Предисловие

В современный период ускоряющегося научно-технического прогресса, перестройки, интенсивных поисков путей к прочному миру, обострения проблем безопасности сложных энергетических, транспортных и технологических систем, угрозы экологической катастрофы будущее человечества, самое его выживание прямо зависит от роста его интеллектуальных возможностей. Чернобыльская катастрофа, другие аварии в промышленности и иа транспорте подтвердили остроту проблемы надежности чел о века-оператора как центрального звена в системе управления, выявили неуклонно возрастающую сложность и ответственность интеллектуальных задач в ходе научных исследований, проектирования, освоения и эксплуатации новой техники. Все весомее становится доля таких задач, которые непосильны одному человеку. К их "решению должны привлекаться коллективы разных специалистов, действующие как единый, «гибридный» интеллект-Необходим переход от упования иа счастливый случай и индивидуальные творческие способности отдельных выдающихся личностей к планомерному созданию мощных" гибридных интеллектуальных систем. Важно при этом ассимилировать опыт~сов-"местиого прогнозирования дииамнки среды в ходе биологической эволюции животными разных видов, успешных коллективных решений и действий на протяжении исторического развития демократии, усилить этот опыт, используя потенциал современной быстропрогрессирующей адаптивной информационно-вычислительной техники.

Теперь уже невозможно решать крупные производственные, технические и технологические проблемы изолированно, в отрыве от социальных, экологических, гуманитарных. Каждое решение, способное привести к региональным или глобальным последствиям, должно быть всесторонне извещенным, обоснованным, общепризнанным н общепринятым. Для этого необходимо выработать и внедрить принципиально новые формы интеллектуальной деятельности в проектировании, управлении, иауке, технике. Одни за другим сдают свои позиции, оказываясь бессильными перед лицом задач невиданной сложности, казавшиеся панацеей от всех проблем методы активизации индивидуального и грум нового мышления и творчества, такие, как мозговой штурм, сипектика, многие подобные им (см., например [33]). Назрел переход от эмпирических находок к фундаментальной и прикладной теории.

Теория гибридных интеллектуальных систем, включая естественные (биологические и социальные), искусственные (технические) и комбинированные (человеко-машинные, социотехнические), может быть построена на основе законов, общих, для всех индов систем.

В качестве таковых предлагается ряд законов взаимной адаптации и трансформации систем. Понятие и процессы взаимной адаптации оказались весьма плодотворными — они применимы и к описанию процессов формирования и функционирования физических объектов, и к анализу генезиса биологических обьек-тов и систем (индивидов, популяций, биоценозов, биосферы), и к развитию индивида, и к взаимному приспособлению людей в социальных единицах (семьях, бригадах, творческих коллективах, в обществе в целом).

Проходивший в августе 1988 г. в г. Сиднее (Австралия) X Конгресс Международной эргономической ассоциации в еще большей степени, чем многие предыдущие, подчеркнул важность учета психологических и эргономических факторов при разработке прикладных проблем информатики, робототехники, автоматизации производства. В отсутствие такого учета широкое распространение получают многие виды профессиональных заболеваний среди пользователей ЭВМ, операторов ЛСУ, резко снижается эффективность и безопасность систем, люди утрачивают интерес и доверие к компьютеризации труда и обучения, к взаимодействию с новой техникой. Возникла проблема создания принципиально новых типов моделей взаимодействия человека с машиной и средой [3].

Введенное выше понятие взаимная адаптация существенно отличается от понятий адаптация, взаимодействие, взаимовлияние, взаимосвязь, взаимодействие и других, применяемых в физике, общей теории систем,  психологии, физиологии.

Взаимная адаптация акцентирует внимание на изменениях, которые претерпевают объекты, становясь компонентами системы, на закономерностях этих изменений в ходе становления, развития, существования, трансформаций структур системы.

Взаимная адаптация человека и природы, людей в обществе изначально отвергает, как пагубные, любые эгоистические, императивные тенденции, ведущие к накоплению непримиримых противоречий, к экологическим и социальным катастрофам.

Взаимная адаптация человека и техники направлена иа мак-симальное раскрытие индивидуальных способностей, компенсациюпсихофизиологических недостатков, учет интересов и устремле-ний личности. Вместе с тем это путь к наиболее полному ис-пользованию возможностей техвики, заложенных в ней знаний,умений, находок и открытий предшественников. Взаимная адап-тация человека и компьютера — это путь к наибольшим успехамя свободе в образовании и творчестве.  .     . ч, ,,.

Таким образом, понятие н теория взаимной адаптации непосредственно связаны с, гуманизацией техники и высшего, особенно инженерного, образования.

Вместе с тем понятие и процессы взаимной адаптации характерны для всех видов объектов и систем — естественных, искусственных и смешанных. Следовательно, теория взаимной адаптации способна охватить существенные свойства всех систем. К таковым относятся прежде всего свойства развития. Наличие единой закономерности процессов взаимной адаптации для некоторой совокупности объектов позволяет объединять их в систему. Если s системе возможно действие разных закономерностей процессов взаимной адаптации, т. е. возможеь ряд разных структур, то такая система может считаться сложной. Развитие систем, в том числе обучение индивида традиционно рассматривалось в пределах одной совершенствующейся структуры н потому описывалось монотонными, экспоненциальными кривыми. В психологии эта традиция просуществовала почти сто лет — со времени обучающих экспериментов Г. Эббингауза (1885 г.). Такой взгляд потом получил распространение в прикладной математике, математической психологии, теории прогнозирования и ьо мвогих других областях науки и техники. Причиной этого послужило и то, что в XIX в обучение считалось самой общей формой развития прогресса: биологическая эволюция нередко называлась обучением природы, технический прогресс — обучением промышленности и т. д.

С точки зрения интеллектуальных задач прогнозирования, в любой области принципиальным ивляется переход от одпострук-туриых, монотонных моделей развития, обучения, динамики систем к полиструктуриым, трансформационным моделям, описывающим развитие, обучение, научно-технический и социальный прогресс, динамику любых сложных систем как волнообразный процесс с неоднозначным соотношением высот предыдущих н последующих максимумоп и обязательным спадом между ними. К такому выводу приводит закон трансформаций, а также следствия из него, многочисленные экспериментальные данные о процессах обучения операторов, о динамике структур разнообразных физических объектов н процессов.

Трансформационная теория обучения и динамики систем может служить основой управления процессами порождения новых структур и нового порядка без разрушения предыдущей структуры до состояния хаоса (как утверждает И. Пригожий), с максимальным использованием (при строго дозированной ее декомпозиции и дивергенции) общих для структур блоков, модулей, элементов. Важное значение для научного понимания этих проблем имеют работы академика С. В. Емельянова в области систем автоматического управления  с  переменными структурами.

Проблема совершенствования (конвергенции, эволюции) и трансформации структур н стратегии (навыков, методов, приемов) деятельности человека чрезвычайно важна для интенсификации процессов обучения, образования, особенно в условиях компьютеризации. Но не менее важна трансформационная теории для проблем безопасности управления транспортными, энергетическими, технологическими объектами. Трансформация структуры и стратегии деятельности оператора должна происходить согласованно с трансформацией структуры и процессов функционирования объекта. Для психологии и эргономики проблема динамики структуры деятельности человека-оператора при возникновении аварийных ситуаций является новой. Однако успех разработки проблем безопасности систем требует взаимосвязанного анализа структурной динамики, трансформаций машины, среды, информационно-вычислительных средств и человека.

Для этих целей необходимо было разработать принципиально новый тип моделей и номограмм процессов взаимной адаптации компонентов систем человек—машина—среда. Такие модели и номограммы отображают взаимосвязи трансформаций и эволюции структур всех этих объектов и позволяют формулировать конкретные принципы обучения человека-оператора, адаптации к нему информационных средств в зависимости от динамики структур управляемого объекта, в том числе при переходе от нормальных к аварийным режимам и обратно в целях обеспечения безопасности, надежности и эффективности системы по заданным критериям и отбираемым ведущим факторам.

Среди факторов особого внимания заслуживают психологические факторы сложности интеллектуальной деятельности человека, непосредственно зависящие от методов и уровня подготовки специалистов, их информационно-вычислительного обеспечения, структуры и процессов интеллектуального взаимодействия в системах гибридного интеллекта.

Термин гибридный интеллект был впервые введен автором в 1975 г. в докладе иа конференции по семантическим вопросам искусственного интеллекта, а основы теории систем гибридного интеллекта изложены в сборнике по инженерной психологии в 1977 г. В пору бурного увлечения автоматизированными (понимавшимися часто как автоматические) системами управления и радужных надежд на то, что вскоре «искусственный интеллект» сделает ненужным участие людей в оперативном управлении атомными и тепловыми электростанциями, самолетами, теплоходами, в проектировании новой техники, даже в сочинении музыки (некоторые были уже готовые восхищаться музыкальными «творениями» ЭВМ), возникла потребность выдвинуть контрпроблему, коитрпонятие, которое подчеркнуло бы непреходящее эволюциопно-историческое значение взаимодействия естественных интеллектов в природе, обществе, технике. Именно в этом смысле была предложена концепция гибридного интеллекта как антипод концепции искусственного интеллекта. При этом было подчеркнуто, что этн два типа интеллектуальных систем диалектически взаимосвязаны н переходят один в другой. Современные тенденции в исследованиях систем искусственного интеллекта подтверждают правомерность такого единства. Академик И. В. Праигишвили указал на особое значение создания экспертных систем па базе компьютерных информационных сетей связи.

Следует оговориться, что в данной книге внимание сконцентрировано на психологических и эргономических проблемах информационного обеспечения компьютеризованных адаптивных коллективных систем гибридного интеллекта. Проблемы программно-математического обеспечения интеллектуальных систем в проектировании и научных исследованиях разрабатываются школой академика Л. А. Самарского.

Гибридный интеллект автор рассматривает как понятие, далеко выходящее за рамки человеко-машинных систем. Оно вобрало в себя глубочайшие илен В, И. Вернадского о ноосфере, Ч. Дарвина и А. Н. Северцова о значении интеллекта н психики в биологической энолюции, Д. К. Беляева о стрессе как факторе эволюции млекопитающих и человека. Достаточно вспомнить, что живые системы успешно сохранились и развились несмотря на колоссальные изменения условий их существования в течение многих миллионов лет. Придание такой же высокой живучести и лабильности человеко-машинным системам избавило бы человечество от многочисленных грозных катастроф. С естественными гибридными интеллектами, составляющими надежные прогнозы и позволяющими экологическим системам заблаговременно готовиться к различным изменениям среды, не в силах соревноваться даже объединенные гидрометцентры многих стран.

Если говорить очень коротко, то главнейшие принципы гибридного интеллекта — это эеолюционность как соответствие глубинным интересам н структурам человека, животных, биосферы* демократичность как выражение равенства, общих интересов и ответственности, гибкого состава и гибкой иерархии, при которой каждый является лидером на тот период, когда он наиболее компетентен, полезен, дальновиден; взаимная адаптация всех участников и компонентов; трансформация стратегий как путь к творческому порождению новых стратегий (теорий, методов, прогнозов); интенсивность процессов коммуникации.

Постановка проблемы создания систем гибридного интеллекта особенно своевременна в связи с бурным развитием вычислительной техники и информатики. Вместе с тем она была бы невозможна без таких достижений отечественной психологической науки, как исследование способностей и профессионально важных качеств в трудах Б. М. Теплова, В. Д. Небыдицыиа, В. Д. Шад-рикова; соцнальио-пецхологических характеристик коллективов в трудах А. В. Петровского, Б. Ф. Порпшева, Г. М. Андреевой, Е. В. Шороховой; психологической теории отражения и деятельности в трудах Л. С. Выготского, А. Н. Леонтьева, А. Р. Лурня} физиологии высшей нервной деятельности в трудах

И. П. Павлова, II. К- Анохина, П. В. Симонова и многих других. Что касается инженерной психологии и эргономики, то анализу важнейших отечеств пшы* достижений в этих облисгях н книге уделено особое внимание.

Данная книга одновременно и инженерная, и психологическая. Автор попытался найтн язык и форму изложения, приемлемую для комбинированной аудитории. Он иадеегся, что инженерам она ие покажется слишком элементарной, а психологи не сочтут ее излишне формализованной. Он также надеется, что к те, и другие воспримут и будут широко пользоваться основной примененной здесь ые! одолел йен и|л.диавлением любой еи.-ук-туры физической, живой системы или деятельности человека через наборы П- или U -образных кривых, между которыми возможны переходы, трансформации. Но иногда, в результате излишней скорости изменения среды, сложности задач вместо трансформации в более эффективную структуру происходит срыв. Система десинхронизируется, дивергнрует и гибнег. Этим явлением объясняются многие аварии в человеко-машинных системах трудности  в общественной  и личной жизии.

Указанную методологию или, если хотите, философию системного анализа трудных, переходных процессов можно рекомендовать широко использовать в специальных исследованиях и при решении сугубо житейских вопросов для прогнозирования возможных вариантов событий. Для удобного расчета и наглядного представления динамики таких процессов предлагается использовать специальные номограммы, в которых отображается взаимосвязь между изменениями параметров среды, психофизикой (включая пороги восприятия и учет эмоционального состояния человека), психологией активности и стратегий деятельности, разверткой деятельности во времени, ее влиянием па дальнейшее изменение параметров среды. Далее вновь следует восприятие сигналов среды, активность человека и т. д. Необходимо обратить внимание инженеров на то, что подобные номограммы носят чрезвычайно общий, универсальный ларактер н moi ут широко примениться в самых разных областях, в том числе в теории автоматического управления для моделирования динамики процессов управления, исследования трансформаций структур, прогнозирования эффективности, устойчивости и безопасности систем и т. д.

Прогнозирование во всех случаих становится кесравпепио успешнее, если оно осуществляется коллективно разными специалистами и притом на базе применения мощной вычислительной техники с. ее богатейшими возможностями запоминать, подбирать, комбинировать, обрабатывать и отображать разнообразную информацию в ритме решения реальной задачи. Системы гибридного интеллекта могут быть полезны во всех областях развития человеческого общества, но решение сложнейшей проблемы их создания в свою очередь требует формироааиин гибридного интеллекта, по крайней мере, включающего в себя инженеров-специалистов

по информатике, психологов, эргономистов самых различных направлений и представителей многих других наук. В связи с этим возникает потребность в пограничной, общей, «гибридной» литературе, которая способствовала бы не только решению конкретных научных проблем, но н гуманитаризации техники, и инженерной конкретизации психологических знаний, ориентированных на социальный и научно-технический прогресс, в первую очередь, иа создание его интеллектуального обеспечения.

Создание теории н методов синтеза мощных социотехннчееких систем гибридного ингеллеша было признано 21-й национальной конференцией Общества человеческих факторов США (Сан-Франциско, 1977 г.) одной из важнейших проблем на ближайшие 30—40 лет.

Основные положения данной книги обсуждались на всесоюзных конференциях по инженерной психологии и эргономике (1964—1988 гг.), а также были представлены международной научной общественности в докладах: «Индивидуальная адаптация технических средств деятельности к человеку» (VI Копгресо Международной эргономической ассоциации (МЭА), 1976 г., США); «Трансформационная теория обучения» (Пвропейская конференция по математической психологии, 1983 г., Бельгия); «Законы взаимной адаптации и трансформационные модели развития» (анало! кчная конференция, 1984 г., Нидерланды); «Фундаментальные законы эргономики и психологии» (IX Конгресс МЭА, 1985 г., Великобритания), квадриграмма как «Новый тип моделей деятельности человека» (X Конгресс МЭА, 1988 г., Австралия).

Кроме того, доклады и лекции по проблемам гибридного интеллекта, законам взаимной ада игл! ни и трансформационной теории обучения прочитаны во многих университетах и научных центрах США. НРБ, ГДР, Японии, Франции, ФРГ, Бельгии, Нидерландов, Австралии. В Швеции интерес к трансформационной теории обучения, законам взаимной адаптации и к принципам гибридного интеллекта проявили не только университеты Стокгольма, Умео, Гётеборга, но и Государственная инспекция безопасности атомной энергетики. Действительно, достижения в области телеконференций, адаптивной информационной техники, экспертных систем, систем поддержки принятия решеякй позволяют уже теперь реалнзовывать системы гибридного интеллекта не только для решения научных проблем, проектирования сложнейших видов техники и сооружений, составления и оперативного согласования (без долгой бумажной циркуляции) народнохозяйственных планов, по и для экстренного решения аварийных задач на АЭС и других объектах с привлечением разработчиков, опытных операторов, централизованных банков данных. Идеи гибридного интеллекта поддержала пресса

В США объявлено, что, начиная с 1988 г., каждые два года будут проводиться конференции по гибридным интеллектуальным и а в томатизн ронянным системам, проблемы гибридного интеллекта обсуждались на ряде конференций в НРБ.

Кроме теории систем гибридного интеллекта в данной книге выдвигаются два других новых научных направления -- коадап-тика (исследование законов и процессов взаимной адаптации в самых различных системах, в том числе экологических, социальных, человеко-машинных) и трансформатика (исследование законов н процессов трансформации структур и стратегий различных систем).

Под руководством автора в 1975—1985 гг. учеными СССР, НРБ, ГДР, ПНР, ЧССР был разработан ряд тем, итоговый цикл трудов по которым под общим названием «Психологическая нау

ка — [фактике социалистических страна был удостоен Международной премии за выдающиеся совместные исследования в области общественных наук.

Важнейшим условием разработки проблем гибридного интеллекта является активное сотрудничество представителей общественных, естественных и технических наук.

Автор выражает особую благодарность акад. К. В. Фролову, проф. А. Я. Савельеву, чл.-кор. АПН СССР В. Д. Шадрнкову, д-ру техн. иаук А. Ф. Дьякову за постоянную помощь и поддержку исследований, результаты которых изложены в этой книге.

С теплотой и признательностью отмечаю неоценимую помощь, оказанную мне друзьями, коллегами, руководителями Центрального научно-исследовательского института комплексной автоматизации, Всесоюзного научно-исследовательского института технической эстетнкн, Института психологии АН СССР, Научно-исследовательского института проблем высшей школы.