Информатика ― наука для будущего

Константин Колин

Доктор технических наук, главный научный сотрудник Института проблем информатики Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук.

Адрес: 44, корп. 2, ул. Вавилова, Москва, 119333, Россия.

E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Аннотация: Рассматривается современное состояние, основные тенденции и перспективы развития информатики в условиях становления глобального информационного общества. Показано, что эти тенденции имеют революционный характер и уже в ближайшие годы приведут к радикальным трансформациям во многих областях научных исследований, благодаря все более широкому использованию в них научных методов и средств информатики. Показана современная структура предметной области информатики, сформированная в результате исследований российских ученых за последние 30 лет, а также ее конструктивность для дальнейшего развития науки и образования. Прогнозируется появление ряда новых научных дисциплин информационного профиля, а также их интеграция в будущем в составе комплексной научной отрасли «Информационные науки», что будет содействовать формированию более целостного фундаментального знания о закономерностях развития природы, человека и общества.

Ключевые слова: информатика, информационное общество, информационный подход, методология науки, научное мировоззрение, содержание образования.

Статья поступила в редакцию 07 октября 2019.

Цитирование: Колин К. (2019). Информатика ― наука для будущего. Researcher. European Journal of Humanities & Social Sciences. 4 (2), 9–20.

DOI: http://dx.doi.org/10.32777/r.2019.2.4.1

Copyright © 2019 Authors retain the copyright of this article. This article is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Информатика в системе научного знания

Согласно концепции, предложенной российскими учеными в конце XX века (Колин 1990), в перспективной системе научного знания информатика должна представлять собой фундаментальную науку, для которой основным объектом изучения являются информационные процессы, которые происходят в природе и обществе, а также методы и средства реализации этих процессов в технических, социальных, биологических и физических системах. Поскольку никакая другая научная дисциплина изучением данного объекта специально не занимается, то информатику следует квалифицировать как вполне самостоятельную область научных исследований реальности окружающего нас мира.

Предметом изучения для информатики являются основные свойства и закономерности информационных процессов в природе и обществе, особенности их проявления в различных информационных средах (физической, технической, биологической и социальной), методы и средства их реализации, а также использование этих закономерностей, средств и методов в различных сферах науки и практики.

Таким образом, уже сегодня информатику необходимо рассматривать как комплексное трансдисциплинарное направление научных исследований, которое имеет исключительно важное теоретическое и практическое значение для дальнейшего развития общества, в особенности, на современном этапе его перехода к глобальному информационному обществу, основанному на широкомасштабном использовании информации, научных знаний и новых информационных технологий.

Научная методология информатики

Информатика имеет свою методологию научного исследования, в структуре которой наиболее известными являются информационный подход (Колин 1998) и компьютерное информационное моделирование. В настоящее время эти методы достаточно широко используются не только в информационных исследованиях, но также и во многих других областях науки, так как они уже стали междисциплинарными. Однако дальнейшее развитие этих методов является одной из важных методологических проблем информатики.

Менее известным, но весьма перспективным, является такой сравнительно новый метод информатики, как виртуальное моделирование. Прогнозные исследования показывают, что использование этого метода может позволить ученым получить принципиально новые знания о природе и свойствах человеческой психики, а также о процессах мышления и сознания человека, т.е. существенным образом продвинуться в решении тех фундаментальных проблем изучения природы человека, над которыми фундаментальная наука работает уже многие годы.

Практика научных исследований, проведенных в последние десятилетия в России и других странах, показала, что использование методов информатики позволяет не только получать принципиально новые фундаментальные знания о природе, человеке и обществе, но также и формировать новое научное мировоззрение и новую интеллектуальную и информационную культуру человека и общества. Следовательно, информатика сегодня должна квалифицироваться как самостоятельное направление фундаментальной науки, имеющее такое же значение, как физика, химия, биология, психология и другие фундаментальные науки.

При этом необходимо особо подчеркнуть, что информатика сочетает в себе как естественнонаучные, так и гуманитарные аспекты. Ведь уже сегодня не только ученые, но и общественно ― политические деятели регулярно обсуждают проблемы становления общества и экономики, базирующихся на все более широком использовании знаний, а методы искусственного интеллекта и основанные на них практические разработки находят в последние годы все большее распространение и рассматриваются как одно из магистральных направлений дальнейшего развития научно-технологического прогресса.

Таким образом, информатику следует квалифицировать как трансдисциплинарную область научных исследований, которая в настоящее время находится в активной стадии своего становления.

Структура предметной области информатики

Исследования российских ученых показали (Колин 2006б), что на проявления феномена информации, а, следовательно, и на характер протекания информационных процессов, существенное влияние оказывают особенности той информационной среды, в которой они происходят. При этом была показана целесообразность выделения четырех принципиально различных типов информационной среды окружающего нас мира живой и неживой природы, а именно:

  • физической сферы (естественной среды неживой природы);
  • биосферы (природной среды живых организмов и растений);
  • техносферы (технической среды, созданной человеком);
  • социосферы (человеческого общества).

Особенности реализации информационных процессов в каждом из этих типов информационной среды обусловлены, главным образом, специфическими свойствами тех базовых информационных элементов, которые выступают в этих средах в качестве носителей информации. Так, например, в физической сфере такими носителями могут быть элементарные частицы вещества (атомы и молекулы), а также различные виды физических полей (электромагнитное, световое, гравитационное и др.).

В тканях живых организмов и растений носителями информации являются, главным образом, их более сложные структуры ― клетки, гены, цепочки ДНК и т.п.

В технической сфере носителями информации могут быть специально созданные для этих целей технические устройства: реле, транзисторы, магнитные и оптические диски и т.п.

В социальной сфере основными специфическими носителями информации являются люди, которые обладают способностью не только хранить информацию в своей памяти, но также использовать для этих целей специально созданные технические устройства. По имеющимся прогнозам, в ближайшем будущем некоторые из них могут быть даже имплантированы внутрь человеческого организма и соединены с его нервной системой.

Учитывая вышеизложенное, российскими учеными в период 1990–1995 гг. была предложена следующая общая структура предметной области современной информатики:

1. Физическая информатика ― направление исследований, в котором изучаются информационные процессы в естественной среде неживой природы.

2. Техническая информатика ― направление исследований, посвященное изучению закономерностей и способов реализации информационных процессов в технических системах любого вида, а не только в компьютерных устройствах и системах.

3. Биологическая информатика, которая призвана изучать информационные процессы, протекающие в тканях и органах живых организмов и растений, включая физиологический уровень организма человека.

4. Социальная информатика ― направление исследований, в котором изучаются информационные процессы в обществе.

5. Теоретическая информатика ― комплекс исследований наиболее общих законов и закономерностей информационных процессов, которые являются справедливыми для любых типов информационной среды и поэтому в своей совокупности создают ее базу как фундаментальной науки.

Научное обоснование описанной выше структуры предметной области информатики представлено в моих уже опубликованных работах (Колин 1995, 2006б, 2010б). Оно оказалось достаточно конструктивным и поэтому получает все большее признание в других странах, а также в системе образования (Колин 2010а).

Перспективы развития информатики

Прогнозы развития науки в XXI веке показывают, что информационные исследования быстро расширяют свою предметную область и становятся одним из магистральных направлений развития науки, результатом которого должны стать не только новые технологические достижения, но также и более целостные знания о фундаментальных законах природы, человека и общества.

Прогнозируется, что уже в ближайшие десятилетия произойдет интеграция компьютерного и информационного направлений в современной науке, которая назрела и должна стать основой формирования новой научной отрасли «Информационные науки». Эта интеграция станет мощным стимулом для развития новых направлений информационных исследований теоретической и практической направленности.

Так, например, в области физической информатики следует ожидать формирования квантовой информатики  новой дисциплины, изучающей информационные процессы на квантовом уровне организации материи (Кадомцев 1997). Результатом этих исследований станут следующие:

  • выявление общих закономерностей проявления феномена информации на квантовом уровне;
  • развитие теории и методологии квантовых вычислений;
  • создание квантовых компьютеров, включая теорию и методологию их программирования и практического использования;
  • создание новых информационных и телекоммуникационных систем, основанных на принципах квантовой информатики.

Не менее важным представляется также и изучение информационных свойств воды, других жидкостей, а также информационных аспектов других физических проявлений реальности, включая различные виды физических полей (электрического, магнитного и гравитационного). Эти результаты могут стать основой таких новых дисциплин как информационная физика (Встовский 2002) и гидроинформатика (Зенин 1997).

В технической информатике прорывные результаты ожидаются в области микроминиатюризации информационных устройств на базе использования новых достижений в области нанотехнологий. Они позволят широко применять эти устройства в самых различных сферах социальной практики, включая их имплантацию в организмы животных и человека, а также для создания систем дополненной информационной реальности.

В области биоинформатики прогнозируются новые достижения в области познания закономерностей протекания информационных процессов на клеточном и функциональном уровне физиологии живых организмов (Судаков 1999), а также в области дальнейшего изучения информационных аспектов генома (Гаряев 1997). Это позволит предупреждать и лечить многие виды болезней и существенным образом увеличить продолжительность здоровой жизни людей и животных.

Будут также созданы и принципиально новые устройства памяти на хромосомах, обладающие очень большой емкостью и надежностью хранения информации (Малинецкий 2005). Эти устройства сегодня крайне необходимы для создания стратегических резервных хранилищ генетической и научно-технологической информации, накопленной современной цивилизацией, которая может быть безвозвратно утрачена в результате природного или геополитического катаклизма.

В области социальной информатики (Колин 2000) революционные достижения прогнозируются в связи с развитием и использованием методов и средств искусственного интеллекта, интернета вещей, дополненной информационной реальности и когнитивных технологий в образовании. В дальнейшей перспективе можно ожидать создания теории информационных ресурсов, которая должна стать основой новой экономической науки ― информационной политэкономии.

В области теоретической информатики наиболее важным представляется формирование Общей теории информации, в которой, наряду с широко используемыми сегодня цифровыми методами, были бы представлены и другие методы кодирования информации, основанные на концептуальных положениях теории нечетких множеств. Развитие этой теории позволит получить более адекватные и целостные знания о структуре реальности, в которой доминируют не дискретные, а непрерывные процессы и явления.

Цифровая реальность и информационные аспекты нового мировоззрения

Сегодня уже нет никакого сомнения в том, что XXI век будет веком информации. Ее значение во всех сферах жизнедеятельности общества быстро возрастает и, по имеющимся прогнозам, уже в ближайшие десятилетия станет определяющим. Объективными причинами этого являются следующие:

1. Стремительное развитие процессов глобальной информатизации общества, формирующих новую среду обитания человека, в которой информационные ресурсы и технологии в значительной степени определяют сферу занятости и качество жизни людей, а также их представления о собственности, богатстве, пространстве и времени (Тоффлер 2008).

2. Появление новых средств и методов информатики, получающих все большее распространение не только в технологической, но и в гуманитарной сфере, включая культуру и искусство (Колин, Урсул 2015; Колин 2016).

3. Быстрое нарастание принципиально новых проблем информационной безопасности, которые еще недостаточно хорошо изучены (Колин 2006а).

4. Новые результаты в области изучения философии информации, которые показали, что все, без исключения, компоненты реальности обладают информационными свойствами, изучение которых необходимо как для решения практических задач, так и для формирования новой Картины Мира, в которой информационные компоненты являются принципиально важными (Колин 2013).

5. Становление информационной парадигмы научного познания, которая, как ожидается, в ближайшие годы получит дальнейшее развитие и станет основой нового миропонимания и мировоззрения, более адекватного объективной реальности.

6. Формирование в России таких новых научных направлений как информационная глобалистика, информационная культурология и информационная антропология, которые становятся научной базой для понимания закономерностей процессов глобальной эволюции природы, развития общества и природы самого человека (Колин 2019).

7. Проведение в Великобритании и Швейцарии исследований, направленных на формирование информационной этики как нового научного направления, имеющего большое значение для решения гуманитарных проблем глобальной безопасности.

Практически все перечисленные выше направления информационного развития современного общества являются новыми и поэтому еще не получили необходимого отражения в системе образования, где продолжает доминировать инструментально-технологический подход к изучению теоретических основ информатики и сферы приложения ее концепций и методов. Поэтому нужно адекватным образом изменить содержание педагогического образования на всех его уровнях, включая аспирантуру и докторантуру (Колин, Роберт 2004). Это особенно важно для формирования новой информационной культуры общества как перспективного компонента его общей культуры, которая сегодня переживает системный кризис (Колин 2014). Необходимый задел для решения этой актуальной проблемы в России имеется (Соколов, Колин 2008), и он должен быть обязательно использован при реализации нового национального проекта «Образование», который уже осуществляется в России и будет выполнен до 2024 года.

Библиография

Встовский Г. В. (2002). Элементы информационной физики. М.: МГИУ.  ―  260 с.

Гаряев П. П. (1997). Волновой генетический код. М.: ИПУ РАН.  ―  108 с.

Гуревич И. М., Урсул А. Д. (2012). Информация ¾ всеобщее свойство материи. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ». ―  312 с.

Зенин С. В. (1997). Водная среда как информационная матрица биологических процессов / 1-й Международный симпозиум «Фундаментальная наука и альтернативная медицина», 22–23 сент. 1997 г. Тезисы докладов. Пущино, 12–13.

Кадомцев Б. Б. (1997). Динамика и информация. М.: «Успехи физ. наук». ―  400 с.

Колин К. К. (2019). Информационная антропология: новая концепция познания природы человека // Researcher. European Journal of Humanities & Social Sciences, 3 (2), 85–115.

Колин К. К. (2006а). Информационная безопасность как гуманитарная проблема // Открытое образование. № 1, 86–93.

Колин К. К. (1998). Информационный подход как фундаментальный метод научного познания // Межотраслевая информационная служба. № 1, 3–17.

Колин К. К. (1990). О структуре научных исследований по комплексной проблеме «Информатика» / Социальная информатика. М.: ВКШ при ЦК КПСС, 19–33.

Колин К. К. (2010а). О структуре и содержании образовательной области «Информатика» // Информатика и образование. № 10, 5–10.

Колин К. К. (2002). Проблемы информационной цивилизации: виртуализация общества // Библиотековедение. № 3, 48–57.

Колин К. К. (2014). Системный кризис культуры: структура и содержание проблемы // Стратегические приоритеты. № 3, 6–27.

Колин К. К. (2006б). Становление информатики как фундаментальной науки и комплексной научной проблемы // Системы и средства информатики. Т. 16, № 3, 7–58.

Колин К. К. (2013). Философия информации: структура реальности и феномен информации // Метафизика. № 4, 61–184.

Колин К. К. (2010б). Философские проблемы информатики. М.: БИНОМ. ―  264 с.

Колин К. К. (2000). Фундаментальные основы информатики: социальная информатика. М.: Академический Проект. ―  300 с.

Колин К. К. (1995). Эволюция информатики и формирование нового комплекса наук об информации // Научно-техническая информация. Серия 1, № 5, 1–7.

Колин К. К., Роберт И. В. (2004). Социальные аспекты информатизации образования. М.: Институт информатизации образования РАО, Институт проблем информатики РАН. ―  54 с.

Колин К. К., Урсул А. Д. (2015). Информация и культура. Введение в информационную культурологию. М.: Изд-во «Стратегические приоритеты». ―  300 с.

Колин К. К. (2016). Эстетика как информационная наука // Стратегические приоритеты. № 4, 72–92.

Малинецкий Г. Г., Науменко С. А. (2005). Вычисления на ДНК. Эксперименты. Модели. Алгоритмы. Инструментальные средства. М.: ИПМ им. Келдыша РАН.

Соколов И. А., Колин К. К. (2008). Новый этап информатизации общества и актуальные проблемы образования // Информатика и ее применения. Т. 2, № 1, 67–76.

Судаков К. В. (1999). Информационный феномен жизнедеятельности. М.: РМА ПО. ―  380 с.

Тоффлер Э. (2008). Революционное богатство. М.: АСТ. ―  569 с.

 

INFORMATICS-SCIENCE FOR THE FUTURE

KONSTANTIN KOLIN

Ph.D., Professor in Technical Sciences, Chief Researcher of Institute of Informatics Problems of Federal Research Center “Computer Science and Control” of Russian Academy of Sciences.

Address: 44, bldg. 2, Vavilova str., Moscow, 119333, Russia.

E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Abstract: The current state, the main trends, and prospects of development of informatics in the conditions of formation of the global information society are considered. It is shown that these trends are revolutionary in nature and in the coming years will lead to radical transformations in many areas of research, thanks to the increasing use of scientific methods and means of informatics. The modern structure of the subject area of informatics, formed as a result of research by Russian scientists over the past 30 years, as well as its constructability for the further development of science and education is shown. Projected number of new scientific disciplines information profile, as well as their integration in the future in the complex scientific field of “Information science” that will contribute to a more holistic fundamental knowledge of the laws of development of nature, human and society.

Key words: informatics, information society, information approach, methodology of science, scientific worldview, content of education.

Received at October 07, 2019.

How to cite: Kolin, Konstantin (2019). Informatics-science for the Future. Researcher. European Journal of Humanities & Social Science. 4 (2), 9–20.

DOI: http://dx.doi.org/10.32777/r.2019.2.4.1

References

Garyaev P. P. (1997). Volnovoi geneticheskii kod. M.: IPU RAN. ― 108 s.

Gurevich I. M., Ursul A. D. (2012). Informatsiya vseobshchee svoistvo materii. M.: Knizhnyi dom «LIBROKOM». ― 312 s.

Kadomtsev B. B. (1997). Dinamika i informatsiya. M.: «Uspekhi fiz. nauk». ― 400 s.

Kolin K. K. (2019). Informatsionnaya antropologiya: novaya kontseptsiya poznaniya prirody cheloveka // Researcher. European Journal of Humanities & Social Sciences. 3 (2), 85–115.

Kolin K. K. (2006a). Informatsionnaya bezopasnost’ kak gumanitarnaya problema // Otkrytoe obrazovanie. № 1, 86–93.

Kolin K. K. (1998). Informatsionnyi podkhod kak fundamental'nyi me-tod nauchnogo poznaniya // Mezhotraslevaya informatsionnaya sluzhba. № 1, 3–17.

Kolin K. K. (1990). O strukture nauchnykh issledovanii po kompleksnoi probleme «Informatika» / Sotsial’naya informatika. M.: VKSh pri TsK KPSS, 19–33.

Kolin K. K. (2010a). O strukture i soderzhanii obrazovatel’noi oblasti «Informatika» // Informatika i obrazovanie. № 10, 5–10.

Kolin K. K. (2002). Problemy informatsionnoi tsivilizatsii: virtua-lizatsiya obshchestva // Bibliotekovedenie. № 3, 48–57.

Kolin K. K. (2014). Sistemnyi krizis kul’tury: struktura i soder-zhanie problemy // Strategicheskie prioritety. № 3, 6–27.

Kolin K. K. (2006b). Stanovlenie informatiki kak fundamental’noi nauki i kompleksnoi nauchnoi problemy // Sistemy i sredstva informatiki. T. 16, № 3, 7–58.

Kolin K. K. (2013). Filosofiya informatsii: struktura real'nosti i fenomen  informatsii // Metafizika, № 4, 61–184.

Kolin K. K. (2010b). Filosofskie problemy informatiki. M.: BINOM, ― 264 s.

Kolin K. K. (2000). Fundamental’nye osnovy informatiki: sotsial’naya informatika. M.: Akademicheskii Proekt. ― 300 s.

Kolin K. K. (1995). Evolyutsiya informatiki i formirovanie novogo kompleksa nauk ob informatsii // Nauchno-tekhnicheskaya informatsiya. Seriya 1, № 5, 1–7.

Kolin K. K., Robert I. V. (2004). Sotsial’nye aspekty informatizatsii obrazovaniya. M.: Institut informatizatsii obrazovaniya RAO, Institut problem informatiki RAN. ― 54 s.

Kolin K. K., Ursul A. D. (2015). Informatsiya i kul’tura. Vvedenie v informatsionnuyu kul’turologiyu. M.: Izd-vo «Strategicheskie prio-ritety». ― 300 s.

Kolin K. K. (2016). Estetika kak informatsionnaya nauka // Strategicheskie prioritety. № 4, 72–92.

Malinetskii G. G., Naumenko S. A. (2005). Vychisleniya na DNK. Eksperi-menty. Modeli. Algoritmy. Instrumental’nye sredstva. M.: IPM im. Keldysha RAN.

Sokolov I. A., Kolin K. K. (2008). Novyi etap informatizatsii obshchestva i aktual’nye problemy obrazovaniya // Informatika i ee primeneniya. T. 2, № 1, 67–76.

Sudakov K. V. (1999). Informatsionnyi fenomen zhiznedeyatel’nosti. M.: RMA PO. ― 380 s.

Toffler E. (2008). Revolyutsionnoe bogatstvo. M.: AST. ― 569 s.

Vstovskii G. V. (2002). Elementy informatsionnoi fiziki. M.: MGIU. ― 260 s.

Zenin S. V. (1997). Vodnaya sreda kak informatsionnaya matritsa biologi-cheskikh protsessov / Pervyi mezhd. simpozium «Fundamental’naya nauka i al’ternativnaya meditsina». Pushchino, 12–13.

Top
We use cookies to improve our website. By continuing to use this website, you are giving consent to cookies being used. More details…