровня иерархии, достижение которой также может проектироваться (планироваться), исполняться производством, потребляться и рефлексивно оцениваться (познаваться). Например, состояние «пополнение ресурсов» при развёртывании для производственного подразделения представляет собой формулировку цели, для достижения которой составляется план, производится непосредственное действие пополнения, потребление (наблюдение) приобретённых ресурсов и рефлексивная оценка удовлетворённости реализацией плана. Кстати заметим, что всё действие в процессуальной философии, «которая предъявляет свои собственные лаборатории, акты делания, интеллектуальное и рукодельное смешение и очищение вещи…» [6, с. 8], ограничилось лишь схватыванием, а в представленных фазах процесс деятельности человека получил замкнутое оформление в ФФП – замкнутый функциональный круг для человека, аналогичный функциональному кругу мира фауны Я. Икскюля.

Порождение каким-либо элементом множества подмножества себеподобных потомков принято называть фракталом. Фракталы присутствуют повсюду, более того фрактальность, где часть гомотетична целому, признаётся всеобщим свойством бытия [3]. Наибольшее развитие получили геометрические фракталы, в которых самоподобие проявляется в форме объекта, будь то прямая, треугольник или квадрат. В данном контексте речь идёт о самоподобии смыслов действия в состояниях деятельности человека, когда при изменении масштаба рассмотрения, при скольжении по уровням иерархической экспликации деятельности локализованные состояния обладают способностью сохранять основные свойства (смыслы) своих состояний-родителей. Фракталы имеют дробное значение размерности, а это значит, что порождённое или выходное множество не зависит от масштабного коэффициента и не укладывается в принятом измерении в целое число раз. Поскольку каждое состояние деятельности может содержать такой же паттерн, такие же четыре подобных состояния другого уровня, то естественно, что в итоге полное множество состояний всегда будет кратно четырём; но в реальности оно, как правило, не полное в силу того, что обладающий опытом и соответствующими навыками человек пропускает накатанные, ранее отработанные стереотипные фазы. Например, фаза пополнения (захвата) ресурсов пропускается в случаях, когда востребованы только уже имеющиеся собственные ресурсы человека: время или физические способности. Также пропускаются состояния моделирования и планирования, когда для выполнения какой-либо задачи используются ранее отработанные производственные навыки, модели или шаблоны. Именно эти востребовавшие опыт состояния людей, в которых пропускается по умолчанию их дальнейшее развёртывание и которые накапливаются в течение всей жизни, придают дробный, а значит совместно с вышеперечисленным самоподобием и фрактальный характер всей деятельности человека, повышают потенциальные возможности ускоренного цивилизационного развития.

Экспликация всех возможных действий человека универсальным для любого уровня иерархии понятием состояния деятельности ЧМС, его фрактальный характер смыслов и оснований [4] создают возможность формального математического описания всего процесса деятельности, необходимого при её компьютерном имитационном моделировании. Прежде всего потому, что каждое нелинейное состояние продолжает локализоваться на следующем уровне иерархии до тех пор, пока не станет линейным, то есть таким, характеристики (параметры) которого могут быть представлены линейными математическими зависимостями. Такой подход фундирует при формализованном синтезе всего процесса деятельности три возможных исхода её очередной фазы.

1. Состояние исполняется с расходом ресурсов и вычисляются все запланированные специалистами частнонаучного знания показатели эффективности. К этому исходу относится также ситуация, когда ресурсы потрачены, а состояние исполнено не полностью, ошибочно или с неудовлетворительными показателями эффективности. Логика исхода в данной ситуации также разрабатывается специалистами частнонаучного знания.

2. Состояние не исполняется по причине его нелинейности и осуществляется переход для декомпозиции на следующий иерархический уровень.

3. Состояние не исполняется, пропускается без затрат ресурсов по причине его тривиальности (имеющегося навыка) для соответствующего специалиста или уже имеющихся заготовок: удовлетворяющих требованиям элементной базы, готовых компонентов и т.п. Осуществляется переход к следующему состоянию, а если оно было конечным для данного уровня, то уровень понижается на 1.

Математическое выражение всего процесса деятельности (D), представляющее собой объединение (U) перечисленных выше состояний с различными исходами, может быть представлено следующей формулой:

S_ji – i-тое состояние деятельности человека на j-том уровне всего процесса;

P_ji, P`_ji – соответственно вероятности исполнения и развёртывания i-того состояния деятельности человека на j-том уровне;

P_s – разыгранное значение датчика случайных чисел, например, равномерно распределённых на интервале [0,1];

b_ji – бинарная переменная i-того состояния j-того уровня;

b_ji = 1, если P_s < P_ji – ситуация первого исхода, при которой вероятность развёртывания уже не разыгрывается;

b_ji = 0, если (P_s ≥ P_ji) и (P_s < P`_ji), j = j + 1– ситуация второго исхода;

b_ji = 0, если (P_s ≥ P_ji) и (P_s ≥ P`_ji), i = i + 1, если i < 16 и j = j – 1, если i = 16  – ситуация третьего исхода.

Данная формула и соответствующая логика исходов повышают число уровней локализации состояния до тех пор, пока оно не станет исполняемым, поэтому в итоге объединяются лишь исполняемые состояния. Такой подход позволяет проводить построение модели с разными уровнями детализации процессов, варьируя «жёсткостью» принимаемых допущений по линейной экспликации для реально разрабатываемых объектов. Важно отметить, что данная математическая модель применима лишь для формализованной экспликации процесса деятельности ЧМС при построении исследовательских моделей научными работниками разной специализации. Решение оптимизационных задач выполняется специалистами частнонаучного знания по иным математическим моделям с соответствующими собственными критериями и показателями эффективности. 

Таким образом, установленное свойство фрактальности смыслов для состояний деятельности ЧМС позволяет реализовать кусочно-линейную (прерывисто-непрерывную) холистическую экспликацию человекомерных процессов. Предложенная математическая модель фрактального синтеза состояний деятельности человека может быть использована специалистами для проведения исследований при создании новых объектов искусственной природы с применением компьютерного имитационного моделирования в различных областях научного знания.

Список литературы:

1. Буданов В. Г. Принципы синергетики и язык. Философия науки. Вып. 8: Синергетика человекомерной реальности. М.: ИФ РАН, 2002 [Электронный ресурс] / В. Г. Буданов. URL: https://iphras.ru/page50688285.htm (дата обращения: 26.05.2021).
2. Голованова Е. И. Образ, понятие, гештальт как форматы профессионального знания [Текст] / Е. И. Голованова // Вестник Челябинского государственного университета. Филология. Искусствоведение. – 2014. – № 6. – Вып. 88. – С. 122–125.
3. Меньчиков Г. П. Фрактальность — всеобщее свойство бытия. Учёные записки Казанского государственного университета. Том 150, кн. 4 Гуманитарные науки 2008.
4. Петров М.А. Модель философского фазового пространства как универсальный инструмент практической философии // Universum: общественные науки: электрон. научн. журн. 2024. 3(106). URL: https://7universum.com/ru/social/archive/item/17011 (дата обращения: 29.03.2024).
5. Петров М. А. Теория созидания. Дефиниция и онтологические предпосылки нашей новой философской концепции [Текст] / М. А. Петров. Актуальные вопросы современной науки // Сборник статей по материалам международной научно-практической конференции (20 ноября 2019 г., г. Уфа). В 3 ч. Ч.2 — Уфа: Изд. НИЦ Вестник науки, 2019. — С. 192 — 213.
6. Уайтхед, Альфред Норт. Приключения идей [Текст] / Альфред Норт Уайтхед; перевод с англ. Л.Б. Тумановой; [примеч. С. С. Неретиной] / Науч. ред. С. С. Неретина. РАН, Ин-т философии. – М.: ИФРАН, 2009. – 383 с.
7. Энгельмейер П. К. Теория творчества. [Текст] / П. К. Энгельмейер. —  М.: «ЛИБРОКОМ», 2010. — 208 с.