Нас окружает множество объектов. Каждый из объектов можно описать с помощью признаков. Признаки объекта могут быть существенными и несущественными. Чтобы понять различие между ними, рассмотрим следующий пример.
В лесу около озера растёт дерево берёза (название объекта). Берёза имеет возраст (10 лет), высоту (5 метров), место расположения (у озера), цвет и форму ствола, веток, листьев. Всё это признаки объекта «дерево берёза».
Предположим, что наша задача - найти любую берёзу среди других деревьев. В этой ситуации высота, возраст и место расположения берёзы не будут теми признаками, по которым мы отличаем берёзу, например, от дуба. Здесь существенными признаками будут цвет и форма ствола, цвет и форма листьев.
В понятии отражается совокупность существенных признаков отдельного объекта или некоторого множества однородных объектов.
Например, понятие «компьютер» отражает в себе существенные признаки всех существующих компьютеров как универсальных электронных устройств для хранения, обработки и передачи данных.
Понятие в языке выражается одним или несколькими словами. Существуют слова-омонимы, имеющие различные значения, выражающие разные понятия, но одинаково звучащие (рис. 22).
Рис. 22
Слова-синонимы выражают одно и то же понятие (имеют одинаковые значения), но звучат различно. Так, слова «масса», «уйма», «бездна», «тьма», «пропасть» являются синонимами для понятия «множество» (в смысле «много»).
Словами (именами объектов) мы пользуемся, когда говорим. Понятиями мы пользуемся, когда думаем. Поэтому говорят, что понятие - это форма мышления.
Как образуются понятия
Почти все окружающие нас объекты состоят из отдельных частей.
Анализ - мысленное разделение объекта на составные части или выделение признаков объекта.
Синтез - мысленное соединение в единое целое частей объекта или его признаков, полученных в процессе анализа.
Так, ребёнок, «разбирающий» игрушку, проводит своеобразный анализ (ему интересно, как устроена игрушка); ребёнок, собирающий игрушку из её частей, проводит своеобразный синтез.
«Всё познается в сравнении», - гласит народная мудрость.
Сравнение - мысленное установление сходства или различия объектов по существенным или несущественным признакам.
Абстрагирование - мысленное выделение одних признаков объекта и отвлечение от других. Чаще всего мы выделяем существенные признаки и отвлекаемся от несущественных.
Обобщение - мысленное объединение однородных объектов.
Анализ, синтез, сравнение, абстрагирование и обобщение являются основными логическими приёмами формирования понятий.
Для выделения отдельных признаков требуется произвести анализ, то есть мысленно расчленить целый предмет на его составные части, отдельные признаки, а затем осуществить обратную операцию - синтез (мысленное объединение) частей предмета, отдельных его признаков в единое целое. Для выделения существенных признаков требуется отвлечься (абстрагироваться) от несущественных признаков, которых в любом предмете очень много. Этому способствует сравнение или сопоставление предметов.
Понятие формируется на основе обобщения существенных признаков (свойств, отношений), присущих классу однородных объектов.
Определение понятия
Определение понятия - это перечисление всех существенных признаков объекта (класса однородных объектов) в связном предложении.
Каждый из признаков, входящих в определение, должен быть необходим, а все вместе - достаточны для установления данного понятия. Это означает, что в определении должно раскрываться основное содержание понятия, в нём не должно быть лишних слов, но не должно быть и недосказанностей.
Некоторые первоначальные понятия не определяются. Такие понятия есть в каждой науке. Так, в математике это понятия «точка» и «множество», в информатике - «информация».
Очень часто определение строится через ближайший род и видовое отличие:
Например, в определении «Пользователь - это человек, применяющий компьютер для получения информации или. решения задачи», понятие «пользователь» - видовое, понятие «человек» - родовое, «применяющий компьютер для получения информации или решения задачи» - видовое отличие.
Предметом мысли может быть любая вещь, явление или процесс объективной действительности о них. Мысли о свойствах и отношениях предметов называются признаками. Признаки бывают двух видов: существенные и несущественные.
· Существенные - это необходимые признаки, без которых предмет не может существовать в своей качественной определенности. Например, одним из существенных признаков понятия "человек" является наличие сознания.
· Несущественные - это преходящие, второстепенные признаки, приобретая или теряя которые, предмет остается самим собой. Например, несущественным признаком понятия "человек" является цвет его волос, вес, рост и др. Несущественные признаки делятся на собственные и случайные. Собственными называются такие признаки, которые свойственны всем предметам данного рода и выражают какую-либо характерную и важную черту этих предметов. Поскольку они обусловлены существенными признаками и органически вытекают из них, то в содержание понятия собственные признаки обычно не включаются.
Случайные признаки характеризуют преходящие индивидуальные черты предметов; включение их в содержание понятия лишило бы это понятие устойчивости, необходимой для всякой закономерной формы мышления.
Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что различия между существенными и несущественными признаками имеют относительный характер. В определенных условиях (а также с развитием предмета и нашего познания о нем) они могут меняться местами. Критерием существенности признаков, отражаемых понятием, является социальная практика.
Исходя из наличия множества признаков предмета, человек выделяет в ходе мыслительного процесса самые характерные в каком-либо отношении и фиксирует их в понятии. Каждый из существенных признаков необходим, а в своей совокупности они достаточны для выделения предмета мысли из общей предметной среды. Понятие представляет собой сочетание этих признаков в единой мысли.
Таким образом, понятие - это мысль о предмете, отражение предмета в его существенных признаках.
Важно иметь в виду, что совпадение существенных признаков понятия с признаками предмета служит показателем истинного понятия. Если мысленное сочетание признаков не отражает объективно существующего их единства, то такое понятие будет ложным. Истинность понятия определяется тем, насколько полно и всесторонне оно отражает реальную действительность. Ложные понятия не соответствуют действительности. Например: "вечный двигатель", "мировой эфир".
Любые понятия так или иначе связаны с ощущениями, восприятиями, представлениями, которые возникают в результате воздействия объектов реальной действительности на органы чувств человека. Представление служит необходимой предпосылкой перехода от чувственного познания к абстрактному мышлению в логической форме понятий. Однако даже общие представления по своему содержанию и познавательному значению отличаются от понятия. Такое отличие в сжатой форме сводится к следующему.
Первое. Представление неразрывно связано с конкретным человеком, его знанием и опытом. Вот почему представление в значительной степени индивидуализировано. Между тем как содержание понятия не зависит от данного лица и в точном составе своих признаков может мыслиться любым человеком.
Второе. Представление отличается своей непосредственностью предмета, его чувственно-конкретным воспроизведением. Понятие же есть обобщенный и опосредствованный продукт преобразования чувственного материала в голове человека.
Третье. Представление включает в себя отражение не только существенных, но и поверхностных признаков предмета, в том числе случайных. Понятие, выступая как форма обобщенного отражения действительности, выражает только существенные, необходимые признаки предметов и явлений.
Четвертое. Представления возникают непроизвольно, поэтому нередко бывают нечеткими, расплывчатыми. В формировании же понятия помимо данных живого созерцания большое значение имеет теоретическое обобщение и практическая проверка. Вот почему в понятиях более определенно и четче воспроизводится реальная действительность в ее существенных свойствах и закономерностях.
Для образования понятия необходимо выделить существенные признаки предмета. Но существенное не лежит на поверхности. Чтобы выявить его используют следующие логические приемы: сравнение, анализ, синтез, абстрагирование и обобщение.
· Сравнение - мысленное установление сходства или различия предметов по существенным или несущественным признакам.
· Анализ - мысленное расчленение предметов на их составные части, мысленное выделение в них признаков.
· Синтез - мысленное соединение в единое целое частей предмета или его признаков, полученных в процессе анализа.
· Абстрагирование - мысленное выделение одних признаков предмета (существенных) и отвлечение от других (несущественных).
· Обобщение - мысленное объединение отдельных предметов в некотором понятии. В процессе обобщения человек как бы отходит от конкретного многообразия предметов, отвлекается от множества деталей, чтобы глубже познать основное, наиболее важное. Закрепляются и выражаются понятия с помощью слова.
Первое определение предмета, которое необходимо усвоить ребенку, это то, что предмет можно потрогать руками. Это не относится к явлениям, в которых ребенок школьного возраста уже должен разбираться. Самым простым и легким объяснением будет понятие предмета, как вещи, то есть материального объекта.
Что представляет собой предмет
Проще всего, наглядно продемонстрировать ребенку два разных предмета, которые существенно отличаются друг от друга по форме, и объяснить в чем же их сходство. Или показать на примере картинок, которые представлены ниже, что представляет собой предмет.
На картинке изображено три ряда самых разнообразных предметов. Среди них есть игрушки, фрукты и овощи, вещи и предметы посуды - это как раз те предметы, которые ребенку легко определить. И недаром каждый ряд предметов закрашен определенным цветом.
- Это помогает детям визуально определить свойства предметов.
Например, чашка и помидор - красного цвета, а чайник и огурец - зеленого. Именно определение такого свойства, как цвет помогут понять, в чем сходство или различие между представленными предметами.
- Что общего у шапки и матрёшки?
- Чем отличается чайник от чашки?
На картинке мы видим, что эти вещи либо одинакового цвета, либо разного. Предметов можно найти очень много, но есть те, которые сразу же запомнятся ребенку и он сможете с первого взгляда вспоминать их название и их свойства. Такие предметы изображены на следующей картинке.
Форма и цвет предмета - основные свойства
Важным свойством также является и форма предмета, она тоже помогает малышу быстрее определить название или назначение предмета. Но для того, чтобы точно указать форму какого-либо предмета необходимо знать все географические фигуры и свободно в них разбираться.
Попробуйте выполнить такое просто упражнение, чтобы быстрее сориентироваться в свойствах предмета:
И еще одно упражнение, которое поможет разобраться в этой теме и закрепить ее:
Таким образом, можно научиться различать предметы по цвету и форме. Эти факторы и определяют наличие сходства или различие у совершенно разных предметов.
Группы предметов
Важно также объяснить, что есть и другие свойства предметов. То есть каждый предмет может относиться к большой группе предметов, у которой есть обобщающее название. На картинке мы видим сходство предметов по их отношению к той или иной группе. Например, птицы или звери, овощи или фрукты.
Один из признаков различия объектов живой и неживой природы – способность к
- разрушению
- самовоспроизведению
- движению
- росту
Объяснение
Способность к разрушению в результате возрастания энтропии - важное свойство всей природы, как живой, так и неживой. Горы, планеты, звезды пусть даже через тысячи, миллионы и миллиарды лет разрушаются и остывают, перерождаются в нечто иное. Живые организмы смертны, что можно рассматривать как аналогию разрушения. Ведь при этом утрачивается гомеостаз – способность сохранять постоянство своего строения. В результате организм перестает сопротивляться разрушающим его внешним воздействиям, в нем начинают идти другие химические реакции.
Самовоспроизведение - уникальное свойство живых организмов. Описывая свойства живого, под самовоспроизведением обычно понимают способность к размножению. Сложный организм может породить такую же сложную структуру как он сам. Ничего подобного в неживой природе нет.
В основе самовоспроизведения лежит передача генетической, или наследственной, информации, реализуемая через способность ДНК к самоудваиванию - репликации. Это не просто биохимическая реакция, а сложный «механизм», в котором участвует множество ферментов. Но даже это не идет в сравнение с многообразием последующих скоординированных процессов в клетках и организмах, которые приводят к появлению нового поколения клеток или организмов. Такая сложность в неживой природе, где молекулы имеют относительно простое строение и целенаправленно не катализируют превращения друг друга, невозможна по определению.
Движение не может быть различием живой и неживой природы. Двигаются излучения и молекулы, воздух, вода, горные породы, планеты и др. С другой стороны, не все живые организмы способны перемещаться. Например, растения и грибы можно считать неподвижными. Движение обычно вообще не выделяют как свойство живого.
Рост - важное свойство живого, которое выражается в увеличении размеров тела. Растет либо сама клетка, либо организм за счет увеличения количества клеток путем их деления. Однако в неживой природе также можно наблюдать рост объектов, если понимать под этим накопление ими массы. Например, растут кристаллы, постепенно присоединяя к себе группы атомов в определенной последовательности. Когда звезды и планеты формируются, то также накапливают массу. Даже горы способны к росту в результате тектонических процессов на планетах.
Понятно, что «механизмы» роста живой и неживой материи различны. Для одних это связано с целенаправленным поглощением из окружающей среды веществ, их биохимической переработкой и встраиванием в тело с сохранением характерной сложности своего строения. Для неживого рост есть следствие физических процессов, протекающих в природе. В данном случае его «механика» куда проще. Однако сам факт наличия роста в обоих случаях не позволяет указывать его как однозначное различие объектов живой и неживой природы.
Определения
Пусть - множество объектов (ситуаций, прецедентов). Что есть объект, определяется спецификой предметной области. Например, в задачах медицинской диагностики объектами являются пациенты. В задаче кредитного скоринга объектами являются заёмщики. В задаче обнаружения спама объектами являются письма электронной почты.
Признак
Признаком (feature) называется результат измерения некоторой характеристики объекта. Формально, признак - это отображение , где - множество допустимых значений признака. В зависимости от природы этого множества признаки делятся на следующие типы:
В прикладных задачах встречаются и более сложные случаи. Значениями признаков могут быть числовые последовательности, изображения, тексты, функции, графы, результаты запросов к базе данных, и т. д.
Если все признаки имеют одинаковый тип, то исходные данные называются однородными , в противном случае - разнородными .
Признаковое описание объекта
Пусть имеется набор признаков . Вектор называется признаковым описанием объекта . В машинном обучении не делается различия между объектом и его признаковым описанием; полагается, что .
Матрица объектов–признаков
Совокупность признаковых описаний всех объектов обучающей выборки , записанную в виде таблицы размером , называют матрицей объектов–признаков , матрицей информации или просто матрицей исходных данных :
Строки матрицы - это признаковые описания обучающих объектов. Столбцы матрицы соотвествуют признакам.
Матрица «объекты × признаки» является стандартным и наиболее распространённым способом представления исходных данных в задачах классификации и регрессии . Подавляющее большинство методов обучения приспособлены к обработке именно таких данных. Однако на практике встречаются задачи, в которых данные устроены сложнее. Например, в задаче обнаружения спама объекты (письма) представляются текстами произвольной длины; к тому же , в письмо могут быть вложены файлы произвольного формата. В таких случаях по имеющимся исходным данным вычисляются некоторые признаки, что позволяет привести данные к стандартному матричному виду. Этот приём называется извлечением признаков из данных (features extraction) или генерацией признаков (features generation).
Таким образом, признаки - это характеристики объектов, которые либо измеряются непосредственно, либо вычисляются по «сырым» исходным данным. Любое отображение из множества можно рассматривать как признак.
В том числе , любой алгоритм регрессии или классификации, как отображение вида , также может рассматриваться в роли признака. Хотя это наблюдение тривиально, тем не менее, оно даёт ключ к построению суперпозиций или композиций алгоритмов . Всегда имеется возможность, построив один или несколько алгоритмов, присоединить их к признаковому описанию в роли новых признаков и использовать при построении следующего алгоритма.
