Роль новітніх інформаційних технологій в сучасній науці. Особливості комп'ютеризації наукового пізнання

нологии та комп'ютерна техніка. Їх вплив на науку - різноманітно.

Використання комп'ютерної техніки призводить до: -

виникненню нових методів дослідження; -

розвитку засобів і методів формалізації і математизації науки; -

виникненню нових наукових напрямів дослідження; -

зміни характеру наукового пошуку.

В силу утруднень практичного характеру або неможливості проведення натурного експерименту звичайний експеримент замінюється обчислювальним експериментом (наприклад, експериментальне дослідження проблем ядерної енергетики, ряду проблем освоєння космосу, експерименти з управління кліматом, соціальні експерименти). У подібних випадках саме обчислювальний експеримент відкриває широкі перспективи, оскільки він порівняно дешевий, легко керований, в ньому можна «створювати» умови, недосяжні в лабораторіях. При цьому «експериментування» проводиться з математичними моделями, проте його методика має певну схожість з методикою реального експерименту.

Виникнення обчислювального експерименту стало можливим, по-перше, завдяки появі комп'ютерів, що працюють в режимі діалогу, по-друге, удосконалення теорії та практики програмування і розроб-лення теорії чисельних методів і алгоритмів вирішення математичних завдань і , нарешті, по-третє, розвитку та вдосконаленню методів побудови математичних моделей, використанню в цих цілях мови не тільки класичної, а й сучасної математики.

У витчіслітельном експерименті ЕОМ виступає не тільки і не стільки як обчислювальний засіб зразок арифмометра, а як вельми досконалий інструмент для знакового моделювання різноманітних процесів, що допускають формального і алгоритмічного опису.

Структура обчислювального експерименту -

побудова математичної моделі досліджуваних процесів (опис їх на мові математики); -

знаходження наближеного чисельного методу розв'язання завдання, сформульованої при побудові математичної моделі. Тобто вибір алгоритму її рішення (послідовності логічних і математичних операцій, які необхідно здійснити для отримання результату). Від фахівця потрібно на цьому етапі обчислювального експерименту встановити розумну ступінь точності результату, який повинен бути отриманий за допомогою ЕОМ; -

програмування обчислювального алгоритму для ЕОМ; -

розрахунок на ЕОМ; -

аналіз та інтерпретація результатів, отриманих у ході дослідження атематичні моделі, її відповідність дійсності, зіставлення з даними спостережень і натурних експериментів.

Використання обчислювальних експериментів дозволило підвищити точність опису. Тепер не потрібно занадто спрощувати моделі досліджуваних явищ і жертвувати точністю опису. Це дозволяє уникнути прямих помилок, пов'язаних з спрощеними моделями. Обчислювальний експеримент довів свою ефективність у вирішенні багатьох типів завдань у гідро-і аеродинаміки, у фізиці плазми, дослідженні глобальних наслідків «ядерної зими» і т.п. Застосування ЕОМ дозволяє полегшити, прискорити і вдосконалювати процес перевірки логіко-математичних операцій, вироблених на попередніх стадіях математичного експерименту.

Створення аналітичного програмування зробило істотний вплив процесів комп'ютеризації на сферу теоретичного дослідження. Воно дозволяє ЕОМ безпосередньо працювати з математичними формулами - здійснювати перетворення, викладки і т.п. (В небесній механіці, фізиці плазми, гідродинаміки, квантової хімії). У математиці і математичній логіці, наприклад, змогли, нарешті, вирішити топологічну проблему чотирьох фарб. Суть її полягає в тому, що необхідно довести, що не менше чотирьох фарб необхідно, щоб межують країни на карті завжди мали різні кольори.

Створення і застосування комп'ютерної графіки дозволило візуалізаціро-вать багато видів наукової інформації і створило принципово нові можливості для дослідження, оскільки не завжди результати наукових досліджень можна виразити в текстовій формі. Вражаючим прикладом застосування засобів комп'ютерної графіки є зроблене в 1984 р. американським і математиками Хоффманом і Міксом велике відкриття в геометрії - доказ існування нового класу т.зв. мінімальних поверхонь (найменших поверхонь натягу). Формується нова техніка виробництва синтезованих тривимірних зображень - іконографія, яка здатна до лаконічного і повному ото-бражения навколишньої дійсності і наших фантазій246.

Використання інтерфейсу «віртуальної реальності» відкриває нові можливості у творчості дизайнерів, скульпторів, архітекторів. Але найбільш значною є роль цієї технології в розкритті та розвитку творчого потенціалу людини. Графічний образ служить інструментом прямого впливу на інтуїтивно-образні процеси, що відбуваються в правій півкулі головного мозку, і може сприяти усуненню «право-полушарного крену» у сучасній культурі.

Комп'ютери включаються в науковий пошук на всіх стадіях, що призводить до підвищення ефективності та якості наукового пошуку та проведення наукового експерименту.

Сучасний науковий експеримент неможливий без обробки (часто вельми трудомісткою), величезного обсягу інформації - цифрові дані, графіки, знімки і т. д. Це здійснюється за допомогою спеціалізованих автоматичних систем на основі використання ЕОМ. Експериментальні пристрої стали працювати в сполученні з комп'ютерами, які не тільки реєструють і аналізують параметри досліджуваних систем, а й планують, готують есперімент, керують процесом його проведення, обробкою та узагальненням результатів.

Крім того ЕОМ використовуються і в інших функціях в процесі експериментальних досліджень. Наприклад, в сучасній фізиці широко використовуються лазери з перебудовується частотою. Традиційна технологія проведення експериментів з використанням таких лазерів передбачала ручне регулювання резонатора, визначає частоту випромінювання. Досить проста програма дозволяє обійтися без ручного регулювання. Експериментатор звільняється від багаторазового повторення рутинних операцій, а експеримент, раніше вимагав декількох тижнів, проводиться на протязі декількох годин.

Широко використовується ЕОМ для розшифровки експериментальної інформації в генетиці, молекулярній біології. Вони використовуються для відтворення просторових структурних моделей складних молекул на основі рентгенівських знімків. Біолог розглядає білкову молекулу «через ЕОМ», подібно до того, як він раніше розглядав клітину через мікроскоп.

Центр уваги в експериментальній діяльності вченого зміщується в бік розробки та обгрунтування загального задуму і плану проведення експерименту, а потім інтерпретації отриманих результатів.

Широке застосування новітніх інформаційних технологій в сучасній науці призводить до того, що поряд з теоретичної та експериментальної діяльністю можна виділити, наприклад, як вважають багато провідних фізики, обчислювальну фізику.

Створення комп'ютерного банку нуклеотиднихпослідовностей (у 1982 р. в США, потім у Європі та СРСР) призвело до народження і швидкому розвитку комп'ютерної генетики.

Під впливом сучасних інформаційно-комп'ютерних технологій йде процес формування нового дослідницького мислення в науці. Для нього в першу чергу характерно «зрощення» логічного й образного, синтез понятійного і наочного, формування «інтелектуальної образності» і «чуттєвого моделювання». Перші паростки нового наукового мислення пов'язані з так званим «екранно-динамічним діалоговим моделюванням», яке забезпечує великі можливості для сприйняття потоків інформації та її переробки за допомогою чуттєвого уяви ученого247.

Істотні зміни в картині світу в сучасній науці дивним чином резонують з змінами, що відбуваються в організації нашого знання про них, в культурі письма. Ж. Дерріда, як відомо, розробив концепцію двох типів письма - лінійного та нелінійного. Для лінійного, тобто витягнутого в рядок листи, втіленого в книжковій культурі, характерно ієрархічну будову, послідовність смислонесущій елементів тексту, яке орієнтує на сприйняття його змісту як єдиного організованого цілого, відсікаючи, не допускаючи до тексту всі відгалуження думки, всі можливі траєкторії її руху, які не вписуються в цю організованість. При цьому, «основна функція лінійного письма розумілася і розуміється як уявлення, репрезентація вже існуючого сенсу. Водночас мова йде про подання сенсу як єдиного, повністю закінченого цілого »248.

Ідея нелінійного тексту, швидкість, гнучкість, реактивність і глибина нового мислення знаходять собі адекватну «гарматну» опору в розвиненому інструментарії екранної культури. На наших очах формується новий тип культури, заснованої на так званої «екранної мови», тобто на тимчасовому потоці екранних зображень на моніторі комп'ютера, який вільно вміщає в себе поведінку і усну мову персонажів, анімаційне моделювання, письмові тексти і багато іншого. Культура комп'ютерної сторінки дозволяє винести текст за рамки площинного зображення і створити об'ємне топологічний простір - гіпертекст. Характерна особливість його організації - можливість переходу від одного фрагмента тексту, носія певного сенсу, до безлічі інших смислових одиниць.

Рекомендована література: 1.

Башляр Г. Новий раціоналізм. - М., 1987. 2.

Бургін М.С., Кузнєцов В.І. Введення в сучасну точну методологію науки. - М., 1994. 3.

Новий органон / / Бекон Ф. Соч.: У 2т. - М., 1978. - Т.2. 4.

Віртуальні реальності. - М., 1998. 5.

Гайденко П.П. Проблема раціональності на кінець XX століття / / Питання філософії. - 1991. - № 6. 6.

Клайн М. Математика. Пошук істини. - М., 1988. 7.

Клайн М. Математика. Втрата визначеності. - М. 1984. 8.

Методологічна свідомість в сучасній науці. - К., 1989. 9.

Микешина Л.А., опеньки М.Б. Нові образи пізнання і реальності. - М., 1997. 10.

Моїсеєв Н.Н. Сучасний раціоналізм. - М., 1995. 11.

Нагель Е., Ньюмен Д. Теорема Геделя. - М., 1970. 12.

Наукова картина світу. Логіко-гносеологічні аспекти. - К., 1983. 13.

Раціональність на роздоріжжі: У 2 кн., - М., 1999. 14.

Рузавин Г.І. Математизація наукового знання. - М; 1984. 15.

Рузавин Г.І. Філософські проблеми підстави математики. - М., 1983. 16.

Стьопін В.С. Теоретичне знання. - М., 2000. 17.

Філософія науки. Вип. 2. Гносеологічні та логіко-методологічні проблеми. - М., 1996. 18.

Філософські проблеми підстав математики. - М., 1983. 19.

Епістемологія і постнекласична наука. - М., 1998.

Контрольні питання: 1.

Що таке теоретичні об'єкти сучасної науки? Як вони співвідносяться з реальністю? 2.

Як трансформується в сучасній епістемології уявлення про об'єкт і суб'єкт пізнання? 3.

Охарактеризуйте зміни ідеалів і норм пізнання, характерних для некласичної і постнекласичної науки? 4.

Охарактеризуйте особливості формалізації науки. Чим обумовлені кордону формалізації наукових знань? У чому полягає філософський сенс теорем Геделя? 5.

Назвіть форми і методи математизації сучасної науки. 6.

Яку роль відіграють новітні інформаційні технології в сучасній науці?

3 ^

Інформація, релевантна "Роль новітніх інформаційних технологій в сучасній науці. Особливості комп'ютеризації наукового пізнання"

1. Література
   інформаційних технологій / / Інформаційні технології. - 1996. - № 2. - С. 10-13. Інформатика: Учеб. посібник для студ. пед. вузів / А.В. Могильов, Н.І. Пак, Є.К. Хеннер / Под ред. Є.К. Хеннер. - М.: Академія, 1999. - 816 с. ЛапчікМ.П. Інформатика та інформаційні технології в системі загальної та професійної освіти: Монографія. - Омськ: Изд-во ОмГПУ, 1999. - 294 с. Машбиц Є.І.
   
2. Теми для рефератів 1.
     інформаційно-освітньому просторі. 3. Педагогічна технологія кооперативного
   
3. Федяінова Н.В.. Використання інформаційних технологій в учебномпроцессе початкової школи: Навчальний метод, посібник. - Омськ: Омськ, держ. ун-т, 2004. - 71 с., 2004
     інформаційних технологій у сфері освіти в цілому і в навчальному процесі початкової школи зокрема. У роботі наведені приклади використання програмного пакета MS Office для розробки ме-методичних та дидактичних матеріалів, представлені етапи створення навчальних програм з елементами самоконтролю в PowerPoint. Посібник призначений для вчителів початкової школи і може бути використано при
   
4. 6.10. Інформатизація освіти
     роль інформаційних процесів, підвищується потреба в інформації і в засобах для її виробництва, обробки, зберігання та використання. Інформація стає наукової І 186 філософською категорією нарівні з такими категоріями, як час, енергія, матерія ... Зростання потреби в інформації і збільшення потоків інформації в людській діяльності зумовлює появу нових інформаційних
   
5. РЕЗЮМЕ
     роль за його виконанням. Найбільш ефективною вважається система інформації, заснована на одночасному використанні обчислювальної техніки і засобів автоматизованої обробки текстової інформації. Автоматизовані системи швидкого пошуку та видачі інформації створюються для зберігання великої кількості різних документів і полегшення користування ними. Комплексна автоматизована обробка
   
6. Конвергентних ФІЛОСОФІЯ СИНЕРГЕТИКИ І ІНФОРМАЦІЙНОГО детермінізму. ТЕЗИ про марксизм
     роль цієї філософії у формулюванні та розробці проблем інформаційного детермінізму, так і авторські пріоритети в їх постановці та обговоренні. Автор претендує і на пріоритет у постановці та обговоренні проблем інформаційного детермінізму в їх співвідношенні з формаційним детермінізмом марксизму. Конвергентна філософія та інформаційний детермінізм розглядаються як парадигми нового напряму в
   
7. Комп'ютерні технології
     роль засвоєння навчального матеріалу, що забезпечує педагогу, керівнику розвантаження від рутинної роботи та чинить контроль систематичним, а оцінку об'єктивною. Створюються спеціальні класи автоматизованого контролю. Комплексна реалізація шляхів застосування комп'ютерної техніки дозволяє очікувати в найближчі десятиліття радикальних змін в організації та процесах утворення. Потрібно
   
8. 1.1. Поняття ІТ і їх класифікація
     роль і несуть основне навантаження при отриманні продукту. Отже, освоєння технології пов'язано, з одного боку, з вивченням засобів, а з іншого - з оволодінням цілеспрямованою діяльністю з даними засобами. Причому знання можливостей використовуваних засобів дозволяє оптимізувати діяльність в рамках технології. Метою ІТ є виробництво інформації для її аналізу людиною і
   
9. Роль інформатики в системі засобів формування особистості
     роль-підготовка молодого покоління, готового активно жити і діяти в сучасному інформаційному суспільстві, насиченому засобами зберігання, переробки і передачі інформації на базі новітніх інформаційних технологій. Традиційно основним критерієм результативності освіти є знання. Але сьогодні важливо, "який" людина володіє цими знаннями, які його ціннісні орієнтири. Вміючи
   
10. Педагогіка вищої школи як галузь педагогічної науки
      роль при визначенні змісту вищої освіти, що знаходить відображення у державних стандартах вищої освіти, у навчальних планах і програмах, а також у формуванні змістовної моделі підготовки фахівця. Вона покликана забезпечувати реалізацію в навчальному процесі вузів основних принципів вищої освіти: фундаментальність, спеціалізацію, безперервність навчання, високий
    
11. Інформаційне суспільство: ідея чи реальність.
      інформаційного суспільства, ставить питання: чи можна говорити про "інформаційному суспільстві", як про якийсь принципово новому типі суспільства чи це просто зручне позначення для сучасного рівня, досягнутого найбільш розвиненими країнами. Поняття інформаційного суспільства до такої міри широко вживається, що "цілком простимо думка, ніби воно вже стало життєвою реальністю, по крайней
    
12. Технології виховання
      технології виховання завжди були і залишаються одними з центральних. Склалися традиційні системи поглядів щодо методів виховання, їх технологічним особливостям, з різних видів виховання різних вікових та професійних категорій людей. В даний час широкого поширення набули особистісно-орієнтовані технології. У центрі уваги їх - унікальна цілісна особистість, яка
    
13. Метричний напрямок математизації
      роль в науці. У XX в. в науці все більше поширення отримують ймовірносно-статистичні методи дослідження. Це обумовлено тим, що наука перейшла до дослідження процесів масового характеру. Виявилося, що цілий ряд випадкових подій має стійкою частотою. Така закономірність була виявлена спочатку при демографічних спостереженнях, а надалі підтверджена при вивченні
    
14. 2.3.3. Порядок виведення на друк результатів виконання контрольних, лабораторних робіт, курсових і дипломних проектів
      рольним роботам, встановлені навчальним планом; 2) програма розрахунку на вимогу викладача; 3) титульні листи, завдання на дипломний і курсовий проект; 4) креслення по курсових і дипломних проектах за підписом керівників у заявці на замовлення, за умови повної готовності проекту; 5) магістерські дисертації не більше 80 ^ 100 сторінок машинописного тексту формату А4 в одному
    
15. 7. ФОРМИ ОРГАНІЗАЦІЇ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
      технології. Розбираються особливості способів навчання: індивідуального, індивідуально-групового, колективного. Дається характеристика класно-урочні форм: традиційного уроку, Бел-ланкастерской, Батавской і маннгеймській систем. Розглядаються основні форми навчальної діяльності учнів, основну увагу приділено типам уроків і позаурочних формам. Наводяться правила виконання домашніх
    
16. Запитання і завдання для самоперевірки, вправ та роздумів
      роль цілі в системі педагогічної роботи. 3. Поясніть, як освіта, виховання, навчання і розвиток впливають один на одного. 4. Які сутність і структура педагогічного процесу? 5. Назвіть одну з закономірностей педагогічного процесу і дайте пояснення її природі, впливу на процес і способу її обліку педагогом, керівником. 6. У чому полягає специфіка