УДК 62.519

ХАОС И ЕГО ТРАКТОВКА В ТЕХНИЧЕСКИХ НАУКАХ

Карпушин Евгений Сергеевич
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
кандидат экономических наук, соискатель докторантуры

Аннотация
В данной статье проводится критический анализ термина хаос и производных от него понятий. Анализируются недостатки формулировок и описаний технических процессов при использовании данной терминологии. Конкретизируются проблемы описания сложных процессов. Формируется вывод о наличии достаточных средств в математической статистике для описания событий любой сложности без использования понятия хаос.

Ключевые слова: вычисления., закон, информация, система, условия, фактор, хаос, элемент


CHAOS AND ITS TREATMENT IN ENGINEERING SCIENCE

Karpushin Yevgeniy Sergeevich
St.-Petersburg state university of space instrument making
PhD in Economics, Competitor of doctoral studies

Abstract
In present article the critical analysis of the term chaos and derivative concepts of it is fulfilled. Lacks of formulations and descriptions of technical processes are analyzed at use of the given terminology. Problems of the description of complex processes are concretized. The conclusion about presence of sufficient methods in mathematical statistics for the description of events of any complexity without use of concept chaos is formed.

Keywords: calculations., chaos, conditions, factor, information, law, system


Библиографическая ссылка на статью:
Карпушин Е.С. Хаос и его трактовка в технических науках // Современная техника и технологии. 2014. № 7 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/07/4127 (дата обращения: 27.05.2017).

Рост фактов использования терминологии с использованием термина “хаос” в системном анализе, автоматизированных системах управления, физике, а также системах управления на базе искусственного интеллекта обосновывает необходимость постановки вопроса о смысле данного термина и целесообразности его применения [1, с. 248]. Для решения существующей задачи обратимся к научным статьям по обозначенной тематике.

Например, в статье Крысько В.А. и Савельевой Н.Е. термин хаотические колебания трактуется как “неупорядоченные движения в совершенно детерминированных системах” [2, с. 11]. Как в детерминированной системе такое вообще может быть? Иначе говоря, возникает вопрос о смысле термина “детерминированный”.

Под детерминированной системой понимается ограниченная совокупность элементов [3, с. 35], про каждый их которых имеется полный объем информации об их местоположении, всех физических или производных от них характеристиках, что позволяет в полном объеме на максимально возможной детализации предсказать со 100% точностью поведение каждого элемента этой системы при строго определенном внешнем воздействии или при отсутствии оного [4, с. 124]. Какие выводы следуют из этого определения? Во-первых, любая система, какой бы сложной она не была состоит из ограниченного, а не бесконечного количества элементов. Об этом свидетельствуют законы физики [5, с. 61]. Любое техническое устройство, генерирующее тот или иной сигнал, состоит из ограниченного количества атомов химических элементов [6, с. 20]. Любой электромагнитный сигнал ведет себя в строгом соответствии с законами физики, которые носят строго детерминированный, а не корреляционный (стохастический) характер [7, с. 34]. Об этом говорит закон сохранения энергии и вещества. Гармоники сигнала не могут сами по себе принять ту или иную амплитуду, частоту, фазу. Они принимают ее в соответствии с законами физики. Энергия для сигнала из ниоткуда не берется и в никуда не девается.

Во-вторых, требования определения детерминированной системы позволяют понять, что собрать такой огромный объем информации в теоретическом плане возможно, но в настоящий момент это невозможно из-за недостаточного уровня развития мировой науки [8, с. 71], поскольку даже об устройстве атома и природе гравитации ничего определенного никто сказать не может. В-третьих, о детерминированной системе можно сказать все, в том числе и в будущем, если заданы характеристики внешней среды, в которой эта система действует (существует) [9, с. 44].

В этой же статье указывается возможность управления хаосом, посредством малых целенаправленных воздействий [2, с. 13]. Очевидно, что если хаосом можно управлять, то он сам превращается в детерминированную систему, а отсутствие информации о его будущем поведении обосновывается не его внутренней беспорядочной структурой, а отсутствием о нем достаточной информации.

Под хаосом необходимо понимать такую систему о которой вообще ничего нельзя сказать вне зависимости от времени наблюдения за ней и сложности математических вычислений по поиску закономерностей ее поведения. В хаосе нет законов, поэтому наблюдать за ним и предсказывать его поведение невозможно даже на теоретическом уровне. С математической точки зрения эта такая система, прогноз будущего состояния которой по вероятности истинности стремится к (а при бесконечном количестве опытов равен) вероятности угадать это состояние.

Ключом к объяснению всех этих противоречий служит одна и та же позиция ученых о возможности приблизительного прогноза будущего состояния хаоса, которая встречается и в статье Старченко И.Б. В ней указывается, что при хаотическом сигнале наблюдается усложнение его спектра, что проявляется в появлении гармоник и субгармоник. При этом как метод описания таких сигналов предлагается использование аттракторов, под которыми понимаются области, в которых точки движения появляются чаще, чем в других областях [10, с. 3].

В математике такое состояние системы принято называть случайным, а именно исследуемым и описываем при помощи множества возможных состояний системы. Такой метод описания применяется не потому что об отдельном состоянии из данного множества ничего нельзя сказать. Напротив, в математике терминологию случайности используют лишь из-за сложности описания каждого из этих состояний и для его сокращения прибегают к статистическим величинам, таким как вероятность [11, с. 97].

Подтверждением данной позиции служит статья Чиркова В.К. в которой стохастический хаос трактуется как отсутствие возможности точного определения положения частицы при одновременном наличии возможности вычисления средних значений поведения всех этих частиц [12, с. 91]. Вычисление средних значений всегда производится исходя из имеющейся генеральной статистической совокупности данных и имеет математический смысл только в том случае, если система изначально подчиняется тем или иным законам [13, с. 40]. Если их нет, то вычисление среднего значения (вне зависимости от конкретной формулы вычисления данного среднего) не приводит к преимуществу прогноза определения местоположения частицы по сравнению с обычным угадыванием [14, с. 57]. Если же средние величины вычисляются, значит, система подчиняется определенным законам.

В работах по хаосу всегда совершается одна и та же ошибка, состоящая в том убеждении, что при повторении одного и того же опыта с определенными неизменными условиями, хаотическая система каждый раз ведет себя по-разному. На самом деле условия всегда различны (поскольку различна реакция системы) [15, с. 48], однако ученые, проводящие эти опыты не осознают существования миллионов факторов, которые они в этом опыте не рассматривают как условия опыта, хотя они существуют и влияют на его исход.

Подводя итоги, можно сформулировать вывод о том, что у современных ученых нет математически точного понимания терминов хаос, случайность, вероятность, детерминированность. Даже термин случайность большинство трактуют как непредсказуемый (хаотический), хотя в учебниках по высшей математике отрицается данный подход и озвучена та же позиция, что и автором статьи: “из бесчисленного множества факторов, влияющих на данное явление, выделяются самые главные, решающие; влиянием остальных, второстепенных факторов просто пренебрегают … По мере развития науки число учитываемых факторов становится все больше; явление исследуется подробнее; научный прогноз становится точнее” [16, с. 6].

Мнение ученых обусловлено не только недостаточным уровнем знаний в этой области, но и законами психологии, согласно которым они склонны объяснять сложнейшие явления, которые не в силах описать и систематизировать, как хаотические. Это выгодно с точки зрения их эгоизма и служит оправданием для них. Что касается того, какую терминологию следует применять, то даже термин случайный, не говоря о хаотическом, является не совсем удачным, поскольку вводит специалистов в заблуждение. Грамотнее использовать термин “трудно прогнозируемый” или “ограниченно прогнозируемый” с параллельным упоминанием о теоретической возможности перевести любое событие в разряд прогнозируемого при условии достижения человечеством требуемого для этого уровня развития науки.


Библиографический список
  1. Кучма Н.А. Биокомпьютер в реальных процессах // Инженерный вестник Дона. Ростов-на-Дону: «Северо-Кавказский научный центр высшей школы ФГАОУ ВПО Южный федеральный университет», 2013, №4. – С. 248.
  2. Крысько В.А., Савельева Н.Е. Управление временным хаосом в цилиндрических оболочках // Вестник СГТУ. Саратов.: Изд-во СГТУ, 2004, №4. – С. 10-19.
  3. Карпушин Е.С. Формирование математических операций в искусственном интеллекте // Биржа интеллектуальной собственности. М.: «Корина-Офсет», 2012, №5. – С. 35-40.
  4. Карпушин Е.С. Разработка алгоритма функционирования элементарного искусственного интеллекта // Международный научный журнал. М.: «Триада», 2012, №2. – C. 122-126.
  5. Карпушин Е.С. Управление обработкой информации в искусственном интеллекте // Международный научный журнал. М.: ООО «Спектр», 2011, №2. – C. 60-65.
  6. Сироткин А.В., Бархатов Н.И. Модель системы автоматизированного управления информационным обслуживанием // Инженерный вестник Дона. Ростов-на-Дону: «Северо-Кавказский научный центр высшей школы ФГАОУ ВПО Южный федеральный университет», 2013, №4. – С. 20.
  7. Карпушин Е.С. Математическая модель управления статистическими цензами в искусственном интеллекте // Биржа интеллектуальной собственности. М.: «Корина-Офсет», 2012, №4. – с. 31-35.
  8. Карпушин Е.С. Анализ операций в искусственном интеллекте // Международный научный журнал. М.: ООО «Спектр», 2012, №3. – C. 69-74.
  9. Карпушин Е.С. Проблемы понятия «информация» как объекта управления // Наука на рубеже тысячелетий. Тамбов: «Тамбовпринт», 2010, №9. – С. 44-45.
  10. Старченко И.Б. Динамический хаос при распространении волн конечной амплитуды в воде // Электронный журнал “Техническая акустика”. http://www.ejta.org  2006, №12. – 9 с.
  11. Карпушин Е.С. Статистические цензы как метод представления причинно-следственных связей // Международный технико-экономический журнал. М.: ООО «Спектр», 2012, №1. – C. 97.
  12. Чирков В.К. Фракталы и хаос в тяговом электропотреблении // Вестник РГУПС. Ростов.: Изд-во РГУПС, 2007, №4. – С. 91-98.
  13. Карпушин Е.С. Математическая модель системы поддержки принятия управленческих решений // Биржа интеллектуальной собственности. М.: «Корина-Офсет», 2012, №7. – C. 37-42.
  14. Карпушин Е.С. Рассмотрение причинно-следственных связей как совокупности статистических цензов // Компетентность. М.: «Калужская типография стандартов», 2011, №9-10. – C. 56-60.
  15. Карпушин Е.С. Представление переменных в искусственном интеллекте // Наука и устойчивое развитие общества. Наследие В.И.Вернадского. Тамбов: «Тамбовпринт», 2011, №9. – С. 47-48.
  16. Волковец А.И., Гуринович А.Б. Теория вероятностей и математическая статистика. – Минск: Изд-во БГУИР, 2003. – 84 с.


Все статьи автора «Карпушин Евгений Сергеевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: