Предисловие

Данная монография посвящена результатам исследований, которые проводились в институте математики СО РАН последние 35 лет начиная с организации в 1971 г. направления исследований под названием «Машинные методы обнаружения закономерностей» (МОЗ). Тогда была создана логико-методологическая группа под руководством Н. Г. Загоруйко и К. Ф. Самохвалова, целью которой была разработка алгоритмов обнаружения законов природы. За рубежом такое направление исследований называется Scientific Discovery. В рамках направления МОЗ было проведено несколько конференций. В последнее время работа, в частности, проводилась в рамках международных грантов.

В результате был разработан не только метод обнаружения законов природы Discovery, но и методология компьютерного познания различных предметных областей.

В частности, разработан оригинальный подход – Relational Data Mining – к интенсивно развиваемому за рубежом направлению исследований – извлечению знаний из данных (Knowledge Discovery in Data Bases and Data Mining (KDD&DM)). Разработанный нами подход лишен ограничений, присущих другим методам и способен решать задачу «полного» извлечения знаний из данных. Этот подход опубликован в монографии: Kovalerchuk B., Vityaev E. Data Mining in Finance: Advances in Relational and Hybrid methods. Kluwer Academic Publishers, 2000, а также в ряде глав других монографий.

Проблема компьютерного познания является по существу междисциплинарной и требует хорошего знания одновременно многих областей знания: философии, логики и методологии науки, искусственного интеллекта, анализа данных, анализа человеческого процесса познания – когнитивных наук (cognitive science, neuroscience) и др. Поэтому в книге анализируются различные области знаний и устанавливается взаимосвязь между различными направлениями исследований. Без таких взаимосвязей невозможно найти правильное решение сложных вопросов организации процесса познания.

Было обнаружено, что на уровне принципов и наиболее глубоких понятий многие дисциплины, которые, как может показаться, не имеют отношения друг к другу, на самом деле похожи и могут взаимно обогатить друг друга. В последней главе приведены такие понятия и принципы. Проведенные исследования позволили выйти на моделирование естественного интеллекта и сформулировать некоторые модели когнитивных процессов.

Данная работа не могла быть выполнена без участия коллег, которым автор искренне благодарен.

Наибольший вклад внес бывший участник логико-методологической группы в ИМ СО РАН и ныне prof. computer science Central Washington University Б. Ковалерчук. Главы 5, 6 выполнены нами совместно в процессе работы в Lousisana State University над разработкой диагностической системой рака груди и в Central Washington University в процессе работы над системами финансового прогнозирования. При работе над диагностической системой нам неоценимую помощь оказал радиолог James Ruiz из Baton Rouge (Louisiana) Women Hospital.

Следует отметить, что в первые годы работы группы идеологом направления был К. Ф. Самохвалов, ныне д-р филос. наук, основные идеи которого, изложенные в монографии Загоруйко Н. Г., Самохвалов К. Ф., Свириденко Д. И. «Логика эмпирических исследований» (Новосибирск, 1978), были приняты нами на вооружение.

Организатором и вдохновителем являлся Н. Г. Загоруйко, в лаборатории которого в Институте математики была организована работа.

Важный вклад в разработанное направление внёс выдающийся физик Ю. И. Кулаков и американский физик William Q. Sumner. С ними мы занимались теорией физических структур (см. главу 1).

Логическое представление психофизических экспериментов, изложенное в главе 2, явилось результатом совместной работы с проф. А. Логвиненко (School of Psychology, Queen's University of Belfast, UK) по гранту английского королевского общества (Royal Sosiety, Belfast, 1993–1994).

В содержание книги внесли существенный вклад В. С. Костин, с которым была разрабатана «естественная» классификация; Ю. Л. Орлов, Т. И. Шипилов, И. В. Хомичева, К. А. Лапардин, совместно с которыми были получены результаты по биоинформатике; А. В. Демин (ему принадлежит эксперимент по моделированию анимата); Е. В. Михиенко (с ним разрабатывалась архитектура функциональных систем работы мозга.

Автор выражает благодарность Л. Ковтонюк за помощь в переводе некоторых статей и глав и К. Денисовой за дизайн обложки.