Мировые информационные ресурсы Курс лекций А.В.Коротков, д.э.н., заведующий кафедрой Глобальных информационных процессов и ресурсов

(C) A.Korotkov2 МОДЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ ИНФОРМАЦИИ: ПОИСК НАУГАД

(C) A.Korotkov3

(C) A.Korotkov4 Слагаемые мировых информационных ресурсов Особым образом организованные информационные хранилища Инфрастуктура Терминалы доступа

(C) A.Korotkov5 Что мы ищем в информационных хранилищах? Данные? Да́нные (калька от лат. data) это представление фактов и идей в формализованном виде, пригодном для передачи и обработки в некотором информационном процессе.калькалат.фактовинформационном процессе Информацию? Информа́цией (от лат. informatio «научение», «сведение», «оповещение») называется продукт взаимодействия данных и методов, рассмотренный в контексте этого взаимодействия. Информация первична и содержательна это категория, поэтому в категориальный аппарат науки она вводится портретно описанием, через близкие категории: материя, система, структура, отражение. Согласно тому же философскому словарю, Информация не может быть передана, принята или хранима в чистом виде. Носителем её является сообщение. Таким образом, информация не существует сама по себе, а только через использование носителя, которым может быть очень многое - от звука или сотрясания твёрдых предметов до импульсов электрической энергии.лат. Знание? Зн́ание форма существования и систематизации результатов познавательной деятельности человека. Выделяют различные виды знания: научное, обыденное (здравый смысл), интуитивное, религиозное и др. Обыденное знание служит основой ориентации человека в окружающем мире, основой его повседневного поведения и предвидения, но обычно содержит ошибки, противоречия. Научному знанию присущи логическая обоснованность, доказательность, воспроизводимость результатов, проверяемость, стремление к устранению ошибок и преодолению противоречий.познавательной деятельностичеловека Зн́ание субъективный образ объективной реальности, то есть адекватное отражение внешнего и внутреннего мира в сознании человека в форме представлений, понятий, суждений, теорий.субъективныйобъективной реальностисознаниичеловека Зн́ание в широком смысле - совокупность понятий, теоретических построений и представлений.понятийтеоретических построенийпредставлений.

(C) A.Korotkov6 Что мы ищем в информационных хранилищах? Самые популярные запросы Google в 2008 году ( ) : Запросами с самой быстро растущей популярностью в мире стали "sarah palin" (Сара Пейлин), "beijing 2008" (Пекин 2008), "facebook login", "tuenti", "heath ledger" (Хит Леджер), "obama" (Барак Обама), "euro 2008" (Евро-2008). В России самыми популярными запросами стали "фото", "игры", "mp3", "одноклассники" и "в контакте". Самыми популярными людьми по запросам в Рунете стали "Ранетки", "Дима Билан", "Путин", "Кто такой...?", "ктулху", "девид блейн" и "менеджер"

(C) A.Korotkov7 Курица или яйцо? Проводим научный диспут Что первично: Материя, идеи или информация? Когда с чем мы имеем дело? (Эксперимент 1: ущипните соседа, небольно!) Материя Форма, облаченная в материю Абстрактная форма Суть (Эксперимент 2: ущипните соседа, небольно!) Вопрос об существовании 4-х сущностей может быть назван неуместным, так как мы всегда ведем речь относительно постигающего

(C) A.Korotkov8 «Проклятые вопросы» современной науки связаны с развитием ИКТ К своему 125-летию знаменитый журнал Science опубликовал список величайших загадок, которые стоят перед современной наукой. Большая их часть касается насущных проблем человечества, но на первом плане по-прежнему вечные философские вопросы.

(C) A.Korotkov9 «Проклятые вопросы» современной науки Из чего состоит Вселенная? (Куда делась масса, проблема «темной материи») Можно ли объединить все законы физики?

(C) A.Korotkov10 Темная материя и темная энергия Известные элементарные частицы. Протоны и нейтроны, образующие атомные ядра, сами состоят из кварков, которые сегодня считаются элементарными. В природе существуют также электроны и их более тяжелые короткоживущие аналоги мюоны (μ) и тау-лептоны (τ). Кроме этого, в природе имеются нейтрино трех типов, vе, vμ и vτ. Нейтрино не имеют электрического заряда и чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом: в качестве иллюстрации, они пронизывают Землю или Солнце практически свободно. На рисунке не показаны фотоны и другие частицы, ответственные за взаимодействия, глюоны, W±- и Z-бозоны. (weak and zero)

(C) A.Korotkov11 Темная материя и темная энергия Доля обычного вещества (протонов, атомных ядер, электронов) в суммарной энергии в современной Вселенной составляет всего 5% Помимо обычного вещества во Вселенной имеются и реликтовые нейтрино около 300 нейтрино всех типов в кубическом сантиметре. Их вклад в полную энергию (массу) во Вселенной невелик, поскольку массы нейтрино малы, и составляет заведомо не более 3% Оставшиеся 90–95% полной энергии во Вселенной «неизвестно что» Более того, это «неизвестно что» состоит из двух фракций темной материи и темной энергии

(C) A.Korotkov12 Theory of everything, TOE Термин закрепился для обозначения теории, которая бы объединила все четыре фундаментальные взаимодействия в природе. В научной литературе вместо термина «теория всего» используется термин «единая теория поля», тем не менее следует иметь в виду, что теория всего может быть построена и без использования полей, несмотря на то, что научный статус таких теорий может быть спорным. Проблема построения научной «теории всего» состоит в том, что квантовая механика, специальная теория относительности (СТО) и общая теория относительности (ОТО) имеют разные области применения. Квантовая механика в основном используется для описания микромира Специальная и общая теории относительности применимы к макромиру СТО описывает явления при больших скоростях ОТО является обобщением ньютоновской теории гравитации, объединяющей ее со СТО и распространяющей на случай больших расстояний и больших масс. Непосредственное совмещение квантовой механики и специальной теории относительности в едином формализме (квантовой релятивистской теории поля) приводит к проблеме расходимости отсутствия конечных результатов для экспериментально проверяемых величин.

(C) A.Korotkov13 Единая теория поля Современная физика требует от «теории всего» объединения четырёх известных в настоящее время фундаментальных взаимодействий: гравитационное взаимодействие,гравитационное взаимодействие электромагнитное взаимодействие,электромагнитное взаимодействие сильное ядерное взаимодействие,сильное ядерное взаимодействие слабое ядерное взаимодействие.слабое ядерное взаимодействие

(C) A.Korotkov14 «Проклятые вопросы» современной науки На сколько можно увеличить продолжительность жизни? Эксперимент 3. Кто видел, как у лягушки или ящерицы вырастает новая лапка или хвост взамен утраченной? Как происходит регенерация органов? Позволят ли стволовые клетки и выращивать органы и ткани человека? Возможно ли неполовое размножение растений соматическими клетками? Что происходит в недрах Земли?

(C) A.Korotkov15 «Проклятые вопросы» современной науки Каковы биологические основы сознания? Как вся наследственная информация помещается в 25 тыс. генов, имеющихся в нашей ДНК? Насколько индивидуальные особенности человека важны для лечения? (проблема "персональной медицины", учитывающей генетический код человека)

(C) A.Korotkov16 «Проклятые вопросы» современной науки Существуют ли во Вселенной братья по разуму? Когда и где зародилась земная жизнь? (Тайна кембрийского взрыва) (Не случайно 50% финансирования современной науки приходится на биологию)

(C) A.Korotkov17 Тайна кембрийского эволюционного взрыва Никто в точности не знает, как выглядела карта мира в кембрийскую эпоху Более-менее достоверно ученым известно, что поперек экватора раскинулся громадный материк Гондвана, включавший в себя части современных Африки, Южной Америки, Южной Европы, Ближнего Востока, Индии, Австралии и Антарктиды. Помимо Гондваны, на земном шаре было еще четыре материка поменьше, расположившихся на месте нынешних Европы, Сибири, Китая и Северной Америки (но в совокупности с северо-западной Британией, западной Норвегией и частями Сибири). Северо-Американский материк того времени известен под названием Лаврентия.

(C) A.Korotkov18 Кембрийский океан и его обитатели: загадка скелетов Животные, пока у них не сформировались твердые скелеты, очень редко сохранялись в виде окаменелостей. Соответственно и сведений о них дошло до нас крайне мало. Но почему же у такого количества животных скелеты развились именно теперь, а не прежде, в докембрии? Создается впечатление, что для того, чтобы в организме животного откладывались минералы, необходимые для формирования скелета, требуется определенное количество кислорода (кто-то поддул кислород в аквариум?)

(C) A.Korotkov19 «Проклятые вопросы» современной науки Почему в одних местах обитают сотни животных и растений, а в других – единицы? (Посмотрите, пожалуйста, друг на друга) Какие генетические особенности делают человека человеком? (Геном шимпанзе совпадает с геномом человека на 98,8 процента) Как мозг хранит и "читает" воспоминания? (Сверхбиблиотека)

(C) A.Korotkov20 Проект «Математическая модель биологической клетки» Ядро клетки – это библиотека, в которой хранятся инструкции по обеспечению жизни; хромосомы играют роль книжных полок; на полках стоят книги – молекулы ДНК; гены – это главы внутри книг, а нуклеотидные основания – аденин, тимин, гуанин и цитозин, которые принято обозначать начальными буквами их названий А, Т, G и С, – это тот самый алфавит, которым записан текст генома. Геном человека, например, – это цепочка из букв.

(C) A.Korotkov21 Но того, что гены есть и что они работают, ещё недостаточно Ядро каждой клетки содержит один и тот же набор генов. В то же время клетки разных органов и тканей – скажем, кожи, печени, сердца и головного мозга, – разительно отличаются друг от друга. Всё дело – в активности генов: в одних клетках работают одни гены, в других – другие. Хромосомы являются носителями не только генов, но и тех белковых факторов, которые контролируют их функции. Этот набор генов вместе с регулирующими элементами и составляет ту структуру внутри клетки, которая обеспечивает все необходимые функции.

(C) A.Korotkov22 Еще одна сложность На хромосомах, помимо самих генов и контролирующих их элементов, имеются участки, вроде бы не несущие никакой информации и не выполняющие никакой функции. В кодировании белков активно участвуют лишь 2-3 процента всего генома. Остальное – это не несущая кодирующих функций так называемая избыточная, «эгоистическая» или «паразитическая» ДНК, представляющая собой многократное – и, на первый взгляд, бессмысленное – повторение некоторых последовательностей всё тех же нуклеотидов А, Т, Г и Ц. Роль этих участков наследственного материала изучена пока слабо. Но то, что это не «пустая порода», известно точно. Внутри этих «бессмысленных» промежутков уже выделены участки с регулирующими функциями (которые предстоит изучать).

(C) A.Korotkov23 «Проклятые вопросы» современной науки Как возникло поведение, ориентированное на сотрудничество, и зачем в животном мире альтруизм? Как обобщать данные наблюдений в биологии? (так называемая системная биология) Как организовать синтез сложных химических веществ и "выращивание" наноструктур? Каковы теоретические пределы возможностей компьютера? Можно ли блокировать реакции иммунной системы?

(C) A.Korotkov24 «Проклятые вопросы» современной науки Играет ли Бог в кости? (Есть ли под квантовыми принципами неопределенности и нелокальности более глубокий смысл)

(C) A.Korotkov25 Так во что с нами играет Бог? Долгое время в физике продолжается полемика между Эйнштейном и квантовыми физиками: является ли все в природе предопределенным (детерминизм) или нет (индетерминизм). С одной стороны выполняющий эксперимент влияет на его результаты, с другой - в природе все предопределено, как видел это Эйнштейн в макрокосмосе. Эйнштейн говорил, что «Бог не играет в кости со Вселенной», Гейзенберг?, приверженец квантовой механики возражал: «Не говори Богу, что он должен делать». В то время как Эйнштейн ощущает природу как Бога квантовая механика утверждает, что наблюдаемое зависит от наблюдателя

(C) A.Korotkov26 «Проклятые вопросы» современной науки Можно ли создать вакцину от СПИДа? Чем грозит глобальное потепление?

(C) A.Korotkov27 Изменение климата и угроза здоровью населения России Изменение климата – проблема не только сегодняшнего дня, но и, возможно, еще в большей степени проблема для детей и взрослых в будущем. По сравнению с другими вредными факторами окружающей среды данный тип «экологического бремени болезни» гораздо труднее контролировать и оценивать. Изменение климата уже обусловило в мире около 150 тыс. смертей и потерю примерно 5,5 млн лет жизни, скорректированных с учетом нетрудоспособности (индекс DALY – Disability Adjusted Life Years), при этом учитывалось только влияние острых кишечных инфекций (ОКИ), малярии, недостатка питания, а также смертей и травм в результате наводнений. В настоящее время фактор потепления климата рассматривается наравне с другими известными факторами риска здоровью – курением, алкоголем, избыточным питанием, малой физической активностью и другими.

(C) A.Korotkov28 «Проклятые вопросы» современной науки Энергетика будущего – чем человечество заменит нефть? Рост населения Земли и ограниченность ресурсов: как достичь всеобщего благосостояния, не опустошив планету?

(C) A.Korotkov29 Глобальное информационное общество: сотрудничество, конкуренция, противостояние? 20 век не решил ни одной из глобальных проблем, но породил новые глобальные вызовы, в том числе «цифровое неравенство»

(C) A.Korotkov30 Развитие критических технологий – магистральный путь развития ИКТ в России Безопасность движения, управления транспортом, интермодальные перевозки и логистические системы Безопасность и контроль качества сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов Быстрое возведение и трансформация жилья Высокопроизводительные вычислительные системы Информационная интеграция и системная поддержка жизненного цикла продукции (CALS-, CAD-CAV-, CAE- технологии)

(C) A.Korotkov31 Развитие критических технологий – магистральный путь развития ИКТ в России Искусственный интеллект Информационно-коммуникационные технологии: медь, эфир, оптика; маршрутизация, протоколы информатизации; аппаратура Компьютерное моделирование Мехатронные технологии (совокупность методов и средств регулируемого привода линейных и вращательных движений без использования кинематических звеньев) Микросистемная техника (объемные кремниевые и др. элементы для приборов и механизмов повышенной сложности)

(C) A.Korotkov32 Развитие критических технологий – магистральный путь развития ИКТ в России Прогнозирование биологических и минеральных ресурсов Распознавание образов и анализ изображений Синтез лекарственных средств и пищевых добавок Системы жизнеобеспечения и защиты человека Технологии биоинженерии

(C) A.Korotkov33 Развитие критических технологий – магистральный путь развития ИКТ в России Технологии высокоточной навигации и управления движением Элементная база микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров Базовые и критические военные и специальные технологии Принцип Тьюринга (создание ИИС, способных пройти тест Тьюринга)

(C) A.Korotkov34 Тест Тьюринга Тест Тьюринга эмпирический тест, идея которого была предложена Аланом Тьюрингом в статье «Вычислительные машины и разум» (англ.Computing Machinery and Intelligence), опубликованной в 1950 году в философском журнале «Mind». Тьюринг задался целью определить, может ли машина мыслить.англ. Современная интерпретация этого теста звучит следующим образом: «Человек взаимодействует с двумя компьютерами. На основании ответов на вопросы он должен определить, с кем он разговаривает: с человеком или компьютерной программой. Задача компьютерной программы ввести человека в заблуждение, заставив сделать неверный выбор». По состоянию на 2008 год ни одна из существующих компьютерных систем не приблизилась к прохождению теста.

(C) A.Korotkov35 Приз Лёбнера Ежегодно производится соревнование между разговаривающими программами Наиболее человекоподобной, по мнению судей, присуждается премия Лёбнера. Есть также дополнительный приз для программы, которая, по мнению судей, пройдет тест Тьюринга Этот приз еще не присуждался Самый лучший результат показала программа A.L.I.C.E. выиграв приз Лёбнера 3 раза (в 2000, 2001 и 2004). В 2008 году победителю соревнования программе Elbot удалось обмануть троих из двенадцати судей.

(C) A.Korotkov36 Технологии создания, хранения и обработки и безопасности информации Развитие критических технологий – магистральный путь развития ИКТ в России

(C) A.Korotkov37 Оружие и военное искусство будущего – классификация поколений 1. Холодное оружие (5.5 тыс. лет назад – 12 век н.э.) 2. Огнестрельное оружие (порох) 3. Нарезное огнестрельное оружие (18-19 век), окопные войны 4. Автоматическое оружие (19 век) 5. Ядерное оружие 6. Бесконтактные неядерные войны 7. Информационные войны

(C) A.Korotkov38 Управлять словом – управлять миром (китайские стратагемы) Цели войны и цели бизнеса подчас схожи (конкурентное противостояние) Разгромить вооруженные силы противника, желательно на его территории Уничтожить экономический потенциал противника Свергнуть или заменить политический строй «На войне тебя убивают только один раз. В политике – сколько угодно» Сериал Galactica, 1 сезон