СВЯЗЬ ИНФОРМАТИКИ С ДРУГИМИ НАУКАМИ - Студенческий научный форум

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

СВЯЗЬ ИНФОРМАТИКИ С ДРУГИМИ НАУКАМИ

Тихонов В.А. 1, Ломкова Е.Н. 1, Крапивина Л.А. 1
1Камышинский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО Волгоградского государственного технического университета
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

В современном мире роль информатики, средств обработки, передачи, накопления информации неизмеримо возросла. Информатика является прикладной наукой, обслуживающей технику, производство, другие виды человеческой деятельности путём создания и передачи в общество информационных технологий, то есть технических устройств и методов эффективной обработки информации, организации коммуникации и создания средств распространения научной информации, разработки информационных систем различного назначения на основе применения ЭВМ и др. технических средств. Информатика изучает вопросы, связанные с поиском, сбором, хранением, преобразованием и использованием информации в самых различных сферах человеческой деятельности. Информатика расширяет сферу чувственного восприятия исследуемых объектов, изображая их на экране дисплея в виде схем, графики, таблиц, наглядного образа, что создает благоприятный для восприятия психологический климат. Эти образы информатика связывает с абстрактными представлениями, что является своеобразной формой восхождения от абстрактного к конкретному.

Информатика и естественные науки [1]. По определению А.П.Ершова, информатика – «фундаментальная естественная наука». Академик Б.Н.Наумов определял информатику, «как естественную науку, изучающую общие свойства информации, процессы, методы и средства ее обработки (сбор, хранение, преобразование, перемещение, выдача)».

Рассмотрим, что такое фундаментальная наука и что такое естественная наука. К фундаментальным принято относить те науки, основные понятия которых носят общенаучный характер, используются во многих других науках и видах деятельности (например, математика и философия). В этом же ряду и информатика, так как понятия “информация”, “процессы обработки информации”, несомненно, имеют общенаучную значимость. Естественные науки – физика, химия, биология и другие – имеют дело с объективными сущностями мира, существующими независимо от нашего сознания. Отнесение к ним информатики отражает единство законов обработки информации в системах самой разной природы – искусственных, биологических, общественных.

Появление информационной техники оказало столь существенное влияние на научные исследования, что часто говорят о качественно новом этапе в развитии науки. Информационная техника показала свою эффективность при работе с системами, поведение которых определяется законами механики, физики, химии. Так, компьютерная генетика занимается расшифровкой структур ДНК с помощью компьютеров, компьютерный синтез успешно решает задачи синтеза необходимых химических элементов. Открылись возможности широкого использования математических методов для построения математических моделей химических реакций, обработки результатов экспериментальных исследований в реальном режиме времени, поиска оптимальных условий проведения технологических процессов. Экспертные системы используются для обоснования выбора методов расчета равновесия в системах «пар – жидкость», методов термодинамических расчетов, анализа связей между структурой химических соединений и их биологической активностью. Компьютеры все больше становятся составной частью оборудования химических научно–исследовательских лабораторий. Они используются для проведения большого объема вычислений при квантово–химических расчетах, обработке результатов ренгтеноструктурного анализа, описания сложных химических реакций, расчета концентраций веществ, входящих в состав различных смесей.

К числу перспективных направлений относятся, в частности, «машины прогнозирования» – алгоритмы, которые позволят компьютерам строить прогнозы, опираясь на сложные данные и «кодификацию», то есть способность создавать программы на основе биологических процессов.

В теоретической физике как научной отрасли имеется достаточное количество гипотез, в т. ч. и относительно новых, часть из которых уже является доказанными, другими словами, ставшими теориями.

Одной из физических теорий является и теория Б. Хайма, получившая развитие в середине XX века. Одним из её постулатов является то, что мы живём не в привычном нам четырёхмерном мире (обычное трёхмерное пространство + измерение времени), но в двенадцатимерном. Из этих двенадцати измерений четыре – те же самые привычные нам, но среди них имеются и ещё два чисто информационных. Таким образом, данная теория декларирует, что информация становится отныне физической величиной, обладает определённой энергией. Оперируя понятием «информация» и исследуя его на первичном уровне, информатика подтверждает свой статус естественной науки.

Компьютерная химия [2] – сравнительно молодая область химии, основанная на применении теории графов к химическим задачам фундаментального и прикладного характера. Исходя из общего определения химии, как науки о веществах и превращениях их в друг друга, можно сказать, что вещества (молекулы) моделируются в компьютерной химии молекулярными графами, а превращения веществ (химические реакции) – формальными операциями с графами. Методы компьютерной химии часто используются в сочетании с методами квантовой химии, молекулярной механики и др.

Информатика и гуманитарные науки [3]. В гуманитарных науках исследователь имеет дело со сложными системами, с вероятностным характером их поведения. Но чем более сложна система, тем труднее её точное описание, нужное для формализации знаний об этой системе для последующего его ввода в компьютер. Описание таких систем требуют более сложных методов, таких как методы теории вероятностей, математической статистики, теории принятия решений, теории игр, вариантов эвристики. Знаниями таких методов гуманитарии, мягко говоря, не всегда располагают. На помощь гуманитариям должны прийти математики, программисты и лингвисты для разработки новых методов, учитывающих неопределенности социальных явлений. Сейчас средства компьютерной графики позволяют визуально представить большие объемы научной информации. Компьютеры все шире применяются в экономической, исторической, лингвистической социологической областях знания, входя в состав информационных систем типа Интернет, которые содержат огромный объем научной информации.

Информатика не только участвует во взаимодействии наук, в выработке общенаучного языка, но сама, вступая, как самостоятельная область научного знания во взаимодействие с другими науками, порождает новые области научного знания – информационную психологию, мехатронику, информационную экономику, социальную информатику и др.

Сегодня активно развивается в качестве самостоятельной научной дисциплины информационная (компьютерная) психология. Она нацелена на анализ страха человека перед стремительно совершенствующейся информационной техникой, ростом и усложнением информационных потоков; болезни человека, отдающего приоритет общению с компьютером, а не с людьми; утомляемости людей при работе на компьютере («киберболезни»).

В будущем процесс информатизации будет все сильнее влиять на социальную жизнь, что является объективной основой синтеза наук об информации с науками об обществе [4]. Именно на этой основе ныне возникла социальная информатика, предмет которой – информационные ресурсы, информационный потенциал общества, прохождение информационных процессов в обществе, их воздействие на социальные процессы, в том числе на развитие и положение человека в обществе, на изменение социальных структур общества под воздействием информатизации, а так же методология их социального использования. Социальная информатика возникла на стыке информатики, социологии, психологии, философии.

Союз истории и информатики уже доказал в последнее десятилетие свою состоятельность [5]. Сегодня уже практически ни у кого не вызывает сомнений необходимость перехода на новый этап более глубокого интегрирования возможностей информатики в исторические исследования. Развитие источниковедения на этом пути, подкрепленное микрокомпьютерной революцией, привело к созданию новой научной дисциплины – исторической информатики. Для многих историков он стал реальным рабочим инструментом научной, в еще большей степени научно–организационной работы. Наличие многочисленных электронных ресурсов и средств телекоммуникации сделало компьютер важным инструментом доступа к исторической информации и историческим знаниям. Мультимедийные технологии давно стали привычным средством представления источников и результатов исторического исследования.

Появление компьютерных технологий высокого уровня привело к формированию компьютерного картографирования, на возможности которого в последние годы исследователями обращается все большее внимание [6]. Следствием этого и стало складывание новой ветви прикладной исторической информатики – исторической компьютерной картографии (исторической геоинформатики). Основная идея пространственного анализа, воплощенного в технике компьютерного картографирования, заключается в акцентировании внимания прежде всего на пространственных координатах того или иного исторического события или процесса, на изучении его пространственной локализации и развития.

На стыке философии, информатики, кибернетики, синергетики, социологии и экономики формируется такая интегральная область научного знания, как информационная теория общественного развития, в рамках которой центральное место занимает информационная экономика. С точки зрения последней законы организации и развития экономических систем обусловлены законами информатики. Информационная экономика в качестве важнейшей задачи выдвигает исследование новой роли и места человека в информационном обществе, которое обусловлено повышением его значимости как субъекта производства и главной творческой силы, анализ, отбор и использование целесообразной информации в системе современной рыночной экономики.

Информатика и технические науки. Отдельной наукой информатика была признана лишь в 1970–х; до этого она развивалась в составе математики, электроники и других технических наук. Информатика не только порождает новые научные направления и новые науки, но оказывает огромное влияние на состав и структуру традиционных областей научного знания. Так, в математике возникли такие ее новые отрасли, как вычислительная математика, линейное программирование. Получили применение отрасли математического знания, до сих пор не нашедшие своего применения, например, теория игр. В научно–исследовательских лабораториях стали применяться измерительно–вычислительные комплексы, которые способны не только быстро производить измерения и выдавать исследователю соответствующую информацию, но и осуществлять управление ходом самого эксперимента в зависимости от полученной информации. Использование компьютеров расширило область использования математики в науке, привело к математизации других наук и даже породило новые науки, такие как биоматематика, и наук, нацеленных на исследование глубокого вакуума, космоса, сложных явлений и процессов мега– и микромира.

На знаниях в области механики, информатики и некоторых отраслей техники (микропроцессорная техника, компьютерное управление движением машин и агрегатов) возникла новая довольно быстро развивающаяся техническая наука, само название которой – «мехатроника», объединяет термины «механика» и «электроника» и свидетельствует о гибридном характере той науки. Мехатроника представляет собой комплекс средств и принципов механики, информатики и электроники, который нацелен на создание и эксплуатацию машин и систем с компьютерным управлением.

В области технической информатики сформировалось и быстро развивается нейроинформатика – научное направление, связанное с исследованием и разработкой нового поколения средств информатики, основанных на использовании принципов нейронных сетей и нейросетевых алгоритмов решения плохо формулируемых задач.

Информатизация пронизывает все области человеческой деятельности и научного познания – от эмпирического до теоретического, активно участвует в интеграции различных областей науки, в возникновении новых наук. Информатизация – стимул развития и функционирования современной науки, решающий фактор её качественного преобразования, революции в науке. Возникновение новых отраслей в науке связано с темпами развития информатики и информационных технологий. Объектом приложений информатики являются самые различные науки и области практической деятельности, для которых она стала источником самых современных технологий, называемых часто «новые информационные технологии».

Список литературы

Джереми Кирк. Естественным наукам нужна информатика // Computerworld. – 2006. – № 26.

Искусственный интеллект: применение в химии / Под ред. Т.Пирса, Б. Хони. – М.: Мир, 1988. – 430 с.

Демкин В.П., Можаева Г.В. Гуманитарная информатика или информатика для гуманитариев: постановка проблемы // Информационный бюллетень Ассоциации "История и компьютер". – 2002. – № 29.

Социальная информатика: основания, методы, перспективы / Отв. ред. Н.И. Лапин. М.: 2003.– 216 с.

Ковальченко И.Д. Методы исторического исследования. – М.: Наука, 2003. – 40 с.

Берлянт А.М. Картографический метод исследования. – М.: Изд–во МГУ, 1988 – 216 с.

Просмотров работы: 258