Учебное пособие: Дистанционные технологии в образовании

Многоканальное обучение подразумевает использование более чем одного чувства одновременно, и обычно им является преподавание с помощью зрения и слуха. Существует расхожее мнение, что рост количества стимулов для различных чувств увеличивает эффективность обучения. Доказательств этому нет. Гораздо более вероятно, что количество воспринимаемой нами информации ограничено. Очевидно, что сосредоточение на каком-либо одном чувственном восприятии идет в ущерб другим чувствам. При обучении необходимо переключение с одних ощущений на другие, настройка их спектра.

Нет никаких существенных различий в том, передается ли информация с целью обучения или с какой-либо другой целью. Тем не менее, взаимодействие ученика с учителем имеет определенные особенности. Обучение и практика призваны постоянно изменять способности ученика в обработке информации и проверять наличие таких изменений. Посмотрите, как серьезны липа ведущих телепрограмм новостей, сколько времени и усилий было затрачено на подготовку выпуска последних известий, однако никого из них не волнует, вспомнят ли о рассказанном ими на следующий день и возымеют ли их слова какое-то действие. Отличие обучающего процесса от информации, которая оповещает, развлекает, повелевает или убеждает, в том, что учитель должен убедиться (и это едва ли не основная его цель), что хотя бы часть из заучиваемого материала запомнилась. Обучающемуся необходимо запомнить материал таким образом, чтобы приобрести способность делать то, чего он не умел до начала обучения, причем применить свои навыки он должен наиболее эффективно, особенно если готовится стать летчиком или врачом. Для этого необходим процесс проверки качества знаний учащегося и его способности использовать их при решении определенной категории задач, а это, в свою очередь, означает, что образовательный процесс должен предусматривать наличие практики. Обучающемуся необходима обратная связь, чтобы убедиться, что он приобрел навыки выполнения заданий в ходе обучения. Ему также может потребоваться помощь по корректировке или совершенствованию полученных навыков, ведущая к постепенному их закреплению. Все это требует двусторонней мультимедийной связи учителя с учеником, с помощью которой оба могут инициировать коммуникацию и укреплять взаимную обратную связь.

Простейшая сеть обучения в виде полной дуплексной диады — учитель и один ученик, причем первый должен в совершенстве владеть предметом. Ситуация, когда учитель является источником знаний, традиционна. Примером здесь может служить музыкант и его одаренный ученик.

Этот факт может приниматься во внимание, когда учитель является источником уникальных знаний. В большинстве же областей образования знание существует независимо от преподавателя. Оно наличествует отдельно, в виде какой-либо сохраняющей системы, такой, как книга, например. Для чтения текста с определенной скоростью не нужен широкий спектр средств восприятия. Но иногда знания сохраняются с помощью приспособлений, нуждающихся в сложном техническом оснащении, например в 35-миллиметровых микропленках. Вскоре у нас появятся библиотеки, оснащенные высококачественным видеооборудованием, программным обеспечением для создания виртуальной реальности.

Проблемы, составляющие суть образовательного процесса (те, которые индивидуум не в состоянии решить самостоятельно), могут существовать в качестве явлений реального мира, которые можно потрогать, понюхать и попробовать на вкус, так же как увидеть и услышать. Поэтому как таковые они также существуют независимо ни от учителя, ни от ученика, ни от суммы знаний о том, как с ними поступать. Людям свойственно болеть, получать травмы и умирать, и это область проблем медицины. Здесь предметом изучения является больной, которого врач обязан излечить, обладая соответствующими медицинскими знаниями. Врачи обучаются в школах-больницах, где пациентами являются реальные люди. Другой пример: поведение кораблей в море — область, которой занимается наука о навигации. Моряки изучают свое судно в море. Таким образом, фундаментом образования является практическое применение знаний. Если поставленная задача нереальна, она может оказаться неразрешимой, бесполезной и даже опасной. В этом случае велика вероятность того, что ученики, столкнувшись с реально существующими проблемами, не смогут применить к ним полученные навыки. Системы передачи информации в образовании должны увязывать задание и теорию с преподаванием и обучением, это очевидно. В лучшем из миров диапазон этих связей постоянно расширится и скоро станет возможным предоставление информации всем пяти чувствам.

Итак, мы пришли к заключению, что потребности передачи информации в коммуникационных системах, используемых в образовании, выходят за рамки возможностей современных средств телекоммуникации, но вполне могут быть удовлетворены в классе.

Чтобы охватить весь спектр обучения, образованию необходима система передачи, которая должна быть полностью дуплексной (двусторонней), синхронно-асинхронной, обладающей широким диапазоном воспроизведения и преобразователями, позволяющими доставлять высокоточную информацию всем органам чувств. Такая сеть должна объединять преподавание, обучение, необходимую сумму знаний и правила постановки задания. Она также должна обладать способностью регулирования диапазона воспроизведения и изменения модальности.

1.6 Системы хранения в образовании

Любая форма обучения зависит от способности хранить сумму накопленных знаний так, чтобы иметь к ним доступ в случае необходимости. Любая форма преподавания также должна обладать определенным запасом знаний по изучаемым проблемам и располагать методами их решения. В случае, когда процесс обучения происходит в классе, знания и способы выполнения заданий содержатся в учебниках. Все большее и большее количество информации сохраняется в доступных для ЭВМ форматах, таких, как CD-ROM, или в пригодных для использования в телекоммуникациях базах данных. Наблюдается тенденция развития банков тестирования и ситуативного обучения, иначе говоря, сохранение в различных формах практических задач. Образование все больше становится симбиозом биологической и искусственной памяти. Вместо приобретения всего массива знаний, необходимых для выполнения задания, учащиеся знакомятся с основными принципами и понятиями, так как они легко могут получить доступ к более детальным знаниям, хранящимся в искусственной памяти различных систем.

В образовательных системах существуют отработанный иерархический процесс, в рамках которого изученное, прежде чем оно войдет в сумму знаний, необходимых для образования, подвергается критике. Университеты совмещают исследовательские и образовательные функции, работающие там ученые пишут книги и статьи о сделанных ими открытиях и выносят их на обсуждение своих коллег. Затем эти сведения передаются студентам, которые становятся впоследствии практическими работниками в данной области, а иногда и преподавателями. Так капля по капле новые знания и информация просачиваются в систему образования. С этим совмещается процесс их совершенствования и присоединение к массиву бесспорных знаний.

Сегодня большинство сведений хранится в виде письменного текста. Еще со времен великой Александрийской библиотеки массив знаний, содержащихся в книгохранилищах, считался основным исходным материалом для процесса образования. Это не означает, что все тексты представляют собой чистое знание. Книги, на которые ссылаются в качестве источника, цитируют другие книги. Существует текстуальная сеть, в которой письменные источники, входящие в иерархию знания, связаны между собой цитатами и ссылками друг на друга и представляют собой взаимосвязанную компактную сеть, называемую бесспорными знаниями.

Новое знание может быть присоединено к пантеону апробированного в том случае, если оно будет иметь связи с традиционными идеями и догматами, существующими в той же области. Другими словами, если оно удовлетворяет нормальной или общепринятой парадигме по Куну. А что происходит со знаниями, не вписывающимися в эту схему? Нет ли опасности, что разветвленная самоусиливающаяся система заморозит знание?

Практика больше, чем образование, способствует изменению среды обучения. Результаты практических занятий имеют особый характер, видимы и измеримы. Становится все более очевидным, что скорость обучения работников новым навыкам необходимо всемерно повышать. Люди становятся безработными, потому что у них нет навыков, необходимых в данный момент на рынке труда, и выражают всевозрастающую готовность платить за их приобретение. Обучение, сопровождаемое приобретением дефицитных навыков, становится дорогостоящим. Появился целый класс высококвалифицированных специалистов в области последних достижений информационных технологий. Эти люди останавливаются в самых роскошных отелях и заламывают богачам неслыханные цены за обучение. Однако недостатком слишком быстрого внедрения нового знания является опасность появления знания непроверенного.

Подвести итог всему сказанному выше можно следующим образом:

Чтобы охватить весь спектр обучения, образованию необходимо симбиотическое соотношение биологической и искусственной памяти, которое предоставляет любым органам чувств доступ к информации о знаниях, необходимых в процессе обучения. Новое знание и новые типы задач должны вводиться в образовательную среду быстро, но только те, достоверность и надежность которых в достаточной степени гарантированы.

1.7 Системы обработки в образовании

Основой процесса образования является приобретение учащимися способности решать определенный круг задач. Это происходит, когда все четыре фактора — ученик, учитель, теория и задания — взаимодействуют. В результате ученики становятся способны выполнить задание, с которым до этого не справились бы.

Для осуществления процесса обучения необходимо наличие коммуникационной сети, где действующими точками являются преподаватели и учащиеся, выступающие также источниками знаний и заданий. Это основные функции. Уберите учащихся — и у системы не будет цели. Уберите функцию обучения — и не возникнет ЗБР, не будет уверенности, что навыки действительно получены, неоткуда будет ждать помощи в трудных ситуациях. Без наличия заданий ученикам нечего будет решать и не на чем практиковаться. Без суммы теоретических сведений, соответствующих данному классу заданий, единственным путем их решения будет интуитивное приобретение знания.

В ходе осуществления функции обработки информации в коммуникационных сетях возникает фрактальное измерение. Если анализ образовательных систем в качестве коммуникационных адекватен, можно обнаружить, что точки обработки информации в образовательных сетях сами являются системами. Это мы рассмотрим в следующей главе.

Система обработки в образовательном процессе должна обеспечивать взаимодействие теории, задания, источника и получателя знаний. Эти элементы входят в точки сетей, имеющих, видимо, фрактальное измерение. Точки в сети, где осуществляется образовательный процесс, сами могут быть сетями на другом уровне. Взаимодействие информации носит динамический характер. Способность менять уровни фрактального измерения может быть очень важной.

Обучение при помощи компьютера (ОПК) на первых порах основывалось на принципе программированного обучения, где четыре фактора обучения — учитель, ученик, знание и проблема — располагались в непосредственной близости друг от друга. Такой подход осуществляется путем расчленения процесса обучения на легко усваиваемые единицы, которые выстраиваются в определенной последовательности таким образом, что обучаемый может легко передвигаться от одной единицы к другой. Единица знания представляется ученику, затем следует постановка проблемы в форме проверочного задания. Если обучаемый дает правильные ответы на поставленные вопросы, он передвигается к следующей порции знания и следующему тесту.

Другими словами, за знанием следует постановка проблемы, и, если обучаемый способен самостоятельно справиться с ее решением, значит, ЗБР отсутствует. В то же время, если обучаемый неправильно решает задачу, это говорит о том, что ЗБР имеет место и помощь преподавателя необходима. Эта потребность удовлетворяется на уровне вспомогательного контура взаимодействия, объясняющего суть взаимозависимости знания и проблемы, либо разбивает знание и проблему на еще более мелкие единицы деления. Основой объяснения в таких программах служит метод упрощения.

Данным шаблоном пользовались при построении ранних схем ОПК, за которыми последовало множество более совершенных программ, находящихся в настоящий момент в стадии разработки. Система хорошо работает на уровне приобретения базовых навыков. Но там, где цель обучения отличается определенной степенью сложности, успех утрачивает свою очевидность. Линейные последовательности, представляющие собой благоприятную почву для программирования, не позволяют свободно синтезировать то, что необходимо преподать. Учащиеся с трудом продвигаются выше уровня пары, а это при известном усложнении предмета уже является препятствием. Переключение на различные фрактальные уровни помогает обучаемым посмотреть на взаимосвязь между проблемой и знанием под множественными углами зрения и представить ее в более многогранном выражении.

Аналогично использованию телевидения в системе образования применение компьютеров в преподавании становится вес более совершенным с технологической точки зрения. Компьютеры могут использоваться при организации обучения через исследование. Такой способ в первую очередь ставит проблему, а затем позволяет обучаемому поработать с базой данных, найти необходимые знания и только после этого решить задачу.

Вариантом данного подхода может стать представление обучаемому проблемы, для решения которой ему придется прибегнуть к использованию компьютерных функций. Игровые методы позволяют учащимся работать с компьютером в составе группы и соревноваться друг с другом на этом уровне либо на уровне отдельных учеников. Такой метод получил распространение в подготовке военных и менеджеров, так как он открывает возможности компьютерного моделирования. Модели выполняют роль ситуаций реальной жизни и позволяют обучаемому манипулировать различными вариантами решении. Обучаемый может попытаться справиться с проблемами, возникающими в моделируемой среде, посредством использования знаний, доступ к которым открывают компьютерные программы. Именно с применения компьютерной технологии для решения задач моделирования и берет свое начало технология виртуальной реальности.

К упомянутому первому этапу также относится управляемое компьютером обучение (УКО). Это не что иное, как версия ОПК на макроуровне. Существуют три базы данных. Одна содержит информацию об учащихся, другая — задания и контрольные работы (проблемы), а третья заключает в себе методы и источники информации, необходимые для решения задачи (знание). Компьютер аналогично учителю-консультанту взаимодействует с обучаемыми на основе выдачи рекомендаций по общим направлениям их работы на оси “проблема-знание”.

Знание и проблема взаимодействуют друг с другом в соответствии с иерархией преподавания, определяющей последовательность процесса обучения. По аналогии с ОПК обучаемый усваивает определенный объем знаний, на этот раз ему, возможно, поручено прочитать какой-либо текст или выполнить другие традиционные обучающие действия при участии преподавателя. Потом ученику дается задание или проверочная работа с тем, чтобы определить, способен ли он решить проблему, с которой соотносится подлежащее усвоению знание. Если ученик справляется с полученной работой, то это означает отсутствие ЗБР, и после этого он может переходить к изучению следующей единицы знания. Если же ЗБР имеется в наличии, учащемуся будет предписано выполнение альтернативной программы изучения данной темы. Результаты выполнения задания и контрольной работы (как положительные, так и отрицательные) заносятся в личный файл обучаемого. Таким образом, осуществляется контроль за усвоением темы в установленной последовательности процесса обучения. Это дает возможность составить индивидуальную характеристику обучаемого, в соответствии с которой ему будут выдаваться рекомендации по интенсивности изучения материала. То же самое относится и к консалтинговым программам в таких областях, например, как планирование перспектив служебного роста.

Как и ОПК, УКО может принимать различные формы, не сам собой напрашивается вопрос: “Почему бы не объединить две системы, чтобы обучаемому стали доступны оба фрактальных уровня?”. Такой подход имеет место, особенно в системе подготовки военных. Но в школе применение компьютеров “первой волны” для нужд образования напоминает применение компьютеров в банках. Автоматический кассир обслуживает отдельные банковские операции. Это работа на уровне ОПК. Компьютеры также используются для конфиденциального учета счетов клиентов и отслеживания денежных потоков, входящих и выходящих из банковской системы. Это уже уровень УКО. Между этими уровнями находятся люди, которые работают с человеческим материалом банковской системы и помогают устанавливать взаимосвязь между общим состоянием счетов отдельных вкладчиков и их индивидуальными потребностями. Они действуют так же, как учителя в системе образования.

Но структура банковского дела совершенствуется. В настоящее время изучается возможность применения искусственного интеллекта для выполнения некоторых расчетных операций. Так же и образование неуклонно движется в сторону “второй волны” Бл. Сендова. Он характеризует этот этап как время “массового присутствия компьютеров в общественной среде”. В недалеком будущем компьютер для обучаемого станет таким же предметом оргтехники, каким в прошлом были ручка, чернила, бумага и учебник. Сендов утверждает, что “в настоящее время основная проблема состоит не в том, как внедрить компьютеры в систему образования, а как выстроить систему образования с учетом присутствия в ней компьютеров”.

Технология почтовой службы претерпевала постепенные изменения, телевизионная технология развивалась скачками, развитие компьютерной технологии отличается высокими темпами и динамизмом. Формы и функции не остаются в состоянии покоя, необходимом для приспособления к ним системы образования. Когда учащиеся в будущем начнут работать на собственном компьютерном оборудовании, это могут быть уже не те компьютеры, интерфейс с которыми был основан на чтении и наборе. Новое поколение ПК совмещает звук и изображение с текстами и графикой, может работать с мультимедийными базами данных на компакт-дисках и подсоединяться к системам телекоммуникации. Недалек тот час, когда мы сможем разговаривать с компьютером.

Как показал пример телевидения, разнообразие средств само по себе не улучшает результат усвоения. Возможно, наиболее важным направлением является разработка проблем искусственного интеллекта для создания экспертных систем, используемых в образовательных целях, а также для интеллектуального обучения с применением компьютеров.

Компьютеры могут взять на себя функции обучения по переписке и образовательного телевидения. Основанием для этого может также послужить их способность интегрироваться в ту среду, которую сейчас называют кибернетическим пространством.

В последнем десятилетии XX в. по миру распространяется новая невиданная технология, которую называют “виртуальная реальность”. Такое впечатление, что именно она должна стать определяющим фактором развития в следующем тысячелетии. В настоящее время виртуальная реальность для большинства людей ассоциируется со специальным шлемом и перчаткой, которые способны погрузить надевшего их человека в фантастический мир компьютерной графики. Сравнивать нынешние представления о виртуальной реальности с тем, на что она будет способна к концу следующего века, — это все равно, что сравнивать первые примитивные эксперименты с герцевыми волнами с современными технологиями спутниковой связи. Виртуальная реальность в том виде, какой она имеет сейчас, не представляет собой серьезной альтернативы традиционной учебной аудитории как системе общения, направленной на усвоение знаний.

Такой альтернативой она может стать лишь в следующем веке, когда технология создания ВР станет настолько совершенной, что возникнет настоятельная потребность в ее внедрении. Поэтому на данном этапе мы можем только попытаться определить, что такое виртуальная реальность, и понять, какими могут быть перспективы ее будущего применения в системе просвещения. Только после этого мы сможем предположить, какие изменения в самой природе и фундаментальных основах процесса образования произойдут при использовании этой технологии в целях обучения.

Виртуальная реальность развивается в совокупности с определенным набором других технологий, каждая из которых в отдельности обладает способностью уже в следующем столетии полностью изменить картину окружающего нас мира. Та виртуальная реальность, которую мы собираемся рассмотреть, — это основанная на использовании компьютера технология, пределы развития которой не поддаются прогнозированию. В связи с этим напрашивается ряд вопросов, наиболее остро вставших в настоящее время: до какой степени и в какой форме технология компьютерной обработки информации способна генерировать искусственный интеллект (ИИ)? Будут ли созданные компьютерами виртуальные реальности населены существами, обладающими искусственным интеллектом? Смогут ли эти реальности сами стать продуктом искусственного интеллекта, который будет разрабатывать их и потом принимать решение, что с ними дальше делать? Виртуальная реальность будет привязана к проводным и беспроводным системам дальней связи. В настоящее время технология создания таких систем претерпевает коренные изменения, которые получат свое конкретное воплощение в следующем веке. Сейчас создаются информационные супермагистрали. Вскоре они вступят в строй, и это в значительной степени расширит возможности телекоммуникационных систем. В настоящее время они нашли свое применение в системах демонстрации видеофильмов по заказу, а также в обеспечении доступа к новым видам информационных услуг. В будущем они будут устанавливать связь между людьми посредством виртуальных реальностей.

Существует еще одна технология, имеющая непосредственное отношение к виртуальной реальности. Она находится в зачаточной стадии своего развития и называется “нанотехнология”. По убеждению Э. Дрекслера, суть ее состоит не только в тенденции к простой миниатюризации технических устройств. Можно будет говорить о настоящей технологической революции, когда человек станет способным создавать машины и компьютеры, а также управлять ими на молекулярном уровне. Именно в этот момент существование тотальной, реалистической среды виртуальной реальности станет действительно возможным.

Виртуальная реальность не есть нечто новое. На протяжении веков человек стремился получить доступ к ней. То, что мы будем называть создаваемой компьютером виртуальной реальностью (КВР), — это всего лишь новый способ делать то, чем люди уже занимаются на протяжении длительного времени. Познание действительности, которая кажется реальной, но на самом деле таковой не является, так же старо, как мечты, и люди пытались применять различные технологии осуществления этого процесса с тех самых пор, когда они начали рисовать на стенах пещер и употреблять действующие на сознание наркотические вещества.

Язык может вызывать в сознании образы явлений, не существующих в реальном мире, так же, как это делают волны видимого спектра, испускаемые экраном телевизора, или танцующие сполохи пламени костра. Отличие технологии ВР состоит в том, что с ее применением виртуальные реальности начинают вырабатываться компьютером, в отличие от тех виртуальных реальностей, которые создаются текстом, изображением или химическими препаратами и которые стали уже привычными для нас. Вопрос состоит в том, может ли КВР с точки зрения процесса обучения составить альтернативу тем технологиям ВР, которые представлены книгами и изображениями, используемыми в традиционной учебной аудитории.

2.1 Созданная компьютером виртуальная реальность

Создаваемая компьютером ВР стремится заменить непосредственные раздражители, имеющие физическую природу, непосредственными раздражителями, изначально происходящими из среды компьютерной. Так свет, отраженный от поверхности реальных предметов, подменяется световыми образами, носителями которых являются компьютерные графические изображения; звуковые волны, возникающие от колебания объектов реальной действительности, заменяются созданным компьютером звуком. Ощущения, вызываемые прикосновением к реальным объектам, имитируются сигналом раздражения кожных покровов, вырабатываемым в компьютерной среде. Раздражение, воспринимаемое рецепторами нервной системы человека, происходит от виртуальных реальностей, хранящихся в программах компьютеров, с которыми взаимодействует познающий КВР человек.

2.2 Внешнее и внутреннее генерирование виртуальной реальности

То, что возникает в мозгу учащегося в результате воздействия слов и образов при постановке перед ним определенной проблемы, — это и есть внутренняя виртуальная реальность. Она не существует в действительности физического мира, если такой действительностью не является работа нейронов человеческого мозга. При самостоятельном решении задачи человек получает возможность выбора из трех вариантов реальности: физическая реальность перед его взором, внутренняя виртуальная реальность и комбинация этих двух реальностей. Человек может обратиться к своему разуму и начать думать о проблеме, подчас с закрытыми глазами, чтобы надежнее абстрагироваться от реального мира. Задача может быть решена человеком на первый взгляд совершенно непроизвольно, без раздумий, в результате автоматической реакции на проблему реального мира. Если при этом спросить его, как он это сделал, человек ответит, что сделал не думая. Некоторые люди для решения задачи прибегают к смешению генерированных памятью мыслей с осмыслением реалий окружающего мира. Примером умственной работы может служить мысленная репетиция механических действий. Так, например, водолаз может в своем воображении проигрывать процесс погружения перед началом самого погружения или водитель мысленно рассчитывает маневры автомобиля перед тем, как заехать задним ходом на парковочную площадку. Выготский в своей концепции зоны ближайшего развития (ЗБР) противопоставляет то, что человек мог бы сделать в результате использования своих собственных внутренних возможностей, тому, что он может сделать с посторонней помощью. Выготский размышлял о внутренних раздражителях, происходящих от реальных людей, живущих в реальном мире. Но непосредственным раздражителем в ЗБР могло бы стать воздействие персонажей из созданной компьютером виртуальной реальности.

Насколько отличаются виртуальные реальности, созданные вне человеческого сознания, от внутренних виртуальных реальностей, которые человек создает для себя сам? Когда люди мечтают, они создают подконтрольные их разуму ирреальные образы, которые могут полностью и бесследно поглощаться сознанием либо в какой-то степени влиять на восприятие человеком окружающей действительности. Но ведь еще существуют сны, являющиеся тоже внутренней виртуальной реальностью, но созданной неосознанно и не имеющей никакой связи с реальной действительностью. В сновидениях мы погружаемся в красочный, кажущийся абсолютно подлинным, наполненный яркими ощущениями, имеющий четкие очертания мир, которого на самом деле не существует, но с которым мы можем устанавливать взаимосвязи во сне. Галлюцинации, иллюзии, бред — это всё разновидности внутренних виртуальных реальностей, в которых человек путает реальный мир с им самим созданными образами. Погруженные в такие состояния люди способны видеть и слышать и даже осязать и обонять сущности, наличие которых в качестве непосредственных раздражителей не находит подтверждения в реальной действительности. Память — это система сохранения состояний осознания действительности. Воспоминание о реальном событии означает, что нечто, когда-то произошедшее, было зафиксировано в сознании и впоследствии воспроизведено в виде виртуальной реальности. Воспоминания такого свойства получили название невымышленных виртуальных реальностей. Человек может быть глубочайшим образом уверенным в достоверности своих воспоминаний. Юридическая практика определяет меру ответственности гражданина за искаженное изложение событий, произошедших в прошлом. Положив руку на Библию, люди клянутся говорить правду, одну только правду и ничего, кроме правды. И всё же иногда память может сыграть с нами злую шутку. Можно собрать отпечатки действительной реальности в виде фотографий и видеофильмов, а затем попросить людей воссоздать с помощью этих документов представленное на них событие. И вы убедитесь, что человеческая память зачастую далека от совершенства. Разворачивается дискуссия по поводу того, может ли человек создавать полностью вымышленные виртуальные реальности и быть уверенным в том, что они не являются вымыслом. 3. Фрейд разработал концепцию угнетенной памяти, ассоциируемой с травмирующими психику событиями. Он верил, что извлечение из сознания человека этих событий может быть использовано в качестве метода лечения психических расстройств. Сознание — это явление уникальное для каждого индивидуума, но, по всей вероятности, большинство из нас живет в точке пересечения физической и виртуальной реальности, реальности, являющейся непосредственной реакцией на внешние раздражители, и реальности, являющейся отражением происходящего в нейронной структуре нашего мозга.

Животные обучаются на основании опыта, путем сохранения в клетках мозга реальных событий и их последующего вызова из памяти. Насколько можно судить, уникальность человека как живого существа состоит в том, что большая часть усвоенного им опыта складывается не из событий действительной реальности, а из событий реальности виртуальной. Процесс обучения до такой степени основан на книгах, словах и цифрах, что возникает опасение, не относятся ли наши способы решения проблем больше к виртуальной реальности, нежели к реальному миру.

Одна из закономерностей, выявленных теорией ЗБР, состоит в том, что, обращаясь за помощью в выполнении задания, обучаемые подстраивают свое собственное внутреннее видение способов его решения к видению этих способов профессионалами в области разрешения подобных задач в рамках действующей культуры. С другой стороны, что произойдет, если созданное обществом объединение профессионалов в области решения определенных проблем (скажем, экономистов) утратит связь с действительной реальностью и начнет убеждать новичков в данной области присоединиться к ним в осознании на уровне виртуальной реальности мира, который не тождественен реальному миру?

2.3 Генераторы виртуальной реальности

Слова, письменные или устные, а также изображение (живопись) — это те средства, с помощью которых могут создаваться виртуальные реальности. Более того, слова являются основным способом создания виртуальных реальностей в традиционной системе образования.

На живописном полотне действует все тот же механизм: отраженный свет переносит отпечатки цветов к глазу, но виртуальная реальность по сравнению со словесным образом наделена более выраженной внешней определенностью. Вы можете войти в виртуальную реальность картины, поставить себя на место действующих лиц и представить, что бы вы делали на их месте, хотя сценический образ уже нарисован за вас. Естественно, ограничения такой программы заключаются в том, что она содержит конкретную привязку ко времени и пространству. Для того чтобы продлить свое пребывание в мире, представленном художественными образами, вам придется снова воспользоваться своим собственным генератором ВР. Всегда существует область наложения и взаимодействия внутренней и внешней виртуальной реальности.

Телевидение использует цвета и звуки для передачи виртуальных реальностей, которые еще более выразительны, поскольку они наделены протяженностью во времени, звуком и копируют действительную реальность с большей степенью достоверности. Здесь не требуется такого масштабного использования индивидуального воображения зрителя. Любой может идентифицировать себя с персонажем на экране, но киногерой не обладает подлинной свободой действий: как и в книгах, здесь все происходит согласно сценарию. Сравните это с динамичной, интерактивной, полномасштабной виртуальной реальностью, которая может генерироваться игрушками, играми и музыкой.

2.4 Эволюция создаваемой компьютером виртуальной реальности

Истоки компьютерной технологии лежат в попытках представить конкретную реальность в виде чисел. Физики используют компьютеры для разработки моделей физического мира. Лингвисты используют их для количественного моделирования процессов, связанных с языком. При проведении содержательного анализа в научных разработках коммуникационных систем применяют компьютеры для сопоставления виртуальных миров средств массовой информации с реальным миром. Компьютер — это генератор виртуальной реальности, но есть одно отличие.

Самолеты, автомобили и холодильники суть продукты технологии, которые появились в результате человеческой деятельности, но не эволюции. Между современным аэробусом и первыми летательными аппаратами пролегает технологическая пропасть, но они были созданы с одной и той же целью — осуществление воздушных перевозок, только теперь появилась возможность делать это быстрее, выше, дальше и с большим количеством пассажиров на борту. Летательные аппараты так и не эволюционировали в автобусы или автомобили. А те, в свою очередь, не пошли по пути эволюции, чтобы обрести функции пишущей машинки или холодильника с тем, чтобы далее постепенно превращаться в кухонную плиту.

Компьютеры, напротив, развивались в процессе исторической эволюции, которая очень напоминает биологическую в том смысле, что ее участники обретают новые функции при прочном сохранении старых. ПК имеют цифровую клавиатуру и могут использоваться в качестве калькуляторов, что напоминает об их происхождении от устройств для производства расчетов. Они уже приняли на себя роль печатной машинки и теперь освоили функции телевизора и видеомагнитофона. В процессе такого поглощения новых функций они также впитывали связанные с этими функциями технологии. Компьютер собирает в одном месте все необходимое, предлагая выбор и открывая свободный доступ к разнообразной информации. Текстовые редакторы сейчас имеют в своем составе словари и тезаурусы. Программы проверки орфографии есть не что иное, как адаптация одной из функций словаря, с той лишь разницей, что они выявляют также и ошибки, сделанные самим автором текста, увеличивая, таким образом, словарный запас пользователя. Программный продукт Pagemaker в совокупности с новым поколением печатного оборудования полностью взял на себя функции книгопечатания. В настоящее время технология компакт-дисков позволяет компьютеру осваивать функции библиотеки.

Сейчас ПК осваивают способность преобразовывать изображения и звук, а также распознавать и синтезировать речь. Мы можем разговаривать с компьютерами, подключать к ним видеокамеры и микрофоны, сканировать изображения и переводить их в цифровой формат. После этого можно манипулировать изображением. С развитием компьютерных технологий мы приобретаем невероятно гибкое, многофункциональное средство связи, которое сейчас само начинает совершенствовать свои уникальные коммуникационные функции. ПК можно использовать для письма, живописи и выполнения логических операций. Он также способен осуществлять абсолютно новые коммуникации, такие, как мультимедийная связь и виртуальная реальность.

Одновременно с постоянным усложнением своих коммуникационных функций компьютеры продолжают эволюционировать с точки зрения эргономики. Они уменьшаются в размерах, система их распределения постоянно совершенствуется, они становятся все более доступными. Сейчас размеры ПК настолько уменьшились, что стали сравнимы с форматом книги. Какой будет следующая метаморфоза персонального компьютера? Не возьмет ли он на себя функцию очков? Если такое произойдет, то именно в этот момент он станет носителем виртуальной реальности. Она может даже стать основным режимом умолчания. Представьте себе, что вы включаете режим загрузки компьютера и тут же оказываетесь в виртуальной реальности, где можете вызвать такие функции, как текстовый редактор, редактор изображений, игры или школу. Как окна имели своим прообразом лист бумаги, лежащий на столе, так же и виртуальная реальность по умолчанию — это производная от помещения, в котором хранятся книги, где вы можете читать или диктовать письмо, отправить факс, посмотреть видео, написать картину, послушать музыку либо принять решение о перемещении в другую обстановку. В настоящее время КВР — это всего лишь экспериментальная периферийная функция компьютера. Станет ли она его основной функцией, каковыми являются видеодисплей и клавиатура в нынешней его ипостаси, или так и останется необязательным придатком, подобно современным принтерам?

Теоретически миниатюризация может происходить вплоть до молекулярного уровня. Может быть, функции ПК растворятся на фоне окружающей действительности? Вместо всезнающих, всевидящих и все слышащих очков не превратится ли он в интеллектуальную комнату, подобную пещере “Плато”, стены которой могут сами собой трансформироваться и превращаться в библиотеку, в которой можно покопаться, в книгу, которую можно почитать, в мультимедийные экраны, в галерку театра, в учебную аудиторию?

Кино и театр являются погружающими ВР-технологиями. Затемнение зала во время спектакля осуществляется, чтобы максимально исключить присутствие реальной действительности. По-видимому, создаваемая компьютером виртуальная реальность идет именно в этом направлении: свести к минимуму и, в конце концов, окончательно подменить раздражители, относящиеся к физической реальности. Это похоже на то, как если бы предыдущие технологии виртуальной реальности постепенно совмещались, становились все ближе и ближе к аппарату непосредственных чувств человека, в конечном итоге возобладали над ним и полностью подчинили себе его восприятия. В современной создаваемой компьютером ВР наиболее распространенной конфигурацией устройства является так называемый блок головного дисплея (ГД), внутри которого имеются два малоразмерных видеодисплея, расположенных прямо напротив глаз пользователя. Они предназначены для создания стереоскопического изображения и обеспечивают сектор обзора более 60 градусов, поэтому все, что человек видит в них, имеет объем и проецируется под характерным для человека углом зрения. Видимые черты реального мира, таким образом, отсекаются и подменяются образами виртуального мира. Естественно, неуправляемый ГД и низкое качество графики напоминают зрителю, что это искусственно созданная ситуация. В то же время оптическая система становится все проще и легче, и если когда-нибудь она приобретет форму очков, то люди смогут забыть, что их голову венчает сложное технологическое устройство. Развитие телевидения с высокой степенью разрешения, по всей вероятности, отразится на качестве графики и сделает изображение более правдоподобным. Существуют разработки в области сетчаточной визуализации, основанной на применении лазеров для непосредственного раздражения сетчатки глаза и сканирования изображений прямо на зрительные рецепторы нервной системы человека. В этом случае картинка будет получаться более выразительной и четкой, нежели образы реального мира, которые должны, прежде всего, пройти через хрусталик глаза и подвергнуться в нем обработке, которая имеет определенные недостатки.

Что особенно удивительно в КВР, так это способность пользователя находиться внутри виртуальной реальности и при этом смотреть по сторонам. В настоящее время эта функция системы обеспечивается при помощи ГД и системы позиционирования, которую обеспечивает информацией о положении головы пользователя специальный процессор реальности, имеющийся в компьютере. Процессор реальности сопоставляет координаты положения вашей головы с виртуальной реальностью и в соответствии с этим формирует картинку, совпадающую с расположением точки визирования ваших глаз, затем передает ее по кабелю на видеоэкраны внутри ГД. Система кибернетического реагирования на положение головы должна действовать с такой скоростью, чтобы система зрительного восприятия человека не успевала замечать отставания и пользователь воспринимал происходящие изменения как реальную действительность. Восприятие виртуальной реальности в качестве подлинного явления зависит от четкости и достоверности картинки, которые, в свою очередь, определяются объемом памяти и быстродействием компьютера.

Шаг за шагом мы вступаем в альтернативный мир КВР. Сначала мы просовываем в него голову, чтобы видеть и слышать, что там происходит. Потом мы надеваем информационную перчатку и начинаем размахивать ею внутри виртуальной реальности, как символической рукой, которая существует сама по себе и может взаимодействовать с виртуальным окружением. Эта рука может манипулировать виртуальными предметами и позволяет пользователю передвигаться внутри КВР при помощи специальных жестов. Потом мы даем руке почувствовать силу ответной реакции, и перчатка становится осязательной. Вскоре в ВР можно будет оперировать при помощи двух пар осязающих и подвижных рук и ног. Но действительно революционным скачком обещает стать информационный костюм. Тот, кто наденет его, получит возможность перенести свое тело в заманчивые миры КВР.

Представьте себе, что информационный костюм — это ваша вторая кожа, которая отключает раздражители внешнего мира и подменяет их раздражителями, созданными компьютером. То, что мы осязаем, соответствует теперь генерированным компьютером звукам и изображениям. У Б. Шермана и П. Юдкинса есть описание разработок, проводимых с целью создания такого костюма. В нем используются наполненные сжатым воздухом полости, вибрирующие под воздействием электрического тока кристаллы и наборы штырьков. Оптическое волокно, опутывающее весь информационный костюм наподобие нервных окончаний человека, соединяется в жгут, который связывает информационный костюм с ГД и компьютером. Развивающаяся миниатюризация в области компьютерной обработки данных в сочетании с технологией параллельной обработки означает, что компьютер, создающий виртуальную реальность, станет частью костюма. Э. Дрекслер в своей книге “Двигатели созидания” так описывает космический костюм, появление которого станет возможным в будущем благодаря развитию нанотехнологии:

“При соприкосновении костюма с кожей кажется, что он сделан из чего-то еще более нежного, чем самая мягкая резина. У него гладкая внутренняя поверхность. Он легко надевается, а места соединений наглухо застегиваются прикосновением пальцев. Костюм плотно облегает ваше тело, наподобие тонкой кожи, которая по направлению к плечам постепенно утолщается и в области груди становится равной толщине руки. За плечами подвешен едва заметный ранец. Голову закрывает почти невидимый шлем. Сзади на шее поверхность костюма облегает вашу кожу так равномерно и нежно, что вскоре вы перестаете это ощущать. Вы встаете и начинаете ходить, чтобы привыкнуть к костюму. Вы приподнимаетесь на цыпочках и почти не чувствуете веса костюма. Вы сгибаете и разгибаете конечности, но не ощущаете скованности, ограничения подвижности, давления. Когда вы сжимаете пальцы, то чувствуете, как они соприкасаются друг с другом. Создается ощущение, что на руке нет перчатки, только кисть слегка пополнела.

Все эти и некоторые другие свойства обеспечиваются за счет сложных процессов, происходящих во внутренних покровах костюма, имеющих почти такую же замысловатую организацию, как живая ткань. Материал перчаток толщиной в один миллиметр состоит из множества микронных слоев, созданных с помощью наномеханизмов и наноэлектроники. Участок размером с мелкую монету вмещает в себя миллиард механических нанокомпьютеров, при этом 99,9 % пространства костюма остается свободным для размещения других элементов.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6