Визначення кордонів через оцінку доцільності та витрат
Межі застосування для моделей визначаються на основі обмежень на впровадження, виявлених у попередній секції. Як було зазначено, кожен із новачків впливає одне із основних обмежуючих чинників (чи обидва одночасно) - економічну ефективність (збільшуючи витрати застосування) чи доцільність (зменшена значимість отриманих результатів підприємствам).
Мета даної секції - сформулювати рекомендації щодо того, для яких компаній та чи інша модель застосовується. Очевидно, що застосування моделі сильно залежить від індивідуальних умов - стратегічних пріоритетів компанії, особливостей її структури та стилю управління, фінансових ресурсів тощо. Проте можна визначити первинні приблизні кордону шляхом вирішення наступних підзадач (визначення більш точних кордонів може бути предметом майбутніх практичних досліджень):
· Виявлення потенційних конфліктів цілей компанії та обмежень цього рівня
· Визначення точок виникнення додаткових витрат застосування для тих чи інших моделей (через вже виявлені фактори-обмеження)
· Приблизна оцінка витрат, де це можливо
Рекомендації щодо першого завдання вже містяться у формулюванні відповідного обмеження, яке виникає на рівні мети «Вибір партнера для взаємодії» та поширюється на моделі «Schillo», «Обчислювана модель довіри та репутації». Цілі компанії повинні включати в себе мету впроваджуваної моделі. Для зазначеного вище прикладу мети та моделі очевидний конфлікт у ситуації монопольного ринку у постачальника - фірма-споживач не може вибрати партнера для постачання з використанням моделей, оскільки варіант лише один. Для уточнення наявності цього відношення компанії може знадобитися декомпозувати свої цілі, використовуючи дерево цілей - об'єкт, що широко використовується в УБП.
У ході аналізу класифікації, розробленої в попередній секції, та літератури з репутаційних моделей і окремих випадків їх впровадження були виявлені такі точки виникнення додаткових витрат:
Збір даних щодо репутації контрагентів. Виникає обмеження «Вхідні дані», лише на рівні моделі. До уваги тут береться кінцеве значення репутації, яке може бути розраховане всередині компанії (шляхом впровадження моделі з відповідною метою) або придбано у провайдерів послуг. У першому випадку виникають витрати на використання двох моделей замість однієї, однак і потенційних вигод може бути більшим за рахунок функціоналу моделі з розрахунку репутації (рішення, таким чином, упирається в набір завдань, які компанії необхідно досягти, використовуючи репутацію). У другому випадку витрати формуються з використання інструментів вилучення необхідних даних. Багато чого тут залежить від бізнес-оточення компанії. Для компаній, що працюють всередині репутаційних систем (наприклад, продавців на EBay) існує можливість використовувати API цих систем, в який часто вже «зашиті» необхідні функції(як, наприклад, у Контенті API Яндекс-маркету) і використання якого відносно дешево. Не варто також не брати до уваги витрати на оплату робочого часу співробітників, що використовують API, або автоматизацію цих процесів. У випадку, коли репутація агентів не розраховується централізовано, виникає проблема вилучення її з неструктурованих даних, таких як відгуки (з різних джерел, різного формату - наприклад, все більшу популярність набирають відео-огляди на YouTube, так само є формою відкликання), повідомлення в внутрішньокорпоративні мережі. Інструменти, що вирішують ці завдання, є більш дорогими - і ціна їх тим вища, чим більша кількість джерел даних вони можуть обробити. Ресурсами для розробки продуктів відповідної складності мають дуже небагато компаній, що так само позначається на вартості. Крім того, у разі аналізу внутрішніх даних (наприклад, корпоративного листування) компанії необхідно мати необхідні дані (генерувати їх), а значить і технологіями їх зберігання. При невиконанні цієї умови виникають нові обмеження, що значно дорожчають впровадження та впливають на доцільність. Порівняння різних інструментів для збору даних про репутацію наведено в таблиці нижче:
Таблиця 6. Порівняння інструментів отримання даних про репутацію
|
Назва інструменту |
Ціна за місяць. використання, тис. руб. |
|
API репутаційних систем |
|
|
Безкоштовно |
|
|
Контентний API Яндекс-маркету |
Безкоштовно/20(для непродаючих на Я-му) |
|
Інструменти отримання репутації з неструктурованих даних |
|
|
Sidorin Lab (sidorinlab.ru) |
|
|
Brandspotter (brandspotter.ru) |
|
|
Brand Analytics (br-analytics.ru) |
150-515 (залежить від глибини ретроспективи) |
|
Semantic Force (semanticforce.net) |
|
|
SAP HANA, Event Steam Processing на базі Hadoop |
Від 370 (враховується лише вартість ліцензії у перерахунку на місяць) |
Як видно з таблиці, більшість інструментів, що аналізують зовнішні дані, доступні за ціною навіть для невеликих компаній (наприклад, маленьких інтернет-магазинів; середній місячний прибуток підприємства e-commerce тут вважається 750 тис. руб., Як у ). Дійсно, дорогі рішення пов'язані з аналізом великої кількості даних, що генеруються компаніями, які можуть дозволити собі відповідну вартість. Варто також відзначити, що більшість з недорогих рішень орієнтовані на роботу з репутацією компанії у зовнішньому середовищі (на ринку, в публічному просторі). Таким чином, при вирішенні завдань з управління персоналом (див. додатки організаційного підходу, гл 2, Рис. 8), де потрібно аналізувати об'єкти у внутрішньому середовищі компанії, на вибір залишаються лише дорогі рішення.
Збір недоступних вхідних даних. До таких даних можна віднести вхідні дані моделі «Репутація з погляду споживачів», саме дані структуру витрат конкурентів. Для отримання є два шляхи: прийняти приблизні дані (наприклад, прийняти свою структуру витрат) або купити дані у провайдерів відповідних послуг. Перший випадок підходить для компаній на однорідних за продукцією та продавцями ринках, близьких до досконалої конкуренції, але навіть там ця передумова може призвести до серйозного зниження якості результату. Виходом може бути використання вихідних даних моделі як аргумент функції прийняття рішення, яка враховуватиме різні чинники з вагами. Другий випадок належить до аналізу конкурентного середовища, що входить у комплекс послуг маркетингового аналізу, поширених над ринком. Приклади вартості таких послуг наведено в таблиці нижче.
Навіть з огляду на те, що якість інформації може залежати від вартості, послуги конкурентного аналізу є доступними для широкого кола компаній. Варто, однак, відзначити, що чим динамічніший ринок, чим менше там бар'єри для входу, тим швидше зростає кількість конкурентів та їхня різноманітність – і тим частіше треба проводити конкурентний аналіз, тим вища його вартість у перерахунку на період.
Забезпечення якості даних. У разі труднодоступності вхідних жонних для моделі є й інший шлях – користуватися наближеними даними. Наприклад, для випадку з питомими змінними витратами конкурентів є можливим у моделі використовувати витрати компанії, що її реалізує. Для того, щоб уникнути негативних ефектів неточності даних, достатньо використовувати кілька джерел даних (що не є проблемою, тому що в більшості потенційних випадків впровадження моделей, за баченням автора даної роботи, оскільки механізми прийняття відповідних рішень / вирішення завдань / досягнення цілей, очевидно , існують у компаніях і без залучення репутації). На додаток можна надавати цим джерелам ваги залежно від достовірності даних, що використовуються. Цей шлях, однак, пов'язаний з додатковими витратами для особи, яка приймає рішення, або автоматизації цього процесу. Також для багатьох моделей (наприклад, Sporas) необхідний захист від недобросовісних транзакцій та оцінок. Це можна вирішити шляхом впровадження сертифікованої репутації або методами OERM. Наприклад, до таких методів можна віднести оперативну реакцію на негативні відгуки або створення штучного позитивного тла в оцінках/відгуках. Витрати, з якими пов'язані методи OERM, можна порівняти з витратами на збір даних про репутацію - чим глибший аналіз/більше даних про компанію, тим дорожче послуги. Сертифікована репутація впроваджується зазвичай на рівні репутаційної системи – як у випадку з TripAdvisor – таким чином, все, що може зробити тут компанія – це правильно вибрати систему або модель, для якої рівень захисту буде прийнятним.
Складність обчислень. Виникає лише на рівні моделей, у відповідному обмеженні. З розглянутих моделей найбільш релевантні йому рефлексію - це «Постачальник і посередник», «Репутація з погляду споживачів», «Модель фірм, конкуруючих над ринком». У розрахунках, що виробляються, використовуються фантомні агенти - агенти, які існують лише у свідомості інших агентів (у тому числі і фантомних, визначається рангом рефлексії). Додаткові обчислення потребують додаткових потужностей. У зв'язку з різноманітністю послуг з надання таких потужностей, а також вимог до них, не пов'язаних безпосередньо з ситуацією, що розглядається (наприклад, розміри обладнання, віртуальність, вимоги до безпеки даних), дати вартісну оцінку витратам складно. Однозначно можна сказати лише одне - чим більше агентів або чим вище ранг рефлексії, тим складніші обчислення в моделі. Таким чином, моделі з рефлексією найкраще підходять компаніям, які оперують на ринку з невеликою кількістю гравців (олігополією).
Вартість змін. Якщо звернутися до обмежень, що виникають на рівні процесів (потенційно охоплює всі моделі), можна помітити, що майже всі вони пов'язані зі змінами в компанії – у процесах, зв'язках між ними, різних внутрішніх структурах. Ці зміни провести тим складніше, що більше сама компанія - відповідно, що більше компанія, то дорожчим є використання репутаційних моделей. Для точної оцінки необхідні дані аудиту великої кількості компаній (для оцінки вартості можливих змін) та дані щодо практичних кейсів впровадження (для уточнення та подальшого спілкування). Усе це може бути напрямами подальших досліджень.
Результати
Результатом цієї секції є список моделей з відповідними рекомендаціями щодо застосування. За результатами аналізу основними аспектами тут виявились вартість необхідних послуг для компанії, її внутрішня структура та параметри зовнішнього оточення.
0. Всі моделі - Чим більше компанія, чим складніше їй даються зміни у внутрішній структурі, тим менш застосовні моделі для неї.
1. SPORAS – необхідно отримувати інформацію для розрахунку репутації. Добре застосовна підприємствам всередині репутаційних систем, інших виникають витрати пропорційні обсягу необхідні обробки даних. Потребує багато передумов до технічної реалізації, їх забезпечення може бути впроваджена разом з іншими моделями (наприклад, моделями сертифікованої репутації)
2. Schillo – вимагає на вхід специфічні дані, вартість пропорційна кількості гравців на ринку. Для олігополій чи нішевих ринків. Крім того, шкала оцінок - бінарна, що призводить до неточності даних - може бути потрібна корекція рішення.
3. Модель E-bay. Просте підсумовування - необхідно отримувати інформацію до розрахунку репутації. Добре застосовна підприємствам всередині репутаційних систем, інших виникають витрати пропорційні обсягу необхідні обробки даних.
4. Обчислювальна модель довіри та репутації – необхідно отримувати інформацію для розрахунку репутації. Добре застосовна підприємствам всередині репутаційних систем, інших виникають витрати пропорційні обсягу необхідні обробки даних. Що стосується монополій у партнерів застосування недоцільно. Крім того, шкала оцінок - бінарна, що призводить до неточності даних - може бути потрібна корекція рішення.
5. Модель фірм, конкуруючих над ринком - найкраще підходить для ринків з олігополією чи нішевих ринків. Що більше гравців, то менш застосовна.
6. Репутація з погляду споживачів (без динаміки) – найкраще підходить для ринків з олігополією чи нішевих ринків. Що більше гравців, то менш застосовна, т.к. використовує рефлексію та вимагає на вхід специфічні дані, які тим дорожчі, чим більше гравців.
7. Репутація з погляду споживачів (з динамікою) – найкраще підходить для ринків з олігополією чи нішевих ринків. Що більше гравців, то менш застосовна.
8. ReMSA – необхідно витягувати інформацію для розрахунку репутації. Середня застосовна для компаній усередині репутаційних систем, оскільки враховує дані, які можуть не збиратися всередині системи. Для інших підприємств з'являються витрати пропорційні обсягу необхідні обробки даних.
9. Модель сертифікованої репутації для Trip advisor – для компаній усередині репутаційних систем чи інших мереж із встановленим механізмом оцінювання контрагентами один одного. Для інших бізнес-умов (наприклад, коли контрагенти оцінюють один одного у вільній формі) менш застосовна.
Таблиця 7. Візуалізація меж застосування
|
Відносить. реп. систем |
Багато контрагентів |
Дод. вид. на забезпеч. кач. дано. |
|
|
Просте підсумовування / середнє |
Поза / Всередині |
||
|
Поза / Всередині |
|||
|
Поза / Всередині |
|||
|
Поза / Всередині |
|||
|
Віднім. модель довіри та репутації |
Поза / Всередині |
||
|
Фірми, що конкурують на ринку |
Поза / Всередині |
||
|
Репутація в очах споживачів (стаття) |
Поза / Всередині |
||
|
Репутація у власних очах споживачів (дин.) |
Поза / Всередині |
||
|
Сертифік. реп. для TripAdvisor |
Поза / Всередині |
Позначення:
· Зелений - хороша застосовність
· Жовтий - застосовна з обмеженнями / витратами
· Червоний - застосовна зі значними обмеженнями/витратами
ВІЙСЬКОВА ДУМКА № 10/2011, стор. 49-53
ПолковникО.В. ТИХАНИЧІВ ,
кандидат технічних наук
ТИХАНИЧОВ Олег Васильович народився 30 жовтня 1965 року у місті Шуя Іванівської області. Закінчив Казанську вищу військову командно-інженерне училище(1988), Михайлівську артилерійську академію (1997). Проходив службу на посадах командира взводу, заступника командира батареї у ДСВГ та СКВО. З 1997 року - до 27 ЦНДІ МО РФ на посадах наукового співробітника, начальника відділу, провідного наукового співробітника науково-дослідного управління.
2005 року захистив дисертацію кандидата технічних наук. Автор понад 100 наукових праць. Професор Академії воєнних наук.
АННОТАЦІЯ. Проаналізовано досвід розробки математичних моделей для автоматизованих систем керування та застосування макетних зразків програм математичних моделей на заходах оперативної підготовки. Обґрунтовано необхідність удосконалення порядку розроблення математичних моделей з метою зниження впливу суб'єктивних факторів на ефективність їх застосування. КЛЮЧОВІ СЛОВА: математичне моделювання, порядок розробки моделей, досвід заходів оперативної підготовки, об'єктивні та суб'єктивні фактори, вдосконалення організації розробки моделей. SUMMARY.Автором analyzes experiment of developing matematical models for automated control systems and application of software prototypes of matematical models for operational training activities. Необхідність удосконалення процедури розвитку математичних моделей є спрямованою на зменшення впливу людських факторів на ефективність їх застосування. KEYWORDS:математичні simulation, modeling procedure, experience of operational training activities, objective і human factors, improving the modeling organization. |
У СУЧАСНИХ умовах пріоритетним напрямом реформування Збройних Сил Російської Федераціїє підвищення ефективності їх застосування, зокрема за рахунок автоматизації управління військами (силами). Під автоматизацією управління військами (силами) розуміється процес оснащення штабів, пунктів управління та бойових комплексів засобами електронно-обчислювальної техніки та використання їх у роботі органів управління.
Інтелектуальною складовою комплексу засобів автоматизації автоматизованої системи управління військами (АСУВ) є програмне забезпечення, яке ділиться на загальне, загальносистемне та спеціальне. Спеціальне програмне забезпечення (СПО) АСУВ складається з розрахункових, інформаційних завдань та математичних моделей. Останні виконують істотну роль процесі планування операцій (бойових дій) і управлінні військами (силами), забезпечуючи прогнозування розвитку обстановки та порівняльну оцінку ефективності прийнятих рішень.
У статті «Моделювання збройного протистояння: перспективи розвитку» було розглянуто низку важливих аспектів застосування математичного моделювання у військовій справі. Але «за кадром» залишилися суб'єктивні чинники, хоча практично вони істотно впливають використання математичного моделювання у процесі організації операцій (бойових дій). Суб'єктивні причини обмеженого застосування математичного моделювання в практичної роботиштабів не отримали належного висвітлення у наступних публікаціях щодо математичного моделювання. Так, у статті «Проблеми автоматизації інтелектуальної підтримки прийняття рішень загальновійськовими командирами у тактичній ланці» наголошується, що математичні моделі мають бути найважливішим компонентом АСУВ, але вони так і не знайшли широкого застосуванняу процесі прийняття рішення на бій та управління ним. Чому це сталося, не уточнюється. Розглядаються переважно недоліки існуючих моделей та об'єктивні технологічні фактори, що заважають використанню математичного моделювання. Суб'єктивні причини згадуються побіжно.
Разом з тим ввійськової галузі, що характеризується запеклим протиборством і високою особистою відповідальністю особи, яка приймає рішення, наявність суб'єктивного фактора є не просто неминучим, а закономірним явищем. У разі неповної інформації досвідчені командири (начальники) здатні формулювати правильні рішення на інтуїтивному рівні. При цьому зазвичай вони виходять зі своїх суб'єктивних уявлень про важливість різних критеріїв оптимальності та ефективності можливих альтернатив прийнятих рішень. Саме це часто породжує суб'єктивне неприйняття результатів математичного моделювання, що зрештою може призводити до серйозних помилок у плануванні та бойовому управлінні.
Таким чином, наявність суб'єктивних факторів, що стримують застосування математичного моделювання у військовій справі, є реальним фактом, що вимагає осмислення та вжиття відповідних заходів.
Чим конкретно визначаються випадки суб'єктивного неприйняття застосування математичного моделювання посадовими особами органів військового управління (ОВУ)? Причин багато, і вони проявляються як у етапах розробки, і на етапі використання математичних моделей.
Основними причинами неприйняття будь-якого нововведення, як запевняють психологи, є нерозуміння його сутності, незнання особливостей та невміння його застосовувати.
Існуючий порядок застосування СПО АСУВ має на увазі, що посадова особа - користувач АСУВ достовірно знає прийняті при розробці СПО обмеження та припущення, межі застосування математичних моделей зі складу СПО. Саме в цих межах проводяться перевірки та випробування елементів СПО, що підтверджують його працездатність та адекватність. Це повною мірою стосується математичних моделей як складової частини СПО. Теоретично посадові особи ОВУ, які застосовують компоненти СПО у своїй практичної діяльності, повинні зрозуміти межі застосування математичної моделі при уважному вивченні експлуатаційної документації на складові СПО. Зрозуміти, запам'ятати та завжди ними керуватися. На жаль, ця ідеальна ситуація практично реалізується не завжди, насамперед через недосконалість організації процесу навчання посадових осіб ОВУ роботі засобами автоматизації.
Ще одна проблема - проблема поділу відповідальності за прийняті рішення між користувачем моделі та розробником її математичного апарату. Якщо в технічні системиподіл відповідальності за помилки експлуатації між розробником та користувачем прописано у відповідних ГОСТах та технічних регламентах, то для програмних засобів таких документів поки що немає. Високий ступінь відповідальності посадових осіб ОВУ за результати своєї діяльності разом з невпевненим розумінням меж застосування моделей породжує у посадових осіб певні побоювання при використанні математичного моделювання в практиці планування реальних операцій (бойових дій). Без вирішення цієї проблеми забезпечити повноцінне використання математичного моделювання на практиці роботи ОВУ неможливо.
Істотно впливає використання математичного моделювання в практику діяльності ОВУ нераціональність компонування інтерфейсів створюваних промисловістю математичних моделей. УВ даний час при розробці програм цьому аспекту приділяється недостатньо уваги. Не додають оптимізму інженерна психологія та ергономіка: вони займаються переважно режимами роботи оператора та обладнанням робочих місць, але не якістю інтерфейсів програм.
Водночас із розвитком інформаційні технології, підвищенням можливостей обчислювальної техніки ланкою, що уповільнює прийняття рішень у автоматизованих системахуправління, все частіше стає людиною. І причиною тут є інтерфейс програми, що гальмує процес введення вихідних даних, так і аналіз результатів моделювання. Адже саме інтерфейс – основний елемент спілкування користувача та програми. Найчастіше саме зручністю інтерфейсу визначається, чи користувач в критичні моменти звертатиметься до програми, чи зможе він швидко провести розрахунки та проаналізувати їх результати.
Погано, що творча та «штучна» робота зі створення інтерфейсів програм та вироблення підходів щодо їх уніфікації, виконати яку може лише фахівець із широким оперативним та технічним кругозором, взагалі не належить до наукової діяльності. При цьому відсутність уніфікованих підходів до інтерфейсної реалізації математичних моделей та інформаційно-розрахункових завдань суттєво знижує їх власні властивості, ускладнює освоєння посадовими особами та впровадження в діяльність ОВУ.
Відповідно до керівних документів у створенні інтерфейсів моделей та завдань зі складу СПО АСУВ беруть участь дві категорії розробників: співробітники НДУ Міністерства оборони, які ведуть військово-науковий супровід створення АСУВ, та розробники програмного забезпечення на підприємствах промисловості. Усі вони, як мінімум, фахівці у використанні комп'ютерних технологій. Але ці навички можуть відігравати і негативну роль. Фахівець неусвідомлено створює інтерфейс моделі «під себе», а не під офіцера штабу, який працює в умовах жорсткого дефіциту часу та є спеціалістом у військовій галузі. Та й логіка програміста найчастіше відрізняється від логіки звичайної людини. Недарма жартують, що нормальна людина вважає, що в кілобайті 1000 байт, а програміст упевнений, що у кілограмі 1024 грами. В результаті цих відмінностей простота інтерфейсу при розробці часто жертвується для деяких додаткових якостей і можливостей, які здаються необхідними програмісту. Як наслідок – труднощі у освоєнні інтерфейсів моделей та завдань посадовими особами ОВУ, небажання працювати з ними при вирішенні практичних завдань.
Усунути негативний вплив даного фактора можна лише зміною існуючого порядку розробки СМПО, забезпечивши більш тісну участь впроцесі розробки кінцевого користувача математичної моделі Для цього доцільно запровадити обов'язковий етап (етапи) дослідної експлуатації елементів СПО вмакетне виконання із залученням посадових осіб ОВУ. За підсумками етапу необхідно передбачати доопрацювання елементів СПО вчастин організації інтерфейсу програм. До речі, світовий досвід розробки програмних засобів показує, що будь-яка технологія (каскадна, спіральна або макетна), що використовується при цьому, обов'язково містить етап макетування, за результатами якого допрацьовується програмне забезпечення, в тому числі його інтерфейсна частина.
Важливо і особисте ставлення кожної посадової особи до результатів математичного моделювання.Відношення це може виражатися в загальній недовірі до результатів, отриманих із застосуванням невідомого математичного апарату, і формуватися в ході спілкування з моделями. На останньому слід зупинитись особливо.
Не секрет, що часом посадовці ОВУ, які не задоволені результатами моделювання, намагаються різними способами їх скоригувати. Користувач (оператор), який добре знає модель, може «зіграти» різними факторами так, щоб вплинути на результати впотрібну сторону. Коли він стає особою, яка приймає рішення, у нього створюється думка, що модель може показати будь-який результат, було б лише бажання. Думка ця є глибоко помилковою і виникає від незнання особливостей математичного моделювання. Так, результат моделювання можна злегка підкоригувати, змінивши будь-які вихідні умовиорганізації дій протиборчих угруповань, що належать до категорії невизначених та вибираються оператором у встановлених межах. Але підтасувати результати, не змінюючи вихідні дані, неможливо, особливо, якщо модель використовується для порівняльного аналізу варіантів застосування військ (сил) за інших рівних умов. Самі результати можуть змінюватись, а ось тенденцію зміни ситуації модель все одно покаже вірну.
Підхід довирішенню цієї ситуації, на наш погляд, той самий - залучення посадових осіб до розробки математичного апарату, що закладається у СМПО, створюване для автоматизації їх діяльності.Насамперед це відноситься до формалізації модельованого процесу та формування системи допусків та обмежень.
Залучення посадових осіб ОВУ до розробки СМПО, зокрема для опису апарату математичних моделей є непростим шляхом. Це вимагає від замовника та промисловості певних зусиль не лише технічного, а й організаційного, а часом і освітнього плану. Але наявний у 27 ЦНДІ Міноборони практичний досвід подібної роботи свідчить про ефективність такого методу. Розробка низки методик оперативних розрахунків разом із офіцерами ОВУ показала, що згодом програмні засоби, реалізують спільно створений математичний апарат, сприймаються посадовими особами набагато краще. Знання застосовуваного у програмних засобах математичного апарату, меж його застосування забезпечує довіру до результатів моделювання.
Таким чином, аналіз суб'єктивних факторів, що заважають застосуванню математичного моделювання у практичній роботі ОВУ, показує, що недоліки є системними. Вони не залежать від конкретного розробника СПО та обраного ним підходу до створення СПО АСУВ: функціонального, структурного чи процесного. Для їх усунення необхідно змінювати порядок створення математичних моделей, вводячи обов'язкові етапи, що передбачають участь майбутніх користувачів моделей у їх розробці, так і порядок підготовки посадових осіб ОВУ до роботи з ними.
Крім того, варто зупинитися ще на одному суб'єктивному факторі недовіри до математичного моделювання,що виникає у випадках, коли представники промисловості необґрунтовано часто допрацьовують математичні моделі або намагаються їх впроваджувати там, де в цьому немає об'єктивної потреби.
Аналіз зарубіжного досвідупоказує, що найбільш прийнятним є поступове нарощування можливостей математичних моделей за рахунок їх модернізації без кардинальної переробки математичного "ядра" і, звичайно, застосування математичного моделювання для планування операцій (бойових дій) тільки там, де це дійсно необхідно, де для цього є умови. На жаль, у нас часто все відбувається з точністю до навпаки. Необгрунтовано часте доопрацювання моделей, поширення математичного моделювання на сфери, де воно не застосовується (наприклад, на рівень «батальйон - рота (батарея) - взвод»), суб'єктивно знижує довіру до процесу застосування моделей при плануванні військових дій, дискредитує саму ідею математичного моделювання.
Отже, з метою зменшення негативного впливусуб'єктивних чинників застосування математичного моделювання на практиці роботи ОВУ необхідно підвищити знання та вміння користувачів СМПО і подолати небажання розробників врахувати їх вимоги (подолати під твердим керівництвом замовника АСУВ, з допомогою ОВУ та організацій, здійснюють військово-науковий супровід робіт).
Для цього необхідно:
вдосконалення порядку розроблення математичних моделей, включення до процесу розробки обов'язкових етапів макетування та апробації макетів у ОВУ; зміна відношення (підвищена увага) до створення програмних інтерфейсів математичних моделей зі складу СМПО АСУВ;
коригування керівних документів, що визначають зміст етапів розробки математичних моделей;
оптимізація процесу підготовки посадових осіб, які застосовують математичні моделі у складі СПО комплектів засобів автоматизації пунктів управління.
Реалізація цих заходів дозволить математичному моделюванню зайняти гідне, належне йому місце у процесі організації операцій (бойових дій) та управлінні військами (силами).
Військова Думка. 2009. № 7. С. 12-20.
Військова Думка. 2009. № 9. С. 43-53.
Зарубіжний військовий огляд. 2006. № 6. С. 17-23; 2008. № 11. С. 27-32.
Для коментування необхідно зареєструватись на сайті
1. Моделювання забезпечує створення спрощеної, порівняно з оригіналом моделі. У моделі менше другорядної інформації, ніж у оригіналі. У моделі зосереджується інформація про ті ознаки, які необхідні для розслідування.
«Зліпок сліду» для нас важливо, щоб він відображав найбільш повно та точно особливості підошви (протектор, малюнок, зношеність, пошкодження тощо). Інші ознаки менш цікаві, колір матеріалу тощо.
Модель простіше оригіналу, вона відволікається від деталей, зокрема і цим допомагає вирішенню пізнавальних завдань.
У моделюванні спрощення обумовлює широке застосування (складання планів місцевості, схем-злочинів зв'язків, складання графіків).
ПРОСТ - це доступне, зрозуміле, що складається з незначної кількості елементів, відносин.
СКЛАДНЕ-навпаки-важке для пізнання.
Людство завжди намагалося привести складне до простого та зрозумілого. У математиці є термін «спростити вираз», коли громіздка формула наводиться до простої.
Все геніальне просто, а просте геніально.
2. Для деяких видів моделювання характерна НАГЛЯДНІСТЬ.
Наочність моделей з чуттєвим сприйняттям та образним відображенням предметів та явищ у свідомості. Вони пожвавлюють пам'ять, сприяють з'ясовуванню істоти фактів і явищ, що вивчаються.
«План-схеми» під час допиту свідків, потерпілих, обвинувачених.
Допит водіїв та інших учасників ДТП із відтворенням дорожньої ситуації із застосуванням спеціальних планшетів, моделей тощо.
Слідча дія-перевірка показань на місці говорить сама за себе і застосовується досить часто.
3 Моделі виконують ілюстративну функцію. Служать наочним підтвердженням положень, що доводяться.
До протоколу огляду – плани, схеми.
До акту СМЕ – схеми людини з наявними ушкодженнями.
До акту балістичної експертизи-фотографії поєднань.
До акту дактилоскопічної експертизи-фотографії відбитків із зазначенням збігів стрілками.
Створення та вивчення моделей сприяють, перш за все, перевірці наявної та отримання нової інформації.
Для розслідування справ типовий пізнавальний, пошуковий характер дослідження.
Це пояснюється тим, що фактор часу впливає на сліди злочину: іноді сприяють їх знищенню, приховуванню, так само як приховування самого злочину, так і особи, яка вчинила його. Моделі та моделювання відновлюють події злочину та їх учасників.
Головною та основною рисою криміналістичного моделювання є вираз у цьому методі закономірностей загального зв'язку предметів та явищ.
Моделювання базується на законах відображення та загального зв'язку в силу моделі та моделювання включаються до процесу пізнання.
Основаність на законах зумовлює науковість методу та дозволяє використовувати його як метод доведення.
Таким чином, результати моделювання можуть використовуватися як докази та лягати в основу обвинувального висновку або вироку.
Розкриття змісту та конкретизація понять повинні спиратися на ту чи іншу конкретну модель взаємного зв'язку понять. Модель, об'єктивно відбиваючи певну бік зв'язку, має межі застосовності, поза яких її використання веде до хибним висновків, але у межах своєї застосовності вона повинна мати як образністю, наочністю і конкретністю, а й мати евристичну цінність.
Розмаїття проявів причинно-наслідкових зв'язків у матеріальному світі зумовило існування кількох моделей причинно-наслідкових відносин. Історично склалося так, що будь-яка модель цих відносин може бути зведена до одного з двох основних типів моделей або їхнього поєднання.
а) Моделі, що спираються на тимчасовий підхід (еволюційні моделі). Тут головну увагу акцентують на тимчасовій стороні причинно-наслідкових відносин. Одна подія – «причина» – породжує іншу подію – «наслідок», яка у часі відстає від причини (запізнюється). Запізнення – відмітна ознака еволюційного підходу. Причина та слідство взаємообумовлені. Проте посилання породження слідства причиною (генезис), хоч і законна, але привноситься у визначення причинно-наслідкового зв'язку як із боку, ззовні. Вона фіксує зовнішній бік зв'язку, не захоплюючи глибоко сутності.
Еволюційний підхід розвивався Ф. Беконом, Дж. Міллем та ін. Крайньою полярною точкою еволюційного підходу стала позиція Юма. Юм ігнорував генезис, заперечуючи об'єктивний характер причинності, і зводив причинний зв'язок простої регулярності подій.
б) Моделі, що спираються на поняття «взаємодія» (структурні чи діалектичні моделі). Сенс назв ми з'ясуємо пізніше. Головна увага тут приділяється взаємодії як джерела причинно-наслідкових відносин. У ролі причини виступає сама взаємодія. Велику увагу цьому підходу приділяв Кант, але найчіткішу форму діалектичний підхід до причинності набув у роботах Гегеля. Із сучасних радянських філософів цей підхід розвивав Г.А. Свічників, який прагнув дати матеріалістичне трактування однієї зі структурних моделей причинно-наслідкового зв'язку.
Існуючі та використовуються в даний час моделі по-різному розкривають механізм причинно-наслідкових відносин, що призводить до розбіжностей і створює основу для філософських дискусій. Гострота обговорення та полярний характер точок зору свідчать про їхню актуальність.
Виділимо деякі з проблем, що дискутуються.
а) Проблема одночасності причини та наслідки. Це головна проблема. Чи одночасні причина та слідство чи розділені інтервалом часу? Якщо причина і слідство одночасні, чому причина породжує слідство, а чи не навпаки? Якщо ж причина і слідство неодноразові, чи може бути «чиста» причина, тобто. причина без слідства, яке ще не настало, та «чисте» слідство, коли дія причини скінчилася, а слідство ще триває? Що відбувається в інтервалі між причиною та наслідком, якщо вони поділені в часі, тощо?
б) Проблема однозначності причинно-наслідкових відносин. Чи породжує одна й та сама причина те саме слідство чи одна причина може породжувати будь-яке слідство з кількох потенційно можливих? Чи може одне й те саме слідство бути породженим будь-якою з кількох причин?
в) Проблема зворотного впливу слідства на причину.
г) Проблема зв'язку причини, приводу та умов. Чи можуть за певних обставин причина та умова змінюватись ролями: причина стати умовою, а умова – причиною? Який об'єктивний взаємозв'язок та відмітні ознаки причини, приводу та умови?
Вирішення цих проблем залежить від обраної моделі, тобто. значною мірою від того, який зміст буде закладено у вихідні категорії «причина» та «слідство». Дефініційний характер багатьох труднощів проявляється, наприклад, у тому, що немає єдиної відповіді питанням, що слід розуміти під «причиною». Одні дослідники під причиною мислять матеріальний об'єкт, інші – явище, треті – зміна стану, четверті – взаємодія тощо.
До вирішення проблеми не ведуть спроби вийти за рамки модельного уявлення та дати загальне, універсальне визначення причинно-наслідкового зв'язку. Як приклад можна навести таке визначення: «Причинність – це такий генетичний зв'язок явищ, у якому одне явище, зване причиною, за наявності певних умов неминуче породжує, викликає, призводить до життя інше явище, зване наслідком» . Це визначення формально справедливе більшості моделей, але, спираючись на модель, воно може вирішити поставлених проблем (наприклад, проблему одночасності) і тому має обмежену теоретико-пізнавальну цінність.
Вирішуючи згадані вище проблеми, більшість авторів прагнуть виходити із сучасної фізичної картини світу і, як правило, дещо менше уваги приділяють гносеології. Тим часом, на наш погляд, тут існують дві проблеми, що мають важливе значення: проблема видалення елементів антропоморфізму з поняття причинності та проблема непричинних зв'язків у природознавстві. Суть першої проблеми в тому, що причинність як об'єктивна філософська категорія повинна мати об'єктивний характер, який не залежить від суб'єкта, що пізнає, і його активності. Суть другої проблеми: чи визнавати причинні зв'язки у природознавстві загальними та універсальними чи вважати, що такі зв'язки мають обмежений характер і існують зв'язки непричинного типу, що заперечують причинність та обмежують межі застосування принципу причинності? Ми вважаємо, що принцип причинності має загальний та об'єктивний характер та його застосування не знає обмежень.
Отже, два типи моделей, об'єктивно відбиваючи деякі важливі сторони та риси причинно-наслідкових зв'язків, знаходяться до певної міри в суперечності, оскільки по-різному вирішують проблеми одночасності, однозначності та ін., але разом з тим, об'єктивно відображаючи деякі сторони причинно-наслідкових відносин , вони повинні бути у взаємному зв'язку. Наше перше завдання – виявити цей зв'язок та уточнити моделі.
Кордон застосування моделей
Спробуємо встановити межу застосування моделей еволюційного типу. Причинно-наслідкові ланцюги, що задовольняють еволюційним моделям, як правило, мають властивість транзитивності. Якщо подія А є причиною події В (В – наслідок А), якщо, у свою чергу, подія В є причиною події С, то подія А є причиною події С. Якщо А → В і В → С, то А → С. Таким способом складаються найпростіші причинно-наслідкові ланцюги. Подія може виступати в одному випадку причиною, в іншому - наслідком. Цю закономірність відзначав Ф. Енгельс: «... причина і наслідок суть уявлення, які мають значення, як такі, лише у застосуванні до даного окремого випадку: але як тільки ми розглядатимемо цей окремий випадок у загальному зв'язку з усім світовим цілим, ці уявлення сходяться і переплітаються у поданні універсальної взаємодії, у якому причини та наслідки постійно змінюються місцями; те, що тут чи тепер є причиною, стає там чи тоді наслідком і навпаки» (т. 20, 22).
Властивість транзитивності дозволяє провести детальний аналіз причинного кола. Він полягає у розчленуванні кінцевої ланцюга більш прості причинно-наслідкові ланки. Якщо А, то А → В 1 , В 1 → В 2 ,..., В n → C. Але чи має кінцевий причинно-наслідковий ланцюг властивість нескінченної ділимості? Чи може кількість ланок кінцевого ланцюга N прагнути нескінченності?
Спираючись на закон переходу кількісних змін у якісні, можна стверджувати, що при розчленуванні кінцевого причинно-наслідкового ланцюга ми зіткнемося з таким змістом окремих ланок ланцюга, коли подальший поділ стане безглуздим. Зауважимо, що нескінченну ділимість, що заперечує закон переходу кількісних змін у якісні, Гегель іменував «поганою нескінченністю»
Перехід кількісних змін якісні виникає, наприклад, при розподілі шматка графіту. При роз'єднанні молекул до утворення одноатомного газу хімічний склад не змінюється. Подальший поділ речовини без зміни його хімічного складувже неможливо, оскільки наступний етап – розщеплення атомів вуглецю. Тут із фізико-хімічної точки зору кількісні зміни призводять до якісних.
У наведеному вище висловлюванні Ф. Енгельса чітко простежується думка про те, що в основі причинно-наслідкових зв'язків лежить не мимовільне волевиявлення, не забаганка випадку і не божественний перст, а універсальна взаємодія. У природі немає мимовільного виникнення та знищення руху, є взаємні переходи одних форм руху матерії в інші, від одних матеріальних об'єктів до інших, і ці переходи не можуть відбуватися інакше, ніж через взаємодію матеріальних об'єктів. Такі переходи, зумовлені взаємодією, породжують нові явища, змінюючи стан об'єктів, що взаємодіють.
Взаємодія є універсальною і становить основу причинності. Як справедливо зазначав Гегель, «взаємодія є причинним відношенням, покладеним у його повному розвитку» . Ще чіткіше сформулював цю думку Ф. Енгельс: «Взаємодія - ось перше, що виступає перед нами, коли ми розглядаємо рухому матерію в цілому з точки зору теперішнього природознавства... Так природознавством підтверджується те... що взаємодія є істинною causa finalis речей. Ми не можемо піти далі пізнання цієї взаємодії саме тому, що за нею нічого більше пізнавати» (т. 20, с. 546).
Оскільки взаємодія становить основу причинності, розглянемо взаємодію двох матеріальних об'єктів, схему якого наведено на рис. 1. Даний приклад не порушує спільності міркувань, оскільки взаємодія кількох об'єктів зводиться до парних взаємодій і може бути розглянуто аналогічним способом.
Неважко бачити, що при взаємодії обидва об'єкти одночасно впливають один на одного (взаємність дії). При цьому відбувається зміна стану кожного з взаємодіючих об'єктів. Немає взаємодії – немає зміни стану. Тому зміну стану будь-якого з взаємодіючих об'єктів можна як приватне наслідок причини – взаємодії. Зміна станів всіх об'єктів у їхній сукупності складе повне слідство.
Очевидно, що така причинно-наслідкова модель елементарної ланки еволюційної моделі належить класу структурних (діалектичних). Слід наголосити, що дана модель не зводиться до підходу, що розвивався Г.А. Свічниковим, оскільки під наслідком Г.А. Свічників, за словами В.Г. Іванова, розумів «...зміна одного або всіх об'єктів, що взаємодіяли або зміна характеру самої взаємодії, аж до його розпаду або перетворення». Що ж до зміни станів, це зміна Г.А. Свічників відносив до непричинного виду зв'язку.
Отже, ми встановили, що еволюційні моделі як елементарну, первинну ланку містять структурну (діалектичну) модель, що спирається на взаємодію та зміну станів. Дещо пізніше ми повернемося до аналізу взаємного зв'язку, цих моделей та дослідження властивостей еволюційної моделі. Тут нам хотілося б відзначити, що в повній відповідності з точкою зору Ф. Енгельса зміна явищ в еволюційних моделях, що відображають об'єктивну реальність, відбувається не через простий регулярності подій (як у Д. Юма), а через обумовленість, породжену взаємодією (генезис ). Тому хоча посилання породження (генезис) і привносяться до визначення причинно-наслідкових взаємин у еволюційних моделях, але вони відбивають об'єктивну природу цих взаємин держави і мають законне основание.
мал. 2.Структурна (діалектична) модель причинності
Повернімося до структурної моделі. За своєю структурою та змістом вона чудово узгоджується з першим законом діалектики – законом єдності та боротьби протилежностей, якщо інтерпретувати:
– єдність-як існування об'єктів у їх взаємному зв'язку (взаємодії);
– протилежності– як взаємовиключні тенденції та характеристики станів, зумовлені взаємодією;
– боротьбу- Як взаємодія;
– розвиток– як зміна стану кожного із взаємодіючих матеріальних об'єктів.
Тому структурна модель, що спирається на взаємодію як причину, може бути названа також діалектичною моделлю причинності. З аналогії структурної моделі та першого закону діалектики випливає, що причинність постає як відображення об'єктивних діалектичних протиріч у самій природі, на відміну від суб'єктивних діалектичних протиріч, що виникають у свідомості людини. Структурна модель причинності є відбитком об'єктивної діалектики природи.
Розглянемо приклад, що ілюструє застосування структурної моделі причинно-наслідкових відносин. Таких прикладів, які пояснюються за допомогою даної моделі, можна знайти досить багато в природничих науках (фізиці, хімії та ін), оскільки поняття «взаємодія» є основоположним у природознавстві.
Візьмемо як приклад пружне зіткнення двох куль: кулі А, що рухається, і нерухомої кулі В. До зіткнення стан кожної з куль визначалося сукупністю ознак Сa і Сb (імпульс, кінетична енергія і т.д.). Після зіткнення (взаємодії) стан цих куль змінився. Позначимо нові стани "a" і "b". Причиною зміни станів (Сa → С a і С b → С b) стало взаємодія куль (зіткнення); Наслідком цього зіткнення стала зміна стану кожної кулі.
Як мовилося раніше, еволюційна модель у разі малопридатна, оскільки маємо справу з причинною ланцюгом, і з елементарним причинно-наслідковим ланкою, структура якого зводиться до еволюційної моделі. Щоб показати це, проілюструємо даний приклад поясненням з позиції еволюційної моделі: «До зіткнення шар А спочив, тому причиною його руху є шар В, який ударив по ньому». Тут куля виступає причиною, а рух кулі А – наслідком. Але з тих самих позицій можна дати і таке пояснення: «До зіткнення куля В рухалася рівномірно прямолінійною траєкторією. Якби не куля А, то характер руху кулі не змінився б». Тут причиною вже є куля А, а наслідком – стан кулі У. Наведений приклад показує:
а) певну суб'єктивність, яка виникає при застосуванні еволюційної моделі за межами її застосування: причиною може виступати або куля А, або куля В; таке становище пов'язане з тим, що еволюційна модель вихоплює одну приватну гілку слідства та обмежується її інтерпретацією;
б) типову гносеологічну помилку. У наведених вище поясненнях з позиції еволюційної моделі один з однотипних матеріальних об'єктів виступає як «активний», а інший – як «стражденний» початок. Виходить так, ніби одна з куль наділена (у порівнянні з іншою) «активністю», «волею», «бажанням», подібно до людини. Отже, тільки завдяки цій «волі» ми маємо причинне ставлення. Подібна гносеологічна помилка визначається не тільки моделлю причинності, а й образністю, властивою живому людському мовленню, і типовим психологічним перенесенням властивостей, характерних для складної причинності (про неї ми говоритимемо нижче) на просту причинно-наслідкову ланку. І такі помилки дуже характерні при використанні еволюційної моделі за межами її застосування. Вони зустрічаються у деяких визначеннях причинності. Наприклад: «Отже, причинність визначається як такий вплив одного об'єкта на інший, при якому зміна першого об'єкта (причина) передує зміні іншого об'єкта та необхідним, однозначним чином породжує зміну іншого об'єкта (наслідок)». Важко погодитись з таким визначенням, оскільки зовсім не ясно, чому при взаємодії (взаємній дії!) об'єкти мають деформуватися не одночасно, а один за одним? Який із об'єктів має деформуватися першим, а яким другим (проблема пріоритету)?
Якості моделі
Розглянемо тепер, які якості утримує структурну модель причинності. Зазначимо серед них такі: об'єктивність, універсальність, несуперечність, однозначність.
Об'єктивністьпричинності проявляється в тому, що взаємодія виступає як об'єктивна причина, щодо якої взаємодіючі об'єкти є рівноправними.Тут немає можливості для антропоморфного тлумачення. Універсальністьобумовлена тим, що в основі причинності завжди лежить взаємодія.Причинність універсальна, як універсальна сама взаємодія. Несуперечливістьобумовлена тим, що, хоча причина та наслідок (взаємодія та зміна станів) збігаються в часі, вони відображають різні сторонипричинно-наслідкових відносин. Взаємодія передбачає просторовий зв'язок об'єктів, зміна стану – зв'язок станів кожного з об'єктів, що взаємодіють, у часі.
Крім цього, структурна модель встановлює однозначну зв'язоку причинно-наслідкових відносинах незалежно від способу математичного опису взаємодії. Більше того, структурна модель, будучи об'єктивною та універсальною, не наказує природознавству обмежень на характер взаємодій. В рамках даної моделі справедливі і миттєва далеко-або близька дія, і взаємодія з будь-якими кінцевими швидкостями. Поява подібного обмеження у визначенні причинно-наслідкових відносин було б типовою метафізичною догмою, що раз і назавжди постулює характер взаємодії будь-яких систем, нав'язуючи фізиці та іншим наукам натурфілософські рамки з боку філософії, або обмежило межі застосування моделі настільки, що користь від такої моделі скромний.
Тут було б доречно зупинитися на питаннях, пов'язаних з кінцівкою швидкості поширення взаємодій. Розглянемо приклад. Нехай є два нерухомі заряди. Якщо один із зарядів почав рухатися з прискоренням, то електромагнітна хвиля підійде до другого заряду із запізненням. Чи не суперечить цей приклад структурної моделі і, зокрема, властивості взаємності дії, оскільки за такої взаємодії заряди опиняються у нерівноправному положенні? Ні, не суперечить. Даний приклад описує не просте взаємодію, а складний причинний ланцюг, в якому можна виділити три різні ланки.
1. Взаємодія першого заряду з об'єктом, що викликає його прискорення. Результат цієї взаємодії – зміна стану джерела, що впливало на заряд, і зокрема втрата цим джерелом частини енергії, зміна стану першого заряду (прискорення) та поява електромагнітної хвилі, яка випромінювалася першим зарядом при його прискореному русі.
2. Процес поширення електромагнітної хвилі, випромінюваної першим зарядом.
3. Процес взаємодії другого заряду з електромагнітною хвилею. Результат взаємодії – прискорення другого заряду, розсіювання первинної електромагнітної хвилі та випромінювання електромагнітної хвилі другим зарядом.
У цьому прикладі ми маємо дві різні взаємодії, кожна з яких вкладається в структурну модель причинності. Таким чином, структурна модель чудово узгоджується як із класичними, так і з релятивістськими теоріями, а кінцева швидкістьпоширення взаємодій не є важливою для структурної моделі причинності.
Торкаючись структурної моделі причинності, відзначимо, що їй не суперечать реакції розпаду. синтез об'єктів. У цьому випадку між об'єктами або руйнується відносно стійкий зв'язок як особливий вид взаємодії, або такий зв'язок утворюється внаслідок взаємодії.
Оскільки квантові теорії (як і класичні) широко використовують категорії «взаємодія» і «стан», то структурна модель принципово застосовна й у цій галузі природознавства. Труднощі, що зустрічаються іноді, обумовлені, на наш погляд, тим, що, володіючи добре розвиненим математичним формалізмом, квантові теорії ще недостатньо повно розвинені і відточені в плані понятійної інтерпретації.
Маріо Бунге пише, наприклад, про інтерпретацію f-функції:
«Одні відносять функцію ψ до деякої індивідуальної системи, інші – до деякого дійсного або потенційного статистичного ансамблю тотожних систем, треті розглядають ψ-функцію як міру нашої інформації, або ступінь упевненості щодо деякого індивідуального комплексу, що складається з макросистеми та приладу, або ж, нарешті , Просто як каталог вимірювань, що проводяться над безліччю ідентично приготовлених мікросистем». Таке різноманіття варіантів тлумачення ψ-функції ускладнює строгу причинну інтерпретацію явищ мікросвіту.
Це одне із свідчень, що квантові теорії перебувають у стадії становлення та розвитку і досягли рівня внутрішньої завершеності, властивої класичним теоріям.
Але про проблеми становлення квантових теорійсвідчить як інтерпретація ψ-функции. Хоча релятивістська механіка та електродинаміка на перший погляд видаються закінченими теоріями, глибший аналіз показує, що з низки причин ці теорії також не уникли протиріч та внутрішніх труднощів. Наприклад, в електродинаміці існують проблема електромагнітної маси, проблема реакції випромінювання заряду та ін. Невдачі у спробах вирішення цих проблем у рамках самих теорій у минулому та бурхливий розвиток теорій мікросвіту породили надію, що розвиток квантових теорій допоможе ліквідувати труднощі. А доти вони повинні сприйматися як неминуче «зло», з яким так чи інакше доводиться миритися і чекати на успіхи квантових теорій.
У той же час квантові теорії самі зіткнулися з багатьма проблемами та протиріччями. Цікаво помітити, частина цих труднощів має «класичну» природу, тобто. дісталася «у спадок» від класичних теорійі зумовлена їхньою внутрішньою незавершеністю. Виходить «порочне коло»: вирішення протиріч класичних теорій ми покладаємо на квантові теорії, а труднощі квантових визначаються протиріччями класичних.
Згодом надія на здатність квантових теорій усунути протиріччя та труднощі в теоріях класичних стала згасати, але досі інтерес до вирішення протиріч класичних теорій у рамках їх самих все ще залишається на другому плані.
Таким чином, труднощі, що іноді зустрічаються при поясненні явищ мікросвіту з позиції причинності, мають об'єктивне походження і пояснюються особливостями становлення квантових теорій, але вони не є принциповими, що забороняють або обмежують застосування принципу причинності в мікросвіті, зокрема застосування структурної моделі причинності.
Причинність та взаємодія завжди взаємопов'язані. Якщо взаємодія має властивості загальності, універсальності та об'єктивності, то настільки ж універсальні, загальні та об'єктивні причинно-наслідкові зв'язки та відносини. Тому в принципі не можна погодитись із твердженнями Бома, що при описі явищ мікросвіту можна в одних випадках спиратися на філософський індетермінізм, в інших – дотримуватися принципу причинності. Ми вважаємо глибоко хибною думку В.Я. Пермінова у тому, що «поняття додатковості вказує шлях примирення(курсив наш – В.К.) детермінізму та індетермінізму », незалежно від того, відноситься ця думка до філософії природознавства або до конкретної природничо теорії. Шлях примирення матеріалістичної погляду з позицією сучасного агностицизму у питанні є еклектика, є заперечення об'єктивної діалектики. В.І. Ленін підкреслював, що «питання причинність має особливо важливе значення визначення філософської лінії тієї чи іншої новітнього «ізму»...» (т. 18, з. 157). І шлях становлення квантових теорій лежить не через заперечення чи обмеження, а через утвердження причинності у мікросвіті.
Дві сторони наукових теорій
Структура наукових теорій природознавства та функції наукових теорій безпосередньо чи опосередковано пов'язані з причинним поясненням явищ матеріального світу. Якщо звернутися до структурної моделі причинності, можна виявити два характерні моменти, дві важливі сторони, які однак пов'язані з функціями наукових теорій.
Перша стосується опису причинних зв'язків та відповідає на запитання: як, у якій послідовності? Їй відповідає будь-яка гілка приватного слідства, що пов'язує обумовлені стани. Вона дає не тільки опис переходу об'єкта з одного стану в інший, але описує і охоплює весь причинний ланцюг як послідовність пов'язаних і обумовлених станів, не вдаючись глибоко в сутність, джерело зміни станів ланок ланцюга.
Друга сторона відповідає на запитання: чому, чому? Вона, навпаки, дробить причинно-наслідковий ланцюг на окремі елементарні ланки і дає пояснення про зміну стану, спираючись на взаємодію. Це сторона, що пояснює.
Дві ці сторони прямо пов'язані з двома важливими функціями наукової теорії: пояснювальною та описовою. Оскільки принцип причинності лежав і лежатиме в основі будь-якої природничо теорії, теорія завжди виконуватиме ці дві функції: опис і пояснення.
Проте у цьому проявляється методологічна функція принципу причинності. Внутрішнє структурування самої теорії також пов'язані з цим принципом. Візьмемо, наприклад, класичну механіку з її трьома традиційними розділами: кінематикою, динамікою та статикою. У кінематиці силові взаємодії не розглядаються, а йде опис (фізичний та математичний) видів руху матеріальних точокта матеріальних об'єктів. Взаємодія мається на увазі, але вона відходить другого план, залишаючи пріоритет опису складних пов'язаних рухів через характеристики їх станів. Зрозуміло, цей факт не може бути приводом для класифікації кінематики як непричинного способу опису, оскільки кінематика відбиває еволюційну сторону причинно-наслідкових відносин, що пов'язують різні стани.
Динаміка – теоретичний розділ, який включає у собі повний причинно-наслідковий опис і пояснення, спираючись на структурну модель причинно-наслідкових відносин. У цьому сенсі кінематика можна вважати підрозділом динаміки.
Особливий інтерес з точки зору причинності становить статика, в якій слідчі ланцюги вироджені (відсутні), і ми маємо справу лише зі зв'язками та взаємодіями статичного характеру. На відміну від явищ об'єктивної реальності, де немає абсолютно стійких систем, статичні завдання – ідеалізація чи граничний випадок, допустимий у приватно-наукових теоріях. Але принцип причинності справедливий і тут, оскільки не лише вирішувати статичні завдання, а й зрозуміти сутність статики без застосування принципу віртуальних переміщень або споріднених йому принципів неможливо. «Віртуальні переміщення» безпосередньо пов'язані зі зміною станів на околиці стану рівноваги, тобто. зрештою з причинно-наслідковими відносинами.
Розглянемо тепер електродинаміку. Іноді її ототожнюють лише з рівняннями Максвелла. Це неправильно, оскільки рівняння Максвелла описують поведінку хвиль (випромінювання, поширення, дифракцію тощо) за заданих граничних та початкових умов. Вони не включають опис взаємодії як взаємної дії. Принцип причинності привноситься разом з граничними та початковими умовами (запізнювальні потенціали). Це своєрідна «кінематика» хвильових процесів, якщо таке порівняння можна. «Динаміку», і навіть причинність, вносить рівняння руху Лоренца, враховує реакцію випромінювання заряду. Саме зв'язок рівнянь Максвелла та рівняння руху Лоренца забезпечує досить повний причинно-наслідковий опис явищ електромагнетизму. Подібні приклади можна було б продовжити. Але й наведених достатньо, щоб переконатися, що причинність та її структурна модель знаходять відображення у структурі та функціях наукових теорій.
Якщо на початку нашої роботи ми йшли від еволюційної моделі причинності до структурної, то тепер маємо зворотний шлях від структурної моделі до еволюційної. Це необхідно, щоб правильно оцінити взаємний зв'язок та відмінні риси еволюційної моделі.
Вже в нерозгалуженому лінійному причинно-наслідковому ланцюзі ми змушені відмовитися від повного опису всіх причинно-наслідкових відносин, тобто. не зважаємо на деякі приватні слідства. Структурна модель дозволяє нерозгалужені лінійні причинно-наслідкові ланцюги звести до двох основних типів.
а) Об'єктний причинний ланцюг. Утворюється тоді, коли ми виділяємо якийсь матеріальний об'єкт і стежимо за зміною його стану у часі. Прикладом можуть бути спостереження за станом броунівської частки, або за еволюціями космічного корабля, або за поширенням електромагнітної хвилі від антени передавача до антени приймача
б) Інформаційний причинний ланцюг. З'являється, коли ми стежимо не за станом матеріального об'єкта, а за деяким інформуючим явищем, яке в процесі взаємодії різних матеріальних об'єктів пов'язано послідовно в часі з різними об'єктами. Прикладом може бути передача усної інформації з допомогою естафети тощо.
Всі лінійні нерозгалужені причинні ланцюги зводяться до одного з цих двох типів або їх комбінації. Такі кола описують за допомогою еволюційної моделі причинності. При еволюційному описі взаємодія залишається другому плані, але в перший план виходить матеріальний об'єкт чи індикатор його стану. Через це головна увага зосереджується на описі послідовності подій у часі. Тому ця модель отримала назву еволюційної.
Лінійний нерозгалужений причинний ланцюг порівняно легко піддається аналізу за допомогою зведення його до сукупності елементарних ланок та аналізу їх за допомогою структурної моделі. Але такий аналіз не завжди можливий.
Існують складні причинні мережі, в яких прості причинно-наслідкові ланцюжки перетинаються, розгалужуються і знову перетинаються. Це призводить до того, що застосування структурної моделі робить аналіз громіздким, інколи ж технічно неможливим.
Крім цього нас часто цікавить не сам внутрішній процес та опис внутрішніх причинно-наслідкових відносин, а початковий вплив та його кінцевий результат. Подібне становище часто зустрічається під час аналізу поведінки складних систем (біологічних, кібернетичних та інших.). У таких випадках деталізація внутрішніх процесів у всій їх сукупності виявляється надмірною, непотрібною для практичних цілей, що захаращує аналіз. Усе це зумовило ряд особливостей в описах причинно-наслідкових відносин з допомогою еволюційних моделей. Перелічимо ці особливості.
1. При еволюційному описі причинно-наслідкової мережі повна мережа причинна огрублюється. Виділяються основні ланцюги, а несуттєві відсікаються, ігноруються. Це значно полегшує опис, але таке спрощення досягається ціною втрати частини інформації, ціною втрати однозначності опису.
2. Щоб зберегти однозначність та наблизити опис до об'єктивної реальності, відсічені гілки та причинні ланцюги замінюються сукупністю умов. Від того, наскільки правильно виділено основний причинний ланцюг та наскільки повно враховано умови, що компенсують огрубіння, залежать повнота, однозначність та об'єктивність причинно-наслідкового опису та аналізу.
3. Вибір тієї чи іншої причинно-наслідкового ланцюга як головне визначається багато в чому цільовими установками дослідника, тобто. тим, між якими явищами хоче проаналізувати зв'язок. Саме цільова установка змушує шукати головні причинно-наслідкові ланцюги, а відсічені замінювати умовами. Це призводить до того, що при одних установках головну роль виконують одні ланцюги, інші замінюються умовами. За інших установках ці ланцюги можуть стати умовами, а роль головних відіграватимуть ті, що раніше були другорядними. Таким чином, причини та умови змінюються ролями.
Умови відіграють важливу роль, пов'язуючи об'єктивну причину та слідство. За різних умов, що впливають на головний причинний ланцюг, наслідки будуть різними. Умови хіба що створюють те русло, яким тече ланцюг історичних подій чи розвиток явищ у часі. Тому виявлення глибинних, сутнісних причинно-наслідкових відносин необхідний ретельний аналіз, облік впливу всіх зовнішніх і внутрішніх чинників, всіх умов, що впливають розвиток головного причинного ланцюга, і оцінка ступеня впливу.
4. Еволюційний опис основну увагу приділяє не взаємодії, а зв'язку подій чи явищ у часі. Тому зміст понять «причина» та «слідство» змінюється, і це дуже важливо враховувати. Якщо структурної моделі взаємодія виступає справжньої causa finalis – кінцевою причиною, то еволюційної – діючою причиною (causa activa) стає явище чи подія.
Слідство також змінює свій зміст. Замість зв'язку станів матеріального об'єкта при його взаємодії з іншим як слідство виступає деяка подія або явище, що замикає причинно-наслідковий ланцюг. Через це причина в еволюційній моделі завжди передує слідству.
5. У зазначеному вище сенсі причина і слідство в еволюційній моделі можуть виступати як одноякісні явища, що з двох сторін замикають причинно-наслідковий ланцюг. Наслідок одного ланцюга може стати причиною і початком іншого ланцюга, наступного за першою в часі. Ця обставина зумовлює якість транзитивності еволюційних моделей причинності.
Ми тут торкнулися лише головних особливостей та відмітних ознак еволюційної моделі.
Висновок
Структурна модель причинності може успішно використовуватися порівняно простих причинних ланцюгів і систем. У реальній практиці доводиться мати справу зі складними системами. Питання причинно-наслідковому описі поведінки складних систем практично завжди спирається на еволюційну модель причинності.
Отже, ми розглянули два типи моделей, що відображають причинно-наслідкові відносини в природі, проаналізували взаємний зв'язок цих моделей, межі їх застосування та деякі особливості. Прояв причинності в природі різноманітний і формою, і змістом. Цілком можливо, що цими моделями не вичерпується весь арсенал форм причинно-наслідкових відносин. Але як би не були різноманітні ці форми, причинність завжди матиме властивості об'єктивності, загальності та універсальності. У силу цього принцип причинності виконував і завжди виконуватиме найважливіші світоглядні та методологічні функції у сучасному природознавстві та філософії природознавства. Розмаїття форм прояву причинно-наслідкових відносин неспроможна бути приводом відмовитися від матеріалістичного принципу причинності чи тверджень про обмеженої його применимости.
Джерела інформації:
- Свічніков Г.А. Причинність та зв'язок станів у фізиці. М., 1971.
- Свічніков Г.А. Діалектико-матеріалістична концепція причинності// Сучасний детермінізм: Закони природи. М., 1973.
- Тюхтін В.С. Відображення системи, кібернетика. М., 1972
- Уємов О.І., Остапенко С.В. Причинність і пора // Сучасний детермінізм: Закони природи.
- Оруджев 3.М., Ахундов М.Д. Тимчасова структура причинного зв'язку // Філос. науки. 1969. №6.
- Жаров А.М. Тимчасове співвідношення причини та слідства та невизначеність. 1984. №3.
- Кузнєцов І.В. Вибрані праціз методології фізики. М., 1975.
- Матеріалістична діалектика: У 5 т. Т. 1: Об'єктивна діалектика / За заг. ред. Ф.В. Константинова та В.Г. Марахова; Відп. ред. Ф.Ф. Вяккерєв. М., 1981.
- Нальотів Н.3. Причинність та теорія пізнання. М., 1975.
- Гегель Г.В.Ф. Енциклопедія філософських наук: У 3 т. Т. 1: Наука логіки. М., 1974.
- Старжинський В.П. Поняття «стан» та її методологічна роль фізиці. Мінськ, 1979.
- Іванов В.Г. Причинність та детермінізм. Л., 1974.
- Матеріалістична діалектика. Т. 1. С. 213.
- Бунге М. Філософія фізики. М., 1975. С. 99.
- Бом Д. Причинність та випадковість у сучасній фізиці. М., 1959.
- Пермінов В.Я. Проблема причинності у філософії та природознавстві. М., 1979. С. 209.
- Нікітін Є.П. Пояснення – функція науки. М., 1970.
Кулігін В.А. Причинність та взаємодія у фізиці. Збірник Воронезького держуніверситету: "Детермінізм у сучасній науці". Воронеж, 1987.
Знати/розуміти:
- План, керуючись яким вони повинні характеризувати фізичну теорію, а саме:
* теоретичне та експериментальне обґрунтування теорії (дослідне обґрунтування, моделі, величини, методи опису);
* Формулювання основних положень (закони, постулати, принципи, основні положення, фундаментальні постійні);
* Наслідки теорії та факти їх експериментальної перевірки (приватні закони, застосування до вирішення завдань, технічне
застосування);
*кордону застосування теорії;
* Приклади практичного значення теорії та її застосувань.
Вміти:
*наводити приклади, що показують, що
- спостереження та експеримент є основою для висування гіпотез та теорій;
- Експеримент дозволяє перевірити істинність теоретичних висновків;
- фізична теорія дає можливість пояснити відомі явища природи та наукові факти;
- фізична теорія дозволяє пророкувати ще невідомі явища, їх особливості;
- той самий природний об'єкт чи процес можна описати (дослідити) з урахуванням різних моделей;
- закони фізики та фізичні теоріїмають певні межі застосування;
* розкривати вплив наукових ідей і теорій формування сучасного світогляду; називати значні риси сучасної фізичної картини світу; наводити приклади фізичних явищ та процесів, що вивчаються в теорії; ілюструвати роль фізики у створенні та (або) вдосконаленні найважливіших технологічних об'єктів;
* сприймати, переробляти та пред'являти навчальну інформаціюу різних формах (словесній, образній, символічній): викладати зміст змісту тексту підручника з фізики; виділяти у тексті підручника найважливіші категорії наукової інформації (опис явища чи досвіду; постановка проблеми; висування гіпотези; моделювання об'єктів і процесів; формулювання теоретичного висновку та його інтерпретація; експериментальна перевірка гіпотези чи теоретичного передбачення); висувати гіпотези пояснення пред'явленої системи наукових фактів; робити висновки з урахуванням експериментальних даних, представлених таблицею, графіком чи діаграмою.
Учням необхідно володіти:
Основними поняттями і законами фізики: співвідносити поняття, що вивчаються, з тими властивостями (особливостями) тіл і процесів, для характеристики яких ці поняття введені у фізику; описувати досліди, які справили значний вплив в розвитку фізики; розкривати зміст законів і принципів, що вивчаються; описувати перетворення енергії у процесах;
Поняттями та уявленнями фізики, пов'язаними з життєдіяльністю людини.
Блок – основи молекулярно-кінетичної теорії.
При вивченні на рівні А (базовий рівень стандарту, 2 год/тиждень)
У підручнику Мякішева Г.Я., Буховцева Б.Б. темі присвячено 8 параграфів: §56. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії. Розміри молекул. § 57. Маса молекул. Кількість речовини. §58. Броунівський рух. §59. Сили взаємодії молекул. §60. Будова газоподібних, рідких та твердих тіл. §61. Ідеальний газ у молекулярно-кінетичній теорії. §62. Середнє значення квадрата швидкості молекул. §63. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії газів.
На вивчення теми відводиться трохи більше 5 годин.
ДЦМ: ознайомити учнів із основними положеннями молекулярно-кінетичної теорії.
Блок складається із чотирьох модулів: М1 «Основні положення МКТ. Розміри молекул. Маса молекул. Кількість речовини.
Броунівський рух. Сили взаємодії молекул» (2 уроки)
М2 «Будова газоподібних, рідких та твердих тіл. Ідеальний газ у МКТ. Швидкість молекул.
Основне рівняння МКТ газів» (2 уроки)
М3 «Узагальнення та контроль знань на тему»(1 урок)
Обов'язковий мінімум знань/ умінь/навичок.
Знати:
Подільність речовини, пароутворення, сублімація, розчинність доводять, що тіло складається з часток.
Стиснення речовин, дифузія свідчить, що між частинками речовини є проміжки. (Всі рівні)
Дифузія та броунівський рух доводять, що частки рухаються. (Всі рівні)
Залежність швидкості випарів і дифузії від температури свідчить, що швидкість руху частинок залежить від температури. (Всі рівні)
Модель ідеального газу, кристалічні ґрати твердих тіл, модель будови рідини. (Всі рівні)
Макропараметри: тиск, об'єм, температура. (Всі рівні)
Мікропараметри: середній квадрат швидкості, концентрація, маса однієї молекули. (Всі рівні)
Основні положення МКТ: (для всіх рівнів)
всі тіла складаються із молекул, між якими є проміжки;
маса тіл може змінюватися дискретно; молекули безперервно хаотично рухаються;
молекули взаємодіють (притягуються або відштовхуються залежно від відстані між частинками)
Вміти визначати: (усі рівні)
молярну масу речовини;
відносну молекулярну масу;
кількість речовини;
число молекул речовини у даній кількості речовини;
середнє значення квадрата швидкості;
середній квадрат проекції швидкості на осі координат;
основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії газів
Визначати (обчислювати ): а) розміри молекул, відносну молекулярну масу за формулою М r = 1/ 12 m 0 C , молярну
масу M = m 0 N A (Всі рівні); кількість речовини за формулою (усі рівні); число
молекул речовини за формулою (усі рівні);
б) середнє значення квадрата швидкості за формулою (усі рівні);
в) середній квадрат проекції швидкості за формулою (усі рівні);
г) тиск газу на стінку судини за формулою (усі рівні);
д) тиск ідеального газу через концентрацію молекул та середню кінетичну енергію поступального
руху (усі рівні)
Описувати: досвід Броуна (усі рівні ); досвід Перрена (2,3 рівень); внесок Френкеля (3 рівень)
Розкривати: суть МКТ,
Пояснювати : причину броунівського руху, дифузії; (2,3 рівні); умови виникнення сил відштовхування та сил тяжіння, природу цих сил (2,3 рівні); будова газоподібних тіл, швидкість молекул у газоподібних тілах, властивості газоподібних тіл (усі рівні); будова рідин, швидкість молекул, властивості рідких речовин (усі рівні); будова твердих тіл, швидкість молекул у твердих тілах, властивості твердих тіл (усі рівні);
Модульна програма
| Модуль | М1 | М2 | М3 |
|
| УЕ0 ДЦМ | Осмислити основні поняття МКТ, конкретизувати поняття про розміри та масу молекул, поглибити та систематизувати знання про кількість речовини. Усвідомлення існування сил взаємодії молекул. | Осмислення будови газоподібних, рідких та твердих тіл. Освоєння поняття «ідеальний газ». Визначення швидкості молекул. Ознайомлення з основним рівнянням МКТ газів. | Самоконтроль навчальних досягнень, виявлення помилок, їх корекція |
|
| УЕ1 | Вхідний контроль на тему «Основні положення молекулярно-кінетичної теорії. Розміри та маса молекул. Кількість речовини. Броунівський рух». | Будова газоподібних тіл. | Виконання диференційованих завданьвиявлення рівня засвоєння змісту всіх елементів модулів М1-М2. |
|
| УЕ2 | Уявлення про будову речовини Виникнення атомістичної теорії будови речовини. | Будова рідких тіл. Вклад Я.І. Френкеля. | Підведення підсумків. |
|
| УЕ3 | | Будова твердих тіл. | ||
| УЕ4 | Розміри та маса молекул Відносна молекулярна маса, молярна маса та кількість речовини | Складність вивчення теорії газів та властивостей молекул. Модель ідеального газу. | . |
|
| УЕ5 | Безладний рух частинок. Досліди Перрена. Сили взаємодії молекул. | Тиск газу МКТ. | ||
| УЕ6 | Вихідний контроль | Зв'язок тиску із середньою кінетичною енергією молекул. | ||
| УЕ7 | Підведення підсумків | Висновок основного рівняння МКТ газів | ||
| УЕ8 | Вихідний контроль | |||
| УЕ9 | Підведення підсумків. | |||
Модуль М1. 1 рівень складності.
| |
||||||
| | |
|||||
| | | | Посібник із засвоєння навчального матеріалу |
|||
| ЧДЦ. Скласти план вивчення модуля та визначити основні навчальні завдання. |
||||||
| | (ІТ, ВД, ІЕ, ДП, ДД, ДЕ) | 1. Перегляньте §56-58. Зверніть увагу на виділені заголовки тексту. Позначте для себе, які пункти ви знаєте добре, про що ви лише частково пам'ятаєте, що вам зустрічається вперше. На підставі цього визначте свій шлях вивчення М1. Для роботи скористайтесь підручником, якщо потрібно звертатися до вчителя за консультацією. 2. Уважно ознайомтеся з питаннями, які ви повинні розглянути щодо М1. |
||||
| |
||||||
| (1 бал) 2Т.Наведіть приклади фізичних явищ, що доводять основні положення МКТ. (1 бал) (2 бали) 2Д. Розгляньте за допомогою мікроскопа рух частинок фарби. Опишіть побачене. (1 бал) | (ІТ, ВД, ІЕ) (Див. Додаток 1)
| (ДД, ДП, ДЕ) Історія атомістичної теорії (Див. Додаток 1) | 1. Ознайомтеся з Додатком 1, простежте етапи становлення атомістичної теорії. Запишіть основні етапи із зазначенням дат. (1 бал) 2т. Наведіть приклади фізичних явищ, що доводять: -Будування речовин, - рух частинок - Наявність сил тяжіння (відштовхування) між частинками. (1 бал) 2Е. Прочитайте вірш Лукреція Кара «Про природу речей». Які фізичні явища описуються у ньому? Що доводиться цими рядками? (2 бали) 2Д. Складіть план дій щодо визначення розміру молекули оливкової олії. (1 бал) |
|||
| «Про природу речей» Вислухай те, що скажу, і ти сам, безперечно, визнаєш, Що існують тіла, яких ми не можемо бачити… Отже, вітри-тіла, але тільки незримі нами. Хоч і не бачимо зовсім, як у ніздрі вони проникають. І нарешті, на морському березі, що розвиває хвилі, Сукня сиріє завжди, а на сонці, висячи, воно сохне, Бачити, однак, не можна, як волога на ньому осідає, Як і не видно того, як вона зникає від спеки. Отже, дробиться вода на такі дрібні частини, Що недоступні вони для нашого ока.
|
||||||
| УЕ3. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії. ЧДЦ: сформулювати та проаналізувати основні положення МКТ |
||||||
| (1 бал) 2. Дайте відповідь на запитання: (1 бал) | . Прочитайте §56,58. Запишіть у таблицю 1 основні положення МКТ, мету МКТ та докази основних положень МКТ. (1 бал) 2. Дайте відповідь на запитання: - Чи є доказовими основні положення МКТ? - Чи достатньо переконливі ці докази? (1бал) |
|||||
| УЕ4.Розміри та маса молекул. Відносна молекулярна маса та кількість речовини. ЧДЦ: Відтворювати формули розрахунку розмірів, маси молекул. Вирішувати стандартні завдання на розрахунок маси, кількості речовини. |
||||||
| 2. Розв'яжіть завдання. (За рішення кожної – 1 бал) | ІТ,ІД,ІЕ 1. Яка кількість речовини міститься в алюмінієвому виливку масою 5,4 кг? | ДП,ДД,ДЕ 1.Яка маса 500 моль вуглекислого газу? | 1. Знайдіть формули для розрахунку діаметра молекул, маси молекул, відносної молекулярної маси, кількості речовини. (1бал) 2. Розв'яжіть завдання. (За рішення кожної – 1 бал) |
|||
| 2.Скільки молекул міститься у вуглекислому газі (СО2) масою 1г? | 2.Знайти число атомів в алюмінієвому предметі масою 135 г. |
|||||
| Узагальнений алгоритм розв'язання задачі
|
||||||
| УЕ4.Безладний рух частинок. Сили взаємодії молекул. ЧДЦ: Засвоїти суть броунівського руху, знати відмінності від дифузії. Пояснювати природу сил взаємодії молекул, з'ясувати залежність від відстані між молекулами. |
||||||
| УЕ5. Вихідний контроль ЧДЦ: Перевірити засвоєння навчальних елементів |
||||||
| УЕ6.Підбиття підсумків. ЧДЦ: заповнити аркуш контролю, оцінити свої знання. |
||||||
Модуль М1. 2 рівень складності.
Основні положення молекулярно-кінетичної теорії. Розміри та маса молекул. Кількість речовини. Броунівський рух. Сили взаємодії молекул.
| УЕ0.Визначення мети та завдань модуля. ДЦМ: засвоїти основні положення МКТ, конкретизувати поняття про розміри та масу молекул, повторити, поглибити та систематизувати знання про кількість речовини. Осмислити суть безладного руху частинок. |
||||||
| Інтегральні когнітивні стилі | Диференційовані когнітивні стилі |
|||||
| Посібник із засвоєння навчального матеріалу | Зміст навчального матеріалу (ІТ, ІЕ, ВД) | Зміст навчального матеріалу (ДП, ДЕ, ДД) | Посібник із засвоєння навчального матеріалу |
|||
| УЕ1. Вхідний контроль на тему «Основні положення МКТ. Розміри та маса молекул. Кількість речовини. Броунівський рух» ЧДЦ. Скласти план вивчення модуля та визначити основні навчальні завдання. Вклад М.В. Ломоносова у розвиток МКТ. |
||||||
| 1. Перегляньте §56-58. Зверніть увагу на виділені заголовки тексту. Позначте для себе, які пункти ви знаєте добре, про що ви лише частково пам'ятаєте, що вам зустрічається вперше. На підставі цього визначте свій шлях вивчення М1. Для роботи скористайтесь підручником, якщо потрібно звертатися до вчителя за консультацією. 2. Уважно ознайомтеся з питаннями, які ви повинні розглянути щодо М1. | (ІТ, ВД, ІЕ, ДП, ДД, ДЕ) 1. Виникнення атомістичної теорії будови речовини. 2. Основні положення МКТ. Розміри молекул. Маса молекул. 3. Кількість речовини. Число Авогадро. 4. Відносна молекулярна маса. Молекулярна маса. 5. Безладний рух частинок. | 1. Перегляньте §56-58. Зверніть увагу на виділені заголовки тексту. Позначте для себе, які пункти ви знаєте добре, про що ви лише частково пам'ятаєте, що вам зустрічається вперше. На підставі цього визначте свій шлях вивчення М1. Для роботи скористайтесь підручником, якщо потрібно звертатися до вчителя за консультацією. 2. Уважно ознайомтеся з питаннями, які ви повинні розглянути щодо М1. |
||||
| УЕ2. Уявлення про будову речовини ЧДЦ: Повторити відомості про будову речовини та історію виникнення атомістичної теорії будови речовини. |
||||||
| 1. Ознайомтеся з Додатком 1, простежте етапи становлення атомістичної теорії. Запишіть основні етапи із зазначенням дат. (1бал) (1бал) | (ІТ,ІД,ІЕ,ДД,ДП,ДЕ) Історія атомістичної теорії (див. Додаток 1)
| 1. Ознайомтеся з Додатком 1, простежте етапи становлення атомістичної теорії. Запишіть основні етапи із зазначенням дат. (1бал) 2.Ознайомтеся з біографією М.В. Ломоносова. Запишіть основні тези, внесені ним у розвиток теорії. (1бал) |
||||
| 2т. Дайте відповідь на питання. (2 бали) | Чому на Землі пил довго утримується над її поверхнею, а на Місяці він швидко осідає, незважаючи на те, що сила тяжіння на Місяці менша, ніж на Землі? | |||||
| УЕ3.Основні положення молекулярно-кінетичної теорії. Вклад М.В. Ломоносова у розвиток МКТ. ЧДЦ: сформулювати та проаналізувати основні положення МКТ. Ознайомитись з атомно-молекулярною теорією М.В.Ломоносова. |
||||||
| 1. Прочитайте §56,58. Запишіть у таблицю 1 основні положення МКТ, мету МКТ та докази основних положень МКТ. (1 бал) 2. Ознайомтеся з матеріалом Додатка 2. Чи всі положення МКТ відображені у цьому тексті. (1 бал) | (ІТ,ІД,ІЕ,ДП,ДД,ДЕ) | 1. Прочитайте §56,58. Запишіть у таблицю 1 основні положення МКТ, мету МКТ та докази основних положень МКТ. (1 бал) 2. Ознайомтеся з матеріалом Додатка 2. Знайдіть у тексті основні тези МКТ. Чи всі положення відображені у цьому тексті? (1 бал) |
||||
| Додаток 2 | ||||||