Гносеологический аспект научного познания. Понятийная структура Гносеологический аспект примеры

Гносеология - это раздел философии, связанный с теорией познания, или теорией отражения действительности в сознании человека.

Инженерия знаний как наука, если можно так выразиться, дважды гносеологична - действительность (О) сначала отражается в сознании эксперта (М1), а затем деятельность и опыт эксперта интерпретируются сознанием инженера по знаниям (M2), что служит уже основой для построения третьей интерпретации (Pz) - поля знаний экспертной системы (Рис.17.8). Процесс познания в сущности направлен на создание внутреннего представления окружающего мира в сознании человека.

Рис. 17.8. Гносеологический аспект извлечения знаний

В процессе извлечения знаний аналитика в основном интересует компонент знания, связанный с неканоническими индивидуальными знаниями экспертов, поскольку предметные области именно с таким типом знаний считаются наиболее восприимчивыми к внедрению экспертных систем. Эти области обычно называют эмпирическими, так как в них накоплен большой объем отдельных эмпирических фактов и наблюдений, в то время как их теоретическое обобщение - вопрос будущего.

Познание всегда связано с созданием новых понятий и теории. Интересно, что часто эксперт как бы "на ходу" порождает новые знания, прямо в контексте беседы с аналитиком. Такая генерация знаний может быть полезна и самому эксперту, который до того момента мог не осознавать ряд соотношений и закономерностей предметной области. Аналитику, который является "повитухой" при рождении нового знания, может помочь тут и инструментарий системной методологии, позволяющий использовать известные принципы логики научных исследований, понятийной иерархии науки. Эта методология заставляет его за частным увидеть общее, т.е. строить цепочки:

ФАКТ═ - >═ ОБОБЩЕННЫЙ ФАКТ═ - > ЭМПИРИЧЕСКИЙ ЗАКОН═ - > ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ЗАКОН.

Не всегда инженер по знаниям дойдет до последнего звена этой цепочки, но уже само стремление к движению бывает чрезвычайно плодотворным. Такой подход полностью согласуется со структурой самого знания, которое имеет два уровня:

 эмпирический (наблюдения, явления);  теоретический (законы, абстракции, обобщения).

Критерии научного знания

Теория - это не только стройная система обобщения научного знания, это также некоторый способ производства новых знаний. Основными методологическими критериями научности, позволяющими считать научным и само новое знание, и способ его получения являются :

 внутренняя согласованность и непротиворечивость;  системность;  объективность;  историзм.

Внутренняя согласованность. Этот критерий в эмпирических областях на первый взгляд просто не работает: в них факты часто не согласуются друг с другом, определения противоречивы, диффузны и.т.д. Аналитику, знающему особенности эмпирического знания, его модальность, противоречивость и неполноту, приходится сглаживать эти "шероховатости" эмпирики.

Модальность знания означает возможность его существования в различных категориях, т.е. в конструкциях существования и долженствования. Таким образом, часть закономерностей возможна, другая обязательна и.т.д. Кроме того, приходится различать такие оттенки модальности, как: эксперт знает, что...; эксперт думает, что...; эксперт хочет, чтобы...; эксперт считает, что...

Возможная противоречивость эмпирического знания - естественное следствие из основных законов диалектики, и противоречия эти невсегда должны разрешаться в поле знаний, а напротив, именно противоречия служат чаще всего отправной точкой в рассуждениях экспертов.

Неполнота знания связана с невозможностью полного описания предметной области. Задача аналитика эту неполноту ограничить определенными рамками "полноты", т.е. сузить границы предметной области, либо ввести ряд ограничений и допущений, упрощающих проблему.

Системность. Системно-структурный подход к познанию (восходящий еще к Гегелю) ориентирует аналитика на рассмотрение любой предметной области с позиций закономерностей системного целого и взаимодействия составляющих его частей. Современный структурализм исходит из многоуровневой иерархической организации любого объекта, т.е. все процессы и явления можно рассматривать как множество более мелких подмножеств (признаков, деталей) и, наоборот, любые объекты можно (и нужно) рассматривать как элементы более высоких классов обобщений.═

Объективность. Процесс познания глубоко субъективен, т.е. он существенно зависит oт особенностей самого познающего субъекта. Субъективность начинается уже с описания фактов и увеличивается по мере углубления идеализации объектов.

Следовательно, более корректно говорить о глубине понимания, чем об объективности знания. Понимание - это сотворчество, процесс истолкования объекта с точки зрения субъекта. Это сложный и неоднозначный процесс, совершающийся в глубинах человеческого сознания и требующий мобилизации всех интеллектуальных и эмоциональных способностей человека. Все свои усилия аналитик должен сосредоточить на понимании проблемы. В психологии подтверждается факт, что люди, быстро и успешно решающие интеллектуальные задачи, большую часть времени тратят на понимание ее, в то время как быстро приступающие к поискам решения, чаще всего не могут его найти.

Историзм. Этот критерий связан с развитием. Познание настоящегоесть познание породившего его прошлого. И хотя большинство экспертных систем дают "горизонтальный" срез знаний - без учета времени (в статике), инженер по знаниям должен всегда рассматривать процессы с учетом временных изменений - как связь с прошлым, так и связь с будущим. Например, структура поля знаний и база знаний должны допускать подстройку и коррекцию, как в период разработки, так и во время эксплуатации экспертной системы.

Структура познания

Рассмотрев основные критерии научности познания, попытаемся теперь описать его структуру. Методологическая структура познания может быть представлена как последовательность этапов (рис. 17.9) , которые рассмотрим с позиций инженера по знаниям.

Описание и обобщение фактов. Это как бы "сухой остаток" бесед аналитика с экспертом. Тщательность и полнота ведения протоколов во время процесса извлечения и пунктуальная "домашняя работа" над ними - вот залог продуктивного первого этапа познания.

На практике оказывается трудным придерживаться принципов объективности и системности, описанных выше. Чаще всего на этом этапе факты просто собирают и как бы бросают в "общий мешок"; опытный инженер по знаниям часто сразу пытается найти "полочку" или "ящичек" для каждого факта, тем самым подспудно готовясь к этапу концептуализации.═

Рис. 17.9. Структура познания

Установление связей и закономерностей. В голове эксперта связи установлены, хотя часто и неявно; задача инженера - выявить каркас умозаключений эксперта. Реконструируя рассуждения эксперта, инженер по знаниям может опираться на две наиболее популярные теории мышления - логическую и ассоциативную. При этом, если логическая теория благодаря горячим поклонникам в лице математиков широко цитируется и всячески эксплуатируется в работах по искусственному интеллекту, то вторая, ассоциативная, менее известна и популярна, хотя имеет также древние корни. Красота и стройность логической теории не должны заслонять печального факта, что человек редко мыслит в категориях математической логики .

Ассоциативная теория представляет мышление как цепочку идей, связанных общими понятиями. Основными операциями такого мышления являются ассоциации, приобретенные на основе различных связей; припоминание прошлого опыта; пробы и ошибки со случайными успехами; привычные ("автоматические") реакции и пр.

Построение идеализированной модели. Для построения модели, отражающей представление субъекта о предметной области, необходим специализированный язык, с помощью которого можно описывать и конструировать те идеализированные модели мира, которые возникают в процессе мышления. Язык этот создается постепенно с помощью категориального аппарата, принятого в соответствующей предметной области, а также формально-знаковых средств математики и логики. Для эмпирических, предметных областей такой язык пока не разработан, и поле знаний, которое полуформализованным способом опишет аналитик, может быть первым шагом к созданию такого языка.

Объяснение и предсказание моделей. Этот завершающий этап структуры познания является одновременно и частичным критерием истинности полученного знания. Если выявленная система знаний эксперта полна и объективна, то на ее основании можно делать прогнозы и объяснять любые явления из данной предметной области. Обычно базы знаний экспертных систем страдают фрагментарностью и модульностью (несвязанностью) компонентов. Все это не позволяет создавать действительно интеллектуальные системы, которые, равняясь на человека, могли бы предсказывать новые закономерности и объяснять случаи, не указанные в явном виде в базе. Исключением тут являются системы формирования знаний, которые ориентированы на генерацию новых знаний и "предсказание".

В заключение перечислим наиболее часто встречающиеся неудачи, связанные с гносеологическими проблемами инженерии знаний (частично из ):

 обрывочность, фрагментарность знаний (из-за нарушений принципа системности или ошибок в выборе фокуса внимания);  противоречивость знаний (из-за естественной противоречивости природы и общества неполноты извлеченных знаний, некомпетентности эксперта);  ошибочная классификация (из-за неправильного определения числа классов или неточного описания класса);  ошибочный уровень обобщения (из-за чрезмерной детализации или обобщенности классов объектов).

Большинство специалистов по искусственному интеллекту и когнитивной психологии считают, что основная особенность естественного интеллекта и памяти в частности - это связанность всех понятий в некоторую сеть. Поэтому для разработки базы знаний нужен не словарь, а энциклопедия, в которой все термины объяснены в словарных статьях со ссылками на другие термины.

Таким образом, лингвистическая работа инженера по знаниям на данном слое проблем заключается в построении таких связанных фрагментов с помощью "сшивания" терминов. При тщательной работе аналитика и эксперта в понятийных структурах начинает проглядывать иерархия понятий, что в общем согласуется с результатами когнитивной психологии.

Иерархия понятий - это глобальная схема, которая может быть в основе концептуального анализа структуры знаний любой предметной области.

Следует подчеркнуть, что работа по составлению словаря и понятийной структуры требует лингвистического "чутья", легкости манипулирования терминами и богатого словарного запаса инженера по знаниям, так как зачастую аналитик вынужден самостоятельно разрабатывать словарь признаков Чем богаче и выразительнее общий код, тем полнее база знаний.

Аналитик вынужден все время помнить о трудности передачи образов и представлений в вербальной форме. Часто инженеру по знаниям приходится подсказывать слова и выражения эксперту.

Словарь пользователя

Лингвистические результаты, соотнесенные со слоями общего кода и понятийной структуры, направлены на создание адекватной базы знаний. Однако не следует забывать, что профессиональный уровень конечного пользователя может не позволить ему применить специальный язык предметной области в полном объеме. Для разработки пользовательского интерфейса необходима дополнительная доработка словаря общего кода с поправкой на доступность и "прозрачность" системы.

В заключение перечислим характерные лингвистические неудачи, подстерегающие начинающего инженера по знаниям:

∙ разговор на разных языках (из-за слабой подготовки инженера по знаниям);

∙ несоотнесение с контекстом и неадекватная интерпретация терминов (из-за отсутствия обратной связи, т.е. слишком независимой работы инженера по знаниям);

∙ отсутствие отличий между общим кодом и языком пользователя (не учтены различия в уровне знаний эксперта и пользователя).

Гносеологический аспект Суть гносеологического аспекта

Рис. 17.8. Гносеологический аспект извлечения знаний

ФАКТ═ - >═ ОБОБЩЕННЫЙ ФАКТ═ - > ЭМПИРИЧЕСКИЙ ЗАКОН═ - > ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ЗАКОН.

 эмпирический (наблюдения, явления);

 теоретический (законы, абстракции, обобщения).

Гносеологический аспект извлечения знаний объединяет методологические проблемы получения нового научного знания, поскольку при создании БЗ эксперт часто впервые формулирует некоторые закономерности, до того момента составлявшие его личный опыт. Гносеология это раздел философии, связанный с теорией познания, или теорией отражения действительности в сознании человека.

Инженерия знаний как наука, если можно так выразиться, дважды гносеологична - сначала действительность (О) отражается в сознании эксперта (М 1), а затем деятельность и опыт эксперта интерпретируются сознанием инженера по знаниям (М 2), что служит уже основой для построения третьей интерпретации (P z) - поля знаний экспертной системы (см. рис. 2.4). Процесс познания, в сущности, направлен на создание внутренней репрезентации окружающего мира в сознании человека.

Если описать процессы интерпретации I 2 и I 3 в терминологии, введенной в гл. 1, то мы имеем дело с превращением экспертного знания и теоретического (книжного) опыта Z 1 в поле знаний Z 2 , которое есть материализация модели мира M2 инженера по знаниям.

В процессе извлечения знаний аналитика в основном интересует компонент Z 1 , связанный с неканоническими индивидуальными знаниями экспертов, поскольку предметные области, требующие именно такого типа знаний, считаются наиболее восприимчивыми к внедрению экспертных систем. Эти области обычно называют эмпирическими, т. к. в них накоплен большой объем отдельных эмпирических фактов и наблюдений, в то время как их теоретическое обобщение - вопрос будущего.

Если считать, что инженер по знаниям извлекает только фрагмент Z 1 ’, т. е. часть из системы знаний эксперта Z 1 , то его задача, во-первых, стараться, чтобы структура Z 1 ’ соответствовала Z 1 и, во-вторых, чтобы Z 1 ’ как можно более полно отражал Z 1 .

Познание часто сопровождается созданием новых понятий и теорий. Иногда эксперт порождает новые знания прямо в ходе беседы с аналитиком. Такая генерация знаний полезна и самому эксперту, который до того момента мог не осознавать ряд соотношений и закономерностей предметной области. Аналитику может помочь тут и инструментарий системной методологии, позволяющий использовать известные принципы логики научных исследований, понятийной иерархии науки. Эта методология заставляет его за частным всегда стремиться увидеть общее, т. е. строить цепочки:

факт -> обобщенный факт -> эмпирический закон -> теоретический закон.

Не всегда удается дойти до последнего звена этой цепочки, но уже само стремление к продвижению бывает чрезвычайно плодотворным. Такой подход полностью согласуется со структурой самого знания, которое имеет два уровня:

Ø эмпирический (наблюдения, явления);

Ø теоретический (законы, абстракции, обобщения).

Основными методологическими критериями стройности выявленной системы знаний можно считать [Коршунов, Манталов, 1988]:

Ø внутреннюю согласованность;

Ø системность;

Ø объективность;

В гносеологическом аспекте научное познание представляет собой познавательную деятельность субъекта. Диалектико-материалистическое содержание этой деятельности раскрывается в процесс отражения и преобразования объекта субъектом, а также во взаимосвязи отмеченных процессов.

ОТРАЖЕНИЕ

Непосредственное отражение

Основой непосредственного отражения является объективная связь субъекта с материальными объектами. Такое отражение имеет место в процессе «живого созерцания», предметно-чувственного преобразования объекта познания в опыте, в эксперименте и т.п. Результатом непосредственного отражения является фактическое знание, имеющее, как правило, конкретно-чувственный характер.

Значимость непосредственности фактического знания, как отмечалось, абсолютизировалась в созерцательной философии эмпиризма. Конспектируя работу Дицгена «Экскурсы социалиста в область теории познания», Ленин замечает: «да, материалисты до сих пор не потрудились учесть субъективный элемент нашего познания и принимали без критики чувственные объекты за чистую монету. Эта ошибка должна быть исправлена» .

Попытка эмпиризма установить объективный базис науки на основе «чистых» чувственных данных зиждилась на формальном понимании непосредственности субъект-объектной связи в научном познании. И поскольку «чистой» чувственности в познании нет и не может быть, то эмпиризм вынужден был эволюционировать к субъективному идеализму. В рамках субъективного идеализма возможно непосредственное восприятие, но уже не объекта внешней действительности, а объекта чувственного опыта, содержание которого всецело определено субъектом. В таком случае непосредственное отражение оборачивается своей противоположностью - абсолютным опосредованием.

В диалектико-материалистической теории познания отмеченные крайности снимаются. Субъект отражает объекты реальной действительности. Но он отражает их сквозь призму накопленных обществом знаний, навыков, сквозь призму индивидуального опыта. Даже к совершенно новому, впервые воспринимаемому явлению субъект относится с той позиции, которую предопределяет усвоенная им общественная культура. Поэтому в ткань непосредственного восприятия субъекта всегда вплетается предшествующий опыт, рационально закрепленный в сознании в чувственно-образной и понятийной формах.

Чем глубже постигаются разумом вещи, явления, процессы, тем тоньше становится способность их восприятия человеком, и чувства, по меткому замечанию Маркса, в своей практике становятся теоретиками. Только благодаря предшествующему рациональному осознанию объекта возможно его непосредственное восприятие. Субъект непосредственно

отражает то, что ему уже рационально известно. Непосредственно воспринимается не только осознанная, и в силу этого знакомая нам, чувственная данность, но и сложнейшие явления природы, социальные процессы, логика мышления и точки зрения ученых и т.п. воспринимаются специалистами непосредственно. Однако то, что в настоящий момент представляется сознанию непосредственным, может осознаваться таковым вследствие предшествующего рационального осознания.

Таким образом, непосредственное отражение есть результат опосредования и в чистом виде невозможно. Вместе с тем, в конкретном акте познания, благодаря тому, что какая-то часть изучаемой данности объекта соответствует уже имеющимся знаниям. Она (данность) может отражаться субъектом как таковая, то есть непосредственно. Отсюда, - объективный, фактический характер непосредственного отражения. Факт констатирует знание о реальной характеристике реального объекта и в этой связи справедливо рассматривается в качестве объективной основы научнопознавательного процесса. Объективность фактического знания обусловлена его непосредственностью, а потому существенно зависит от его точности, ясности, полноты. Фактическое знание должно содержать возможность объективной проверки, и процесс такой проверки должен обязательно подтверждаться. Следует иметь в виду, что степень объективности фактического знания определяется также уровнем развития науки, опытом и знаниями ученого. В фактическом знании может иметь место действительно объективное, но отраженное случайным, внешним образом. Такое знание представляет собой, как правило, слабо упорядоченный значительный набор фактов, каждый из которых фиксирует в объекте единичное, являющееся. Попытка опереться на такое «объективное» знание в научном познании порождает лишь чистую субъективность. В то же время, сознательно используя роль опосредования в непосредственном отражении, субъект может выделить типичные факты, факты, в которых наиболее полно проявляется сущностное содержание отражаемого объекта. Процесс сбора таких фактов сопровождается их логическим упорядочиванием и систематизацией, что позволяет все более целенаправленно вести и сам сбор фактов. При этом достигается существенная минимизация и уплотнение фактического знания, что делает возможным более полное и тем самым более объективное отражение познаваемого объекта.

Итак, не простая непосредственная фиксация, а сознательно опосредованное, и в этом смысле субъективное, отражение позволяет развить непосредственное фактическое знание и тем самым придать ему действительно объективное значение. Фактическое знание представляет собой субъективный образ объективного мира. И степень объективности этого образа, а, следовательно, и результативность отражения существенно определяются опосредствующим влиянием субъекта. Наиболее эффективно это влияние в том случае, если фактическое, эмпирическое содержание воспринимается сквозь призму сущностного видения объекта. Такое видение в силу своей развитости носит абстрактнотеоретический характер, и в научном познании проявляется в форме догадки, идеи, гипотезы...

С позиции асбстрактно-теоретического знания эмпирическое предстает развитым фактическим знанием и служит средством его иллюстрации, объяснения, конкретизации. В этой иллюстративно-объяснительной роли фактическое знание является результатом научного познания. Вместе с тем, в процессе конкретизации абстрактно-теоретического знания неизбежно выявляется и такое эмпирическое содержание объекта, которое не может быть полностью или частично объяснено с позиции имеющегося абстрактно-теоретического знания, что приводит к развитию последнего. Такое развитие невозможно в пределах непосредственного отражения. Оно связано с выходом за пределы «живого созерцания», за пределы непосредственной связи. Осуществляется же оно в процесс абстрактного мышления и в научном познании представляет собой процесс опосредованного отражения.

Ленин В.И. ПСС, т. 23, с. 451.