Nauki reinżynieryjne. Marcin Miłkowski. Zakład Logiki i Kognitywistyki. IFiS PAN

Transkrypt

1 Nauki reinżynieryjne Marcin Miłkowski Zakład Logiki i Kognitywistyki IFiS PAN

2 Plan Natura z punktu widzenia konstruktora Heurystyka reinżynierii Wyjaśnianie mechanistyczne Mechanizmy w naturze i technice Testowanie mechanizmów Podsumowanie page 2

3 Natura z punktu widzenia konstruktora Biologia i inne nauki szczegółowe są naukami inżynieryjnymi twierdzą Daniel Dennett, William Wimsatt a dokładniej reinżynieryjnymi... Czyli naukami o organizacji (konstrukcji, projekcie) page 3

4 Natura z punktu widzenia konstruktora Ujęcie reinżynieryjne: odbiega od modelu D-N Hempla, ujmuje inny rodzaj wyjaśnień, pozwala opisać zarówno kontekst odkrycia, jak i uzasadniania, stoi na pograniczu filozofii nauki i filozofii reinżynierii page 4

5 Heurystyka reinżynierii Reinżynieria: odtwarzanie struktury funkcjonalnej systemu złożonego Heurystyki: przypisanie funkcji (dyspozycji, zdolności funkcjonalnej) całego systemu, czyli problemu rozwiązywanego przez system zaprojektowany przez człowieka lub dobór naturalny dekompozycja porównywanie z istniejącymi systemami o podobnych dyspozycjach page 5

6 Dekompozycja Systemy złożone są dzielone na składniki: etiologicznie, np. historia ewolucyjna funkcjonalnie, składniki funkcjonalne dyspozycji całości strukturalnie moduły strukturalne systemu page 6

7 Dekompozycja etiologiczna Badanie historyczne systemu, np. w ramach ewolucji lub historii nauki zjawisko zakorzenienia generatywnego (Wimsatt), czyli fenomen QWERTY etiologiczna analiza nie wystarcza do dekompozycji, bo historyczne składniki zmieniają role i funkcje, co zmienia ich profil przyczynowy dekompozycja systemu jest stabilna (mocna), gdy wyznaczane w niezależny sposób podsystemy się pokrywają page 7

8 Dekompozycja funkcjonalna Badanie dyspozycji systemu (analiza funkcjonalna w sensie Cumminsa) Niemożliwe bez znajomości przebiegu oddziaływań przyczynowych, czyli wymaga podziału strukturalnego Może prowadzić do redukcjonistycznego podziału dyspozycji całości na subdyspozycje części (skrajny modularyzm) page 8

9 Dekompozycja strukturalna Badanie struktury systemu (przy założeniu częściowej izolacji podsystemów, neardecomposability Simona) statystyczna indywiduacja podsystemów na podstawie profilu oddziaływań przyczynowych page 9

10 Wyjaśnianie mechanistyczne Teza: w naukach reinżynieryjnych systemy są rozkładane na mechanizmy składowe, a podstawowym sposobem wyjaśniania jest wyjaśnianie mechanistyczne czyli w kategoriach oddziaływań przyczynowych w zorganizowanym mechanizmie. Bill Bechtel, Carl Craver page 10

11 Mechanizm Mechanizm: system oddziałujących części składowych wynikiem oddziaływania wewnętrznego jest całościowa funkcja lub działanie systemu wyjaśnianego mechanistycznie UWAGA Tu nie chodzi o mechanicyzm z XVII wieku, nie ma ograniczeń a priori na możliwe oddziaływania (nie tylko kształty, rozmiary i ruchy cząstek) page 11

12 Wyjaśnianie mechanistyczne Złożone systemy wyjaśnia się mechanistycznie, bo prawa nie mają w ogóle mocy eksplanacyjnej (redeskrypcja mechanizmu!) Wyjaśnienie nie pociąga tu logicznie predykcji (nie zawsze jest możliwa), inaczej niż w modelu D-N Wyjaśniają nie prawa, lecz modele mechanizmów (różnego rodzaju), wskazujące, jakie oddziaływania i w jaki sposób generują dane zachowanie systemu page 12

13 Organizacja mechanistyczna Mechanizmy są wielopoziomowe Na poziomie organizacji materii (Wimsatt) Na poziomie organizacji mechanizmu page 13

14 Organizacja mechanizmu Wielopoziomowa struktura kontekst samochód dętka poziom funkcji koło poziom konstytutywny page 14

15 Organizacja systemu Wskaźnikiem organizacji systemu jest utrata funkcji w razie: przesunięcia lub zastąpienia części dodania lub usunięcia podobnych części rozłożenia i ponownego złożenia części oraz oddziaływania wzmacniające lub osłabiające między częściami, które wpływają na funkcje (Kryteria emergencji wg Wimsatta) page 15

16 Mechanizmy w naturze i technice Reinżynieria początkowo stosowana w technice Mechanizmy biologiczne służą podtrzymaniu autonomii systemu (stanu dalekiego od równowagi termodynamicznej, cykle i sprzężenia regulacyjne w mechanizmach) Mechanizmy techniczne są często uruchamiane przez człowieka (często niezbędnego jako część procesu przyczynowego) Ale oba rodzaje można analizować przy założeniu względnej optymalności budowy (adaptacjonizm wg Dennetta) page 16

17 Testowanie mechanizmów Prototypy techniczne Symulacje komputerowe Symulacje w miniaturze (np. tunele aerodynamiczne) Oraz eksperymenty Krótko mówiąc: Metody eksperymentalne + inżynieryjne page 17

18 Podsumowanie Reinżynieria prowadzi do wyjaśnień mechanistycznych Model mechanistyczny lepiej sprawdza się w naukach szczegółowych takich jak psychologia (efekt Garcii nie zostanie wyjaśniony przez samo równanie) Nauki reinżynieryjne takie, w których stosuje się wyjaśnianie mechaniczne; kresem jego szczegółowości jest wymagana technicznie precyzja schematu (projektu) Heurystyka prowadzi do błędów systematycznych! page 18