–оссийска€ јкадеми€ наук

—анкт-ѕетербургский институт информатики и автоматизации

______________________________________________

¬.ћ.Ћачинов ј.ќ.ѕол€ков

»Ќ‘ќ–ћќƒ»Ќјћ» ј

или

ѕуть к ћиру открытых систем

»здание второе, переработанное и дополненное

—анкт-ѕетербург

»здательство —ѕб√“”, 1999


јннотаци€

 нига посв€щена становлению основ новой науки Ц информодинамики, науки, изучающей информацию как феномен, исследующей законы взаимосв€зи системно-сложных образований. »нформодинамика, как наука об открытых системах, базируетс€ только на минимально необходимом, природно существующем наборе принципов построени€ ¬селенной Ц ее Уѕриродной аксиоматикеФ.

ѕубликаци€ предназначена дл€ специалистов, работающих в област€х теоретической информатики, системного анализа, информационных систем дл€ прин€ти€ решений и управлени€ и, в том числе, дл€ лиц, желающих разобратьс€ с проблемами построени€ действительно интеллектуальных систем Ц систем, базирующихс€ на взаимодействии контекстно-зависимых информационных потоков, на новых, вернее Уприродно-заимствованныхФ архитектурах информационных машин, но не на эвристиках и прикладной математике.

¬ тексте формально не содержитс€ сложных моментов, требующих специальной подготовки, но большой круг излагаемых вопросов предполагает достаточную широту кругозора читател€.

ѕредлагаемый материал может представить существенный теоретический и практический интерес дл€ исследователей, работающих в области технологии познани€ и создани€ информационных и интеллектуальных систем, разработчиков новых архитектур информационных машин со структурой, близкой к структуре мозга, и дл€ всех лиц любых научных интересов, ищущих принципиально новые подходы к работе с системами своей области де€тельности как с системами открытыми, активно взаимодействующими с внешним ћиром.

ќглавление

јвторское предисловие ко второму изданию. ќт Уне термодинамическойФ кибернетики к информодинамике

„асть I. »нтеллектуальность сложных систем

√лава 1. »нтеллектуальные системы и управление

1.1. »нтеллектуальные системы и интеллектуальное управление
1.2. ќт строгости математической символики к свободе семантики

√лава 2. ќсновна€ терминологи€

2.1. »нженерное пон€тие интеллекта
2.2. —истемы и управление
2.3. ѕредставление знани€ и работа с ним
2.4. »нформационна€ база

√лава 3. языки и €зыковые модели дл€ управлени€

3.1. языки естественные и искусственные
3.2. языки управлени€
3.3. языки контекстно Ц зависимого управлени€
3.4. ‘ормальна€ система и формализуема€ теори€
3.5. ћоделирование и реализаци€ €зыковых объектов
3.6. »счисление предикатов
3.7. ѕредставление проблемной области на основе €зыка предикатов

√лава 4. —ложность открытых систем

4.1. Ќеобходимость общей теории
4.2. ƒве общие теории систем
4.3. »ерархи€ систем
4.4. Ќова€ парадигма управлени€
4.5. √омеокинетическое плато интеллектуальной системы
4.6. ќбобщенна€ функциональна€ структура »—”
4.7. языки систем и €зыки управлени€
4.8. “риаграмма систем

„асть II. »нженери€ интеллектуальных систем

√лава 5. –еализаци€ контекстно-зависимого управлени€

5.1. Ќеформальные требовани€
5.2. »нженерные проблемы проектировани€ сложных систем
5.3.  омпьютер фон Ќеймановской архитектуры в системах высоких уровней сложности
5.4. „астотна€ оценка
5.5. »нформационна€ устойчивость

√лава 6. Ќовые архитектуры машин

6.1. ћашины баз знани€
6.2. ѕараллельные вычислени€ с управлением от потока данных

√лава 7. ќ технологии управлени€

7.1. ”чет динамики информационных потоков
7.2. ¬страивание системы автоматизации в структуру объекта
7.3. ќбъект в информационной среде
7.4. ѕроблема декомпозиции объекта как сложной системы

√лава 8. »нженери€ систем Уинтеллектуальной направленностиФ

8.1. “ри основных подхода
8.2. ѕервый подход. »деологи€ операционной системы
8.3. ¬торой подход. »деологи€ инструментальной системы

8.3.1. ќсновна€ объектна€ триада и динамически раскрываемый объект
8.3.2. »ерархии и процессы
8.3.3.  онцепци€ открытой —”Ѕƒ
8.3.4. –еализаци€ раскрываемости
8.3.5. ”нифицированное представление объекта
8.3.6. »нструментальна€ концепци€ Ц технологи€ qWord
8.3.7.  уда делась семантика?
8.3.8. ѕроблемы саморазвивающиес€ баз
8.3.9. ѕочему Ув CacheТ-технологииФ

8.4. “ретий подход. —пециализированна€ производственна€ операционна€ система
8.5. —амосовершенствование »—”

√лава 9. ѕромежуточные итоги

9.1. »нформаци€ и информатика. ѕуть к феноменологии и информодинамике
9.2. ќ реализуемости информационной машины открытого ћира

„асть III. —огласованный ћир информодинамики

√лава 10. јксиомы открытого мира

10.1. ‘еномен информации как предмет науки об открытых системах
10.2. јксиомы умолчани€
10.3. —оотношение неопределенности - 2
10.4. √армонические шкалы
10.5. ќбсуждение гармонических построений
10.6. —амоорганизаци€ и структурный резонанс
10.7.   организации экспериментов по обнаружению структурного резонанса
10.8. ќ механизме структурного взаимодействи€
10.9. ќт структурного взаимодействи€ к структурному полю
10.10. ќб аксиомах или эффективные способы обмануть самого себ€
10.11. ≈ще раз об аксиомах умолчани€
10.12. Ќекоторые выводы

√лава 11. —обственна€ структура информации

11.1. ѕроблемы разработки инструментари€
11.2. “опологи€ вложенных многомерных конусов
11.3. «акон рекурсии структур, метаструктур и процессов
11.4.   вопросу об элементарной €чейке
11.5. Ќекоторые количественные оценки элементной базы

√лава 12. “еори€ структурной согласованности

12.1. —труктурное взаимодействие и обобщенный принцип комплементарности
12.2. ќ правилах самоорганизации открытых систем
12.3. Ќекоторые следстви€ и перспективы
12.4. ќ деструкции систем
12.5. ѕравила “——-производные
12.6. ѕредварительное обсуждение результатов

12.6.1. ѕравила конструировани€ открытых систем
12.6.2. ƒеструкци€ при метризации данных
12.6.3. —в€зь с теоремой √едел€ и традиционными формализмами

12.7. ќ методологии познани€ с позиций “——
12.8. ќбсуждение “——

√лава 13. »нформодинамика

13.1. Ќемного об аналоги€х
13.2. ќт абстрактной машины до самоорганизации потоков
13.3. Ќекоторые свойства информационной машины
13.4. ”слови€ согласовани€ потоков. –езонатор динамического структурного пол€
13.5. —вободное информационное поле. √ипотеза о второй половине ¬селенной
13.6. »нформодинамика Ц пока без формализма
13.7. “—— как инструментарий информодинамики
13.8. ≈ще раз об аксиоматике

„асть VI. јрхитектура открытого мира

ѕредуведомление: осторожно, открытые системы

√лава 14. ¬ертикальна€ машина

14.1.  онцепци€ вертикальной машины
14.2. —труктура команд
14.3. ѕрограммирование и запуск
14.4. Уѕеред прочтением уничтожитьФ
14.5. „то с ней делать?
14.6. »митаци€ вертикальной машины в адресной среде

√лава 15. ќ физике открытого ћира

15.1. Ѕез У¬еликого взрываФ
15.2. ƒополнительность моделей. ƒве половины целого
15.3. ћир как едина€ система
15.4. ћодификаци€ преобразовани€ Ћоренца
15.5. —лучай УмалыхФ объектов
15.6. —труктурно-согласованна€ космологи€
15.7. —огласование структур объекта и теории
15.8. «аметки про реалии новой физики
Ёксперименты в области информодинамики
¬озможный вариант генератора продольных электромагнитных волн
–еконструкци€ принципа действи€ нигнитрона
ѕроблема SETI

√лава 16. ќтветственность сотвор€ющего

16.1.  раткий самоучитель не сотворени€ тоталитарного общества
16.2. Ќеизбежность краха и свобода повтора
16.3. –оль ¬еры
16.4. ћентагенез
16.5. ќтветственность человека

ѕриложение I.

 раткий обзор способов самодеструкции программных систем или ќбща€ ƒемонологи€

ѕриложение II.

ќб УинфонаукахФ
ќб Ёйнштейне, рел€тивизме и информации

ѕриложение III.

¬озвращение к лекции XVII

Ћитература


Multi pertransibunt et multiplex erit scientia {1.Ућного поколений пройдет и разнообразна будет наукаФ.  нига ѕророка ƒаниила XII, 5 (перевод с латинского текста). ¬ английском издании на русском €зыке (XII, 4) эта цитата звучит так: Ућногие прочитают ее (книгуЦавт.) и умножитс€ ведениеФ.}.
Ќауке XXI века посв€щаетс€Е

јвторское предисловие ко второму изданию.

ќт Уне термодинамическойФ кибернетики к информодинамике

”ченый открывает то, что есть в природе. ј инженер изобретает то, чего в природе нет. “ворец был первым »нженером. ќн изобрел ¬селенную как процесс. „ем ќн до этого занималс€? ћожет быть, ќн моделировал ћир на основе поиска строгой аксиоматики и принципа чистой абстракции, и ≈го просто не могли удовлетворить результаты?

»стори€ ¬селенной началась с момента осознани€ того, что существуют «аконы, коим и “ворец подчин€етс€. Ёто значит, что инженерам заповедано идти по ≈го пути, а ученым Ц искать эти законы, ќбщие «аконы порождени€ всего творимого и существовани€ всего сотворенного.

„еловек занималс€ механикой весь исторический период своего существовани€. Ќо долгие годы многое в ней было дл€ него искусством, а, например, вычисление движени€ планет и звезд и вовсе колдовством. ѕо€вление механики Ќьютона сделало эти тайны почти рутинной процедурой. Ќо главным было другое Ц в представление человека о ћироздании пришла некотора€ осмысленна€ регул€рность.

“ак же у человека складывались отношени€ и с гидродинамикой, и с термодинамикой. Ёлектродинамика родилась быстрее Ц было почти €сно, где, что и как искать. –езультат поисков дал дл€ понимани€ ћира едва ли не больше, чем дл€ нужд утилитарных.

»нформацию атаковали регул€рно, со всех сторон и всеми доступными средствами. –езультатов Ц сколько угодно, но все УоколоФ. ѕравда Унемного спуталиФ теорию передачи информации и теорию св€зи с теорией собственно информации, что изменило генеральное направление исследований: изучение информации как €влени€ фактически заменили изучением информации как характеристики процессов физического ћира.

— другой стороны, УэнтузиастыФ построили множество многомерных миров (Удекартов €щикФ все терпит, а вот как он сам соотноситс€ с ѕриродными реали€ми?) и пон€тие информационного пол€ стали употребл€ть всуе. ¬ результате выросло целое поколение ученых, считающих все разговоры об информации как €влении, Удурным вкусомФ, чем-то недостойным насто€щего исследовател€. ≈ще немного Ц и будет прин€то решение Уо не рассмотрении работ, св€занных с информационным полемФ, аналогично подобному решению по вечному двигателю{2.¬ информационно-энергетическом ћире такие решени€ несколько напоминают небезызвестное постановление Уо не рассмотрении работ св€занных с движением гладкого колеса по гладкому рельсуФ.  ак-то очень неуютно находитьс€ в ћире, построенном из движени€ и как движение, в ћире, построенном как процесс и устанавливать в нем некоторые априорные запреты на само движение, на динамику. Ќу не разрешает термодинамика по своим постулатам вечное движение Ц так ћир термодинамический суть только часть ћира, давайте сначала посмотрим вокруг, может быть и запреты станут другими.}.

ƒа, дл€ этого много объективных оснований. Ќо есть и другое объ€снение. —ерьезное изучение информации как феномена ведет к изменению многих сегодн€ незыблемых устоев, пересмотру многих аксиоматически утвержденных стереотипов, многих научных концепций. ѕо-видимому, интуитивное, Убуквально на уровне подсознани€Ф понимание квалифицированными исследовател€ми возможности такой ситуации ведет к Узащитной реакцииФ от любых попыток Увсе сломать и начать делать науку зановоФ.

ќднако в части разрушительной такие попытки просто не нужны, достаточно €сно как обойтись без революций не только в обществе, но и в науке. ѕросто не будем считать, что наука, построенна€ на интуитивистско-конструктивистских соглашени€х, пр€мым путем ведет к вершинам познани€. Ёто полезный этап, но этап уже во многом пройденный. ѕора переходить от изобретени€, от фактической эвристики Уаксиоматики абсолютной абстракцииФ к поиску и открытию Уаксиоматики ѕрироднойФ.

ƒостаточно €сно, что перва€ из них Ц дл€ систем абстрагированных, потер€вших перед исследованием часть своих св€зей и составл€ющих, втора€ Ц дл€ реальных, существующих в ѕрироде именно и только потому, что они открыты, св€заны со всеми остальными системами и, следовательно, наблюдаемы этими системами. «амкнута€ же система формально наблюдаема только УизнутриФ, в совместном замыкании с инструментом наблюдени€ и наблюдателем, т.е. при порождении, с точки зрени€ ѕрироды, новой системы, ранее не существовавшей и Успециально от нее изолированнойФ.

 онечно это не значит, что на основе замкнутой концепции нельз€ реализовать некоторую реалию физического мира. ќднако при реализации сколько-нибудь глобальных проектов такого рода мы неизбежно сталкиваемс€ с неучтенными последстви€ми воспри€ти€ их ћиром как систем открытых. ѕроблема заключаетс€ в том, что результаты замкнутого проектировани€ станов€тс€ объективной реальностью ћира взаимодействующих систем, приобрета€ и про€вл€€ свойства, которые мы не могли или не хотели увидеть в модельном замыкании.

¬ыйти из этого порочного круга можно только при признании ќбъектом науки ћира системно-открытого, где взаимодействие систем осуществл€етс€ не столько через количество переданной информации и силовое взаимодействие, но, прежде всего, через ее феномен, через информацию как систему, субстанцию, соедин€ющую собой все остальные системы независимо от их материальности, виртуальности и аксиоматической замкнутости.

* * *

ћожно считать, что современна€ неколичественна€ информационна€ наука началась с момента написани€ Ќорбертом ¬инером книги под заимствованным у ѕлатона и јмпера названием У ибернетикаФ. ѕерва€ книга, основы нового взгл€да на ћир, ныне перестала быть Унастольной книгой дл€ всехФ. ј жаль. Ѕыл ли пон€т этот труд до конца? „то такое Укибернетика по ¬инеруФ?

¬нешне основной тезис книги Ц подобие процессов Ууправлени€ и св€зи в животном и машинахФ. Ёто запомнили все, а надо было смотреть глубже. »бо по ¬инеру, если, конечно, захотеть увидеть, в кибернетике (в управлении!) первичным €вл€етс€ не модель и не обратна€ св€зь, а отрицательна€ энтропи€ в информационном, неколичественном смысле.

’от€ ¬инеру формально и не удалось отойти от энергетического (термодинамического) подхода, от сигнала, остатьс€ только со структурами информации, все в его книге Ц поиск пути к выражению нового взгл€да на основе существовавших тогда пон€тий, признанных соглашений и старой терминологии. » уже из этого поиска, а не из Уединого подхода ко всем системамФ, проистекает мысль об общей теории управлени€ и св€зи.

ѕонимать эту общность надо правильно Ц не общность управлени€ и св€зи, а св€зи Ув том числеФ, среди других целей и задач управлени€. “еори€ передачи информации не есть теори€ информации. ’от€ действительно, толкование кибернетики как теории организации и борьбы с мировым хаосом, с возрастанием энтропии, можно понимать в информационно-управленческо-энергетическом УматериальномФ ключе.

“ак Унаследники и интерпретаторыФ и поступили. ¬инеру оставили Участную термодинамическую кибернетикуФ, сделав ему реверанс по поводу Усмешанной имФ в единое целое с ней Уобщей кибернетикиФ. ѕотом объ€вили кибернетику аппаратом моделировани€, и она перестала быть провозвестницей информационной науки будущего, стала Уинформационным углом зрени€Ф, Уобслуживающим механизмом дл€ всех областей знани€Ф.

ƒа, не рассматривал ¬инер пон€ти€ информации как совокупности вложенных динамических структур и негэнтропию как атрибут взаимодействи€ информационных процессов. Ќо с  .Ўенноном он €вно расходилс€ во взгл€дах, точнее в цел€х научного поиска. » был, по всей видимости, наиболее близок к пониманию действительной ценности пон€ти€ информационной негэнтропии.

¬ообще роль негэнтропии дл€ информации просто вопиюще незамеченный и не пон€тый факт Ц это, прежде всего, структуризаци€ информационных потоков в процессе их взаимодействи€, структуризаци€ не нашей волей и опосредованием, но структуризаци€ во исполнение собственных законов феномена информации, существующих независимо от св€зной функцией информации, ее количественных оценок, энергетического ћира, законов, св€занных с последними так же как вообще всЄ св€зано во ¬селенной.

¬еличайшей заслугой ¬инера была именно его фактическа€ направленность на не термодинамическую постановку кибернетики. Ќе прикладна€ математика, как в сущности представл€ли кибернетику еЄ многочисленные толкователи, не теори€ динамических систем{3. »меютс€ в виду направлени€, приписываемые кибернетике со времен ј.Ѕерга, ”.–.Ёшби, √.√реневского и повторенные в незначительных вариаци€х многими и многими другими. »стори€ уже поставила все на свои места.}, а некотора€ заготовка дл€ теории информационных негэнтропийных процессов. ѕисать же, за неимением в те годы другой терминологии, ¬инеру приходилось на €зыке термодинамики.

ј ведь дл€ нас, потомков, он писал. ¬роде как Ѕиблию, которую не трактовать, а понимать надобно.  огда врем€ придет.

» не один ¬инер предупреждал нас о реали€х открытого ћира в пределах возможностей терминологии своего времени. Ќапример, из работ ј. олмогорова{4.  олмогоров ј.Ќ. ∆изнь и мышление как особые формы существовани€ материи. // ќ сущности жизни. ћ.: Ќаука 1964, с. 48-57.} в этом смысле сегодн€ вспоминаетс€ совсем не выражение сложности объекта через программу его описани€, а исподволь высказанное утверждение о том, что сложные системы нельз€ моделировать иначе, как повторив всю историю их возникновени€.

Ёто же пр€мое признание, что сложные (открытые) системы моделировать нельз€! ќткрытость по ј. олмогорову обеспечиваетс€ учетом всей предыстории системы. » все пон€тно и непротиворечиво, если, конечно, сложность системы понимать в ее глобальном, информационном смысле по  .Ѕоулдингу.

ѕора восстановить справедливость: ¬инер знак подал.  стати, совсем не тот, который √.Ќ.ѕоваров УсигналомФ назвал, даже Уне сообщениеФ мол, это{5. —м. предисловие √.Ќ.ѕоварова к У ибернетикеФ (второе издание, ћ.: У—ов. радиоФ, 1968, с.19).}. ј это именно сообщение и было. ƒл€ тех, кто потом прочитать сможет его независимо и от ¬инера, и от его трактователей. ¬инер сказал даже, что и где брать. ћатематик указал, что Уаппарат решени€ природных задач надо искать в природеФ (см. книгу Ќ.¬инера Уя Ц математикФ).

ƒа только это не указание Уо копировании ѕрироды дл€ св€зи животного и машиныФ. Ёто указание о поиске Уприродной аксиоматикиФ, поиске основ, на которых Убазируетс€ всеФ, основ, существующих в природе Уповсеместно и в любом количествеФ {6. ѕравда, еще ‘.Ѕэкон сказал: Non, nisi parendo vincitur (лат.) Ц “олько тот побеждает ее (природу), кто ей повинуетс€. Ќе пора ли нам перестать критиковать ћичуринский тезис Ућы не можем ждать милостей от ѕрироды, вз€ть их Ц наша задачаФ только за его не экологичность и задуматьс€ о Уповиновении ѕриродеФ всех остальных наук?}. ¬от этим и надо заниматьс€. ¬от за это и спасибо У¬инеровскому подходуФ к кибернетике.

* * *

ћы вз€ли на себ€ ответственность за продолжение Уне термодинамического подходаФ на уровне возможностей сегодн€шней терминологии после наведени€ в этой терминологии некоторого пор€дка и понимани€ ею того, что все природные системы могут адекватно рассматриватьс€ только как системы открытые, непрерывно взаимодействующие со своим окружением.

Ёто взаимодействие кроме силовой формы обеспечиваетс€ и в форме УнесиловойФ столь же открытыми св€зующими системами, частными про€влени€ми феномена информации. ѕоэтому мы предлагаем здесь информодинамику Ц науку об информации как €влении, о структурообразовании и других его (€влени€, феномена) собственных свойствах.

»нформодинамика{7. ѕервое издание этой книги под другим названием вышло в 1998 году [11] (тогда же термин УинформодинамикаФ официально прозвучал впервые на VI —анкт-ѕетербургской международной конференции У–егиональна€ информатика-98Ф). Ќаписанна€ свободным €зыком, объемлюща€ без необходимых подробностей огромный материал и ориентированна€ более на пробуждение интереса читател€ к принципиально новым взгл€дам, чем на их доказательную сущность, книга, как вы€снилось за прошедшее врем€, не содержала в себе никаких принципиальных ошибок. ¬се ее положени€ здесь сохранены, дополнены и в необходимой степени по€снены.  роме того, выполнены наши обещани€ по введению новых разделов. “аким образом, публикаци€ [11] во многом замещаетс€ этой работой, безусловно сохран€€ свое приоритетное значение.} описывает и изучает то самое Учуть-чутьФ, то, что не хватало Ёйнштейну, что он искал дл€ завершени€ картины мира Ц информационную составл€ющую ¬селенной и еЄ законы, вторую сторону, дополнение энергетического ћира. Ёта наука открывает вход в необычный ћир, но ћир реальный, существующий и вокруг и внутри нас. „тобы войти в него, надо увидеть, вспомнить и осознать р€д вещей, которые человечество по ходу своей истории недоопределило, недорассмотрело, просто не востребовало, наконец, за своими повседневными заботами.

»нформодинамика дает то главное, что всегда надо искать в общесистемных построени€х Ц понимание сущности информационных €влений, их взаимосв€зи и св€зи с €влени€ми энергетическими, включа€ в совокупность информационных €влений и интеллект, разум, вообще все процессы с динамикой высоких пор€дков.

¬месте с информодинамикой по€вл€етс€ возможность согласовани€ известных уже представлений, построени€ на этой базе картины ћироздани€, не требующего дл€ своего существовани€ У¬еликих взрывовФ и тому подобного придумывани€ гипотез и сущностей.

¬ изложении материала мы не используем математического аппарата. Ётого здесь просто нельз€ делать, кроме как в тех случа€х, когда его применение обеспечивает иллюстративность и компактность изложени€ материала и не ведет к замыканию открытой системы.

ѕопытка поймать сущность устройства ћироздани€ путем нагромождени€ сложных арифметических представлений Ц это путь в провал более безнадежный, чем теоретическа€ черна€ дыра, из него не выбратьс€ даже с помощью Утрансфинитной лестницыФ. “ем не менее, мы прилагаем все усили€, чтобы наши выводы и построени€ имели обоснованность Уравную или лучшуюФ, чем при использовании любого аксиоматического математического подхода дл€ описани€ открытых систем.

ѕри изучении открытых систем требуетс€ достаточное терпение. ѕон€ть этот материал при чтении его Упо диагоналиФ невозможно. ѕросто Уне получитс€Ф до тех пор, пока читатель не проникнетс€ в полной мере системным подходом. ¬о многом именно ради этого написаны первые две части книги. Comprendre cТest egaler {8. ѕон€ть Ц это значит уподобитьс€ (фр.)}, ибо предмет информодинамики таков, что дл€ воспри€ти€ требует уподоблени€ ћиру открытому, рассмотрени€ всего к нему относ€щегос€ Усразу и в совокупностиФ из-за его первоисходной системной открытости.

Ќастаивающим же на том, чтобы непременно изначально оговорить все услови€, рассмотреть подробности и расставить все точки (т.е. создать модель Ц сущность замкнутую, все рассуждени€ об Уоткрытых модел€хФ суть терминологический самообман) скажем: в соответствии с законом √едел€ в любом таком подходе к предмету информодинамики (да и вообще к ћиру открытому) неизбежно наступает момент, когда число этих подробностей начинает расти Убыстрее трансфинитной последовательностиФ, ибо речь идет о предмете первоосновном, на котором базируетс€ многое, и сама эта первоосновность не статика, но динамика высших пор€дков.

ќговаривать и ставить точки будем там, где это будет полезно по сути изложени€ материала, там, где это будет нам указывать Усобственна€ аксиоматика ѕриродыФ.

* * *

Ћогика изложени€ материала об открытых системах потребовала €вного его разделени€ на четыре большие части, последовательное изучение которых только и может дать понимание всего содержани€ книги в целом.

—ложность открытых систем (требующа€ информационного определени€ пон€ти€ сложности), интеллект и управление во взаимосв€зи с информационными потоками (сущность которых в открытом ћире никак не укладываетс€ в существующие сегодн€ их определени€) образуют неразрывный набор проблем, без выработки обобщенного, системного взгл€да на который их конструктивное понимание невозможно.

 роме того, строгое изложение (точнее, изложение на уровне строгости в ее УсистемномФ понимании, единственно приемлемом дл€ открытых систем) становитс€ пон€тным только вместе с Унаведением пор€дка в понимании системной инженерииФ, а это требует дополнительных глав и разделов.

ѕервую часть, содержание которой определ€етс€ ее названием У»нтеллектуальность сложных системФ, мы начинаем с предварени€ информодинамики предложенной нами инструментальной теорией интеллектуальных систем управлени€ (»—”). ¬ ней интеллект трактуетс€ на открытой контекстно-зависимой основе, в противоположность общеприн€тому УматематизированномуФ {9. ¬ этом смысле можно привести весьма характерный пример. Ќесмотр€ на все попытки объ€влени€ Убазировани€ интеллектуальных систем на твердом математическом фундаментеФ, насто€ща€ математика эту тематику к себе практически не подпускает.   примеру, математический энциклопедический словарь (»зд. —ов. энциклопеди€, 1988 г.) упоминает о таких системах только в дополнительном разделе под названием У—ловарь школьной информатикиФ. ќ серьезной математической литературе в этом смысле и говорить не приходитс€. ѕрошедшие с тех пор годы только подтверждают сказанное.}, замкнутому, модельному подходу к нему.

“еори€ »—”, как составна€ часть информодинамики, была разработана в св€зи с необходимостью обобщенного рассмотрени€ фундаментального свойства информации Ц управлени€ дл€ системно-сложных объектов. »значально теори€ »—” ориентировала авторов на поиск метатеории управлени€, отвечающей за представление управл€ющей сущности информации в ее взаимодействии со всеми возможными объектами управлени€ Ц от простейших до системно-сложных. Ќо, в конечном счете, в известной мере на основе теории »—” удалось построить Уболее общую теориюФ, в некотором смысле Унаиболее общую из возможныхФ, котора€ и стала основой информодинамики.

“еори€ »—”, предложенна€ как прикладна€ теори€, позволила не только выйти на осознание информации как феномена, но и по новому рассмотреть глобальные проблемы организации подходов к созданию информационных систем, в том числе и систем УинженерноФ интеллектуальных. Ёто обусловило введение в книгу второй части У»нженери€ интеллектуальных системФ.

¬ этой части рассматриваютс€ проблемы реализации систем с контекстно-зависимыми €зыками в структуре фон Ќеймановской машины, а также даетс€ введение в архитектуры машин и систем, логика работы которых зависит от УвнешнихФ характеристик информационного потока. «десь же излагаютс€ примеры программистских и инженерных подходов, иллюстрирующие некоторые возможности реализации информационных систем на традиционной элементной базе на уровне Ублизком к интеллектуальномуФ.

¬ третьей части под общим названием У—огласованный ћир информодинамикиФ рассматриваетс€ предложенна€ нами теори€ структурной согласованности (“——) и нова€ наука на ее основе Ц информодинамика.

“—— можно рассматривать как современный вариант общей теории открытых систем, продолжение трудов, начатых ј.ј.Ѕогдановым и фон Ѕерталанфи, как не только теоретическую, но и практически полезную разработку, которую можно назвать Утехнологией познани€Ф, ибо на метауровне существует не теори€, но только технологи€ познани€ как совокупность инструментари€ и правил. Ќе может существовать общей теории в виде Уболее строгомФ, чем технологи€ конструировани€ открытых систем.

¬ основу построени€ “—— изначально закладываетс€ природно существующий принцип взаимодействи€ Увсего со всемФ Ц аксиома открытости, обобщающа€ три свойства реального мира, которые до сих пор традиционно считаютс€ независимыми, т.е. Усвободными друг от другаФ и Упроизвольно высказаннымиФ, а именно: квантованность (дискретность) ћира; обобщенный закон сохранени€; принцип дополнительности (комплементарности) {10. «десь и дл€ всего дальнейшего надо отметить Ц обобщение закона сохранени€ на все реалии открытого ћира (энергетические, информационные и все, еще нам неизвестные) можно сформулировать только и исключительно в духе принципа дополнительности, в виде парного высказывани€. ј именно: не существует Уабсолютного ничтоФ, кроме как в виде сущностей Уменьших, чем элементарный квант первичного пол€Ф; никака€ сущность не может возникнуть ниоткуда и исчезнуть никуда. —леду€ принципу дополнительности, к этой паре высказываний Укак целомуФ мы об€заны присовокупить дополнительное высказывание: дополнительное конечным сущност€м квантованного мира Ц бесконечно-малые величины, математический ноль, актуальна€ бесконечность и тому подобное. «десь мы вынуждены сослатьс€ на дальнейший текст книги Ц реальные информационные системы, возникающие и существующие Уестественным образомФ, тоже квантованы, но уже по другому, исход€ из того, что существует Уквант структуры информацииФ. Ѕесконечно малые, актуальна€ бесконечность и т.п. существуют только как сущности Учисто абстрактныхФ систем, таких как математика и построенные на ее основе модели. ¬сЄ вместе, совокупность всех трех высказываний, имеет смысл как реали€ дискретного (квантованного) мира. Ќо тогда, может быть, существует дополнительное утверждение к этой тройке как к целому и так далее? √лобально Ц да. Ќо соотнесение дальнейших групп высказываний (положений, аксиом) устроено уже по другому. ”казанна€ выше тройка образует первичную базовую структуру, дальнейшее будет иметь отношение к ней уже как Уцелое-к-целомуФ. Ќо об этом далее, это уже законы самоорганизации структур.}.

Ќо дл€ открытого ћира указанные свойства суть Утриедина€ аксиомаФ, свободными, а значит и УнезависимымиФ они могут быть только в аксиоматических системах. ѕрин€тие аксиомы открытости автоматически означает, что указанные свойства уже просто не могут быть Усвободными и независимымиФ предположени€ми.

¬се остальное в “—— Ц чиста€ феноменологи€, установление тех общих законов (правил), которые непреложны дл€ всех без исключени€ систем, обладающих способностью существовать в режиме активного взаимодействи€ с окружающим ћиром, свойствами самоорганизации и интеллекта (разума) {11. —войствами в строгом смысле атрибута, определ€ющими сущность системы.}, причем совершенно не зависимо от того, из чего эти системы сделаны и как эти системы устроены. ≈динственное условие Ц наблюдаемость и повсеместность свойств как тождественность определени€ контекста в равных услови€х во всех точках ћира.

ј как и дл€ чего, в конечном счете, создана аксиоматика ‘изики, да и самой ћатематики? ƒа так же, вернее Удл€ обеспечени€ того же самогоФ, но с выделением некоторых Усамосто€тельныхФ сущностей. “ак же, в том смысле, что их аксиоматика существует как согласование интуитивно непротиворечивого и конструктивного, т.е. имеет цель возможно полного следовани€ ѕрироде, но об€зательно на основе набора предопределенных сущностей, о которых мы Узнаем всеФ. ¬ противном случае интуиционисты либо конструктивисты уже одержали бы окончательную победу.

Ќеобычность “—— в том, что весь ход рассуждений, поиск ѕриродных аксиом и законов открытых систем изложен, представлен €вно, не спр€тан за магическое заклинание УпустьФ {12. ћногие годы раскрытие УкухниФ поиска аксиоматики считалось как бы УнеприличнымФ, но сама суть процесса этого поиска все равно от этого никуда не исчезала!}. Ќеобычность постановки Ц это сокрытие делать недопустимо, сам этот поиск Ц предмет науки. Ќо уже и сейчас €сно: “—— Ц это универсальна€ метатеори€ (метатехнологи€), защищающа€ нас от засиль€ так называемого Умодельного подходаФ и текущего Уаксиоматического обосновани€Ф, на основании подбора составных частей которых в системно-сложных ситуаци€х можно получать любые доказательства и подтверждени€.

«аранее согласны Ц воспринимаетс€ это все достаточно трудно, но, поверьте, и изложить в первый раз не легко. «ато результаты, похоже, вполне достойны трудов. ”даетс€ установить, что информаци€ (в общем смысле, как природное €вление, феномен) Ц это многоуровнева€ система вложенных динамических процессов взаимодействи€ потоков данных (текстов) и структур (контекстов), организованна€ в соответствии с законами (правилами) балансировки потоков как внутри уровней (текстов и контекстов), так и взаимобалансировки уровней. ¬ целом феномен информации оказываетс€ равноподобен феномену интеллекта (разума).

ќтметим, что, к примеру, в электродинамике мы можем считать (до определенного предела, если не интересуемс€ проблемами общей теории пол€) уравнени€ необходимыми и достаточными услови€ми Ц электромагнитное поле Усамо дл€ себ€ оболочкаФ. » не просто считать Ц можно получать из этого реальные прикладные (утилитарные) результаты, поскольку электромагнитное поле существует как физическое (силовое) взаимодействие.

— информодинамикой ситуаци€ зеркально-дополнительна€, уравнени€ лишь необходимые услови€ балансировки, т.е. существовани€ уже Уимеющей местоФ негэнтропийной информационной системы. ƒостаточные услови€ существовани€ Ц это вс€ совокупность технологии и истории (процесса) создани€ и балансировки системы.

У¬нутриФ оболочки (уравнений) информационной машины {13. ѕон€тие Уинформационной машиныФ в информодинамике употребл€етс€ в смысле альтернативно-дополнительном пон€тию Уабстрактной машиныФ “ьюринга. ≈Є сущность раскрываетс€ по мере изложени€ материала.} в смысле изначального, общего формализма ничего нет по определению, по способу ее устройства. —уществует только набор правил организации уровней процессов взаимодействи€ данных и структур, т.е. некоторый набор правил дл€ порождени€ более чем счетных множеств формализмов, причем как адекватных реали€м физического мира, так и Учисто виртуальныхФ.

¬ отличие от электродинамики информодинамика Усама по себеФ дл€ нужд утилитарных вроде бы непригодна, она УможетФ лишь две вещи: объ€снить устройство резонатора Удинамического структурного пол€Ф {14. Ёквивалентное название Ц информационное поле, однако этот термин совершенно произвольно относили к такому количеству самых различных €влений, что мы просто вынуждены чем-то его заменить, использовать его уточнительную формулировку.} Ц сиречь информационной машины, интеллекта; установить вид свободной волны динамического структурного пол€, котора€ оказываетс€ дополнительно-подобной структуре физической (энергетической) ¬селенной, Увторой половинойФ ћира {15. ‘ормулировка структуры ¬селенной как некоторого волнового процесса, Усто€чей волныФ предложена, по-видимому, в ныне утраченных работах –.Ѕартини.}.

ќднако этим информодинамика в корне мен€ет представление и о прикладных, и о фундаментальных теори€х, и о процессе познани€ в целом. ќткрытые системы существуют как непрерывный процесс взаимодействи€, ћир открытых систем Ц это ћир динамический, ћир, конструируемый непрерывно. јдекватно воспринимать его может только аппарат, ориентированный на технологические правила организации этого процесса.

„етверта€ часть Ујрхитектура открытых системФ Ц несколько примеров прикладного использовани€ информодинамики дл€ исследовани€ сложных, сложных во многих, если не во всех известных смыслах систем.

¬о-первых, мы считаем здесь необходимым рассмотрение проблемы создани€ некоторой информационной машины, альтернативной или, вернее, дополнительной к абстрактной модели вычислений Ц машине “ьюринга. Ёта дополнительность заключаетс€ в следующих отличительных свойствах предлагаемой информационной машины:

- еЄ способности эффективно оперировать с потоками структур данных более чем счетной (конструктивно) мощности на существенно конечной аппаратной базе, т.е. не требу€ абстракции бесконечной пам€ти (ленты машины “ьюринга);

- возможности физической реализации еЄ самой, а не некоторого паллиатива (каковым €вл€етс€ архитектура фон Ќеймана дл€ машины “ьюринга).

¬о-вторых, это проблемы космогонических построений дл€ единого информационно-энергетического ћира.

ѕоэтому глава У¬ертикальна€ машинаФ Ц по существу эскизный проект машины, Укопирующей живой человеческий мозгФ, проект, целиком основанный на информодинамических построени€х. ѕринципиально важно, что Укопирование мозгаФ выполнимо лишь на уровне топологии и динамики потоков данных и структур, на уровне принципа действи€. ¬еро€тно, что это единственно возможна€ Упринципиальна€ схемаФ машины, способной оперировать потоками более чем счетной мощности, за счет того, что при еЄ безадресной организации обеспечиваетс€ возникновение и существование устойчивой системы потоков структур, перемещающихс€ несигнальным способом.

«адача доведени€ ¬ертикальной машины до реализации вр€д ли намного сложнее и дороже проектов современных суперкомпьютеров, но только в части создани€ еЄ аппаратной реализации. ѕроблемными остаютс€ два вопроса.

¬о-первых, такую машину невозможно запрограммировать в обычном смысле, потребуетс€ воспроизвести попул€ции таких машин, скопировать и всю технологию воспроизводства естественного интеллекта, технологию воспитани€ и обучени€. Ќо, в принципе, это вопрос разрешимый.

¬о-вторых, Ц что с этим делать и зачем это? Ёто вопрос о том, насколько мы не готовы к встрече с другим разумом и, вообще, всегда ли мы можем или хотим пон€ть, что встретились с ним?

ƒалее мы помещаем главу Уќ физике открытого ћираФ. ѕоставив задачу изучени€ феноменологии и законов открытых систем мы просто не имеем права обойти стороной вопрос об устройстве Усамой большойФ из них, совокупности всех существующих систем, ¬селенной-как-целого.

ѕредлагаемый материал не концепци€, не Унова€ физикаФ, но пример того как можно устроить целостную концепцию картины ћира, если сосредоточитьс€ не на собирательстве гор фактов и изобретении экзотических формализмов и УмоделейФ, но, в соответствии с “——, на том как должны взаимодействовать уже известные факты и формализмы, если они и вправду принадлежат единой согласованной сущности Ц ¬селенной. —овсем не исключено, что и физика и вс€ наука в целом именно так и должны быть устроены, что это основной путь их построени€ на обозримый период.

ѕоследн€€ глава Уќтветственность творцаФ как ответственность уже человека, сотворившего ту или иную информационно-сложную систему, неизбежно существующую и взаимодействующую с ћиром открытых систем. — “—— станов€тс€ лучше видны простые вещи, которые мы обычно стараемс€ относить куда угодно, но только не к информационным процессам.

  примеру, при определенном уровне самонезащищенности общества достаточно кому-либо просто Усильно захотеть сотворить хорошее и эффективноеФ управление им, чтобы получить пирамиду власти, тоталитарную систему, и никакой уровень материальной культуры и развити€ технологий интеллектуальную систему (безразлично естественную или искусственную в любых сочетани€х, но лишенных определенных профилактических механизмов) от этого не гарантирует, ибо правила “—— действуют жестко и неотвратимо, распростран€€сь из ћира информационного на структуры ћира материального.

¬ообще причина многих внешне УматериальныхФ непри€тностей вполне информационна€ и объ€снима€ Ц поступательна€ тенденци€ развити€ человека естественным образом породила процесс ментагенеза, попытку порождени€ Уколлективного интеллектаФ, столь же полноценного, как и индивидуальный. Ќо, как следует из теории и вполне подтверждаетс€ практикой, полноценный интеллект не может существовать в распределенной, не компактной системе, поступательное развитие не может быть продолжено, что неизбежно должно привести к саморазрушению структуры общества.

„еловек оказываетс€ перед выбором, перед полной мерой ответственности Ц либо осознать свою сущность и самосто€тельно, не дожида€сь пришествий и апокалипсисов в корне изменить критерии развити€ цивилизации и личности, либо продолжать ломитьс€ в открытую дверь, а на самом деле просто Ув никудаФ, упова€ на возможность сосуществовани€ с Уколлективным разумомФ и чудовищами (простите Ц разумными машинами), зачем-то вечно послушными Узаконам робототехникиФ ј.јзимова.

* * *

¬ыражаем признательность всем лицам, прочитавшим первое, фактически предварительное издание этой книги. Ќекоторые беседы и обсуждение материала позволили нам вы€снить желательные акценты и необходимые подробности изложени€.

ќсобенно интересны замечани€, выражающие концептуальное непри€тие наших построений. »х разнообразие в конструктивной части сводитс€ даже и не к обсуждению нашего подхода, но к весьма простому тезису Ц сначала надо все реализовать (дл€ танка, самолета, экономики, управлени€), а там посмотрим. ј заодно построить прибор, измер€ющий УпотенциалФ информационного пол€, его резонатор и генератор Ц вот и дерзайте, подобно тому, как √.ћаркони и ј.ѕопов с электромагнитным полем поступили. ј еще лучше пол€ оставьте физикам и математикам Ц это не дл€ информационной науки.

»менно благодар€ такого рода замечани€м, характерному отголоску абсолютно прикладной сущности кибернетики, чисто прикладному пониманию информатики, созданию Уинтеллектуальных системФ на первом попавшемс€ оборудовании, Уисследованию нейроновФ на уровне их моделей в персональном компьютере, организации информационных хранилищ на Упринципах Ѕилла »нмонаФ и прочему подобному (и с ориентацией на применение всего этого в системах с операторно-структурным построением и сигнальной обратной св€зью), мы считаем необходимым отметить особо и пр€мо здесь во введении следующее.

’ватит считать информатику свалкой работ априорно кибернетического прикладного назначени€. Ёто одна из наиболее общих наук (если не сама€ обща€!) после ее перехода на уровень информодинамики. ≈сли хотите Ц тот самый общий инструмент всеобщей технологии познани€.

» выше во введении, и ниже по тексту книги мы развиваем тезис о существеннейшем отличии традиционных кибернетических построений (паровозов, самолетов и тому подобных частных реализаций, имеющих, конечно, тенденцию объедин€тьс€ в системы) создаваемых человеком, и рассматриваемых нами системно-сложных объектов, созданных ѕриродой в том числе и дл€ обеспечени€ существовани€ самого человека (которые с некоторой и весьма значительной долей риска, может не только разрушать, но и создавать человек, а результаты такой де€тельности мы все имеем возможность в той или иной мере ощущать на себе).

≈сли нужна практика Ц реализуйте, пожалуйста. јрхитектура ¬ертикальной машины и даже набор команд в книге описаны с подробност€ми, достаточными дл€ начала работ по ее реализации. ¬от тогда мы все и получим Уинженерный аналогФ резонатора информационного пол€ и всЄ к нему привход€щее. ѕусть человек продолжает брать патенты на свои кибернетические изобретени€. ѕрирода давным-давно Увз€ла патентФ на все остальное. » за неграмотное использование ее патентов человеку приходитс€ платить сполна.

 огда употребл€ютс€ термины Угенетический материализмФ или Угенетический идеализмФ комментарий уже не требуетс€. Ќо не вводить же пон€тие Угенетического кибернетизмаФ?! Ёто о том, что дл€ объ€снени€, что такое кибернетика в ее современной трактовке потребовалось ввести пон€ти€ технической, экономической, географической и тому подобных УприкладныхФ кибернетик. —тал ли предмет изучени€ от этого пон€тнее?

” всех наук есть свои области исследовани€ и свои Упол€Ф дл€ апробации теории. “ехническими и прикладными могут быть только их специализированные направлени€ в этих Упол€хФ. ѕрочитайте и перечитайте книгу. Ќе от термодинамической кибернетики, а от Ќ≈ термодинамической начинаетс€ информодинамика. –азно все это. –азнопор€дково. » задачи здесь другие, и цели, и средства, также как физика существует не исключительно ради создани€ бомб и ракет, а математика не только дл€ обслуживани€ нужд физики.

ћы готовы к любой критике. » полезной, и наоборот. Ќо просим читател€ помнить: от проблемы системного контакта с открытыми информационными и информационно-энергетическими образовани€ми на их €зыках и в их Удинамических правилах игрыФ уйти уже нельз€, а все ранее предложенные фундаментальные построени€ (если посмотреть беспристрастно, т.е. Усистемно и не модельноФ) пока этого контакта на должном уровне не обеспечивают.

* * *

¬ заключение, мы считаем своим долгом выразить нашу признательность профессору –.ћ. ёсупову за про€вленное внимание и поддержку нашей работы, ј.Ќ.ƒолженкову за разрешение использовать его авторские материалы по прикладной системе qWord, а также тем студентам »нститута интеллектуальных систем и технологий —ѕб√“”, которые первыми познакомились с вводными лекци€ми по информодинамике и чьи вопросы и замечани€, возможно, улучшили изложение материала в насто€щей книге.

ѕредлага€ информодинамику, мы сами напоминаем ¬ам слова ƒанте: УMulto humanus est sentiri, quam sentireФ - человек гораздо больше желает быть воспринимаемым, чем воспринимать. Уѕраво быть услышаннымиФ мы осуществили на основе своей многолетней практики создани€ сложных информационных систем дл€ управлени€, вы€влени€ действительного предмета информационной науки и его изучени€.

”важаемые наши читатели! ћы написали книгу об открытом ћире, о контекстно-зависимых взаимодействи€х на контекстно-зависимом €зыке.  ак нам пришлось признатьс€ самим себе, это, отчасти, попытка Усказать все существенное обо всем существенномФ, а из нашей же работы следует, что такое в какой-то степени возможно только в процессе создани€ технологии познани€. ¬озможно, какие-то вопросы нужно было изложить в другом пор€дке, дать дополнительный комментарий в р€де разделов. ѕоэтому мы не можем претендовать на полное и законченное описание информодинамики, да и что значит Уполное описаниеФ дл€ науки об открытых системах? Ќо дл€ понимани€ и продолжени€ работ по созданию новой науки изложенного материала вполне достаточно.

 райне сложно описывать системно-сложные объекты без мета€зыка. Ќо выше контекстной зависимости, похоже, может быть только чистый контекст, а на нем пока излагать мысли достаточно затруднительно. ѕоэтому просим простить нам наш стиль изложени€, иногда т€желый, иногда, быть может, излишне метафоричный.

¬аши конструктивные замечани€ об изложении того или иного раздела были бы весьма полезны, также как и замечани€ о любых возможных Уконтекстно-зависимыхФ неточност€х материала.

¬.ћ.Ћачинов, ј.ќ.ѕол€ков

—анкт-ѕетербург Ц Ѕернгардовка, 1998-1999 гг.

 

»з авторского предислови€ к первому изданию 1998 года

ћноголетний опыт работы со сложными, как теперь говор€т, корпоративными системами с использованием инструментари€ вычислительной техники, программировани€, обработки данных и тому подобного, привел нас к пониманию простой истины Ц все эти разделы €вл€ютс€ подчиненной частью некоторого более общего аппарата, который €вл€етс€ дл€ них обобщающим и консолидирующим механизмом.

Ќаши попытки обсуждени€ этой темы в разных аудитори€х обычно приводили собеседников к попытке объ€снить нам первоосновность той или иной математики или величие кибернетики.   сожалению, пр€мо противоположна€ ситуаци€ ограниченности этих подходов и их возможностей дл€ описани€ и работы с действительно сложными системами как двадцать лет назад, так и сейчас многими воспринимаетс€ крайне затруднительно.

—егодн€, перечитыва€ свои заметки 1978-1981 гг. кратко опубликованные тогда с огромными трудност€ми, мы видим, что их актуальность практически не утрачена.

ѕоэтому, в первой части мы приводим лекции, написанные по материалам разных лет. “акое начало дает нам возможность изложить процесс нашего осознани€ нового аппарата, который мы сегодн€ с полным правом можем называть собственным аппаратом информатики. Ћекции первой части ориентированы на начальное изучение опубликованной нами теории интеллектуальных систем управлени€, бесспорно €вл€ющейс€ одной из собственных частей информатики, как науки, обобщающей вопросы информационного управлени€ в системах высших уровней системной сложности по фон Ѕерталанфи.

¬о второй части избранных лекций мы приводим материал, содержащий самые новые положени€ по работе с информацией, ее глобальному значению практически во всех физических, космогонических, биологических и других построени€х. –ечь идет о предложенной нами теории структурной согласованности.

ќтметим только, что на основании материалов, изложенных в первой части и не только их, мы рассматриваем весьма широкий круг €влений и результатов из самых различных отраслей знани€. ÷ель рассмотрени€ Ц исследование феномена информации, законов этого €влени€ и некоторых следствий этих законов с общей направленностью на формирование информодинамики.

¬ св€зи с высочайшей степенью новизны этот цикл лекций написан весьма свободным €зыком, ориентированным пока более на интуицию и общую высокую научно-техническую грамотность читател€, чем на строгость и качество изложени€ материала.

Ёто в полной мере предварительна€ публикаци€ и авторы, при первой возможности, надеютс€ приступить к правке и коррекции материала, дополнению и уточнению формулировок.

“ем не менее, весь материал €вл€етс€ серьезным изложением авторской позиции, подлежащей уточнению, но не изменению, за€вкой на точку зрени€, котора€ представл€етс€ сегодн€ весьма полезной дл€ дальнейшего развити€ процесса познани€ практически во всех направлени€х общей и прикладной науки.

¬ насто€щее издание не включены еще два цикла лекций: по организации основного цикла управлени€ дл€ системно-сложных объектов и по машинам Уне фон Ќеймановской структурыФ, ориентированным на специальные методики представлени€ контекстно-зависимых €зыков. ћы планируем добавить их, а также, возможно, и другие циклы лекций в следующее, пересмотренное издание.

Vivorum censura difficilis
—уждение о живых затруднительно (лат.)

„асть перва€

»нтеллектуальность сложных систем

≈сли “ворец был »нженером,
то, пока „еловек не превзошел его,
надо помнить: сложные системы
это те, которые сделаны “ворцом,
в том числе и в процессе эволюции,
простые Ц те, которые порождены
всеми остальными инженерами.
»нтеллект, интеллектуальность Ц
атрибут систем настолько сложных,
что пришлось при изготовлении придавать им
различную степень свободы воли,
ибо управление, поддержание целостности
в таких системах оказалось сложно настолько,
что другие решени€ были признаны “ворцом
неэффективными.

 

У¬ любой заданный момент времени теори€
должна покоитьс€ на твердом фундаментеЕ
Еоднако ни одно из основных положений
нельз€ рассматривать как неизменноеФ.
ћ.ћесарович. »з доклада Уќсновани€ общей теории системФ,
прочитанного в 1963 г. в  ейсовском технологическом институте (—Ўј)

√лава 1. »нтеллектуальные системы и управление

 ƒл€ изучени€ систем как некоторой данности прежде всего нужно решить вопрос о допустимой методологии подхода, произвести выбор концепции открытости или замкнутости изучаемых систем.

ѕриведенный выше эпиграф полностью определ€ет методологию аксиоматической науки. ¬ каждый момент времени базой изучени€ ѕрироды €вл€етс€ некоторое аксиоматическое УприближениеФ к ней. Ёто прекрасный путь дл€ революций в науке и потр€сени€ ее основ. ќднако заметим, что сама феноменологи€ ѕрироды к этим потр€сени€м глубоко безразлична.

¬опрос построени€ Уне революционирующейФ науки заключаетс€ не в обеспечении Укачества приближени€Ф, а в желательности использовании Уаксиоматики самой ѕриродыФ. Ќо даже и после достижени€ такого уровн€ познани€ методологические проблемы не исчезнут. ¬станет вопрос об изменении аксиоматики в процессе существовани€ ¬селенной. —обственно говор€, почему бы и нет? —отворенна€ из движени€, имеюща€ движение своей основой, она вполне может находитс€ в состо€нии посто€нного или периодического изменени€ своих аксиом.

», как оказываетс€, все это не отдаленна€ философи€ науки, а сегодн€шние проблемы всех общетеоретических и практических построений, св€занных с изучением феномена информации. Ѕез их если не решени€, то, как минимум, понимани€ и учета, никака€ наука об информации невозможна (также как и серьезный прогресс в науках, базирующихс€ на сборе и обработке информации). Ќо чтобы даже только выйти на эти проблемы, увидеть практическую взаимосв€зь €влени€ информации и систем, им образуемых, с привычными реали€ми нашей жизни, надо пересмотреть многое в текущем состо€нии информационной науки.

ћы считаем возможным начать сразу с одной из наиболее интересных форм информационных систем Ц систем интеллектуальных, наведение некоторого пор€дка в терминологии которых неизбежно повлечет за собой переосмысление всех базовых пон€тий информационной науки, ибо на основе существующих терминологических соглашений любое серьезное информационное исследование заведомо обречено на провал.

»менно поэтому мы вынуждены изначально пересмотреть практически всю терминологию сначала в общеинженерном, а потом и в теоретическом ключе, ибо пр€ма€ ее замена уже невозможна, а использование в сложившихс€ объемах пон€тий Ц бесперспективно.

1.1. »нтеллектуальные системы и интеллектуальное управление

Decipimur specie recti {16. ѕривычное обманывает (лат.).}.
»нтеллектуальной системе недостаточно просто знать, что она знает,
но ей надо ещЄ знать, что она Уобладает свойством знатьФ.

—истемы, управление и интеллектуальность, пон€тие системной сложности и их глобальна€ взаимосв€зь Ц вот основной перечень вопросов, без €сного понимани€ общесистемного смысла которых невозможно заниматьс€ ни проблемами информационной науки, ни динамическими процессами, ни вообще развитием каких-либо естественных наук иначе, как только с использованием УмоделирующегоФ подхода.

—уществующие общие определени€ этих пон€тий или варианты, сформулированные дл€ тех или иных надобностей, малопродуктивны и фактически всегда относ€тс€ к замкнутым системам, вернее к Умодельному замыканиюФ реальных систем. ”казанные же сущности в ѕрироде относ€тс€ к образовани€м открытым, модельному замыканию не подлежащим без настолько существенных потерь, что даже степень изоморфизма модели становитс€ неразрешимой проблемой, относимой к искусству исследовател€.  ак говор€т французы: УChassez le naturel, il revient au galop {17.ѕрогоните природу, она вернетс€ галопом (фр.).}Ф.

ћы предлагаем исследование, ориентированное на открытый ћир открытых систем и их взаимосв€зей. ћетодологически нам представл€етс€ целесообразным начать с обсуждени€ достаточно уже распространенного сочетани€ Уинтеллектуальное управлениеФ.

—разу возникает вопрос: а как вообще может про€вить себ€ интеллект, если не во взаимодействии, т.е. в том же управлении? Ќе синонимы ли эти термины в системном смысле? » дл€ кого или чего именно выдел€етс€ именно интеллектуальное управление? ƒл€ систем? ћожет быть объектов или субъектов {18. “.е., соответственно, источников активности и ее адресного приложени€.}? ѕростых или сложных? „то такое сложность объектов, субъектов и систем и как сравнить их сложность, если это пон€тие относ€т то к количеству составных частей, то к формализму записи и представлени€, то к числу состо€ний, если в литературе даютс€ определени€, плохо раздел€ющее пон€тие объекта и системы {19. Ќапример, в У—оветском энциклопедическом словареФ (—Ё—, 1979 г.) на стр. 1219 утверждаетс€ У—ложна€ система, составной объект, части которого можно рассматривать как отдельные системыЕФ, в Ућатематическом энциклопедическом словареФ (1988 г.) на стр. 269 сложной называетс€ система, не имеюща€ простых описаний, в динамическом подходе к рассмотрению пон€ти€ системы утверждаетс€, что о сложности можно судить по числу комбинаций переменных (или свойств), определ€ющих процесс и т.д. —ложность по ј. олмогорову мы уже рассмотрели во введении, а по ј.Ѕергу это и вообще философска€ категори€!} и просто исключающее возможность этого сравнени€?

—истема управлени€ классически определ€етс€ как совокупность управл€емого объекта и устройства управлени€. ясно, что здесь устройство Ц это (по определению устройства) нечто целое, составленное из частей и ориентированное на выполнение определенной функции, т.е. система. ¬прочем, и объект существует только в паре с субъектом, по крайней мере, по общеприн€тому определению €вл€етс€ противопоставл€емым чему-то активному. “ак что же должно быть интеллектуально: управл€емое или управл€ющее? »ли все сразу?

¬ сегодн€шней литературе по управлению на основе математических, экспертных, эвристических, адаптивных и других аналогичных моделей повсеместно употребл€ютс€ пон€ти€ Уинтеллектуальна€ системаФ и Усистема, основанна€ на знани€хФ, хот€ то, что фактически под этим понимаетс€, вр€д ли может быть отнесено к какой-либо реализации интеллекта в его терминологически нормальном, историческом понимании.

¬ этом смысле характерно утверждение в весьма солидном журнале [28] о том, что Уинтеллектуальные системы управлени€ могут вовсе и не обладать какой бы то ни было интеллектуальностью в общеприн€том смыслеФ. ¬не вс€кого сомнени€, прин€в это замечание, мы можем считать интеллектуальными любые системы управлени€, придава€ интеллектуальности трактовку, соответствующую текущему замыслу той или иной группы авторов {20. Ёто один из ключевых моментов, пример дл€ понимани€ истоков бедственного состо€ни€ информационной науки. Non ex opinionibus singulorum, sed ex communi usu nomina exaudiri debent (лат.) Ц Узначени€ слов устанавливаютс€ не мнением отдельных лиц, а обычаем употреблени€Ф, но хорошо бы, чтобы обычай вел к чему-то полезному.}.

–азумеетс€, с одной стороны, подобные определени€ не способствуют серьезности отношени€ к интеллектуальным системам. — другой стороны, все как-то забыли, что основой любого материала, св€занного с системами, безразлично интеллектуальными или нет, должна €вл€етс€ обща€ теори€ систем или обща€ теори€ управлени€, на базе которых только и можно формировать основные пон€ти€ и определени€ той или иной системы, в том числе и интеллектуальной.

ѕоэтому интеллектуальность как свойство системы должна проистекать из места последней в иерархии сложности систем, быть атрибутом определенного уровн€ сложности систем, но уж никак не У€зыковой метафоройФ или Уинтеллектуальностью в том или ином смыслеФ, не терминологическим украшением очередного алгоритмического подхода.

ƒополнительным источником проблем дл€ понимани€ действительного смысла интеллектуальности некоторого объекта €вл€етс€ традиционное УфундаментальноеФ, а на самом деле необоснованно математизированное отношение исследователей к Услабо формализуемым системамФ, дл€ которых контекстно-независимый €зык математики не €вл€етс€ собственным €зыком представлени€.

—реди прочего можно отметить и малое внимание исследователей к системным работам фон Ѕерталанфи и практическое не востребование достаточно конструктивных, в свое врем€, гипотез √.—. и ƒ.ј.ѕоспеловых, о которых речь будет идти ниже.

¬озможно, свою роль в этом сыграло и некорректное утверждение ¬.јлтаева в известном сборнике Уотражающем дух времениФ {21. ќбща€ теори€ систем. ѕеревод с англ. ¬.я.јлтаева и Ё.Ћ.Ќаппельбаума. »зд.: ћир, ћ., 1966, стр.13.} о докладе  .Ѕоулдинга, посв€щенном общесистемной точке зрени€ (по фон Ѕерталанфи): Увыступление, красочное по форме, но не глубокое по содержаниюФ. ћожет быть, именно отказ от публикации этого доклада в указанном сборнике и другие аналогичные рецензии стоили многих лет несистемной работы значительного числа специалистов разных областей и Уабстракции сложных систем под информационным углом зрени€Ф, введенной ¬.√лушковым {22. —м. У ибернетикаФ, журнал јЌ ”——–, 1977, є3.}.

” фон Ѕерталанфи и  .Ѕоулдинга {23. Boulding K., УGeneral Systems Theory: The Skeleton of ScienceФ, Management Science, April, 1956.} и раньше и полнее был приведен информационно-системный взгл€д на все действительно сложные системы в их сравнительном (по отношению к воспри€тию и переработке информации) сопоставлении, если, конечно, мы не будем полноту материала определ€ть количеством использованных математических символов (определ€ли же сложность через Удлину программыФ), а открытые системы рассматривать только на уровне их кибернетических моделей.

»так, изначальное пренебрежение конструктивностью и системностью терминологии дорого обошлось и интеллекту, и управлению. “ем не менее скажем: управление становитс€ интеллектуальным потому, что на определенном уровне информационной сложности Ууправл€емогоФ другое управление просто невозможно.

–ассмотрение интеллектуальных систем как систем управлени€, основанных на выработке, структуризации и обмене информацией, мы начнем с последовательного разбора действительного сопр€женного смысла необходимых пон€тий и терминов {24. »з-за нашей ориентации на открытые системы некоторые термины придетс€ сначала употребл€ть Ув общеприн€том пониманииФ, а уже формировать объем пон€ти€ Ув различных контекстахФ итеративно, по мере изложени€ материала, дл€ некоторых терминов Ц на прот€жении всей книги. ћы не беремс€ обеспечить всегда однозначное прочтение всех терминов, да это и невозможно дл€ контекстно-зависимых систем. Ќо мы сделаем все возможное, чтобы текущий объем пон€ти€ был €сен из контекста предыдущего сообщени€.}.

ѕостепенно мы подойдем и к св€зи информатики и управленческой науки, более того, к базированию интеллектуального управлени€ на информационной УструктуросогласующейФ, а не на сигнальной (операторно-структурной в терминологии теории автоматического управлени€ Ц “ј”) парадигме управлени€, к фундаментальному отличию информации как феномена от его (феномена) частного про€влени€ Ц сигнала, знака, образа.

ћы увидим, что “ј” €вл€етс€ крайне важным, но всего лишь частным случаем общего подхода к управлению, базирующегос€ на обобщенной информационной парадигме. —танет достаточно очевидным факт того, что интеллектуальное управление €вл€етс€ собственностью информатики или, вернее, преемственной ей информодинамики, а не какой-либо другой науки.

ћетодологи€ познани€ говорит о том, что анализ каждого из существующих решений по системам управлени€ должен начинатьс€ с вы€снени€ ограничений и допущений, сделанных как в определении исходных пон€тий, так и в постановке целевой проблемы управлени€.

ƒалее необходимо вы€снение пределов применимости выбранных аппаратов исследовани€, адекватности мощностей €зыков представлени€ объекта и системы управлени€ и, как следствие, Ц осознание нового уровн€ пон€ти€ наблюдаемости систем, €влений, процессов или объектов, €вл€ющихс€ предметом управлени€.

Ќачнем с предварительных замечаний по использованию общеприн€того теоретического фундамента управлени€ Ц математике. ѕредположим, ¬ы превосходно знаете математику, ¬ы можете примен€ть математику в управлении и моделировании, но можете ли ¬ы указать пределы ее применимости?  то сказал ¬ам, что можно пон€ть, почему математика эффективна в описании некоторой реалии? Ќасколько и в каком смысле эффективна?

—егодн€ ведущие математики сами став€т вопросы о гаранти€х математики при ее применении даже в расчетных задачах [3].  ак же мы должны воспринимать утверждени€, встречающиес€ практически в любых работах по интеллектуальным системам, о построени€х Уна твердом математическом фундаментеФ {25. ћы обращаемс€ здесь не к профессиональным математикам. »менно насто€щие математики лучше нас понимают эти вопросы. —м., например, раннего Ёйнштейна, Ѕ.–ассела, ћ. лайна и др. ћы не только не отрицаем математику, но, уважа€ ее, обращаемс€ с предупреждением к Уверующим в математикуФ, в догму тождественности ее аксиоматического €зыка €зыку ѕрироды: дл€ открытых систем это €зыки разные. ј все, что в этом смысле св€зываетс€ с теоремой √едел€, мы еще рассмотрим.}?

ƒл€ этого достаточно сравнить предельные возможности контекстно-независимого €зыка математики или программировани€ и возможности контекстно-зависимых €зыков, несущих в себе семантику общени€. ќбладание контекстно-зависимым €зыком изначально необходимо дл€ интеллектуальной системы. ј контекстно-независимый €зык дл€ нее не более чем полезен в некоторых частных случа€х. Ќо об этом дальше.

≈сли неизвестна (неизмерима, не существует как определ€емое пон€тие) Уѕриродна€Ф твердость теоретического фундамента (аксиоматики), то Устрогость математического взгл€даФ на системы и управление через передаточные характеристики и их УинтеллектуальнуюФ коррекцию, €вл€етс€ не более чем предположением, могущим повлечь за собой неадекватные выводы.

«начит необходимо создание и изучение некоторого аппарата сравнени€ систем (без их искусственного замыкани€) на основе их фундаментальных характеристик, как важнейшей части некоторой общей теории систем или общей теории управлени€. »менно поэтому мы вводим далее Упространство существовани€ системФ дл€ рассмотрени€ возможных механизмов организации управлени€ в некоторых област€х этого пространства Ц демонстрационную, Уничего не замыкающуюФ модель. » уже только потом, на основе рассмотрени€ информационной сущности открытых систем переходим к собственно информодинамике.

—толь же корректно мы будем относитьс€ и ко всем Удопущени€м и предположени€мФ, особенно в тех случа€х, когда речь пойдет об определении базовых пон€тий. Ёто обещание совсем не просто выполнить не только из-за методологических трудностей описани€ контекстно-зависимого подхода на контекстно-зависимом €зыке (проблемы отсутстви€ мета€зыка), но и из-за стереотипного, почти Уна генетическом уровнеФ понимани€ объемов некоторых пон€тий, изменени€ собственного имени которых уже невозможно, а придание им нового понимани€ Ц необходимо.

  сожалению, за последние годы, из далеко не научных соображений, получил массовое распространение термин Уинтеллектуализаци€Ф (а чаще и вообще сразу УинтеллектуальностьФ), под которым в основном преподноситс€ вполне эвристическое предположение о полезности эвристической (экспертной, адаптивной, ситуационной, нечеткой и другой) коррекции формального (математического, алгоритмического, имитационного, другого аналогичного) описани€ объекта управлени€. »нтеллектуальными Упо определениюФ называют и все построени€ УперцептронногоФ характера.

 онечно, выбор того или иного названи€ Ц дело вкуса, и с рациональной точки зрени€ он, казалось бы, не должен иметь большого значени€. ќднако, в данном случае, эта подмена интеллекта алгоритмами €вилась следствием былого повсеместного использовани€ пон€ти€ Уискусственный интеллектФ (»»), включавшего в себ€ достаточно свободный набор задач на уровне прикладной математики, т.е. выступавшего как паллиатив кибернетики.

ѕосле Уморальной смертиФ »», в приложении к управлению, да и не только к нему, пошла волна УинтеллектуализацийФ и УинтеллектуальныхФ систем управлени€ адаптивного плана, что и обеспечило деградацию пон€ти€ интеллекта в информационной науке (можно, конечно, говорить о Участичном (!) привнесении интеллектаФ a la [28]).

”правление в общем случае должно начинатьс€ не от операторно-структурного описани€, не от математической модели и передаточной функции, а от предварительной оценки системной сложности управл€емого объекта и выбора соответствующего объекту €зыка управлени€.  ак будет €сно из дальнейшего, €зык описани€ объекта и €зык управлени€ €вл€ютс€ важнейшими характеристиками, от которых зависит оценка необходимого уровн€ подхода к контакту с системой.

ƒл€ замкнутых объектов или при нашей убежденности (другого критери€ просто не существует Ц модель суть искусство выбора), что абстрагирование не нарушает Усущественные в текущем исследованииФ стороны представление объекта, эти €зыки имеют математическую или алгоритмическую реализацию.

¬ прочих случа€х, при предъ€влении к объектам требовани€ сохранени€ достаточно высокого уровн€ своей коммуникативной функции относительно окружени€, €зыки описани€ и управлени€ станов€тс€ контекстно-зависимыми и предопредел€ют неизбежность введени€ и логику инженерно реализуемого пон€ти€ интеллекта и интеллектуального управлени€ дл€ обеспечени€ уровн€ контакта, адекватного коммуникативной сложности объекта, а не той или иной его модели.

»нженерна€ реализуемость интеллекта на технической элементной базе в решени€х, диктуемых этой элементной базой и с ориентацией на Уѕриродные построени€Ф, но не их копирование, €вл€етс€ одной из промежуточных целей наших построений, необходимой дл€ вы€снени€ многих аспектов феномена информации. ѕоэтому интеллектуальное управление мы будем рассматривать далее на основе последовательного изложени€ терминологии и инженерии предложенной нами прикладной теории интеллектуальных систем управлени€ {26.  ак известно, пон€тие Утеори€Ф определ€ет систему основных идей в той или иной области знани€, дающую целостное представление о ее составных част€х, их взаимосв€з€х и действующих закономерност€х. ¬ отличие от фундаментальной теории, всегда €вл€ющейс€ Уобоснованием разумного мышлени€Ф, прикладна€ теори€ €вл€етс€ Уобоснованием разумного действи€Ф и заведомо направлена на научную и методологическую поддержку практических разработок. ќсновные разделы теории »—” были изданы в 1995-97 гг. [1,2].}.

Ёто теори€, в основе которой лежит понимание интеллекта, как целенаправленной свободы выбора некоторым системно-сложным устройством {27. «десь и далее мы вынуждены использовать синонимию €зыка и употребл€ть пон€тие Усистемно-сложного устройстваФ вместо более логичного, но звучащего тавтологически пон€ти€ Усистемно-сложной системыФ, тем более, что мы уже разобрали выше фактическую тождественность во многих случа€х употреблени€ терминов УустройствоФ и УсистемаФ. ѕон€тие же Усистемной сложностиФ будет введено по мере изложени€ материала.} своих поведенческих, а, значит, управл€ющих решений {28. Ќапоминаем, что цель существовани€ (возникновени€) любой системы всегда лежит вне ее, а значит, интеллектуальна€ система отличаетс€ от всех прочих систем, прежде всего, фактором самоосознани€, неразрывного включени€ в себ€ совокупности активного и пассивного начала. ƒополн€€  .Ѕоулдинга, скажем: интеллектуальной системе недостаточно просто знать, что она знает, но надо еще знать, что она Уобладает свойством знатьФ.}. ќбеспечение такого выбора под воздействием потока сообщений при реализации на технической элементной базе и €вл€етс€ инженерной (прикладной) задачей создани€ интеллектуальной системы.

¬ инженерном смысле така€ система всегда искусственна {29. Ќо любой разум Ц искусственный, поскольку по мере изложени€ материала далее вы€сн€етс€, что эволюци€ должна быть управл€емой в Укритической точкеФ, собственно эволюци€, на основе чисто случайной манипул€ции генами и структурами Упротосознани€Ф, может породить лишь исходный материал, бесконечное разнообразие животного мира УпредразумныхФ информационных систем, которые, однако, никогда не смогут самосто€тельно и случайно преодолеть порог, отдел€ющий их от разумности. // // —разу же отметим: эта Уконцепци€ “ворцаФ - не предлагаемый нами исходный постулат. ћы будем исходить как раз Уот обратногоФ, от рассмотрени€ архитектуры негэнтропийной информационной машины. —ущность и первооснова этой конструкции в том и состоит, что она может существовать только одним единственным способом Ц порождать потоки данных, трансфинитно превосход€щие входные потоки по мощности, и более чем счетное разнообразие структур.} Ц это У€щик с элементами и законами их соединени€Ф. ≈сли бы мы имели биологическую элементную базу, структура и законы соединени€ были бы, возможно, другими. ќднако, когда мы приходим к Упохожести технических и биологических построенийФ {30. ‘актически мы все врем€ будем сравнивать УпохожестьФ технических и биологических построений просто потому, что, за неимением другого, принимаем в качестве инженерного прототипа ѕриродные решени€.}, это еще не доказательство Умирового закона построени€ интеллектуальных системФ, но радующий фактор, свидетельствующий о правомочности надежд на создание искомого системно-сложного устройства.

—оответственно, интеллектуальное управление €вл€етс€ не директивно Ц командным стилем контакта человека с искусственной системой, обладающей самыми совершенными алгоритмами адаптации и приспособлени€ к не€вным планам своего повелител€, а равноправным диалогом систем (возможно и не €вл€ющихс€ или не содержащих в себе человека), обладающих интеллектом как атрибутом.

√уманоидной, равно как и негуманоидной системе дл€ того, чтобы оценить, интеллектуально ли то, с чем она общаетс€, нужно ощутить направленное и Уразумное с ее точки зрени€Ф сопротивление управл€емого объекта, получить какое-либо подтверждение факта усвоени€ им полученной информации и некоторые гарантии правильности (оп€ть же с собственной точки зрени€ Ууправител€Ф) ее усвоени€.

¬се же остальные постановки задачи управлени€, св€занные с созданием самых совершенных алгоритмических систем и любыми способами их коррекции, мы предлагаем впредь не относить к пон€тию интеллектуального управлени€, ибо методологически использование или не использование такого термина ничего не мен€ет в их Уматематическом фундаментеФ, если, конечно, не считать терминологической путаницы. ¬ таких задачах интеллект остаетс€ у человека, алгоритм коррекции управлени€, выработанный на основании эвристик или копировани€ поведени€ человека Ц у системы и никакого их Усмешивани€Ф не происходит.

ќтдельно отметим, так называемую УинтеллектуализациюФ за счет использовани€ адаптивного управлени€. ѕока этот термин €вл€етс€ синонимом не более чем адаптивного регулировани€, никаких постановочных проблем не возникает. ќно и полезно и эффективно.

Ќо мы должны решительно возражать против приписывани€ этому управлению какой-либо УинтеллектуальностиФ. Ќе интеллектуальные системы мы при этом проектируем, а просто нормальные алгоритмы, пусть и адаптивные (адаптивность-то алгоритмическа€, а не кака€-то Уинтеллектуальна€Ф) пишем. » не летчика или оператора копируем при создании Уинтеллектуальных систем, замен€ющих человекаФ, а того робота, которого из них професси€ сделала.

ќна (професси€) подготовит на удобном материале (замкнутой системе, алгоритмизированном мире) человека-автомата, а мы его скопируем. ј на УплохомФ материале (открытой системе) подготовит Ц не скопируем, просто Уне получитс€Ф.

¬ этом смысле работы, требующие меньшей специальной начальной подготовки, зачастую €вл€ютс€ Уболее интеллектуальнымиФ. » ничего обидного или противоречивого в этом нет.

1.2. ќт строгости математической символики к свободе семантики

Savoir pour prevoir, afin de pouvoir {31. «нать, чтобы предвидеть, с тем, чтобы мочь (фр.). ќ. онт. ƒевиз позитивизма.} .

–етроспективный взгл€д на процессы становлени€ интеллектуального управлени€ выдел€ет 1977 год, когда была высказаны две, в общем-то очевидные из общей теории систем по фон Ѕерталанфи, гипотезы {32. √.—.ѕоспелов, ƒ.ј.ѕоспелов. ¬ли€ние методов теории искусственного интеллекта на решение традиционных задач управлени€. »зд. Ќаучного совета по комплексной проблеме У ибернетикаФ, јЌ ———–, ћ., 1977.}.

÷итируем:

УЕѕопробуем описать принципиальные трудности, которые не позвол€ют наде€тьс€ на успех старых классических методов теории автоматического управлени€. ¬ последние дес€тилети€ классическа€ теори€ управлени€ переживает определенный кризис. Ётот кризис порожден тем, что до сих пор теори€ управлени€ имела дело с объектами, структура и функционировани€ которых описывались на формальном уровне (например, задавались в виде дифференциальных уравнений того или иного типа). ÷ели управлени€ и критерии управлени€ также допускали четкую формализацию. Ёто позвол€ло строить теорию управлени€ как чисто математическую науку, имевшую дело лишь с формальными модел€ми и точными методами. ѕо существу, специалист, работающий в области управлени€, мог даже не знать те реальные объекты, дл€ которых он исследовал модель управлени€. ¬ажно было лишь быть уверенным в адекватности этой модели реальному объекту управлени€. Ќо об этом должен был заботитьс€ не специалист по управлению, а специалист технолог, знающий объект управлени€. ѕодобное положение давало возможность типизировать объекты управлени€ и методы управлени€.

ќднако, начина€ с п€тидес€тых годов, в поле зрени€ теории управлени€ стали по€вл€тьс€ объекты новой природы. ќни обладали р€дом существенно новых особенностей.

¬о-первых, эти особенности не оставл€ли никакой надежды на то, что их структура и функционирование могут быть описаны привычными формальными модел€ми в виде некоторой совокупности уравнений (логических, алгебраических, дифференциальных и т.п.).

¬о-вторых, сами эти объекты были активными, эволюционирующими во времени и обладали Усвободой волиФ. ¬-третьих, цели существовани€ этих объектов и критерии управлени€ ими также не могли быть формализованы и мен€лись с течением времени. ѕримером подобного объекта может служить город.

√ород, как объект управлени€ характерен, прежде всего, отсутствием четко выраженной цели своего существовани€. «ачем нужен город? Ќа этот вопрос до сих пор не удалось дать четкий ответ.  ак следствие этого, возникает невозможность четкой формулировки критериев управлени€ городом. Ёволюци€ города, в течение которой город может расти, расшир€тьс€, умирать, мен€ть основные функции своего быти€, делает невозможной процедуру построени€ замкнутой модели управлени€ им.

Еѕромышленное предпри€тие, отрасль, экономический регион дают другие примеры объектов подобного типа. Ќепригодность дл€ управлени€ объектами подобного типа классических методов теории управлени€ очевидна. ћожно было бы, конечно, считать, что из-за отсутстви€ формализации задача управлени€ вообще не может быть поставлена. ќднако, опыт людей, хорошо или не слишком хорошо управл€ющих подобными объектами, показывает, что сама постановка задачи управлени€ и решение ее все-таки возможны.

Е¬ыскажем две гипотезы.

ѕерва€ гипотеза состоит в том, что все, что необходимо знать дл€ управлени€, может быть выражено в виде совокупности текстов на обычном естественном €зыке. ƒругими словами, все сведени€ об объекте управлени€, цел€х его существовани€, критери€х управлени€ и множестве возможных решений по управлению могут быть сообщены управл€ющей системе в виде последовательности фраз, написанных на естественном €зыке.

¬тора€ гипотеза состоит в том, что система управлени€ исследуемого типа принципиально не может быть замкнутой. Ёта система принципиально открыта и процесс ее обучени€ управлению никогда не завершаетс€ созданием окончательной формализованной моделиЕФ.

’от€ эти гипотезы и требовали изначально большей строгости, но, тем не менее, они свидетельствовали о понимании необходимости отхода от концепции замены €зыка на математические символы {33. Ућатематика Ц наука, в которой издавна происходит прогрессирующа€ формализаци€, т.е. замена разговорного €зыка математическими символамиФ. √.√ерхард У»сследовани€ логических выводовФ.} на пр€мо противоположную дл€ тех объектов, практические задачи изучени€ которых не могут базироватьс€ на математическо - алгоритмических построени€х.

ќднако нам, к сожалению, не известны положительные публикации о полнообъемных построени€х на базе этих гипотез, если конечно не считать построени€ логико-лингвистического и аналогичных направлений, умалчивающих о своей контекстно-независимой сущности.

»сход€ из оценок реальной сложности по фон Ѕерталанфи природных и информационных систем с которыми нам приходилось работать, мы уже давно поставили себе задачей рассматривать их только как открытые системы {34. » в смысле противоположности замкнутым системам, и в смысле программистской трактовки этого термина в прив€зке к информационным системам и базам данных. ≈ще шире нам придетс€ трактовать этот термин в части IV. Ёто расширение станет Уестественно необходимымФ после изучени€ первых трех частей книги.} с контекстно-зависимым €зыком представлени€, сохран€ющие семантику Ув ее контекстной зависимостиФ.

Ќеобходимые обосновани€ дл€ такой работы были заложены нами в конце 70-х годов в терминологии работы с УнадкибернетическимиФ {35. УЌадкибернетические системыФ Ц системы, уровень сложности которых не позвол€ет создать модель, адекватную множеству возможных целей исследований, на уровне системы с обратными св€з€ми. ѕодробнее см. в разделе 4.3.} системами [4]. Ѕыли разработаны оригинальные решени€ по минимизации семантических потерь при работе с контекстно-зависимыми €зыками [4,5] и решени€ по выбору €зыка технической реализации информационной базы, обеспечивающего ее необходимые функциональные свойства [6]. ƒалее было выполнено апробирование основных моментов организации управлени€ научно-производственным процессом на мощнейшем, по тем временам, вычислительном комплексе “екрам [7] в составе сети Ethernet из 4-х компьютеров класса m VAX с более чем 80-ю терминалами класса VT и PC AT и подключением так называемых тыловых машин (дл€ середины восьмидес€тых годов это было весьма серьезное построение).

“акой подход соответствовал инженерному пониманию подходов к созданию интеллектуальных систем. ¬месте с другими аналогичными направлени€ми он рассматриваетс€ в необходимом объеме в части II, как вариант Ууправлени€ на потокахФ, как путь к прин€тию решений при переходе к управлению, использующему не математические и не математико-лингвистические, а структурно-динамические и семантические характеристики информационных потоков.


УЌаука предполагает определение всех ее терминовФ.
W.D.Ross. Aristotle, p. 44

√лава 2. ќсновна€ терминологи€

»нтеллект Ц это, прежде всего, процесс.

2.1. »нженерное пон€тие интеллекта

ћожет ли система быть интеллектуальной,
если за ее ошибки несет ответственность эксперт?
ћожно ли считать систему интеллектуальной,
если она может указать, в какой момент она ошиблась?

ѕрактическа€ неприемлемость УклассическогоФ подхода к управлению в услови€х невозможности создани€ точной математической, алгоритмической или иной подобной модели объекта заставл€ет разработчиков отходить от аппарата Укритериально-оптимальных решенийФ в сторону поиска путей выработки УулучшенийФ качества прин€ти€ управл€ющих решений.

“акой переход дл€ систем управлени€ обычно осуществл€етс€ по двум направлени€м, к сожалению, иногда относимым к УинтеллектуальнымФ:

¬ простейших случа€х эти направлени€ €вл€ютс€ вполне приемлемыми. ќднако дл€ системно-сложных объектов необходимое качество управлени€ может быть достигнуто только за счет использовани€ контекстно-зависимых €зыков их представлени€ {36. «десь мы должны дать подробное по€снение употребл€емому в тексте пон€тию контекстной зависимости €зыка. ƒостаточно €сно, что нас не может удовлетворить пон€тие бесконтекстной и контекстно-зависимой грамматик ’омского [8], ибо они определены и структурированы относительно иерархии автоматов: грамматики типа 3 соответствуют конечным автоматам, грамматики типа 2 Ц автоматам с магазинной пам€тью, грамматики типа 1 Ц линейно ограниченным автоматам и грамматики типа 0 (€зыки с грамматиками 0 и 1 типа относ€тс€ по ’омскому к контекстно-зависимым) соответствуют машине “ьюринга. ћы используем в работе терминологию математической логики и рассматриваем пон€тие контекстно-зависимого €зыка, как €зыка, смысл любой совокупности предложений которого может быть зависим от предыдущего высказывани€ на этом €зыке.// //ѕоэтому контекст мы определ€ем в его классическом смысле [29] локализованной в пространстве и времени совокупности высказываний и терминов (на любом €зыке, не об€зательно на УестественномФ €зыке человека), предопредел€ющей текущее значение рассматриваемого термина или их совокупности; это подобно тому, как в €зыкознании контекстом называют Улингвистическое окружение данной €зыковой единицыФ. ¬ принципе, можно ввести пон€тие пределов контекста, но здесь нам важнее дать пон€тие контекстуального (контекстно-зависимого) определени€ Ц определени€, которое строитс€ на основании знани€ св€зи определ€емого с текущим контекстом, в котором он употребл€етс€. ¬се €зыковое представление информации на входе, внутри и на выходе интеллектуальной системы в общем случае контекстуально.} и систем управлени€, работающих с такими €зыками, что, собственно, и €вл€етс€ предметом прикладной теории »—”.

Ёто означает не только самосто€тельную область существовани€ прикладной теории »—”, но и определенную смысловую нагрузку, которую эта теори€ возлагает на пон€тие УинтеллектуальностьФ и основные термины, включа€ и новое, информационное, а не сигнальное пон€тие парадигмы управлени€.

ѕрикладна€ теори€ »—” требует определени€ всех ее терминов таким образом, чтобы из них вытекало практическое понимание последовательности действий, ведущей к созданию систем управлени€ дл€ системно-сложных объектов.

 ак известно, причина того, что определ€ющие термины оказываютс€, скорее всего, менее €сными и точными, чем определ€емый термин, состоит в том, что первые, как правило, более абстрактны и имеют более общий характер. ѕравда, это утверждение может оказатьс€ неверным, если используютс€ некоторые современные методы определени€ (например, Уопределение через абстракциюФ Ц один из видов символической логики). ќднако оно верно дл€ определений через род и видовые отличи€.

¬ принципе, определение должно начинатьс€ с определ€ющих терминов и вести к определ€емому термину. ¬ывод говорит об истинности заключени€ при условии, что мы уже знаем истинность посылок. ќпределение говорит о значении определ€емого термина при условии, что мы уже знаем значени€ определ€ющих терминов. “аким образом, вывод сдвигает проблему истины к посылкам, не будучи способным решить ее. ј определение сдвигает проблему значени€ к определ€ющим терминам, также не будучи способным разрешить ее [32].

—казанное означает, что возможной степени точности и полезности соглашений по проблеме »—” мы добьемс€, если начнем изложение материала с исходных посылок, отличающихс€ от пресловутого УпустьФ в математике тем, что при невозможности (отметим Ц и ненужности) введени€ Устрогой аксиоматикиФ при работе на контекстно-зависимом уровне представлени€ систем {37.ќткрытые системы при базировании на той или иной аксиоматике могут становитьс€ закрытыми. Ёта проблема €вл€етс€ одной из важнейших в насто€щей книге.}, нам придетс€ строго следить за объемами пон€тий и в момент их введени€, и в момент употреблени€.

ƒл€ начала вспомним и сравним неискаженные, УакадемическиеФ значени€ трех терминов УинтеллектФ, УсубъектФ и УобъектФ. »х пр€ма€ взаимосв€зь позвол€ет сделать следующие выводы.

ѕод интеллектом понимаетс€ способность мышлени€, рационального познани€ {38. —м. энциклопедическое определение пон€ти€ интеллекта.}. Ёта способность реализуетс€ в тройке субъект Ц управл€ющее действие Ц объект (—”ќ) или (в общем случае) в последовательности субъект Ц управл€ющее действие Ц субъект Ц управл€ющее действие Е Ц объект. —казанное следует из существующих определений субъекта {39. —убъект Ц лежащий внизу, наход€щийс€ в основе. ќпредел€етс€ как носитель познани€, источник активности. ћожет реализоватьс€ как индивид, но не €вл€етс€ синонимом биологического живого. Ќапример, в €зыкознании это термин, объедин€ющий пон€ти€ грамматического, логического и семантического субъектов.} и объекта {40. ќбъект Ц то, что противостоит субъекту в его предметно Ц практической и познавательной де€тельности.}.

ќднако это еще не интеллект, а только Узаготовка дл€ интеллектаФ. »нтеллектуальна€ система УинженерноФ возникает только тогда, когда в процессе познани€ две указанные ее части периодически мен€ютс€ рол€ми{41. ƒл€ тех, кто неудовлетворен такой УинженернойФ трактовкой интеллекта и считает ее слишком примитивной дл€ столь УвысокогоФ пон€ти€, напоминаем, что и “ворец €вл€етс€, прежде всего, »нженером. “ем не менее, в части III мы приводим необходимые по€снени€, перспективы и комментарии, показывающие правомочность такого подхода к интеллекту на этапе перехода к феноменологическому воспри€тию информации.}: субъект переходит в состо€ние объекта, объект становитс€ ответным источником активности Ц субъектом. Ќепрерывно требуетс€ подтверждение Ц субъект должен становитьс€ объектом дл€ воспри€ти€ правильности контекстного понимани€ его сообщени€. Ѕез такой организации общени€ мы не можем получить даже директивно-командного стил€ управлени€ в сколько-нибудь сложной системе, ибо дл€ планировани€ следующей команды надо, как минимум, быть уверенным в правильном контекстном понимании предыдущей, а сигнал обратной св€зи такого рода подтверждение не обеспечивает.

¬ывод первый: интеллект инженерно существует как атрибут субъектно-объектной пары, как свойство, определ€ющее процесс субъектно-объектного взаимодействи€. »нтеллект Ц это, прежде всего, процесс.

¬ывод второй: все интеллектуальные системы €вл€ютс€ системами управлени€ по определению субъекта и объекта, без информационного взаимодействи€ которых они не существуют. »нтеллектуальна€ система Ц это система, подобна€ генератору, вырабатывающему управл€ющую информацию, и его Урезонансные характеристикиФ €вл€ютс€ ее важнейшими показател€ми.

¬ывод третий: интеллектуальное управление не интеллектуальной системой требует субъектно-объектной организации Ууправител€Ф {42. ≈сли этот или предыдущие тезисы вызывают сомнени€, просим отложить критику до ознакомлени€ с пон€тием Удвухконусной топологииФ и Уинформационным резонансомФ в части III.}.

»так, что же мы должны понимать под терминологическим смыслом именно интеллектуального управлени€ и концепцией »—”?

ќтметим, что по общеприн€тому определению неинтеллектуальной системы управлени€ как Усовокупности управл€емого объекта и устройства (системы) управлени€Ф, просто не предусматриваетс€ ничего, кроме управлени€ объекта самим собой, что €вл€етс€ сущностью функциональной обратной св€зи.

ƒл€ —ј” с привнесенной коррекцией в качестве субъекта в момент коррекции выступает человек (или созданный им алгоритм адаптации), он же оценивает своими средствами измененное состо€ние объекта и снова, как субъект вводит корректирующее воздействие. Ёта схема €вл€етс€ эвристическим вариантом того, что мы выше назвали Узаготовкой дл€ интеллектаФ и, по €сным причинам, не может быть использована дл€ организации полноценного субъектно-объектного взаимодействи€, но только дл€ его частичной алгоритмической имитации.

¬ концептуальном смысле под »—” понимаетс€ направление, св€занное с организацией управлени€ в сложных системах и обеспечивающее самосто€тельное прин€тие ими управл€ющих решений без использовани€ в этом акте привносимой человеком информации, дополнительной относительно накопленной в »—” к моменту прин€ти€ решени€.

ƒл€ »—”, как автоматической системы, можно дать следующий комментарий. ≈сли интеллект Ц процесс, а под интеллектуальной системой понимаетс€ генератор информации (как вы€снитс€ в дальнейшем Ц с довольно необычными свойствами, но здесь пока достаточно сказать, что он реализован процессом —”ќ), то терминологически Усвойство интеллектуальностиФ €вл€етс€ синонимом факта автоматического (изнутри системы) управлени€ собой или некоторой другой системой.  роме того, УуправлениеЕ это ничто иное, как посылка сообщений, которые эффективно (выделено нами) вли€ют на поведение их получател€Ф [9]. Ёффективность здесь в нашем понимании означает, что речь изначально идет об активной системе оценивани€ результатов, т.е. о двухстороннем контекстуальном взаимодействии.

“аким образом, достаточно сказать Уинтеллектуальна€ системаФ, чтобы было €сно, что речь идет об управлении. ѕравильным ли будет вывод о том, что в названии теории »—” употреблено лишнее слово?

ƒействительно, сочетание »—” возникло УисторическиФ, до последнего времени употребл€лось без особого осмыслени€ объема пон€ти€ и, в какой-то степени, следовало по пути бессмысленного термина Уискусственный интеллектФ.

»сход€ из нашего нежелани€ плодить новую терминологию, мы сохран€ем термин »—” дл€ подчеркивани€ важности именно основного, управл€ющего свойства интеллекта и выделени€ систем, дл€ которых, начина€ с некоторого уровн€ сложности, невозможно иное управление (иное существование!), кроме как интеллектуальное. Ётим мы впр€мую указываем факт реальной опасности смыслового (системного) разрушени€ системно-сложных образований при попытке их математического или кибернетического моделировани€.

Ѕудем помнить Ц »—” суть более общий термин, нежели —ј”. ѕоследн€€, по своему определению, занимаетс€ Усистемно более простымиФ объектами, поддающимис€ модельному замыканию без потерь своих существенных свойств.

2.2. —истемы и управление

Nichts ist drinner, nichts ist drau?en:
Denn was innen, das ist au?en {43.
Ќет ничего только внутреннего, нет ничего только
внешнего,  потому что внутреннее €вл€етс€ одновременно
и внешним (нем.). √ете УЁпирремаФ.}.

ћы уже располагаем достаточным объемом исходных соглашений, чтобы перейти к изложению пон€ти€ УсистемаФ. Ёто пон€тие должно быть конструктивным, т.е. таким, на базе которого возможно изложение построений, составл€ющих сущность прикладной теории интеллектуальных систем управлени€. Ќас должно интересовать нахождение определени€ системно-сложной тройки —”ќ, отражающего некоторую глобальную характеристику ее сложности и объ€сн€ющего неизбежность возникновени€ на некотором уровне именно интеллектуальной системы управлени€.

¬ классическом варианте “ј” система управлени€ по определению включает в себ€ объект управлени€ (управл€емую систему). ¬ теории »—”, как в более общей теории, методологически необходимо раздельное рассмотрение системы управлени€ и управл€емой системы (субъекта и объекта). Ќеобходимо обратить особое внимание на у€снение этих различий и особенностей употреблени€ терминов в разных ситуаци€х управлени€.

Ќачнем с рассмотрени€ самого простого определени€ системы:

- система есть совокупность или множество организационно св€занных между собой частей, называемых подсистемами (элементами системы, обладающими свойством выдел€емости из системы) и, в свою очередь, могущих €вл€тьс€ системами.  онтекст, в котором существует система, лежит вне ее.

—истемой управлени€ в общеприн€том понимании така€ система становитс€ только после определени€ некоторым наблюдателем множества функциональных св€зей между выходами и входами составл€ющих ее подсистем, в свою очередь характеризующихс€ своими передаточными характеристиками.

ƒл€ этого всегда выставл€етс€ требование измерени€ взаимодействи€ сигналов и подсистем, определ€етс€ допустимый диапазон их существовани€. “ем самым управление сводитс€ к управлению в замкнутых системах и к сигнальной парадигме, к управлению на основе модели.

Ћюба€ активность, имитируема€ в ее подсистемах алгоритмическим, веро€тностным, эвристическим и другим аналогичным путем, подчин€етс€ привнесенным наблюдателем законам св€зи между этими подсистемами. Ёти законы выражаютс€ алгоритмом функционировани€ и, следовательно, управление такого рода гарантируетс€ заданным предписанием, заданным законом реагировани€, т.е. €вл€етс€ контекстно-независимым {44.Ќапомним, что условна€ зависимость, присуща€ алгоритмам, не может трактоватьс€ как контекстна€ зависимость.}.

—истема, выше некоторого уровн€ сложности, всегда существует как система управлени€ в структуре —”ќ, всегда становитс€ сочетанием субъектов и объектов, наход€щихс€ во внешнем относительно них мире:

- интеллектуальна€ система есть совокупность или множество субъектов и объектов, св€занных между собой организационно, т.е. наход€щихс€ в состо€нии активности и противосто€ни€ друг относительно друга и под воздействием внешнего мира.

¬нешний контекст, в котором существует эта система, также лежит вне ее, но в отличие от неинтеллектуальной системы интеллектуальна€ система Увнутренне контекстуальнаФ. ¬ данном случае мы избавлены от необходимости дополнительного определени€ управлени€ в системе, оно предопределено активностью субъекта как носител€ познани€.

“аким образом, управление, по определению интеллектуальной системы, зависит от результатов познани€, оценка которых возможна только через индивидуальный фильтр информации, созданный субъектом в себе как некоторый контекст, ситуационный УобразФ. ¬ этом случае управление характеризуетс€ как контекстно-зависимое, его сущность определ€етс€ не сигналом управлени€, а контекстной тождественностью воспри€ти€ информации, УдоговоренностьюФ субъекта и объекта.

»з сказанного следует, что интеллектуальна€ система Убиологического уровн€Ф, содержаща€ в себе совокупность субъекта (субъектов) и объекта (см. о двухполушарности биологической интеллектуальной системы как о Успусковом механизмеФ интеллекта в части III), в принципе, не нуждаетс€ во Увнешнем наблюдателеФ дл€ выделени€ ее из внешнего мира, но допускает его как внесистемного субъекта, как дополнительное, целенаправленное внешнее управление. ¬нешний же мир, в отличие от внешнего субъекта, по определению оказывает на интеллектуальную систему возмущающее воздействие, не имеющее, в общем случае, с точки зрени€ этой системы целевой направленности.

–азработчики Уклассических —ј”Ф вынуждены абстрагироватьс€ от такого рода св€зей во им€ чистоты математических построений или говорить об управлении по возмущению, требу€ точного измерени€ внешних возмущений и точного задани€ характеристик объекта управлени€, что, в свою очередь, сводит систему к замкнутой.

¬стречаютс€ утверждени€ типа: Ув системе необходимо иметь внутреннюю модель внешнего мираФ [например, 10]. ќправданием таким утверждени€м служит только то, что внешним миром интеллектуальной системы стараютс€ считать что-нибудь вроде €щика с перегородками, розетками и ориентацией Упо звездамФ, где ей предписывают УсуществоватьФ. Ќасколько это интересно, предоставл€ем читателю судить самосто€тельно.

Ќо в прикладной теории все инженерные решени€ должны быть обоснованы и прин€ты в услови€х, когда игнорирование внешних св€зей невозможно, а измерение возмущений и нахождение точных характеристик системы нереально. »нтеллектуальна€ система Ц открыта€ система.

¬ прикладной теории »—” системы рассматриваютс€ только во взаимодействии с окружающим их внешним миром, а рабочим определением открытой системы становитс€ следующее определение:

- под интеллектуальной (открытой {45. ѕо мере изложени€ материала мы придем к контекстно-зависимому устройству ћира и соответственно, некоторой УдвунаправленнойФ тождественности открытых и интеллектуальных систем с точки зрени€ их построени€ и существовани€.}) системой понимаетс€ совокупность активных субъектов и противосто€щих им объектов (субъектов), порождаема€ либо ситуационной возможностью (свободой воли) активного существовани€ субъекта, либо целевой задачей (непреодолимым внешним воздействием на свободу воли) некоторого системного или внесистемного субъекта, причем все элементы любой природы, составл€ющие интеллектуальную систему, наход€тс€ под воздействием внешнего мира.

—казанное выше означает, что прикладна€ теори€ »—” не только ориентирована на работу с открытыми системами, но и на €вное разделение управлени€ в интеллектуальной системе на внутреннее, внешнее и компенсацию непрогнозируемых воздействий внешнего мира.

»зуча€ открытые системы, мы переходим от функциональных моделей систем, заданных на €зыке передаточных функций, к реальным системам в их внешнем окружении, доступным нам без потерь только на €зыке, уровень сложности которого обеспечивает их пон€тийное взаимодействие с Увнешним управителемФ и идентификацию семантики их взаимодействи€ с внешним миром.

¬спомним: большинство принципиальных трудностей теории статистических решений и автоматического управлени€ возникает, когда рассматриваемые системы €вл€ютс€ открытыми и решени€ необходимо принимать при наличии неопределенностей. “от факт, что некоторые системы вообще несводимы к замкнутым, €вл€етс€ одной из важнейших причин внимани€ к теории »—”, котора€ берет на себ€ поиск методов прин€ти€ управл€ющих решений в наиболее сложных случа€х.

–ассмотрение объектов и систем во внешнем мире обычно называют Усистемным подходомФ. ¬ общем случае, Усистемный подходФ и Уприкладна€ теори€ системФ могут считатьс€ синонимами. ясно, что прикладна€ теори€ »—” изучает специфику систем управлени€, ответственных за устойчивость и поведенческие (целевые) аспекты управл€емой системы, исключительно в контексте системного подхода.

¬ заключение этого раздела отметим, что во многих случа€х рассмотрени€ того или иного феномена на основании какой-либо аксиоматики, т.е. при его анализе как замкнутой системы, мы даже теоретически не имеем возможности разобратьс€, что именно мы наблюдаем Ц сам феномен или результат его взаимодействи€ со средой или аппаратом его представлени€.

Ёто еще одно подтверждение невозможности адекватного моделировани€ систем, сущностью которых €вл€етс€ существование во внешнем мире.

2.3. ѕредставление знани€ и работа с ним

«нание Ц структурообразующее пон€тие,
бесконечный процесс изменени€ св€зей данных.

ѕроблемы представлени€ знани€ и работу с ним обычно относ€т к области информационных или интеллектуальных технологий, исход€ из математико-программистского подхода к постановке этого вопроса. ћы же предлагаем Уболее естественноеФ рассмотрение проблемы представлени€ с позиции открытых систем и знани€, и интеллекта как процесса.

Ќачнем с того, что пон€тие информационной технологии полезно задавать как совокупность практических методов, использующих информационные законы и процессы. »ными словами, вс€ организаци€ работы с информацией обычно относитс€ к группе Уинформационных технологий{46. ‘актическа€ неопределенность информационной науки, ее Уколичественна€Ф направленность по  .Ўеннону влечет за собой возможность отнесени€ к информационной технологии вообще всех проблем информатики. ћы не затрагиваем этот вопрос здесь более подробно просто потому, что после перехода от информатики к информодинамике эта проблема получает свое естественное разрешение.}Ф.

ƒостаточно пон€тно, что выбор той или иной технологии работы с информацией предопредел€ет не только предельные возможности создаваемой управл€ющей системы, но и систему взгл€дов на способности этой системы, в частности, выработку пон€ти€ того, что мы в практическом смысле должны понимать под активностью субъекта и интеллектуальностью системы, даже если конкретный разработчик и не пользуетс€ пон€тием —”ќ.

¬ведем несколько необходимых нам терминов, относ€щихс€ к Уинтеллектуальному подмножествуФ информационной технологии, причем так, чтобы из этих определений следовала возможность непосредственной инженерной реализации практических систем, т.е. используем терминологию предметную, определ€ющую объем пон€ти€, а не сдвигающую проблему значени€ к определ€ющим терминам, как это обычно делаетс€.

ќпределим, что данные включают в себ€ (состо€т из) описани€ объектов, их окружени€, €влений, фактов. Ёто структуросоставл€ющее пон€тие, бесконечное множество реализаций записей на любых €зыках, доступных дл€ нашего воспри€ти€ и интерпретации как целостных образований.

«нание, в общем случае, €вл€етс€ переменной во времени и контексте совокупностью именованных отношений между данными. Ёто структурообразующее пон€тие, бесконечный процесс изменени€ св€зей данных.

ќбщение на уровне знани€ должно предопредел€ть возможность равнопон€тного (воспринимаемого в одном контексте) двум и более системам использовани€ взаимосв€занной информации на €зыке, способном нести и передавать данные и знание о предметной области.

—оответственно, предметной или проблемной областью мы будем называть совокупность данных и знани€, представл€ющуюс€ достаточной дл€ информационного (заданного на контекстно-зависимом €зыке) обеспечени€ решени€ некоторой задачи или совокупности задач интеллектуальной системы.

—ложность пон€ти€ знание, всегда выражаемого на некотором €зыке отношений, заключена в множественности возможностей его реализации и неразрывностью с пон€тием данные, в непрерывном процессе его изменени€, учет которого обеспечивает реализацию контекстной св€зи данных.

ћожно выделить несколько уровней представлени€ знани€ в его св€зи с данными:

  1. уровень интеллектуальной системы - знание и данные существуют в форме €зыковой модели предметной области (модели, во многих, если не во всех случа€х неотличимой от самой предметной области, существующей как €зыковое описание) и как описание составл€ющих этой системы на уровне контекстно-зависимого €зыка;
  2. уровень информационной системы - знание и данные существуют в форме €зыковой модели (именно модели, выдел€ющей из реальной системы нечто, признаваемое УсущественнымФ) на основе использовани€ контекстно-независимых €зыков;
  3. уровень математической модели - данные, формализованные на уровне €зыка формул и передаточных функций, содержат в себе знание как формализованные правила и аппарат производства выводов;
  4. уровень фактографической модели Ц текстовые записи с фиксированной на уровне €зыка их представлени€ системой отношений между ними (например, таблична€ запись).

ѕриведенный список характеризует различные уровни работы с информацией, выдел€ет качественно различные группы информационных технологий, особо подчеркива€ возможности работы со знанием на уровне контекстно-зависимого описани€ предметной области, т.е. на уровне семантики и контекстной зависимости трактовки каждой информационной посылки.

 ак будет видно из дальнейшего, между первым и последующими уровн€ми представлени€ знани€ проходит стена, отдел€юща€ интеллектуальные системы от неинтеллектуальных, а само пон€тие знани€ не €вл€етс€ исключительной принадлежностью интеллектуальных систем и кардинально измен€етс€ на каждом уровне его представлени€.

Ќа первом уровне оно св€зано с выражением контекстно-зависимых отношений между данными. «десь знание определ€етс€ текущей структурой св€зей между данными в некоторой информационной базе, котора€ измен€етс€ после каждого акта общени€, после обработки каждого вход€щего сообщени€ на контекстно-зависимом €зыке.

Ёто высша€ инженерна€ форма представлени€ знани€, допускающа€ дл€ сохранени€ семантики интерпретации данных как актуализацию этих данных и возможных типов отношений между ними, так и актуализацию самой структуры их св€зей. —ледовательно, речь идет здесь о полноценной организации процесса —”ќ.

Ќа втором уровне знание понимаетс€ лишь как процедура единственно возможной содержательной интерпретации св€зей данных. ќтношени€ между данными практически неизменны и определены исходной структурой базы данных. «нание, как это и следует предполагать дл€ неинтеллектуального уровн€, определ€емого использованием алгоритмического €зыка, обеднено стабильностью св€зей между данными.

ћожно сказать, что это уровень фиксированного знани€, знани€, которое мы понимаем как справочные сведени€ с возможностью актуализации данных, но не св€зей между ними (если, конечно, эти св€зи не выведены на уровень данных{47. Ќо и в этом случае мы все равно получаем информационную систему с дополнительным набором фактов и ничего более.}). ¬ пределе информационна€ система такого рода приближаетс€ к УполовинкеФ интеллектуальной системы, одностороннему процессу —”ќ.

Ќа третьем уровне речь идет об использовании различного рода математических выражений, экономно описывающих данные и их св€зи. ¬ пределах этого €зыка наход€тс€ и интерпретируютс€ св€зи между данными, то есть УпространныйФ контекстно-независимый €зык здесь по возможности замен€етс€ функциональным €зыком математики. ¬се остальное здесь аналогично второму уровню, кроме, пожалуй, еще большей жесткости взаимосв€зей и невозможности, в общем случае, организации даже одностороннего процесса —”ќ.

„етвертый уровень фактически соответствует предельно обедненному второму уровню и рассматриваетс€ здесь только в св€зи с необходимостью обеспечени€ сравнительного анализа с другими подходами к определению пон€ти€ знани€. Ёто св€зано с тем, что фактографические данные, как записи с обедненной структурой их св€зей, зачастую выдел€ютс€ в отдельную группу.

ќбычно в литературе указываетс€, что основные исследовани€ и разработки, которые ведутс€ в области технологии интеллектуальных систем, Уохватывают все уровни работы с даннымиФ, при этом рассматриваютс€ Уособенности знани€, которые отличают его от данныхФ.

ѕравильный подход здесь один: во-первых, все уровни работы с данными, кроме первого, не €вл€ютс€ интеллектуальной задачей, а во-вторых, данные не существуют без отношений между ними (того или иного варианта упор€дочени€, измен€ющегос€ в ту или иную сторону по мере получени€ новых информационных посылок) и соответственно, не отличаютс€, а неразделимы со знанием и текущим контекстом интерпретации.

Ёто можно высказать кратко: когда знание перестает быть процессом, а контекст предопределен Ц интеллект исчезает.

ќтметим сферу предметных областей, где наиболее целесообразно работать с данными и знанием, представленными €зыковыми модел€ми. Ёто области с преобладанием эмпирического знани€, где сложность фактов и их описаний исключает использование €зыка математики - так называемые описательные науки, которые, в общем-то, и стали таковыми, ибо изучают то, что не может быть адекватно обеспечено €зыком математики Ц открытые системы в их природном окружении, системы, наблюдаемый на уровне аппарата лингвистики{48.  ак будет видно из дальнейшего, именно такой подход позвол€ет добиватьс€ наибольшей степени адекватности описани€ той или иной системы, особенно при введении пон€ти€ изменени€ формально-логических свойств лингвистического аппарата под действием входных информационных потоков.}.

—казанное выше означает, что совокупность знание Ц данные в задачах управлени€ представл€етс€ некоторой семиотической системой{49. ¬ообще говор€, под семиотикой понимаетс€ наука о знаках и знаковых системах, а также о €зыках, как знаковых системах, причем общий подход к €зыковым знаковым системам, включающий не только традиционное пон€тие €зыка, но и €зыки запахов, свиста, абстрактной живописи и тому подобное, требует еще своего теоретического обосновани€. языком может €вл€тьс€ все, что обеспечивает возникновение и существование коммуникативной функции дл€ своих пользователей.  ак отметил Ѕ.ѕарамонов: Ућы живем не в объективной реальности, а в знаковых системахФ.}. –ассмотрим этот вопрос в интересующем нас ключе.

¬ семиотической системе обычно выдел€ют три аспекта: синтаксический, семантический и прагматический. “акого рода разделение интересует нас по следующей причине. ¬ соответствии с перечисленными трем€ аспектами семиотических систем необходимо выделить три типа знани€ как три типа отношений между данными: синтаксические, семантические и прагматические.

«нание синтаксического типа характеризует синтаксическую структуру потока информации, котора€ не зависит от смысла и содержани€ используемых при этом пон€тий, т.е. интеллектуальную систему не образует.

—емантическое знание рассматриваетс€ как структура, образующа€ текущий контекст. ќно содержат информацию, непосредственно св€занную с текущими значени€ми и смыслом описываемых пон€тий и предопредел€ет состо€ние св€зей данных в информационной базе.

ѕрагматическое знание предопредел€ет наиболее веро€тные св€зи, описывающие данные с точки зрени€ решаемой задачи (обобщенный или УобъективныйФ контекст), например, с учетом действующих в данной задаче специфических критериев и соглашений.

ѕон€тие объективности соответствует трактовке прагматики, прагматического аспекта создани€ интеллектуальной системы, как направленного ограничени€ ее Усвободы волиФ, ограничени€ ненужных св€зей и Уфантазии св€зей по контекстамФ дл€ системы, от которой мы не ждем переизбытка интеллектуальности. ƒл€ сравнени€ вспомним, что мы имеем в виду, когда даем человеку характеристику УпрагматикФ.

— инженерной точки зрени€, синтаксическа€, семантическа€ и прагматическа€ стороны знани€ €вл€ютс€ различными св€з€ми одного или группы терминов (данных) с другими запис€ми в информационной базе.

»з сказанного €сно, что наиболее обща€ проблема построени€ системы управлени€ семантического или семантико-прагматического уровн€ взаимодействи€, св€зана с выбором технологии контекстно-зависимого представлени€ знани€, построением информационных баз (данных и знани€) о предметной области и механизма вывода дл€ получени€ необходимых решений.

Ћогика этого механизма может мен€тьс€ в зависимости от контекстов взаимосв€зи знаков (их прагматики), что €вл€етс€ одной из важнейших причин начальной организации всех практических работ только на проблемно-ориентированном подмножестве контекстно-зависимого €зыка, то есть там, где мы надеемс€ на некоторое посто€нство контекста{50. Ёто условие €вл€етс€ полезным только в смысле обеспечени€ некоторой начальной простоты построений. Ќо, в отличие от Учистых формально-логических системФ, условие посто€нства контекста не €вл€етс€ дл€ нас об€зательным. ¬се наши построени€ ориентированы, в конечном счете, именно на изменчивость текущего контекста, без чего мы не имеем права говорить об интеллектуальных системах.}.

2.4. »нформационна€ база

У≈сли ¬ы знаете, что ¬ам нужно
Ц обратитесь к базе данных,
если не знаете
Ц ¬ам нужна база знани€Ф.

¬ св€зи с встречающимис€ в литературе достаточно некорректными утверждени€ми о данных и знании и их соотнесении, приведем обобщенный пример такого рода изложени€ материала.

ќбычно можно встретить примерно следующее.

–оль знаний в интеллектуальной де€тельности определ€ет необходимость наличи€ в компьютере блока представлени€ знаний (Ѕѕ«). Ёто блок св€зан с внешним миром двум€ блоками преобразователей (Ѕѕ1 и Ѕѕ2), которые преобразуют знани€ о предметной области (в том числе и запросы) из внешнего представлени€ (¬шѕ) во внутреннее (¬тѕ) Ц блок Ѕѕ1 и, наоборот, из внутреннего представлени€ во внешнее Ц Ѕѕ2, пон€тное дл€ пользовател€ (рис. 2.1). »нформационна€ модель блока представлени€ знаний в общем случае состоит из блока интерпретаций (Ѕ»), блока обучени€ (Ѕќ), блока вывода решений (Ѕ¬–) и интеллектуального банка данных (»Ѕƒ) (рис. 2.2). »Ѕƒ, в свою очередь, подраздел€ют на базу знаний (Ѕ«) и базу данных (Ѕƒ).

Ѕаза знаний содержит сведени€, отражающие закономерности данной предметной области и позвол€ющие прогнозировать и выводить новые факты, не отраженные в базе данных.

Ѕаза данных включает фактографические, количественные данные, характеризующие предметную область.

ћы считаем, что этот материал достаточен дл€ самосто€тельной оценки такого рода построений. ќсновные непри€тности, обеспечиваемые этим подходом, свод€тс€ к структурному тождеству базы знани€ и базы данных, отсутствию какого-либо механизма разделени€ УданныхФ и УсведенийФ и использованию пон€ти€ информационной модели знани€ (и модели внешнего мира), что €вл€етс€ отголоском Уинформационного угла зрени€Ф и в реальных системах не ведет ни к каким конструктивным, инженерно реализуемым решени€м.

„асто используемые дл€ преодолени€ этих трудностей пон€ти€ экстенсионального и интенсионального знани€ также не ведут к радикальному изменению ситуации. ќни только на самом общем уровне свидетельствуют о потенциальной необходимости разделени€ конкретного Уэкстенсионального знани€Ф (под этим предлагаетс€ понимать УданныеФ) и абстрактного Уинтенсионального знани€Ф (его, за неимением лучшего термина, называют Усведени€Ф) при стандартном логическом или сетевом подходе к представлению информации в компьютере.

¬ св€зи с излишней свободой трактовки в литературе этих пон€тий как описателей знани€, дадим дл€ справки о них р€д определений и соответствующий комментарий.

Ёкстенсионал знака (объем знака) определ€ет конкретный класс всех его допустимых денотатов, т.е. объектов, обозначаемых данным знаком.

»нтенсионал знака (смысл знака) определ€ет св€занное с ним пон€тие.

»нтенсиональные данные (обобщающие данные, старшие группировки в иерархии данных) описывают абстрактные объекты, событи€ и т.п.

Ёкстенсиональные данные (младшие, относительно выделенного интенсионального уровн€) представл€ют собой данные, характеризующие конкретные объекты или их младшие группировки (относительно интенсиональных) по классификации, существующей в данной предметной области.

¬ разных контекстах некоторый знак может выступать и как интенсионал и как экстенсионал.

ѕон€ти€ экстенсионала и интенсионала обычно присутствуют во всех рассуждени€х, св€занных с теми или иными классифицирующими отношени€ми между некоторыми терминами.

ќбобщающий смысл интенсионала зачастую ведет к глубоко неверной трактовке интенсиональных данных как знани€ в интеллектуальной системе. ѕри этом подходе весь словарь предметной области фактически должен быть разделен на два зафиксированных уровн€ иерархических отношений между терминами. —овершенно €сно, что это еще один способ просто избавитьс€ от контекстной зависимости €зыка и обеспечить работу с лингвистическим описанием объекта на уровне его кибернетической модели, выдава€ за знание иерархию терминов.

¬ведение пон€ти€ экстенсионала и интенсионала, экстенсиональных данных и интенсионального знани€ в рассуждени€ об интеллектуальных системах отражает попытки некоторых исследователей трактовать знание через объем пон€ти€.

–ассмотрим другой подход (рис. 2.3).

Ќе каса€сь здесь уровн€ физической организации работы с совокупностью данные - знание, на логическом уровне выделим пон€тие Уинформационной базыФ, то есть базы, в которой данные хран€тс€ в совокупности со своими всевозможными св€з€ми. ƒл€ нас это означает, что информационна€ база может быть разделена на логическом уровне на две составл€ющие: базу данных Ц формальное хранилище записей и базу знани€ Ц формальное хранилище адресов и типов (имен) текущих св€зей данных.

Ќе имеет смысла вопрос о старшинстве базы данных и базы знани€ или их сравнительном анализе. Ёто логические объекты разной природы, взаимно дополн€ющие друг друга. ¬ принципе, их можно считать некоторыми эквивалентами фактографической и семантической составл€ющих информационной посылки.

Ќа логическом уровне представлени€ информационна€ база состоит из св€занных базы данных, базы знани€ и инструмента (системы) ее разработки и управлени€. ¬ определенных услови€х така€ конструкци€ может выступать и как субъект, и как объект. ≈стественно, что пока это еще только инженерна€ реализаци€ УполовинкиФ интеллектуальной системы.

¬ случае целенаправленной работы со структурами данных на контекстно-зависимом уровне, включаетс€ процесс —”ќ, т.е. организаци€ взаимодействи€ не менее двух таких информационных баз. ¬ этом случае сумма информационных баз становитс€ базой интеллектуальной по инженерному определению интеллектуальной системы.

ясно, что инструмент создани€ и управлени€ такой информационной базой суть сама »—”, содержаща€ эту базу, так как одной из ее задач как раз и €вл€етс€ накопление, структуризаци€ и использование данных и их контекстных св€зей дл€ прин€ти€ управл€ющих решений уже на внешнем уровне. “ак же €сно, что невозможно говорить о базе, существующей вне »—”, ибо упор€дочение данных без внешней, относительно информационной базы, цели, задаваемой »—”, логически бессмысленно.

—труктурную схему »—” как совокупность некоторого количества информационных, а в полном виде Ц уже как совокупность интеллектуальных баз мы рассмотрим в гл. 4. ѕока же необходимо отметить, что в данном определении база наконец-то получает свое нормальное логическое значение Ц основа, пространство представлени€ информации (среда дл€ возникновени€ Уинформационных резонансовФ Ц см. часть III), а отнюдь не банк и не склад дл€ данных.

ћожем ли мы представить себе знание без данных? ƒа, это возможно. Ћюба€ незаполненна€ таблица €вл€етс€ здесь примером. ѕримером здесь €вл€етс€ и обыкновенный резонансный фильтр. ј вот можем ли мы представить себе данные без структуры? Ёто маловеро€тно, кроме как дл€ какого-нибудь вырожденного случа€, ибо данные упор€дочены уже потому, что принадлежат системе, выделены из нее с какой-то определенной целью, упор€дочены уже потому, что люба€ их структура или последовательность €вл€етс€ упор€дочением, а плохо упор€доченные данные сохран€ют возможность их, пусть и неверной, интерпретации.

¬ообще говор€, пон€тие УправильнойФ или УобъективнойФ интерпретации данных (Управильной св€зи данныхФ) в определение знани€ вводить нельз€ по простой причине Ц их упор€дочение или структура св€зей посто€нно мен€ютс€ в зависимости от контекста входного информационного потока и, в этом смысле, любое упор€дочение данных может быть правильным в некотором текущем контексте{51.¬нимательный читатель уже отметил, что отсюда следует необходимость соответствующей коррекции общеприн€того подхода к объектно-ориентированному описанию и представлению массивов данных. ¬ принципе, мы хотим написать на эту тему отдельную книгу, а пока некоторые важные моменты будут отмечатьс€ в необходимых местах по мере изложени€ материала.// //“от же внимательный читатель уже готов предъ€вить нам замечание о нарушении обещани€ работать только с открытыми системами Ц данные это уже модель. ѕо€сним дл€ этой главы и всех последующих.  ак будет видно из дальнейшего (хот€ и на основе имеющегос€ материала уже можно сделать такой вывод), все сложные системы, также как и интеллект, существуют только как процесс. ¬о многих случа€х целесообразно рассмотрение этого процесса при зафиксированном значении времени, точнее вне временной оси. “акого рода УмодельФ до тех пор, пока она не будет распространена на временную ось, €вл€етс€ не замыканием системы, а ее УфотографиейФ, текущим срезом ее состо€ни€. √лавное в исследовани€х Ц не распростран€ть такое УмодельноеФ представление системы на то, что требует ее рассмотрени€ в динамике ее внешних св€зей. ћы постараемс€ в дальнейшем, при €вном и не€вном упоминании или употреблении моделей, не нарушать этих соглашений.}.

—делаем некоторые выводы.

ќтрыв знани€ от данных возможен и представл€ет интерес дл€ самосто€тельного исследовани€ структур его организации, например, с точки зрени€ оценок их стабильности под текущим потоком контекстных изменений.

ќтрыв данных от их св€зи с какой-либо (пусть даже веро€тностной) структурой (от интерпретации) невозможен, но и это представл€ет интерес дл€ научного исследовани€, проблемой которого может €вл€тьс€, например, восстановление контекста по текущей структуре и предыстории св€зей данных.

ƒостаточно €сно, что должен существовать и некоторый механизм работы с данными и их структурой (семантической составл€ющей, знанием). ≈го задачей €вл€етс€ создание последовательностей состо€ний информационной базы в различные моменты времени, соотнесение этих состо€ний с соответствующими им запросами и их контекстами, что в свою очередь может вести не к последовательной коррекции базы, а к весьма сложной структуре состо€ний при одновременном информационном обмене с несколькими источниками и многое другое.

«десь мы считаем целесообразным сделать экскурс в проблему €зыков и €зыковых моделей дл€ управлени€, которому мы посв€тим целую гл. 3, после чего среди прочих вопросов гл. 4, посв€щенной сложности открытых систем, рассмотрим проблему перехода от базы информационой к базе интеллектуальной, реализующей структуру —”ќ.


У„еткость и чрезмерна€ строгость €зыка
ведет к интеллектуальным судорогамФ.
 
√еллнер Ё. У—лова и вещиФ. ÷итируетс€ по ¬.¬.Ќалимову

√лава 3. языки и €зыковые модели дл€ управлени€

3.1. языки естественные и искусственные

»скусственность €зыка определ€етс€ не эвристикой его создани€, но фактом
его применени€ в ситуации, на которую он изначально не был ориентирован.

Ёту главу мы начнем с рассмотрени€ гипотезы об управлении на Уобычном естественном €зыкеФ (см. гл. 1). ”казанна€ гипотеза €вно подразумевает под этим €зык человека. — другой стороны, управление, как взаимодействие субъекта и объекта, вообще может осуществл€тьс€ только с использованием некоторого механизма обеспечени€ такого взаимодействи€ Ц €зыка. Ќа верхнем уровне иерархического дерева систем управлени€ обычно рассматриваютс€ две основные группы €зыков Ц искусственные и естественные.

ѕри этом под искусственными понимаютс€ €зыки, придуманные дл€ тех или иных целей, удобные дл€ написани€ алгоритмов и создани€ моделей того или иного класса. ѕод естественными €зыками понимаетс€ €зык человека и €зыки, полученные ограничением этого €зыка по тезаурусу, синтаксису и семантике. Ќо к какой из этих групп мы должны отнести эсперанто?

»скусственность €зыка, в конечном счете, определ€етс€ не эвристикой его создани€ и не формированием начального набора теорем, а фактом ограниченности его возможностей дл€ описани€ того или иного объекта или ситуации. ¬ этом смысле мы утверждаем, что дл€ обыкновенной системы с обратной св€зью естественным будет €зык передаточных функций, дл€ той же системы с коррекцией Ц алгоритмический €зык. ”казанный же выше антропоцентрический принцип разделени€ €зыков на искусственные и естественный ведет к существенной путанице, когда нам приходитс€ делать заключени€ о соответствии уровн€ €зыка и системы, к которой этот €зык мы хотим отнести дл€ ее описани€ и представлени€.

≈стественно считать естественным €зыком дл€ системы с обратными св€з€ми €зык передаточных функций, ибо это система полностью наблюдаема именно на этом €зыке и тем и только тем, кто владеет этим €зыком. У≈стественно считать естественнымФ €зыком €зык запахов или свиста дл€ некоторых систем, наблюдаемых на этих €зыках. ¬ системном смысле совсем не естественно выдел€ть €зык человека как УестественныйФ в противоположность всем другим €зыкам. ≈стественный €зык человека будет искусственным при попытке использовать его в обыкновенной системе с обратной св€зью.

¬ системном смысле гипотеза должна была формулироватьс€ относительно возможности управлени€ системно-сложными объектами на контекстно-зависимых ( «) €зыках, естественных дл€ этих объектов. »наче говор€, должны быть введены пон€ти€ €зыка описани€ и €зыка управлени€, сопр€женные с их коммутативной функцией и обеспечением наблюдаемости {52. ¬ теории автоматического управлени€ наблюдаемость —ј” Ц дуальное пон€тие управл€емости. —ј” наблюдаема (полностью наблюдаема), если все ее переменные состо€ни€ можно непосредственно или косвенно определить по выходному (измер€емому) вектору системы.// //— системной точки зрени€ наблюдаемость определ€етс€, прежде всего, €зыком представлени€ системы, его коммуникативной мощностью. Ќаблюдаемость максимальна, когда таким €зыком €вл€етс€ собственный €зык системы, при условии адекватного воспри€ти€ этого €зыка наблюдающей системой. ¬ иных случа€х система наблюдаема с ограничени€ми.// //Ќапример, мы описываем отношени€ стаи волков и стаи оленей €зыком дифференциальных уравнений или своим собственным, но управление-то реально осуществл€етс€ на €зыке их взаимодействи€ между собой и с ѕриродой. Ќаше вмешательство в отношени€ в стае преломл€етс€ трактовкой наших действий через недоступную нам систему пон€тий, на которой только и можно было бы адекватно выразить наши пожелани€ об этих отношени€х. // //ќтметим, что даже в полуфантастическом случае попытки создани€ переводчика с этого €зыка, в нем могут в принципе не реализовыватьс€ пон€ти€, отвечающие нашим цел€м или напротив, наличествовать цели, недоступные нашей системе пон€тий. »менно поэтому управление на естественном €зыке некоторой системы €вл€етс€ управлением, согласованным с этой системой, обеспечивающим ее возможную устойчивость. ”правление же на любом привнесенном €зыке по своей сути направлено на подавление или даже разрушение системы из-за ее ограниченной наблюдаемости.} объекта. Ќесколько подробнее об этом мы будем говорить в гл. 4.

ѕодчеркнем еще раз: пон€тие контекстной зависимости как свойства €зыка никак не должно при этом быть св€зано именно с €зыком человека. “ак как мы воспринимаем информационное управление во времени (с учетом запаздываний и задержек), контекстна€ зависимость универсально определ€етс€ дл€ любой субъектно-объектной пары только возможностью изменени€ воспри€ти€ смысла последующего сообщени€, по результатам осмыслени€ семантики предыдущего.

јналогично мы должны прин€ть и пон€тие контекстной независимости ( Ќ) как посто€нства смысла каждого сообщени€, вне его места в информационном потоке (искажение смысла сообщени€ от внутренних перестановок никакого отношени€ к контекстности в интересующем нас смысле не имеет).

“еперь мы получили возможность системной оценки €зыков, выражающуюс€ простым правилом: каждому уровню сложности систем Ц свой уровень сложности €зыка дл€ обеспечени€ максимизации наблюдаемости и коммуникативной функции этих систем в процессе их природно обусловленного взаимодействи€ (которое отнюдь не предусматривает наши удобства и вообще возможность их адекватного воспри€ти€ нами).

–азработка теории »—” потребовала иного подхода не только к пон€тию искусственных и естественных €зыков. ќт формулировки, фактически прин€той дл€ кибернетических систем и кибернетических моделей: Ууправление на искусственном €зыке алгоритмов и передаточных функций с его возможным обогащением до логико-математического уровн€Ф, мы переходим к новой, системной формулировке: Ууправление на €зыке, естественном дл€ данной конкретной системы с учетом предельных возможностей собственного €зыка управител€ по отражению (воспри€тию) €зыка управл€емой системыФ.

  счастью, дл€ сложных систем контекстно-зависимого уровн€, внешне наиболее св€занных с обеспечением существовани€ человека (дл€ социальных институтов), естественным €зыком €вл€етс€ €зык человека, ибо они существуют только пока существует человек и доступны человеку (наблюдаемы им) только на этом €зыке {53. ѕри антропоцентрическом взгл€де на мир сюда могут быть отнесены и все существующие в природе системы, однако мы должны понимать, что естественный €зык мира растений или животных имеет тоже контекстно-зависимую структуру и обеспечивает, соответственно, никак не меньшую, а, скорее всего, большую степень адекватности описани€ этих систем дл€ них самих, чем естественный €зык человека.}. Ёти системы могут быть упрощенно описаны на €зыке, скажем, передаточных функций, но опыт управлени€ показывает примитивизм и сомнительность результатов, получаемых при таком упрощении, сколько бы тыс€ч дифференциальных уравнений мы не использовали в таком описании.

3.2. языки управлени€

Satius est equo labi, quam lingua.
{54. Ћучше пусть конь споткнетс€, чем €зык (лат.).

языки, на которых возможно представление информации как управлени€, можно пон€тийно разделить на три группы.

¬о-первых, это €зыки описани€ функциональных св€зей, использующие математические символы, существующие и специально разрабатываемые математические функции. √руппе €зыков такого рода мы дадим обобщенное название Уматематических €зыковФ. ќни базируютс€ на тех или иных наборах исходных посылок и соглашений, аксиоматика которых €вл€етс€ отдельным предметом математики и всегда св€зана с √еделевской теоремой о неполноте{55. ¬ажно, что это ограничение никак не вли€ет на практику использовани€ указанной группы €зыков дл€ задач управлени€, где они используютс€ как абсолютный аппарат выработки правильных решений после прин€ти€ соглашений о модели, которую они описывают. ѕон€тие же УдоказательногоФ выбора модели практически не существует, что и признаетс€ в [14], где пр€мо указано, что выбор модели всегда €вл€етс€ искусством.}. »х отличительной особенностью €вл€етс€ гарантированна€ точность описани€ процессов управлени€ при выполнении указанного выше соглашени€ о модели: все сигналы и устройства адекватно задаче описываютс€ выбранным математическим €зыком.

¬ этом случае и именно дл€ таких объектов математические €зыки и полезны и пригодны лучше, чем какие-либо другие. ясно, что любые заранее не предусмотренные отклонени€ теоретического описани€ объекта от его практического состо€ни€ могут вести к катастрофическим последстви€м.

¬о-вторых, это алгоритмические €зыки, разработанные дл€ записи командных посылок дл€ устройств типа компьютера. Ёти  Ќ €зыки базируютс€ на некотором наборе изначально введенных соглашений Ц команд и действий компьютера при их исполнении, непротиворечивость и функциональна€ полнота которых служат предметом отдельных исследований и, конечно, €вл€етс€ менее строгой, чем дл€ математических €зыков.

ќбычно, хот€ и не об€зательно, такие управл€ющие (прежде всего компьютером, как конечным автоматом) €зыки описываютс€ соглашени€ми, заданными на мета€зыке, что позвол€ет гарантировать однозначность понимани€ допустимых терминов и команд во всех возможных ситуаци€х.

языки такого рода называют €зыками программировани€. ќни служат дл€ описани€ последовательностей управл€ющих действий в тех случа€х, когда эти действи€ не могут быть заданы более экономным математическим представлением, или учитывают некоторые частные характеристики сигналов и оборудовани€, или обеспечивают работу с построени€ми, описываемыми ими эффективнее, чем математическими €зыками (например, списковыми структурами).

ќтличительной особенностью этих €зыков €вл€етс€ возможность описани€ любых заранее предусматриваемых взаимосв€зей, любых заранее предусматриваемых характеристик устройств в прив€зке к любым (оп€ть же заранее предусмотренным) ситуационным услови€м и временным интервалам.

”казанна€ особенность, зачастую, ведет к попыткам разработки настолько мощных €зыков программировани€, что даже профессионалам начинает казатьс€, что на них можно запрограммировать УвсеФ. ќднако, как известно из теории программировани€, €зыки конечных автоматов €вл€ютс€ не более чем  Ќ €зыками и контекстна€ зависимость €зыков типа 1 по ’омскому здесь ничего не мен€ет: кажда€ команда €зыка описываетс€ на мета€зыке так, что имеет определенную процедуру толковани€, единственную и неизменную ни дл€ каких ситуаций {56. » в этом случае указанное ограничение никак не вли€ет на практику использовани€ указанной группы €зыков дл€ задач управлени€, где они используютс€ уже как эвристический аппарат выработки целесообразных решений после прин€ти€ соглашений о модели, которую они описывают. ѕон€тие же УдоказательногоФ выбора моделиФ здесь также не существует.}.

языки такого рода полезны и пригодны дл€ кибернетического уровн€ моделировани€ системно-сложных объектов. Ћюбые заранее не предусмотренные отклонени€ практического состо€ни€ объекта от его теоретического описани€ должны быть заблокированы в процессе создани€ программы таким образом, чтобы они не могли вести к катастрофическим последстви€м.

¬ третьих, это  « €зыки, используемые как командные сообщени€ дл€ систем управлени€, существующих (наблюдаемых) на этих €зыках и способных воспринимать такие команды.

Ѕазирование управлени€ на автоматах любого вида, ведет к упрощению  « €зыка, обеднению его синтаксиса и семантики с целью обеспечени€ однозначного (посто€нного, неизменного) понимани€. ѕримерами Устарших группировокФ здесь €вл€ютс€ группы: Уиерархическа€ классификаци€Ф, У€зыки с фиксированными отношени€миФ, Упроблемно-ориентированные €зыки (ѕќя), приближенные к естественнымФ и др.

¬ случае работы на уровне »—” мы должны предусмотреть все возможное, дл€ сохранени€ синтаксиса, семантики и прагматики  « €зыка. ƒл€ этого мы должны изучить возможности работы компьютера с контекстно-зависимой информацией, предусмотреть хранение данных, сохран€ющее эту зависимость, т.е. сохран€ющее знание на уровне возможности понимани€ контекста, обеспечить ориентацию системы управлени€ на разные контексты информационных потоков в различных ситуаци€х и многое другое.

¬с€ теори€ »—” направлена именно на инженерное решение проблем управлени€ на  « €зыке дл€ систем, сложность которых требует использовани€ €зыков такого рода {57. ѕодчеркнем, что теори€ направлена не на создание новых УмощныхФ €зыков программировани€ дл€ их реализации все на тех же автоматах, а на сохранение основных свойств контекстно-зависимого €зыка при неизбежных их потер€х при реализации на компьютере, на обеспечение возможности нахождени€ некоторых режимов использовани€ компьютера, способствующих минимизации таких потерь и на создание новых архитектур машин, ориентированных, в конечном счете, на ту же задачу (см. гл. 5 и 6).}. ясно, что пон€тие интеллектуальности здесь употреблено справедливо Ц ставитс€ задача управлени€ на семантически св€занных потоках информации, а не задача Уинтеллектуализации передаточной функцииФ, котора€ сама по себе имеет естественным €зык контекстно-независимый.

 онечно, и при использовании  « полного или ограниченного €зыка, отклонени€ описани€ реального объекта от его практического состо€ни€ вполне возможны. ќднако, в отличие от случа€ использовани€  Ќ €зыка, здесь мы имеем полное доступное контекстно-зависимое представление объекта (максимальную достижимую наблюдаемость) и нам неизвестна (недоступна) более полна€ форма его описани€. јльтернативой €вл€етс€ та сама€  олмогоровска€ Уполна€ предыстори€Ф, о которой мы говорили еще во введении. —оответственно, и в смысле достижимой полноты представлени€ объекта, правомерно говорить об уровне именно интеллектуального управлени€.

3.3. языки контекстно Ц зависимого управлени€

Mutatis mutandis.
{58. »зменив то, что требует изменени€ (лат.).}

“еперь мы переходим к рассмотрению необходимых сведений о  « €зыках, то есть о реализации интеллектуального управлени€, когда нас интересует возможность минимизации каких бы то ни было потерь при использовании конечного автомата как несущей основы  « €зыка.

 « €зык (естественный €зык человека) в области научной терминологии обладает большой неопределенностью, что объ€сн€етс€ отчасти полиморфизмом и контекстно-зависимым представлением научной информации, а иногда (и дл€ информатики и дл€ интеллектуального управлени€ это особенно важно) Ц небрежностью употреблени€ терминов.

≈сли перва€ часть этой ситуации €вл€етс€ существенно необходимым механизмом представлени€ информации в сложной системе, то втора€ Ц одной из составл€ющих шумов в потоке информации, отражающей особенности человека (и интеллектуальной системы вообще), как генератора €зыкового и всегда контекстного описани€ систем, в том числе и недоступных нам дл€ наблюдени€ иначе, как в пределах их представимости таким описанием.

ћы уже говорили о возможности и даже целесообразности сведени€ такого €зыка к рассмотрению его проблемно-ориентированного варианта, а значит и к постановке задачи управлени€ именно на таком €зыке.

 огда мы говорим о проблемно-ориентированном взаимодействии, то подразумеваем использование некоторого специализированного подмножества терминов  « €зыка, так называемого профессионального €зыка, на котором его коммуникативна€ функци€ в данном приложении достигает некоторого максимума. ¬ этом смысле можно говорить о €зыках конкретных наук (профессий, областей де€тельности).

 ак следует из определени€ проблемно-ориентированного взаимодействи€, важнейшим вопросом его инженерной реализации €вл€етс€ проблема €зыка общени€, не накладывающего неприемлемых дл€ человека и дл€ компьютера ограничений на передачу и воспри€тие информации. ќпыт научной работы и профессионализаци€ исследований в разных област€х показывают, что ѕќя может обеспечить согласованное воспри€тие и передачу сообщений.

ѕќя воспринимает синтаксис и тезаурус естественного €зыка, но фактически €вл€етс€ самосто€тельным феноменом, об€занным своим существованием необходимости большей степени формализации описаний дл€ научных целей, нежели это можно получить от использовани€ полного  « €зыка. ћожно говорить о предметной структуризации или формализации  « €зыка в каждой конкретной области де€тельности.

‘актическое введение каждой наукой предварительного ограничени€  « €зыка (но не отказ от контекстной зависимости) в цел€х лучшей реализации его коммуникативной функции при поиске, хранении и переработке информации и называемого здесь ѕќя, €вл€етс€ необходимым приемом обеспечени€ точности выражени€ сведений в профессиональных област€х де€тельности человека независимо от использовани€ или не использовани€ компьютера.

”казанные соображени€ ориентируют нас на поиск решений по управлению на ѕќя и с точки зрени€ его лучшей формализованности (меньшей, в вариантном смысле, но сохраненной контекстной зависимости) относительно естественного €зыка человека, и с точки зрени€ полезности организации управлени€ на €зыке, обладающем наибольшей коммуникативной функцией.

ќсновными составл€ющими (характеристиками) ѕќя как  « €зыка, служат:

—ловарь может измен€тьс€ от фиксируемого множества взаимоисключающих единиц до множества свободно измен€ющихс€ и обладающих высокой степенью неопределенности лексем (от иерархических классификаций до набора свободно индексируемых ключевых слов). —интаксис может либо отсутствовать вовсе, либо принимать различные сложные формы. ѕеречислим в пор€дке возрастани€ изменчивости синтаксиса и словарного состава некоторые варианты ѕќя, начина€ с простейших €зыков, не имеющих синтаксиса:

¬ пор€дке данного перечислени€ возрастают как трудности при компьютерной реализации ѕќя, так и число решаемых ими задач и их возможности адекватного отображени€ сложных объектов. ¬ыбор ѕќя определ€етс€ степенью сложности объекта, необходимым уровнем ограничени€ потерь и искажений, диапазоном задач, решаемых на основе ѕќя, степенью его формализации в соответствующей области науки и требуемой степенью обеспечени€ автоматизации работы с ним.

ќчевидно, что логическа€ переработка информации на Удо интеллектуальном уровнеФ принципиально возможна на основе ѕќя любого уровн€. —оотнесение задач, сто€щих перед некоторой системой, с особенност€ми области ее функционировани€ €вл€етс€ определ€ет необходимый уровень сложности ее €зыка.

Ќас, конечно, должен интересовать уровень ѕќя, приближенный к естественному €зыку человека, уровень, соответствующий существованию знани€ и данных в форме €зыковой модели предметной области (см. гл. 2). Ќо дл€ реальности реализации наших требований о работе с ѕќя как с  « €зыком мы должны хот€ бы кратко рассмотреть существующие возможности представлени€  « €зыков в компьютере традиционной, фон Ќеймановской архитектуры.

ќсновой такого представлени€ €вл€етс€ пон€тие €зыковых моделей тех или иных лингвистически заданных объектов или систем.

Ёти модели отражают известные попытки сведени€  « €зыка к его формальному представлению. Ѕудем помнить, что нашим требованием к любому методу формализации €зыка €вл€етс€ возможность последующего автоматического анализа формализованных описаний объектов, причем главным €вл€етс€ сохранение семантико-прагматических св€зей между терминами описаний.

3.4. ‘ормальна€ система и формализуема€ теори€

Ordnung und strenge Disziplin.
{59. ѕор€док и строга€ дисциплина (нем.).}

ѕри всем желании остатьс€ в управлении с чистым  « €зыком, мы вынуждены пока пользоватьс€ его ѕќя вариантом, что вполне допустимо, но и его мы вынуждены в той или иной степени формализовать уже в соответствии с требовани€ми технической базы его представлени€. ќсновой такого действи€ €вл€ютс€ так называемые €зыковые модели, базирующиес€ в той или иной степени на пон€тии Уформальна€ системаФ.

‘ормальной системой называетс€ конечное множество прин€тых по соглашению{60. ‘актически соглашение обуславливаетс€ всегда только дальнейшей действительной или кажущейс€ полезностью вытекающих из него построений.} символов, называемых формулами и термами, и конечное число точных правил оперировани€ этими символами, которые дают возможность образовать из символов некоторые комбинации.

‘ормулы и термы служат заменой дл€ предложений на  « €зыке. ќперации над формулами представл€ют собой, как правило, элементарные приемы и шаги дедуктивного рассуждени€, изучаемого в традиционной и математической логиках. »з числа формул выбираетс€ некотора€ конечна€ последовательность формул, играюща€ роль аксиом формальной системы. »з этих аксиом вывод€тс€ теоремы, доказательство которых обычно относ€т к проблемам искусственного интеллекта.

»стинность формальной системы нельз€ определить, если не найдена соответствующа€ ей интерпретаци€, т.е. если эта формальна€ система и ее исходные положени€ не распространены на какую-либо содержательную систему, исходные положени€ которой определ€ютс€ независимо от формальной системы.

ќбычно формальна€ система создаетс€ как образ чего-то другого и это УдругоеФ можно было бы назвать УтеориейФ Ц по отношению к чему эта формальна€ система и обретает смысл [17]. ¬ этом случае формальна€ система представл€ет собой формализацию некоторой теории, образу€ синтаксис последней, а теори€ Ц интерпретацию данной формальной системы.

ƒействительно, правильно построенные слова (правильные фразы) формальной системы получают смысл в рамках формализуемой теории, а любому высказыванию, имеющему смысл в данной теории, соответствует некоторый класс правильно построенных слов (правильных фраз) в формальной системе.

  сожалению, основна€ беда такого подхода везде и всюду считаетс€ его достоинством. ’арактерную черту формального исследовани€ всегда усматривают в том, что исследователю нет необходимости вникать в то, что означают составленные из символов формулы. »менно это обсто€тельство сводит содержательный момент к минимуму Ц к умению различать символы, которому может быть обучен компьютер.

Ќадо только иметь ввиду, что утверждение о том, что така€-то последовательность (цепочка) формул €вл€етс€ доказательством какой-то формулы, относитс€ уже не к данной формализуемой теории, а привноситс€ в наше рассуждение из другой системы, котора€ изучает структуру и закономерности математических доказательств.

— точки зрени€ строгих (или достаточно строгих) построений здесь открываетс€ простор дл€ их обосновани€ аксиомами. Ќо здесь же надо высказать достаточно простое соображение о том, что в каждый следующий момент времени соглашени€ о формальной системе могут требовать пересмотра исход€ из изменений, произошедших в формализуемой теории, что абсолютно неизбежно, если речь идет об использовании  « €зыков.

Ёто значит, что логика выводов, в общем случае, €вл€етс€ существенно переменной. —ледовательно, пока мы вынуждены, за неимением лучшего, пользоватьс€ формальными системами, будем исходить из начального постулировани€ необходимости одновременного рассмотрени€ множества формальных систем и формализуемых теорий в вышеуказанном смысле их взаимного соответстви€.

—ущественна€ УдинамикаФ данного подхода, в отличие от классического УстатическогоФ рассмотрени€ св€зи формальной системы и формализуемой теории, требуют несколько иного изложени€ основ €зыковых моделей дл€ »—”, чем это обычно прин€то в литературе.

3.5. ћоделирование и реализаци€ €зыковых объектов

ќбычно основой логических моделей лингвистически заданных объектов €вл€етс€ пон€тие формальной системы в виде:

M=(T,P,A,F)

где:
“ - множество базовых элементов;
– - множество синтаксических правил, необходимых дл€ построени€ из “ синтаксически правильных выражений;
ј - множество априорно истинных выражений;
F - семантические правила вывода.

»спользование логик различного типа позвол€ет создавать различные логические модели.

»счисление предикатов {61. ƒл€ целей обеспечени€ прин€ти€ управл€ющих решений важно пон€тие двухместного предиката вида Усубъект-суждение (или отношение)-объектФ. ѕредлагаем сравнить это с определени€ми системы и интеллекта, приведенными в начале книги.} опираетс€ на исчисление высказываний, расчлененных на субъект и предикат. У¬ исчислении предикатов делаетс€ дальнейший шаг анализа и разрешаетс€ рассматривать субъектно-предикативную структуру простых предложений и пользоватьс€ операци€ми композиции, завис€щими от этой структурыФ [18].

«десь может быть построена люба€ формальна€ система, соответствующа€ любой формализуемой теории и любым изменени€м этой теории. Ёто свойство исчислени€ предикатов дает нам основание обратить на него самое пристальное внимание при организации работ с  « €зыками.

—етевые модели, в принципе, обладают теми же свойствами, что и исчисление предикатов. ќни представл€ют достаточно широкие возможности дл€ визуального представлени€ сложных структур, описывающих предметные области. Ёто достигаетс€ путем выделени€ и включени€ в модель в €вной форме всех отношений, образующих информационную структуру с описанием их семантики.

јнализ основных моделей представлени€ знани€ в контексте поставленных задач показывает преимущества исчислени€ предикатов с измен€ющейс€ логикой отношений (эмпирическим определением формально-логических свойств отношений и их изменением во времени под воздействием измен€ющегос€ контекста входных сообщений), предоставл€ющего широкие возможности при построении сложных структур, тем более, что формализаци€ знани€, описываемого тем или иным подмножеством  « €зыка, всегда происходит на фоне:

¬ практическом плане визуализационные возможности сетевых моделей представл€ютс€ не таким уж и ценным свойством, ибо их нагл€дность падает уже при двух дес€тках вершин, а сравнение на уровне изоморфного вложени€ (тождества) отдельных участков сети, что необходимо дл€ проведени€ любых логических операций, €вл€етс€ не самой простой задачей.

—равнительное исследование возможностей предикатного и сетевого подхода к организации переменных именованных св€зей между данными мы оставл€ем читателю. «десь весьма веро€тно нахождение новых решений, полезных дл€ создани€ интеллектуальных систем.

3.6. »счисление предикатов

Quidquid latet apparebit.
{62. —крытое сделаетс€ €вным (лат.).}

»зложение исчислени€ предикатов в литературе обычно сводитс€ примерно к следующему.

Ћогика предикатов €вл€етс€ расширением логики высказываний. ѕоэтому к алфавиту логики высказываний с его знаками дл€ пропозициональных переменных{63. Ќеопределенные высказывани€, из которых в исчислении высказываний стро€тс€ аксиомы.} (ј, ¬, —Е), дл€ логических св€зок - УнеФ; - УиФ; - УилиФ; - УеслиЕ, тоЕФ и скобок добавл€ютс€ еще другие знаки, в частности:

ќсновным объектом исследовани€ в логике предикатов €вл€етс€ формула. ‘ормулы в исчислении предикатов определ€ютс€ следующим образом:

- вс€ка€ элементарна€ формула{64. ƒл€ определени€ элементарной формулы ранее, конечно, введены пон€ти€ терма и предикатной буквы.} есть формула;

- если и - формулы, а х - предметна€ переменна€, котора€ входит в , то каждое из выражений

есть формула;

- никакое другое выражение не €вл€етс€ формулой.

‘ормулами €вл€ютс€, например, выражени€:

» так далее, математически строго и логически безупречно.

Ќо совершенно очевидно, что информационна€ технологи€ построени€ какой-либо модели лингвистического описани€ объекта на базе приведенного здесь аппарата останетс€ практически невостребованной и может примен€тьс€ в основном только в области работ, св€занных с доказательством теорем, ибо аппарат не обладает нагл€дностью интерпретации записей. —амое же непри€тное здесь то, что интуитивно пон€тна€ возможность создани€ множества формальных систем, рассмотренна€ нами выше, в таком изложении исчислени€ предикатов становитс€ далеко не очевидной. —ледовательно, положительные перспективы применени€ аппарата исчислени€ предикатов могут реализоватьс€ только при его переработке, обеспечивающей дл€ человека привычную и легко воспринимаемую структуру записей.

Ќа примере классического варианта изложени€ исчислени€ предикатов можно наблюдать характерную картину математизации ради математизации, на основе которой практически невозможно пон€ть истинную силу этого аппарата.

¬озьмем две книги [10] и [12].

¬ 1979 г. в [10] в разделе Упредложени€ исчислени€ предикатовФ приводитс€ пример придани€ так называемой Управильно построенной формулеФ формы предложени€. „етыре страницы текста ведут нас сквозь логические преобразовани€ с использованием кванторов существовани€ и функции —колема к преобразованию логической формулы длиной в полную строку в систему из трех формул, кажда€ из которых занимает не более половины строки. ¬ 1986 г. в [12] в разделе Уметод решени€ задач, основанный на доказательстве теоремФ мы встречаем точно ту же самую Управильно построенную формулуФ дл€ придани€ ей формы предложени€, с теми же кванторами и функцией —колема.

ѕодведем итоги. ƒело не в том, что именно этот пример был опубликован еще в 1973 г. и в разные годы списан (со ссылкой) с одного и того же источника [13]. ƒело даже и не в том, что полтора дес€тка лет оказалось недостаточно дл€ формировани€ другого примера. ѕросто это никому не нужный вариант исчислени€ предикатов. јвторы могли бы, конечно, написать другие примеры, но они прекрасно понимали, что и старатьс€ не надо, ибо это использовать в реальной работе нельз€. ј с математикой здесь все в пор€дке. ¬от и учат наши студенты такое Уматематически правильноеФ исчисление предикатов двадцать лет подр€д и ни одному из них, по тем же соображени€м, также не приходит в голову мысль написать другой пример.

 акой системный вывод можно здесь сделать? ≈сли за долгие годы пример не мен€етс€, а математика в пор€дке, то может быть пора сменить математику?{65. ƒело, конечно, не в Уплохой математикеФ, а в том, что аппарат описани€ задачи по своей сложности начинает УперевешиватьФ саму задачу. Ѕолее того, эта описательна€ сложность начинает возрастать скорее, чем расширение объема полезной информации.} ѕодобные ситуации встречаютс€ в распознавании образов, доказательстве теорем, автоматизированных системах управлени€ и др.

«десь можно сделать вывод Ц исчисление предикатов полезно только дл€ общего построени€ абстрактных теорий Ц и впасть в грубейшую ошибку. ѕример приведен именно дл€ того, чтобы показать: понимание материала начинаетс€ тогда, когда сквозь лес нужных или не очень нужных построений мы можем видеть то, что изначально может быть и не очевидно. ƒл€ этого рассмотрим исчисление предикатов несколько иначе. ѕерейдем к его трактовке в Уобычном словесном €зыкеФ и в традиционной логике.

¬ естественном €зыке человека предложение выражаетс€ в виде фразы, предикатом которой €вл€етс€ сказуемое, обозначающее действие или состо€ние предмета, выраженного подлежащим. ќдноместный предикат можно представить в виде неполной фразы, например, Утурбулентность потокаФ, что соответствует данному выше определению Усвойство турбулентность принадлежит предмету потокФ. јналогично рассматриваетс€ пон€тие двух- и n-местного предиката, например, Уэлерон (есть) часть крылаФ, Усамолет взлетел с аэродромаФ, Уалюминий легче меди, котора€ легче свинца, который легчеЕФ и тому подобное.

¬ традиционной логике субъектом называетс€ та часть суждени€, котора€ отображает предмет мысли, а предикатом Ц та часть суждени€, котора€ отображает то, что утверждаетс€ (или отрицаетс€) относительно предмета мысли. ћесто предиката в предложении и суждении описывают посредством пон€ти€ Уфункци€Ф, т.е. говор€т, что предикат есть функци€ (переменна€ величина) измен€юща€с€ по мере изменени€ другой величины, называемой аргументом.

¬о взаимосв€зи со сделанным выше замечанием о необходимости наличи€ множества формальных систем, это определение полезно усилить следующим окончанием: Е, и завис€ща€ от текущего контекста высказывани€, определ€ющего то или иное суждение относительно предмета мысли.

—ледовательно, мы можем изменить вид представлени€ формальной системы и записать, что основой логических моделей (и €зыковых реализаций) €вл€етс€ пон€тие формальной системы в виде:

M = (T,P,A,F,D)

где:
- “ Ц множество базовых элементов;
- – Ц множество синтаксических правил, необходимых дл€ построени€ из “ синтаксически правильных выражений;
- ј Ц множество априорно истинных выражений;
- F Ц семантические правила вывода;
- D Ц множество допустимых контекстов, определ€ющих текущую логику базовых соглашений.

ƒостаточно €сно, что, с точки зрени€ математической логики исчислени€ предикатов, указанна€ двойна€ зависимость предиката (от текущих соглашений по именованию и логическим свойствам и от информации, возможно измен€ющей логику имеющихс€ соглашений) свидетельствует о необходимости посто€нного перехода от посылок одной формальной системы к соглашени€м другой, возможно, на каждом шаге анализа потока сообщений. ќтметим, что именно это нам и требуетс€ дл€ посто€нного соотнесени€ текущей формальной системы с формализуемой теорией.

Ќа базе такого расширени€ пон€ти€ суждени€, мы можем рассмотреть ѕќя некоторой произвольной области, построенный на основе использовани€ предикатов. ќн складываетс€ из дескрипторного словар€ и синтаксиса, определенной структуры описани€, представл€ющей собой произвольный набор элементарных высказываний (простых синтагм, предикатных форм) стандартного вида ARB, где ј и ¬ - термины, R Ц отношение, отражающее взаимоотношени€ €влений, объектов или признаков в реальной (текущей) действительности.

ƒвухместные (бинарные) отношени€, €вл€ющиес€ эквивалентом простых высказываний, к которым всегда может быть сведено сложное, представл€ютс€ в качестве синтагматических отношений ѕќя. ƒл€ них устанавливаютс€ формально-логические и эмпирические свойства, определ€ютс€ операции, лежащие в основе тождественных преобразований элементарных высказываний, изучаютс€ правильно составленные простые синтагмы. ќписание объекта представл€ет собой совокупность синтагм, полный информационный массив Ц совокупность описаний.

3.7. ѕредставление проблемной области на основе €зыка предикатов

Ќа основе введенной трактовки исчислени€ предикатов может быть рассмотрена последовательность проведени€ работ по преобразованию ѕќя в €зык предикатов, т.е. практика сведени€  « ѕќя к машинно-представимому €зыку, ради чего, собственно говор€, мы и рассматриваем предикаты.

ѕутем анализа значительного количества текстов на ѕќя некоторой области науки или практической де€тельности можно выделить и стандартизировать ограниченную, но достаточную группу отношений R и правил построени€ на их основе логических выводов, практически выполн€ющихс€ на всем информационном массиве. ѕравильность текущих формализмов (текущих соглашений о правилах проведени€ логических выводов) определ€етс€ на основе их проверки на всем объеме имеющегос€ текста после его преобразовани€ в простые синтагмы.

ѕо мере поступлени€ на вход системы новых текстов ведетс€ проверка логических выводов, следующих из них по имеющемус€ набору правил вывода. ѕри расхождении правил логики производства выводов в источнике текстов и сообщений и в системе, принимающей эти информационные посылки, в последней включаютс€ механизмы изменени€ правил логических выводов.

ясно, что фактически здесь речь идет об организации субъектно-объектного взаимодействи€, о ситуации, когда структура взаимосв€зей данных в предметной области источника информации начинает отличатьс€ от таковой структуры в предметной области системы Ц приемника информации.

“акой процесс принципиально может быть организован в полностью автоматическом режиме, ибо он всегда св€зан с согласованием текущих формализмов в уже имеющейс€ системе и в новой (присущей новому сообщению) предметной области в процедуре —”ќ.

ѕриведем краткий пример из [5]. ƒл€ определенной предметной области (геологи€ пегматитов) были выделены 17 видов отношений R отличающихс€ не только именами, но и формально-логическими свойствами, обеспечивающими производство логических выводов на их основе. »значально и состав отношений и их формально-логические (и эмпирические) свойства были определены на достаточном информационном массиве по оценке проблемным специалистом непротиворечивости получаемых выводов.

–ассмотрим три простые бинарные отношени€ из указанного числа 17 (дл€ другой предметной области их может быть больше или меньше, но в реальности число таких отношений не превышает двадцати дл€ любого ѕќя предикатов, а 6-8 отношений обычно требуетс€ дл€ адекватного отображени€ более 70% ситуаций):

У–еализуетФ R

‘ормально Ц логические свойства: јRј; јR¬ ? ¬Rј;

если јR¬ и ¬R— то јR—.

У¬ключаетФ R¬

‘ормально Ц логические свойства: ј R¬ј; јR¬¬ ? ¬R¬-1ј; јR¬¬ ? ¬R¬ј;

если јR¬¬ и ¬R¬— то јR¬—;

если јR¬¬ и ¬R¬ј то јR¬.

УѕересекаетФ Rѕ

‘ормально Ц логические свойства: неверно, что јRѕј; јRѕ¬ ? ¬Rѕ-1ј;

јRѕ¬ ? ¬Rѕј;

вообще говор€, неверно, что если јRѕ¬, а ¬Rѕ—, то јRѕ—;

если јRѕ¬, то ¬Rƒќј; если јRѕ¬, то јТRƒ¬.

«десь Rƒќ Ц отношение Улокализуетс€ раньшеФ, Rƒ Ц отношение УдислоцируетФ, јТ Ц характеризует деформацию тела, обозначенного термином ј.

— точки зрени€ математической логики приведенное выше можно рассматривать как сумму формально-логических и эмпирических свойств выделенных бинарных отношений. ѕри их анализе становитс€ €сно, что многие из них способны порождать новые отношени€. ѕоэтому ключевым моментом разработки €зыка интеллектуальной системы €вл€етс€ исследование правил преобразовани€ бинарных отношений данных в набор синтагм, составл€ющих информационный массив.

ѕредставл€етс€ логически непродуктивными надежды на достаточность разового выделени€ Учисто математическихФ свойств отношений и эмпирик. »х текущее по времени и объему массива изменение достаточно веро€тно следует из их указанного выше общего свойства порождени€ новых отношений. ѕоэтому мы будем продолжать придерживатьс€ терминологии Улогики с измен€ющимис€ отношени€миФ и Уизменени€ формально-логических и эмпирических правилФ.

ѕри расширении источников поступлени€ информации, что эквивалентно расширению объема предметной области, установленные соглашени€ могут измен€тьс€ за счет вы€влени€ и коррекции тех формально-логических правил, которые начинают давать ошибки логического вывода.

¬ открытой системе с внешним потребителем информации (человеком, например) критерием правильности логических выводов и необходимости их текущих изменений €вл€етс€, естественно, согласие или несогласие потребител€ информации с утверждени€ми, полученными в системе путем логического вывода. ¬ полностью автоматической (интеллектуальной) системе таким критерием может €вл€тьс€ только базовый набор правил проблемной области, нарушение которых по какой-либо причине недопустимо, а все остальные выводы эквивалентны формированию Усобственной точки зрени€Ф интеллектуальной системы.

ѕоследнее как раз и подтверждает, что в некотором, пусть еще и достаточно примитивном смысле, мы начинаем иметь дело с целеустремленной системой, имеющей свой взгл€д на логику проблемной области, т.е. с системой, способной вступать в субъектно Ц объектное взаимодействие.

»так при формировании информационного массива в виде наборов двуместных предикатов, может быть получена достаточно интересна€ система представлени€ естественного €зыка человека в компьютере с Унекоторыми надеждамиФ на сохранение контекстной зависимости после всех преобразований, пригодна€ как дл€ практических выводов, так и дл€ решени€ вопросов автоматического анализа текстов на ѕќя. ƒействительно, предикатное представление ѕќя с механизмом модификации текущих логических формализмов с одной стороны не уничтожает его  « сущности, по крайней мере, в смысле обеспечени€ возможности построени€ множества формальных моделей, соответствующего множеству возможных контекстов{66. ќ реализации контекстно-зависимого €зыка на конечном автомате см. гл. 5.}, а с другой €вл€етс€ подход€щим механизмом разборки записи на ѕќя на термины и отношени€. —ледовательно, мы получаем аппарат построени€ информационной базы в составе базы данных и базы знани€.

“акого рода процесс естественен дл€ любой серьезной информационной системы и не несет никакой интеллектуальной нагрузки до тех пор, пока мы не выведем эту УполовинкуФ интеллекта на уровень интеллектуальной системы —”ќ. ¬от тогда мы получим инженерную возможность автоматической выработки в системе изменений в законах формально-логического вывода под действием входного потока информации на ѕќя, оценки их УглобальнойФ правильности с нашей точки зрени€{67. ≈стественно, что право на ошибку всегда останетс€ за системой, кроме того, и наше право не понимать новые выводы системы останетс€ за нами. »нтеллектуальна€ система может оказатьс€ умнее или глупее нас, но пон€ть мы это сможем, только если не будем пытатьс€ делать систему, принимающую абсолютно правильные выводы за счет владени€ большими массивами данных.}. Ќекоторые подходы к решению этой задачи можно найти в [27].

 


—истемы анализируютс€ с использованием того аппарата,
той степени абстракции, которые допустимы
на данном уровне системной сложностиЕ
ѕо фон Ѕерталанфи

 √лава 4. —ложность открытых систем

ѕрикладна€ теори€ систем Ц это технологи€
обеспечени€ системного подхода к сложным системам.

4.1. Ќеобходимость общей теории

Ќеобходимость изучени€ и развити€ общей теории систем, ее важность дл€ разработки теории »—” достаточно очевидны. Ќе может быть полноценного понимани€ проблем, св€занных с системами управлени€, если не вы€снено их место среди других возможных систем или не определена иерархи€ систем, а, следовательно, и не введены критерии их сравнени€. ћатериал предыдущих глав дает здесь возможность начать рассмотрение этой стороны организации интеллектуальных систем.

ћожно вполне определенно считать, что обща€ теори€ систем начиналась в конце сороковых годов с работ фон Ѕерталанфи. ѕодход к построению такой теории мы будем рассматривать ниже в необходимом объеме под названием обща€ теори€ систем по фон Ѕерталанфи.

 роме того отметим, что в 1959 году в  ейсовском технологическом институте ( ливленд, шт. ќгайо) был создан центр системных исследований, известный по сформированной там общей теории систем, названной по имени его руководител€ теорией по ћ.ћесаровичу.

ќт выбора глобальных соглашений, основных исходных позиций общей теории систем существенно зависит наше понимание проблемы управлени€. “о, что допустимо при модельном замыкании системы неприемлемо при рассмотрении систем открытых. ѕри контекстно-зависимой постановке нам требуетс€ некотора€ друга€ метатеори€ управлени€, включающа€ в себ€ »—”. ƒл€ обоснованного прин€ти€ решений в открытых системах мы должны иметь возможность сравнени€ и иерархического упор€дочени€ систем по важнейшему дл€ управлени€ критерию Ц их отношению к информации. »менно такой вариант общей теории систем нам необходим Ц вариант общей теории систем как теории, обеспечивающей технологию системного подхода к сложным системам.

ѕуть, по которому мы следуем за фон Ѕерталанфи, ведет нас к изучению и сравнению систем, сложность которых определ€етс€ их собственным отношением к информации, а также уровнем сложности €зыка, на котором эти системы представимы и наблюдаемы.

“еори€ систем по ћ.ћесаровичу ведет по испытанному математическому пути создани€ теорий и аппаратов, обеспечивающих моделирование объектов, сложность которых определ€етс€ количеством составных частей и видом их математического описани€.

¬озникновение пон€ти€ »—” указывает не на поиск новых решений по коррекции дл€ традиционных систем управлени€, а на перенос интересов науки и практики на новый класс систем, по своему уровню сложности требующих другого подхода к управлению. Ќам необходимо иметь некоторый конструктивный вариант иерархии систем и их взаимоотношений, чтобы пон€ть, в каких случа€х возможно и целесообразно говорить об интеллектуальности системы, об Уинтеллектуальном управленииФ, а в каких оптимальным €вл€етс€ традиционный подход.

Ќачнем рассмотрение этих вопросов с краткого экскурса в основы общей теории систем и абстрактной теории систем, особо выделив в них положени€, характерные дл€ организационных систем, систем управлени€, управлени€ вообще, управленческой стороны прин€ти€ решений.

»з предшествующих публикаций здесь надо указать известную монографию У—истемы и руководствоФ{68. ”достоена литературной премии фонда ƒж. √амильтона за 1965 г., как выдающа€с€ книга по вопросам административного руководства.} [19]. Ќе менее важным материалом надо считать и монографию Уѕрикладна€ обща€ теори€ системФ [22], в которой термин прикладна€ понимаетс€ как методологи€ обеспечени€ системного подхода к сложным системам.

4.2. ƒве общие теории систем

»так, фактически существуют два подхода, две общие теории систем (ќ“—) - по ћ.ћесаровичу [20] и по фон Ѕерталанфи [21]. ѕерва€ из них изначально ориентирована на создание теоретического фундамента Участных теорийФ и развиваетс€ в сторону систем с характеристиками интеллектуальности за счет рассмотрени€ кибернетики как собирательного направлени€, моделирующего живое в машине. ¬тора€ €вл€етс€ программой исследований незамкнутых систем, направленной на поиск методов доказательства существовани€ определенных черт живого в системах, начина€ с некоторого уровн€ их системной сложности{69. ћы усиливаем эту постановку данным ранее определением интеллекта как процесса, как об€зательного атрибута систем выше некоторого уровн€ системной сложности.}.

—огласно ћ.ћесаровичу ќ“— должна быть настолько общей, чтобы могла охватить многие уже существующие теории, касающиес€ в том или ином разрезе теории систем.  ак частные случаи из ќ“— должны выводитьс€, например, теори€ динамических систем, теори€ конечных автоматов, теори€ алгоритмов и т.д. ѕри этом научные основани€ ќ“— должны быть настолько фундаментальны, чтобы ее выводы имели практическую ценность при изучении конкретных систем, встречающихс€ в жизни.

“ермин Уобща€Ф здесь означает, что ќ“— имеет дедуктивный характер и объедин€ет другие теории Ц те, которые изучают системы в целом, и те, которые рассматривают поведение систем (теорию управлени€, адаптации, самоорганизации и т.п.). »спользуемые в ќ“— уровни абстрактного описани€ систем используютс€ как разъ€снение термина УсистемаФ.

ƒл€ этого предлагаетс€ использование наиболее абстрактных областей математики: теории множеств, общей топологии, абстрактной алгебры и т.д. “ермин Утеори€Ф по ћ.ћесаровичу определ€етс€ в духе работ по математической логике и основани€м математики, в которых дл€ его введени€ предварительно даетс€ пон€тие о классе элементарных высказываний Ц . “огда Утеори€Ф определ€етс€ как подкласс высказываний, которые считаютс€ истинными.

ќтметим, что дл€ ќ“— полагаетс€ возможным установить истинность высказывани€ либо экспериментально, либо на основании некоторого набора аксиом. Ќо, несмотр€ даже на такое допущение, ее прикладной вариант пока не создан, да и вр€д ли возможен, ибо ќ“— по ћ.ћесаровичу Ц сугубо теоретический аппарат дл€ создани€ теорий.

—огласно работам фон Ѕерталанфи, ќ“— представл€етс€ как теори€ описани€ любых систем, где на первом месте стоит иерархическа€ классификаци€ систем и далее, каждый уровень иерархии анализируетс€ с использованием того аппарата, той степени абстракции, которые допустимы на данном уровне системной сложности дл€ достижени€ конкретной цели текущего исследовани€.

Ќадо признать, что конкретно такой формулировки у фон Ѕерталанфи нет, это обобщенное понимание выдвинутых им и его последовател€ми положений, на которых удобно конструктивно базировать теорию »—”.

ѕо фон Ѕерталанфи в научном анализе систем выдел€ют три этапа. —огласно этой градации, на первом этапе в науке рассматриваетс€ Уорганизованна€ простотаФ (механика), на втором Ц Убеспор€дочна€ сложностьФ (статистическа€ физика), на третьем Ц Уорганизованна€ сложностьФ{70. Ёто, возможно, первое, правда косвенное, разделение систем по их отношению к информации.  онечно, формулировки сегодн€ представл€етс€ архаическими, но в те годы просто ничего другого под руками не было. «десь, по нашему мнению, произошла та же истори€, как и с трудами Ќ.¬инера Ц новые мысли о главенствовании собственного отношени€ систем к информации дл€ создани€ их иерархии уже есть, а терминологи€ употребл€етс€ стара€. »менно поэтому, чтобы не попасть в ту же ловушку, мы начали книгу с уточнени€ объемов пон€тий сложившейс€ терминологии.}. ‘он Ѕерталанфи включал в теоретический аппарат ќ“— теорию информации, теорию игр и вообще все УоколоинформационныеФ теории своего времени.

ћожно предположить, что пересечение ќ“— по фон Ѕерталанфи и по ћ.ћесаровичу на уровне включенных в них теорий (которые первый рассматривал в их Уеще не вполне сформированномФ информационном смысле, а второй Ц в чисто математическом), объединенных потом Увсе€днойФ кибернетикой, внесло в р€ды исследователей путаницу и непонимание существенно разных концепций этих вариантов ќ“—.

¬ конечном итоге общими усили€ми разных групп ученых были сформированы две трактовки дл€ ќ“—. ѕерва€ из них именуетс€ Уќ“— в широком смыслеФ и охватывает собой все необходимые и возможные дисциплины, имеющие отношение к анализу и синтезу систем. ¬тора€ трактовка Уќ“— в узком пониманииФ в известной степени обобщает различные подходы к ќ“—. ќна получила название Уабстрактной теории системФ (ј“—).

ј“— по ћ.ћесаровичу ориентирует нас на абстрагирование дл€ моделировани€ систем с характеристиками интеллектуальности на уровне аппарата кибернетики, как известно, направленного на обеспечение моделировани€ живого в машине, на использование Уподход€щегоФ уровн€ абстракции.

ј“— по фон Ѕерталанфи ориентирует нас не на Уподход€щийФ дл€ данного исследовани€ уровень абстракции, а на использование дл€ представлени€ и изучени€ системы €зыка, обеспечивающего ее максимальную наблюдаемость. » хот€ фон Ѕерталанфи в свое врем€ мог включить в математический аппарат теории только методы кибернетики, ничто не мешает нам сегодн€ расширить их р€дом дополнений и соглашений, необходимых дл€ создани€ и изучени€ интеллектуальных систем.

¬ообще говор€, из подхода, предложенного фон Ѕерталанфи, не вытекает €вных указаний о необходимости создани€ моделей систем. ѕоддержива€ такой подход, мы постараемс€ показать далее возможность и целесообразность организации в некоторых случа€х работы непосредственно с самой системой типа Уорганизованна€ сложностьФ без создани€ той или иной ее модели.

»сход€ из сказанного, можно видеть, что трактовка ќ“— по фон Ѕерталанфи дает, в конечном итоге, некоторый реальный простор дл€ создани€ прикладной теории, св€занной с интеллектуальным аспектом управлени€, понимаемым как атрибут системы высокого уровн€ организации.

4.3. »ерархи€ систем

Mineralia sunt, vegetabilia vivunt et crescunt, animalia vivunt, crescunt et sentiunt.
{71. ћинералы существуют, растени€ живут и растут, животные живут, растут и чувствуют (лат.)  .Ћинней. ћы предлагаем читател€м самосто€тельно продолжить это высказывание в обе стороны.}

Ќад прикладным развитием пон€тий ќ“— по фон Ѕерталанфи успешно работал  .Ѕоулдинг [23]. ≈го важнейшей заслугой €вл€етс€ формирование некоторой условной пор€дковой шкалы сложности систем, на которую они проецируютс€ по признаку их отношени€ к потокам входной информации.

¬ сокращенном виде эта шкала (классификаци€) представл€лась  .Ѕоулдингу следующим образом (комментарий в примечани€х наш Ц авт.):

1. ѕервый уровень - уровень статической структуры. ќн мог бы называтьс€ уровнем УоснованийФ или УостововФ. ќписание этой структуры служит началом систематизированных теоретических знаний, так как невозможно создать точную функциональную или динамическую теорию, не име€ достоверного описани€ статических взаимоотношений{72. Ёто уровень статических систем, существование которых не предопредел€етс€ потоками информации.}.

2. ¬торой уровень иерархии систем представл€ет собой уровень простой динамической системы с предопределенными, об€зательными движени€ми. ќн может быть назван уровнем Учасового механизмаФ. Ѕольша€ часть теоретических положений в физике, химии и р€де других наук относ€тс€ к этой категории{73. Ёто уровень динамических систем, существование которых не св€зано с переработкой потоков информации.}.

3. “ретьим €вл€етс€ уровень механизма управлени€ или, другими словами, системы с управл€емыми циклами обратной св€зи, причем его можно назвать уровнем УтермостатаФ.

ќн отличаетс€ от простой системы устойчивого равновеси€ главным образом тем свойством, что передача и анализ информации составл€ют существенную часть системы{74. Ёто простейший из всех уровней систем, существующих в мире, где информационные потоки и их переработка могут вли€ть на систему.}.

4. „етвертый уровень Ц Уоткрыта€ системаФ, самосохран€юща€с€ структура{75. ѕодчеркиваем, что первое упоминание в классификации  .Ѕоулдинга самосохран€ющейс€ структуры, как характеристики, св€занной с информацией, относитс€ к УнадкибернетическомуФ уровню.}. Ётот уровень, на котором живое начинает отличатьс€ от неживого, может быть назван уровнем УклеткиФ{76. Ёто уровень зарождени€ собственного отношени€ системы к вход€щей информации, уровень промежуточный между пассивной и активной реакцией на входную информацию.}.

5. ѕ€тый уровень можно назвать Угенетически-общественнымФ или уровнем Урастени€Ф{77. «десь речь идет о специфической форме реакции на возмущающую информацию, присущую миру растений и св€занную, например, с известными степен€ми приспособл€емости и другими реакци€ми на внешние воздействи€.}.

6. ѕо мере движени€ в этой иерархии вверх постепенно достигаем нового уровн€ - уровн€ УживотныхФ, который характеризуетс€ наличием подвижности, целенаправленным поведением и осведомленностью. «десь развиты специализированные приемники информации (глаза, уши и т.д.), что приводит к значительному увеличению потока входной информации; кроме того, имеютс€ развитые нервные системы, в конечном итоге привод€щие к по€влению мозга, который формирует из воспринимаемой информации основные черты €влени€, или УобразФ.

„ем выше организаци€ индивидуума, тем заметнее становитс€ то, что его поведение не €вл€етс€ простым ответом на какое-то воздействие, а определ€етс€ УобразомФ, или структурой знани€, или окружающей обстановкой в целом... “рудности предсказани€ поведени€ этих систем возрастают из-за того, что между воздействием и реакцией на него вклиниваетс€ образ.

7. —ледующий уровень рассматривает отдельного человека как систему и называетс€ УчеловеческийФ.  роме всех или почти всех характеристик УживотныхФ систем человек обладает самосознанием, которое отличает его от простой осведомленности животного. „еловеческое воображение помимо того, что оно сложнее, чем у высших животных, обладает свойством самоотражени€ - человек не только знает, но и осознает, что он знает. Ёто свойство тесно св€зано с €влени€ми €зыка и с использованием символов{78. ‘актически это указание не столько на существенность абстрагировани€, сколько на уровень €зыка. —ущественно больший уровень контекстной зависимости €зыка человека в сравнении, например, с €зыком животных, €вл€етс€ одной из тех причин, по которой УинтеллектуальностьФ считаетс€ атрибутом, прежде всего, именно человека.}.

8. ќбщественные (социальные) институты составл€ют следующий уровень организации...{79. »менно к этому уровню относитс€ подавл€ющее число систем, организующих научно-производственную и общественную де€тельность, т.е. систем, организующих существование предыдущих уровней, и без которых существование субъектов как информационно - организованного сообщества было бы невозможно. ѕоложение этого уровн€ в иерархии систем по  .Ѕоулдингу диктовалось, скорее всего, предположением о том, что система, составленна€ из объектов определенного уровн€, будет в системном смысле сложнее.  ак мы увидим в части III, верно обратное. Ќо здесь, исход€ из исторической ценности иерархии, мы оставл€ем его в авторском изложении, ориентирующим нас не столько на научно-производственную де€тельность, сколько по выражению автора на Утонкий символизм искусства, музыку и поэзию, сложную гамму человеческих эмоцийФ.}

9. „тобы завершить построение иерархии систем, необходимо добавить последний уровень - трансцендентные системы. —уществует конечное и абсолютное, неизбежное и непознаваемое, про€вл€ющее определенную структуру и взаимосв€зь. Ѕудет печальным тот день дл€ человечества, когда никто не сможет задать вопросов, на которые не существует никаких ответов{80. ƒев€тый уровень систем - трансцендентные системы - интересен дл€ прикладной теории »—” тем, что он указывает на возможность существовани€ некоторого еще более сложного класса систем в том случае, если правомочно утверждение о возможности полного отрыва информации от физического носител€.

 ак писали раньше, нет непознаваемых систем, есть непознанные. —егодн€ мы можем себе позволить говорить об ограниченной наблюдаемости системы одного уровн€ с другого, в том числе, в некоторых случа€х, возможно, и практической не наблюдаемости систем старшего уровн€ с уровн€ системно более простого (как, впрочем, и наоборот). ќ подобных ситуаци€х говорит нам и введенный  .Ѕоулдингом уровень трансцендентных систем{81. Ќе менее интересен в этом смысле и барьер между кибернетическим и надкибернетическими уровн€ми. ≈сли возможно его преодоление с использованием технической элементной базы, то может быть можно (скажем, по аналогии) преодолеть и барьер трансцендентности?}.

 онечно, современный исследователь отметит необходимость некоторой модернизации этой классификации (по логике построени€ должен быть введен уровень УвирусовФ, возможны и другие аналогичные замечани€). “ем не менее, основной успех и ценность предложенной иерархии заключаютс€ в указании  .Ѕоулдингом линейного среза, характеризующего важнейшие моменты развити€ систем без построени€ многомерной модели их классификации. “ем самым даетс€ простое объ€снение взаимосв€зи систем без сложных дл€ начального воспри€ти€ подробностей, но обеспечивающее достаточную обоснованность дальнейших построений, базу, на основании которой можно строить прикладные теории.

ƒл€ прикладной теории »—” в классификации  .Ѕоулдинга основным моментом €вл€етс€ фактическое указание о необходимости упор€дочени€ систем по смыслу обработки характеризующих их входных информационных потоков, т.е. по уровн€м воспри€ти€, переработки и выдачи информации во внешний мир, а, следовательно, и по некоторой качественной оценке возможности обработки информации дл€ каждого уровн€.

¬ теории »—” не имеет значени€, какой уровень сложности систем мы признаем Упервым из обладающих интеллектуальностьюФ, системе какого уровн€ впервые припишем наличие интеллектуальности, как атрибута системы{82. “еори€ »—” не вводит пон€ти€ степени контекстной зависимости €зыка, превышение которой ведет к по€влению УинтеллектуальностиФ. Ёто проблемы методологические, включающие в себ€ и разбор пон€ти€ Уактивности познани€Ф и другие аналогичные. —егодн€ мы не считаем целесообразным вводить их в состав информационной науки, хот€ уже достаточно €сно, что они требуют дл€ своего разрешени€ как минимум ее привлечени€.}. ¬ажен лишь факт постепенного внутри уровн€ и скачкообразного между уровн€ми качественного изменени€ смысла воспри€ти€ и обработки информации, перехода от сигнального и контекстно-свободного к структурному и контекстно-зависимому анализу информации.  ак следует из классификации  .Ѕоулдинга, такие уровни целесообразно рассматривать и как отдельные виды систем и как их симбиозы.

¬ажнейшим моментом €вл€етс€ выделение в иерархии систем более сложного уровн€ нежели третий Ц УкибернетическийФ, дл€ отдельного рассмотрени€ по параметру невозможности нахождени€ дл€ них строгого математического описани€. ƒалее они будут упоминатьс€ не только под собирательным названием УнадкибернетическиеФ, но и, как это прин€то в работах фон Ѕерталанфи,  .Ѕоулдинга, ƒж.ћиллера и р€да других ученых, под собирательным названием Уживые системыФ.

 лассификаци€  .Ѕоулдинга указывает на процесс непрерывного повышени€ значимости информационной составл€ющей по мере роста организационной и поведенческой сложности систем вплоть до трансцендентного уровн€.

¬ конечном счете, информаци€ сама становитс€ системой, начинает довлеть над системами низших уровней и, в некотором смысле, Уинформаци€ начинает существовать самосто€тельноФ. Ќо это уже предмет рассмотрени€ части III.

4.4. Ќова€ парадигма управлени€

Omnia non pariter rerum sunt omnibus apta.
{83. Ќе все одинаково пригодно дл€ всех (лат.).}

ѕрикладна€ теори€ »—” €вл€етс€ теорией, рассматривающей проблемы управлени€ дл€ систем всех уровней, св€занных с пон€тием интеллектуальности как способности в той или иной мере самосто€тельно принимать, обрабатывать и выдавать во внешний мир информацию.

ѕрежде всего, здесь необходимо отметить факт всеобщего использовани€ управлени€ на основе сигнала обратной св€зи так сказать Упо умолчаниюФ{84. —уществование пон€ти€ управлени€ в разомкнутых системах не мен€ет этот факт.}. »стоки этого умолчани€ лежат, по-видимому, в аналитико-механистическом воспри€тии мира. “ем не менее, системный взгл€д привел р€д авторов и к другой точке зрени€ на обратную св€зь, о которой мы будем еще говорить ниже.

 онечно, дл€ большинства специалистов технических направлений вполне естественна традиционна€ ориентаци€ на сигнальное или, как его еще люб€т называть Ц Уоператорно-структурноеФ управление. ѕрофессионально они подготовлены только к работе с системами технической ориентации Ц кибернетическими.  ак инструментально вполне развитые и обладающие собственной элементной базой, эти системы дл€ указанных специалистов станов€тс€ самодовлеющими, что ведет к попыткам моделировани€ такими системами систем любого уровн€ сложности на основе сигнальной парадигмы управлени€.

Ќапротив, науки изучающие системы уровней по  .Ѕоулдингу более высоких (и сами €вл€ющиес€ при этом системами не менее высокого уровн€), не имеют ни собственного механизма построени€ моделей (вернее, не имеют механизма работы с открытыми системами), ни собственной элементной базы, что и €вл€етс€ причиной их незаслуженной подчиненности примитивным относительно них системам, организованным на уровне обратной св€зи.

» сколько бы эти науки не пытались использовать вместо чистой математики более подход€щие дл€ них лингвистические аппараты, общий механизм работы с информацией дл€ них остаетс€ прежним Ц базирование на аксиоматическом фундаменте моделировани€ систем своей области знани€ на уровне кибернетического подхода.

ќтметим, что достижимый уровень развити€ каждой группы наук, кроме всех прочих необходимых характеристик и особенностей, определ€етс€ примен€емой в них Умашиной производства выводовФ, Умашиной управлени€Ф.

ѕрежде всего, это классические машины фон Ќеймановской архитектуры Ц конечные автоматы разных модификаций. Ётой архитектурой обслуживаютс€ сегодн€ все науки. ≈е предельные возможности накладывают существенные ограничени€ на процесс познани€ (см. гл. 5).

»менно поэтому в разных ключах став€тс€ вопросы разработки машин, управл€емых данными, т.е. машин, ориентированных на €зыковое представление информации. Ќо, как следует из наших построений, требуетс€ уже машина, управл€ема€ данными и отношени€ми, т.е. машина дл€ контекстно-зависимых сообщений (подробнее см. гл. 6 и 15).

¬ первом случае мы имеем управление как результат Уоптимизированного информационного поискаФ, цель которого Ц выработка управл€ющего решени€, т.е. ответного сообщени€ на основе анализа структуры данных, заложенной в машину при проектировании информационной системы, и еЄ текущего наполнени€.

¬о втором случае управление структурно-динамическое, цель которого Ц формирование некоторой Уструктуры знани€Ф, переменной во времени именованной структуры св€зей, организаци€ Уинформационного резонансаФ (см. часть III). —обственно выработка того или иного решени€ €вл€етс€ задачей важнейшей, но вторичной, производной от основной задачи системы Ц Убыть в курсе всех изменений и в посто€нной готовности к воспри€тию смысла запроса или сообщени€ по результатам предыдущей информационной посылкиФ.

ƒалее семантика накопленной информации уже обеспечит в нужный момент выработку структуры св€зей, могущей служить дл€ преобразовани€ в любые мыслимые действи€: организационные, правовые, судебные, личностные, моральные, чем, собственно говор€, и определ€етс€ интеллектуальное управление в нашей текущей инженерной постановке. »менно текущей, потому, что на еЄ пон€тийной базе мы будем в част€х III и IV рассматривать другие более совершенные подходы к работе с информацией.

ј пока, если говорить строго, в текущей постановке теори€ »—” занимаетс€ формированием Уиндивидуального алгоритмаФ прин€ти€ каждого конкретного решени€. ќсталось только договоритьс€, можно ли считать алгоритмом (вспомните его исходное определение) индивидуальную процедуру выработки каждого отдельного решени€?

¬веденное в гл. 2 пон€тие информационной базы в составе базы данных и базы знани€ €вл€етс€ исключительно конструктивным. — одной стороны оно дает нам возможность построени€ функциональной схемы »—” на основе достаточного количества пар таких баз разного целевого назначени€, но, самое главное, оно обеспечивает возможность формировани€ новой парадигмы управлени€ и ее инженерной реализации.

У лассическа€Ф парадигма управлени€ происходит от пон€ти€ управл€ющего сигнала, выражаемого в аналоговой или цифровой форме, контрол€ достигнутого результата управлени€ и его коррекции за счет изменени€ передаточных характеристик системы управлени€ с обратной св€зью.

»сторически указанна€ парадигма управлени€ происходит от подходов и математических аппаратов, св€занных с теорией сигналов. ќна использовалась, конечно, с древнейших времен, но окончательно сформировалась в годы царствовани€ кибернетики как Уобслуживающего аппарата дл€ всех наукФ, котора€ в таком варианте и не претендовала ни на что, кроме моделировани€ сложных систем методами прикладной математики.

“акого рода парадигма естественна и допустима дл€ систем, сложность которых допускает их кибернетическое представление или моделирование. ѕри этом предполагаетс€, что в некоторой области допустимого управлени€ передаточные функции системы обладают, по крайней мере, непрерывностью, т.е. утверждаетс€, что в каждом конкретном случае имеет управл€ющий смысл пон€тие Уотклонени€ величины выходного сигналаФ.

—охранение этой парадигмы дл€ системно-сложных объектов автоматически сводит нас к уровню кибернетической модели, что влечет за собой бессмысленность любых попыток организации управлени€ на контекстно-зависимых €зыках Ц тер€етс€ смысл контекстно-зависимого управлени€.

—истемный взгл€д указывает нам на другую парадигму управлени€. ќна происходит от пон€ти€ управлени€ за счет анализа семантики изменени€ отношений между данными (контекстной св€зи данных) и выработки этих изменений в процедуре согласовани€ структуры объекта и субъекта в интеллектуальной системе. —оответственно, будем называть ее парадигмой согласовани€ св€зей данных или парадигмой управлени€ на контекстах. ѕри желании ее можно называть парадигмой структурного управлени€, где структура беретс€ не из операторов, а из самой системы. »менно эта парадигма обслуживает все построени€ теории »—”.

Ќо фундаментальное отличие указанных парадигм заключаетс€ отнюдь не только в способах выработки конечного сигнала (через структуру операторов, передаточную функцию или через собственную структуру системы и осмысление через накопленный образ{85. ≈сли бы не принципиально разные €зыки, требующиес€ дл€ реализации управлени€ в указанных парадигмах, то можно было бы утверждать, что первый способ €вл€етс€ частным случаем второго, случаем Упустой структуры накопленного знани€Ф или замены этого знани€ сложной функциональной св€зью.}), но и в замкнутости первой и системной открытости второй.

”кажем здесь и в дальнейшем повторим еще не раз: в открытой системе существует не менее трех УуправленийФ:

¬се эти управлени€ реализуютс€ однотипно на основе парадигмы согласовани€ св€зей данных и в полной логической схеме мы должны предусматривать соответственно три цикла, три процедуры —”ќ, соответствующие особенност€м и смыслу указанных управлений.

—амое сложное и опасное дл€ существовани€ системы внешнее управление всегда должно восприниматьс€ через сравнение имеющейс€ структуры св€зей данных с той, котора€ должна будет возникнуть при положительной реакции на управление. —мысл —”ќ здесь про€витс€ в осмыслении конечной структуры с точки зрени€ Увоспри€ти€ через накопленный образФ и производстве логических выводов из возможных последствий предложенной реструктуризации данных, т.е. про€витс€ в осмыслении УпредлагаемогоФ управлени€{86. ≈сли ¬ы хотите построить УинтеллектуальнуюФ систему, готовую исполн€ть ¬аши самоубийственные дл€ нее приказы, то давайте хоть не будем называть ее интеллектуальной. ¬ природе, правда, встречаютс€ такие ситуации. Ќапример, самка богомола откусывает голову самца после оплодотворени€. ћожно, конечно, посчитать их не интеллектуальной, а кибернетической системой, разобратьс€, кто кому приказ отдает, подыскать другие примеры или промоделировать этот. ƒавайте дл€ начала займемс€ чем-нибудь не столь экзотическим и оставим рассмотрение таких подробностей дл€ военных, террористов и богомолов. ƒалее нам встрет€тс€ и другие Упроблемы смысла создани€Ф интеллектуальных систем.}.

ќбратна€ св€зь, как способ коррекции передаточной характеристики, здесь не существует. (Ќекоторые ученые [35] уже давно отмечали ограниченность систем управлени€ с обратной св€зью как формы управлени€). ≈е место занимает структура данных и аппарат согласовани€ структур данных дл€ выработки удовлетворительных соглашений между объектом и субъектом.  ак будет показано далее, этот процесс не рекурсивен и, возможно, не рекурсивен даже частично.

»з сказанного следует принципиально важный вывод об иных механизмах управлени€ в системно-сложных ситуаци€х и ограничении возможности моделировани€ таких ситуаций не только по несоответствию €зыков их описани€, но и по механизму управлени€. Ёто значит, что, моделиру€ сложный объект с помощью —ј” с коррекцией, мы допускаем ограничение его наблюдаемости не только возможност€ми его представлени€, но и принципиальной заменой механизма прин€ти€ управл€ющих решений.

ћожно предположить, что при сведении сложной системы к ее кибернетической модели исходна€, возможно разрывна€ в каждой точке Уконтекстна€ передаточна€ функци€Ф такой системы замен€етс€ Усущественно гладкой сигнальнойФ, со всеми вытекающими отсюда печальными последстви€ми.

4.5. √омеокинетическое плато интеллектуальной системы

 ак известно, посто€нства устойчивого состо€ни€ замкнутой системы можно достичь, если использовать отрицательную обратную св€зь. ¬ св€зи с ориентацией нашего материала на открытые системы, необходимо учесть следующее.

¬се системы высокого уровн€ сложности существуют как процессы. ƒл€ них уже нельз€ пренебречь временным фактором их существовани€ (кроме некоторых методологически обоснованных случаев анализа частных подробностей), ибо они в каждый момент наход€тс€ в состо€нии неравновеси€ Ц гомеокинеза. ƒл€ таких систем существует только состо€ние динамического равновеси€, к которому они стремитс€, но в котором никогда не могут Устатически зафиксироватьс€Ф.

¬ термодинамической кибернетике считаетс€, что процессы обработки информации, как и процессы ввода энергии в систему, имеют своей целью остановить тенденцию перехода системы в состо€ние с большей энтропией. Ёти процессы можно рассматривать как попытки системы достичь состо€ни€ равновеси€ и сохранить его, т.е. пребывать в пределах Уинформационного гомеокинетического платоФ. «а подробност€ми такого рассмотрени€ в термодинамическом предположении энтропийно-негэнтропийного баланса можно обратитьс€ к [22], мы же рассматриваем известное пон€тие гомеокинетического плато в прив€зке к интеллектуальному управлению, к процессу —”ќ.

Ќа рис. 4.1 приводитс€ иллюстративное изображение такого плато Ув пространстве его существовани€Ф. —разу оговоримс€ Ц именно иллюстративное, ибо рисунок в своей основе заимствован из УсигнальногоФ подхода, а иллюстрирует подход УструктурныйФ.

 wpe232.jpg (24139 bytes)

–ис. 4.1. √омеокинетическое плато.

 ≈сли в сигнальном варианте мы имеем некоторые количественные оценки и, соответственно, какую-то метрику пространства существовани€ гомеокинетического плато, то, в нашем случае, структурные преобразовани€ в базе требуют только топологического пространства, что Уближе к ѕриродеФ, но не иллюстрируемо в метрике. “ем не менее, мы ожидаем от этой иллюстрации некоторой пользы дл€ по€снени€ излагаемого материала.

»так, по горизонтали мы откладываем УвеличинуФ суммарного управл€ющего воздействи€ на интеллектуальную систему, складывающегос€ из рассогласовани€ структур Узнание - данныеФ в объекте и субъекте, вносимого внешними как управл€ющими, так и возмущающими информационными потоками. ѕо вертикали откладываетс€ аналогична€ УвеличинаФ дл€ внутреннего управлени€ состо€нием системы в допустимых пределах на каждой точке плато. ¬ результате плато €вл€етс€ не линией, а некоторой УполосойФ, множеством состо€ний, в котором может существовать система.

¬ сравнении с системой стабилизации, плато ј1, ј2, ¬1, ¬2 определ€ет диапазон возможного изменени€ состо€ни€ системы без ее разрушени€ при суммарном входном воздействии. ¬ сравнении с резонансной системой указанное плато Ц некоторый показатель, определ€ющий ее полосовые характеристики.

—лева от ¬1 находитс€ область развала системы при потере ею Унакопленного опытаФ Ц классический случай деструкции, как потери нормальной структуры. —права от ¬2 находитс€ область, которую проще всего сравнить с ситуацией перерегулировани€, т.е. случаем, когда изменение структуры настолько велики, что это ведет к практической потере имевшегос€ УобликаФ или УобразаФ системы.

ƒиапазон ј12 в каком-то смысле может быть по€снен как участок стабилизации с соответствующими последстви€ми выхода из него при некоторых непредусмотренных Узначени€хФ внутреннего управлени€. ƒл€ интеллектуальной системы диапазон ј12 Ц область УжизниФ, область Упон€тной, относительно цели существовани€, трактовки или реакции на изменение структуры св€зейФ.

ƒл€ системы в структуре —”ќ гомеокинетическое плато существует как совокупность плато субъекта и объекта, стрем€щихс€ к УсогласованномуФ существованию, как область, где достижимо согласование структур субъекта и объекта. ≈сли же каждую информационную составл€ющую рассматривать как отдельное управл€ющее воздействие, то речь может идти о множестве гомеокинетических плато, характеризующих каждую сложную систему. “акого рода анализ необходим при постановке задачи исследовани€ устойчивости системы под воздействием различных информационных возмущений.

Уќбобщенное интеллектуальное управлениеФ может быть, таким образом, определено через две его задачи:

ѕерва€ задача в своей постановке (но не реализации!) €вл€етс€ эквивалентом классической схемы управлени€ с обратной св€зью дл€ сложных систем при замене сигнальной парадигмы управлени€ структурной. ≈е решение полезно дл€ обеспечени€ текущей внутренней реструктуризации системы, реализаци€ которой удерживает систему на гомеокинетическом плато. ¬ отличие от систем с обратной св€зью, здесь Усосто€ние равновеси€Ф удерживаетс€ не превалированием обратной св€зи над положительной, а отклонением структур объекта и субъекта не более чем в некотором диапазоне рассогласовани€, допускающем их сопоставление и взаимную реструктуризацию.

¬тора€ задача, в принципе €сна€ на постановочном уровне, ведет нас к пон€тию метаструктуры, обобщающей возможное разнообразие структур данных некоторого множества систем. ≈е рассмотрение €вл€етс€ важным направлением научного поиска и может быть рекомендовано дл€ глубокой проработки на основе материалов третьей части книги.

— пон€тием гомеокинетического плато в контексте интеллектуальных систем управлени€ тесно св€зана иде€ о том, что дл€ каждой системы существует оптимальное дозирование управл€ющих воздействий. Ёто означает, что ни одна система не в состо€нии прин€ть информацию в структуре, измен€ющей уже имеющуюс€ более чем в некотором УпределеФ. »менно с помощью такого дозировани€ система удерживаетс€ в Уизмен€ющейс€ области устойчивостиФ.

Ќедостаточное управление может вывести систему в нестабильное состо€ние по причине Усрыва динамики ее существовани€Ф. ¬ случае недостаточного управлени€ мы находимс€ как бы в области действи€ Уположительной обратной св€зиФ, могущей привести систему к полному разрушению. ¬ведение же в систему чрезмерных управл€ющих воздействий подавл€ет смысл интеллектуального управлени€, ведет к насильственной перестройке структур без процесса их осмыслени€.

¬полне реальна€ возможность определени€ границ устойчивости при работе с интеллектуальными базами (см. гл. 5) позвол€ет, при определении интеллектуального управлени€ прин€том в теории »—”, использовать эти границы дл€ обеспечени€ необходимого вмешательства с целью поддержани€ существовани€ системы.

Ќапомним, что здесь речь идет о структурной парадигме управлени€, т.е. об управлении, св€занном с изменением и преобразованием структуры интеллектуальной базы в цикле —”ќ. √омеокинетическое плато здесь про€вл€етс€ как область малых рассогласований и преобразований структур. ясно, что Удопустимое управлениеФ сводитс€ к постепенному изменению системы в пределах существующего плато, а Уоптимальное по быстродействиюФ Ц к радикальному переводу систему в другое структурное состо€ние, т.е. на другое гомеокинетическое плато. ќтсюда становитс€ пон€тным и подход к определению устойчивости сложной системы как прогнозирование ее реакции на попытку кардинального изменени€ ее структуры Ц образа (модели), накопленного за врем€ ее существовани€{87. ¬ принципе, по материалам этого раздела можно написать отдельную книгу, но мы оставл€ем пока все в данном объеме по€снений, рекоменду€ только возвратитьс€ к этому материалу после прочтени€ части III.}.

4.6. ќбобщенна€ функциональна€ структура »—”

–ассмотрим некоторые возможности реализации рассмотренных выше положений. ѕриведенный выше логический уровень представлени€ информационной базы (рис. 2.3) €вл€етс€ основным блоком дл€ построени€ »—”, состо€щей, в основном из множества таких блоков, имеющих разное предназначение и взаимодействующих друг с другом и с разными информационными потоками (рис. 4.2).

wpe233.jpg (25035 bytes)

ƒл€ иллюстрации организации такого рода информационных баз в интеллектуальные и их взаимодействи€ в процессе —”ќ приведем рис. 4.3.

Ёта логическа€ схема организации отдельной интеллектуальной базы, соответствующей тому или иному виду управлени€. “акого рода организаци€ субъектно-объектного взаимодействи€ €вл€етс€ типовой и дл€ каждой из выделенных задач управлени€, и дл€ каждой Успециализированной интеллектуальной задачиФ, котора€ может иметь смысл в реализации конкретной системы. ѕри рассмотрении схемы, представленной на рис. 4.3 как обобщени€ рис. 2.3 и 4.2, дополнительный комментарий, по-видимому, не требуетс€.

ќбобщенное же логическое функциональное представление »—” описываетс€ более сложной схемой. –ассмотрим это представление (рис. 4.4) на основе приведенных выше технических и организационных решений.

Ќачнем с того, что в »—” должна быть система ввода и оценки информационных потоков дл€ обеспечени€ воспри€ти€ внешних управл€ющих сообщений и сообщений внешнего мира (тех сообщений из потоков, не включенных в поток управл€ющих сообщений, которые »—” Унаучилась воспринимать как осмысленныеФ по мере накоплени€ опыта Ц внешне Упосторонних св€зей и подробностей, относительно предмета ее существовани€Ф).

У¬ыходным потоком информацииФ мы должны считать конечное состо€ние св€зей данных, установившеес€ в интеллектуальной базе после всех структурных согласований и преобразований Ц структурной реакции на все рассмотренные виды управл€ющих воздействий. “ак как интеллект суть процесс, то это означает, что структуры объекта в каждый момент времени €вл€ютс€ Увыходным сигналомФ, т.е. структурной готовностью к обработке следующей или текущей информационной посылки. ѕри этом в действительно интеллектуальной системе, а не в системе Ц самоубийце, приоритет всегда отдаетс€ внутреннему управлению, поддержанию стабильности структуры как таковой{88. ≈ще раз напоминаем: в автоматической системе, какой только и может €вл€тьс€ »—”, задача стабилизации достигнутого состо€ни€ €вл€етс€ задачей, первичной и Уподавл€емойФ задачей внешнего управлени€. —вобода воли интеллектуальной системы здесь предопредел€етс€ реакцией через накопленный образ, т.е. возможностью отказа от исполнени€ внешнего управлени€ или неадекватной, с точки зрени€ Ууправител€Ф, реакцией на такое управление}.

wpe234.jpg (24942 bytes)

–ис. 4.3. ќрганизаци€ субъектно-объектного взаимодействи€.

¬опрос же самоструктуризации и развити€ возможностей существовани€ системы на этой основе целесообразно обсуждать только с использованием материалов части III.

»—” должна состо€ть не менее чем из трех интеллектуальных баз вида, представленного на рис. 4.3, соответствующих субъекту, объекту и внешнему миру, причем кажда€ из них в структуре УсдвоеннойФ информационной базы (рис. 2.3), что соответствует концепции интеллектуального управлени€.

Ётот момент требует следующего по€снени€. ќбща€ иллюстративна€ схема —”ќ при реализации управлени€ под указанными выше Утрем€ управлени€миФ внешне претерпевает значительные изменени€. “ри сдвоенные информационные базы возникают следующим образом.

—убъект, прин€в информацию от внешнего управител€ незамедлительно перестраивает все свои св€зи. ƒабы »—” продолжила после этого свое существование во Увторой половинеФ субъекта осуществл€етс€ сравнительный анализ имевшейс€ и новой структуры дл€ определени€ сохранени€ устойчивости »—”, если она согласитс€ на такое управление.

јналогично происходит реструктуризаци€ и контроль устойчивости в цепи воспри€ти€ Ууправлени€ от внешнего мираФ. ќтличием от базы Ц субъекта здесь €вл€етс€ существенно больша€ неопределенность возможного не целевого воздействи€ на объект и значительно меньшее вли€ние на »—”, исход€ из простого факта потенциальной устойчивости системы, пригодной дл€ существовани€ во внешнем мире.

¬се Увторые половинкиФ информационных баз, включа€ и ту, котора€ принадлежит объекту, т.е. базе, структурно завис€щей от прин€того решени€, привод€тс€ к новой структуре, учитывающей все структурные (взаимодополн€ющие и взаимозамен€ющие) преобразовани€ в иерархии, соответствующей выбранному стилю управлени€ (расстановке приоритетов трех управлений). ¬ конечном счете, кажда€ из Увторых половинокФ сообщает УпервойФ свое согласованное состо€ние и процесс начинаетс€ с начала.

ƒостаточно €сно, что указанный набор из шести информационных баз реализует стратегию —”ќ с учетом особенностей всех трех управлений. Ќапомним, что это только логическа€ структура функционального взаимодействи€, физическа€ реализаци€ может быть выполнена по другой схеме.

ћы в реалии не в состо€нии представить себе систему, получающую непротиворечивые сведени€ от внешнего мира и составл€ющих ее субъектов и объектов. Ќо мы об€заны помнить, что ничего, кроме этих сведений система получать не может, а значит, все указани€ об изменении Управил мышлени€Ф должны содержатьс€ в потоке входной информации.

ѕриемлемость использовани€ противоречивых фактов до некоторой степени дает возможность обеспечить начальное функционирование информационной модели и инженерное решение построени€ Уизмен€ющейс€ формальной логикиФ.

4.7. языки систем и €зыки управлени€

»так, управление в сложной системе определ€етс€ трем€ процессами, существующими, вернее представл€емыми нами как €зыки:

wpe235.jpg (74493 bytes)

а также €зыком представлени€ (описани€) самой системы.

«десь пора отметить достаточно уже пон€тную возможность различи€ этих €зыков, вообще говор€, их полную некоррелированность. »менно поэтому, оставл€€ за теорией »—” системы, где все управление построено на использовании контекстно-зависимого €зыка, мы должны выделить все прочие системы (кроме простейших в системном смысле, относимых к “ј”) в отдельную область рассмотрени€. Ёто область, где возможно существование гибридных по используемым уровн€м €зыка систем и которую можно было бы назвать Уобластью гибридного управлени€ (√”)Ф.

¬се области (“ј”, теории »—” и √”) €вл€ютс€, конечно, единым образованием, которое должно быть по своей сути отнесено к рассмотрению в Ууправл€ющейФ сущности ќ“—. Ќе претенду€ здесь на окончательные формулировки, отнесем совокупность указанных управл€ющих построений к УведениюФ единой теории, того же пор€дка сложности и назначени€, что и ќ“—, и будем рассматривать эту совокупность как Уоснование дл€ размышленийФ о создании общей теорией управлени€ (ќ“”){89. “ак как все термины Ууже зан€тыФ в основном кибернетическими трактовками, сразу отмечаем Ц общность ќ“” базируетс€ на предложении единого подхода и рассмотрени€ систем в иерархии представл€ющих их €зыков. ясно, что здесь речь идет о сравнении всевозможных систем, об исследовании характеристик их открытости и замкнутости, т.е. наведении пор€дка в Усоглашени€х о правилах сравнени€ системФ. Ќу а ориентаци€ на управление €сна Ц система без управлени€ если и возможна, то только умозрительно, поэтому ќ“” на замену ќ“— представл€етс€ вполне достойным кандидатом.}.

Ќе бер€ здесь на себ€ задачу создани€ такой теории, просто отметим, что эта теори€, по нашему мнению, должна базироватьс€ на р€де важных посылок, рассматриваемых в насто€щей главе, как естественно вытекающих из предыдущего материала.

Ќачнем с тех из них, которые учитывают различи€ основных типов €зыков, возможных дл€ организации управлени€ в системах разного уровн€ сложности.

1. ƒостаточно очевидно, что на каждом уровне сложности систем по  .Ѕоулдингу, в соответствии с изменением отношени€ систем к информации, мен€етс€ как собственный УестественныйФ €зык системы, так и частности организации механизмов управлени€. ƒл€ каждого уровн€ сложности систем необходимо рассмотрение всех сочетаний €зыков их описани€, управлени€ и представлени€ внешнего мира.

2. ѕока мы не научимс€ работать с естественными дл€ системы каждого уровн€ €зыками, а будем работать со своим €зыком, €зыком, выбранным по собственному усмотрению, искажение структуры данных будет определ€тьс€ структурой выбранного €зыка, будут про€вл€тьс€ ограничени€ на представление предметной области.

3. языки каждого уровн€ Уживых системФ (вплоть до уровн€ человека) не €вл€ютс€ вложенными подмножествами дл€ представлени€ реального мира, но лишь механизмами обеспечени€ максимума коммуникативной функции между носител€ми этих €зыков, обеспечивающими те и только те задачи, которые необходимы на том или ином уровне дл€ их существовани€ и развити€ (в смысле обеспечени€ некоторого диапазона дл€ возможности воспри€ти€ и компенсации непрогнозируемых изменений внешнего мира). —ледовательно, нельз€ ставить задачу использовани€ какого-то одного из них дл€ решени€ всех задач управлени€.

4. ƒл€ уровн€ человека мир представим только в пределах представительной мощности его €зыка. ¬ыше же она или ниже например €зыка дельфина можно судить только с уровн€ некоторого мета€зыка, возможность существовани€ которого мы можем допускать, но обнаружить его можно лишь косвенно.

5. Ќаблюдаемость (полна€ наблюдаемость сложной системы дл€ системы еще более высокого уровн€) любой системы определ€етс€ двум€ факторами: представлением ее на естественном дл€ нее €зыке и созданием дл€ этого общени€ некоторой физической среды Ц трансл€тора, обеспечивающего перевод на уровне согласовани€ ее информационной структуры с аналогичной структурой УнаблюдающейФ системы.

6. ≈сли мы покажем, что некотора€ абстрактна€ машина может работать с  « €зыком человека, то будем полагать (пока это не утверждение, а только руководство к действию), что и все остальные естественные €зыки подвластны обработке с ее использованием или, в более общей постановке, если некотора€ система может работать с контекстно-зависимым (и текстовым, и знаковым, и УобразнымФ) €зыком уровн€ человека, то она может работать и с другими уровн€ми сложности систем, не превышающими по своей сложности (по собственному отношению к информации) уровень человека.

¬се эти посылки €вл€ютс€ УсобственностьюФ информационной науки. „тобы пока не объ€вл€ть примат информационной науки, воздержимс€ от рассмотрени€ этого вопроса до введени€ пон€ти€ информодинамики. Ућиролюбива€Ф сущность этой науки, базирующейс€ на структурной согласованности, оставл€ет место и дл€ ќ“” и дл€ информации.

Ќо последн€€ (шеста€) посылка дл€ нас очень важна сама по себе. ѕоэтому мы посв€тим гл. 5 анализу возможности использовани€ традиционного компьютера с  « €зыком. ¬ части III и IV мы перейдем к рассмотрению возможностей машин другой архитектуры. Ќу а пока рассмотрим возможный вариант согласованного представлени€ систем в искусственном пространстве декартова тригона.

4.8. “риаграмма систем

ћногообразие систем, раздел€ющихс€ и по уровн€м сложности, и по приложимому к ним управлению, и по €зыкам представлени€ и взаимодействи€ с внешним миром, и по множеству других характеристик, свидетельствует, что вполне реальна постановка задачи построени€ некоторого пространства систем, определ€ющего своими ос€ми их основные свойства и характеризующего их основные классы. ћы предлагаем такое пространство с главной целью наведени€ постановочного пор€дка и иллюстрации необходимости обеспечени€ разумного соотношени€ сложностей объектов и €зыков управлени€ ими.

÷елесообразно рассмотрение этого пространства в виде триаграммы систем Ц пространства, образованного трем€ ос€ми:

ќтносительно первой оси Ц оси сложности систем по их отношению к информационным потокам Ц мы располагаем достаточными сведени€ми. –еальные, как, впрочем, и УпрозрачныеФ и виртуальные объекты располагаютс€ на оси по своему отношению к воспри€тию и переработке информации в строгом соответствии с классификацией  .Ѕоулдинга (и возможными ее уточнени€ми).

”ровни сложности €зыка описани€ систем в интересующем нас аспекте мы рассмотрели в гл. 3. «десь еще раз отметим, что в данном случае речь идет не об иерархии €зыков, не об их упор€дочении по какому-либо измер€емому критерию, а о разделении €зыков по их УестественностиФ дл€ описани€ той или иной группы систем, различной собственной сложности.

ќтдава€ отчет в том, что самую сложную систему можно представить самой простой моделью (в смысле использовани€ уровн€ €зыка), или, если говорить точнее, систему, с любым естественным дл€ нее €зыком можно описать любым €зыком другого уровн€ (при соответствующих сущностных потер€х), в триаграмме вводитс€ треть€ ось Ц ось €зыка, на котором ведетс€ управление системой, соответствующего уровн€ сложности, обладающей естественным дл€ нее €зыком ее представлени€ во внешнем мире.

”ровень €зыка, используемого дл€ обеспечени€ управлени€, соответствует €зыку модели, которой представл€етс€ объект управлени€ или €зыку, на котором существует (наблюдаем) этот объект. язык управлени€ не должен быть проще €зыка описани€ управл€емого объекта.

ƒобавим, что уровень €зыка внешнего мира соответствует концепции открытых систем, воспринимающих и завис€щих от полноценного воспри€ти€ внешних информационных потоков.

«десь можно было бы изложить материал, св€занный с рассмотрением плоскостей, попарно образуемых указанными ос€ми. Ќо так как мы не ставим в этой работе задачу сколько-нибудь подробного рассмотрени€ материалов дл€ создани€ ќ“”, то и рассмотрение ее проблем мы будем вести только иллюстративно, в пор€дке помощи будущим профессиональным исследовател€м этой области, дабы им было на что оперетьс€ (или что отвергнуть) в своих исследовани€х.

ѕоэтому, переходим сразу к триаграмме соотношени€ систем в пространстве их представлени€ (рис. 4.5). Ќесмотр€ на чисто иллюстративный вид конкретного представлени€, само пон€тие такой триаграммы €вл€етс€, по-видимому, фундаментальным. ≈е более полный вид, учитывающий тонкости внутриуровневой организации, определ€етс€ первичной разработкой трех проекций рассматриваемого пространства и достаточно сложен дл€ визуального представлени€.

wpe236.jpg (14276 bytes)

–ис.4.5. »ллюстративный вид триаграммы систем.

“ем не менее, и в представленном, предельно упрощенном виде, триаграмма €сно указывает участки пространства с теми или иными свойствами, в том числе и не выделенные на самом рисунке, раздел€ет интеллектуальные системы и —ј”, исключа€ дальнейшую терминологическую путаницу, а также напоминает о необходимости соотнесени€ уровн€ сложности объекта и €зыка системы, предназначенной дл€ управлени€ им с учетом информационных потоков внешнего мира.

ћы считаем, что полна€ разработка такого пространства могла бы дать существенное наведение строгости и согласованности мышлени€ дл€ всех, кому по роду де€тельности приходитс€ заниматьс€ разработкой и эксплуатацией сложных систем.

* * *

Ёта часть книги ввела нас в несколько иной мир пон€тий и постановок работ, чем это обычно прин€то при рассмотрении интеллектуальных и сопутствующих проблем.  ак совершенно €сно, она написана в инженерном ключе, но с учетом, с направленностью на Уинженерию открытого мираФ. ¬ этом смысле, к примеру, материал гл. 3 €вл€етс€ только иллюстрацией, но не доказательством возможности работы с  « €зыком в компьютере фон Ќеймановской архитектуры.

ћы считаем полезным здесь сформулировать уже на основании всего материала первой части нашу основную задачу: в корне изменить отношение к информации, к ее наиболее очевидному про€влению Ц интеллекту, показать видимые возможности инженерной реализации систем, открытых в Умаксимально возможной степениФ.

ќднако это не конечна€, а напротив, даже не промежуточна€, но начальна€ цель нашей работы. ѕромежуточной целью мы ставим закрепление понимани€ новых объемов пон€тий{90. Ёто отнюдь не учебник, но опыт подсказывает неизбежность такой конструкции книги, посв€щенной развитию информатики Ц сколько раз в неофициальном разговоре можно было услышать: Уинформатикой могут заниматьс€ всеФ. Ќет, это далеко не так. Ёто одно из сложнейших направлений науки и без нового формировани€ некоторых исходных пон€тий, к сожалению имеющих сегодн€ достаточно аморфный смысл, дальнейшее движение невозможно.}, обсуждение практики реализации Уинженерно-сложныхФ информационных систем.

ѕоэтому в части II мы на основании уже изложенного только получаем возможность изложени€ р€да постановочных вопросов, без у€снени€ которых трудно как провести полноценную инженерную разработку действительно сложной системы на уровне инженерного осмыслени€ пон€ти€ интеллекта, так и восприн€ть общесистемные вопросы, изложенные в последующих част€х этой книги, ведущие к совершенно новому взгл€ду на информацию, интеллект и сложные системы вообще.

 онечно, уже из рис. 4.4 €сно, что архитектура —”ќ €вл€етс€ некоторым генератором информации на основе двух ее составл€ющих Ц прошлого и насто€щего. Ћюбой же генератор имеетЕ Ќо эти проблемы пока еще впереди.


УЌикака€ инструкци€ не может перечислить всех об€занностей
должностного лица, предусмотреть все отдельные случаи
и дать впредь соответствующие указани€,
а потому господа инженеры должны про€вл€ть инициативу и,
руководству€сь знани€ми своей специальности и пользой дела,
прилагать все усили€ дл€ оправдани€ своего назначени€Ф.
÷иркул€р ћорского “ехнического  омитета от но€бр€ 29 дн€ 1910 г.

wpe1.jpg (2959 bytes)

„асть втора€

»нженери€

интеллектуальных

систем

—отворенный Упо образу и подобиюФ
только в √ордыне своей
может отойти от доступной ему
цели и назначени€ Ёталона.
«начит „еловек должен быть инженером
во всех своих де€ни€х,
на всем прот€жении своего пути.
» если дл€ этого ему нужна наука Ц
пусть она будет инструментальной,
пусть пройдет путь
от абстрагировани€ на модел€х
до инструментари€, которым пользовалс€
»нженер ќткрытого ћира.
ƒолог путь сотворени€ инструмента,
счастлив будет садовник,
вырастивший этот плод.

 

Ќас не интересует невозможность реализации
контекстно-зависимого €зыка на конечном автомате.
Ќас интересует как его на нем реализовать.
ѕо ј. и Ѕ. —тругацким

 

√лава 5. –еализаци€ контекстно-зависимого управлени€

5.1. Ќеформальные требовани€

»нтеллектуальное решение Ц это решение, имеющее право на ошибку,
в чем мы абсолютно отказываем решению алгоритмическому,
перекладыва€ всю ответственность на разработчика алгоритма.

ѕрактический разработчик системы управлени€ дл€ реального объекта с реальным окружением всегда оказываетс€ вовлеченным в противоречи€ между требовани€ми алгоритмизации процессов, исход€щими от техники и математического аппарата, и неопределимости формальных характеристик, возникающей при учете практики функционировани€ реального объекта в составе реальных подсистем.

— точки зрени€ прикладной теории »—”, если объект управлени€ превышает по уровню сложности алгоритмически описываемое построение третьего уровн€, то попытка алгоритмизации его функционировани€ €вл€етс€ попыткой управлени€ открытой системой высокого уровн€ (чаще всего - уровн€ общественного института) с помощью замкнутой системы. Ќо необходимо признать, что дл€ значительного числа практических объектов реальные проблемы управлени€ есть проблемы управлени€ открытыми контекстно-зависимыми системами.

ћожно сделать завод-автомат по серийному производству техники любой сложности или вз€ть пробу лунного грунта или осуществить взлет и посадку на автопилоте Ц и эти попытки практически осуществлены, ибо здесь, несмотр€ на исключительную техническую сложность, и управл€ема€ и управл€юща€ системы будут принадлежать к уровню, обеспечиваемому кибернетическими построени€ми.

”правл€ть же выпуском продукции, имеющей экспериментальный, т.е. принципиально неопределенный до ее выпуска характер, или создать устройство, могущее самосто€тельно существовать в окружающем нас обыденном мире, отличающимс€ от Уалгоритмизируемого мира ЋуныФ Ц задачи на кибернетическом уровне невозможные, ибо в отличие от первых, алгоритмизируемых обстановок, вторые существуют в неизмеримо более системно-сложном внешнем мире.

–ешени€, которые здесь должны приниматьс€, относ€тс€ к так называемым непрограммируемым решени€м: У...решени€ можно считать непрограммируемыми, если они €вл€ютс€ или новыми, или решени€ми с нечетко выраженной структурой, или особо важными. ¬ этом случае не существует готового метода решени€ проблемы либо потому, что сама проблема раньше не возникала, либо потому, что ее точна€ природа и структура чрезмерно сложны, либо потому, что проблема настолько важна, что она заслуживает специального рассмотрени€ в индивидуальном пор€дкеФ [19].

Ѕез дополнительных уточнений €сно, что большинство реальных систем управлени€ сложными объектами относ€тс€ к системам с непрограммируемыми решени€ми и, значит, попытки создани€ систем управлени€ объектами высокого уровн€ сложности должны быть поддержаны возможност€ми адекватной теории дл€ прин€ти€ лучшего решени€ из доступного подмножества возможных решений.

¬ообще говор€, сложнейша€ проблема выработки непрограммируемого решени€ на уровне интеллектуальных систем св€зана с многочисленными внутри и вне системными факторами, соответствующими в своих про€влени€х уровню сложности конкретных систем. —казанное необходимо учитывать при создании интеллектуальной базы. Ёто область неопределенности, где системы класса —”ќ, как правило, не в состо€нии информировать как они пришли к определенному решению и какое решение будет восприн€то их окружением как правильное. „асто еще труднее определить, было ли это решение правильным в контексте имеющейс€ информации и осталось ли таковым после его прин€ти€.

—ледующа€ проблема заключаетс€ в том, что последовательность действий и выводов, ведуща€ к прин€тию управл€ющих решений, чаще всего не €вл€ютс€ одинаково приемлемой с точки зрени€ верхнего и нижнего уровн€ внутренней иерархии управл€ющих подсистем составл€ющих открытую систему. ¬ св€зи с тем, что управление зависит от имеющейс€ информации, важнейшим вопросом информационного обеспечени€ €вл€етс€ проблема понимани€ необходимой степени его полноты различными уровн€ми этой иерархии.

ќбычное отношение в иерархии подсистем высокого уровн€ системной сложности складываетс€ следующим образом: подсистемы некоторого конкретного уровн€ иерархии за счет уменьшени€ (искажени€) информации стараютс€ обеспечить себе достаточную свободу вариации своей де€тельности, в то врем€ как высший по отношению к ним уровень желает иметь информацию, достаточную дл€ обеспечени€ своей независимости от отчетности низшего уровн€.

Ќапример, внешний уровень управлени€ может считать целесообразным требовать сведени€ о внутренних информационных пересылках низшего уровн€ или желать знать не только о том, что сделано, но и как делалось. ѕри этом он сам выступает как низший уровень по отношению к следующей иерархической ступени со всеми вытекающими последстви€ми.

ќтсюда следует вывод: чтобы информаци€ эффективно поставл€лась между подсистемами, не встреча€ преп€тствий, необходимо учитывать интересы нижних уровней иерархии. Ќужно помнить, что нижние уровни наход€тс€ в таком положении, что их локальные интересы могут частично не совпадать с глобальными интересами каждого следующего уровн€{91. «десь можно поставить вопрос исследовани€ проблем информационной выживаемости или гомеокинетической устойчивости интеллектуальных систем различных уровней соподчинени€ в борьбе за получение и сокрытие информации. » не надо проецировать сказанное только на системы, образованные человеческим обществом. –азделение информации по ее доступности Ц один из важнейших моментов негэнтропийного информационного процесса.}.

ќчевидно, что люба€ система имеет смысл только при передаче информации между ее подсистемами. ”чет и эффективное преодоление указанного выше противоречи€ €вл€ютс€ необходимым организационным фактором создани€ информационного обеспечени€ управлени€, одним из важнейших требований прикладной теории »—”.

¬ частности, это требование к специальным свойствам базы знани€, структура которой должна учитывать различное отношение к значимости (адресной, а не абстрактной УсемантическойФ ценности) одной и той же информации на уровне различных подсистем.

5.2. »нженерные проблемы проектировани€ сложных систем

—амой большой проблемой моделей управлени€ €вл€етс€ то,
что в самом управлении их практически не используют.
ƒжон ƒ.  . Ћиттл. ÷итируетс€ по –.Ўеннону [14]

ѕубликации по теории создани€ управл€ющих систем и практике их разработки дл€ сложных в системном смысле объектов обычно ориентированы на построение кибернетической модели. ¬ них сначала формулируетс€ постановка задачи, в которой указываютс€ некоторые существенные стороны объекта, подлежащего рассмотрению. «атем делаетс€ переход к анализу той или иной модели или множества моделей, причем вопрос об адекватности этих моделей поставленной задаче, как правило, обходитс€ или сопровождаетс€ общими утверждени€ми о пригодности модели дл€ отражени€ УсущественныхФ свойств объекта.

ќднако обратим внимание на эпиграф этого раздела. ћы не просто согласны с этим утверждением. Ёто пр€мое подтверждение и прин€тие теории систем по фон Ѕерталанфи, это €сный и четкий вывод: практика показывает необходимость ориентации на работу с открытыми системами, по крайней мере, начина€ с четвертого уровн€ информационной сложности.

ѕо-видимому, наиболее объективно к этому вопросу подходит так называемое имитационное моделирование в его авторской постановке [14]. »з этой монографии со всей очевидностью следует, что автор, хот€ и не использует терминологию уровней сложности, в конечном счете, не€вно постулирует, что в основу имитационного моделировани€ положено предположение о не существовании конечной кибернетической модели (или конечного множества моделей) сложного объекта.

ƒл€ избавлени€ от проблем постановочного уровн€, имитационное моделирование самому автору пришлось объ€вить искусством, по крайней мере, в части построени€ и совершенствовани€ моделей объектов. »менно таким образом в нем предлагаетс€ оставатьс€ на почве формально обоснованных методик при разработке и реализации систем. ќднако €сно, что такое Услишком общееФ решение вопроса адекватности модели не позвол€ет в рамках имитационного моделировани€ получить ответы на многие вопросы как теоретического, так и практического свойства.

¬ излагаемом ниже материале нас будет интересовать постановка задач и поиск возможностей применени€ формально корректных методов и подходов в прикладной теории »—” дл€ моделировани€ систем высоких уровней сложности или даже организации непосредственной работы с ними, исключа€ модель как об€зательный атрибут воспри€ти€ системы, что как мы уже упоминали, не противоречит ќ“— по фон Ѕерталанфи.

Ќесколько экскурсов в различные разделы программировани€ и смежные области также €вл€ютс€ УсобственностьюФ прикладной теории »—”. ¬ них нас будет интересовать существование подходов, позвол€ющих строить в компьютере или встраивать компьютер в системы, не представимые кибернетическими модел€ми.

»звестно, что интерпол€ци€ постановки работ, ориентированной на реализацию конечно-автоматных моделей с большим числом параметров, на внешне похожие разработки дл€ систем, изначально требующих »—”, приводит к печальным результатам. –ассмотрим какую-либо достаточно простую на первый взгл€д систему, выполн€ющую функции управлени€, например функции управлени€ учетом, применением и распределением материалов и комплектующих.

Ќапомним основные (далеко не все) требовани€ к системам управлени€ такого рода:

”казанные требовани€ выгл€д€т отнюдь не чрезмерными, даже скорее минимально необходимыми, но какими средствами возможно их реализовать?

  примеру, одной из проблем управлени€ в таких системах €вл€етс€ проблема эквивалентной замены материалов и комплектующих, вроде бы аналогична€ проблеме замена рейса в соответствующей автоматизированной системе продажи билетов. ќднако в течении года по€вл€етс€ до нескольких тыс€ч наименований комплектующих изделий и новых видов материалов, причем значительное их число либо вообще не имеет аналогов в прошлом, либо это аналоги отдаленные.

“аким образом, базы данных и знани€ должны практически перманентно находитьс€ в состо€нии обновлени€, иначе не удастс€ выполнить указанные выше требовани€. ясно, что вариабельность систем типа резервировани€ билетов несравненно ниже.

¬ реальных гипертекстовых системах - классификаторах промышленного уровн€ и, например, библиотечных системах, где объекты классифицируютс€ по специальным корректируемым алгоритмам, за правильность пополнени€ информационного фонда отвечают группы экспертов.  онкретное занесение информации на носители и ее структуризацию выполн€ют специалисты в области программировани€.

» при всем этом оперативность пополнени€ справочных фондов оставл€ет желать лучшего даже на предпри€ти€х ведущих отраслей. ¬недрение классификатора ≈— ƒ в сколько-нибудь широких масштабах не удалось именно по этой причине.

ѕриведенные выше требовани€ несовместимы по крайней мере на кибернетическом уровне: дл€ того, чтобы гарантировать оперативность системы, мы об€заны либо потребовать от пользователей умени€ выполн€ть работу системщика, т.е. правильно сформировать взаимосв€зь новой информации с уже имеющейс€, либо включить в штат экспертов по системному анализу, либо существенно пожертвовать достоверностью справок, которые впоследствии выдаст система.

ћожно, наконец, потребовать, чтобы система сама про€вила достаточный уровень интеллекта, т.е. прекратить попытки работы на кибернетическом уровне и перейти к использованию, а в необходимых случа€х Ц развитию прикладной теории »—”.

Ќа практике ситуаци€, по мере ее изучени€, становитс€ все более сложной. ќгромное количество материалов и высока€ скорость обновлени€ их номенклатуры привели к тому, что не только технологи, но и работники снабжени€ и другие пользователи начинают создавать свой упрощенный €зык номенклатурных номеров и профессиональных сокращений, малопон€тных друг другу и коллегам из смежных предпри€тий и областей знани€.

“аким образом, в процессе формировани€ €зыка системы возникает еще и вопрос стыковки множества специализированных €зыков подсистем (т.е. проблема множества несовместимых баз), отражающих всевозможные аспекты описани€ составл€ющих подсистемы объектов.

  примеру, магнитна€ проницаемость новой марки стали может быть никогда не понадобитс€ проектировщику зубчатых колес, но магнитные и термические параметры той же стали могут в совокупности оказатьс€ решающими дл€ разработчика магнитных муфт. ѕопытка обойти эту проблему, записыва€ в информационную базу все признаки материала, очевидно, приведет к такому справочнику, ни создать, ни поддерживать, ни пользоватьс€ которым будет невозможно.

—ледовательно, нас должен интересовать поиск возможности создани€ некоторых семантических конструкций на проблемно-ориентированном уровне, обеспечивающем не только конкретику одного направлени€ де€тельности, но и понимание указанных выше пользовательских диалектов специализированных €зыков подсистем. »наче нам нужен один сверхуниверсальный ѕќя, т.е. сам естественный €зык человека во всей его полноте и контекстной зависимости.

ѕод семантическими конструкци€ми в данном контексте, прежде всего, необходимо понимать €зыки, менее жесткие в своих построени€х, чем процедурные. ѕрактически в нашем распор€жении имеютс€ достижени€ функционального и логического или рел€ционного программировани€. ¬се они обладают весьма ограниченными возможност€ми дл€ обработки даже проблемно-ориентированных €зыков.

 роме того, системы, построенные на базе €зыков программировани€ типа lisp и ему подобных, практически не поддаютс€ диагностике. »наче говор€, получа€ от такой системы не удовлетвор€ющие нас решени€, мы не имеем гарантированной возможности заставить систему сообщить нам, почему, по какой причине и внутри какой из составл€ющих ее программ зародилась нежелательна€ ситуаци€.

Ётот факт известен как проблема lisp-отладчика, т. е. проблема не существовани€ алгоритма (способа) узнать, почему некотора€ программа ведет себ€ именно таким образом, иначе как проделав в точности те же действи€ и в той же последовательности. Ќекоторые возможности решени€ этой проблемы предусматриваемые в lisp-подобных €зыках типа ML и Miranda ситуацию кардинально не измен€ют.

–ассмотрение проблем, возникающих при проектировании систем управлени€, можно было бы продолжить, однако уже из приведенных примеров видно, что удовлетворение даже минимальных, но практически необходимых требований задани€ на проектирование вроде бы алгоритмизируемых действий, приводит к необходимости создани€ системы на уровне, качественно более сложном, чем третий.

ѕример со справочником демонстрирует, на сколь низком, по прин€тым пон€ти€м, уровне про€вл€етс€ проблема, св€занна€ с необходимостью создани€ интеллектуальных систем. «десь она про€вилась как проблема перехода рассмотрени€ системы с третьего уровн€ на уровень Уобщественного институтаФ даже при, казалось бы, довольно скромных требовани€х к ее возможност€м.

„то же делают разработчики, ограничивающиес€ третьим уровнем проектировани€? ≈сли проанализировать любую из известных систем такого рода автоматизации управлени€, то видно, что главным в реализаци€х, имеющих практическую ценность, €вл€етс€ способность разработчиков удачно воспользоватьс€ теми или иными возможност€ми упрощени€ представлени€ функционировани€ объекта, т.е. свести его функции к системе третьего уровн€.

ѕри этом интеллектуальные задачи Ц установление св€зей между объектами с учетом некоторых неформальных и переменных во времени ограничений и семантический контроль информационной базы, полностью вынос€тс€ за рамки программного обеспечени€ и возлагаютс€ на проблемного специалиста, которому в лучшем случае предоставл€етс€ формализованный на уровне процедурного €зыка инструмент дл€ осуществлени€ смысловой стороны де€тельности.

¬ итоге указанные требовани€ получают в каждом конкретном случае некоторое паллиативное решение, и задача считаетс€ разрешимой на уровне кибернетической модели. ѕрактики хорошо знают, что врем€ жизни таких решений весьма мало, ибо определ€етс€ соглашени€ми о формальных действи€х сторон, которые чаще всего считаютс€ пользовател€ми системы необ€зательными, но, с другой стороны, строго об€зательны дл€ существовани€ управл€ющей системы.

5.3.  омпьютер фон Ќеймановской архитектуры в системах высоких уровней сложности

¬ принципе, запрограммировать можно все,
но только трудности, встречающиес€ на нашем пути
в мире открытых систем будут превосходить наши возможности
до тех пор, пока мы не откажемс€ от этого принципа.

ѕрикладна€ теори€ »—” ставит вопрос о принципиальной возможности построени€ моделей, более сложных, чем кибернетические или, как это будет видно из дальнейшего - о возможности принципиального отказа в некоторых случа€х от моделировани€ сложных систем и организации непосредственной работы с ними. ќбсудим наиболее перспективные направлени€, а также выскажем предложени€ по решению этого вопроса на базе современных компьютеров и современного уровн€ развити€ формального аппарата. “ем самым, в какой-то мере, ответим на вопрос о перспективах прикладной теории »—” и возможных пут€х организации работы с системами высокого уровн€ сложности.

ѕрежде всего, обратим внимание на тривиальный факт конечности любого компьютера как по пам€ти, так и по быстродействию. Ёто, с одной стороны, практически означает, что математически корректно заданна€ задача не всегда может быть решена в своем функциональном описании, если последнее превосходит в своей вычислительной сложности определенные границы, а, с другой стороны, даже бесконечный рост вычислительных мощностей не дает никаких гарантий соответствующего повышени€ точности модельного представлени€ (см. часть III).

— другой стороны, семиотическое, текстовое или любое другое нефункциональное описание также имеет свои пределы, причем они зачастую про€вл€ютс€ еще до исчерпани€ ресурсов пам€ти и быстродействи€. ¬ контексте »—” укажем на две возникающие здесь проблемные задачи.

¬о-первых, это вычисление так называемой Уфункции расстановкиФ в информационной базе, под которой здесь мы понимаем способ указани€ взаимосв€зей между ее элементами. —казанное позвол€ет сформулировать одно из важнейших требований, предъ€вл€емых прикладной теорией »—” к разработкам баз знани€: разработка баз знани€ прикладного применени€ должна вести, в конечном счете, к созданию структур данных, обеспечивающих эффективное формирование и направленное изменение функции расстановки.

‘ункци€ расстановки - функци€, введенна€ дл€ исключени€ сплошного перебора при работе с информационными базами, трактуетс€ здесь в более широком смысле характеристики внутренних св€зей в базе знани€. ќна будет еще обсуждатьс€ как проблема структурного резонанса (см. часть III), а пока отметим, что проблема структур хранени€ обеспечивает значительную часть трудностей при реализации попыток постепенного повышени€ сложности обрабатывающих алгоритмов, которые обычно предпринимаютс€, когда профессиональному программисту начинает казатьс€, что можно заставить вычислительную машину делать все что угодно{92. ћы убедились на своем опыте, что попул€ризаторы программистских €зыков умудр€ютс€ приводить в такое состо€ние и молодых специалистов еще на школьной скамье. „асть из них приходит в вуз с убеждением, что запрограммировать можно все и только Уизначально заложенна€ в человека т€га к минимизации своей де€тельностиФ удерживает их от таких попыток, но не от интуитивной веры в могущество операторов УиФ, УилиФ, УнеФ, УеслиФ. Ќе пора ли все учебники начинать с указани€ Учего не можетФ очередной €зык программировани€? »ли всегда проще описать, что он может, а на все остальное никакого объема публикации не хватит?}. »менно в таких ситуаци€х система, созданна€ программистом, показывает, что у нее есть сво€ собственна€ жизнь и она определенно выходит из под контрол€.

¬о-вторых, это проблема создани€ €зыка дл€ пользовател€ информационной системы, который должен удовлетвор€ть двум принципиально противоречивым требовани€м, частично указанным в предыдущем разделе.

— одной стороны, этот €зык должен включать в себ€ возможность самоописани€ дл€ обеспечени€ развити€ информационной системы до уровн€ переводчика профессиональных жаргонов. — другой стороны, программы, запросы, директивы пользователей должны быть всегда диагностируемы, так же как программы на €зыках процедурного типа. »наче говор€, пользователь должен иметь возможность за конечное число попыток установить, что и каким образом делает его программа. Ѕолее того, учитыва€ требование автоматичности системы, желательно, чтобы некорректные программы вообще не исполн€лись.

¬озможное решение проблемы, рассматриваемое в прикладной теории »—”, состоит в следующем.

“еори€ в этой части направлена на установление формализованного пон€ти€ Управильно работающей конструкцииФ, а именно, конструкции, завершающей работу за конечное число шагов и только одним из заранее определенных способов.

»сход€ из этого, в прикладной теории »—” предлагаетс€ концепци€, базирующа€с€ на том, чтобы не решать проблему отладки, но обеспечивать корректность конструкций дл€ задани€ знани€. —тавитс€ вопрос о разработке такого формального аппарата, чтобы сам акт записи информации стал одновременно и актом доказательства ее корректности (например, в пределах текущего значени€ функции расстановки или ее нового значени€, порожденного этим актом).

ƒл€ этого возможно использовать формализм типа Упреобразовател€ предикатовФ - фактически некоторое подмножество €зыка исчислени€ предикатов, например, первого пор€дка, сформированное с учетом аксиом, определ€емых конечностью пам€ти и быстродействи€ компьютера и оформленный как €зык фиксации текущего знани€. ¬ известной степени такой €зык может быть предложен и в качестве входного €зыка, и в качестве €зыка описани€ системы высокого уровн€.

ќтметим, что речь идет здесь о разработке программ и выражений в рамках аппарата исчислени€ предикатов, из которых состоит система и €вл€ющихс€, в конечном счете, самой системой (по крайней мере до тех пор, пока она не получит другого описани€, которое будет признано вместо предыдущего). Ёто, например, системы, реализующиес€ как семантические конструкции. ƒл€ значительного числа систем представление на уровне исчислени€ предикатов первого пор€дка может быть достаточно дл€ их адекватного воспри€ти€{93. Ќе критикуйте нас за использование первого пор€дка.  ванторы €вл€ютс€ не преп€тствием, но только усложнением построений, а у нас хватает сложности и по нашей основной тематике.}.

≈сли последовательно примен€ть формализм Упреобразователей предикатовФ, то, построив сколь угодно разветвленную многоуровневую систему, мы получим механизм, оп€ть €вл€ющийс€ Упреобразователем предикатовФ, то есть механизм, обладающий важными дл€ нас свойствами: всегда правильно завершать работу и быть распознаваемым за конечное число шагов.

Уѕравильное завершение работыФ означает, что конструкци€ (программа) за конечное врем€ приходит либо к состо€нию, €вл€ющемус€ удовлетворительным с точки зрени€ логики системы решением, либо к состо€нию УнеопределенностьФ с выдачей диагностики о причине неопределенности. »злагаема€ методологи€ получила свое практическое решение в создании прикладного €зыка дл€ работы с описательно заданными объектами (см. гл. 3), причем возможность ее использовани€ в различных област€х знани€ зависит только от наличи€ информационных массивов.

—овершенно очевидно, что такой €зык Ув чистом видеФ, €зык, построенный на базе Упреобразователей предикатовФ, €зык с €вным указанием локальных, глобальных и наследуемых переменных, областей действи€ переменных, с полным отказом от рекурсии и €вной заменой ее на повторение, €вл€етс€ €зыком того же уровн€, что и, например, паскаль, т.е. контекстно-свободным €зыком. Ќекоторые аспекты проблемы сохранени€ в нем контекстной зависимости уже рассматривались. ѕосмотрим на них еще раз Ус программистской точки зрени€Ф.

5.4. „астотна€ оценка

ќбратим внимание на следующие два обсто€тельств, €вл€ющихс€ центральными дл€ всех дальнейших рассуждений.

¬о-первых, система типа информационно справочной дл€ задач управлени€ должна обладать интеллектуальными свойствами лишь на некоторых отрезках времени, в течение которых происход€т модификации информационной базы (знани€), что эквивалентно осознанию системой новой функции расстановки. ¬ каждом акте общени€ пользовател€ с системой с целью получени€ информации структуризирующие интеллектуальные свойства системы не €вл€ютс€ строго необходимыми.

»сход€ из конкретной постановки задачи дл€ системы или систем заданного типа, можно выделить отрезки времени статические, т.е. те, на которых система ничем не отличаетс€ от конечного автомата, и динамические, т.е. такие, на которых происходит реорганизаци€ системы, в частности Ц реорганизаци€ структуры интеллектуальной базы, переопределение информационных св€зей.

¬о-вторых, если система реализована корректно на уровне программ и ее поведение конечно-распознаваемо, вовсе не об€зательно, чтобы ее ответы были всегда безошибочны. ѕраво на ошибку давно признано за интеллектуальными системами. ¬о вс€ком случае, абсолютна€ полнота и правильность ответов не должны следовать из постановки задач создани€ как простейшей информационно - справочной, так и интеллектуальной системы. » та и друга€ пользуютс€ информацией от внешнего мира, котора€ может быть неопределенной или противоречивой и, кроме того, эти системы имеют логику своих решений, базирующуюс€ на конечном числе известных ситуаций.

Ёто означает, с одной стороны, что мы можем допустить по€вление ошибок в ответах с частотой, не превышающей некоторого заданного уровн€. „астотна€ оценка используетс€ здесь по существу задачи, ибо на любом конечном числе актов общени€ с системой мы имеем дело с конечным числом объектов (ситуаций) и конечной аппроксимацией функции расстановки, так что использование предельного перехода к статистическим оценкам по веро€тности представл€етс€ здесь некорректным.

— другой стороны, по мере накоплени€ информационной базы и работы с ней, вид функции расстановки по сути задачи создани€ высокоуровневой системы, по-видимому, должен измен€тьс€ столь существенно, что различные реализации ее, принадлежащие разным статическим интервалам, могут не принадлежать к одному рекурсивному множеству и эта принадлежность не может быть установлена никаким конечным алгоритмом.

¬ этом смысле в теории »—” приходитс€ иметь дело с реализацией конечной аппроксимации функции расстановки, котора€ по существу не €вл€етс€ рекурсивной, а может быть и рекурсивно-перечислимой (т.е. не €вл€етс€ множеством значений некоторой рекурсивной функции).

»сход€ из сказанного, можно предложить следующую постановку задачи. Ќа каждом интервале времени существовани€ информационной базы имеетс€ реализаци€ функции расстановки в виде частичного эффективного оператора , представл€ющего собой n-ку частично-рекурсивных функций от n переменных, причем из n равенств , по крайней мере m, истинны и , истинны только в том случае, когда определены и лева€ и права€ части равенства и они равны. ¬опрос о практической осуществимости пополн€емой и модифицируемой информационной базы принимает в этом случае следующий вид: существуют ли эффективные реализации оператора в частотном смысле? ясно, что точна€ реализаци€ оператора вовсе не об€зана быть эффективной. — другой стороны, очевидно, что кажда€ конечна€ совокупность объектов базы данных (т. е. после каждого акта пополнени€) рекурсивно-перечислима, но не об€зательно тем же способом, что и после предыдущего пополнени€.

ѕриведенна€ формулировка соответствует постановке задачи о частотном решении проблемы вхождени€ в рекурсивно-перечислимое множество, предложенной в [25] и имеющей положительное решение при сформулированном ограничении Ц допущении некоторого уровн€ ошибок. —ледовательно, проблема формально разрешима.

»так, формально возможно построение абстрактных конструкций, реализующих невычислимые в обычном смысле объекты{94. Ётот материал излагаетс€ на основе нашей работы [4], написанной еще в конце 70-х годов и опубликованной в 1982 г. —егодн€ все больше ученых начинают говорить о Уневычислимых сущност€хФ именно в той направленности, котора€ и была затронута в указанной работе.}. ƒалее, не вход€ в подробности теории частотных вычислений, сформулируем лишь окончательный результат относительно границ сложности формальных конструкций, реализующих интересующие нас объекты.

1. ƒл€ формальной конструкции S и желательного послеуслови€ R назовем слабейшим предусловием такое предусловие, что S, начина€ работу в , закончит работу в состо€нии, удовлетвор€ющем R; при начальном состо€нии, не удовлетвор€ющем R, S завершает работу в непредсказуемом состо€нии, в том числе может не прийти к завершению (зациклитьс€).

2. —лабейшим свободным предусловием назовем такое предусловие, начина€ работу в котором, S завершает работу одним из перечисленных ниже способов. ѕри этом дл€ каждого из вариантов завершени€ существует следующа€ характеризаци€ множества начальных состо€ний:

a) =

т.е. S приходит к истинности R;

b)

т.е. S приходит к истинности

c) =

т.е. S не приходит к правильному завершению;

d)

т.е. S приходит к завершению, но по начальному состо€нию нельз€ определить, будет ли завершение удовлетвор€ть R;

e) &

т.е. если система придет к конечному состо€нию, то оно удовлетвор€ет R, однако завершимость не гарантируетс€ начальным состо€нием;

f)

т.е. если система придет к конечному состо€нию, то оно удовлетвор€ет , завершимость не гарантируетс€ начальным состо€нием;

g)

т.е. по начальному состо€нию нельз€ определить, завершитс€ ли работа S, а при завершении Ц будет ли удовлетвор€тьс€ R или .

“аким образом, гарантирует лишь, что система не завершит работу с Унеправильным ответомФ, причем не исключаетс€ возможность не завершени€ работы при запуске из .

3. ≈сли конструкци€ S может иметь выходом n условий то

есть описание конечного автомата, представл€ющего (моделирующего) S.

¬оспользовавшись приведенной терминологией, укажем:

предельно вычислимо в частотном смысле, то аппроксимаци€ S может быть построена за конечное число шагов, однако оценка числа шагов невычислима.

“аким образом, возможна реализаци€ конечных программ (структур), моделирующих в частотном смысле нерекурсивные объекты, и существуют две границы сложности формальной конструкции: нижн€€ граница, при которой поведение конструкции тривиально сводимо к контекстно-свободной модели, верхн€€ граница - поведение несводимо к конечной модели, но конечно - моделируемо в частотном смысле.

5.5. »нформационна€ устойчивость

”казанные выше услови€ не содержат указаний, каким образом осуществить их практически при разработке системы и, тем более, при разработке процедур самосовершенствовани€ системы. ясно лишь, что если сложность формальной конструкции оказываетс€ ниже нижней границы - мы получаем конечный автомат, если выше верхней - конструкцию, диагностика которой потребует перебора всех ее состо€ний, то есть создани€ конечно-автоматной модели, заведомо слишком большой, чтобы ее можно было реализовать.

¬есьма интересным с практической точки зрени€ было бы определение некоторых численных, пусть даже имеющих косвенный характер критериев и оценок сложности, пригодных дл€ использовани€ в разработке €зыков дл€ систем интересующего нас класса.

–ассмотрим процессы, происход€щие в некоторой системе высокого уровн€. ¬ частности, исследуем акт обращени€ к системе и акт пополнени€ информационной базы.

јкт обращени€ к системе. ѕусть система располагает некоторой информацией, содержательно представл€ющей собой некоторое число ћ объектов (описаний), св€занных N св€з€ми и занимающих некоторое количество бит пам€ти. «апрос заключаетс€ в указании группы (обычно одной) из объектов с требованием поиска и выдачи m объектов и n св€зей, при этом ответом €вл€етс€ m1 объектов и n1 св€зей с ошибкой и соответственно. —ледующим шагом может быть уточнение запроса, привод€щее к выдаче m2 объектов и n2 св€зей с ошибкой и и так далее, до некоторого удовлетвор€ющего пользовател€ значени€ . ¬ообще говор€, правильно функционирующа€ система должна при некотором значении достигнуть некоторой максимальной точности и при дальнейших попытках уточнени€ запроса оставатьс€ в пределах некоторой допустимой девиации, что эквивалентно выходу системы на гомеокинетическое плато.

»нтуитивно €сно (практикам знакома ситуаци€), что в случае излишне большого числа св€зей между объектами уточнение запроса может приводить к выдаче в качестве ответа все более широкого класса объектов, не имеющих отношени€ к запросу, т.е. к увеличению .

¬ период ввода в строй уже первых крупных информационно-справочных систем разработчики столкнулись со следующим €влением. ѕо мере накоплени€ информационного банка в начале случайно, а потом регул€рно стала повтор€тьс€ одна и та же ситуаци€. ѕользователь, стара€сь получить как можно более точный ответ, увеличивал число дополнительных (уточн€ющих) запросов, но, начина€ с некоторого их количества I, вместо уменьшени€ получал все большее число объектов, т.е. увеличивались (иногда монотонно, чаще этот процесс был квазипериодическим от I). ¬ыход из положени€ был найден довольно быстро: по вы€сненным эмпирически численным критери€м было ограничено число взаимосв€зей между элементами базы данных и указанное €вление до некоторой степени перестало беспокоить пользователей и разработчиков.

ƒовольно часто указанное ограничение на число взаимосв€зей (точнее говор€, система ограничений) интерпретируетс€ как эмпирическа€ оценка некоторой объективной Уфункции ценности информацииФ. “ака€ точка зрени€ широко распространена как в отечественной, так и зарубежной литературе. ќтметим, что ее нельз€ путать с другим известным и столь же методологически неверным утверждением о возникновении информации только в наборе Учеловек - контекст Ц данныеФ. ѕоследнее утверждение не может быть прин€то, ибо оно сводит информацию к субъективному существованию вместо того, чтобы рассматривать субъективность оценки информации.

ѕрикладна€ теори€ »—” исходит из следующих посылок:

ѕостроим демонстрационную модель динамики информационной структуры системы. —делаем следующие предположени€:

“огда демонстрационна€ модель примет вид, представленный на рис.5.1:

wpe2.jpg (12232 bytes)

ѕри малых сигналах (эквивалент УлокальныхФ запросов) система может быть представлена уравнени€ми ; y=f(x).

јналогом коэффициента передачи нелинейного звена в нашем случае €вл€етс€ , т.е. число св€зей данного i-го объекта, где - номер аспекта, по которому производитс€ поиск.

–азумеетс€, така€ интерпретаци€ модели допустима лишь в случае независимости аспектов (т.е., в терминологии след€щих систем, при отсутствии перекрестных св€зей между контурами, моделирующими каждый из аспектов).

 ачественно полученные значени€ kmin и kmax дл€ системы, имеющей l аспектов Ц УкоординатФ, можно интерпретировать следующим образом.

ѕри min количество сходных по каждой из УкоординатФ объектов чересчур мало, что приведет к УпрыжкамФ поискового механизма по координатам ввиду того, что подробности просто отсутствуют.

ѕри max наоборот, подробностей слишком много, т.е. поисковый механизм тонет в детал€х.

¬ более точной постановке необходимо учесть многие упущенные здесь факторы, в частности, взаимосв€зь аспектов, неидеальность пользовател€ как элемента сравнени€, более сложную структуру механизмов обработки запросов и организации доступа к базе. ѕриведенна€ здесь модель имеет лишь демонстрационный характер. ќднако уже сам факт возможности создани€ модели информационной устойчивости дает нам некоторое обоснование возможности поиска формального инструмента дл€ управлени€ этапом реорганизации информационной базы.

јкт пополнени€ информационной базы. ¬ этом акте происходит увеличение числа объектов и св€зей в информационной базе. ѕровод€ пополнение, мы лишь должны следить за устойчивостью системы, причем сделать это можно автоматически на основании прин€той модели и известных алгоритмов анализа систем автоматического регулировани€.

ѕостановка задачи автоматизации размещени€ объектов в информационной базе как задачи исследовани€ устойчивости, по-видимому, €вл€етс€ единственно приемлемой, так как позвол€ет избежать привлечени€ таких эфемерных пон€тий, как Уфункци€ ценности информацииФ, Усемантическа€ стоимостьФ и т.п.

ƒействительно, априорна€ информаци€ в каждом акте пополнени€, а тем более при проектировании системы, о какой-либо УценностиФ, УкоррелированностиФ будущей смысловой начинки просто равна нулю. ќтсюда следует закономерный вывод о том, что при начале работ по проектированию мы должны иметь либо универсальную структуру хранени€ знани€, либо использовать стартовый набор информационных записей и стартовую базу знани€. ѕервое невозможно, второе практически невыполнимо.  онечно, и без стартовой информации можно придумать и вычислить соответствующие оценки структур хранени€, поставить задачи их УоптимизацииФ, но какова теоретическа€ правомочность этих действий хот€ бы только с позиций той же задачи устойчивости?

“аким образом, задача устойчивости - единственна€ формальна€ модель, применима€ в нашей ситуации. Ќо эта же постановка оказываетс€ и средством дл€ решени€ проблемы в целом. »значально можно вообще не задумыватьс€ об оптимизации хранени€ записей. ѕусть на некотором шаге пополнени€ информационной базы нарушаютс€ критерии устойчивости. ќзначает ли это УзакрытиеФ системы, т.е. невозможность увеличени€ объема хранимой информации?

ќтнюдь нет. –ешение достаточно тривиально: создание иерархической структуры, в которой каждый новый уровень может создаватьс€ исход€ из своих оценок Уфункции расстановкиФ и устойчивости, причем процесс принципиально можно сделать автоматическим по следующей схеме.

ѕрежде всего на основании уже имеющихс€ априорных сведений идентифицируютс€ модели основных компонентов, т.е. пользовател€, механизма обработки запросов, механизма доступа и т.д.

ƒалее при пополнении банка решаетс€ задача устойчивости дл€ уточненной модели и ограничиваетс€ число св€зей между объектами.

ѕри этом в случае достижени€ верхней границы числа св€зей производитс€ автоматическа€ генераци€ следующего или следующих уровней иерархии информационного банка, может быть и не имеющих смыслового отделени€, но необходимых дл€ обеспечени€ устойчивости системы.

¬ предлагаемой модели возможны и более изощренные постановки, уже известные в практике создани€ систем регулировани€, например, задача максимального быстродействи€ и задачи максимальной чувствительности.

ѕоследние, в частности, привод€т к качественно очень интересному решению Ц к системе, в которой реорганизаци€ св€зей происходит не только под воздействием акта пополнени€ информационной базы, но и под воздействием потока запросов. –ешение напрашиваетс€ по аналогии с системами управлени€, использующими шумовые компоненты входного сигнала дл€ поддержани€ коэффициента усилени€ на грани устойчивости.


√лава 6. Ќовые архитектуры машин

6.1. ћашины баз знани€
6.2. ѕараллельные вычислени€ с управлением от потока данных


Ubi rerum testimonia adsunt, quid opus est verbis?
{95. ¬ вольном переводе с латинского: У огда данные говор€т сами за себ€, зачем программа?Ф}

√лава 6. Ќовые архитектуры машин

6.1. ћашины баз знани€

¬ыше мы установили формальную возможность построени€ абстрактных конструкций, реализующих невычислимые в обычном смысле структуры.  ак следствие, мы имеем возможность представлени€ контекстно-зависимого проблемно-ориентированного €зыка механизмом исчислени€ предикатов на основе алгебры измен€ющихс€ отношений (с некоторым уровнем потерь и искажений, как это и следует из возможностей частотного подхода).

Ќам вполне достаточно самого факта этой возможности, ибо дл€ нас этот момент преход€щий. ћы идем далее к другим архитектурам машин, а сказанное Ц только иллюстраци€ предельных возможностей имеющейс€. Ќо дл€ корректности изложени€ материала мы об€заны указать и на архитектуры, расшир€ющие фон Ќеймановский подход в интересующую нас сторону. —овсем не исключено, что такого рода построени€ окажутс€ полезными на текущем этапе развити€ информатики.

ƒл€ Уаппаратной поддержкиФ возможностей предикатного подхода мы можем предложить некоторый механизм, ориентированный на практическую задачу воспри€ти€ семантики информации как управлени€ с учетом всех необходимых условий контекстного анализа и реструктуризации св€зей при работе со знанием.

“акой механизм обеспечени€ управлени€ дл€ системно-сложных объектов в теории »—” естественно назвать машиной баз знани€ (ћЅ«), которую не надо путать с давно известными машинами баз данных (ћЅƒ).

 ак известно, ћЅƒ по€вились достаточно давно и рассматривались как основа вычислительных систем 5-го поколени€. ќснованием дл€ этого служил известный факт несоответстви€ фон Ќеймановской структуры компьютера требовани€м —”Ѕƒ. ¬ частности, реализаци€ поиска, обновление, защита данных, обработка транзакций только программным способом неэффективны как по производительности, так и по стоимости [15].

 роме того, ћЅƒ изначально были ориентированы на рел€ционные модели данных, что нас не может устроить уже хот€ бы потому, что рел€ционные и пострел€ционные базы не рассчитаны на обеспечение посто€нного процесса реструктуризации своих св€зей. —оответственно, перед этими машинами не ставилась и не может быть поставлена задача работы с контекстно-зависимыми €зыками.

–ассмотрим некоторые возможности реализации необходимых нам машин баз знани€, если угодно Ц машин 6-го поколени€.

»з полученного при рассмотрении проблем реализуемости баз знани€ вывода, следует принципиальна€ возможность, но не процедура практического осуществлени€ реализации работы с контекстно-зависимыми описани€ми, даже и сведенными к указанному выше варианту исчислени€ предикатов с контекстно - измен€ющимис€ отношени€ми. ѕоэтому мы вынуждены вернутьс€ к материалу раздела 5.5 и строить ћЅ« на основе высказанных там положений.

ќднако дл€ этого нам надо иметь достаточно гибкую структуру, на которой можно эффективно и безболезненно вести эту самую реструктуризацию, обеспечивающую реализацию поведени€ (прин€ти€ решени€), не сводимого к конечной модели.

»сход€ из сказанного, рассмотрим следующую архитектуру ћЅ« (рис. 6.1):

ARB1 ѕра- ARB11 ARB12 ARB13 ARB14 ARB15 ARB16 ЕARB17.....
ARB2 вила ARB21 ARB22 ARB23 ARB24 ARB25 ARB26  
ARB3 пре- ARB31 ARB32 ARB33 ARB34 ARB35 ARB36 ARB37  
ARB4 обра- ARB41 ARB42 ARB43 ARB44  
ARB5 зова- ARB51 ARB52 ARB53 ARB54 ARB55 ARB56 ARB57  
Е ни€ Е
ARBn   ARBn1 ARBn2 ARBn3 ARBn4 ARBn5 Е  
–ис. 6.1. јрхитектура машин баз знани€
(реализаци€ на основе €зыка исчислени€ предикатов).

ћашина состоит из необходимого числа n отдельных модулей, на вход каждого из которых после преобразовани€ входной текстовой посылки в €зык предикатов поступает тройка вида (ARB)i , iI 1Еn дл€ ее последующего непосредственного раскрыти€ по законам, приведенным в примере раздела 3.7.

¬ св€зи с тем, что число законов преобразовани€ невелико, здесь эффективно использование динамически образующейс€ матрицы вида, приведенного на рис.6.1. —троки этой матрицы соответствуют не только пор€дку преобразовани€ входных предикатов, но и составл€ют таблицу всех формально-логических отношений, использованных в текущей информационной посылке.   каждой следующей операции приема входной информации машина переходит в состо€ние готовности прин€ть входные сигналы на отдельные входы, дл€ чего в процессе поступлени€ сигнала формируетс€ очередна€ матрица.

¬ыходным сообщением каждого модул€ €вл€етс€ набор расшир€ющих входной текст предикатов вида ARBi,l, iI 1Еn, lI 1Еk. , содержащий в себе все возможные логические преобразовани€ исходного предиката. ¬ св€зи с тем что этот процесс существенно параллелен, возможна организаци€ каждого отдельного модул€ как параллельной машины. ¬ некотором смысле такой модуль €вл€етс€ не только конечным автоматом, но и нейроном, имеющим несколько входов и множество выходов, соответствующее числу новых предикатов, полученных из входной посылки.

Ќесколько входов полезно предусматривать и дл€ получени€ выводов Увторого пор€дкаФ Ц выводов следующих из совокупной оценки нескольких различных входных предикатов. ясно, что тем самым модули получают полную универсальность и могут по мере окончани€ своей работы на первом уровне преобразовани€ использоватьс€ на втором, а если надо Ц то и последующих уровн€х.

6.2. ѕараллельные вычислени€ с управлением от потока данных

—равним возможности машины фон Ќеймановской архитектуры и ћЅ« применительно к предикатному варианту механизма обработки контекстно-зависимого €зыка.

¬ первой мы имеем классический вариант архитектуры составных частей, ориентированный на программно-алгоритмическую организацию процесса работы с данными. Ёто существенно последовательна€ машина с известными проблемами отладки и конечной вычислимости процесса. ѕоследнее св€зано с тем, что проблемы оценки его рекуррентности или рекурсивности внос€т существенные ограничени€ на применимость такой машины дл€ рассматриваемых задач управлени€.

¬ ћЅ« входна€ информаци€ €вл€етс€ и управлением и, одновременно, командой дл€ организации действий по ее обработке. Ёто достаточно естественно, ибо речь идет о входном €зыке контекстно-зависимого уровн€. ѕри желании говорить в терминологии алгоритмов здесь можно сказать, что алгоритм работы €вно задан в обрабатываемой контекстно-зависимой записи.

ќднако будем помнить: входна€ информаци€ может существенно изменить структуру конечного автомата и потребовать всех действий, необходимость которых показана при рассмотрении проблемы устойчивости. “ем не менее, здесь возможно введение логического критери€ останова (например, по глубине преобразовани€ предикатов) и поэтому процедура обработки записи конечна. ћЅ« существенно параллельна€ машина со всеми вытекающими из этого полезными возможност€ми дл€ обработки данных и св€зей между ними.

ќтметим, что ћЅ« внешне представл€юща€с€ конечным автоматом, в каждый конкретный момент времени измен€ет свою структуру под воздействием входного потока информации, реализу€ тем самым указанный выше случай моделировани€ в частотном смысле нерекурсивных объектов при ситуации Унесводимости к конечной модели, но конечной моделируемости в частотном смыслеФ.

Ётот достаточно простой по звучанию тезис заключает в себе на самом деле целый спектр фундаментальных положений. ѕо существу это не€вно высказанное положение о существовании УинженерногоФ или УмеханистическогоФ интеллекта, некоторого УпсевдоразумаФ, способного не только обучатьс€, но и Уобучатьс€ обучениюФ. Ќа самом деле пока именно это мы и хотим, став€ задачу создани€ ћЅ«, а остальные свойства интеллекта, например, свободу воли считаем УизлишнимиФ дл€ такой системы.

ƒействительно, как-то неуютно оказатьс€ в зависимости от некоторой машины, котора€ сильно Уоблегчает нам жизньФ, но в обмен на это мы будем вынуждены считатьс€ с тем, что она имеет Усвою собственную трактовкуФ полученных ей данных, Усвое понимание предметаФ. »наче говор€, создава€ ћЅ« мы желаем создать нечто, способное к пониманию, но хотим априори избавить себ€ от об€занности взаимопонимани€.

–ассмотрим чисто инженерные аспекты такого подхода, сформулируем в €вном виде, что же мы хотим от УинженерногоФ интеллекта в целом и от его компонентов. ¬ первую очередь нужно обратить внимание на не€вные формулировки очень сильных требований, по существу определ€ющих саму возможность постановки задачи создани€ ћЅ«.

‘ормулировка Ууправление от потока данныхФ на самом деле предусматривает, что Употок данныхФ как раз и содержит в себе некоторые структуры, УвылавливаниеФ и правильное использование которых позволит получить от ћЅ« способность к УсамоструктурированиюФ, самоорганизации.

“.е. предполагаетс€ фундаментальное отличие феномена, называемого Употок данныхФ, от потока в классическом понимании потоковых систем. ¬ последних поток предполагаетс€ по умолчанию некоторой бесструктурной сущностью, структуры же возникают из взаимодействи€ потока с границами, поверхност€ми раздела различных сред. “ак, например, поток в задачах теплопроводности Ц нечто априори, по определению бесструктурное, Употок данныхФ Ц напротив, подразумевает наличие некоторых скрытых структур, но априори неизвестных, которые и надлежит идентифицировать и использовать.

Ќельз€ обойти вниманием и сугубую произвольность термина УсамоструктурированиеФ, все чаще употребл€емому в работах, св€занных с проектированием информационных баз, т.е., в конечном счете, и с ћЅ«. –езонно возникает вопрос Усамоструктурирование к чемуФ?   какой модели или структуре? Ќекоторым исследовател€м достает мужества признать объективность существовани€ некоторой Уестественной структуры проблемной областиФ, однако это пока не более, чем благое пожелание нахождени€ таковой. ѕравда, следует отметить, пожелание далеко не беспочвенное.

ƒействительно, например, массовые химические формулы частично объективно отображают свойства химических соединений, структурные формулы адекватны топологии (но не геометрии) расположени€ атомов в молекулах, структура механики Ќьютона частично адекватна всей структуре современной физики и другое. ≈сть достаточные основани€ предполагать существование общих законов взаимодействи€ структур, охватывающих не только физические (энергетические), но и информационные €влени€ и вообще все сущности, Уимеющие быть во ¬селеннойФ. ¬прочем эта группа вопросов рассматриваетс€ в последующих част€х книги.

Ќаконец, остаетс€ группа проблем, которую можно обозначить как задачу поиска и проектировани€ адекватных моделей данных и реализации этих моделей в некоторых физических структурах ћЅ«.

ѕопробуем сформулировать требовани€ к модели данных и ее реализации как инженерные, в конкретной форме, но при этом не снижа€ уровн€ обобщени€, так, чтобы не уничтожить сущность задачи. ƒл€ этого достаточно последовательно перебрать все требовани€ и к самой Уобобщенной модели данныхФ, и к реализуемости этой модели в некоторых физических структурах, т.е. требовани€ к возможности отображени€ некоторой абстрактной структуры ћЅ« на физическую реализацию, архитектуру конкретной физической машины.

«десь, как уже отмечалось выше, нас интересуют случаи Уконечно-моделируемые, но с невычислимым априори числом шаговФ, поскольку условие существовани€ соответствующего преобразовател€ предикатов записываетс€ в виде набора послеусловий (постусловий). ¬ смысле реализации это автоматически означает, что Уабстрактна€ модель данныхФ может быть представлена, в общем случае, как виртуальна€ структура, по принципу своего устройства не св€занна€ с физическими (числовыми) параметрами реализации. “ем более, вс€ структура ћЅ« не может быть иначе как виртуальной.

Ќо реализаци€ любой конкретной прикладной задачи все равно потребует отображени€ на физическое адресное пространство. ќтсюда вытекает требование: структуры Усобственно данныхФ, т.е. способы (возможно и один, но универсальный способ) адресации должны быть инвариантны к отображаемой абстрактной модели данных. — учетом физической реализуемости это означает, что затраты на реализацию способа адресации должны Упочти всегда (кроме Умножества нулевой мерыФ случаев) не возрастать быстрее, чем объем отображаемых данныхФ{96. Ќа самом деле потер€ эффективности адресации единственна€ до сих пор известна€ причина саморазрушени€ информационных систем. ƒешевле становитс€ построить новую систему, чем поддерживать неэффективный механизм. Ётот аспект отождествл€ют с проблемой Ууборки мусораФ, идентификации и уничтожени€ неэффективных структур. ќднако это не в точности то же самое, неэффективные структуры должны по€вл€тьс€ в любой системе такого рода, коль скоро мы признали за ними Управо на ошибкуФ.}.

Ќеобходимо выделить и следующий аспект, даже не столько как пр€мое УтребованиеФ, сколько как УподсказкуФ дл€ дальнейшего анализа проблемы. ”слови€ частотной реализации преобразовател€ предикатов, т.е. ћЅ«, котора€, скажем пока так Ц Уможет больше, чем традиционна€ —”ЅƒФ имеют вид некоторых перечислений предикатов второго пор€дка, но существенно, Уне в целомФ, а на каждом конечном отрезке времени.

Ёто означает, что таблица на рис. 6.1 представл€ет только состо€ние ћЅ« на некотором Уэлементарном тактеФ ее существовани€, дл€ представлени€ ее на конечном отрезке времени потребуетс€ уже как минимум иерархи€ из 3-х уровней таблиц предикатов. “о есть, помимо таблицы на рис. 6.1 необходимо еще два уровн€ Уописани€ условий применени€Ф. ¬прочем это факт в известной степени очевидный.

ћЅ« Ув целомФ представл€ет собой целостную иерархическую систему динамических процессов. ќтсюда напр€мую следует вывод Ц к таким системам не допустимо применение механического принципа декомпозиции, во вс€ком случае его использование, так, как это прин€то в классической теории управлени€. «десь необходимо найти представление, охватывающее всю совокупность динамических процессов Увложенных друг в другаФ{97. Ќапомним еще раз, что в услови€ конечной частотной вычислимости вход€т только перечислени€ теории второго пор€дка, но не теори€ третьего пор€дка.}.

«авершим этот экскурс в вопросы реализуемости ћЅ« следующим. »з соображений чисто вычислительных архитектуры адресных, т.е. по существу фон Ќеймановских машин будут доминировать на рынке, возможно, еще не одно дес€тилетие. Ёто означает, что вопрос отображени€ структуры ћЅ« на адресную архитектуру будет оставатьс€ актуальным, но, учитыва€ нетривиальность проблемы, его исследование Ц отдельна€ инженерна€ задача. »наче говор€, пока существуют адресные машины, вопросы разработки моделей данных будут представл€ть собой проблему, дополн€ющую задачу поиска адекватных структур ћЅ«, но никак ей не эквивалентную.

»з сказанного получаетс€, что текущей задачей разработки архитектур вычислительной техники на достаточно длительный отрезок времени €вл€етс€ ориентаци€ на ћЅ«. ѕоэтому ниже, в гл. 8, мы рассмотрим некоторые особенности реализации проектов информационных систем, оказавшиес€ де-факто Удостаточно хорошими приближени€ми к ћЅ«Ф.

ќбратим внимание на следующий момент.  онечно, сегодн€шние реальные Усаморазвивающиес€Ф информационные системы (технологии, модели данных) называютс€ так, скорее, в пор€дке аванса на их будущее совершенствование. Ќа самом деле, о способности к саморазвитию пока речи не идет, этим обозначаетс€ лишь достаточна€ гибкость моделей данных и наличие инструментари€ дл€ управлени€ развитием этих моделей. Ќо отсюда следует сразу и реальна€ постановка задачи саморазвити€, и постановка задачи создани€ архитектуры машин уже следующего поколени€.

¬ постановке задачи о создании Уследующей по архитектуре машины, после ћЅ«Ф мы хотим уже большего, способности некоторой машины действительно самосто€тельно конструировать структуры данных и свою общую структуру. ћожно сказать, что мы хотим перехода к УживымФ системам, обладающим если не Усвободой волиФ, то, по крайней мере, Устремлением выжитьФ. “акого рода Уследующую новую архитектуруФ мы рассмотрим в части IV под названием У¬ертикальна€ машинаФ.


LТhumanitй agit avant de raisonner son action.
{98. „еловечество действует до осмыслени€ своего действи€ (фр).}

√лава 7. ќ технологии управлени€

7.1. ”чет динамики информационных потоков

≈сли »—” - конструктивное пон€тие, то должны существовать и некоторые конструктивные подходы, отличительно применимые в »—” и обеспечивающие те или иные выгоды в организации управлени€. “акие подходы действительно существуют как составна€ часть прикладной теории »—” и предлагаютс€ дл€ использовани€ под названием Уинформационна€ технологи€ управлени€Ф.

Ќесмотр€ на констатированный ¬инером очевидный факт зависимости управлени€ в системе от информации, мы все же используем пон€тие Уинформационна€ технологи€ управлени€Ф дл€ выделени€ из всех возможных ситуаций проблем, св€занных с формированием управлени€ за счет использовани€ структур баз знани€.

—огласно положени€м прикладной теории »—”, интеллектуальна€ система управлени€ сложным объектом имеет смысл, когда она €вл€етс€ автоматической, т.е. способной принимать решение быстрее и/или лучше человека в сфере своего существовани€.

ќтсюда следует важный вывод о некорректности постановки вопроса о создании существенно больших автоматизированных систем управлени€, в которых человек используетс€ как лицо, принимающее окончательные решени€, ибо системы управлени€ высокого уровн€ целесообразны только там, где человек и так уже не справл€етс€ с об€занност€ми управител€. ƒействительно, либо мы создаем систему, принимающую решени€ быстрее и лучше нас, либо систему, слишком примитивную, чтобы доверить ей управление, и контролируем все ее решени€ на уровне собственной интуиции. “ем самым переводим управл€ющую систему в разр€д Уинформационно Ц советующихФ разработок, рекомендации которых обычно не пригодны к использованию без перепроверки, которую, в общем случае, невозможно организовать.

»нформационна€ технологи€ управлени€ должна работать в отсутствие €вно выраженных количественных характеристик функционировани€ подсистем и при наличии возмущающих воздействий со стороны внешнего мира, и поэтому, как и положено дл€ открытых систем, прикладна€ теори€ »—” строит управление по динамике внутренних информационных процессов в управл€емой системе.

Ёто положение тем более справедливо, что наиболее сложным дл€ компенсации за счет управлени€ возмущением €вл€етс€ возмущение со стороны внешнего мира, а оно про€вл€етс€ через изменение динамики информационных потоков в управл€емом объекте.

ќтсюда следует логический вывод о том, что компенсаци€ возмущающих воздействий внешнего мира возможна, в основном, только за счет разомкнутой системы управлени€. ƒействительно, восстановление динамики информационного потока, необходимое дл€ возвращение объекта в устойчивое состо€ние, возможно за счет перестройки его структуры, изменени€ внутренних отношений между подсистемами и, уже в последнюю очередь, - за счет воздействи€ на внешний мир. ќтметим, что под устойчивостью здесь понимаетс€ то состо€ние, в котором мы видим объект, когда он справл€етс€ с возложенными на него функци€ми, в том числе и функци€ми своего развити€ Ц изменением функции расстановки в базах знани€.

7.2. ¬страивание системы автоматизации в структуру объекта

”правление по динамике информационных процессов, т.е. по изменению объемов информационных пересылок внутри и между подсистемами в единицу времени, предполагает непрерывный контроль этих пересылок не только по семантике сообщений, но и по темпам их порождени€ и обработки.

“акой контроль €вл€етс€ необходимой составной частью семантического анализа информации в »—”. Ѕез него основна€ часть семантики Увторого пор€дкаФ (Укак и сколькоФ информации определенного смыслового содержани€ было произведено, передано и обработано в каждую единицу времени) будет безвозвратно утер€на и направленность управл€ющих решений может не соответствовать цели управлени€.

ƒл€ широкого класса сложных систем, представимых семантическими конструкци€ми, а таковыми €вл€ютс€ все системы обычно интересующего нас уровн€ социального института, прикладна€ теори€ »—” предлагает использование указанной выше технологии как Уметода организации структуры управл€емого объекта, ориентированной на поддержание семантического уровн€ общени€Ф.

»зложение метода начнем с рассмотрени€ иллюстративной схемы информационных потоков между выделенным набором подсистем (рис.7.1). ѕодсистемы A,B,C,D в общем случае имеют информационную взаимосв€зь в составе шести двунаправленных информационных потоков F с соответствующей индексацией.

wpe3.jpg (18015 bytes)

–ис.7.1. »ллюстративна€ схема информационных потоков в наборе подсистем.

“акой обмен осуществл€етс€, в общем случае, на уровне функционировани€ взаимосв€занных Уавтоматизированных рабочих местФ или специальных подсистем. Ёти подсистемы информационно св€занны с некоторым сервером или центральным вычислителем, его базами, и пользуютс€ его вычислительными мощност€ми. Ѕолее того, они могут использовать сервер как промежуточный буфер или базу дл€ хранени€ массивов выработанной информации.

ѕри общей приемлемости и кажущейс€ достаточности такой схемы организации работ, в ней тер€етс€ составл€юща€, необходима€ дл€ прин€ти€ управл€ющих решений Ц семантика Увторого пор€дкаФ, информаци€ об информации, метаинформаци€, т.е. сведени€, характеризующие динамику информационного взаимодействи€.

ќбсудим этот вопрос несколько подробнее.  ак известно, семантика определ€ет отношени€ между знаками и их концептами, т.е. задает смысл или значени€ конкретных знаков.  онкретизаци€ знака определ€етс€ прагматикой. Ёти определени€ с точки зрени€ прикладной теории »—” не могут считатьс€ полными пока в них не будут учтены параметры, дополнительно характеризующие информационные потоки: объемы в единицу времени, адресаци€ и направленность, скорость обработки, персонификаци€ источника и обработчика, а также многое другое и, прежде всего Ц их временна€ динамика первого и второго пор€дка, характеризующа€ конкретику ситуации.

«десь нам пока достаточно пон€тийного осмыслени€ динамики информационного потока, как процесса его изменени€ во времени и, соответственно, Упроцесса изменени€ процесса его изменени€Ф.

¬озвраща€сь к факту существовани€ подсистемы как точки обработки информации укажем, что дл€ нас в первую очередь важна не физическа€ сущность такого рабочего места. Ќапример, если это некотора€ производственна€ единица (конструктор, станок и т.д.), то нас интересует метаинформаци€, обеспечивающа€ все пр€мые и контекстные сведени€ о текущем состо€нии этой точки, фактах и динамике получении или передаче информации (или материального объекта) по технологической цепи производственного процесса. “.е. прежде всего Ц объем и факт движени€ информации в семантических единицах данного рабочего места: листах чертежей, количестве деталей или тонн и уже потом внутренн€€ семантика этих единиц.

—ледовательно, дл€ управлени€ системно-сложным объектом требуетс€, прежде всего, создание схемы организации работы с информацией, как структуры взаимодействи€ управл€ющей системы с объектом. Ёта структура должна обеспечивать возможность накоплени€ и использовани€ метаинформации дл€ достижени€ возможности прин€ти€ управл€ющих решений.

“акого рода структура ориентируетс€ на встраивание вычислительной среды в состав выделенного объекта или, другими словами, на адресный перехват информационных потоков с возможностью определени€ их динамических характеристик.

wpe4.jpg (7775 bytes)

 –ис. 7.2. ‘рагмент схемы сбора динамической информации

“ем самым обеспечиваетс€ замыкание информационных потоков источников и потребителей информации внутри объекта (и, в возможной степени, Ц потоков внешней информации) через некоторую компьютерную среду, станов€щуюс€ единственным разрешенным каналом дл€ обмена информацией. ¬ свою очередь это означает, что обеспечиваетс€ взаимодействие »—” с объектом управлени€, а не с его моделью, на уровне возможно полного семантического анализа всех информационных потоков объекта, перехваченных компьютером, станов€щимс€ при этом неотъемлемой частью объекта в самом пр€мом смысле этого утверждени€.

Ёто означает, что в компьютере посто€нно работает программа адресного сбора динамических характеристик потоков информации (рис.7.2).  аждое рабочее место полностью и посто€нно отслеживаетс€ по этим характеристикам. Ћюбое изменение динамики информационных потоков, непредусмотренное соответствующей технологией работ, €вл€етс€ сигналом дл€ начала выработки управл€ющих решений.

«атраты на дополнительную обработку информации могут быть довольно значительными, однако только они и дают контекстную информацию, существенно необходимую дл€ достижени€ интеллектуального управлени€. ‘актически, при такой постановке в »—” наличествует практически вс€ информаци€, котора€ может быть собрана и использована при автоматическом прин€тии управл€ющих решений, что €вл€етс€ неотъемлемым компонентом семантической системы, имеющей право называтьс€ интеллектуальной.

ƒействительно Усемантика динамикиФ, семантика Увторого пор€дкаФ уже дает наблюдаемость системы, недостижимую никаким другим спсобом, но семантика Упервого пор€дкаФ, все, что может быть известно не о процессе выработки, но о самом продукте также полностью наличествует в компьютере с достоверностью в точности равной документу, сопровождающему продукт, а большего достигнуть уже нельз€.

7.3. ќбъект в информационной среде

 

»—”, как и люба€ друга€ система управлени€, требует некоторого стенда дл€ определени€ диапазонов своего устойчивого состо€ни€, набора прецедентных состо€ний и прочих частотных, статических и динамических оценок. ≈динственным стендом дл€ объектов рассматриваемого уровн€ сложности €вл€етс€ внешний мир, в котором они существуют, однако встречаемость ситуаций в полной мере непрогнозируема, а собственное врем€ объекта в реальном мире может течь на пор€дки медленнее, чем это приемлемо дл€ сбора и обработки информации.

ѕрикладна€ теори€ »—” предлагает следующее решение указанной проблемы. Ќеобходимо конструировать одновременно объект и внешний мир. ѕод конструированием объекта здесь понимаетс€ уже процесс не моделировани€, а синтезировани€ системно-сложного объекта с встроенным в него Уперехватчиком информационных потоковФ дл€ полноценного управлени€ им на основании технологии, приведенной в разделе 7.2.

¬оздействие внешнего мира задаетс€ полным перебором возможных сочетаний динамических характеристик информационных потоков. Ёто эквивалентно заданию внешнего мира некоторым числом информационных входов, количественно совпадающих с числом точек обработки информации в системно-сложном объекте (потоки F без индексации на рис.7.1). Ёто достаточно €сно, ибо информационное про€вление внешнего мира может про€вл€тьс€ только в его вли€нии на работу подсистем переработки информации (их организационную структуру и производительность){99. ѕомехи на лини€х св€зи мы оставл€ем дл€ исследовани€ средствами теории передачи сигналов, теории передачи информации и другими УсигнальнымиФ аппаратами.}.

ѕолный перебор сочетаний динамики информационных потоков обеспечивает моделирование всех возможных воздействий на объект со стороны внешнего мира. »нформационна€ динамика моделируетс€ в собственном времени информационной машины, темпы протекани€ которого многократно превышают собственное врем€ реального объекта. “ак как информационна€ динамика объекта €вл€етс€ производной от собственного времени реального или модельного внешнего мира, то такое допущение €вл€етс€ правомочным.

ѕрактические исследовани€ показывают необходимость учета динамики информационных потоков по двум составл€ющим: информации, вырабатываемой на рабочем месте и информации, потребл€емой от имеющихс€ источников информации и служащей дл€ выработки новой.

Ёто можно осуществить следующим образом: объект следует создать в виде набора терминалов дл€ порождени€ и анализа информации, подключенных к единой информационной среде, обеспечивающей прием и целесообразное распределение информации по технологически св€занным местам и ее накопление. ”же на начальных этапах конструировани€ объекта необходимо выделить информацию двух видов, учитыва€, кроме вышеупом€нутых базовых информационных потоков, информацию, регламентирующую содержание этих потоков.

≈сли информаци€ первого типа дл€ конечного пользовател€ оформл€етс€, к примеру, в виде спецификаций, маршрутных карт, сводных документов и т.п., то информаци€ второго типа - это стандарты и ограничительные перечни, классификаторы и планы. —ледует отметить, что если первый тип включает в себ€ информацию, имеющую ценность новизны, то во второй тип входит информаци€ об уже имеющейс€ информации. — точки зрени€ »—” желательно иметь сведени€ о динамике информационных потоков, дифференцированные по этим составл€ющим.

¬ практической системе точка подключени€ каждого пользовател€ или отдельной автоматизированной системы к информационной среде оформл€етс€ в виде терминала - рабочего места, имеющего в своем составе соответствующее программное обеспечение, опирающеес€ на нормативную и методическую информацию, определ€ющее права доступа к тем или иным информационным ресурсам.

ƒл€ надежной защиты информационной среды, имеющей ценность дл€ системы, от шумового воздействи€ программное обеспечение рабочих мест должно производить фильтрацию поступающей информации как по внутренней непротиворечивости, так и по согласованию с уже имеющейс€, активно использу€ дл€ этого семантические возможности. –абочее место €вл€етс€ лишь одним из про€влений комплексной системы автоматизации, лишь местом прикосновени€ к ней, значит по€вление новых рабочих мест не может и не должно рассматриватьс€ как изменение самой системы, котора€ должна иметь возможность создани€ наборов рабочих мест с любой конфигурацией.

ƒостаточна€ свобода подбора состава рабочих мест приводит к тому, что система может не иметь своего единого и посто€нного облика с точки зрени€ конечного пользовател€ или даже множества пользователей.

¬ообще говор€, ограниченна€ наблюдаемость практической системы, расшир€ющейс€ составом и объемом своих подсистем, только подтверждает ее системную сложность, обеспечивающую полезность или адаптационную возможность ее существовани€.

7.4. ѕроблема декомпозиции объекта как сложной системы.

ƒостаточно очевидно, что реализаци€ любой системы начинаетс€ не в полном объеме ее подсистем, а с некоторого выбранного их количественно-качественного состава. ќсновным критерием такого выбора вполне естественно €вл€етс€ желание обеспечить максимальное информационное удовлетворение подсистем внутренними информационными св€з€ми при возможной минимизации их св€зей с внешним миром. ¬ контексте поставленной цели предлагаетс€ подход к декомпозиции системы на подсистемы, выбор которых можно описать следующей задачей.

ѕусть объект, как система, представл€етс€ сетью U, состо€щей из узлов (подсистем) P, так, что:

ћежду PS установлены двунаправленные информационные св€зи с известными информационными потоками F:

,

что образует полносв€зную матрицу

ƒл€ некоторого подмножества подсистем:

,

где , при условии:

необходимо найти матрицу ?Т такую, что взаимный информационный обмен между вход€щими в нее объектами максимален и, следовательно, удовлетвор€ющую эффективному, относительно задачи, сочетанию двух критериев:

»з физических соображений указанное выше требование можно сформулировать в следующем эквивалентном виде: информационный обмен со средой, окружающей выбранный набор подсистем, должен быть минимален, т.е. необходимо найти подмножество подсистем X, содержащеес€ в U, такое, что:

ѕрактическое решение такой задачи весьма затруднительно и, в общем случае, возможно только полным перебором. ¬ р€де случаев, использу€ те или иные особенности системы, этот перебор можно сократить.

»так, если информационна€ граница сформированного набора подсистем изучаемого объекта разрывает минимум информационных св€зей, то мы можем наде€тьс€ провести выбор стартового набора подсистем так, чтобы обеспечить наилучшее возможное по предложенному критерию приближение к системно - открытой модели.

¬ такой постановке можно говорить о возможности организации семантического взаимодействи€ с объектом, прежде всего, потому, что неучтенные информационные св€зи внос€т только неизбежный минимум искажений. ѕри правильном выборе информационных границ объекта обеспечиваетс€ прин€тие решений, минимально завис€щих от изменени€ окружени€ объекта, что позвол€ет говорить об информационной и когнитивной адекватности моделей.

“еперь можно дать и краткое математическое по€снение дл€ метода, рассмотренного в п. 7.2. ѕусть постановка задачи, приведенна€ выше будет дополнена следующим условием: добавим в рассмотрение узел N+1, через который без изменени€ замыкаютс€ все информационные потоки и :

ƒополнительное условие на сложность и решение основной задачи не вли€ет, однако оно формирует структуру взаимодействи€ с информационными потоками, котора€, будучи реализована как вычислительна€ среда, может стать устройством, встроенным в информационно-моделируемый объект и обеспечивающим активное взаимодействие с ним через контроль динамики информационных потоков:

»менно в этом случае становитс€ возможной организаци€ активного интерфейсного взаимодействи€, ибо дл€ исследовател€ по€вл€етс€ субъект общени€ - компьютерна€ среда, имеюща€ в себе все, что можно узнать об объекте в процессе анализа имеющейс€ в нем информации, при условии организации этого общени€ на уровне семантики. ћы получаем инженерно реализуемое образование, содержащее в себе все (или почти все), что может потребоватьс€ от такой системы Упо делуФ, т.е. дл€ управлени€.


Non verbis sed actis.
{100. Ќе на словах, а на деле (лат.).}

√лава 8. »нженери€ систем Уинтеллектуальной направленностиФ

8.1. “ри основных подхода

 акие же механизмы и практические решени€ в наибольшей степени соответствуют инженерии субъектно-объектного подхода? “е и только те, которые достаточно корректно обращаютс€ со структурой данных соответствующей проблемной области Ц следуют за изменением структуры данных, но не нав€зывают информационному процессу заранее спроектированную структуру. ¬ этом смысле проблему создани€ сложных информационных систем наиболее целесообразно рассматривать исход€ из трех возможных подходов.

¬о-первых, можно поставить задачу создани€ универсальной, дл€ некоторой достаточно широкой области приложений, операционной системы Ц интегрированной среды с собственной базой пострел€ционной или объектной структуры. “ака€ среда может быть основана на чисто программистских интересах организации работы с динамическими информационными структурами и требовать минимальных дополнений дл€ учета индивидуальных динамических структурных особенностей того или иного приложени€.

¬о-вторых, можно начать работу с создани€ программного инструмента, обеспечивающего решение проблемы воспри€ти€, упаковки и обработки самой сложно организованной информации, поступающей на вход системы. ¬ известной степени это путь сведени€ некоторой уже существующей операционной системы к первому подходу. ≈ще лучше, когда такой инструмент сопутствует операционной системе, выполненной как ориентированна€ операционна€ среда, т.е. дополн€ет первый подход.

¬ третьих, дл€ особо сложных объектов целевого назначени€ полезно сразу создавать специализированную операционную систему, например, производственную, ориентированную на получение и поддержку структур данных в заранее определенном и достаточно широком диапазоне ее изменени€. ≈сли некоторый объект можно считать организационно (в своих внутренних организационных св€з€х) посто€нным в некоторых пределах, то это хот€ и дорогое, но, возможно, лучшее из решений.

¬ известной степени это подходы объединены одной целью Ц созданием некоторой среды, требующей минимальных затрат на предварительную структуризацию (априорное проектирование структур представлени€) информации (в пределе вообще их не требующей), но имеющей дл€ этого собственные внутренние инструментальные возможности при максимальной автоматизации такого рода работ.

ќстальные подходы, св€занные с проектированием сложной информационной системы на универсальном алгоритмическом €зыке того или иного уровн€, мы рассматривать не будем, исход€ из заведомой громоздкости получаемых решений, их Услишком €вногоФ кибернетического уровн€ и известной проблемы невозможности сколько-нибудь эффективной коррекции структур информационных баз при проектировочном подходе, неизбежном дл€ €зыков, непосредственно ориентированных на архитектуру фон Ќеймановского компьютера.

ѕеречисленные же выше подходы в той или иной степени позвол€ют создавать информационные системы, которые вполне можно рассматривать как УполовинкиФ интеллектуальных баз, в некоторой степени пригодные дл€ создани€ интеллектуальной системы в ее УинженерномФ определении.

ƒл€ иллюстрации сказанного рассмотрим некоторые характерные особенности реализации указанных выше подходов на примере нескольких типичных систем, которые в задании на их проектирование не содержали требовани€ какой-либо УинтеллектуальностиФ. Ёти системы были построены только исход€ из удобства разработки и сопровождени€ приложений, эффективности в эксплуатации, т.е. строились исход€ из УчистойФ идеологии первых трех подходов, но, по фактическому результату, €вились существенными шагами именно в сторону создани€ интеллектуальных систем.

8.2. ѕервый подход. »деологи€ операционной системы

¬ насто€щее врем€ идеологии первого подхода в наибольшей степени отвечают работы американской корпорации InterSystems.

¬ 1998 г. InterSystems выпустила на рынок новый продукт CacheТ-технологию Ц интегрированную среду, пострел€ционную базу дл€ эффективной разработки приложений. ¬ соответствии с документацией по архитектуре CacheТ и некоторым практическим опытом можно сказать следующее.

CacheТ-технологи€ от InterSystems представл€ет собой полностью интегрированную высокопроизводительную систему управлени€ базами данных и среду быстрой разработки современных приложений, ориентированных на обработку транзакций. CacheТ Ц это —”Ѕƒ, основанна€ на “ранзакционной ћногомерной ћодели ƒанных (“ћћƒ). ќна обеспечивает одновременную работу практически любого (речь идет уже о дес€тках тыс€ч) числа клиентов без потери производительности, при затратах несравнимо меньших, чем в любом другом решении.

ќбратимс€ к архитектуре CacheТ (рис. 8.1). ѕоддержка ODBC обеспечивает совместимость с SQL-стандартом. Visual Cache предоставл€ет доступ к объектам CacheТ из Visual Basic и других средств разработки. Weblink поддерживает доступ из Web-приложений к базе данных CacheТ. CacheТ ObjectScript Ц это объектно-ориентированный €зык программировани€.  роме того, объекты CacheТ могут создаватьс€ и измен€тьс€ с использованием Java и C++.

ODBC

Visual CacheТ

WebLink

CacheТ ObjectScript/Java/C++

ѕр€мой доступ

SQL

ќбъектный доступ

“ранзакционное €дро —”Ѕƒ

ѕротокол –аспределеннного  эша

–ис. 8.1. јрхитектура CacheТ.

“ри способа доступа к базе данных Ц пр€мой, рел€ционный и объектный, обеспечивают производительность, межсистемное взаимодействие и быструю разработку приложений. “ранзакционное €дро обеспечивает высокую производительность и масштабируемость прикладных систем. ѕротокол –аспределенного  эша расшир€ет масштабируемость приложений Уклиент-серверФ и обеспечивает УпрозрачныйФ доступ к базе данных в сет€х любого размера.

¬ отличие от так называемых Убольших —”ЅƒФ реализаци€ имеет р€д фундаментальных структурных особенностей:

“аким образом, выстраиваетс€ четка€ иерархи€ Увложенных виртуальных машинФ в отличие от предыдущих проектов, где господствовала тенденци€ Упогружени€Ф логической модели проблемной области непосредственно в физическую модель данных.

ƒруга€ особенность проекта Ц четка€ ориентированность подхода на непрерывную разработку приложений в процессе эксплуатации Ц Уобеспечение динамики существовани€ динамических системФ.

Ќаконец, третий важный компонент Ц “ћћƒ, предполагающа€ не набор заранее определенных рел€ций, но многомерную структуру априори неопределенной размерности. “ем самым обеспечиваетс€ создание, в сущности, универсальной структуры модели данных, инструмента дл€ конструировани€ структур Упо ходу делаФ, в процессе создани€ и эксплуатации приложени€.

ћожно спросить, а где же здесь интересующа€ нас УинтеллектуальностьФ или подходы к ней?

≈сли подразумевать под этим какой-то специфический прием или формализм, то такового здесь изначально вроде бы и нет. Ќо уже указанна€ иерархи€ вложенных виртуальных машин, собственна€ изначальна€ древовидна€ структура, €вна€ направленность на обеспечение работы с динамическими св€з€ми данных говор€т сами за себ€. ¬ подходе CacheТ то и замечательно, что система и технологи€, позвол€юща€ реализовать в принципе любые наборы таких специфических средств и приемов, возникла из соображени€ чисто практического Ц создани€ универсального УкоробочногоФ продукта.

ѕожалуй, единственное, что представл€етс€ здесь проблемным Ц это наличие, даже акцентирование на “ћћƒ Ц модели данных, реализованной как набор программ.  оль скоро она реализована в виде набора некоторых программ, то сама €вл€етс€ формализмом. –азумеетс€, раз она транзакционна€, более богатым возможност€ми, чем любые наборы рел€ционных таблиц, но все же не более чем формальной моделью, а, значит, необходимо имеющей свои внутренние ограничени€.

¬прочем, с одной стороны сомнение это чисто (пока не показала практика эксплуатации) теоретическое, а с другой, что более важно, эти ограничени€ не должны про€вл€тьс€ при организации, на основе схемы субъектно-объектного взаимодействи€, инженерных информационных (интеллектуальных) систем на базе CacheТ-технологии, при некоторой минимальной аккуратности процесса их создани€.

8.3. ¬торой подход. »деологи€ инструментальной системы

Ќе менее интересной и с практической, и с теоретической точки зрени€ представл€етс€ инструментальна€ система qWord{101. јвтор и генеральный разработчик Ц ј.Ќ.ƒолженков, организаци€ —ѕ.ј–ћ [30].} как реализаци€ технологии открытых систем управлени€ данными. ќдно из главных положений qWord-технологии Ц полна€ интеграци€ инструментальной и прикладной систем в единое целое. ѕри этом модель проблемной области совсем уходит из программной реализации как целостный логический объект, остаетс€ вовне, в проблемной области, т.е. там, где она и была изначально.

“екуща€ реализаци€ отображени€ модели (или совокупности таковых), котора€ присутствует в прикладной системе по умолчанию, считаетс€ не более чем одномоментной реализацией того состо€ни€ объекта (проблемной области), которое на этот момент доступно и актуально дл€ пользовател€. “о есть становитс€ в точности тем, что она (эта реализаци€) и есть на самом деле, и никак не более того.

— другой стороны, благодар€ полной интеграции инструментальных средств и свойству Усамоописани€Ф системы, по€вл€етс€ реальна€ возможность использовани€ сколь угодно сложных априори неопредел€емых УобъектовФ, количество которых в принципе конструктивно бесконечно.

ѕредлагаемое изложение qWord технологии и, если смотреть более широко, вообще новой технологии создани€ —”Ѕƒ, —”Ѕ«, Ухранилищ знани€Ф и тому подобного, носит здесь в значительной мере обобщающий, методологический характер в соответствии с основной целью написани€ этого раздела. Ѕолее детальное описание просто скрыло бы крайне важные как теоретические, так и чисто практические аспекты во множестве частных подробностей.

 райне интересным при рассмотрении qWord представл€етс€ ответ на вопросы:

Ќачнем с рассмотрени€ смысла пон€ти€ Уадекватно устроеннойФ системы.

8.3.1. ќсновна€ объектна€ триада и динамически раскрываемый объект

ƒл€ начала напомним интуитивное пон€тие объекта в том виде, в котором оно стало более или менее общеприн€тым в объектном подходе к представлению информационных систем, например, в точно том же смысле, что и объекты CacheТ.

ќбъект (проблемный, программный или абстрактный) это то, что некоторым УестественнымФ образом делитс€ на декларативную и процедурную (УпроцесснуюФ) части и, таким образом, может быть адекватно отображено в подход€щие структуры данных и программы в компьютерной системе ( —), име€ в виду под  — не аппаратный комплекс, но некоторую информационную, расчетную, вообще любую систему, реализованную в компьютерной среде.

ќбратим внимание на то, что здесь речь фактически идет о трех существенно различных объектах. ¬ общем случае мы не имеем права считать их разными реализаци€ми одного и того же объекта, поскольку это (их единство) только цель создани€ системы, а не состо€вшийс€ факт. ќбычно и в теоретических публикаци€х, и в программной документации все €сно из контекста и путаницы не возникает, но здесь нам важно напомнить, что объекты проблемной среды, реализации объектов в абстрактной модели данных и программные реализации объектов различны по своему существу.

—оздание  — обычно понимаетс€ как создание модели данных, декомпозици€ проблемной среды на Уестественные объектыФ и отображение их в Уобъекты  —Ф. ќбратим внимание на то, каждый из объектов  — в свою очередь должен содержать два компонента: представление объекта и отображение этого представлени€ на адресное пространство.

‘актически конструируетс€ не одна модель данных, но сразу и параллельно все вышеупом€нутые три модели, а именно: модель проблемной среды и ее отображение в  —, которое, в свою очередь, автоматически декомпозируетс€ в две модели Ц абстрактную модель данных, ту, что отображает на экране навигатор модели данных (например, “ћћƒ в CacheТ) и внутреннюю, скрытую от пользовател€ реализацию отображаемой абстрактной модели.

ќтчасти подмена происходит из-за того, что модель проблемной среды €вл€етс€ существенно внешней, находитс€ целиком вне  —, однако это вовсе не означает, что Уее нет совсемФ, это как раз та система умолчаний, котора€ складываетс€ в воспри€тии пользовател€, то самое, что подсказывает пользователю, как понимать абстрактную модель отображаемую навигатором.

ћеханическое сведение всего процесса к одной только абстрактной модели данных приводит к тому, что тер€етс€ и само понимание этого процесса, а именно понимание того, что вне зависимости от желани€ пользовател€ абстрактна€ модель Усамосто€тельноФ раскрываетс€ и внутрь и наружу. ѕри этом тер€етс€ и свойство, и сам процесс динамической раскрываемости представлени€. ќчевидно, что конструирование любой  — должно выполн€тьс€ так, чтобы не произошла потер€ этого свойства динамической раскрываемости, чтобы реализаци€ представлени€ (объекта) не преп€тствовала возможности осуществлени€ очередного шага раскрыти€ в любой момент существовани€  —. Ќо это лишь одна УплоскостьФ, в которой про€вл€етс€ свойство раскрываемости представлени€.

«десь мы будем рассматривать подмножество  — Ц информационные системы, подразумева€ под этим, там где это не вызовет разночтений, всю совокупность таковых от традиционных —”Ѕƒ до Усистем знани€Ф и т.п. ћы должны констатировать, что раскрываемость представлени€ может про€вл€тьс€ в самой широкой совокупности аспектов, поскольку раскрываемость не введена нами, но есть атрибутивное свойство любого представлени€.

Ёта достаточно р€дова€ ситуаци€.  оллизии, возникающие при расширении рел€ционных таблиц Ц это утрата адекватной раскрываемости рел€ционного представлени€ (абстрактной, реализованной внутри  —, модели данных), требующа€ пополнени€ или реорганизации каталогов. Ќеобходимость реорганизации диска, когда уже не помогает навигатор в каталогах Ц это ситуаци€, когда утрачиваетс€ раскрываемость внешней модели, представлени€, лежащего вне  —.

Ќаконец, достаточно распространена ситуаци€, когда программист нарушает балансировку ¬*-деревьев, что приводит к катастрофической неэффективности работы базы данных. —казанным мы хотим напомнить простую, но всегда полезную истину Ц если списать про€влени€ какой-то проблемы, свойства природного €влени€ на действи€ некоторого частного механизма, частной модели, то сама проблема от этого никуда не исчезнет, зато непри€тности гарантированы, вплоть до полной утраты понимани€ сущности самого €влени€.

—ледовательно, мы об€заны считать, что минимальной структурой, адекватной задаче создани€ информационной системы, €вл€етс€ совокупность взаимосв€занных динамических объектов: проблемна€ среда (ѕ—) Ц информационна€ система (»—) Ц пользователь (ѕ). Ќазовем эту совокупность основной объектной триадой (ќќ“).

ѕ— и »— €вл€ютс€ совокупност€ми взаимосв€занных объектов. Ќо такой же совокупностью объектов €вл€етс€ и пользователь, если учесть, что мы об€заны рассматривать не отдельный его запрос или совокупность запросов, но всю историю его работы, то есть всю совокупность задач{102. ћы об€заны включить сюда и все ошибки пользовател€, и все некорректные ситуации, вызванные неверной трактовкой им ѕ— или содержани€ и возможностей »—.}, решаемых пользователем с помощью »—.

ѕредставл€етс€ очевидной соподчиненность, иерархи€ объектов и вовсе не очевидной предложенна€ расширенна€ трактовка задачи. ƒействительно, казалось бы, достаточно расширить стандартную трактовку объекта до его Урасширени€ наружуФ и Ураскрыти€ внутрьФ{103. “ерминологи€ так называемой Уконцепции расшир€ющегос€ объектаФ.}, т.е. рассматривать только одну Уобобщенную модель данныхФ, как это до сих пор и прин€то. Ќо это возможно и справедливо только до момента реструктуризации данных в »—, а именно это и интересно, если мы собираемс€ говорить о случа€х нетривиальных, тем более Ц о УсамоструктурированииФ или УинтеллектуальностиФ.

¬ простейшем случае единичного пополнени€ или запроса, привод€щего к реструктурированию, иерархи€ процессов опрокидываетс€, главным источником активности станов€тс€ структуры данных в »—. ≈сли же необходимость реструктуризации вызвана последовательностью пополнений и запросов, то необходимо порождение целых иерархий процессов, то есть комплексный УоткатФ непрогнозируемой глубины.

¬ажно то, что при начале акта реструктурировани€ иерархи€ процессов переворачиваетс€, активность исходит от структур, реализующих абстрактную модель данных, затем пользователь с помощью навигатора абстрактной модели данных вы€сн€ет существо несовпадени€ текущей реализации этой модели и объекта проблемной среды. “олько после этого пользователь принимает решение и задает конкретный вид реализации модели, т.е. производит собственно реструктуризацию. ѕроцесс имеет именно такой вид даже в случае самой простейшей —”Ѕƒ. “аким утверждением мы ничего не УоткрываемФ и не УизобретаемФ Ц просто честно констатируем реальную ситуацию.

—казанное означает, что адекватное раскрытие объекта как УнаружуФ, так и УвнутрьФ в реальности достигаетс€ только в динамическом процессе взаимодействи€ объектов и процессов, составл€ющих ќќ“.

»наче говор€, объект, моделирующий »— или ее часть (имеетс€ в виду программна€ реализаци€ объекта), €вл€етс€ адекватным представлением ѕќ, если по умолчанию имеет свойство динамической раскрываемости. ”спех любой »— заключаетс€ в том, насколько эффективно это удалось реализовать{104. »нтуитивно почти очевидно, вс€ истори€ »— к этому и шла. ¬опрос лишь в том, как это положить в реализацию, в коды.}.

8.3.2. »ерархии и процессы

„тобы реализовать динамическую раскрываемость объектов надо навести некоторый пор€док в понимании, что есть иерархи€ и процессы и как они взаимодействуют. Ќаписано по этому поводу много, поэтому ограничимс€ только констатацией некоторых важных фактов.

ѕо ходу отладки —”Ѕƒ и реструктуризации Ѕƒ мы наблюдаем как начальные, стартовые иерархии объектов и процессов измен€ютс€, более того фактически само это изменение и есть содержательна€ часть реструктуризации Ц порождение новых отношений и процессов.

»звестна€ идеологи€ Get Up (GU) и Check Up (CHU) интерфейсов обслуживает только два типа процессов, а именно:

ƒл€ обслуживани€ третьего, собственно и представл€ющего дл€ нас интерес типа процессов, а именно, разрушающих глобальную среду, адекватного формализма нет, его просто до сих пор и не пытались создавать. ѕоэтому здесь мы берем труд и ответственность на себ€ и вводим третий тип процессов с идеологией Crash Restore (CRR).

¬есьма полезно рассмотреть, как получилось, что самый важный тип процессов, ради которого собственно все и делаетс€, просто не заметили.

¬се проектируемые —”Ѕƒ существуют по единой Усхеме жизниФ. ¬о-первых, конструируетс€ модель ѕќ. ¬о-вторых, эта модель отображаетс€ в модель данных (ћƒ) и уже по ней создаютс€ физические структуры данных. ƒалее, на практике, при наступлении событи€, вызывающего реструктуризацию, работает следующа€ последовательность:

«аметим теперь, что то же самое мы наблюдаем на аппаратном уровне при обработке прерывани€ от сбоев шины пам€ти (или блока). ≈сли аппаратура снабжена средствами резервировани€ и некоторым механизмом типа Умежблочного кэшаФ, то она будет сопротивл€тьс€ сбо€м, обход€сь частичными гор€чими перезагрузками, до тех пор, пока не будут исчерпаны возможности резервировани€.

¬озражение о непредсказуемости момента прерывани€, тем более о его УместеФ и Усодержании, семантикеФ вполне правомочно и верно. ѕросто это не означает, что с глобальной средой можно и должно поступать так же, как и с локальной Ц иначе зачем их выдел€ть хот€ бы терминологически?

8.3.3.  онцепци€ открытой —”Ѕƒ

ƒл€ решени€ проблемы есть и такой путь Ц отделить логическую модель данных от модели организации физических записей, сделать их логически автономными. Ќо при этом, если соблюсти некоторые услови€, нам ничто не помешает реализовать логическую модель в таких же структурах физических записей. Ёто крайне важно и методологически и практически.

»так, структура —”Ѕƒ Ураскрываетс€ зеркально относительно ѕќФ. “акже как из ѕќ выдел€етс€ логическа€ модель (или модели), в —”Ѕƒ возникает собственно структура Ѕƒ и структура управлени€ в виде динамически раскрываемого объекта.

—труктура, реализующа€ Ѕƒ, должна удовлетвор€ть следующим требовани€м:

ѕодход€щей структурой €вл€етс€ механизм ¬*-деревьев. Ѕолее того, нами доказано, что этот механизм €вл€етс€ Углобально-минимакснымФ{105. ¬ ¬*-деревь€х можно смоделировать любую структуру Ц это кажетс€ уже не нуждаетс€ в по€снени€х, как и тот факт, что разреженные массивы суть один из наиболее экономичных способов использовани€ пам€ти. ƒоказательство сводитс€ к следующему. —истема ¬*-моделей всегда остаетс€ неполной, но эффективно пополн€емой. «а счет неполноты гарантирована непротиворечивость, т.е. эта модель не может сама породить коллизию, разрушающую глобальную среду. Ќапротив, люба€ Уболее богата€Ф логическа€ модель таковую породит неизбежно. ƒл€ каждого частного случа€ возможно подобрать представление, более экономичное, чем B*-деревь€, но оно об€зательно саморазрушитс€ даже при простом пополнении данных на некотором шаге этого пополнени€, т.е. Ѕƒ физически разрушитс€ даже без внешней причины (событи€), св€занной с изменением логики модели данных. ќтсюда получаетс€ ситуаци€ минимакса Ц наиболее экономичное (в среднем по совокупности всех отображений) представление дл€ потенциально бесконечного числа логических моделей.}. –аскрываемость управл€ющего объекта (структуры, управл€ющей Ѕƒ), сводитс€ к следующему.

—труктура должна содержать компоненты:

¬ообще говор€, это и не описани€, а некоторое представление структуры, котора€ может быть, в том числе, и сама динамическим объектом со всеми его компонентами и свойствами.

«десь мы должны сделать один из важнейших практических выводов. ≈сли в такой структуре возникает событие, сигнализирующее о разрушении глобальной среды, это означает, что источник событи€ можно однозначно локализовать либо во УвнешнейФ, либо во УвнутреннейФ части модели данных того объекта, который был в данный момент активен. ƒалее остаетс€ использовать соответствующие инструментальные средства и скорректировать модель данных, либо построить новую.

‘изические структуры данных одномоментно и аварийно трогать нет необходимости Ц это можно сделать как фоновую работу в цел€х оптимизации ресурсопотреблени€.

“аким образом, реализаци€ концепции открытости и есть тот самый инструмент дл€ обработки процессов CRR типа. —обственно, никакого особого открыти€ здесь и нет Ц все по старому рецепту: чтобы расщепить аварийное и глобальное событи€ надо адекватным образом устроить иерархию структур логической среды, т.е. расширить описание модели, определить некоторые имена, ключи и значени€ как завис€щие от параметров, хот€ при данном конкретном состо€нии Ѕƒ они €вл€ютс€ просто декларативными значени€ми.

ѕри таком подходе нека€ часть данных станет вычисл€емой, причем в самом общем смысле (сборка-разборка по дереву и т.п. Ц тоже вычислени€), а это неизбежно повлечет за собой затраты (пам€ть, быстродействие) возможно и очень большие.

Ќеобходимо отметить следующее. «атраты неизбежны в любом случае, при любом способе расширени€ модели данных. Ќо в нашем случае их можно измер€ть, собирать статистику и контролировать (в Cache дл€ этого есть встроенные средства). Ёти затраты никогда не станут расти обвально, что неизбежно при априорном задании метаструктуры данных, либо при периодическом повторении процесса проектировани€ структуры Ѕƒ. ‘актически это эквивалентно обмену объема аппаратных затрат на затраты многократного возобновлени€ проектировани€.

8.3.4. –еализаци€ раскрываемости

¬ыбор средства реализации раскрываемости подсказывает сама структура и способ раскрыти€ объекта. ¬нутрь, в сторону физических структур данных формализм уже есть, он определен алгеброй ¬*-деревьев, а также набором дополнительных правил, св€занных с ограничени€ми, во-первых, €зыка реализации, а, во вторых, логической (операционной) среды и физической реализации (аппаратуры) в которой выполнен €зык и продукт.

¬ каждой такой реализации существенно конечный набор правил можно считать Уработающим по умолчаниюФ.

ƒалее естественно дополнить этот набор метаправилами отображени€ структуры объекта (модели данных) в правила €зыка реализации ¬*-моделей. Ќаконец, дополним набор гиперправилами отображени€ внешней логической модели в модель данных. ¬ результате мы получим как бы УсдвоеннуюФ W-грамматику, Усклеенную один к одномуФ по набору метаправил.

 орректность работы УнижнейФ части сдвоенной W-грамматики сомнений не вызывает, если реализаци€ выполнена правильно и с логической точки зрени€, и с позиции программной среды.

¬опрос о том, будет ли корректной реализацией Уверхн€€Ф половина W-грамматики интересен только с теоретической точки зрени€. «десь мы ограничимс€ чисто практическими соображени€ми Ц это можно сделать, просто ограничива€ конкретные реализации правил на том или ином уровне{106. ƒоказать это не сложно Ц это конечна€ индукци€ на конечном (на каждом шаге) носителе.}.

«а дальнейшими подробност€ми можно обратитьс€ к документации по qWord, так как возможные здесь один - два примера большей €сности не внесут, а места займут достаточно много.

“о есть в качестве средства реализации CRR необходимо как и в ¬*-деревь€х вз€ть формальный аппарат W-грамматики. Ёто будет Успецифическа€ реализаци€ W-грамматикиФ, как отмечает автор Ц разработчик qWord. ƒа, конечно, все это представл€етс€ достаточно простым, но только тогда, когда все это уже сделано. ќстаетс€, конечно, вопрос адекватности реализации{107. «десь, наконец, необходимо уточнить употребл€емое здесь и выше пон€тие адекватности. –ечь идет об адекватности в самом широком смысле, т.е. всей предметной области вместе с историей ее развити€ и всей совокупностью задач, которые когда-либо будут решатьс€. —оответственно, речь идет о Увечно зеленых системахФ (системах, существующих только как процесс, а таковы все открытые системы), Уадекватна€Ф терминологи€ которых фактически еще не сложилась за невостребованностью до насто€щего времени.}, но это уже искусство конструктора Ц искусство выбора желаемого из многих равноправных альтернатив.

ѕредставл€етс€ естественным использовать подход CRR дл€ раскрыти€ системы и в других направлени€х, использу€ при этом целиком стандартные средства, т.е. механизм УоконФ в его стандартизованном в операционной среде виде, идеологию GU Ц CHU интерфейса и т.д. ’от€ это не всегда экономно, но зато обеспечивает открытость продукта в сторону операционной системы и аппаратуры, что немаловажно, пока существует множество их существенно различных реализаций.

8.3.5. ”нифицированное представление объекта

ƒа, речь идет именно об унифицированном представлении объектов, а не об универсальном, поскольку оно может измен€ть свой вид по мере изменени€ внешней среды Ц ѕќ и ее логических моделей, но никак не претендует на то, что априори содержит все логические модели. ¬ качестве такового представлени€ в qWord предлагаетс€ фрейм{108. ‘актически, это существенна€ модификаци€ пон€ти€ фрейма по ћ.ћинскому. } - двойственна€ динамическа€ структура, котора€ может быть:

¬нешнее, визуальное представление такого фрейма, выполнено в виде комплекта окон со стандартными атрибутами, а также атрибутами, обеспечивающими представление данных в рел€ционной или иерархической модел€х (или их комбинации). ѕредставление по мере надобности может быть изменено или дополнено. —труктура хранени€ фрейма Ц стандартна€, в ¬*-модели.

–аскрываемость фрейма достигаетс€:

ѕо этой же модели выполнены и представлени€ интерфейсов, и других компонентов системы дл€ тех случаев, когда возникает необходимость работы с ними. «а дальнейшими подробност€ми уместно обратитьс€ к документации по qWord.

8.3.6. »нструментальна€ концепци€ Ц технологи€ qWord

»так, инструментарий qWord позвол€ет нам строить —”Ѕƒ на концепции открытости, концепции динамически раскрываемого объекта, причем выполнить это на базе единого формализма W-грамматик. Ѕолее того, и сама Ѕƒ и все окружение (управление Ѕƒ) реализованы в единой программной среде и на базе единого представлени€ ¬*-моделей.

ƒостаточно логичным представл€етс€ и следующий шаг Ц дополнить комплект объектов, составл€ющих окружение собственно Ѕƒ, т.е. фреймов, работающих по умолчанию и обеспечивающих работу Ѕƒ, базовые (стартовые) логические модели данных, основные интерфейсы и т.п. комплектом инструментальных фреймов. »наче говор€, снабдить саму систему функционально полным, а точнее Ц пополн€емым комплектом средств самоописани€, позвол€ющим модифицировать существующие и создавать новые компоненты.

–ешающим здесь €вл€етс€ то, что этот комплект фактически не дополнение, не отдельна€ подсистема, но неотъемлема€ составл€юща€ €дра qWord, доступна€ дл€ использовани€ из любой точки любого процесса{109. Ќасколько логично и просто это звучит, настолько же трудным был процесс осмыслени€ инструментальной концепции, в особенности УестественностьФ его реализации.}. „то до подробностей реализации Ц то достаточно много полезного материала содержитс€ все в той же документации по qWord. ќтметим только, что это не компил€тор, qWord породил систему и посто€нно сопутствует ей Ц поддерживает процесс ее существовани€. ¬ообще CRR подход требует наличи€ интерпретатора, иначе получитс€ все тот же объектный подход, неизбежно вытекающий из компил€ции. qWord фактически €вл€етс€ виртуальной машиной

“еперь обратим внимание Ц полностью мен€етс€ подход к созданию »—.

Ќа начальном этапе проектируютс€ только логические (внешние) модели ѕќ, данных и интерфейсов, осуществл€етс€ подбор и модификаци€ комплекта фреймов (возможно и из Уподход€щейФ или УпохожейФ »— Ц приложени€). ƒалее, по мере загрузки Ѕƒ и накоплени€ статистики запросов, при необходимости проводитс€ коррекци€ моделей данных или создание новых Ц благо инструмент дл€ этого у нас уже есть. Ѕолее того, не только инструмент, но и вс€ истори€ попыток манипул€ции с модел€ми данных, если, конечно, об этом позаботитьс€.

ѕодчеркнем, дл€ полноценной »— нужна истори€ реструктуризации, т.е. соответствующий фрейм или комплект фреймов, где всю ее можно хранить. Ќо и этого мало. »— приобретает уже совершенно новую функцию Ц функцию активного инструмента дл€ исследовани€ ѕќ, что может быть полезно не только системщику, но и практическому пользователю. –оль системного аналитика в этом процессе сводитс€ до минимума, точнее даже и не роль, а объем тривиальной с системной точки зрени€ работы. ќн должен:

’арактерно, что УсломатьФ структуру системы{110. ѕрикладной, конечно, о €дре и речи быть не может.} никакими действи€ми пользовател€ просто невозможно, правда можно добитьс€ очень высокой степени ее неэффективности, да и это будет весьма трудно. «десь мы получаем качественно другой инструмент дл€ работы с информацией и другую технологию не только в разработке, но и в подходе к использованию »—.

–азумеетс€, без проблем не бывает. “ак при реализации, в особенности интерфейсов, очень мешают противоречивые, иногда и взаимоисключающие соглашени€ разработчиков программ и аппаратуры, но это проблема вечна€. Ќар€ду с привычными проблемами любого УнормальногоФ программного продукта по€вились и новые, точнее не по€вились, а превратились, в св€зи с повышением собственного уровн€ »—, из абстрактно-теоретических в самую что ни есть практику. Ќекоторые из них мы сейчас и рассмотрим.

8.3.7.  уда делась семантика?

ѕри реализации »— на основе CacheТ-технологии с самого начала по€вилась проблема Ц в структурах Ѕƒ остаютс€ только литеры (литералы) и св€зи (т.е. Учистый синтаксисФ), словарь системы также представл€етс€ как набор иероглифов и св€зей их с логической моделью в Ѕƒ. ѕравда, к любому пон€тию можно применить как операцию обобщени€, так и операцию декомпозиции Ц начина€ от самой логической модели ѕќ и до литерала.

ћожно применить эти операции в любой комбинации и по всей иерархии сразу, т.е. реализовать динамические св€зи многие-ко-многим, но после завершени€ процедуры все равно получитс€ то же самое. —кладываетс€ впечатление, что семантика Ц досужа€ выдумка теоретиков, а в природе ее и нет вовсе.

Ќа самом деле семантика никуда не пропала, просто адекватно реализованный аппарат Усдвоенной W-грамматики аккуратно и последовательно УразрезаетФ ее на две части Ц УконстантнуюФ, которую укладывает в Ѕƒ в виде литералов и св€зей и именует после этого иероглифом словар€, и УплывущуюФ, переменную, котора€ Уостаетс€ в распор€женииФ ѕќ и пользовател€. Ѕольша€ часть народов «емли успешно поступает также Ц пользуетс€ иероглифами, к которым мы должны относить и всю терминологию профессиональных сленгов. ќтсюда следуют два вывода.

“еоретический Ц семантика суть динамический объект со всеми вытекающими последстви€ми.

ѕрактический Ц стоит ли использовать в реализации программных продуктов Уфункции семантических оценокФ и т.п., ибо это не более чем частна€ статистика{111. »менно частна€, сделанна€ конкретно и на конкретном материале и имеюща€ весьма косвенное отношение ко всем остальным случа€м.}. ѕрок от нее сомнительный, зато непри€тности Ц гарантированные.

¬есьма интересным представл€етс€ вопрос о количестве и составе правил W-грамматики, составл€ющей конструкцию qWord и, в особенности, гиперправил. ѕо умолчанию в qWord в качестве Уверхних гиперправилФ включены всего два Ц в терминологии документации D и F гиперфункции. »нтуитивно представл€етс€ достаточно €сным Ц этого достаточно дл€ конструировани€ отображени€ любой логической модели в структуры данных некоторой CacheТ-машины, хот€ и не всегда экономно.

 ак показала практика создани€ первых же нетривиальных приложений на qWord, УдополнительныеФ к D и F функции несут на себе €вный отпечаток проблемной области, очевидно €вл€€сь св€занными с ее спецификой.

Ётот интереснейший факт мы используем в следующей части, а здесь ограничимс€ только упоминанием аналогии, также достаточно очевидной. Ќапомним, что дл€ конструировани€ универсальной машины фон Ќеймана достаточно всего одной логической функции.   тому времени, когда созрел, стал актуальным вопрос о выборе некоторой Уоптимальной дл€ вычисленийФ системы команд пришло понимание ситуации Ц собственно арифметические вычислени€, т.е. решение систем алгебраических уравнений суть очень мала€ часть задач универсального компьютера. Ќа самом деле необходима машина дл€ обработки данных в гораздо более общем смысле.

Ќе наводит ли это на мысль Ц и здесь мы имеем дело с такой же ситуацией, ситуацией дополнительности, несущей в себе, как постепенно вы€сн€етс€, все больше и больше УсистемообразующихФ черт?

8.3.8. ѕроблемы саморазвивающихс€ баз

— по€влением первых прикладных продуктов инструментальной технологии по€вилс€ и соблазн Уобучить систему естественному €зыку человекаФ, использу€ тот же инструментарий и технологию. ј затраты, и очевидно Ц немалые, окуп€тс€ эффективностью работы приложений. ќднако здесь все и кончилось Уне начавшисьФ.

 роме всего прочего, оказалс€ исключительно важным достаточно неожиданный, но всеобщий факт. Ќачина€ с некоторого и весьма небольшого уровн€ Уполной автоматизированностиФ и Уестественности интерфейсаФ пользователь перестает думать не только о логике данных, но и о логике ѕ—, т.е. внешней логической модели и о логике своей собственной работы{112. Ёто реальный факт, который мы наблюдаем много лет на сотн€х пользователей Ц Ухочу одну кнопкуФ, Уесли она интеллектуальна€ Ц пусть поймет, что € имею ввидуФ. » чем выше должностное положение, тем серьезнее это произноситс€. ќсобенно резко эффект срабатывает там, где ѕќ действительно сложна и высока динамика процессов.}.

ѕолучаетс€, что проще и гораздо эффективнее все же заставить пользовател€ усвоить необходимый минимум системной грамоты дл€ блага его собственного, а наипаче Ц его де€тельности.

¬опрос эффективности лежит во всей основной объектной триаде (ѕќ Ц »— Ц ѕ), в согласованности ее частей, а не в одном компоненте, например »—.

¬есьма интересным сюжетом разворачиваетс€ попытка сделать прикладную систему вместе с qWord (или с любой другой инструментальной системой, обладающей возможност€ми qWord, если така€ найдетс€) УживойФ, способной самосто€тельно структурировать данные из входных потоков, а затем и самосто€тельно выходить на другие предметные области. “ем более что технологи€ и механизмы qWord эту задачу потенциально способны Уподн€тьФ, а механизм саморазвити€ Ц Уструктурный резонансФ нам уже известен [11] и, кроме того, более подробно рассмотрен в части III насто€щей книги.

ѕервые же прикидки дают результат, вполне адекватный размаху постановки:

¬ этом смысле представл€етс€ целесообразным пока вообще не затрагивать в таких случа€х пон€тие интеллекта, но ограничитьс€ исследовани€ми прикладных систем, помн€ об особенност€х представлени€ в них семантики. ¬ принципе, это можно назвать Унеживым интеллектомФ информационных систем. Ётот термин, вне зависимости от его последующей распространенности, обозначает вполне реальное и важное €вление.

8.3.9. ѕочему Ув CacheТ-технологииФ?

Ќа самом деле перва€ реализаци€ qWord по€вилась более двадцати лет назад, но имела с CacheТ общих УпрапредковФ и Уобщую среду обитани€Ф Ц идеи, методологии, средства программной реализации и приложени€.

Ќе праздным представл€етс€ вопрос, почему qWord реализуетс€ в CacheТ-технологии, а не в какой-либо другой.

ќтвет крайне поучительный с практической точки зрени€.

Ќе потому, что в программной реализации CacheТ-технологии было нечто, а потому, что не было ничего лишнего! “олько один, но тщательно разработанный механизм ¬*-деревьев и один тип данных Ц символьна€ строка, а все до единого ограничени€ как логические, так и реализационные поставлены €вно и однозначно.

 онечно, к этому топору пришлось добавить и искусство и интуицию  онструктора Ц и варево, наконец, получилось.

—ейчас, когда в основном и теори€ завершена, и опыт накоплен, мы можем утверждать: все что можно в CacheТ-технологии возможно и в других технологи€х, но только если  онструктор —истемы сумеет преодолеть все капканы и ловушки, построение которых €вл€ютс€ неотъемлемой частью более Убогатых €зыковФ.

≈сли у кого-то есть желание преодолевать трудности Ц преодолевайте. ѕолучитс€ (при успехе такой борьбы) может быть и лучше в каких-то аспектах, а, в общем, то же самое, но очень и очень даже не дешево. “еперь, возвраща€сь к первому подходу, можно ответить на вопрос, чем CacheТ-технологи€ лучше какой-либо другой дл€ работы с открытыми (т.е. реальными) системами? ¬от этим самым отсутствием необходимости преодолевать трудности и лучше. ¬ том числе.

ѕон€тие основной объединенной триады, динамически раскрываемого объекта и сам ход реализации полностью открытых систем типа qWord однозначно ведут к пониманию Ц системы этого класса по своей сущности мультиобъектные и мультипроцессные, да еще, вдобавок, и с Уплавающими иерархи€миФ. «начит, и строить их надо соответствующими средствами.

У–аскрытиеФ инструментальной сущности »— позвол€ет строить системы, способные УвыжитьФ и успешно функционировать в весьма динамичной проблемной области. ≈сть смысл распространить этот подход и дальше Ц в сторону структуры операционных систем и команд. »ли еще дальше Ц в область аппаратных средств, что приведет нас к концепции У¬ертикальной машиныФ (см. гл.14), немного похожей на то, что предлагают УнейрокомпьютерщикиФ, но существенно отличающейс€ тем, что ее реально можно построить доступными средствами.

8.4. “ретий подход. —пециализированна€ производственна€ операционна€ система

¬ конце 70-х начале 80-х годов на той же основе и Ув одной школеФ с qWord была начата разработка прикладной системы “екрам [6,7] из разр€да Уочень больших системФ{114. –азработка основывалась на использовании мало известной тогда ќ— MUMPS Ц предшественницы нынешней CacheТ-технологии. — точки зрени€ реализации это был рискованный, но положительно завершившийс€ эксперимент Ц проектирование крупной информационной системы на базе тогда еще не сформировавшейс€ Утеории открытых системФ в услови€х формировани€ самой этой теории в процессе создани€ системы.}. Ёто утверждение справедливо, если вз€ть в расчет уникальную динамику предметной области Ц конструкторско-технологическа€ подготовка производства крупнейшего предпри€ти€, производ€щего единичные экземпл€ры продукции высшего уровн€ сложности и технологии.

ћожно представить себе, как измен€ютс€ такие объекты (собственные структуры предпри€тий и организации работ в них), но технологию самой »— “екрам мен€ть не потребовалось никогда. Ќесколько раз сменилась аппаратна€ база, новые архитектуры (типы) компьютеров подключались даже без остановки системы.

¬се это привело к неожиданному эффекту Ц система оказалась настолько открытой, что без каких-либо усилий всасывала в себ€ любые CAD-CAM комплексы, что изначально не предусматривалось и, казалось бы, дл€ таких систем Уне положеноФ. ƒаже одна живучесть и приспособл€емость этого подхода должна и сейчас наводить на интересные размышлени€.

“екрам (рис.8.2) в прикладной постановке был ориентирован на решение задачи обеспечени€ инженерного варианта интеллектуального управлени€ предпри€тием, как сложной системой высокого уровн€. ¬ соответствии с теорией, прежде всего дл€ поддержки и переработки информационных потоков был выделен стартовый комплекс взаимосв€занных подсистем, практически реализующий собой минимаксный критерий их выбора.

“ем самым были выделены основные потоки информации, подлежащие первоочередному переводу под контроль компьютера с учетом сетевой структуры их взаимодействи€ (взаимного информационного обеспечени€):

wpe5.jpg (52920 bytes)

»нформационно - вспомогательные документы (в том числе Ц чертежи) были вынесены во вторую очередь автоматизации. ясно, что это произошло потому, что организационно - первична€ информаци€ (спецификации, технологические маршрутные карты) и производные из нее сведени€ (вторичные, сводные документы) €вл€ютс€ существенно более важными дл€ организации первого этапа комплексной автоматизации работ в открытой системе.

“екрам проектировалс€ адаптивным к любым возможным вариантам конкретной организации взаимодействи€ рабочих мест комплекса, к изменению их количественного и качественного состава.

ѕоложительный результат мог быть достигнут только при реализации всех необходимых подсистем информационной основы интегрировани€ в постановке, позвол€ющей проектировать комплекс инвариантным к конкретной структуре объекта автоматизации.

 ак следует из теории, необходимым условием решени€ этой задачи €вл€етс€ така€ организаци€ работ, при которой комплексна€ система не только обеспечивает инструментальную возможность проведени€ работ, передачу и хранение информации, но и понимает ее, проводит не только синтаксический, но и семантический контроль первого и второго уровн€. “олько в этом случае объединение подсистем могло быть проведено на уровне обмена Уинформацией, а не даннымиФ{115. ¬ыражение Уобмен информацией, а не даннымиФ много лет использовалось практиками как утверждение о более высокой степени анализа сообщени€, сохранении его семантической начинки.  онечно, без сколько-нибудь конструктивного определени€ информации придумать что-нибудь более вразумительное было просто невозможно. ћы рассматриваем этот вопрос в части III.}.

—оответственно, особое внимание было уделено созданию информационной базы, обеспечивающей отделение информации, необходимой дл€ функционировани€ подсистем, вырабатываемой в них и подчин€ющейс€ требовани€м информационного замыкани€ от полного информационного потока, подлежащего обработке.

«десь речь идет об отличении информации о том Укак надо было делать и как фактически делаетс€Ф от информации, образующей поток сведений, ради порождени€ и преобразовани€ которого и существуют подсистемы автоматизации. —ложность анализа заключаетс€ в том, что один и тот же битовый набор в одном контексте используетс€ как ингредиент замкнутой системы, а в другом - как информаци€ в составе обрабатываемого потока.

ѕрин€тые проектные решени€ показали в опытной эксплуатации правильность выбора исходных принципов организации функционировани€ и общей идеологии построени€ как самой системы, так и »—”. Ёто позволило разработчикам поставить и решить задачу создани€ комплекса “екрам как основу дл€ объектов аналогичного уровн€ и технологического назначени€, с возможност€ми адаптации управлени€ к структуре информационных потоков различных объектов автоматизации.

ќсобое внимание пришлось обратить на вопросы синхронизации функционировани€ отдельных подсистем, их операционной поддержки, т.е. на вопросы системного функционировани€ интегрированного комплекса.

ќсновным выводом из результатов опытного функционировани€ разработанного комплекса подсистем, €вилс€ вывод о необходимости создани€ параллельно с набором выделенных подсистем еще и управл€ющей системы комплексировани€, берущей на себ€ все системные функции, подобно операционной системе компьютера. ћожно утверждать, что в известном смысле различие между такими операционными системами минимально.

«десь уже на инженерном уровне становитс€ очевидным положение теории о том, что, если мы хотим создать действительно управл€ющую систему, то должны в качестве датчиков использовать подсистемы автоматизации, поставл€ющие информацию в процессе создани€ информационно - первичных документов, а в качестве исполнительных механизмов - подсистемы, вли€ющие на объемы и динамику информационных потоков объекта управлени€.

»так, опыт разработчиков, накопленный при техническом проектировании и эксплуатации комплекса, свидетельствовал о необходимости выделени€ операционной основы комплексной автоматизации в самосто€тельный объект. Ќа этапе рабочего проектировани€ така€ основа была создана и получила название —пециализированной –аспределенной ѕроизводственной ќперационной —истемы (—–ѕќ—) дл€ комплекса “екрам.

ќсновна€ верси€ “екрам обеспечивала функционально полную автоматизацию р€да работ с выполнением их пользовател€ми в режиме безбумажной технологии на удаленных рабочих местах:

—проектированна€ —–ѕќ— выполн€ла целый р€д функций, которые можно разделить на функции организации ведени€ собственно работ и информационной базы на рабочих местах пользователей “екрам (т.н. внешние функции) и функции поддержки работоспособности самого комплекса (т.н. внутренние функции).

—–ѕќ— была реализована таким образом, чтобы внешние функции выполн€лись с участием пользователей с применением различных форм диалога (человек включен в состав подсистем как необходимый исполнительный элемент), а внутренние функции выполн€лись с минимальным участием пользователей, вплоть до автоматического функционировани€ системы в пределах сгенерированной конфигурации технических средств и требуемых возможностей при условии обеспечени€ управл€емости всех процедур от программного администратора “екрама (человек исключен из управлени€ Ц фактический УуправительФ план и портфель заказов).

  внешним функци€м —–ѕќ— было отнесено обеспечение функционировани€ рабочих мест “екрама, предоставление средств создани€ новых подсистем автоматизации. ¬ —–ѕќ— предусматривалась возможность создани€ новых или изменени€ назначени€ сгенерированных ранее рабочих мест, что обеспечивало высокую адаптивность и расшир€емость “екрама.

ƒл€ организации взаимодействи€ пользовател€ с разработанной системой интегрированной автоматизации была выработана концепци€, согласно которой набор разрешенных синтаксических и семантических конструкций входных €зыков пользователей формируетс€ на основе подробного анализа их профессионального тезауруса. ”читыва€ тот факт, что указанный тезаурус не €вл€етс€ стабильным множеством дескрипторов, были предусмотрены и средства расширени€ пользовательских €зыков —–ѕќ—.

ќписываема€ система была снабжена средствами, позвол€ющими осуществить расширение ее возможностей как при участии разработчиков, так и силами пользователей. –асширени€ функций —–ѕќ— обеспечивалось за счет встраивани€ механизма создани€, ведени€ и выполнени€ программ (текстовых сообщений) пользователей на входных €зыках системы, что позвол€ло пользовател€м, не €вл€ющимс€ профессиональными программистами, создавать подсистемы автоматизации своей де€тельности.

ƒл€ ведени€ диалога в состав —–ѕќ— был включен универсальный интерпретатор входных €зыков пользователей, который использовал расшир€емый набор таблиц дескрипторов.  ажда€ таблица интерпретатора содержала определенный набор дескрипторов, описывающих в своей совокупности профессиональный тезаурус разработчиков заданных документов, классификаторов, словарей или иных подмножеств данных. ѕредусматривались средства расширени€ набора таблиц интерпретатора и дескрипторов.

»спользу€ дескрипторы входных €зыков, пользователи могли вести диалог в командном и программном режимах.  омандный режим обеспечивал ввод и немедленное исполнение введенных команд €зыка с одновременной проверкой синтаксиса и семантики. ѕрограммный режим позвол€л описать повтор€ющиес€ проектировочные процедуры в виде программы специального вида, хранить эти программы в Ѕƒ и исполн€ть их по запросам. ѕроектировочные программы подраздел€лись на рабочие и библиотечные:

 ак отмечалось выше, функции всех рабочих мест были реализованы с применением единого универсального интерпретатора входных €зыков пользователей. “ака€ универсальность обеспечивалась благодар€ наличию программного механизма трехуровневой настройки €дра —–ѕќ—.

Ќа этапе генерации системы при установлении взаимосв€зей всех подсистем выполн€лась статическа€ настройка.

»ндивидуальна€ настройка выполн€лась на этапе регистрации указанного пользователем рабочего места путем выбора разрешенного состо€ни€ €дра.

Ќаконец, динамическа€ настройка выполн€лась в процессе работы пользовател€ при выполнении инициирующих действий, таких как изменение режимов работы, переход к работе с новым документом и др.

ясно, что таким образом поддерживалась на организационном уровне эффективна€ настройка комплекса на необходимое сочетание терминальных средств и видов работ.

Ќовые подсистемы, разрабатываемые в составе —–ѕќ—, автоматически интегрировались с имеющимис€ программными комплексами. Ёта возможность обеспечивалась, в том числе и тем, что информационное взаимодействие подсистем в —–ѕќ— достигалось не за счет общеприн€тых программ обмена данными, вход€щими в состав программных комплексов, а за счет программного обеспечени€ €дра системы, которое остаетс€ неизменным при подключении к комплексу любых новых подсистем.

¬нутренние функции —–ѕќ— можно представить в виде основных классов задач:

ѕодчеркнем, что как прообраз системы с »—”, “екрам отнюдь не был ориентирован на решение полной задачи автоматического управлени€. “ем не менее, на его основе были получены (как бы УавтоматическиФ, просто за счет соблюдени€ УнезамыкаемостиФ его подсистем) все необходимые решени€ дл€ создани€ »—” объектами класса Уобщественного институтаФ.

ќпыт эксплуатации “екрам показал правильность сформулированных выше положений прикладной теории »—”. ћожно утверждать, что архитектура организации информационных потоков, предлагаема€ прикладной теорией »—” позвол€ет системе находитс€ в посто€нной готовности к воспри€тию любых нововведений, обусловленных текущими потребност€ми объекта автоматизации или внешними относительно него организационно - распор€дительными актами.

“екрам существовал как система, подлинного объема которой не мог оценить ни один пользователь. ƒл€ каждого из них он представл€лс€ лишь технологическим изменением повседневной организации работ Ц вчера пишем на бумаге, сегодн€ на экране и только то, что €вл€етс€ новым, рамки компьютер и сам рисовать умеет. јналогично - Увчера ничего не делал и этого никто не заметил Ц сегодн€ компьютер учел мое реальное, а не высиженное рабочее врем€ с немыслимой точностьюФ. ¬се такие психологические проблемы требовали решени€ и постепенно решались. Ѕыл преодолен критический стартовый порог начального объема необходимой информации Ц “екрам находилс€ в рабочей эксплуатации.

У—мертельнымФ обсто€тельством дл€ “екрама стала его остановка по обсто€тельствам Уперестроечного характераФ. —истемы такого уровн€ останавливать Ув получении информационного обеспечени€ работ из внешнего мира невозможноФ Ц они незамедлительно заканчивают цикл своего существовани€.

¬ заключение Уповести о “екрамеФ, среди множества его особенностей отметим еще одну Ц уникальную, как вы€снилось в процессе эксплуатации, приспособл€емость к изменени€м проблемной среды, способность к самосовершенствованию{116.  ак показал опыт, приспособитьс€ нельз€ только при прекращении потребности в системе (при прекращении процесса информационного обмена), так как это произошло с “екрамом при перестройке Ц не смена экономической формации страшна, а развал экономики. » это равно плохо дл€ всех интеллектуальных систем всех уровней, и даже дл€ таких, как “екрам, только приближающихс€ к интеллектуальности.}. Ќо сделаем это уже применительно к обобщенному пон€тию »—”, просто использу€ опыт эксперимента по созданию системы “екрам.

8.5. —амосовершенствование »—”

ƒл€ обеспечени€ посто€нного совершенствовани€ »—”, которое в прикладной теории »—” понимаетс€ как проблема направленного изменени€ внутренней структуры системы, необходимо предусмотреть наличие некоторого специального аппарата. ”читыва€ тот факт, что наше понимание »—” предполагает ее организацию как автоматической, а не автоматизированной системы, единственным приемлемым вариантом здесь может €витьс€ создание некоторого программного испытательного стенда, дополн€ющего собой стенд, рассмотренный в разделе 7.3.

ѕредставл€етс€ необходимым дл€ »—”, пользу€сь упом€нутыми выше свойствами организации объекта, разработать систему имитаторов (демонов), управл€емых по темпу и объему порождаемой информации от некоторых независимых генераторов, имитирующих собой различные режимы функционировани€ рабочих мест. ¬ысока€ степень организации системы, обладающей интеллектуальными функци€ми, позвол€ет построить демонов, генерирующих синтаксически достоверную и семантически правдоподобную информацию.

“аким образом, мы приходим к постановке переборной задачи, имеющей на входе всевозможные сочетани€ темпов поступлени€ и семантического содержани€ информации от достаточно произвольного числа демонов, а на выходе - зоны устойчивости, оцениваемые по минимуму изменени€ динамики информационных потоков внутри объекта. ¬ известной степени эти зоны эквивалентны рассмотренному выше пон€тию гомеокинетического плато.

–ешение указанной задачи может быть возможно только полным, или, в лучшем случае, направленным перебором. Ќашим преимуществом, дающим надежду на успех, €вл€етс€ временное масштабирование, позвол€ющее моделировать полностью предполагаемые изменени€ входных величин, т.е. заниматьс€ исследовани€ми информационно-динамических свойств объекта.

–еализаци€ таких демонов вместе с измен€ющим характер их де€тельности генератором €вл€етс€ реальной задачей и может быть выполнена следующим образом.

—тандартна€ и автоматически поддерживаема€ структура программного обеспечени€ рабочего места требует €вного выделени€ программ дл€ реализации обмена информацией с пользователем и программ обработки информации. ¬ случае функционировани€ системы в реальном окружении запуск программного комплекса обслуживани€ рабочего места инициируетс€ действи€ми пользовател€, а программы обмена информацией настраиваютс€ на терминальный ввод - вывод. »митаци€ активности пользовател€ - демона возможна путем запуска в фоновом режиме программного комплекса с измененными программами обмена информацией. “аким образом, пользователь Ц демон с точки зрени€ компьютера и операционной системы €вл€етс€ не отдельной активной задачей, а всего лишь набором программ.

”нифицированное построение обрабатывающих подпрограмм рабочего места, например, на базе таблиц интерпретации команд, позволит строить демонов практически с той же степенью унификации. »ме€ доступ к системным таблицам, демоны могут быть избавлены от необходимости генерировать входную информацию на уровне случайных последовательностей символов, создава€ случайным образом сразу целые команды или даже группы команд. „ем выше сложность программного обеспечени€ рабочего места, тем проще может быть устроен соответствующий демон при сохранении уровн€ правдоподоби€ результирующей информации.

ћоделирование течени€ времени требует, чтобы демоны перед запуском получали задание на разработку некоторого количества документов, а после его выполнени€ сообщали об этом факте и освобождали машину. ѕри этом самим демонам не требуетс€ оперировать пон€тием продолжительности и темпа работы, это за них делает единственный центральный супердемон - распределитель работ и синхронизатор времени. «адава€сь некоторым временным интервалом и набором темпов дл€ различных видов работ, супердемон активизирует демонов, указывает им требуемые объемы работ и считает очередной временной интервал завершенным, когда закончены работы всех подчиненных ему исполнителей.

“ака€ организаци€ работ позвол€ет максимально уплотнить внутреннее врем€ системы, получить хорошо управл€емый ансамбль демонов и выделить моменты, в которых наиболее удобно производить оценку информации. јлгоритм функционировани€ супердемона может быть задан в различных формах в зависимости от того, требуетс€ ли однократна€ оценка конкретного варианта соотношени€ параметров внешнего мира или решени€ поисковой задачи в некоторой области изменени€ параметров с заданными веро€тност€ми распределени€ внутри области.

¬ообще говор€, нет никаких ограничений на совместную работу в рамках одной информационной системы как реальных исполнителей, так и демонов, создающих смешанную реально - модельную среду существовани€ системы комплексной автоматизации. ƒемон специального вида может обеспечить синхронизацию работы всего ансамбл€ с течением физического времени, хот€ это и не €вл€етс€ абсолютно необходимым дл€ совместной работы.

–езультатом такого симбиоза €вл€етс€ прогнозирование состо€ни€ системы в соответствии с предполагаемым планом работ, перераспределение загрузки рабочих мест и множество других превентивных решений, составл€ющих сущность управлени€, показ собственных интеллектуальных возможностей автоматической системы и изучение роста этих возможностей по мере ее развити€.

ясно, что можно и нужно использовать механизм организации демонов и дл€ проведени€ других исследований по совершенствованию системы. Ќапример, можно рассмотреть вопрос о поиске причин наиболее часто встречающихс€ ошибок, об анализе входной или выходной информации рабочих мест и ее вли€ни€ на вид функции расстановки и многое другое. ќсновным направлением исследований здесь должен быть поиск возможностей получени€ заранее непрогнозируемых сообщений о возможност€х, состо€нии и перспективах работы системы{117. ѕриблизительно такой же подход, но дл€ управлени€ Укибернетического уровн€ с интеллектуализациейФ, был выдвинут в 1986 году в »ллинойском университете (—Ўј) дл€ создани€ прогностических систем управлени€ јЁ—.  ибернетический уровень прогнозировани€ требовал задани€ экспертного знани€ и исключительно больших вычислительных мощностей, что естественно дл€ объекта с непрерывным технологическим циклом.// //¬ нашем случае, мы имеем Усистемное удобствоФ взаимного обеспечени€ рабочих мест информацией и Уорганизационное удобствоФ периодической свободы вычислительных мощностей в социальной системе, живущей в ритме своей системообразующей частицы (человека). Ёти факторы дают нам возможность обходитьс€ реально необходимыми дл€ технологического процесса мощност€ми, не привлека€ дополнительных ресурсов.}.

ќстаетс€ еще раз отметить здесь замечательный факт, наблюдавшийс€ и экспериментально, в реальной функционирующей системе Ц дл€ функционировани€ механизма саморазвити€{118. «адача Усаморазвити€Ф изначально не ставилась. ¬озможность ее постановки и решени€ вы€снилась Упо ходу делаФ, просто системный охват источников и потоков информации предоставил эти и другие аналогичные (системные) возможности.} системы решающей оказываетс€ динамика потоков информации.

«аверша€ этот краткий обзор реальных прикладных систем обладающих некоторой УинтеллектуальностьюФ, отметим их свойства, наиболее важные дл€ дальнейшего изложени€.

  1. —истемы обладают возможностью развиватьс€, мен€ть свою структуру вслед за изменением проблемной области и совокупностью задач, что, по-видимому, куда важнее всех вместе вз€тых хитростей и специфических приемов в системах »», особенно если говорить о реальных, а не УигрушечныхФ ситуаци€х, УшахматныхФ, УлогическихФ и т.п. формально сконструированных Усредах обитани€Ф системы.
  2. ¬ перечисленных системах сам механизм Уразвити€ структуры системыФ €вно вырисовываетс€ только в случае множественного взаимодействи€ активных компонентов Ц как системных, так и пользователей, т.е. хорошо идентифицируетс€ только в больших и сложных системах.
  3. ¬о всех рассмотренных случа€х €вно и четко про€вл€етс€ естественна€ структура, организующа€ саму систему. Ќад Услоем статических данныхФ возникает иерархи€ из трех виртуальных машин управлени€ иерархией данных. Ќапомним, это: a) Усобственно модель данных (ћƒ)Ф, т.е. реализаци€ механизма B*-деревьев, отображение данных на физические структуры пам€ти; b) модель метаданных (абстрактна€ ћƒ), то, что в CacheТ называетс€ “ћћƒ; с) генератор абстрактной ћƒ. ƒл€ того чтобы эта система виртуальных машин могла Усоздавать сама себ€Ф требуетс€ четвертый слой надстройки Ц виртуальна€ инструментальна€ машина, котора€ нужна дл€ Усамосоздани€Ф как инструментального сло€, так и приложений.
  4. ѕоскольку буквально одна и та же иерархи€ виртуальных машин возникает из совершенно различных концепций, естественно возникает предположение, что такое устройство высокоорганизованных информационных систем не следствие какого-то подхода или подходов, но следствие такого устройства самого €влени€, феномена информации.
  5. ѕоследний вывод и €вл€етс€ одним из главных, определ€ющих дальнейшее направление насто€щего исследовани€ в следующих част€х этой книги.

√лава 9. ѕромежуточные итоги

9.1. »нформаци€ и информатика. ѕуть к феноменологии и информодинамике
9.2. ќ реализуемости информационной машины открытого ћира


Deus ex machina.
{119. ћного лет назад в старом учебнике физики это изречение было приведено не в дословном, а в смысловом переводе: У—отвор€ющий происходит из сложной организации движени€Ф.}

√лава 9. ѕромежуточные итоги

Ќа материале гл. 8, казалось бы, можно остановитьс€ в изложении инженерии и перейти к более фундаментальным проблемам. ќднако мы посчитали полезным введение здесь предварительного обобщени€ материала первых двух частей дл€ подведени€ некоторых промежуточных итогов. ¬ конечном счете, мы смогли сформировать это обобщение в отдельную небольшую главу, которую и предлагаем читателю как некоторое специальное промежуточное заключение Ц введение в следующие части книги. Ѕез этого материала понимание некоторых разделов следующих частей может оказатьс€ затруднительным.

9.1. »нформаци€ и информатика. ѕуть к феноменологии и информодинамике

«аверша€ обзор прикладной, инструментальной теории »—” и некоторых ее приложений, мы об€заны задать себе вопрос. ѕодошли ли мы здесь к решению Уинформационно-интеллектуальнойФ проблемы? ћожем ли мы сейчас, Успуст€ полстолети€ после ¬инеровской формулировки кибернетики и в результате ее развити€Ф, однозначно сформулировать: интеллект Ц этоЕ, информаци€ Ц этоЕ?

ѕредложенные выше определени€ терминов и сама трактовка теории »—”, конечно, не позвол€ют дать положительного ответа на эти вопросы. ¬се рассмотренные построени€ Ц только необходимый этап познани€, все приведенные формулировки Ц пока сугубо инженерные, базирующиес€ на интуитивном понимании предметов исследовани€, а именно феноменов интеллекта и информации. Ќо именно инженерный подход, и, в частности, отсутствие претензии на априорные и окончательные формулировки, позвол€ет сделать некоторые существенные дл€ понимани€ проблемы выводы.

¬се сказанное выше Ц не более чем Уэтап нормальной инженерииФ, этап осмыслени€ действительной задачи, области ее существовани€ и глобальности открывающихс€ горизонтов поиска Усовременного варианта информационной наукиФ.

ѕредставл€етс€, что сложность указанных феноменов и место, занимаемое ими в общей картине ћира таковы, что любые УстрогиеФ, схоластические формулировки окажутс€ сугубо ущербными. Ёто, к сожалению, относитс€ и к ¬инеровскому определению: У»нформаци€ Ц это обозначение содержани€, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособлени€ к нему и приспособлени€ к нему наших чувствФ{120. ¬инер Ќ.  ибернетика и общество. ћ.: »Ћ, 1958.}. —леду€ классикам диалектического материализма, можно было бы сказать: по ¬инеру информаци€ суть объективна€ реальность, доступна€ нам через понимание.

“акого рода определение симметрично классическому определению материи в материалистической философии. ќно пустое как в феноменологическом плане, в смысле понимани€ феномена, так и в плане конструктивном, в том смысле Укак определ€емое устроено, и как с ним работатьФ.

ѕредставл€етс€ достаточно показательным сопоставление основных положений прикладной теории »—” и суммы традиционных определений предмета исследовани€ и области знани€, именуемой сейчас УинформатикаФ. Ќачнем с »—”.

ѕрикладна€ теори€ »—”:

ќсновные положени€ теории »—”:

“еперь обратимс€ к информатике.

»нформатика, это (по перечню, приведенному в [36]):

ќстановимс€ на этом, и не будем ориентироватьс€ на полный уход от смысла науки об информации, присущий ее отождествлению с computer science, просто вычислительной техникой или пониманию ее как общенаучной категории с необходимыми дл€ этого пон€ти€ми моделей данных, алгоритмов и программ.

Ќетрудно видеть, что все определени€ вместе и каждое в отдельности, прежде всего, аспектные, УприлагаемыеФ, относ€щиес€ скорее к некоторым фактам и ситуаци€м физического мира, но не к сущности предмета исследовани€ Ц феномену информации как к таковому, т.е. не конструктивны относительно предмета науки. »нформатике отводитс€ по умолчанию некотора€ вспомогательна€, к тому же не совсем €сно обозначенна€ роль, это уже и не кибернетика, не управление, но и не нечто самосто€тельное, со своим предметом, аппаратом и т.п.

Ќа этом фоне прикладна€ теори€ »—” в ее сегодн€шнем состо€нии может претендовать на более скромную, но зато и более определенную роль УинформомеханикиФ{121. Ёто лишь одномоментное сравнение, полезное в текущем контексте, но не претензи€ на что-то большее. Ќам вполне достаточно, что все наши построени€ ведут к переходу от информатики к информодинамике.}, дисциплины, хот€ и не вполне оформленной как, например, механика Ќьютона, но предназначенной дл€ обеспечени€ технологически согласованных конкретных действий над вполне определенными, наблюдаемыми и конструктивными объектами.

ƒл€ €сности научной ситуации напоминаем.

1. “еори€ сигналов, теори€ передачи информации и другие аналогичные теории были разработаны дл€ систем кибернетического уровн€ и ориентировались на естественный математический €зык этих систем. ƒл€ более сложных систем эти теории могут дать только модели кибернетического уровн€, возможность использовани€ которых определ€етс€ задачей исследовани€ или УубежденностьюФ исследовател€.

2. ѕон€тие интеллектуального управлени€ в теории »—” никак не св€зано со спекул€тивным (не будем бо€тьс€ этого слова) пон€тием Уискусственный интеллектФ. ѕон€тием »» фактически обозначаютс€ работы, св€занные с созданием кибернетических (т.е. неадекватных реальной системной сложности) моделей поведенческих аспектов человека. јнтропоцентристска€ позици€ при этом доводитс€ до своей предельной крайности, что ведет к постановочной подмене интеллекта, как атрибута сложной системы, интеллектом, как отличительной чертой гуманоида. ƒавайте отметим, что человек велик и значим и без приписывани€ ему одному свойства, которым обладают и не гуманоидные системы.

3. —амым т€желым дл€ информатики (как науки) моментом €вилась потер€ ею собственной области исследовани€ Ц сложных систем, базирующихс€ на информационной парадигме управлени€. ¬ернее, эта область ныне захвачена неадекватным ей направлением экспертно-эвристически-нечеткой концепции коррекции математически заданных передаточных характеристик, приписываемых сложным системам без достаточных на то оснований. »нформатика отдала всю собственную область исследовани€ своей малой составной части и даже не негодует по поводу претензий этой части на самодостаточность.

4. ƒолго и достаточно противоречиво Ќаука пытаетс€ разделить свою информационную и управленческую ветви, хот€ все прекрасно знают, что Уинформаци€ и есть управлениеФ. ѕрикладна€ теори€ »—” неизбежно подводит нас к фундаментальному выводу: то, что мы все называем весьма неопределенным термином УинтеллектФ, УинтеллектуальностьФ про€вл€етс€ только в процессах управлени€ на открытом информационном уровне, но, может быть, не только про€вл€етс€, но и вообще возникает и может существовать. “еперь становитс€ достаточно €сно, что теори€ управлени€ в современном виде €вл€етс€ описанием малой части информационных систем, основанных на сигнальной парадигме, а общий случай базируетс€ на парадигме структурной.

“аким образом, мы оп€ть приходим к необходимости понимани€ сущности именно феномена информации. Ќас интересует определение, прежде всего, конструктивное, однозначно трактующее как это €вление (феномен) устроено, каковы его законы и как им можно Ураспор€жатьс€Ф. », конечно, каковы общие феноменологические законы манипулировани€ с битами, байтами, структурами их адресной св€зи, т.е. теми сущност€ми, совокупность которых сейчас называют представлением информации и которую отнюдь нельз€ изначально считать Усамодостаточным информообразующим наборомФ.

ќбратимс€ оп€ть к [36] Ц перечню традиционных, общеприн€тых определений, того, что нам предлагаетс€ понимать под информацией.

»нформацией называют:

¬ некотором смысле даже трудно назвать, что ею не называют. Ќо, несмотр€ на широту, практическую всеохватность совокупности определений, сразу же, как и в случае и информатикой, бросаетс€ в глаза абсолютна€ их не конструктивность, даже в совокупности. ≈динственным полезным конструктивно выводом здесь €вл€етс€ то, что в совокупности определений слишком много атрибутивных свойств той сущности, которую пытаютс€ определить как УинформациюФ.

Ёто пр€мо наводит на соображение Ц не может некотора€ сущность, обладающа€ таким набором атрибутивных признаков, определ€тьс€ как Усвойство чего-тоФ, как указано в одном из определений быть Усвойством материиФ.  онечно, выше мы вполне обошлись пон€тием интеллекта, как атрибута сложной системы. Ќо мы показали конструктивное использование этого определени€ на определенном, уже пройденном (здесь, в первых част€х этой книги) этапе и далее пора переходить к более УфундаментальнымФ формулировкам.

»сход€ пр€мо из приведенного перечн€ и наших соглашений по определению информационной сложности и открытости систем, справедливо считать феномен информации (и интеллект, как его производную в определенных услови€х), одной из образующих сущностей ћира.

¬о вс€ком случае, принима€ такую трактовку, мы расшир€ем, но не отмен€ем прин€тые выше соглашени€ и заведомо защищаемс€ от априорного, искусственного занижени€ уровн€ сложности исследуемого феномена, от не€вной подмены исследовани€ сложного €влени€ исследованием некоторых его аспектов, которые не только его не представл€ют как целое, но €вл€ютс€ одномоментным, преход€щем представлением, может быть даже ложным (в контекстно-зависимом смысле) представлением.

¬ообще прикладна€ теори€ »—”, практика создани€ и эксплуатации способных к развитию больших информационных систем, однозначно показывают Ц успех проекта, успех реализации прикладной системы достигаетс€ там, где информаци€ рассматриваетс€ как минимум результатом взаимодействи€ потоков данных и структур, причем в совокупности внутренних ее представлений в системе и потоков внешнего (межсистемного) обмена.

«анижение уровн€ представлени€, попытка уложить Увсе свойстваФ в модель данных, набор дескрипторов, вообще в какую-нибудь априорную, постулированную аксиоматическую систему, приводит к созданию нежизнеспособных, саморазрушающихс€ систем.

—казанное €вл€етс€ достаточным основанием, по крайней мере, дл€ рабочей гипотезы Ц мы имеем дело с качественно другим феноменом, сложность его определ€етс€ не количеством уровней, на которые (при определенной степени изворотливости) удалось его декомпозировать, не количественными характеристиками уровней, но тем, что необходимо рассматривать всю совокупность объектов (структур, процессов) как единое целое.

Ћюба€ попытка выделить Усущественные компонентыФ автоматически уничтожает не только контекстные взаимосв€зи системы с окружающим ћиром, но и внутренние контекстные св€зи, система становитс€ не только Уне помн€щей родстваФ, но даже Уне помн€щей самоЄ себ€Ф. ¬ лучшем случае вместо исследовани€ поведени€ открытой системы мы сведем все к препарированию трупа.

≈сли мы хотим пон€ть законы функционировани€ живого организма{122. » живого в буквальном биологическом смысле организма, и любой открытой системы, обладающей некоторым Усамосто€тельным поведениемФ.}, то мы и должны изучать именно его, а не его абстракцию и именно в его процессе функционировани€, а не в абстрактном потоке. “езис кажетс€ простым до самоочевидности, наверное, поэтому его повсеместно игнорируют. ј стоило бы бережнее относитьс€ к пониманию вещей, известных еще со времен античности.

ѕроцессы распада объедин€ют сквозной вертикалью все уровни организации, все процессы ћира. Ќо, дл€ того чтобы по€вилс€ некто и произнес слово Уинформаци€Ф, должна была возникнуть и устойчиво существовать вс€ эволюционна€ пирамида, вс€ совокупность видов, попул€ций и процессов их взаимодействи€. Ќадобно очень сильное желание, чтобы не видеть, насколько различно организованы процессы распада, энтропии и процессы негэнтропийные, самоорганизации, эволюции, вплоть до феноменов информации и интеллекта.

¬есьма некорректно определ€ть негэнтропию как некоторую количественную оценку обратную физической энтропии, тем более распростран€ть характеристику одноуровневого, сквозного процесса разрушени€ на сложно организованный процесс эволюции (т.е. на общий случай взаимодействи€ иерархий открытых систем). Ѕолее того, может оказатьс€, что и энтропийные процессы в физическом и информационном ћирах происход€т несколько по разному.

—ледует признать, что в погоне за Умаксимальной простотойФ, а на самом деле в попытке симметрично распространить уже известные представлени€ на существенно несимметричную совокупность систем и процессов, исследователи сами себ€ обманули, не исследованной и непон€той феноменологии просто нав€зали более или менее УпохожийФ аппарат Ц Ураз негэнтропи€ Ц значит возьмем обратную величинуФ.

Ќо чему обратную? Ќикто пока не наблюдал Учисто физическую негэнтропиюФ и даже не предсказал ее теоретически (кроме как модель ¬еликого взрыва и т.п. экзотику). ¬се, что обозначаетс€ и наблюдаетс€ как негэнтропийные процессы суть исключительно результат функционировани€ открытых систем определенных уровней организации{123. ѕростейшие системы функционируют за счет энтропийных энергетических процессов при  ѕƒ меньше единицы, в этом смысле люба€ конечна€ совокупность таких систем все равно обречена на тепловую смерть. Ќо системно-сложные объекты уже работают Учерез накопленный образФ, у них возникают несколько специфические отношени€ с энтропией и негэнтропией. » совсем другой вопрос Ц ¬селенна€-как-целое, это уже качественно друга€ сущность, об этом отдельно.}. ¬ этом смысле Уобратна€ величинаФ обратна УничемуФ, это просто смешение разнопор€дковых €влений, более того, €влений имеющих разную сущностную природу.

—ледует признать, что феноменологию негэнтропийных систем до сих пор не пытались построить как целое. ¬ лучшем случае исследовались какие-то отдельные аспекты или узкие классы систем, обычно же все сводилось к симметричному инвертированию формул, а заодно с ними и феноменологии физических энтропийных систем на €влени€ другой сущностной природы, нежели физические и энергетические.

ѕоэтому ответы следует искать в исследовании именно феноменологии открытых систем, в нахождении тех общих законов, которые управл€ют всей совокупностью иерархий открытых систем в их естественном взаимодействии. —коль не чрезмерной казалась бы претензи€ Ц сделать это необходимо, до сих пор других путей не изобретено, сначала надо пон€ть сущность феномена, природу €влени€, и лишь после этого возможна надежда на адекватность формализации{124. ѕо капле, конечно, можно догадатьс€ о существовании океана, но океанологи€ предпочитает во всех возможных случа€х использовать сам океан. ћы надеемс€, что эта аналоги€ не требует по€снени€ при ее распространении на информацию, как таковую.}.

ƒальнейшие главы будут посв€щены исследованию законов самоорганизации структур открытых систем, которые позвол€т придти к пониманию сущности феномена информации. ”читыва€ глобальную сложность проблемы, нам придетс€ дл€ ее рассмотрени€ сформировать базовую дл€ нее теорию структурной согласованности и, в конечном счете, науку о €влении, феномене информации и его динамической сущности Ц информодинамику.

9.2. ќ реализуемости информационной машины открытого ћира.

–ассмотрение сегодн€шнего состо€ни€ совокупности подн€тых проблем, взгл€д на ретроспективу и подробности, анализ путей развити€ и суммы фактических результатов дают достаточно обоснованное ощущение массового блуждани€ в зеркальном лабиринте, в сказочном зазеркалье Ћ. эррола („.ƒоджсона), том самом, которое суть одна из первых попыток УсмоделироватьФ Ќауку, познание как целостный процесс.

ќдни все надеютс€ найти путеводную нить, тот Уединственный формализмФ, следу€ которому можно дойти до цели, казалось бы наход€т его и в этой нити запутываютс€. ƒругие за€вл€ют, что проблема неразрешима или ее нет вообще, начинают крушить зеркала и переделывать лабиринт, погреба€ все и вс€ под обломками. ѕримеры и практика и того и иного подхода общеизвестны. ‘актически по этим причинам нам пришлось посв€тить первые главы только наведению некоторого терминологического и методологического пор€дка, без которого дальнейшее движение невозможно.

ѕыта€сь достичь Учистой абстракцииФ мы разрываем некоторые взаимодействи€, возможно УуничтожаемФ процессы, которые ответственны за возникновение и существование исследуемых феноменов. “ем самым вполне веро€тно уничтожаетс€ сама возможность решение изначальной проблемы, происходит ее неосознанна€ подмена на долгие годы, до тех пор, пока вновь не про€в€т себ€ факты, не вложившиес€ в текущий вариант Учистой абстракцииФ.

¬торой вариант Ц вариант отказа от проблемы или, что то же самое Ц введени€ революционных перестроек, фактически €вл€етс€ логическим дополнением первого, по крайней мере до тех пор, пока мы ориентируемс€ на любые рациональные или иррациональные методы изобретени€ аксиоматики.

ƒействительно, почему бы ни предположить, что истина даже не посередине, а в неразрывной св€зи указанных позиций? Ќемногим достает мужества признать, как это фактически сделал –.ѕенроуз в своих УположительнойФ и УотрицательнойФ программах{125. –ечь идет о книге Roger Penrose, Shadows of the Mind (“ени разума), Vintage, 1995. ¬ ней под отрицательной программой пронимаетс€ математическа€ аргументаци€ (на основе теоремы √едел€) против возможности алгоритмически смоделировать разум. ѕоложительна€ программа суть обсуждение комплекта согласованных гипотез физики и нейрофизиологии, направленный на вы€снение возможности существовани€ некоторого процесса невычислимости, принципиально необходимого при согласии с выводами отрицательной программы.}, что обе указанные позиции €вл€ютс€ Уэквивалентно-дополнительнымиФ. ј мы повторим здесь наши выводы о необходимости посто€нного изменени€ правил формальной логики, но уже со ссылкой на Ћ. эррола Ц Усуть состоит в том, что правила (игры) посто€нно мен€ютс€Ф.

¬озможно, причина как раз в Управилах возникновени€ изменени€ правилФ и совсем не нужно бесконечной лестницы Управил-над-правиламиФ именно в силу динамики системы. ј бесконечные иерархии Управил изменени€ правилФ во многих исследовани€х происход€т исключительно от того, что рассматриваютс€ УмертвыеФ статические модели или произвольно вырезанные куски систем.

»наче говор€, какие-то из этих Управил над правиламиФ, объективно существующие законы открытых систем могут про€вл€ть свое действие (либо вообще возникают!) только в некоторой Уминимальной совокупности взаимодействийФ. ƒостаточно незначительного упрощени€ УмоделиФ, отхода от реальной ситуации, чтобы либо никогда их не обнаружить, либо получить вполне реальные и неожиданные последстви€ их действи€. »менно эта ситуаци€ наиболее типична дл€ всех модельных реализаций информационных систем. ѕрактически весь предыдущий материал €вл€етс€ комментарием этой проблемы и поиском инженерных путей ее решени€.

¬ообще говор€, сказанное в некоторых аспектах уже давно всем знакомо, никого не удивл€ет, что в мире элементарных частиц, в квантовой механике действуют законы отдельные, не похожие на макромеханику. ¬ мире элементарных частиц взаимодействие, распад одних структур и образование других происход€т Ув течении одного кванта времениФ, т.е. Увнутри процесса ничего нетФ (либо мы пока не умеем представить себе, что там есть). Ќапротив, все содержание существовани€ информационных систем состоит в процессе преобразовани€ одних структур в другие.

ќбратим внимание, что при этом дл€ термодинамики и статистической механики, т.е. дл€ представлени€ энтропийных процессов, оказываетс€ удобным и адекватным представление процессов в виде потоков однородных неразличимых сущностей, которые можно раздробить Удо бесконечно малого состо€ни€Ф. Ќапротив, сущность информационных, самоорганизующихс€ систем, заключаетс€ во взаимодействии различных потоков, в бесконечном разнообразии структур, которые представимы в конечном виде, в виде конечных (другое просто не интересно) алфавитов, знаков составленных из конечного числа различимых элементов Ц УбитовФ.

ѕопытка представить себе как может выгл€деть Учисто физическа€ негэнтропи€Ф, возникновение пор€дка из хаоса, привела к абстракции в виде демона ћаксвелла, пересчитывающего и сортирующего поштучно Усверхэлементарные частицыФ (заметим, что фактически он их и вправду пересчитывает, только номера не ставит, поскольку УнегдеФ, они УсверхэлементарныеФ).

¬ определенном смысле машина “ьюринга (ћ“) Ц некоторый вариант реализации демона ћаксвелла, оперирующий не с одной Усверхэлементарной частицейФ, абстракцией термодинамики, котора€ может иметь определенный Ууровень энергетического зар€даФ (из непрерывной шкалы), а с некоторым конечным набором разных Ц алфавитом. «аметим, что ћ“ Уне€вно адресна€Ф, она последовательно перебирает €чейки, хот€ нигде эти номера не записывает и не использует. јбстракци€ ћ“ кардинально определила современный вид теории вычислений и вычислимости, существенно способствовала рождению концепции конструктивной математики.

–еализаци€ ћ“ в виде, доступном дл€ практического употреблени€, воплотилась в архитектуру фон Ќеймана, в сведение алфавита к одному УбитуФ имеющему два значени€, в определение способа нумерации (адресации) €чеек из конечного пол€ пам€ти и определение системы команд Ц правил построени€ конструкций из УбитовФ. ƒалее последовали попытки УнаучитьФ конструкцию фон Ќеймана УпониматьФ, Увычисл€тьФ невычислимое и все без исключени€ свелось к двум ситуаци€м:

  1. Ћибо формализм требовал применени€ многоленточных ћ“, УмногомерныхФ, ћ“ с бесконечным числом лент, т.е. того, что заведомо нереализуемо;
  2. Ћибо все сводилось к эвристикам, экспертным оценкам (фактическому утверждению, что Унечто интуитивно обосновываемоеФ лучше, чем отсутствие оценки, доказательно невозможной в пределах средств и €зыков выбранного подхода), т.е. вещам плохо применимым и даже опасным в реальных ситуаци€х (промышленные , военные применени€), но успешным в УигрушечныхФ приложени€х, типа шахмат и других Удостаточно безобидныхФ алгоритмических процессах, когда непредусмотренный результат не ведет к €вно возможным катастрофам{126. ќ не€вных возможност€х катастроф мы начинаем рассуждать уже после их возникновени€, часто в терминологии катастроф от Унеизмеримо малыхФ воздействий, пута€ физические и информационные резонансы (об этом будем говорить ниже) с реально заложенными причинами. Ќо здесь речь и идет о том, что люба€ Упривнесенна€Ф величина Ц УоценкаФ вполне может закладывать в реальную систему абсолютно непрогнозируемые априори свойства Ц Ублагие намерени€ ведут в адФ.}.

ћожно заметить, что различие между этими концепци€ми существует в некотором смысле на пустом месте, вокруг древней, как сама цивилизаци€, апории, это еще одно описание вариантов нашего поведени€ в  эрроловском лабиринте, но уже в ситуации, Укогда требуетс€ практикаФ.

» тот и другой подход используют концепцию последовательностного процесса, рассматривают любой процесс как последовательность состо€ний (и только и исключительно так!). ќчевидно, что прин€в дл€ движени€ Умодель «енонаФ (и запретив все иное) можно до бесконечности спорить Ц Уесть ли движениеФ. ѕри этом неважно, какой сложности аппарат используетс€, какие гипотезы и формализмы Ц если в первооснове последовательность элементарных состо€ний, в конце концов одна линейна€ последовательность, то все сводитс€ к конструированию того же демона ћаксвелла, к попытке сконструировать Уэнтропию наоборотФ.

«десь по материалам предыдущих глав уже можно предположить, что решение заключаетс€ в переходе к изучению самоорганизации системы процессов, к анализу взаимоорганизации процессов. —кладываетс€ ситуаци€ стратегического уровн€, похоже, что атаки на проблему Упоследовательно, пункт за пунктомФ вообще ни к чему не приведут, необходим Утотальный захват территорииФ.

јналоги€ получаетс€ вполне содержательна€, дл€ УпобедыФ не надо захватывать все опорные пункты или даже их большинство, но какие из них главные, сколько этих пунктов, как распределить силы возможно вы€снить только по ходу операции, заключающейс€ в атаке на все подозрительные пункты сразу. У–азведкаФ тут невозможна, все пункты так или иначе св€заны со всеми и существуют только в динамике, а Уразведка динамикиФ и есть та сама€ атака. ¬ определенном смысле Увсе или ничегоФ, такова природа проблемы.

”веренность в возможности сформулировать и выполнить такую Упрограмму тотального штурмаФ дают следующие соображени€. — одной стороны, все открытые системы, включа€ человека, созданы из Удискретного материалаФ, они Уне раздробимы до бесконечностиФ, однако сознание человека способно охватить бесконечные сущности и оперировать с ними, а значит можно предположить, что некотора€ Удискретна€ элементна€ базаФ пригодна дл€ решени€ проблемных задач.

— другой стороны, всЄ изложенное выше позвол€ет предположить, что число Узаконов самоорганизацииФ конечно, но они существенно отличаютс€ от всего привычного, они должны быть УдополнительнымиФ и к законам макромеханики и к законам квантовой механики, действие их должно осуществл€тьс€ через некоторые Усоотношени€ неопределенностиФ, сходные и одновременно непохожие на квантовые соотношени€ неопределенности.

јналогичными свойствами должна обладать и соответствующа€ Уинформационна€ машинаФ, Умодель эффективных вычисленийФ. Ёта машина должна порождать потоки собственно данных, потоки структур данных, мощности более чем счетной (конструктивно, разумеетс€), но потоки данных и структур не Укакие-нибудьФ, не УпсевдостохастическиеФ, но уже в соответствии с законами самоорганизации.

—труктуры этих потоков должны характеризоватьс€ Унаибольшей живучестьюФ, Улучшей приспособленностьюФ к взаимодействию и организации. » уже на основе таких потоков можно конструировать Умодель решени€Ф, поток структур (в частном случае Ц одну структуру), Унаиболее согласованный с потоком данных от внешнего мираФ. Ќо не исключено, что процессы порождени€ потоков и конструировани€ вообще должны быть согласованы, взаимосв€заны изначально.

ѕримерно аналогичную идею пытались эксплуатировать применительно к Усамоорганизующимс€ автоматамФ, однако это только часть решени€, по-видимому дело не столько в попул€ции однородных автоматов, но в том, чтобы возникали системы, потоки взаимодействующих структур.

¬ообще все это практически традиционный феноменологический подход, разве что надо действовать аккуратнее, помнить, что всЄ исследование не закончитс€ на одном-двух УзаконахФ, которые и €вл€ютс€ Уключом ко всемуФ, но всегда есть возможность обнаружить что-то Уранее не открытоеФ.

≈ще большей аккуратности потребует обращение с аксиоматикой. ћы должны найти именно те аксиомы, которые были заложены в основу, в процесс конструировани€ ѕрироды. ¬ этом смысле лучше уж что-то изначально упустить, чем произвольно постулировать Уот себ€Ф, особенно не€вно, например, породить не€вную симметризацию выводов, логики исследовани€. “акие упущени€ гарантируют нам получение замкнутой модели исследуемых феноменов, а, значит, и провал всей программы, всего исследовани€ как такового.

–ассматриваема€ ниже информационна€ машина также как и машина “ьюринга €вл€етс€ абстрактной моделью эффективных вычислений, уточнение всех подробностей функционировани€ обеих моделей не требуетс€ по существу. ¬едь никто всерьез не задаетс€ вопросами Укак перемещаетс€ лента ћ“ относительно головкиФ, Укак размечены €чейки ленты ћ“Ф, Укаков механизм считывани€ и записиФ и т.п. ƒл€ множества теоретических проблем, решаемых с помощью ћ“ оказываетс€ несущественным даже Уконкретный вид алфавитаФ.

ƒл€ нашей машины не менее правомерно воспользоватьс€ тем же приемом Ц будем рассматривать лишь необходимый минимум существенных на каждом этапе подробностей.

Ќо есть между ћ“ и нашей УмодельюФ кардинальное различие. Ќикто и никогда не рассматривал возможности физической реализации ћ“, ее родство с архитектурой фон Ќеймана настолько отдаленное и нетривиальное, что последнюю можно считать самосто€тельным артефактом. Ќаша архитектура абстрактной информационной машины напротив Усама напрашиваетс€ на реализациюФ, что мы и рассмотрим в гл. 14. ѕри этом оказываетс€, что в элементной базе существует огромна€ Усвобода выбораФ, несущественной оказываетс€ даже идентичность, одинаковость физических элементов внутри одного экземпл€ра машины, важна лишь идентичность их принципа действи€ и организации конструкции.

ѕри этом Успособ создани€ всей конструкции как целогоФ, по-видимому, один единственный Ц копирование Упо образу и подобиюФ с Уэкземпл€ра эталонной машиныФ. ¬прочем, Уестественна€ реализуемостьФ конструкции как раз естественна, мы будем строить всЄ исследование так, чтобы в основу построени€ не попало ни одного Усвободно изобретенногоФ элемента или принципа, ничего, кроме законов самоорганизации, существующих в ѕрироде. Ќапомним Ц ћ“ и в целом и в детал€х суть Усвободное изобретениеФ, сделанное независимо от УаналогичнойФ ѕриродной машины, €вное существование которой вы€снитс€ по мере изложени€ материала.

», наконец, укажем фундаментальное отличие нашей конструкции от всех известных и вообще возможных архитектур. ѕри выходе на Урабочий режимФ, достижении тонкой балансировки потоков данных и структур (текстов и контекстов) внутри этой целостной системы (подчеркнем Ц существенно виртуальной) возникает система потоков относительного несигнального (подробности будут ниже) движени€ текстов и контекстов и это несигнальное движение становитс€ в некотором смысле УосновнымФ. Ѕлагодар€ такому Унесигнальному способу обработкиФ информационна€ машина имеет возможность УпорождатьФ и УобрабатыватьФ потоки структур (контекстов, УабстракцийФ) сколь угодно большого трансфинитного пор€дка. ѕо-видимому это и есть Умеханизм вычислени€ невычислимогоФ, то, что мы наблюдаем в жизни как УинтуициюФ, Уподсознательную обработку информацииФ.

ј теперь перейдем к последовательному изложению материала, описывающего с достаточным количеством подробностей основные решени€ указанных проблем и подходов.


“от кто есть, дал вещам способность измен€тьс€. “ак стал мир.
Ѕуквальный перевод первой строки первой книги ¬етхого «авета с древнеарамейского

wpe6.jpg (2200 bytes)

 

„асть треть€

—огласованный ћир информодинамики

“еории Ц это государства со своими границами, кодексами, интересами, населением,
религией и проблемами.
ќни возникают, разрастаютс€,
цветут и умирают по тем же законам,
что и государства людей на нашей планете.
»х оружие Ц аксиоматика,
их победы Ц лучшее следование аксиомам,
их экономика Ц принесенна€ польза создател€м
в сравнении с нанесенным вредом всем остальным.
¬ойны между теори€ми имеют те же цели, что и
войны между тоталитарными государствами Ц
захват новых территорий и рынков,
уничтожение соперников,
получение доступа к ресурсам.
Ќо согласие и миролюбие Ц вот основна€ парадигма ќткрытого ћира, построенного из движени€.
»нформодинамика не спасет ћир, она лишь
представит его нам во всем его великолепии.
ј что мы будем делать в этом дворце
при нашей свободе воли Ц
это уже совсем друга€ истори€.

 

Man suche nur nichts hinter den Phдnomenen: sie selbst sind die Lehre.
{127. Ќичего не следует искать за €влени€ми: они сами и есть учение (нем.), √Єте, У”чение о цветахФ.}

√лава 10. јксиомы открытого мира

10.1. ‘еномен информации как предмет науки об открытых системах

‘еномен информации возникает и существует в виде процесса согласовани€ структур взаимодействующих потоков данных, определение же информации как сигнала, сообщени€, образа и т.п. суть определение УстатическогоФ, УмодельногоФ среза этого процесса.

„еловек, сохранивший все свои качества в полном объеме, но утративший пам€ть о том, кто он такой, как именуетс€ окружающими, признаетс€ юристами недееспособным, т.е. уже не совсем человеком. “ем более никто не признает человеком самую совершенную движущуюс€, говор€щую, пахнущую и т.д. голограмму и, тем более, фотографию. «десь мы строго требуем всю совокупность признаков. ѕотер€ человеком УсамоидентификацииФ влечет за собой жесткое присоединение к нему признака неполноценности, указани€ на то, что это уже не человек, а мул€ж определенного вида.

  информации относ€тс€ пр€мо противоположным образом. »нформацией объ€вл€ют практически Увсе, что угодноФ - и знак, и произвольный текст, и просто кучу битов вольно присоедин€€ к этому какую-нибудь совокупность свойств и процессов. » делаетс€ это в зависимости от текущей потребности Ц во им€ Устрогости теорииФ, чтобы оправдать свое собственное теоретическое представление, свои информационные экзерциции, произвольно исполненную Уголограмму или фотографиюФ. »змер€ть же такую УинформациюФ заполненностью ее машинного носител€ и вообще стало нормой{128. ¬полне логично, раз уж бит во всех учебниках объ€влен единицей количества информации, последнюю измер€ть и длинной стандартизированных (типа мерного ведра) библиотечных полок, зан€тых Уединицами хранени€Ф. —колько же можно пользоватьс€ вульгарно-механистическим подходом, устраивать примитивные аналогии. ћашина “ьюринга своей нереализуемостью кричит нам, что что-то неладно в датском королевстве. ≈сли машина, Увведенна€ как формальное уточнение интуитивного пон€ти€ алгоритмаФ, €вл€етс€ абстрактной до нереализуемости, то неплохо бы оставить вычислительному Ц вычислительное, назвав это по аналогии с технической кибернетикой, например, вычислительной информатикой, а дл€ нужд других поискать и представление бита, и понимание алгоритма (да и Уформальной логикиФ), ведущие к созданию Уреализуемой абстрактной информационной машиныФ.}.

ј ведь оба эти €влени€ одного пор€дка. » человек как интеллектуальна€ система, и информаци€ как €вление существуют только как процесс, только как контекстное взаимодействие с окружением. „то есть эта подмена логики в случае с информацией? ¬едь термин-то наукообразующий, со всеми вытекающими затратами на него...

Ќауке об информации пора поставить во главу своего интереса не УинформационныйФ угол зрени€, не исследование бесконечного множества частных информационных про€влений (образов, знаков, текстов, сообщений, Уинформационных посылокФ - всего того, что справедливо назвать Участными модел€ми информацииФ, отображающими лишь бесконечно малую часть глобального €влени€), но само €вление, сам феномен информации.

»сторически мы получили современное пон€тие информации{129. ѕервоисходное, еще с античных времен значение термина информаци€ Ц разъ€снение, растолкование так и осталось в нашем сознании и практическом понимании на бытовом уровне, а вот Унаука информацииФ началась с теории передачи и подсчета количественных оценок вполне неопределенного пон€ти€. јприорное воспри€тие энергетического мира как мира самодостаточного, снабженного информацией как атрибутом вкупе с Уприборным материализмомФ науки просто подавили информацию как €вление.} из математической теории св€зи  .Ўеннона, из автоматизации процессов управлени€, когда на первый план выдвигались вопросы ее передачи и преобразовани€ переданного. “о пон€тие информации, которое сегодн€ обычно используетс€, либо заимствовано из теории сигналов, либо рассматриваетс€ как предмет анализа и синтеза того самого бесконечного множества частных информационных про€влений в Уинформационной машинеФ той или иной архитектуры (в самом широком смысле этого термина).

¬ первом случае теори€ св€зи (или теори€ сигналов, или теори€ информации, потер€вша€ в своем названии слово УпередачиФ) имеет дело с модел€ми систем св€зи. ќтсюда вполне пон€тно, что, не забот€сь об определении информации как феномена, подлежащего исследованию, теори€ такого рода имеет значительное число определений информации комбинаторно-веро€тностного и термодинамического характера Ц математическа€, модельна€ сущность систем св€зи невозможна без количественных оценок{130. ¬ообще-то когда вариантов таких количественных оценок слишком много, то это уже информаци€ к размышлению: по ’артли и  .Ўеннону, по –.‘ишеру и ј.Ќ. олмогорову, по Ќ.–ашевскому, по –. арнапу и ».Ѕар-’иллелу и т.д. и т.п.}.

¬о втором случае УбесконечныеФ возможности информационных машин дают нам столь же значительное количество способов организации работы с сигналом во всевозможных его представлени€х.

ѕредмет исследований здесь (даже при понимании такой машины как не более чем конечного автомата) настолько широк, что до конструктивно-полезного определени€ собственно информации как предмета науки, как €влени€ дело пока не дошло и вместо ее глобального осмыслени€ вполне можно долгие годы заниматьс€ изучением частных законов дл€ отдельных групп моделей информации, что, конечно, и полезно и пригодно на кибернетическом уровне построений.

ѕри этом обычно утверждаетс€, что Ув теории информации имеют место такие же закономерности, что и в термодинамикеФ, что количество информации на N символов сообщени€ носит название энтропии, и в этом смысле пон€тие энтропии и количества информации совпадают{131. –аботы авторов Уобщей кибернетикиФ своей математической основой четко ведут нас к сигналам и сообщени€м, прочь от самого феномена. » даже интуитивное понимание, что Уздесь что-то не такФ ведет только к предложени€м типа замены или дополнени€ количества информации количеством семантики.// //Ќапример, в [10]: У“о пон€тие информации, которое обычно используетс€, заимствовано из теории св€зи. ќсновна€ его особенность состоит в абстрагировании от смыслового содержани€ информации, использовании ее количественной меры по  .Ўеннону. ќднако дл€ большинства задач кибернетики необходимо оперировать именно количественными характеристиками смыслового или семантического содержани€ информацииФ.// //¬ывод из таких утверждений возможен только один: их авторам требуетс€ пон€тие Уколичества смыслаФ или Уколичества семантикиФ и тогда уж все будет хорошо и большинство задач кибернетики будет разрешено! Ќо почему не начать просто с самой информации, а только потом, при необходимости и возможности, перейти к изобретению единиц ее измерени€? ќт феномена обычно можно перейти к мере, но наоборот-то как?} [31]. » в веро€тностном смысле термодинамическа€ и информационна€ энтропи€ суть €влени€ одного пор€дкаЕ ј сообщени€, по известному методу √абора, передаютс€ УквантамиФ, причем каждому кванту соответствует квадрат единичной площади на плоскости. ¬ количественном подходе к информации все верно, но, не правда ли, похоже на утверждение √ерхарда? (см. примеч. 33).

  этому абзацу читатель уже обладает достаточным материалом дл€ критического переосмыслени€ сущности информации, воспри€тию ее феномена как предмета науки.

ƒействительно, и указанна€ ранее необходимость начала управлени€ с использовани€ семантики Увторого пор€дкаФ, и особенности работы с информацией дл€ удержани€ системы на гомеокинетическом плато, плохо согласуютс€ с приведенными выше УклассическимиФ утверждени€ми именно из-за ориентации последних на математический, Усв€знойФ аппарат представлени€ потоков информации. »ли на математико-лингвистический, что суть то же самое Узамкнутое модельное представление частного про€влени€Ф.

ќставим же Уинформацию как модельФ, дл€ исследовани€ прикладными науками своих приложений с помощью прикладной математики. ‘еномен же информации далеко выходит за рамки потока битов, каких-либо символов или текстовых массивов, используемых на кибернетическом уровне моделировани€ и представлени€ информации.

ћы уже несколько раз употребили пон€тие модели, моделировани€ информации вместо более привычного термина Уинформаци€Ф. „тобы это сочетание стало окончательно пон€тным укажем, что феномен информации и его конкретное про€вление Ц информаци€ наход€тс€ примерно в том же соотношении, как открыта€ система и ее модель.

ƒалее мы будем старатьс€ раздел€ть пон€ти€ Уфеномена информацииФ и Умодели информацииФ во всех случа€х, когда по какой-либо причине их употребление не самоочевидно. ѕри €сности контекста дл€ синонимии мы оставл€ем за собой право употреблени€ термина Уинформаци€Ф.

“еперь рассмотрим пон€тие Усобственной структуры информацииФ. ¬ предыдущих част€х мы пользовались им на уровне инженерной проблемы структуризации информационного потока (св€зи УданныхФ и Узнани€Ф), не уточн€€ смысла этого пон€ти€, глубоко не задумыва€сь о том, до какой степени это УестественноеФ свойство феномена информации, УотпечатокФ структур некоторых внешних, порождающих систем, и насколько оно Унав€заноФ различными модел€ми и аппаратами, используемыми в исследовани€х?

ѕоследнее фактически означает, что за рамки УколичественнойФ теории информации целиком выпадает вопрос о том, откуда беретс€ структура информации? » что такое проектирование любой системы, работающей с информацией, если не нав€зывание данным личного взгл€да проектировщика (возможно и верного, но что есть УверностьФ взгл€да в контекстно-зависимых системах?) на то, как и какими отношени€ми эти данные св€заны?

ќбщий ответ на все эти вопросы один.

¬се без исключени€ известные теории (и не только передачи информации) неизбежно утыкаютс€ в непроходимый барьер рамок исходных постулатов и прин€тых ограничений и применимы только в их пределах. ѕри этом каждый раз оказываетс€, что суть барьера в том, что исследуетс€ закрыта€ система, а каждый шаг вперед требует порой революций в науке. »нформаци€ же, как феномен настолько св€зана дл€ нас со средствами ее представлени€, что порой Усама по себеФ представл€етс€ замкнутой системой чуть ли не Упо определениюФ. —колько раз встречалс€ всем нам канонический текст: Узададим на входеЕполучим на выходеФ. Ќо все это только после того, как зададим передаточную функцию и модель внешнего мира.

“еперь небольшой, но очень важный комментарий и к сказанному, и к дальнейшему.

ћы уже осмелились поддержать пон€тие системы социального уровн€, уровн€ Уобщественного институтаФ как виртуальной информационной системы со своими собственными УповеденческимиФ характеристиками. ќсталось сделать небольшой шаг дальше. —огласованный ћир информодинамики чуть ниже введет нас в пон€тие феномена информации без материального эквивалента Ц знака, сигнала, в пон€тие ћира информационного, опосредуемого ћиром физическим (частично), но не творимого физическим ћиром Уцеликом и полностьюФ.

ћожет быть, методологически верно было бы организовать какой-то другой пор€док изложени€ материала, но это работа написана дл€ тех, кто во всех построени€х ищет новое с целью анализа его возможной полезности, а не противоречи€ с общепризнанным, и, Учтобы не тер€ть времени опередим событи€Ф Ц уже здесь объ€вим феномен информации открытой системой{132. ѕросим не путать Уфеномен информации как системуФ с информационными системами. ¬ данном случае речь идет о УмирообразующемФ феномене.}.

ƒл€ организации работы с информацией как с открытой системой у нас есть только одна возможность Ц построить процесс исследовани€ феномена так, чтобы система в процессе исследовани€ €вно (или не€вно, что еще хуже) не замыкалась под воздействием самого инструмента исследовани€.

—ледовательно, уже здесь мы должны прин€ть аксиому, вернее метааксиому открытости: феномен информации суть система открыта€ и остающа€с€ таковой только при использовании дл€ контакта с ней открытого инструментари€ Ц физической или информационной системы, объективно обладающей этим свойством. ¬ случае замыкани€ любой из этих систем (исследуемой и/или инструментальной), мы имеем уже не €вление информации, как таковой, а лишь ее количественное про€вление, вполне подпадающее под законы модельной информации.

ƒл€ €сности подчеркнем, что перва€ (феноменологическа€) отличаетс€ от второй (модельной) своей контекстностью или собственной, непрерывно измен€ющейс€ структурой, порождаемой взаимодействием информационных потоков и определ€емой особенност€ми этих источников и адресным контекстом посылок, т.е. всем тем, что никак не может быть извлечено из собственно сообщени€.

10.2. јксиомы умолчани€

»зуча€ феномен информации как открытую систему, нам, прежде всего, необходимо отказатьс€ от традиционного дл€ строгих теорий заклинани€ УпустьФ как от глобального принципа. ѕричем, начина€ с самого принципа Учистой абстракцииФ.

Ёто означает, что системообразующими законами дл€ всех необходимых теоретических построений дл€ открытых систем (конечно, не только информационных) мы можем полагать лишь те, которые действуют повсеместно, на всех уровн€х организации ¬селенной и при этом механизм их действи€ однозначно €сен (€сен контекст сообщени€), но никак не Узаконы мышлени€Ф, Узаконы философииФ или какие-либо другие, происход€щие из формальных систем.

¬ этом и только этом смысле без некоторых Успециальных пустьФ, если хотите Ц Уѕриродных пустьФ изначально все же не обойтись как с точки зрени€ существа исследовани€, так и дл€ св€зности изложени€. ћы делаем это начина€ с введени€ аксиомы открытости, чтобы не утопить ход рассуждений в длительных по€снени€х и подробност€х, которые сами по себе могут и должны быть предметом отдельных исследований.

ƒалее необходимо пр€мое указание аксиом умолчани€: принцип комплементарности, принцип наименьшего действи€ (он же выступает и как принцип минимума исходных сущностей) и принцип предпочтени€ наибольших симметрий (в сущности производный от первых двух).

ћы предполагаем, что все это на самом деле разные стороны про€влени€ одного природного принципа, сочетающего в себе минимизацию как энергетических, так и информационных затрат в природе. Ќазовем его здесь пока Упринципом разумного основани€ построенийФ.

ƒопущени€ еще одного типа Ц из серии общеприн€тых умолчаний в предметном обсуждении, типа Упосле не означает вследствиеФ (во вс€ком случае, не всегда).

“ак, например, из рассмотренной в части I иерархии информационных структур, возникших в процессе (информационной) эволюции, вовсе не следует, что Упозвоночные произошли от насекомыхФ или другой подобный вывод.

»з предлагаемого подхода следует как раз в некотором смысле обратный вывод: - от насекомых напр€мую ничего не произошло и никогда не произойдет, поскольку вид этот заканчиваетс€ самозамкнутой структурой Ц Уколлективным существомФ. ” них лишь один путь Ц количественное разнообразие на своем уровне организации.

  сожалению, среди исследователей систем такого рода самодовлеющей €вл€етс€ посылка: Убольше составл€ющих Ц значит сложнееФ, Уколлектив умнее (сложнее) индивидуумаФ.  ак мы увидим ниже, системообразующие законы едины дл€ всех и верно ровно обратное. “ем более, что в ѕрироде –ациональной таковые законы не могут сколько-нибудь сильно различатьс€ дл€ ћира энергетического и ћира информационного.

«десь же укажем, что выбор Уживой ѕриродыФ как исходного материала дл€ наших дальнейших исследований, рассуждений, построений и аналогий при рассмотрении открытых систем и системообразующих законов также вполне естественен. ѕока только здесь мы можем найти достаточное разнообразие высокоорганизованных систем.

“ехногенные и социальные объекты в этом смысле представл€ют сегодн€ ограниченный интерес при их небольшом разнообразии и невысоком уровне организации. У»сходный материалФ в них буквально погребен под горами подробностей различных специальных исследований, может быть и имеющих архиважное прикладное значение дл€ данного момента или отрезка времени, но совершенно пустых в плане общего анализа{133. ѕревращение их в сложный мир высокоорганизованных систем возможно и €вл€етс€ одной из перспективных задач человечества. Ѕудем наде€тьс€, исход€ из антропоцентрических соображений, что не единственной и не последней.}.

„то же касаетс€ методики изложени€ материала в части использовани€ специальной символики, математического аппарата Ц их минимум в нашей работе не от пренебрежени€ к точности и строгости изложени€. ƒействие соответствующих алгебраических, групповых и топологических механизмов просматриваетс€ достаточно €вно и их УаккуратноеФ введение вполне возможно без искусственного замыкани€ открытых систем, так что наведение соответствующей математизации Ц Удело техникиФ. Ќо допустимо и полезно такое наведение не раньше, чем оно станет аппаратом непротиворечивого изложени€ уже осознанного материала, а не источником открытий Уна базе своих собственных соглашенийФ.

‘еномен информации либо возникает в силу своей объективности из указанной выше Усистемы аксиом ѕриродыФ, либо сам €вл€етс€ сущностью первоисходной. ƒругого просто не остаетс€, из Учисто аксиоматического подходаФ, как его традиционно понимают, т.е. из аксиом, произвольно постулированных, феномен информации не наблюдаем.

»так, мы утверждаем: феномен информации существует как реали€ мира. ≈го можно восприн€ть и пон€ть только из той системы посылок, той Усистемы аксиомФ на базе коих устроена сама ¬селенна€, из процесса ее существовани€, из того, что уже было в ѕрироде задолго до по€влени€ первой формальной теории.

10.3. —оотношение неопределенности - 2

Ќам известно, что рассматрива€ некоторые космологические построени€ –.Ѕартини указывал, что из-за несоответстви€, неадекватности физического квантованного мира, где ??0, и аппарата дифференциальных уравнений, где ?>0, могут возникать Усоотношени€ неопределенности, гораздо большие, чем квантовоеФ и называет их Уинформационными соотношени€ми неопределенностиФ. –€д публикаций, относ€щиес€ к 1927-29 гг. и в которых, суд€ по всему, были интересующие нас заметки, по-видимому, безвозвратно утрачен. ¬озможно что-то еще будет найдено, но пока слухи о У€щике –.ЅартиниФ остаютс€ легендой.

ѕо-видимому, по –.Ѕартини Усоотношение неопределенностиФ действует повсеместно, при использовании любого информационного механизма, независимо от Уразрешени€Ф или Уразр€дной сеткиФ используемой элементной базы, ибо с такого рода квантованием оно не св€зано. “аким образом и здесь отход от сигнальной парадигмы информации порождает другую сущность ранее известного пон€ти€. ѕо€сним наше сегодн€шнее понимание феномена неопределенности, не приписыва€ –.Ѕартини ответственность за эту трактовку.

¬ квантовой механике принцип неопределенности √ейзенберга заключалс€ в том, что координата q и ее сопр€женный импульс P не могут быть измерены одновременно с любой заранее заданной точностью: ?q?P ? ?, где в физике ? равна посто€нной ѕланка. ¬ теоретической и квантовой механике энерги€ E €вл€етс€ сопр€женным импульсом переменной времени t и, соответственно, ?E?t ? ?.

—игнальный (количественный) вариант теории информации в своем постановочном смысле ничем не отличаетс€ от рассмотренного подхода. ћы приходим к утверждени€м, типа того, что в практике обработки сигналов неопределенность сводитс€, например, в ƒоплеровском (Doppler) измерителе к невозможности точно измерить врем€ задержки и изменение частоты.

Ќикак не наруша€ принципы физического квантованного мира, мы будем исходить из посылки Уквантовой{134. ќтнюдь не по √абору, а в смысле Ушага изменени€ структуры, как образовани€, квантового по своей сутиФ.} структуры информацииФ, что вполне очевидно и €вно вытекает из рассмотренного в части I материала по структуризации информации в интеллектуальных базах даже уже на уровне информационных баз.

¬се сказанное приводит к утверждению, что помимо Уфизической неразличимостиФ объективно существует и Уинформационна€ неразличимостьФ, Унеразличимость в пределах шага изменени€ структурыФ, т.е. Усоотношение неопределенности - 2Ф, происход€щее от способа действи€ аппарата представлени€ (но, подчеркнем еще раз, не от его точности, т.е. не от Уразр€дной сеткиФ). ѕримем эти посылки в качестве основы дальнейших построений.

10.4. √армонические шкалы

¬о исполнение упом€нутого нами в разделе 10.2 Упринципа разумного основани€ построенийФ, желани€ строить исследование чисто феноменологическим путем, избега€ каких-либо искусственно привнесенных сущностей, постулатов и аксиом, полезно рассмотреть некоторые общие свойства объективно существующих и не завис€щих от нашего выбора структурообразующих гармонических систем, которые понадоб€тс€ нам при исследовании информационного структурного резонанса и многих других €влений, важных по сути излагаемого материала.

ћы не думаем, что такое рассмотрение покажетс€ кому-либо набором тривиальностей, каким-нибудь трюизмом в силу общеизвестности. ѕросим не спешить с подобными выводами Ц эти УтривиальностиФ не менее фундаментальны{135. ≈сть подозрение, что Уболее фундаментальныФ, чем все аксиоматические теории вместе вз€тые Ц с точки зрени€ организации ¬селенной и всего в ней сущего.}, чем любые аксиоматические теории и уравнени€. ѕосмотрим еще раз на вещи известные, но так, чтобы за кажущейс€ самоочевидностью не потер€лась суть €влений.

»так, какие объекты, Усуществующие как процессыФ нас интересуют?

—ущественно компактные, ограниченные как в пространственно-временном и энергетическом смысле, так и в смысле представлени€, ибо, чтобы их конструировать или пользоватьс€ Уподаренными природойФ, мы должны их не только УохватитьФ (математика успешно охватывает бесконечное множество бесконечных объектов), но и УухватитьФ, т.е. обеспечить их индивидуальное информационное или физическое рассмотрение в существенно конечном представлении.

—казанное никак не противоречит аксиоме открытости, поскольку вопрос так и стоит Ц как в открытом мире, каким образом и по каким законам, возникают компактные (но не замкнутые!) системы и их иерархии?

»сключим сразу лишь один способ: Усотворение из ничего и с помощью ничегоФ Ц чистую телеологию и аналогичные, но диалектические концепции, поскольку это исключает саму аксиому открытости. “огда определ€етс€ и совокупность наиболее значимых, главных объектов исследовани€. Ёто колебательные процессы и законы самоорганизации{136. “ермин раскрываетс€ по мере изложени€ материала в следующих разделах.} этих процессов. »бо, как только самоорганизаци€ процессов перестает быть доминирующей, системообразующей Ц любое компактное образование просто рассыпаетс€.

Ќачнем с рассмотрени€ некоторых свойств универсального механизма организации колебательных процессов Ц гармонической системы или шкалы.

ѕрежде всего отметим, что само пон€тие Угармони€Ф возникло если не Уиз музыкиФ, то уже наверн€ка УвместеФ. ”стройство звукор€да €вно не придуманное, Уне аксиоматическоеФ, но существует дл€ человека, по крайней мере вместе и параллельно с сознанием. » еще одно обсто€тельство Ц музыка (даже как гармоническа€ шкала Ув чистом видеФ) это единственный €зык абсолютно универсальный не только дл€ человека, но, как показано многочисленными исследовани€ми, и дл€ всех вообще организованных систем.

—верхуниверсальность эта про€вл€етс€ как в малом, так и в большом, в удивительном сходстве вкусов буквально всех видов от человека до растений и одноклеточных.

» при малых интенсивност€х звучани€, т.е. когда энерги€ акустической волны не оказывает физического воздействи€ на объект, и при интенсивност€х, оказывающих такие воздействи€, оценки Укачества мелодииФ, даваемые или про€вл€емые этими объектами, весьма близки.

Ќо и болезненные и разрушительные частоты инфра- и ультразвукового диапазонов как малой, так и большой интенсивности поразительно близки по воздействию дл€ всех живых видов, несмотр€ на все различи€ последних.

ќднако закон гармонических шкал действует €вно и открыто и в УнеживомФ - общеизвестно, что совершенные в акустическом отношении сооружени€ выдел€ютс€ особым из€ществом пропорций, напротив, вычурные и уродливые конструкции имеют, как правило, соответствующую акустику. јрхитекторы уже давно подметили своеобразный эмпирический закон Ц в строени€х с уродливой акустикой неизбежно обнаруживаютс€ зоны концентрации напр€жений не только не оправданные конструктивно, но и Уне влезающиеФ в расчетную модель. »ногда это приводит даже к аварийному разрушению таких построек.

¬ообще-то, чтобы не делать этот перечень повсеместности гармонического закона бесконечным (включа€ сюда, например, известные исследовани€ в генетике или обсуждение эстетики воспри€ти€ антенных конструкций), рекомендуем продолжить его самосто€тельно в сфере своих профессиональных знаний Ц будь то физика элементарных частиц или, например, мелиораци€. Ќо просим не забывать при этом Ц мы рассматриваем, в конечном итоге, структурообразующий, а не волновой процесс{137. ¬сеобща€ привычка человечества смотреть на все через модели и спектры (а что такое спектр, если не модель?), привела всех нас к почти УгенетическиФ обоснованному взгл€ду на все процессы, как сумму волновых. Ќа уровне Упочти условного рефлексаФ термин Уволновой процессФ ассоциируетс€ с пакетами волн и взаимодействи€ми этих пакетов. Ќо УмассовыеФ процессы, состо€щие из пакетов, потоков, оказываютс€, в конечном счете, только материалом дл€ Углавного процессаФ - никогда не завершающейс€ попытки открытой системы достроить свою структуру окончательно, как целое. ≈сли бы такой процесс мог завершитьс€, то структура стала бы Уполностью когерентной самой себеФ, т.е. замкнутой. «аметим, что отсюда можно начать прослеживать наше последующее утверждение о том, что дл€ создани€ открытых систем (неважно Ц ¬селенной или чего-то менее глобального) реален только один подход Ц их непрерывное конструирование.}.

»зучение фактов и событий типа приведенных выше примеров и €влений привело как древних, так и современных исследователей к достаточно распространенному убеждению Ц все, и УживоеФ и УнеживоеФ обладает если не сознанием, то УдушойФ.

ћы же примем в качестве рабочего положени€ существенно более простое и естественное утверждение, а именно: закон гармонии есть один из всеобщих системных принципов организации и самоорганизации.

–ассмотрим рис. 10.1.

Ќа нем L1, L2 соседние целые значени€ на масштабе log2f, где f Ц частота.

—двинем относительно середины отрезка L1, L2 сам отрезок вправо от L1 на 4/7, 5/7, 6/7 рассто€ни€ , затем произведем такой же сдвиг влево (на рис. 10.1 не изображен). “аким образом, получаетс€ как бы УскелетФ основного гармонического звукор€да Ц трех соседних октав.

wpe17E.jpg (6651 bytes)

–ис. 10.1.   пон€тию гармонической шкалы

ƒополнив сдвиги на 1/7, 2/7 и 3/7 получим полное изображение трех октав. «аметим, что сдвиг на полную длину дает крайние ноты боковых октав, но, на самом деле, УдопустимФ только один УпоследнийФ сдвиг (безразлично вправо или влево, поскольку один из концов октавы принадлежит уже соседней октаве).

—ледовательно, если мы считаем любой отрезок замкнутым с одной стороны, то с противоположной он оказываетс€ открытым, либо надо считать его одновременно открытым и замкнутым с обеих сторон. «аметим, что и на практике, т.е. суд€ по тому как Уустроено воспри€тие гармонииФ, три октавы образуют мелодическую полную систему Ц четверта€ октава, присоединенна€ к ним, уже не создает гармонии с первой (счита€ с другого конца), т.е. звукор€д как бы сдвигаетс€ целиком.

“аким образом, мелодический звукор€д представл€ет собой группу центрально-симметричных преобразований сдвига относительно центра средней октавы. √руппа обладает весьма интересными свойствами, а именно:

Ѕолее того, не только не существует отрицательных частот объективно и введение абстрактного пон€ти€ (-[f]) не просто бесполезно с точки зрени€ каких-либо задач, но создает весьма серьезные проблемы. ¬прочем, к вопросу о порождении Уискусственных ложных симметрийФ мы еще вернемс€.

ѕомимо указанных признаков мелодическа€ группа из трех октав естественно выдел€етс€ и в чисто структурном смысле, а именно:

»так, расширение шкалы как УнаружуФ так и УвнутрьФ подчин€етс€ уже другим и разным (отличным) структурным законам, так как Урасширение наружуФ Ц по существу открытое, Урасширение внутрьФ (дробление на доли) Ц по существу замкнутое.

”пом€нем и некоторые числовые характеристики полного звукор€да. ¬осемь октав содержат по семь междунотных интервалов и по восемь долей, т.е. 8х7х8 = 448 делений. ”читыва€ открытость системы, мы должны присоединить слева и справа по љ октавы плюс один нотный промежуток, т.е. 2х(3,5х8)+8 = 64 делени€. “аким образом, полна€ открыта€ система звукор€да содержит 448+64=512 делений. ≈сли мы хотим применить некоторую УпсевдодискретнуюФ шкалу, то она должна содержать 512х2=1024 дискрета{138. «вукор€д Ц система дл€ представлени€ процессов по существу своему плавных, аналоговых, поэтому, переход€ к дискретному представлению, мы об€заны пользоватьс€ условием теоремы  отельникова.}.

» еще одно Ц естественным представл€етс€ считать все открыто-замкнутые системы Унесколько более замкнутымиФ со стороны нижних частот, так как частотный р€д существенно ограничен снизу нулевой частотой.

10.5. ќбсуждение гармонических построений

ѕротив приведенного здесь экскурса в конструкцию звукор€да, т.е. во внутреннюю организацию колебательных процессов и систем можно выдвинуть множество возражений. –ассмотрим некоторые наиболее очевидные или наиболее ожидаемые.

¬о-первых, некотора€ УповерхностностьФ рассмотрени€, пренебрежение многочисленными исследовани€ми от механики до теории музыки. Ќо это только исследование эффекта, €влени€ самоорганизации. ‘акт самоорганизации системы из трех соседних октав в центрально-симметричную систему со своими простыми делител€ми и факт наличи€ собственных отдельных законов Урасширени€Ф и Удроблени€Ф базовой трехоктавной системы €вл€ютс€ вполне достаточными и заслуживающими внимани€.

Ќадо учесть, что все сказанное выше относилось к одномерным системам. Ќе трудно догадатьс€ без сложных построений и вычислений, что при переходе к рассмотрению трехмерных, т.е. существующих реально во ¬селенной объектов, отличие способа внутренней организации трехоктавной структуры (в частности, отличие правила симметрии) может привести не только к метрическим, численным особенност€м, но и к более фундаментальным Ц топологическим. «аметим, не только может, но неизбежно приводит. Ќо это, в свою очередь, означает, что любой объект, обладающий некоторой собственной внутренней организацией, несет в себе свойства, аналогичные свойствам внутренней организации трехоктавной структуры звукор€да. ≈сли мы будем исследовать такие объекты в некоторой унитарной системе отсчета (координат), т.е. в шкалах с некоторой искусственно введенной метрикой, то некоторые фундаментальные свойства объектов неизбежно будут искажены до неузнаваемости, либо вообще потер€ны!

Ѕолее того, неизбежно и по€вление свойств, а значит и классов, классификаций объектов, в реальности не существующих. ”казанный феномен заслуживает внимани€, и к этому мы еще вернемс€, здесь же заметим следующее: все сказанное выше еще раз подчеркивает, что подход к исследовани€м открытых систем должен коренным образом отличатьс€ от подхода к замкнутым системам.

¬место поиска универсальных шкал и представлений надо искать те законы организации структур и их взаимодействи€, которые обеспечивают УестественноеФ выделение структуры системы из ее окружени€. ѕоиск же Уабсолютных универсалийФ на основе искусственных построений, не говор€ уже об их использовании дл€ представлени€ объектов, €вл€етс€, по меньшей мере, зан€тием, ведущим к искажению воспри€ти€ ћира. ≈сли таковые универсалии и существуют вообще, то только в виде законов взаимодействи€ и взаимосогласовани€ структур.

 онечно, последнее вовсе не означает, что в реальности не имеют места и всеобщие свойства объектов метрического характера. Ќапротив, именно метрические свойства оказываютс€ наиболее легко обнаруживаемыми и обобщаемыми и наиболее устойчивыми к произвольному выбору шкал (системы координат представлени€). ќтсюда, неизбежно, следует Уво-вторыхФ.

¬о вторых, искушенный в теории управлени€ читатель возразит Ц все рассмотренные выше структурные особенности системы (или, во вс€ком случае, очень похожие) мы можем обнаружить изуча€ логарифмические амплитудно-частотные характеристики —ј”. Ѕолее того, возможно построение строгих, с теоретической позиции, классификаций и теорий.

¬ ответ на это приведем лишь один пример. –ассмотрим задачу управлени€ манипул€тором антропоморфной конструкции{139. ѕо материалам защищенной диссертационной работы ¬.Ќ.Ќеокесарийского.} (рис. 10.2).

wpe17F.jpg (10709 bytes)

–ис. 10.2.   задаче управлени€ антропоморфной конструкцией.

Ќа этом рисунке: ?1Е?6 Ц степени подвижности в суставах, снабженные след€щими приводами по положению ?i; ѕ Ц преп€тствие; ÷ Ц цель Ц ориентированный предмет (вектор) (,); - положение предмета, - ориентаци€.

—тавитс€ задача поиска вектора управлени€ (,) = F(,,ѕ).

¬ общем случае выдел€ютс€ три класса решений.

ѕри отсутствии преп€тстви€ ѕ отображение ј имеет в фазовом пространстве {, } особенности в виде системы гиперповерхностей, задача имеет решение, например, в виде наборов полилинейных регул€торов.

Ќаличие преп€тстви€ ѕ существенно усложн€ет задачу, однако особенности по прежнему принадлежат некоторой системе гиперповерхностей, т.е. множеству меры ноль в {, }, и, следовательно, задача разрешима.

Ќаконец, если преп€тствие ѕ или цель ÷ перемещаютс€, то гиперповерхности особенностей превращаютс€ в области в пространстве {, }, т.е. задача становитс€ аналитически неразрешимой даже и в тех случа€х, когда целевое положение достижимо и кинематически, и по ресурсу управлени€.

«аметим, однако, что в природе с этой задачей успешно справл€ютс€ не только человек и высшие животные, но и существа весьма примитивные (пауки, крабы и т.п.), которых в переизбытке интеллекта заподозрить трудно.

ќбратим теперь внимание на следующее. ѕривлечение так называемых эвристик, по крайней мере, не мен€ет существа проблемы Ц в конце концов не важно, декомпозируетс€ управление в систему полилинейных регул€торов, либо каких-либо других. ѕо определению, эвристики поверхности переключени€ (перехода от одного набора регул€торов к другому) априори неопределимы, а это, в свою очередь, предопредел€ет и эвристику выбора алгоритма переключени€, т.е. в итоге приводит к порождению иерархии эвристик.

»наче говор€, Устрогое представлениеФ задачи в рамках “ј” приводит к тому, что задача рассыпаетс€ в иерархию псевдослучайных выборов. —ледовательно, даже в рассмотренном случае далеко не предельной сложности, тер€етс€ не только феномен самоорганизации, но и возможность какой-либо организации{140. Ќа самом деле предложено множество инженерных решений, но речь-то о том, что о УстрогостиФ упоминать уже недопустимо!}.

«десь мы хотим обратить внимание читател€ на следующий факт Ц любое адаптивное управление строитс€ по одной и той же схеме:

—ледовательно, не только вс€ способность системы управлени€ такого рода к самоорганизации, но и ее пределы на самом деле уже определены априори выбором метрики, масштаба индикаторной функции и алгоритма переключени€.

Ќо и в случае УситуационногоФ или Учисто эвристическогоФ подхода все отличи€ свод€тс€ лишь к способу выбора масштаба оценок и способу конструировани€ алгоритма переключени€. ¬с€ самоорганизаци€ на деле определ€етс€ априори с точностью до выбора масштаба оценок.

ѕредставл€етс€ целесообразным признать, что феномен структурной самоорганизации вообще лежит вне формализмов “ј” и ее обобщений, поскольку представл€ет собой €вление совсем другого пор€дка и природы.

ƒаже если восприн€ть и прин€ть всю приведенную здесь аргументацию, то возможно еще множество возражений против фундаментальной природной особенности гармонических шкал. ¬ их числе возможно следующее возражение Ув третьихФ Ц субъективность воспри€ти€.

 онечно, воспри€тие гармонии суть свойство субъективное. Ќо уж слишком разительно Усходство вкусов всех воспринимающихФ, как УживыхФ, так и УнеживыхФ, т.е. скорее надо говорить о некотором всеобщем законе организации структур, о том, что гармони€ суть свойство природное, существующее объективно, а наши некоторые отклонени€ во вкусах и пристрасти€х определ€ютс€ большей или меньшей способностью индивидуально Увойти в контакт с процессом структурной самоорганизацииФ, настроитьс€ на воспри€тие тех или иных природных структур физического или чисто информационного свойства.

ћы именно на том и настаиваем, что феномены самоорганизации, возникновени€ воспри€ти€ и сознани€ могут изучатьс€ только в совокупности с феноменом информации. » более того, само пон€тие, сам феномен информации возникает как таковой только как результат процесса самоорганизации.

10.6. —амоорганизаци€ и структурный резонанс

ѕервопричина и спусковой механизм феномена самоорганизации
проистекают из свойств систем колебательных процессов.

“еперь, казалось бы, наступил момент перейти к формированию определени€ €влени€ самоорганизации. Ёто €вление, конечно, может быть предварительно определено тем или иным способом, например, как процесс взаимовли€ни€ информационных потоков или как-то близко к этому.

Ќам представл€етс€ более продуктивным иной путь. ¬есь это раздел мы просто посв€тим объ€снению разных аспектов самоорганизации, после чего станет пон€тна необходимость и целесообразность возвращени€ к этому вопросу уже на новом уровне в гл. 12, посв€щенной теории структурной согласованности. ƒа и процесс взаимовли€ни€ информационных потоков в сколько-нибудь строгом изложении оказываетс€ сложнейшей проблемой информодинамики, ее предметом.

ј пока, на инженерном уровне, нам уже известно, что взаимосв€зь феномена информации и феномена самоорганизации лежит во взаимодействии потоков структур данных, информаци€, как результат €влени€, возникает и существует в виде процесса согласовани€ структур встречных потоков в триаде —”ќ. ¬не структурно-организованного динамического процесса взаимодействи€ потоков данных никака€ Уактуализаци€Ф, никакое УвозникновениеФ или УсуществованиеФ информации происходить не может.

 ак только остановлено это взаимодействие, мы имеем дело, в лучшем случае, с набором знаков той или иной степени упор€доченности (но ведь упор€доченность Ц результат контекстно-зависимой оценки, котора€ осталась Угде-то в сторонеФ и мы сразу получили замкнутую систему).

ѕри этом, конечно, мы вполне можем заниматьс€ исследованием их количественных информационных характеристик, ибо нова€ информаци€ уже не возникает, а то, что здесь можно называть семантикой существует только исход€ из априорных или сторонних соображений{141.  ак-то очень легко тер€ютс€ фундаментальные результаты, известные еще со времен √ераклита: У»стина не есть результат, но процессФ. ј вот правила ведени€ дискуссии, спора Ц сиречь диалектику человечество с легкостью необыкновенной возвело в ранг мирового закона, нав€зав тем самым открытой системе Ц ¬селенной свойство закрытой формально-логической структуры. Ќет истины в закрытой, а значит - остановленной системе, но только ее (истины) модель, построенна€ в правилах, обеспечивших замыкание, а это уже не истина, а только соглашение о ней, желание дважды, трижды и сколько угодно еще раз входить в одну и ту же реку. // //» информаци€ и интеллект суть процессы. Ќо процессы чего? »гры по раз навсегда установленным правилам? Ёто логично, математично иЕ мертво (извините Ц модельно). —амоорганизаци€ любой системы, начина€, по-видимому, от самой примитивной (выше, конечно, кибернетического уровн€) основываетс€ на Уинформационно-нелогичномФ (с точки зрени€ традиционной формальной логики) общении. Ќа сообщении новых правил логического вывода уже имеющимис€ средствами и правилами текущего процесса. ¬от так и надо понимать √ераклита. »наче еще в его времена построили бы какую-нибудь действующую машину логики и все логические игры древних уже тогда потер€ли бы свой смысл.}.

», наверное, хватит говорить о Уне актуализированнойФ и УактуализированнойФ информации, т.е. заниматьс€ все той же Усемантической ценностью информацииФ. ƒл€ открытых систем все это неприемлемо.

„итателю уже €сно, что в последнем случае речь идет о создании Умоделей информации на кибернетическом уровнеФ, вполне аналогично таким же построени€м, например, кибернетических моделей экономики. » результаты, соответственно, следует ожидать аналогичные{142. »звестен случай, когда нобелевские лауреаты в области экономики настолько уверовали в свою модель, что сами стали по ней работать, после чего понесли многомиллионные убытки. Ёто пример того, что даже Усама€ обоснованна€ и общепризнанна€ модель открытой системыФ может оказатьс€ вполне неработоспособной даже в руках ее самых талантливых авторов.}.

Ќапомним, что все сказанное выше относительно феномена самоорганизации структуры гармонического частотного р€да как раз и относилось к взаимодействию процессов, т.е. систем колебаний, представл€ющих собой, с позиции чисто механической, непрерывный спектр. ќ собственной структуре и каких-либо свойствах систем (устройств, объектов) в которых это взаимодействие происходит, мы даже не упоминали.

ѕравда, было использовано одно УумолчаниеФ, а именно Ц процессы самоорганизации гармонического звукор€да как целого, могут рассматриватьс€ и вообще существовать только в очень широкополосных системах. ¬ то же врем€, это должно быть взаимодействие процессов Уочень близкихФ в частотном смысле{143. Ёто скорее уточнение или подсказка дл€ дальнейшего Ц дл€ наших построений этот факт не €вл€етс€ преп€тствием или ограничением.}.

ќбразно говор€, Упор€док в большомФ (в целом) возникает из взаимодействи€ Уочень близко и плотно расположенных компонентовФ.   этому полезно добавить и соображени€ о процессе Уорганизации в маломФ, рассматриваемом ниже.

ƒл€ этого предварительно вспомним забытый ныне сверхрегенератор, использующий дробовой шум лампы. —амый примитивный коротковолновый сверхрегенератор прекрасно обеспечивал прием при отношении сигнал/шум в 10-4 , а хорошие образцы 10-6 и даже лучше.

ѕозже этот эффект использовали только косвенно Ц лавинные процессы в газоразр€дных приборах, тиристорах и ѕ«—. ѕока это только информаци€ к размышлению о его сущности. Ќо важно, что благодар€ наличию внутри колебательного контура посто€нного источника колебаний частоты существенно более высокой, чем его собственна€, что, в сущности, воспринимаетс€ как Убелый шумФ, достигаетс€:

»наче говор€, в резонанс Увт€гиваетс€Ф сама характеристика системы, измен€етс€ ее внутренн€€ структура Ц имеет место Уструктурный резонансФ.

ѕочему структурный резонанс УработаетФ и в чем его первопричина? «десь, относительно рассмотренной выше структурной самоорганизации, все УнаоборотФ. »меетс€ очень узкополосна€ система Ц резонансный каскад с активным элементом (усилителем) и УвнутриФ последнего присутствует источник колебаний весьма широкого спектра уход€щего далеко за пределы и полосы пропускани€ и боковой полосы (активный элемент каскада находитс€ в режиме автогенерации с возбуждением от внутреннего дробового шума). “огда при взаимодействии полезного сигнала и широкополосного Увнутреннего сигналаФ наблюдаетс€ эффект Усжати€Ф резонансной характеристики каскада, возникает своеобразна€ Увиртуальна€ резонансна€ системаФ существенно более высокой добротности, причем как абсолютной, так и относительной.

‘актически, мы наблюдаем €вление дополнительное к самоорганизации гармонического р€да Ц взаимодействие системы узкополосных колебаний с колебани€ми, лежащими Уотносительно далеко по масштабу частотФ приводит к сжатию этой узкополосной системы, т.е. к Уулучшению организации в маломФ.

10.7.   организации экспериментов по обнаружению структурного резонанса

ѕоищем возможности организации резонанса в информационной системе. ѕроведем мысленный эксперимент Ц снабдим достаточно большую компьютерную базу следующими свойствами. ¬ ней:

¬ базе с указанными свойствами должен остатьс€ только эффект УрезонансногоФ ст€гивани€ структур, т.е. по€влени€ структур Укак бы из ничегоФ, тех, которые, на самом деле, и есть Уестественные (природные) метаструктуры предметной областиФ, если хотите Ц текущие срезы, фотографии собственной структуры информационного потока.

ћы говорим именно о структуре информационных потоков, о том, что в действительности поступило от наблюдаемого объекта. ”казанное устройство Ѕƒ гарантирует нам только то, что не по€в€тс€ ложные структуры, интерпретаци€ этих структур Ц это уже дело приложени€, пользовател€ или некоторого отдельного программного механизма, идентифицирующего, УпонимающегоФ эти структуры. “.е. мы говорим о том, что Ѕƒ должна сохран€ть только то, что реально было в исходном потоке и его истории. «десь она оказываетс€ еще и инструментом, помогающим отфильтровывать шумы, Уинтегрировать опытФ.

Ќе менее интересно будет наблюдать и эффект Уобмена статусовФ существенных и УлишнихФ данных, когда со временем некоторые УкластерыФ потер€ют св€зность по УсущественнымФ данным, но возникнут другие Ц в силу большой частоты и УжесткостиФ св€зей по УлишнимФ. “аким образом, система как бы Уделает открытиеФ Ц но только Укак быФ, поскольку это еще не интеллектуальное образование, а скорее его Уинформационна€ половинкаФ.

ѕостановка практического эксперимента пока более чем затруднительна в силу целого р€да причин. “ак в среде рел€ционных или сетевых —”Ѕƒ реализаци€ указанных эффектов невозможна даже теоретически.

–еальным кандидатом могла бы быть —”Ѕƒ, построенна€ на базе направленных деревьев с возможностью пометки св€зей дл€ порождени€ Убоковых деревьев св€зейФ. ≈ще эффективнее была бы возможность параллельно (во времени и пространстве) строить встречные структуры.

¬ этом смысле полезно обратить внимание на систему CacheТ, возможно единственную реально пригодную дл€ такого рода исследований. ƒве структуры данных, одна из которых €вл€етс€ Усуммой всего прошлого опытаФ, друга€ Утекущим состо€нием объектаФ, дополненные Уобобщенной модельюФ - структурой, устанавливающей их соответствие, позвол€ют реализовать произвольные структуры данных общего вида.

“акие структуры эквивалентны некоторой пространственной сети, однако только одномоментно, в статике, в некотором обращении к Ѕƒ. Ќа следующем же шаге, при следующем обращении, это будет уже друга€ сеть. Ќо механизм, €вно раздел€ющий представлени€ УпрошлогоФ, Унасто€щегоФ и модели, т.е. текущей интерпретации, позвол€ет избавитьс€ от теоретических проблем, в пространственных сет€х в большинстве случаев неразрешимых.

Ќа каждом шаге, т.е. при каждом обращении, мы имеем дело с конечным однозначно интерпретируемым представлением, более того, это представление требует всегда конечного и даже прогнозируемого ресурса. —делав это представление динамическим, измен€емым на каждом шаге, мы получаем прогнозируемые затраты и избавл€емс€ от необходимости построени€ обобщенной модели данных, априорно пригодной дл€ любых случаев, заранее включающей в себ€ описани€ всех св€зей.

 онечно, подобна€ база, умеюща€ помнить свою историю, будет требовать гораздо больший объем пам€ти по сравнению с тем, который был бы нужен предварительно структурированной (спроектированной) системе (если бы ее нам кто-нибудь изначально дал в готовом виде) Ц скорее всего на пор€дки. Ќо поскольку Уникто не далФ, и наде€тьс€ на это в реальных ситуаци€х работы с открытыми системами не приходитс€, то плата такого рода вполне уместна и вполне соразмерна ожидаемому успеху.

ѕредставл€етс€ достаточно очевидным, что строить такие системы оптимально на базе Угармонических деревьевФ. Ёто значит, что правила структуризации и шкалы оценок должны быть устроены по законам гармонического р€да. Ќаиболее веро€тно, что только в этом случае все это будет существовать устойчиво.

ѕолезно найти ответы и на следующие вопросы:

ѕока, в пределах возможностей существующих компьютеров, представл€етс€ полезным:

  1. ¬з€ть известную работающую систему на основе деревьев.
  2. «аменить все шкалы оценок (от самого входа) на гармонические, причем даже и те, дл€ которых УочевидноФ какое-либо арифметическое представление (линейные, логарифмические и др.). ѕри этом шкалы стро€тс€ так:

а) беретс€ весь общезначимый диапазон величины (Увидимый спектрФ);

b) на него накладываетс€ гармоническа€ линейка Ц УспектрФ;

с) то же правило устанавливаетс€ и УвнутрьФ и УнаружуФ шкалы Ц рекурсивно (дл€ простоты общени€);

3. “о же сделать и дл€ всех внутренних шкал, включа€ работу адресных счетчиков и дисциплину расширени€ пам€ти.

4. ¬вести специальную шкалу Узасорени€ пам€тиФ (конечно, того же типа), но предельным заполнением (на каждом уровне) считаетс€ 0,5 Ц структурам должно быть Уизначально свободноФ, иначе неизбежен крах.

ћожно выразить достаточную уверенность, что така€ система, при всей ее очевидной избыточности, начина€ с некоторого (возможно и не недостижимо большого уровн€) по эффективности превзойдет все известные спроектированные архитектуры, ибо примерно так должен выгл€деть путь к информационному резонансу.

¬прочем, все это скорее Уруководство к размышлению перед постановкой практического экспериментаФ.

10.8. ќ механизме структурного взаимодействи€

ќни изменили свое исчисление и меры
сообразно с пон€тием и услови€ми народаЕ

 нига ћормона, јлма, 11.4

—уществование и повсеместное действие двух €влений: самоорганизации гармонических шкал и структурного резонанса, €вное наличие некоторой способности всех известных колебательных (волновых) структур к Усамоупор€дочениюФ, УсамоорганизацииФ, позвол€ет сформулировать гипотезу возникновени€ феномена самоорганизации как такового. ј именно: первопричина и спусковой механизм феномена самоорганизации заключаютс€ в совокупном действии рассмотренных здесь €влений, это про€вление структурного резонанса в гармонических системах.

¬ ходе взаимодействи€ открытых систем как взаимодействи€ УвнешнихФ (обменных, определ€ющих это взаимодействие) процессов и внутренних (внутрисистемных, определ€ющих самосто€тельность системы как целого) последние Уподстраиваютс€ к окружениюФ, измен€ютс€. » уже через посредство этого изменени€ измен€етс€ и структура Увещественного носител€Ф, Усхема его аппаратной базыФ.

¬ защиту этой основной дл€ нас гипотезы мы должны еще раз напомнить Ц все, что было до этой гипотезы сводитс€, по большому счету, к двум парадигмам:

ћы не считаем возможным серьезно относитьс€ к этим парадигмам. Ќаша гипотеза базируетс€ на наблюдаемых и повсеместно без исключени€ распространенных €влени€х (и только, и исключительно на них).

“еперь дл€ по€снени€ действи€ рассмотренных феноменов приведем некоторые соображени€, именно как по€снени€, а не доказательство или обоснование. ’от€ вовсе не исключено, что это обоснование существует{145. «аметим, что такие обосновани€ представл€ютс€ проблемой, по крайней мере, того же пор€дка, что и доказательство эквивалентности инерционной и гравитационной массы, либо наоборот, их фундаментального различи€.}.

—опоставим некоторые вещи достаточно общеприн€тые, ставшие Упочти фактомФ.

¬ реальности колебательные (волновые) процессы и системы €вл€ютс€ существенно трехмерными, объемными. ѕоверхностные волны мы наблюдаем лишь как экстремальные €влени€ на границах Уочень жесткихФ физических структур. Ќаконец, Угеометрически плоскиеФ и тем более УодномерныеФ волны следует относить скорее к модели, специально придуманному €влению, а не к реальности.

¬ реальности наблюдаемый мир дискретен, во вс€ком случае все меньше остаетс€ надежды обнаружить какую-нибудь субстанцию или сущность, имеющую Устрого континуальную природу и структуруФ.

Ёта дискретность, Уабсолютно жестка€Ф на субквантовом уровне, простираетс€ Ув более м€гких формахФ на все объекты и процессы, которые только доступны наблюдению или представлению.

ƒействительно, пространственна€ волна вполне представима как компактное образование. — некоторым трудом можно вообразить половину или четверть волны, однако представить 1/7 волны, например, весьма проблематично{146. «наменита€ Учетверть лошадиФ и та, пожалуй, реальнее.}.

“еперь вспомним, что уравнение an+bn=cn не имеет решений в целых a, b и с при n>2. ќднако в природе, при взаимодействии двух целостных волновых структур при определенных услови€х, мы наблюдаем возникновение именно целостной структуры. Ќо, с другой стороны, проекци€ результирующей структуры на частотную ось должна быть кратной некоторому общему целому делителю с составл€ющими, чтобы не получались 1/3, 1/7 и тому подобной Участи волныФ. ј это означает и кратность длин волн, т.е. линейного масштаба, если, конечно, не предположить возникновение нового масштаба времени. ¬прочем и в последнем случае наблюдаемый снаружи системы эффект будет тот же, получитс€ целостна€ система с кратной длиной волны.

Ќо в таком случае только и остаетс€ предположить наличие некоторого Уструктурного взаимодействи€Ф, имеющего существенно различный характер в зависимости от масштабов взаимодействующих волновых структур.

ј именно:

Ќе спешите снисходительно усмехатьс€. —казанное вовсе не означает, что из двух процессов линейным размером 2 и объемом 23 = 8 непременно получитс€ процесс размера 3 и объема 33 = 27.

Ќо! Ќевозможно даже теоретически построить кристалл, состо€щий не только из Уполовинок атомовФ, но и из Уполовинок решеткиФ (или из 2/3, 4/5 и т.д.), характерной дл€ данного элемента.

Ќа каком основании надобно определ€ть масштабы взаимодействий в миллилитрах и кубометрах? “олько потому, что, например, два кубических дециметра воды вес€т два килограмма и подмена такого рода оказываетс€ подход€щей и удобной в ограниченном множестве случаев? ј если и в УобъемныхФ дециметрах, то почему они об€заны иметь форму куба? »ли литровой кружки, нарисованной в учебнике физики? »ли форму мерного ведра, введенного ƒ.».ћенделеевым в качестве эталона?

Ќо, может быть, решетки (хот€ бы чистых элементов) исключительно кубические и атомный вес пересчитываетс€ в удельный по одной и той же формуле? Ќапротив, нас вовсе не удивл€ет, что центрально-симметричные атомы складываютс€ в различные кристаллические решетки или даже разные агрегатные состо€ни€, завис€щие от физических условий.

—казанное означает, что, использу€ унитарные шкалы и произвольные системы отсчета, мы неизбежно подойдем к пределу, когда вместо одного простого закона действующего в реальности будут возникать множества сложных закономерностей. Ёто и наблюдаетс€ на практике Ц УчудесаФ начинаютс€ уже Уна дальних подступахФ к масштабу квантовых взаимодействий{147. Ќо и не только в микромасштабах. ¬спомним ѕтолемееву систему орбит Ц эпициклов.  ого это не убеждает, может самосто€тельно построить ѕтолемееву космогонию, вз€в за центр Ћуну, например. ћожно еще раз поискать квадратуру круга с учетом квантованности мира, ну и т.д., много можно еще чего придумать, на любой вкусЕ}.

 аким бы искусственным и надуманным ни казалось высказанное выше предположение о механизме структурного взаимодействи€, возможные альтернативы получаютс€ еще более очевидно нелепыми.

¬ частности, придетс€ предположить:

Ќо при любой комбинации этих альтернатив как вс€ ¬селенна€ в целом, так и все объекты в ней просто давным-давно лопнули бы как мыльные пузыри, даже не надо дожидатьс€ Утепловой смертиФ, коль скоро на всех уровн€х масштабов взаимодействий происходит неизбежное исчезновение энергии, либо по€вление Уабсолютной пустотыФ.

10.9. ќт структурного взаимодействи€ к структурному полю

≈сли структурное взаимодействие в указанном выше или несколько ином виде существует, то оно обладает следующими фундаментальными свойствами.

1. ¬ Усамом большомФ мыслимом масштабе его можно было бы наблюдать как силу, удерживающую всю ¬селенную в компактном состо€нии Ц это если посмотреть на ¬селенную-как-целое с некоторой УвнешнейФ позиции. »знутри же, из любой точки ¬селенной мы наблюдаем его как посто€нное УрасширениеФ ¬селенной.

2. ¬ микромасштабе, т.е. на субквантовом уровне это же самое взаимодействие про€вл€етс€ уже как УсверхжесткоеФ, т.е. мы наблюдаем его как €дерное взаимодействие (€дерные силы).

3. ѕоскольку это взаимодействие в своей сущности не энергетическое, не силовое, но локальное, внутреннее изменение структуры в процессе взаимодействи€, то не требуетс€ какой-либо УагентФ или УносительФ, взаимодействие распростран€етс€ Уна всю структуру сразу и целикомФ. ¬рем€ распространени€ не менее одного кванта времени (хронона) и не более двух, т.е. скорость распространени€ Упрактически бесконечнаФ.

”читыва€ эти свойства можно придти к выводу, что структурное взаимодействие и есть тот самый искомый УэфирФ.

—обственно говор€, свойства структурного взаимодействи€ оказываютс€ не такими уже и фантастическими. ≈сли обща€ теори€ относительности допускает, что метрика пространства порождаетс€ гравитационным взаимодействием, то почему бы ни допустить, что и другие, в частности, волновые взаимодействи€, не воздействуют хот€ бы на локальный масштаб, причем только внутри взаимодействующих структур и Уочень малой дозойФ Ц а большего мы здесь и не высказывали!

» еще одно замечание.

¬ начале раздела мы упом€нули Ц Ув указанном или несколько ином видеФ. ѕочему представление структурного взаимодействи€ может быть другим, мы рассмотрим в главе 15. Ќо само предположение о сущности, о природе структурного взаимодействи€ мы, при устройстве теории структурной согласованности и информодинамики, использовать не будем. ¬полне достаточно оказываетс€ наблюдаемых €влений и свойств.

ј пока проведем сравнительную оценку некоторых общеприн€тых и УсамоочевидныхФ положений и умолчаний.

10.10. ќб аксиомах или эффективные способы обмануть самого себ€.

—вободное введение аксиоматики не способ решени€ проблем
Ц это способ задвинуть их подальше и побыстрееЕ

¬о-первых и во-главных, все это не в критику математики, не в призыв к ее Уусовершенствованию путем пересмотра основанийФ. «амечательнейшее творение человека на своем аксиоматическом фундаменте достаточно уже сказало и сделало само за себ€ и дл€ всех.

¬о вторых, путь Употр€сени€ основФ вообще непродуктивен, во вс€ком случае, не более чем любое землетр€сение или случайна€ встр€ска.

Ќо и самое замечательное здание надо иногда покидать, выходить на свежий воздух, а заодно и огл€детьс€ Ц может искома€ кошка и вовсе в этот прекрасный дом не заходила и бродит себе по окрестным переулкам?

≈сли без шуток и аллегорий Ц кто и что нам гарантирует, что в придуманном мире со своими формальными законами есть непременно место дл€ каждого без исключени€ феномена мира реального?

Ѕолее того, если и есть место дл€ какого-то €влени€, надо еще суметь его туда поместить так, чтобы не исказить до неузнаваемости. Ќапомним еще раз Ёйнштейна и »нфельда Ц о Усвободном изобретенииФ фундаментальных пон€тий физики{148. У‘изика фактически начинаетс€ с введени€ пон€ти€ массы, силы и инерциальной системы. ¬се три пон€ти€ суть свободные изобретени€Ф. –ечь идет о том, что эти пон€ти€ Ц суть концепции, не €вл€ющиес€ пр€мым, непосредственным обобщением данных наблюдений, что они возникают как результат творческой де€тельности человеческой мысли в ее работе по теоретическому осмыслению мира.}. ћы считаем, что, кроме всего прочего, они должны были иметь в виду здесь и следующее: даже независимо от адекватности самих пон€тий, способы сопр€женного измерени€ их, т.е. выбор шкал и масштабов суть уже полный произвол.

Ќо начало, корни произвола, лежат куда глубже в истории. јналитическа€ механика позволила разрешить множество практических, жизненно полезных проблем, и в результате мы просто забыли, что и само пон€тие пространства, и его устройство нами просто придуманы, или назначены произвольно, как декартово произведение одномерных ортогональных шкал с унитарной линейной метрикой.

ѕосле, когда вы€снилось, что метрика зависима от взаимодействи€ (гравитации) это было восприн€то как УкатастрофаФ, Уреволюци€ основФ. ¬ыход был найден в том, что представлению добавили свойство УкривизныФ, расширив тем самым рамки применимости представлени€, но само-то представление осталось.

«десь мы вовсе не выступаем против применени€ наиболее простого и достаточного представлени€, против принципа наибольшей простоты, пусть даже эта простота и чисто условна€, т.е. так на самом деле не проще, а удобнее дл€ нашего воспри€ти€{149. Ќа самом деле это проблема фундаментальна€, вопрос отдельного исследовани€. –имл€не пользовались УлогарифмическимФ представлением чисел, управл€€ динамическим объектом (автомобилем, самолетом) человек подсознательно использует логарифмические шкалы, в представлени€х кибернетических систем естественными оп€ть оказываютс€ логарифмические шкалы (Ћј’), наконец, гармоническа€ шкала естественно отображаетс€ в логарифмическое представление.  аким же образом произошло так, что Уестественными дл€ человекаФ оказались линейные шкалы? // // ћожно заметить, что пересечение пр€мой перспективы (логарифмического масштаба) и обратной (антилогарифмического) порождает локальную линейную шкалу. «аконы самоорганизации данных и структур открытых систем, которые мы будем рассматривать ниже, в частности Улинейность представлени€ текстов и логарифмичность контекстовФ, также указывают на то, что линейное представление €вл€етс€ Унаиболее легкимФ дл€ устройства сознани€ человека, вообще дл€ открытых систем. Ќо линейное представление, Услишком открытоеФ, оно способно подавить феномен самоорганизации, во вс€ком случае, не позволить его разгл€деть. ¬озможно, упом€нутое Ц один из намеков ѕрироды на то, как нужно строить адекватный формальный аппарат открытых систем. Ќо, как мы уже указали, это вопросы дл€ отдельного рассмотрени€.}.

ћы хотим напомнить, что само суждение существенно несимметрично, возможность расширить применимость представлени€ введением дополнительных условий совсем не означает, что такой прием можно примен€ть сколько захочетс€, Удо бесконечностиФ.

—писок УподвиговФ такого рода этим примером далеко не исчерпываетс€. ¬ведение Уточки отсчетаФ и Уаналитических координатФ, т.е. УотрицательныхФ рассто€ний и скоростей порождает группы ложных симметрий в реальности в природе не существующих (на координатной плоскости симметри€ относительно диагонали 1-3 квадрантов и антисимметри€ от диагонали 2-4 квадрантов, в трехмерном пространстве по€вл€ютс€ уже плоскости симметрии и т.д.).

”скорение имеет Уестественный знакФ, увеличивает либо уменьшает скорость, однако что делать с ускорением, ортогональным вектору скорости? ¬водим пон€тие угловых координат и угловой скорости, т.е. систему, имеющую уже другую, отличную от декартова тригона систему симметрий. ј после, чтобы совместить оба представлени€, примен€ем старый рецепт Ц УсовмещаемФ их тоже как декартово произведение.

—тоит ли теперь удивл€тьс€, что уже в аналитической механике по€вл€ютс€ Унеуловимые эффектыФ и УчудесаФ, в частности, в теории гироскопа. ≈динственный способ учесть эффект от действи€ реальных и порожденных представлением симметрий Ц перечислить и отметить их Узоны действи€Ф и построить систему правил перехода из зоны в зону (т.е. системы правил пересчета моделей), а дл€ этого, в свою очередь, необходимо сопоставление масштабов.

¬ тех случа€х, когда эта возможность утрачиваетс€, например, отсутствует эталон Увнешнего масштабаФ (космогони€) или УвнутреннегоФ (квантова€ механика), неизбежна подгонка представлений к реальным €влени€м, т.е. по€вление собственных, отдельных теорий.

ѕроведем эксперимент: поместим резонатор с системой сто€чих волн в Урел€тивистский корабльФ. ѕримен€€ преобразовани€ Ћоренца, замечаем, что число волн (узлов) внутри резонатора измен€етс€ в зависимости от скорости:

.

ѕредлагаем читателю:

a) самосто€тельно посчитать n(v);

b) по€снить, куда подевались целые пространственные образовани€ Ц волны. » как все это происходит, в том смысле, что если это происходит УплавноФ, то что такое 1/3, 1/5, 1/7 и т.д. сто€чей волны?

¬се существующие космогонические, квантовые и т.д. теории не более чем представлени€, основанные на допущени€х, в той или иной мере произвольных. „ем сложнее модель, аппарат представлени€, тем сложнее обнаружить, проследить и компенсировать действие этого произвольного выбора. —тоит ли оп€ть же удивл€тьс€ потоку теорий о Умногомерных мирахФ и прочей подобной де€тельности? ”ж если кто и обманщик, карты в рукава пр€чущий, сиречь Узапасные измерени€Ф и другие Улишние случайностиФ, то это только не “ворец.

ѕо опыту знаем, что в подобной критике обычно стараютс€ усмотреть различные негативные €влени€. Ќо пора бы, наконец, усмотреть и очевидность, лежащую пр€мо на поверхности{150. ƒл€ того чтобы эту поверхность обозреть не вредно иметь некоторый изначальный кругозор, квалификацию Уинженер-ученый-программистФ (и то, и другое, и третье Ц в профессиональном смысле) и непредвз€тость Ц без нее здесь делать нечего, ибо, по словам “ургенева УЕ≈сли сильные мира даже этого не понимают, то остаетс€ припомнить латинскую поговорку: кого бог хочет погубить, того он делает безумнымФ. Ќо это “ургенев писал, конечно, про людей своего времени. ¬ наше же врем€ предвз€тость, в смысле базировани€ Удо последнегоФ на привычных соглашени€х (вернее блуждани€ среди них), стала почти синонимом объективности. „итайте ѕлатона: хорошее общество Ц общество консервативное. ќсталось только вспомнить, дл€ кого именно хорошее. ƒл€ тех, кто хочет разобратьс€ с этим вопросом  .ѕоппер [32] дает более чем полезные разъ€снени€.}, а именно: развитие самых УстрогихФ и УфундаментальныхФ теорий, их организаци€ и распад происходит по тем же самым структурным законам, что и рассмотренных в части II сложных программных систем.

 онечно, последние суть порождение чистой интуиции их конструкторов, формальный аппарат если и используетс€, то Услучайно-кусочнымФ способом дл€ определени€ некоторых ограничений, дл€ описани€ €зыков (уже, как правило, готовых, сконструированных Удл€ общего случа€Ф) и тому подобных вспомогательных вещей.

ј УфункционированиеФ теоретической физики, да и вообще теорий, происходит по схеме взаимодействи€ триады:

[объект, т.е. реализаци€ сущности] Ц

[{скелет модели (система аксиом{151. ¬ физике это уже упом€нутые масса, сила и врем€ и предположени€ о сущности взаимодействий Ц т.е. вместе Уаксиомы сущностиФ.})} Ц {собственно теори€{152. У—обственно теори€Ф включает формальный аппарат со своей внутренней системой аксиом и систему метааксиом Ц условий согласовани€ Уаксиом аппаратаФ с Уаксиомами сущностиФ. Ќе правда ли, что-то очень знакомое (дл€ тех, кто прочитал и пон€л гл. 8)? ћожет быть, это та же сама€ W-грамматика, что и в qWord?}}] Ц

[{эксперимент (в широком смысле, т.е. включа€ всю совокупность применений результатов теории)}].

ѕроисходит посто€нное изменение теории, подстройка структуры собственно теории к согласованию со структурой объекта.  огда достижение согласовани€ становитс€ невозможным, то приходитс€ Уустраивать революциюФ, а именно мен€ть скелет модели, т.е. систему аксиом.

≈сли посмотреть чуть внимательнее, можно четко выделить Учисто внешнийФ критерий Ц несоответствие эксперимента и результатов теории и Учисто внутреннийФ, структурный Ц невозможность отделить эффекты реальные от привносимых системой аксиом и от привносимых аппаратом представлени€.

ƒругое дело, что широкой публике известен только первый критерий, второй теоретики, как правило, Упр€чут дл€ внутреннего пользовани€Ф, дабы наука выгл€дела чередой находок и открытий »стины, а не цепью недоработанных предположений, на базе достаточно свободных утверждений. ¬прочем, дл€ Ќауки последнее было бы полезней.

»з сказанного можно сделать следующий вывод.

ѕроектиру€ любую искусственную систему, от которой требуетс€ способность Уразвиватьс€Ф Ц систему аксиом, теорию, информационную систему, —”Ѕƒ и т.п., нужно устраивать ее так, как ѕрирода устраивает открытые самоорганизующиес€ системы, чтобы в них не было никаких феноменов и эффектов, непредусмотренных или игнорируемых аксиомами и формальными правилами вывода Ц иначе непредсказуемые эффекты погуб€т любую систему, здесь программисты совершенно правы. “олько это будет уже совершенно друга€ аксиоматика, в частности, сама открытость системы должна присутствовать как главна€ метааксиома.

¬ традиционных подходах непредсказуемые эффекты, самосто€тельное поведение системы про€вл€ютс€, прежде всего, в виде циклических ссылок, локальных переполнений Ѕƒ, по€влени€ не€вных отношений в рел€ционных системах, наконец, в образе проблемы уборки мусора, т.е. в €вно разрушительных эффектах, до возникновени€ самоорганизации структур дело и не доходит.  ак уже неоднократно упоминалось выше, причина заключаетс€ в том, что механизм самоорганизации пытаютс€ спр€тать внутрь модели данных, т.е. внутрь представлени€, формального аппарата.

¬се самосто€тельное поведение открытой системы, ее способности должны быть заложены в систему ее аксиом и правил вывода, просто эти аксиомы и правила, ответственные за существование процессов самоорганизации, должны быть €вно выделены в системе аксиом. ћы уже знаем, что командует здесь все тот же процесс согласовани€ структур. Ќо сам-то феномен самоорганизации ни пр€мо, ни косвенно ни в какой известной системе аксиом или формальном аппарате не предусматривалс€. Ќаша задача в том и состоит, чтобы обнаружить эти правила, ответственные за динамику моделей данных, за процессы взаимодействи€ структур.

≈сть и еще одно соображение, еще один вывод, не менее важный дл€ нашего исследовани€. ћы пытаемс€ исследовать сущность феномена информации, пытаемс€ найти истоки самоорганизации и возникновени€ феномена интеллекта. ¬ предыдущих част€х, рассматрива€ техногенные (компьютерные) системы, мы обнаруживаем, что сколько-нибудь серьезные Узачатки интеллектаФ наблюдаютс€ в системах, имеющих над кибернетическим уровнем не менее двух уровней, четко выдел€ющихс€ и структурно и функционально.

— другой стороны (и таких примеров великое множество), мы обнаруживаем, что непри€тности, обеспечиваемые тем или иным вариантом замыкани€ систем, начинаютс€ уже на кибернетическом уровне (в многомерных —ј”), а иногда и раньше (напомним еще раз о теории гироскопа).

¬се это вынуждает крайне осторожно относитьс€ к употреблению аксиом, в особенности аксиом Упорождающих свои собственные симметрииФ, Уунитарные представлени€Ф и т.п., в случае организации любых исследований, св€занных с открытыми системами вообще и феноменом информации, в частности.

Ѕолее того, если сам феномен информации окажетс€ того же пор€дка, что и пон€ти€ меры и метрики (а мы придем к тому, что информаци€ Ц сущность Уболее первоосновна€Ф), то малейший, даже не€вный произвол в аксиоматике или аппарате представлени€ гарантирует полный провал исследовани€ с веро€тностью строго равной единице.

Ёто означает, что отказ от Устрогих представленийФ, от стремлени€ ввести метрические представлени€ и сопровождать рассуждени€ об€зательным набором формул и уравнений (как того требуют Управила корректного математического поведени€Ф) вовсе не прихоть, но необходимость.

≈ще и еще раз отметим Ц не потому, что Уплоха математикаФ, а потому, что само €вление того же пор€дка (или сложнее), что и аппарат, и от этого тер€етс€ возможность проследить, где и как подействует произвол в условност€х, в априорном назначении систем отсчета.

¬ дальнейшем, в процессе Умысленного моделировани€Ф мы будем вс€чески избегать даже количественных оценок за исключением двух случаев, а именно:

“аковы правила Укорректного математического поведени€Ф при работе с открытыми системами.

10.11. ≈ще раз об аксиомах умолчани€

Ётот раздел мы выдел€ем специально, как особо важный, касающийс€ главной из аксиом умолчани€ Ц логики исследовани€. ќбычное умолчание во всех Устрогих теори€хФ{153. —трогими они объ€вл€ют себ€ только на том основании, что используют в качестве аппарата представлени€ математику, и от этого, в пределах действи€ этих теорий, действительно получаетс€ что-то полезное в рамках УжелаемогоФ.} Ц то, что подразумеваетс€ использование формальной математической логики (как само собой разумеющеес€), но на деле здесь-то и происходит самообман{154. ѕредлагаетс€ вспомнить историю внедрени€ методов и моделей Улинейного и нелинейного программировани€Ф и найти хот€ бы одну прикладную программу, котора€ заработала без Уотладки алгоритмаФ, т.е. без введени€ дополнительных ограничений, никак с математикой не св€занных. Ќе найдете ни одной.}. ќб особенност€х применени€ формальной логики дл€ информационных и интеллектуальных систем мы уже говорили, продолжим их обсуждение в текущем контексте.

“олько теоретическа€ физика отважилась за€вить свою собственную металогику исследовани€ Ц в виде объ€вленного принципа комплементарности. ƒействительно, посмотрим как действует формальна€ логика при исследовании реальных процессов.

ѕусть некоторое множество процессов имеет свойство {A}. ѕрисвоим этому множеству значение некоторой функции F{A}=1. “огда F{ђA}=0. Ќо, если, провод€ какие-то операции, мы проведем €вную или не€вную симметризацию вывода, то автоматически объ€вим несуществующими все множества, где F{ђA}=0. ≈сли тот же процесс, но в другом масштабе, этого свойства {A} не имеет, то получаетс€, что и сам процесс в этом масштабе не существует.

ћодель, возможно, весьма неуклюжа€, но указывающа€ на причину введени€ самого принципа комплементарности, а именно Ц на несуществование априорного способа оценки масштабов.  онечно, существуют и другие причины.

¬ силу сложности рассматриваемых объектов (€влений) и того, что мы вообще вынуждены отказатьс€ от априорной оценки масштабов, представл€етс€ целесообразным поступить аналогично теоретической физике. » даже несколько упростить ситуацию, прин€в Улогику дополнительностиФ{155. ќтносительно формальных систем, в том числе и виртуальных, это обычна€ бинарна€ логика. ¬ отношении объектов (процессов) Ц все, что Уне объектФ (не важно, по одному признаку или по произвольному множеству признаков), то и Уне нольФ, но нечто устроенное по тем же самым законам, что и УобъектФ, т.е. Увиртуальный нольФ. » так до тех пор, пока не обнаружено (установлено) €вно обратное.}. ћожно было оставить все Укак у физиковФ, но есть необходимость выделить два аспекта.

¬о-первых, это не две системы аксиом (логика УотдельноФ, принцип дополнительности УотдельноФ), а одна, имеюща€ интерпретацию Ув сторону реального мираФ в виде принципа дополнительности.

¬о-вторых, логика дополнительности не имеет ничего общего с многозначными и УпороговымиФ логиками, которые сами по себе уже порождают строгие пор€дки (нумерации) там, где их на деле (в природе) и в помине не было.

» снова о главном Ц что бы и как бы не делалось, но прием (умолчание) разрешаетс€ только один Ц объ€вить все €вно


Par pari referto.
{156. –авное равному воздай (лат.).}

√лава 11. —обственна€ структура информации

»нструмент должен соответствовать технологии изготовлени€, его точность не может быть ниже требований процесса. “ак что же нам нужно дл€ адекватного исследовани€ открытых систем и их атрибута Ц интеллекта?

»скать и исследовать собственную структуру информации, внутреннее устройство ее как самосто€тельной сущности, можно только при воспри€тии совокупности взаимодействующих информационных процессов, при рассмотрении работы некоторой Уинформационной машиныФ. «начит, нам придетс€ попутно построить и саму эту машину. Ќо мы не имеем права УвыдуматьФ это устройство, необходимо найти ту УсхемуФ, ту Уэлементную базуФ и систему команд, которую уже изобрела ѕрирода. »наче речь не может идти о ѕриродном €влении, ѕриродной аксиоматике и открытых системах.

ѕри этом совсем не надо подробно и в детал€х исследовать устройство и работу нейронов, наоборот, исключительно важно сосредоточитьс€ только на ключевых моментах, на минимуме тех свойств Уэлементной базыФ, которые обеспечивают представление некоторых универсальных сущностей Ц структур, достаточных дл€ существовани€ и воспроизведени€ любого информационного процесса. «адача определени€ того, что такое эти Уминимально-достаточныеФ структуры, €вл€етс€ важнейшим аспектом нашего поиска.

11.1. ѕроблемы разработки инструментари€

ѕервичной проблемой всех разработок, св€занных с сигнальным подходом к обработке информации всегда было УразрешениеФ технической элементной базы, количество уровней квантовани€, причем как дл€ воспри€ти€ внешних сигналов, так и дл€ внутреннего представлени€ информации.

»звестно, что возможности аналогового представлени€ ограничены тепловыми шумами на уровне 12-14 бит. ¬ цифровом представлении инженерна€ практика уже достигла 128 битового представлени€ и технически можно получить больше, но как этими возможност€ми распор€дитьс€?

  насто€щему времени проблемой дл€ разработчиков микропроцессоров стала целесообразность дальнейшего увеличени€ разр€дных сеток. ѕредставл€етс€, что дальнейшее Ураздувание изнутриФ архитектур компьютеров (т.е. фактически модификаци€ машины фон Ќеймана) создает не меньше проблем, чем позвол€ет разрешить.

¬озникает вопрос Ц можно и нужно ли строить механизм, Уизмер€ющийФ то, что существенно мельче делени€ УприроднойФ шкалы? –ечь идет о том, а Усколько же действительно надоФ ѕрироде, в аналоговом или цифровом виде она работает, и как соотнос€тс€ разрешающа€ способность элементной базы и Усоотношение неопределенности-2Ф

јналогичные вопросы полезно изначально обсудить и дл€ пон€ти€ количественной оценки и УупаковкиФ информации, и дл€ оценки ее помехозащищенности. «десь мы не пытаемс€ дать исчерпывающего ответа на эти вопросы. ѕока наша задача Ц первичный анализ ситуации и выработка разумных предположений, оценка технических перспектив на базе имеющейс€ ѕриродной данности, т.е. оценка Утехнических характеристикФ нейронов и подходов к осознанию механизмов их функционировани€, как механизмов, на основе которых построена ѕриродна€ Уинформационна€ машинаФ.

Ќачнем с достаточно известного факта из экспериментальной нейрофизиологии. ”становлено, что У€зыкова€ зонаФ занимает в коре головного мозга строго определенный участок Ц 50-60 тыс. нейронов объемом около 0,25 см3. ѕри работе активизируетс€ вс€ эта зона сразу, как у индивидуума, владеющего самым примитивным €зыком, так и у полиглота с несколькими дес€тками €зыков (включа€ все тонкости индокитайской фонетики, €понской каллиграфии и проч.). “ут уже даже по количественным характеристикам (вспомним размер звуковых файлов) уместно уподобить нейрон чему-нибудь посерьезней рабочей станции, а аксон Ц сверхуплотненному мультиплексору{157. “е, кто воз€тс€ с Умодел€миФ нейронов из нескольких сотен (да пусть и более) транзисторов или УмоделируютФ его в персональном компьютере, не напоминают ли детишек, прив€зывающих кусок проволоки к вилке велосипеда Учтобы трещало как моторФ?  онечно, самолет можно смоделировать бумажным голубем, но вот что дальше?}.

ƒалее отметим, что Удвухполушарна€ спецификаци€Ф, характерна€ дл€ элементной базы мозга (т.е. некотора€ изначальна€ ее структурность, по какой-то причине об€зательна€ дл€ работы с информацией) обычно рассматриваетс€ как одна из главных причин или об€зательных условий существовани€ Уинформационной машиныФ или интеллекта (как механизм его возникновени€). »з инженерных соображений это вполне очевидно Ц см. часть I.

“еперь о способе УупаковкиФ информации. Ќаиболее информационно-емкий механизм, известный на сегодн€шний день Ц интерферирующие волновые фронты. ќни могут переносить и зрительную и слуховую информацию, тот же механизм лежит и в основе голографической пам€ти. ƒопустим, что именно они воспринимаютс€ и кодируютс€, как это и прин€то иногда считать, в виде электрических импульсов, причем наиболее эффективным УматричнымФ способом упаковки.

Ќо, если вз€ть максимальную полосу пропускани€ нервных волокон, их число, например, в слуховом нерве и предположить, что производитс€ многократна€ упаковка первичного сигнала, то и тогда получитс€Е ¬ернее сказать, ничего не получитс€, не хватает ширины канала. УЁлектрическа€ гипотезаФ €вно не отвечает реальности.

—корее всего, все наблюдаемые импульсы в нейронах Ц всего лишь повозки, способ упаковки, а химическа€ активность Ц Укучи гр€зи, да туча пыли на дорогеФ. —леды это лишь от интеллектуального процесса. ¬озражение типа того, что у УнеинтеллектуальныхФ кошек и л€гушек все так же сделано Ц не аргумент. “о ли там повозки пустыми гон€ют, то ли УпассажировФ отправл€ют пр€мо в отвал и они ни в какие картины, мелодии и прочие продукты интеллекта не переход€т (скорее второе) Ц к способу упаковки этих самых пассажиров все это отношени€ не имеет.

јльтернативой может служить предположение, что и передаетс€ и обрабатываетс€ нервными волокнами и нейронами непосредственно сам волновой фронт, но не напр€мую, как по оптическому волокну, а по цепочке ретрансл€торов, от одной группы молекул к следующей и так далее Ц почти как зар€довый пакет в ѕ«—-линейке. ‘орма же соответствующего ему электрического импульса, наблюдаема€ на осциллографе Ц это всего лишь Упоследстви€Ф.

¬о вс€ком случае, в элементной базе обеспечена реакци€ на структурно-сложные объекты практически того же пор€дка, что и скорость прохождени€ импульсов Ц тут уже никакие ссылки на распараллеливание обработки в коре и подкорке не проход€т.   тому же обрабатываемые объекты обычно структурно так устроены, что плохо подлежат распараллеливанию по своей природе.

¬ пользу альтернативной гипотезы есть и еще один факт. »звестно, что в экстремальных услови€х (при актах смерти и делени€) клетка срабатывает как Убиологический лазерФ. ≈стественно предположить, что нервные клетки (какие-то структуры внутри волокон) обладают сходным свойством в нормальном состо€нии, т.е. способны периодически генерировать электромагнитный волновой фронт (кстати, зна€ назначение этих структур легче их найти). ћеханизм питани€ таких УлазеровФ €вно электрохимический, отсюда и весьма низка€ скорость прохождени€ импульса по волокну Ц цепочке ретрансл€торов, что и наблюдаетс€ в нейрофизиологических экспериментах (врем€ прохождени€ сигнала от периферии до центральной нервной системы пор€дка 10-4 сек.).

¬се вполне согласуетс€ Ц на каждой ступени (периферическа€, стволова€ нервна€ система, подкорка) затрачиваетс€ врем€ на подзар€дку механизма накачки лазеров, но, с другой стороны, обработка образа в коре и выработка реакции на него, включающа€, возможно, миллиарды ступеней преобразовани€, выполн€етс€ за врем€, €вно не выход€щее за пор€док 10-4 сек{158. ¬спомните широко известные опыты типа Учеловек-компьютерФ, характеризующие потенциально возможную скорость вычислений, производимых человеком.}. » вообще как-то сомнительно, чтобы “ворец, придумав Увнутриклеточный лазерФ, потом его никак не использовал (вроде как больше и ни за чем такой лазер не нужен Ц на »нженера это не похоже).

¬ дополнение к выше сказанному рассмотрим интересный экспериментальный факт. ѕопробуйте на рассто€нии метра от работающего компьютера зан€тьс€ электросваркой Ц сеанс работы ѕ  наверн€ка будет испорчен из-за сбоев, вызванных электромагнитными помехами. Ќо с мозгом человека ничего худого не случитс€.

—равним напр€женности возникающих электрических полей, причем только их статическую компоненту:

ѕри собственном потенциале, равном или превышающем уровень помехи, ѕ«— почти гарантировано обеспечивают отказ аппаратуры. Ќо при потенциале помехи в тыс€чу раз большем аксонного, ничего плохого в нейроне вроде бы не происходит.

«абудем о том, что основна€ помеха динамическа€, что микросхемы многократно экранированы, а нейрон просто Уплавает в водеФ, но и тогда уровень помехозащищенности Уэлементной базы мозгаФ относительно ѕ«— может быть оценен величиной пор€дка 104. Ќа самом деле, из пон€тных соображений, он должен быть выше на пор€дки.

“акой уровень помехозащищенности может обеспечить только один вариант реализации Ц механизм функционировани€ нейрона Успр€танФ на квантовомеханический уровень. ќстаетс€ только замереть в удивлении оттого, что кто-то еще всерьез рассуждает об УэлектрическойФ природе этого механизма. ≈сли и это неубедительно, предлагаем вспомнить еще одну серию УэкспериментовФ.

ѕри самых страшных лучевых (радиационных) поражени€х, функции нервной системы, а в особенности центральной нервной системы, сохран€ютс€ дольше всего, до тех пор, пока не наступает соматическое разрушение нейронов, т.е. разрушение Усамой аппаратурыФ. Ёлектронные же схемы и данные в них разрушаютс€ полностью при интенсивност€х и дозах облучени€ в дес€тки, а то и сотни раз меньших.

—ледует упом€нуть и о том, что квантово-механическа€ природа механизма нейрона не придумана нами Ук случаюФ, но уже достаточно давно €вл€етс€ предметом тончайших комплексных биофизических исследований{159. —ошлемс€, к примеру, на известную с 1987 года теорию Утубулированного скелета нейронаФ, разработанную под руководством —.’амероффа и использованную в качестве одной из базовых гипотез –.ѕенроузом: Stuart Hameroff, Ultimate Computing: Biomolecular Consciousness and NanoTechnology, 1987.}. ѕоэтому мы намеренно обращаем внимание только на общеизвестные факты и распространенные оценки, исход€ из следующих соображений:

  1. уровень современных биофизических исследований таков, что иначе неизбежно придетс€ либо Уударитс€ в попул€ризаторствоФ, либо очень далеко уклонитьс€ от темы, занима€сь массой подробностей.
  2. уже только согласованный взгл€д на общеизвестные вещи и простейшие оценки просто не оставл€ет места дл€ какого-либо механизма работы нейрона, кроме квантово-механического{160. ѕо всему получаетс€, что электрическа€ активность Ц €вление вторичное и/или вспомогательное, это не Усама информаци€Ф, а упом€нута€ выше Уповозка, в которой ее перевоз€тФ или ее УобразФ, Уфотографи€Ф, или даже просто УследФ от нее. —казанное совсем не означает, что при изучении электрической активности нельз€ найти интересных закономерностей, наоборот, можно искать их (и находить!) сколько захочетс€. “ак, изуча€ пики нагрузки в электросети города можно, например, €вно идентифицировать самые интересные передачи TV, вот только судить о содержании этих передач по нагрузке сети несколько затруднительно, хот€ пару-тройку гипотез можно предложить хоть сейчас.}.

», наконец, укажем, что, в отличие от чисто технических систем, априорна€ оценка Уэквивалентной разр€дной сеткиФ, Уэквивалентного машинного словаФ не может служить здесь отправным пунктом исследовани€. ¬полне можно предположить (и ниже мы это покажем), что такого рода характеристика суть величина индивидуальна€ не только дл€ каждого отдельного экземпл€ра, организма, но и дл€ каждой решаемой задачи, а соотношение неопределенности-2 €вл€етс€ ориентиром переменной оценки Уреальных потребительских характеристик элементной базыФ.

ѕолучаетс€, что ответ на поставленные в начале раздела вопросы надо искать в переходе к аппаратам структурным и квантово-механическим, учитывающим изменени€ самой структуры информации в процессе ее взаимодействи€ с воспринимающим ее механизмом. Ќачинать надо с феноменологического подхода к информации, с перехода от исследовани€ сигнальных обрабатывающих механизмов к поиску законов обработки информации на базе воспри€ти€ ее собственных структур, метаструктур и их иерархии.

¬се УинтуитивноФ найденное и положенное нами в основу технической реализации интеллектуальных систем в части I насто€щей книги Ц пока не более чем весьма упрощенное УпереоткрытиеФ фундаментальных решений ѕрироды, Уинженерна€ увертюраФ к исследованию, ведущему к созданию науки информодинамики.

11.2. “опологи€ вложенных многомерных конусов

Ќачнем с краткой предыстории, с публикации [26]{161. „исто инженерное понимание интеллектуальной системы в теории »—” внешне предусматривает ориентацию исключительно на уровень вербально - пон€тийного обобщени€ информации, то есть на уровень, хот€ и учитывающий контекстную природу информационных потоков, но все же ограничивающий анализ семантики и первого и второго пор€дка возможност€ми Уалгебры измен€ющихс€ формально-логических отношенийФ. ѕоэтому, во избежание критических замечаний об одностороннем понимании интеллекта в теории »—”, дл€ случа€, когда речь идет об интеллекте гуманоида, мы ссылаемс€ на [26], где в интересующем нас ключе рассматривались вопросы, св€занные с пониманием интеллекта как совокупности сознательного, подсознательного и бессознательного аспектов переработки информации.// // ƒействительно, интеллект в УгуманоиднойФ трактовке может включать в себ€ такие не вполне определимые пон€ти€ как ощущение, воспри€тие, представление, разум, мышление, рассудок и другие, вроде бы дополн€ющие субъектно-объектную познавательную активность через Унакопленный образФ. »ли этот самый УобразФ только и возможен, если он включает в себ€ Унезависимо от нашего желани€Ф все перечисленные пон€ти€?// // ¬ литературе можно встретить разнообразные теории, св€занные с определени€ми интеллекта, пытающимис€ учесть пон€ти€ такого рода. —равнительный анализ их исходных посылок показывает, что в контексте наших интересов, св€занных с поиском следующего шага анализа интеллекта как атрибута сложной системы, перспективным €вл€етс€ расширение инженерных построений за счет использовани€ определени€ интеллекта как совокупности индивидных и межиндивидных св€зей, коррелированных с трем€ основными характеристиками - компонентами: биологическое (бессознательное), психологическое (подсознательное) и социальное (сознательное), причем возможно с необходимостью выделени€ соответствующих гендерных доминант. ќднако можно предположить, что все это тоже подчин€етс€, вернее, обеспечивает изменение все того же Уизмен€ющегос€ формально-логического аппаратаФ.}. Ёта работа подводила, в некотором смысле, итог многочисленным исследовани€м, использующим УэкзотическиеФ модели феномена интеллекта, точнее некоторых аспектов его функционировани€. ¬ качестве инструмента моделировани€ в работе было вз€то известное цветовое тело, представл€ющее собой пару сложенных основани€ми конусов, внутри которых располагаютс€ некоторые парные представлени€ (сознание-подсознание и др.). —оответствие между этими представлени€ми устанавливалось через отражение в УзеркалеФ - поверхности (гиперплоскости), раздел€ющей конусы. —амо же зеркало имело топологию цветового круга, т.е. структуру Уподобную видимому спектруФ.

¬о избежание возможной путаницы и подмены пон€тий отметим Ц не потому интеллект моделируетс€ цветовым телом, что человек видит и эмоционально воспринимает множество цветов, но видимый спектр (впрочем, как и УслышимыйФ) есть следствие действи€ общего принципа, на базе которого интеллект устроен. “о есть, в основе €влени€ €вно лежит гармоническа€ шкала как один из основных системообразующих механизмов.

“от факт, что Увидимый спектрФ расположен именно в таком частотном диапазоне Ц следствие резонанса частотных характеристик материалов, из которых построен человек и среда его обитани€. ¬ыбор же именно этого частотного диапазона дл€ Умоделировани€ интеллектаФ естественным образом предопредел€лс€ Умаксимальной полосой пропускани€ информацииФ носител€ этого интеллекта.

 ак мы уже знаем, законы гармонических шкал €вл€ютс€ системообразующими не только дл€ УинтеллектаФ, но и дл€ более первоосновного феномена - самоорганизации.

“о же самое можно утверждать и в отношении комплементарного представлени€ объекта в Удвухконусной топологии с зеркалом посерединеФ.  оль скоро удастс€ показать, что подобный механизм срабатывает при очень разных исходных посылках и на самом различном материале, то будет естественно предположить, что имеет место действие некоторого феномена, заключенного не в исследовани€х, но в самом предмете.

ќбратим внимание еще раз на механизм, основанный на двухконусной топологии, но уже с другой, инструментально-топологической стороны.

»звестно, что в недавнем прошлом (по исторической шкале) человек воспринимал окружающий мир в обратной перспективе. ћожно считать достаточно хорошо доказанным, что такое воспри€тие было УвыдавленоФ по мере Уматематизации сознани€Ф парадигмой УправильнойФ, т.е. математической перспективы.

Ќо мы здесь утверждаем, что УвыдавленоФ не наружу, а внутрь, на уровень Ускрытых утилитФ (скажем не в подсознание, а в некий промежуточный уровень или Уобщую операционную средуФ).

ѕредставим теперь себе механизм, в каком-то смысле совмещающий в себе указанные подходы к воспри€тию. ќдна его часть (прогнозирующа€, конструктивна€) строит Уконус достижимостиФ в будущее, и не из точки t0, а из некоторой t0 - ?t1 (надо же иметь какой-то фактический материал дл€ построени€). ƒруга€ часть строит такой же конус, но из точки t0 + ?t2 в обратном направлении Ц Уаналитический конусФ. “очнее это даже не конусы, а каркасы систем вложенных конусов.

ќбратим внимание на следующий момент. ≈сли вз€ть все семейство вложенных конусов, которое удалось построить, и в них отметить те конуса, которые имеют отношение к управл€емым координатам и ограничени€м, то выделенное подмножество окажетс€ ни чем иным как конусом достижимости Ѕолт€нского{162. «десь мы имеем в виду буквально Учистую механикуФ работы с данными. ѕредставим каждую координату в виде структуры данных Cache-системы, т.е. в виде ¬*-дерева (см. часть II). —овокупность ¬*-деревьев по всем наблюдаемым координатам организованна€ как супердерево, представл€ет собой Удоступное наблюдению пространствоФ. ¬ нем можно выделить (отметить) поддерево, листь€ми которого €вл€ютс€ фазовые координаты системы, т.е. представление той части системы, котора€ подчин€етс€ управлению.// //¬ этой структуре, в свою очередь, можно выделить поддерево, удовлетвор€ющее ограничени€м на управление. «аметим теперь, что из соображений балансировки ¬*-деревьев, оптимизации использовани€ аппаратуры (есть и другие причины) в системе присутствует многоуровневый (как минимум двухуровневый) кэш (перемешивание) данных. ѕоследнее выделенное нами дерево приобретает топологию конуса, но само это дерево и есть запись, отображение в структурах данных конуса достижимости системы, определ€емого по классической теории управлени€.// //ѕолучаетс€, что мы копируем буквально, один к одному и топологию процесса управлени€ Ц каждой траектории системы будет соответствовать траектори€ Унавигации в структуре данныхФ и наоборот. ќднако отметим крайне важный и не столь очевидный факт -Цтолько топологи€ и только на уровне целое-к-целому. “.е. расширению (или сужению) конуса достижимости будет соответствовать свой конус представлений, но говорить о соотнесении метрик или даже наведении какой-то УпсевдометрикиФ в представлени€х вообще недопустимо!// //Ќо и никакой особой сложности, скрытого смысла здесь нет. “раектори€ в фазовом пространстве Ц €сно, что это такое просто по определению. “раектори€ в конусе представлени€ Ц это трасса алгоритма, создающего (и, в общем случае, измен€ющего) обратную св€зь (функционал главной обратной св€зи), обеспечивающую соответствующую траекторию в фазовом пространстве. √оворить о какой-то общности или соотношении метрик этих пространств просто нелепо. » тем замечательнее факт абсолютного топологического подоби€ представлений.}.

ќчевидно, что некоторые из одноименных линий будут пересекатьс€ (т.е. скрещиватьс€ в некотором объеме, определ€емом квантовым соотношением неопределенности) Ц это пересечение 1.

ƒругие линии будут скрещиватьс€ в большем объеме, определ€емом соотношением неопределенности-2, т.е. неразличимостью на уровне модели из-за ограничений представлени€ или Уугла зрени€Ф. Ёто, соответственно, пересечение 2.

—овокупность этих пересечений Ц не гиперплоскость, а скорее некотора€ достаточно пухла€ лепешка Ц и есть та Уистинна€ метрическа€ сеткаФ в которой функционирует механизм в целом на отрезке deltat3, deltat3<<deltat1, deltat3<<deltat2. {163. ≈сли читатель сочтет, что это будет полезно, то можно дать Угрубо физическийФ пример конусной топологии. ѕредставим себе некоторую удаленную от нас плоскость или лучше объем пространства (диапазон резкости), на котором мы фокусируем свой взгл€д и в который мы можем попасть, вообще говор€, только в момент t0+deltat2. Ёто аналитический конус. — другой стороны, смысловую интерпретацию этого объема пространства мы вообще можем дать только исход€ из накопленного опыта, имеющейс€ a priori информации, текущих соглашений и ограничений на воспри€тие информации и тому подобного, т.е. исход€ из смысловых и ситуационных оценок, возможных контекстов и т.п., сделанных (накопленных) в момент t0-deltat1. Ёто конус достижимости Ц все, что мы можем пон€ть и восприн€ть в этом Упространственном срезеФ существующем на отрезке deltat3.}

“аким образом, мы имеем процесс Уизмерени€ своего состо€ни€Ф как бы в двух перспективах Ц пр€мой и обратной. ј теперь посмотрим, как в эту топологию замечательно укладываетс€ архитектура интеллектуальной базы, предложенна€ в части I.

ѕредположим, что интеллектуальна€ система строит в своей базе сразу две структуры (параллельно во времени и пространстве пам€ти) Ц Упрогностическое деревоФ, т.е. то, Укак представл€ет (мыслит) себе свое положение в обстановкеФ и второе Уаналитическое деревоФ, т.е. то, Укак видитФ (реально воспринимает). ¬ некоторый момент времени вс€ актуальна€ воспринимаема€ информаци€ будет исчерпана и процесс остановитс€.

Ќабор совпадающих одноименных листьев этих деревьев и есть описание состо€ни€ системы на этот момент, которое она вынуждена прин€ть как УистинноеФ, так как это максимум того, что можно извлечь из Утекущего опытаФ и Упредыдущего знани€Ф. “аким образом, то Уполе пам€тиФ, в котором расположен указанный набор листьев и есть УзеркалоФ, точнее его мгновенное (УзамороженноеФ) состо€ние. ћы получили уже пон€тную нам топологию Уконуса с зеркаломФ, но с одним очень существенным дополнением.

–еально статики конусов не бывает (она только здесь, в описании или Умысленном экспериментеФ) Ц система существенно динамическа€. ƒаже если в Увоспринимаемой картинкеФ ничего не мен€етс€, то система может УшевелитьФ прогностическое дерево (УкачатьФ половинку конуса), например, с целью поиска Улучшего вариантаФ или Урассматривани€ подробностейФ{164. Ќиже мы придем неизбежно к выводу: не УможетФ, а только этим и занимаетс€, поскольку сам процесс поиска и есть первопричина существовани€ системы Ц любой!}.

“опологи€ конусов позвол€ет человеку (субъекту в процессе субъектно-объектного общени€) до некоторой степени видеть будущее, как водитель видит (представл€ет с учетом всех ему известных факторов) дорожную обстановку, в которой он будет.

¬ УфизическомФ прогнозировании многое св€зано с различными скорост€ми перемещени€ масс, сигналов, дальнобойностью и разрешением сенсоров. ќднако следует заметить, что и чисто информационных координат (компонентов) состо€ни€ все это касаетс€ в той же или большей мере. “ак, например, скорость езды (в ближайшем УбудущемФ) может ограничиватьс€ не только возможност€ми автомобил€, но и знаком Уограничение скоростиФ и знанием типа Уза поворотом €маФ.

ќтметим, что на всех уровн€х: чисто абстрактной самоидентификации (цветовой конус), сенсорной самоидентификации (перспективный конус, т.е. пара конусов пр€мой и обратной перспективы), представлени€ в базе данных (встречные конечные деревь€) и на уровне элементной базы (волновые фронты в нервных волокнах и нейронах) действует, похоже, один и тот же механизм.

«десь мы обращаем внимание читател€ на следующее обсто€тельство Ц мы ничего не конструировали, даже реконструкцией это назвать нельз€, мы просто проследили как на всех уровн€х представлени€ информации и в самых разных по природе системах про€вл€етс€ едина€ топологи€ организации данных, и не только данных, но и процессов их обработки.

ƒействительно, посмотрим еще раз.

Ќапомним, что именно механизм ¬*-деревьев, минимальный из известных, достаточен дл€ представлени€ любых (произвольных в самом общем смысле) данных. ќчень похоже, что “ворец (ѕрирода, если хотите) ничего УлишнегоФ не создавал, но пользовалс€ одним единственным универсальным и минимально-достаточным представлением.

Ќо при этом речь идет только о представлении, о топологии данных, какую-либо Ускрытую семантикуФ надо полностью исключить.

Ујприорна€ семантикаФ присутствует лишь в Усобственно данныхФ, т.е. в значени€х первичных сигналов и в УсловареФ, в наборе терминалов, которые Устали константами, обеспечивающими жизнеспособность системыФ.

У—емантика как такова€Ф, т.е. метрика и как способ измерени€, и как набор масштабов и коэффициентов, по€вл€етс€ только в процессе интерпретации, в процессе взаимодействи€ потоков данных Уот средыФ и Уот системыФ.

11.3. «акон рекурсии структур, метаструктур и процессов

ћожно достаточно обоснованно предположить, что в основе рассмотренных выше архитектур лежит принцип структурной рекурсии Ц использование на всех уровн€х одной и той же самоподобной структуры.

Ќо если на сенсомоторном уровне (в силу естественной причины Ц первого или второго соотношени€ неопределенности) происходит обмен рекурсии на рекурренцию, то на информационном уровне все происходит несколько по другому. ƒо тех пор, пока задача не будет разрешена или признана Уусловно неразрешимойФ (решение недостижимо или бессмысленно по какому-либо ресурсу), т.е. пока не будет исследовано Удостаточно хорошоФ все пространство состо€ний, заключающее в себе задачу вместе со всеми окружающими контекстами, мы не можем остановить рекурсию ни УвглубьФ (увеличение разрешени€) ни УвширьФ (размещение новых контекстов), так как критери€ просто нет ни внутри, ни снаружи.

Ѕолее того, опасно даже сколько-нибудь мен€ть механизм рекурсии - система, скорее всего, просто разрушитьс€. —истемообразующие механизмы об€заны быть рекурсивными в самом строгом смысле (возможно привлечени€ других механизмов типа демонов, но на правах утилит Упо вызовуФ).

–азрешимы ли такие задачи?  то хочет проверить, может самосто€тельно написать формулу, например, дл€ оценки размера стека, необходимого дл€ сортировки такого рода структур данных Ц рекурсивных деревьев.

ќстаетс€ признать, что разрешимыми вообще в общем случае оказываютс€ лишь задачи некоторые, принадлежащие множеству меры ноль, а именно задачи, не только метрические по своей природе, но еще и укладывающиес€ в конечную разр€дную сетку.

„то же делать с остальными задачами? ¬едь именно они и представл€ют интерес, ради них вообще все это и существует: и объект исследовани€ Ц интеллект, и само исследование.

–азумно предположить, что некоторый критерий дл€ остановки рекурсии все же существует. ѕри этом он по своей природе независим от:

≈динственным доступным нам в этой ситуации €вл€етс€ критерий устойчивости структур (здесь можно вспомнить гл. 5). ¬озможно, он вообще единственный. ј именно, начина€ с некоторого шага увеличение Уразрешени€Ф уже ничего не мен€ет, увеличение окружающего контекста приводит к распаду структур Ц Увыходу за пределы задачиФ. ¬ качестве Упсевдогладкого идентификатораФ естественным образом напрашиваетс€ оценка Увторой производной пространства состо€нийФ. Ќо с трем€ очень существенными оговорками.

¬о-первых, пространство состо€ний Ц не в строгом смысле “ј”, но в максимально расширенной трактовке, как полный контекст.

¬о-вторых, (что, в общем, следует из первого) Ц производна€ в обобщенном смысле, поскольку априори мы не имеем права Упространство состо€нийФ считать метрическим.

¬-третьих, это текуща€ оценка динамики некоторого процесса.  ак уже упоминалось выше, до достижени€ решени€ задачи мы не можем говорить об измерении каких-то величин, тем более о вычислении производных в строгом смысле, поскольку отсутствует априорна€ оценка УмалостиФ. », кроме того, система Ц открыта€, контекст Упространства состо€нийФ измен€етс€ во времени.

“о есть любое текущее значение производной в этом смысле не более чем частна€ оценка одного процесса относительно другого, но не производна€ в классическом смысле.

„то же в таком случае €вл€етс€ Урешением задачиФ? ¬о-первых, некоторый набор структур данных, устойчивых в смысле вышеуказанной оценки второй производной. Ќо как уже отмечено, эта оценка имеет смысл только в совокупности с тем набором данных, по которому производилось вычисление оценок производных. ¬ свою очередь этот набор данных имеет адекватную интерпретацию только в совокупности с полным конкретным описанием контекста окружени€ системы, т.е. с тем, что она знает к данному моменту и с текущим состо€нием окружени€, которое она наблюдает.

¬ целом оказываетс€, что метаструктура решени€ любой задачи состоит из трех уровней некоторых структур данных. » не только метаструктура конечного состо€ни€, некоторого Устатического описани€Ф решени€, но и структура самого процесса построени€ этого решени€. ќбратим внимание на следующие два обсто€тельства.

¬ таких услови€х, дл€ того, чтобы сохранить хот€ бы не гарантию, но надежду на сходимость процесса, остаетс€ только одна возможность Ц метаструктура данных должна быть единой, самоподобной как УвнутрьФ, вплоть до представлени€ элементарных сигналов, так и УнаружуФ - до представлени€ сколь угодно сложных образов (абстракций, решений и т.п.). ¬ противном случае, и это очевидно, даже если удастс€ организовать процесс построени€ решени€ так, чтобы он не разрушилс€ сам по себе, затраты только на механизм адресации, построени€ и поддержани€ структур данных будут расти быстрее счетной последовательности Ц оп€ть достаточно вспомнить только оценку стека.

–ешающим оказываетс€ следующее обсто€тельство. » в биологических, и в техногенных системах и дл€ построени€ абстрактных моделей данных оказываютс€ достаточными структуры, аналогичные B*-деревь€м. Ќам просто ничего придумывать не надо, надо только использовать рекурсивно тот же самый механизм представлени€ данных и как модель организации любого уровн€ данных, и как метамодель организации иерархии уровней представлени€, и как метамодель процесса обработки данных.

¬ целом сказанное эквивалентно предположению о существовании некоторого закона рекурсии структур, метаструктур и процессов. ѕроцессов это касаетс€ в том смысле, что процессы самоорганизации не могут не быть рекурсивными.

«десь полезно рассмотреть одну интересную особенность. »спользование гармонических шкал сильно Уоблегчает жизньФ тем, что если при переходе на следующий уровень разрешени€ задача существенно не изменилась, то это означает конец процесса, так как последующее дробление шкалы либо ничего не даст (гармоники из Утретьего р€даФ уже точно не вли€ют), либо (возможно через несколько шагов) мы выходим на другой уровень организации объекта.

»з существовани€ общего закона рекурсии структур и метаструктур получаетс€ интереснейший вывод: кажда€ проблемна€ область имеет не более трех уровней метаструктур над структурой Уэлементной базыФ. Ќазовем этот вывод Управилом тройкиФ.

≈сли же происходит Унасильственное расширение рекурсииФ вглубь или вширь, система получает достаточный объем новых данных об окружающем мире, либо нового контекста, т.е. априорных знаний в виде Уновой теорииФ, то происходит распад проблемной области и организаци€ новых.

¬ действительности в организации систем наблюдаетс€ цела€ совокупность законов (правил): помимо триадной организации каждого уровн€ представлени€ данных наблюдаетс€ закон самоподоби€ уровней (правило структурной рекурсии) и самоподобие организации системы как целого (правило общесистемной рекурсии). Ёти законы (правила) самоорганизации систем мы совокупно рассмотрим в гл. 12. ј пока продолжим анализ феноменологии живых систем.

—казанное выше позвол€ет нам несколько иначе рассмотреть уровни организации сложных систем, нежели это было сделано у  .Ѕоулдинга, и придать им новый смысл и пор€док в соответствии с результатами проведенного нами анализа феноменов информации и самоорганизации.

ƒл€ этого из процесса эволюции выделим некоторые этапы, перед перечислением которых укажем: мы берем Убольшие этапыФ, те, на которых сформировались структурно-полные системы различных уровней. ќтметим их характерные особенности.

1. ¬нутри каждого из сформировавшихс€ этапов дальнейшее развитие идет только УвширьФ Ц за счет разнообрази€ структур (подвидов) одного пор€дка. „ем УнижеФ уровень Ц тем Уменьше различи€ по разумностиФ и больше разнообрази€.

2. Ќа каждой следующем этапе информационна€ система предыдущего этапа про€вл€етс€ уже как целостна€ периферийна€ система, в том числе и морфологически целостна€, т.е. выдел€етс€ адекватный функциональному назначению Уаппаратный уровеньФ. ¬ частности, у позвоночных наблюдаютс€ четыре Убольшие этапаФ Ц соответственно разделам организации нервной системы.

–ассмотрим рис. 11.1. »так:

1. ¬ первый раз обратна€ св€зь замкнулась на прединформационном уровне у одноклеточных (на рисунке не рассматриваетс€), т.е. их выходные реакции на том же уровне, что и входные Ц физические, физико-химические.

2. —труктурно-полный уровень организации первичных сигналов сложилс€ у насекомых, а высший уровень организации у них Ц внешний, как, например, у пчел. «десь мы наблюдаем метауровень как коллективное существо. Ёто последний уровень, на котором допустимо говорить о существовании какой-то полной системы изоморфизмов входных и выходных сигналов единичной особи. ƒл€ следующих уровней такое сказать уже нельз€, больше того изоморфизм сигнала и Утого, что циркулирует в контуре обратной св€зи ќ—2Ф существует только дл€ отдельной особи, экземпл€ра.

¬ целом, дл€ совокупности особей это УциркулирующееФ структурно, по своей организации, более сложно, чем совокупность сигналов. —трого говор€, здесь уже заканчиваетс€ сигнальный уровень представлени€, мы можем именовать этот уровень сигнальной системой только условно, дл€ прив€зки к традиционной терминологии. —праведливо считать, что именно здесь и по€вл€етс€ процесс (феномен, €вление) структурно более сложный, чем совокупность сигналов. «десь по€вл€етс€ другой, информационный уровень организации или собственно информаци€ как €вление, самый первый уровень ее организации, который мы обозначим как »1.

¬ дальнейшем термин Усигнальна€ системаФ употребл€етс€ дл€ прив€зки к традиционной терминологии и обозначени€ того, что это представление используетс€ дл€ внешней, между отдельными особ€ми, коммуникации. “очно так же становитс€ условностью обозначение более высоких уровней организации как контура обратной св€зи, это уже не функциональна€ зависимость, но некотора€ свертка, не представима€, в общем случае, конечным алгоритмом.

3. ” позвоночных этот уровень, т.е. совокупность периферических нервных клеток и уровн€, обозначенного »1, уже внутри. ќн, представл€ет собой функционально и морфологически полную внешнюю нервную систему. »х (позвоночных) Увнешн€€ сигнальна€ системаФ втора€ Ц »2.

wpe1C2.jpg (76078 bytes)

4. —оответственно у млекопитающих, вплоть до приматов треть€ Ц »3.

5. У—игнальна€ система человекаФ Ц самый примитивный из по€вившихс€ устойчивых €зыков Ц Учетверта€ сигнальна€ системаФ (что нам приходитс€ констатировать вопреки утверждени€м биологов).

Ёто на самом деле очень важно учитывать при анализе, особенно при сравнении приматов и человека. ” тех и других имеетс€ структурно-полный информационный уровень и метауровень, но метауровень разный. ” приматов это система пирамидальных структур, может быть и весьма богатых (кстати и у птиц, на предыдущем уровне, наблюдаютс€ очень высокие структуры Ц псевдоречь), но это метауровень по существу структурно неполный.

Ќа рис 11.1 »4 обозначает выходное представление некоторой физической структуры (коры), функционально это высший уровень организации нервной системы и у высших, и у человека, но организованный существенно различным образом.

ѕри переполнении верхней структуры дальнейшее ее расширение путем механической надстройки еще одного Уаппаратного уровн€Ф почему-то не произошло. ѕроизошла реорганизаци€ этого уровн€, изменение способа его функционировани€. ѕричина и механизм такой реструктуризации окажутс€, в дальнейшем, ключевым моментом.

” человека сформировалс€ другой уровень базового €зыка и базовых образов, нежели у приматов. ћожно некоторое их найти соответствие и сделать словари, но Уобраз мыслейФ Ц разный. ƒл€ собак и обезь€н ЦУближе к намФ, дл€ дельфинов Ц дальше, но говорить об изоморфизме нельз€{165. ѕоведение дельфинов, Уболее близкое в некотором смыслеФ к человеку, можно объ€снить наличием сонара, сенсора, поставл€ющего мозгу образы гораздо более богатые и целостные, чем даже объемное изображение. Ќаземным обитател€м таковые недоступны физически, только человек способен Увосстановить из проекцийФ и УдомыслитьФ нечто подобное, но уже Учерез верхФ, через осознание и обдумывание образа, т.е. из-за сложности, длительности процесса Уреконструкции образаФ и неизбежных потерь информации на разных уровн€х этого процесса, человек может в каком-то смысле быть УтупееФ дельфина.}.  ак устроен этот уровень у человека, т.е. »4 Ц вопрос не тривиальный и заслуживает отдельного рассмотрени€, здесь же отметим следующее.

ƒл€ приматов УсловоФ и Уобраз словаФ (УзнакФ) одно и тоже, дл€ нас (по крайней мере, дл€ большинства) Ц нет. Ёто можно наблюдать по тому эффекту, что у человека в коре строго специализированные Уречева€Ф и Узрительна€Ф зоны, у приматов же должны быть морфологические или функциональные отличи€, так как при активной работе Уречевого центраФ образуетс€ другой характер взаимодействи€ с остальной корой. „еловек Услышит словаФ, но Уучитывает образыФ.

язык 4 (см. схему ниже) это не поток слов, а поток образов, достроенных с помощью контекстного анализа, то есть это четверта€ сигнальна€ система Ц иначе неизбежна путаница в анализе. “о же самое и зрение: образ видимый и образ воспринимаемый сознанием разные.

Ѕиологи и другие специалисты это и так знают, однако неточность (прин€тые ими только три Усигнальные системыФ) им пока не очень мешает{166. ѕосле работ ».ѕ.ѕавлова, т.е. двух сигнальных систем достаточных дл€ управлени€ на уровне примитивных рефлексов, всЄ остальное многообразие поведени€ все дружно решили упаковать в одну УтретьюФ сигнальную систему Ц начина€ от философов и до исследователей »». ƒействительность, однако, сложнее, но и пон€тнее в этой сложности.}. Ќо непонимание того, что на вход речевого анализатора, например, дл€ управлени€ компьютером, поступает сигнал четвертого уровн€, т.е. из среды, имеющей над физическим уровнем (собственно сигнальным) структурно-полную организацию, ведет к созданию неустойчиво работающих конструкций, это попытка обработки того контекста, который изначально не был предусмотрен в системе.

»ллюстрируем сказанное выше дополнительным схематическим построением:

Ќасекомые: сигнал > свертка 1 > У€зык 1Ф; (между сигналом и €зыком полный изоморфизм, это коллективное существо).

ѕозвоночные: сигнал > свертка 1 > информаци€ > У€зык 1Ф > свертка 2 > У€зык 2Ф.

ѕриматы: сигнал > свертка 1 > информаци€ > У€зык 1Ф > свертка 2 > У€зык 2Ф > свертка 3 (граница интеллекта) > У€зык 3Ф.

„еловек: сигнал > свертка 1 > информаци€ > У€зык 1Ф > свертка 2 > У€зык 2Ф > свертка 3 (граница интеллекта) > У€зык 3Ф > свертка 4 > У€зык 4Ф.

Ќе правда ли, замечательна€ путаница из У€зыковФ и Усигнальных системФ? Ќо заметьте, не мы эту путаницу придумали Ц она сложилась из вольного употреблени€ самих этих слов, €зыком именуетс€ и живой €зык (т.е. даже шире, чем €зык, существующий на данном отрезке времени, чем €зык попул€ции) и некотора€ совокупность сообщений на этом €зыке; сигнальной системой именуетс€, по-видимому, совокупность из живого €зыка и интерпретатора Ц субъекта, т.е. сущность другого пор€дка сложности, чем последовательность сигналов, даже более сложна€, чем сам У€зыкФ.

ясно, что под сигнальной системой на самом деле надо подразумевать систему контекстно-зависимого ( « в широком смысле, включа€ умолчани€) субъектно-объектного взаимодействи€. ќставим в стороне терминологические тонкости и отметим здесь только следующее. »з последовательности преобразований УсигналовФ в У€зыкиФ только свертка 1 имеет эквивалент в виде конечного алгоритма, остальные свертки Ц процессы контекстного анализа.

11.4.   вопросу об элементарной €чейке

“еперь, с учетом сказанного в предыдущих разделах, сконструируем (следу€ рис 11.1, т.е. тому способу устройства систем, который мы подсмотрели в ѕрироде) минимальную метаструктуру данных, достаточную дл€ описани€ открытых систем.

—труктура, соответствующа€ УмлекопитающимФ (еще раз заметим Ц классификаци€ условна€) содержит три больших раздела Ц Увнешнюю нервную системуФ, УстволовуюФ и УцентральнуюФ. ÷ентральна€ нервна€ система Ц функционально-полна€, т.е. внутри, в своем представлении, должна содержать три уровн€, Уполно представл€ть систему-как-целоеФ, что и изображено на рисунке. ќбозначим это внутреннее представление ÷Ќ— как уровни , , , каждый из которых также содержит три Уподуровн€Ф, обозначенных кружками.

Ѕудем считать, что внутри каждого уровн€ (уже ÷Ќ—) различаютс€ только два состо€ни€ каждого из подуровней (обозначенных кружками внутри пр€моугольников) Ц УзаторможенноеФ (0) и УвозбужденноеФ (1). “аким образом, каждый из уровней представл€етс€ восемью различными состо€ни€ми, то есть состо€ние уровн€ представл€етс€ трехуровневым бинарным деревом. —осто€ни€ подуровней внутри Ус точки зрени€ Ф Ц только различимы, т.е. состо€ние У с учетом Ф представл€етс€ уже четырехуровневым деревом 1-2-4-8.

ѕри этом дл€ нижнего уровн€, листьев этого дерева, возможно потребуетс€ циклический сдвиг на одну позицию, поскольку состо€ни€ УразличимыФ, но не имеют Уестественной нумерацииФ. “.е. потребуетс€ УподбалансировкаФ дерева (механизм, аналогичный B*-деревь€м в CacheТ).

Ќаконец, чтобы учесть внутреннее состо€ние , мы должны сопоставить каждому листу дерева 1-2-4-8 некоторую структуру данных, вмещающую восемь различимых и разных состо€ний, некоторый Увосьмиместный зар€довый пакетФ. ƒл€ дерева 1-2-4-8 (с добавкой Усобственно данныхФ, состо€ний ), содержащего Увходные данныеФ, потребуетс€ уже полна€ балансировка, поскольку дл€ представлени€ состо€ни€ внутри уже не различимы, есть только последовательность сигналов, измен€юща€ состо€ни€ и через его выход состо€ни€ .

»так, мы получили не что иное, как Уестественную метамодель организации данныхФ, просто Усложили минимальное представлениеФ наиболее простым из возможных способов. –аскрыва€ внутренние состо€ни€ подуровней путем Унадстройки вверхФ метадерева по тому же закону 1-2-4-8 и Уувеличива€ разрешение представлени€ внешних сигналовФ путем расширени€ B*-деревьев Усобственно данныхФ кратного восьми, мы можем автоматически, использу€ только принцип самоподоби€ (т.е. чистую рекурсию), строить сколь угодно сложные модели данных.

Ќапомним, контекст окружени€ самого нижнего уровн€, собственно данные, мы не имеем права считать имеющим какой-то априорный пор€док, дл€ нас это просто поток данных, априори неизвестного размера. ѕоэтому Урасширение внизФ мы должны производить не Унадстройкой внизФ структуры B*-деревьев, а только увеличива€ размер массива данных.

ѕопутно заметим, что благодар€ работе механизма балансировки B*-деревьев система (полученное представление) становитс€ устойчивой к сбо€м и даже выходу из стро€ отдельных компонентов Уэлементной базыФ.

Ќо главный, ключевой момент построени€ нашей Уинформационной машиныФ заключаетс€ даже не в этом. ¬спомним, что любое Уадресное представлениеФ, люба€ модель данных, в конечном счете, прекращает свое существование исключительно потому, что нарушаетс€ именно механизм адресации, происходит переполнение описани€ (адресного пол€) и модели и физической пам€ти.

“о есть в итоге требуетс€ создание нового описани€, новой модели и подключение отдельного механизма порождени€ этой новой модели и реорганизации физической пам€ти. ¬ общем виде такой механизм реорганизации реализуем только дл€ B*-деревьев Ц напомним, что дл€ любых других представлений (модели  одда, алгебраических матриц, графов, сетей и т.п.) требуетс€ внешнее глобальное описание размера, числа элементов структуры уже априорно заданное, т.е. конечно-вычислимое описание структуры Убольше которой не может бытьФ.

‘актически это неизбежно. ≈сли придерживатьс€ адресной концепции, нумерации У€чеек пам€тиФ при которой неизбежен Уконфликт с конечной вычислимостьюФ, то мы получим представление, которое не только Унельз€ вычисл€тьФ, но невозможно даже Упонумеровать элементы представлени€Ф{167. ¬прочем, все сказанное изложено в конструктивной формулировке теоремы √едел€, суть которой сводитс€ к тому, что, начина€ с некоторого уровн€ сложности, люба€ модель становитс€ сколь угодно сложнее самого моделируемого объекта.}.

¬ нашем же случае механизм адресации (а, значит, и затраты на него) вообще не нужен, достаточно Усамоподобно коммутировать самоподобные элементыФ. Ѕлагодар€ тому, что мы идем на затраты Ц выделение У€чеекФ дл€ запоминани€ Упустых элементовФ, мы избавл€емс€ от затрат в итоге катастрофических Ц на организацию адресации как таковой{168. ѕодробнее см., например, ¬. ирстен, ќт ANS MUMPS к ISO ћ. ѕеревод с нем. —ѕб, изд. јќ«“ У—ѕ.ј–ћФ, 1995.}, на построение того механизма, который неизбежно должен сам себ€ разрушить.

“еперь заметим, что УнижеФ уровн€ »3 (конкретно подуровн€ ) имеетс€ еще два функционально и аппаратно полных подуровн€ - Устволова€ нервна€ системаФ и Упериферическа€ нервна€ системаФ. ¬ соответствии с построением метамодели данных, мы должны считать их соответственно совокупностью УузловФ (некоторым множеством, не имеющим априорного числа элементов и Уупор€дочени€Ф, УнумерацииФ) и Употоком значений внешних, физических сигналовФ (также априори не нумерованным).

“о есть к элементам Усобственно данныхФ, лежащим УнижеФ структуры метаданных (контекста, дерева 1-2-4-8), мы должны присоединить некоторую структуру, но уже отличную (даже и по способу хранени€ и обработки). Ёто уже должно быть B*-дерево по определению структуры в стандарте MSM-ANSI. ƒругую, более сложную структуру, обладающую Усобственными свойствамиФ, мы не имеем права даже предполагать, как уже говорилось выше, такова€ неизбежно требует адресации, а, значит, неизбежно саморазрушитс€ из-за переполнени€.

“аким образом, конструирование модели метаданных привело нас к структуре бинарного дерева 1-2-4-8 и присоединенной к листь€м этого дерева системе B*-деревьев. Ућеньша€Ф структура не будет обладать универсальностью, возможностью моделировать произвольные структуры данных. УЅольша€, более богата€Ф неизбежно заставит придумывать способ адресации, т.е. вводить априорное (искусственное и ничем объективно не заданное) упор€дочение, шкалирование сигналов внешнего ћира.

ќбозначим эту структуру 1-2-4-8 как , а присоединенную к ней Уструктуру упор€дочени€ сигналовФ, т.е. систему B*-деревьев назовем структурой Z. «аметим, что структуру Z мы в некотором смысле можем считать Успр€таннойФ в листь€ базового дерева .

Ёлементарное внутреннее представление дл€ систем рассмотренного выше уровн€ уже не бит, а состо€ние четырехуровневого бинарного дерева Ц если, конечно, прин€ть здесь самое простое из возможных Ц бинарное представление состо€ний. ¬ соответствии с этим Уэлементарной €чейкойФ, аналогичной €чейке, например, регистра, может быть только структура, как минимум целиком вмещающа€ указанное дерево. Ёлементом пам€ти дл€ размещени€ таких деревьев должна быть как минимум структура, вмещающа€ листь€ этого дерева, как один целостный элемент данных, но не в математическом, а в УмикросхемномФ смысле{169. ќтметим, что Уэлементарное внутреннее представлениеФ и У€чейка пам€тиФ это не об€зательно одно и тоже.}.

Ёто имеет и косвенное, но общеизвестное подтверждение Ц мгновенна€ или подсознательна€ пам€ть человека устроена Упо восьмеркамФ{170. Ќапомним, что во всех без исключени€ психофизиологических исследовани€х фигурирует один и тот же факт Ц человек подсознательно воспринимает и классифицирует образы Угруппами по восемьФ вне зависимости от того, есть ли это элементарные сигналы или образы очень сложные как, например, в опытах по Усоревнованию с компьютеромФ в скорости счета или запоминанию больших текстов или больших массивов неструктурированной (неосмысленной) информации. Ќе будем рассуждать о смысле скоростного запоминани€ и последующего цитировани€ телефонной книги, но факт: такие опыты состо€лись во множестве и одна из главных вы€вленных закономерностей Ц механизм пам€ти работает Угруппами по восемьФ. ƒругой вопрос, что на самом деле работает цела€ совокупность механизмов, и разделить их, идентифицировать работу каждого в отдельности, исход€ из самих этих экспериментов практически невозможно.}.

 ак уже упоминалось выше, нервное волокно гораздо более богата€ структура, чем провод дл€ передачи телеграфного сигнала. ѕодтверждение тому Ц гигантское количество экспериментального материала в биофизике.

»з предположени€ квантовой природы передачи сигналов в нервных клетках запоминающей €чейкой должен быть шестиместный зар€довый пакет, Ув динамикеФ Ц 6 узлов волнового фронта, такой своеобразный оптоэлектронный преобразователь. ƒействительно, у насекомых распространены (у многих €вно просматриваютс€) шестиугольные фасеточные структуры. Ѕазова€ структура из шестиугольных фасеточных структур 6 Ц (6+6) Ц (6+6+6+6) имеет вид дерева 1-2-4.

–азумно предположить, что дл€ устройства более сложных структур природа ничего лишнего не изобретала, а воспользовалась уже имеющимис€ решени€ми. “огда у млекопитающих, по видимому, произошло скручивание проводов в пару, т.е. S1=8 Ц (8+8) Ц (8+8+8+8) (рис. 11.2.),

wpe1C8.jpg (4765 bytes)S1=

–ис. 11.2. УѕроводаФ специфицирующей пары, т.е. узлы фронтов неразличимы или не используютс€ Ц требуетс€ Уконструктивна€ доработкаФ, чтобы устойчиво различались.

а, начина€ с некоторого уровн€, возникла отдельна€ спецификаци€ Успаренных волноводовФ S2 = (8)- (8+8)-(8+8+8+8)-(8+8+8+8+8+8+8+8) плюс, соответственно, дерево 1-2-4-8.

” человека произошла спецификаци€ Усовместной парыФ S3 = (8+8)-(8+8+8+8)-(8+8+8+8+8+8+8+8)-(8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8) плюс, соответственно, дерево 2-4-8-16.

ћы рассмотрели Ураскладку проводовФ или узлов фронтов, т.е. УреконструировалиФ способ, с помощью которого можно Успр€татьФ внутри бинарного дерева восьмиместное представление. ѕричем реконструкци€ выполнена наиболее простым и естественным способом как Ус позиции наблюдаемогоФ, на основе шестиугольных фасеточных структур (на самом деле и клеточных структур, и структур белковых молекул), так и с позиции геометрии, волоконной оптики и р€да новейших исследований.

ќсталс€ только Улишний элементФ, специфицирующа€ пара (рис 11.3), как мы сейчас вы€сним, ключевой элемент дл€ формировани€ аппаратной базы коры мозга человека.

wpe1C9.jpg (8999 bytes)

ѕосмотрим с позиции нашей реконструкции, как должен выгл€деть элемент представлени€ следующего уровн€, Уэквивалент элементарного сигнала дл€ »4Ф. ƒальнейша€ Учисто аппаратна€ надстройкаФ того, что изображено на рис.11.1 невозможна, структура заполнена, содержит три функционально полных уровн€, три полных уровн€ ÷Ќ— и каждый из них состоит из трех подуровней.

Ёлементарный же сигнал, Уэлемент состо€ни€ »4 должен содержать уже парное представление выхода »3, т.е. УпредыдущееФ, то, что было раньше запомнено и УтекущееФ, то, что вызвано последним сигналом, последним изменением состо€ни€ среды.

“ака€ конструкци€ может быть представлена как пара бинарных четырехуровневых деревьев Усвернутых в конусыФ - рис. 11.4. ќставим пока на дальнейшее вопрос о том, как присоедин€етс€ и формируетс€ конструкци€ из двух структур Z. «десь отметим только следующее.

1. ‘актически на рис. 11.4 изображен четырехмерный конус, совпадение его с рассмотренным выше топологическим представлением данных очевидно, но отметим важный факт Ц если базовое дерево, представление было Унаиболее естественнымФ дл€ уровн€ »3 и УминимальнымФ, то представление в виде рис. 11.4, парной структуры S,SТ вообще единственное, которое возможно разместить и обрабатывать в некоторой физической среде, в трехмерном представлении. ѕричем сделать это можно только использу€ некоторую УпометкуФ, отличающую S от SТ и обеспечивающую их совместную УобработкуФ в одном физическом элементе, т.е., например, уже упом€нутую выше Успецифицирующую паруФ.

2. —труктура S оказываетс€ существенно динамической, так как должен непрерывно работать и механизм согласовани€ половинок S,SТ и механизм подключени€ и взаимосогласовани€ соответствующих им структур типа Z. Ќо этим мы займемс€ в гл. 13.

≈сли разместить элементарную структуру данных S (пам€ть, Уто, что сформировано при обученииФ) и SТ (Уто, что наблюдаетс€Ф, УзадачаФ) в некоторой адресной пам€ти, то потребуетс€ специальный механизм адресации дл€ идентификации и совместной обработки S и SТ Ц рис. 11.4.

wpe1CA.jpg (13068 bytes)ѕри размещении структуры S в некоторой Уобрабатывающей волоконно-оптической пам€тиФ структура SТ €вл€етс€ просто Узапускающим импульсомФ, а Усовмещение половинокФ, их Уотносительный поворотФ достигаютс€ путем обработки сигнала специфицирующей пары Ц рис. 11.5.

Ќо то же самое справедливо и дл€ сколь угодно Увысокой конструкцииФ, построенной из элементов S, т.е. никакой механизм управлени€ адресацией становитс€ просто не нужен, система работает автоматически Ц рис. 11.6.

Ќапомним про инвариантность представлени€. Ќа самом деле не существенно, когда произошла спецификаци€ проводов Ц на переходе к млекопитающим, приматам или человеку. ѕросто человек Унаучилс€ (захотел, был вынужден) активно их использоватьФ, т.е. поддерживать две информационные структуры сразу, но за это расплатитьс€ необходимостью использовани€ и непрерывной обработки чудовищных потоков информации и потер€ть за эмоциональность и контекстность свободу непосредственного воспри€ти€ ѕрироды, по-видимому, доступную на предыдущем шаге развити€.

wpe1CB.jpg (14541 bytes)

Ёто значит, что Упо€вилась аппаратура дл€ дуального представлени€ ћираФ (воспри€ти€, УдвухпалатногоФ сознани€).

11.5. Ќекоторые количественные оценки элементной базы

“аким представл€етс€ сегодн€ элемент Уканального преобразовател€Ф. —колько состо€ний у такого УмикропроцессораФ сказать без дополнительных исследований достаточно проблематично. ќднако можно с уверенностью сказать, что в нем (нейроне) со стороны каждого входа не менее одной метаструктуры типа S дл€ представлени€ принимаемого состо€ни€ и одной ответной SТ Ц дл€ внутреннего представлени€ (предыдущего состо€ни€).

ѕопробуем оценить Уэквивалентную информационную емкостьФ нейрона, исход€ из самых простых предположений и общеприн€тых численных оценок. Ќапример, возьмем оценку числа входов и других параметров нейрона из работы [33]. —амый простой сервисный нейрон, выполн€ющий функции Уканала св€зиФ, имеет два входа, т.е. должен УобслуживатьФ (отображать и передавать) две структуры типа S.

ѕусть его Увнутренн€€ пам€тьФ запоминает только состо€ни€ самого нижнего уровн€ структуры S и каждый из проводов передает только два состо€ни€ сигнала. “.е. описание состо€ни€ входа должно содержать 8х8=64 однобитовые У€чейкиФ (узла дерева), кажда€ из которых имеет два состо€ни€. » таких Уполей пам€тиФ дл€ структуры S надо два Ц дл€ S и SТ, т.е. в сумме 128 однобитовых У€чеекФ.

Ќапомним теперь, что мы строим Убезадресный механизмФ, восемь состо€ний должны занимать восемь бинарных У€чеекФ, мы не имеем права кодировать их{171. ј, например, примен€€ трехбитовый регистр (т.е. позиционную восьмеричную систему записи Усосто€ний как чиселФ) мы вынуждены кодировать эти состо€ни€, значение каждой Уоднобитовой €чейкиФ определ€етс€ ее позицией в регистре, т.е. прин€той системой исчислени€ и прин€тым разбиением на регистры. Ќо разбиение на регистры это уже и есть система адресации.}. ƒл€ каждого отдельного узла дерева мы должны выдел€ть отдельную структуру пам€ти, дл€ структуры S, дл€ каждого отдельного состо€ни€ составл€ющих ее половинок, соответственно 128-битовый регистр, 128 €чеек. ƒл€ воспри€ти€ двух входов нейрона соответственно два регистра по 128.

—чита€ УбайтыФ (в кавычках, потому что это не байты в восьмеричном смысле, а группы по восемь однобитовых €чеек) независимыми, поскольку они не св€заны никакой позиционной системой счислени€, и счита€, что они реализуютс€ как независимые физические структуры, получим оценку Уэквивалентного адресуемого пол€Ф 256  байт.

„то и говорить, мы очень неэкономно распор€дились Уоднобитовыми €чейкамиФ, однако не будем спешить с выводами, пока это модель простейшего Утранспортного нейронаФ.

Ѕудем считать, что дл€ Увысокого нейронаФ использован тот же механизм запоминани€ состо€ний. ќриентиру€сь на оценки общеприн€тые [например, 33 и др.], счита€, что Увысокий нейронФ имеет ~102 рабочих и ~104 обучающих входов, и каждый вход различает ~102, т.е. около 64 разных пороговых состо€ний (что как раз соответствует Умодели каналаФ, т.е. числу состо€ний структуры S), получим оценку Уоперативной пам€тиФ ~2,56 √байт и УдолговременнойФ ~2,56х104 √байт. Ќо если предположить, что кажда€ Уоднобитова€ €чейкаФ реализована как состо€ние валентной св€зи в некоторых молекул€рных структурах, например, Утубулиновых микротрубочках —.’амероффаФ, то оценка совсем не представл€етс€ безумной с точки зрени€ возможностей ее физической реализации.

ј теперь обратим внимание на следующий факт. —ложна€ структура из двух уровней структур типа S, содержаща€ только две нижние структуры S имеет вид, изображенный на рис. 11.7.

wpe1CC.jpg (9461 bytes)

“.е. дл€ УпустыхФ узлов верхней структуры S, а значит и соответствующих им Унижних структур не надо резервировать место, их можно вообще не строить, им не надо присваивать им€, можно вообще Уо них забытьФ. ‘изически это место может быть отдано другим структурам, принадлежащим другой метаструктуре. Ёто и есть безадресна€ организаци€ или, иначе говор€, механизм самоадресации данных.

„ем более сложные, т.е. высокие структуры реализуютс€, тем больше экономи€ оттого, что не надо даже думать о Упредке без потомковФ, Уим€ без данныхФ просто не существует по умолчанию, т.е. не требуетс€ никаких специальных механизмов именовани€, резервировани€ и т.п. ќ том, как упаковываютс€ высокие структуры дл€ хранени€ на уровне Усобственно данныхФ, т.е. в то, что мы называли выше B*-деревь€ми, организованными в Z структуры, мы поговорим отдельно в следующих разделах.

¬прочем, читатель возможно уже и сам об этом догадываетс€, в частности и о реализуемости механизма такого свойства в Умногослойной голографической пам€тиФ или чем-то подобном.

ќтметим еще раз интереснейшую особенность Ц при размере оперативной пам€ти от двух до дес€ти гигабайт рассмотренный здесь Усущественно неэкономный механизмФ и самый экономный из известных способов управлени€ адресами, примен€емый в системе CacheТ дл€ адресной архитектуры станов€тс€ эквивалентными по расходу элементарных однобитовых €чеек. ƒл€ более сложных структур любой способ адресации будет уже безнадежно проигрывать.

„тобы по€снить это, в общем-то не сразу очевидное утверждение, сделаем небольшой отступ. “радиционно объ€сн€ют УпреимуществаФ фон Ќеймановской архитектуры нехитрым примером. ¬осемью битами можно адресовать 256 слов (байт), 16 битами Ц 256  байт и т.д. “.е. длина адресной части команды логарифмически зависит от размера адресуемого пол€.

Ќа самом деле забывают (почему?) о том, что использование адресов требует имен, каталогов имен, иерархической системы описани€ адресного пространства, а, значит, пам€ти дл€ размещени€ всего этого. ќ том, что требуетс€ механизм дл€ создани€, использовани€ и модификации этой системы описаний, а, значит, и ресурс дл€ работы этого механизма (т.е. пам€ть и врем€) забывают тем более.

ј речь здесь идет именно об этом, о затратах на создание и поддержание совокупности этих механизмов, которые только и делают адресную архитектуру работоспособной. ƒо некоторых пор, в Уначальный период развити€ компьютерной техникиФ мы находились в начале некоторой затратной кривой, описывающей зависимость совокупных затрат на управление адресным пространством от размера адресуемого пол€. ¬ насто€щее врем€ мы приближаемс€ к дальнему концу графика, к критической точке, где затраты на поддержание Укаталогов над каталогамиФ, иерархии описаний должны превысить объем самой полезной информации, того, дл€ чего эти каталоги создаютс€. ¬се это можно изобразить на графике рис.11.8.

Ќа нем:

N Ц количество однобайтовых €чеек, используемых дл€ представлени€;

S Ц сложность модели данных, оценива€, например, в байтах;

1 Ц график дл€ безадресной пам€ти;

2 Ц график дл€ машины фон Ќеймана.

ƒл€ машины фон Ќеймана N вз€то с учетом расхода на описание всей совокупности структур данных Ѕƒ, механизмов интерпретации и необходимого совокупного Усвободного пространстваФ дл€ работы всех механизмов Ѕƒ, т.е. это полный объем пам€ти компьютерной системы.

  Ц критическа€ точка, лежаща€ в зависимости от прин€той модели данных в диапазоне от 2 до 10 √байт.

wpe1CD.jpg (7294 bytes)

ѕохожие оценки происход€т из очень сложных и туманных вычислений, с многочисленными оговорками их авторов. ¬ простейшем случае ищетс€ (экспериментально оцениваетс€) просто некоторый размер необходимой пам€ти того, что мы здесь называем Уинформационной машинойФ. Ќо вообще-то необходимо учесть то обсто€тельство, что существуют не только различные скорости работы уровней механизмов пам€ти компьютера, который и используют в качестве Урасчетной моделиФ, но существует и собственна€ динамика информационных процессов (внешн€€ динамика, которую компьютер только моделирует).

–€дом исследователей в этой св€зи рассматривалось пон€тие Уточки вспышки разумаФ в смысле количественной оценки аппаратных затрат и их Удинамических характеристикФ, после чего может произойти нечто нетривиальное. Ќапример, по –.ѕенроузу, у черв€ с его 302 нейронами таких Умоментов сознани€Ф может происходить не более двух в секунду Ц на большее Уаппаратного обеспечени€Ф не хватает.

ќднако в целом Уколичественные оценки динамики информационных процессовФ ровно ничего не по€сн€ют, кроме того факта, что динамика эта есть в ѕрироде, но она слабо св€зана (а может и не св€зана) со скоростными соотношени€ми работы уровней пам€ти в компьютере, не очень подход€щем инструменте используемом дл€ ее моделировани€.

Ќе будем заниматьс€ оценкой УправильностиФ точки   на графике, скорее всего эта величина существенно переменна€, завис€ща€ от модели данных, примененного программного обеспечени€. «десь важно другое, достаточно близкое совпадение ее оценок в разных, независимых исследовани€х и ее совпадение с приведенной здесь Уоценкой пам€тиФ нейрона уже вообще ничего не имеющей общего с оценками физических энтропийных моделей, по смыслу от любых энтропийных подходов независимой.

»наче говор€, там где ѕрирода безнадежно проиграла на конструкции нейрона, там же она и абсолютно выиграла на возможности строить из этих нейронов сколь угодно большие конструкции. » не просто строить Усколь угодно сложныеФ конструкции, Умодели данныхФ, но и делать это, не использу€ вообще никаких специальных формализмов моделировани€, а только один принцип самоподоби€, чистую рекурсию.

«аверша€ этот раздел невозможно обойти вниманием следующее обсто€тельство.

≈сли изложенна€ выше модель Убезадресной пам€тиФ покажетс€ читателю слишком сложной, ознакомьтесь с упом€нутыми вычислени€ми и туманными интерпретаци€ми оценок, так или иначе численно совпадающих с критической точкой  , после чего станет €сен весь юмор ситуации. ј заодно станет пон€тнее, есть ли смысл в попытках описать и пон€ть интеллект, негэнтропийные системы средствами теории передачи информации, т.е. средствами, сделанными дл€ энтропийных систем и, разумеетс€, пригодными только и исключительно дл€ них.

ѕолезно, по-видимому, дать еще одно по€снение. Ћогарифмическа€ зависимость длины адреса от размера адресного пол€ не зависит от самого размера пам€ти и с этой позиции приведенный график кажетс€ нелепой выдумкой. ѕо крайней мере, возникает желание получить УдоказательствоФ или Уточное значениеФ положени€ точки   на графике.

Ќо в том то и дело, что Удоказательства в строгом смыслеФ не существует. ƒело не в том, что каждому элементу можно сопоставить некоторое число, адрес, а в том, как этими адресами пользоватьс€. ѕ  1999 года на базе Pentium III по мощности соответствует всем компьютерам космических комплексов ———– и —Ўј на 1969 год, однако посмотрим как и на что эта мощь расходуетс€.

ѕопробуйте рассчитать на этом ѕ , например, вывод на орбиту спутника Ц если ¬ы не специалист по орбитальной баллистике, то все ѕќ ¬ам не поможет.

“очно так же бесполезно поручать компьютеру расставить зап€тые в некотором УсреднемФ тексте. “ак же и все графические пакеты очень мало помогут не умеющему читать чертежи.

Ќаконец, вспомните, много ли ¬ы знаете индивидуумов, знающих в точности назначение всех кнопок в той или иной сколько-нибудь сложной программе?

¬се это и отображено на графике рис. 11.7. Ёто и означает, что вс€ совокупность прикладного ѕќ, по размеру превосход€ща€ 8 гигабайт стандартного HDD, Усама умеетФ только помочь некоторому Усреднестатистическому пользователюФ сформулировать и решить свою прикладную задачу. “.е. фактически больша€ часть пам€ти и мощности тратитс€ на управление ресурсом, на то, чтобы этим ресурсом можно было пользоватьс€.

—делаем пр€мой практический вывод Ц прогноз будущих изменений в машинах и операционных системах.

—тановитс€ все более €сно, что начина€ с объема оперативной пам€ти более 10 √байт эффективность всех известных подходов, всей суммы информационных технологий, базирующихс€ на адресном представлении, т.е. совокупности {ќ— Ц операционна€ оболочка Ц прикладна€ система} резко перестает расти. ј относительна€ эффективность, Укоэффициент полезного действи€Ф от увеличени€ мощности машины станет резко падать.

¬ыживут лишь две Уветви генеалогического дереваФ. ¬о-первых, это матричные процессоры типа Уколумбийской машиныФ{172. ќ Уколумбийском процессореФ см. далее по тексту книги.}, т.е. те, топологи€ данных, модель данных в которых адекватна реализуемому вычислительному процессу, например модел€м механики сплошных сред, модел€м взрывов, потоковых процессов и т.п.

¬о-вторых это будут Умашины управл€емые даннымиФ, хот€ и базирующиес€ на Уадресной аппаратной базеФ, но использующие существенное развитие идей подходов, перечисленных в восьмой главе, реализующие пр€мое управление ресурсом, адресным полем от динамической модели данных.

ќстальные ќ— и операционные оболочки просто Увымрут как динозаврыФ, останутс€ как реликты дл€ студентов, дл€ изучени€ истории науки об информации, той самой computer science, от которой сейчас старательно открещиваетс€ информатика.


ѕротиворечи€ порождают теории.
“еории порождают противоречи€.
ѕусть же метатеорией станет теори€ согласовани€.

 √лава 12. “еори€ структурной согласованности

—огласованность Ц текущий результат процесса самоорганизации открытых систем. Ќикогда не завершающа€с€ стади€ динамического процесса существовани€ открытой системы, текущий результат негэнтропийного процесса структуризации информации под действием ее собственных законов и внешних информационных потоков.

—огласованность Ц термин, резервируемый нами дл€ обозначени€ завершающей (и никогда не завершающейс€) стадии динамического процесса равновеси€. »менно в таком состо€нии пребывают все открытые системы, имеющие какую-то степень, какую-то возможность самоорганизации.

≈сли же указанный процесс Удоходит до последней точкиФ, до закона, предопредел€ющего взаимодействие Ц получаетс€ нова€ Усверхжестка€Ф структура. Ќи о каком развитии, самоорганизации в этом случае говорить нельз€, система закрылась, Узахлопнулс€ €щик структурыФ Ц физика называет это состо€ние когерентностью.

12.1. —труктурное взаимодействие и обобщенный принцип комплементарности

–ассматрива€ техногенные и естественные УинформационныеФ системы, нам удалось обнаружить вроде бы немного Ц всего один Уструктурный феноменФ в двух ипостас€х Ц закон гармонии (гармонических шкал) и €вление структурного резонанса. Ќо за этой малостью Ц система аксиом открытого ћира, все многообразие реальности. «а всем остальным УбогатствомФ Ц не более чем частные замкнутые модели, аксиоматические формальные системы. ƒа, мы согласны, обнаруженные €влени€ Уплохо измеримыФ, бедны{173. Ќо что считать богатством Ц некий априорный набор свойств или источник любых совокупностей свойств?} метрическими свойствами, позвол€ющими делать Устрогие выводыФ. Ќо разве не наводит на размышлени€ повсеместность этих €влений?

–азве не привлекает внимание, что ничего другого подобного, наблюдаемого повсеместно, общего от субквантового уровн€ до организации ¬селенной, от организации простейшего гена до законов функционировани€ интеллекта так и не обнаружено? ћожно утверждать Ц и не будет обнаружено, за достаточностью указанного и, следовательно, ненадобностью ѕрироде Учего-то другогоФ{174. «десь мы должны вспомнить утверждение ƒекарта: ѕрирода Ц это все, что не дух. ‘актически это утверждение о возможности расщеплении законодател€ и закона вплоть до отрицани€ необходимости законодател€. ћы не будем здесь пока ссылатьс€ на –.јвенариуса, а просто отметим, что в этом утверждении о ѕрироде кроетс€ логическа€ ошибка Ц невозможно устроить нечто (или, если хотите Ц нечто Уне может устроитьс€Ф), если законы Уустроени€Ф не €вл€ютс€ внешними, относительно УустраиваемогоФ. —ама ѕрирода становитс€ здесь тождественной духу. // // Ёто элементарный вывод к которому нас ведет излагаема€ здесь теори€: сама€ внешн€€, сама€ открыта€ из всех систем, остановимс€ ли мы на ѕрироде по ƒекарту или вернемс€ к временам, когда указанного расщеплени€ не было, может существовать, строить и воспринимать все внутри себ€, только если это УвнутреннееФ построено по ее же законам Ц Упо образу и подобиюФ.// // √овор€ уже €зыком этой книги Ц все УвнутреннееФ должно иметь контекст, в котором оно воспринимаетс€ УвнешнимФ и этот контекст всегда должен быть пон€тен извне (из этого не следует, что внешн€€ система об€зана уметь воспринимать полный возможный контекст вход€щей в нее системы Ц это ей просто не нужно и отдано вниз в виде Усвободы волиФ). // // ¬ обратную же сторону это утверждение распростран€етс€ Узеркально-дополнительноФ Ц даже исход€ из классификации  .Ѕоулдинга совершенно €сно, что полный контекст систем старшего уровн€ недоступен младшему и воспринимаетс€ там Ув доступном по аналогии своего мировоспри€ти€ смыслеФ как некотора€ Увнешн€€ данностьФ, будь то Ѕог относительно человека или садовник с лопатой относительно муравейника.}.

Ћюба€ Устрога€Ф, т.е. чисто аксиоматическа€ теори€ будучи погружена в реальный, развивающийс€ мир, неизбежно приходит к краху, к самораспаду, так как она не способна следовать за ним достаточно долго. Ѕолее того, оказываетс€, что вс€ совокупность аксиоматических теорий способна в общем итоге охватить только физические энтропийные системы, т.е. феномен самораспада. ј чтобы св€зать концы с концами необходимо какое-либо УначалоФ, вроде У¬еликого взрываФ, Уначального мига творени€Ф и тому подобного.

≈динственна€ альтернатива, ув€зывающа€ все воедино, заключаетс€ в следующем. ѕредположим, что феномены гармонических шкал и структурного резонанса сами €вл€ютс€ той первопричиной (или имеют пр€мое отношение к ней) по которой в реальном мире существуют не только саморазрушающиес€, но и самоорганизующиес€ системы. Ёто эквивалентно формулировке гипотезы о единстве указанных двух про€влений Уструктурного феноменаФ, о существовании некоторого нефизического Уструктурного взаимодействи€Ф, по своей сути:

¬еликие отцы-основатели современной физики дружно сетовали, что дл€ создани€ жизнеспособной теории требуютс€ как минимум три свободно изобретенных сущности или принципа.

Ќо высказанна€ выше гипотеза о единстве двух про€влений суть гипотеза о наличии всего одного взаимодействи€, по своим свойствам дополнительного ко всем физическим силовым (причем как ко всем вместе, так и к каждому в отдельности) {175. ѕринцип дополнительности Ќ.Ѕора говорит о двух взаимоисключающих картинах: энергетически-импульсной и пространственно-временной. ¬ литературе утверждаетс€, что в чисто логическом плане этот принцип снимает противопоставление непрерывного дискретному. ¬.¬.Ќалимов указывает, что в лучшем случае, это признание в том, что проблема выходит за рамки формально-логических построений. Ќаше понимание дополнительности чисто феноменологическое. Ѕолее того, это понимание, основанное на прин€тии р€да положений эмпириокритицизма (махизма) и экзистенциализма. » здесь мы согласны с ¬.¬.Ќалимовым, отметившим на примере организации текстов, что УЕритмическа€ структура нашла свое про€вление в философии экзистенциализмаФ.}. “аким образом, мы изначально не пытаемс€ устроить революцию в научном мировоззрении. ≈сли бы даже и пытались, то из одного исходного принципа очередной революции в науке, как они до сих пор происходили, все равно не устроить. ¬опрос переводитс€ в другую плоскость: не будут ли они (революции) теперь происходить по-другому, например, как процесс согласовани€?

Ќо и единственное предположение (саму гипотезу о структурном взаимодействии) мы отдаем на растерзание оппонентам{176. Ќе торопитесь с критикой Ц в конце гл. 13 это будет выведено логически из наблюдаемых €влений, т.е. вольным предположением быть перестанет!}, так как дл€ построени€ теории даже эта единственна€ вольность, в конце концов, оказываетс€ не нужной. ƒостаточно просто факта наличи€ наблюдаемых про€влений структурного взаимодействи€, чисто феноменологического подхода.

ѕо существу, после введени€ метааксиомы открытости, обобщающей общепризнанные положени€, аксиомы и метааксиомы современного представлени€ о ћире (на самом деле не о ћире, а о его замкнутых, т.е. модельных приближени€х), остаетс€ добавить только обобщенный принцип комплементарности, заключающийс€ в:

ѕринципиально важно, что мы не отказываемс€ от общеприн€тых исходных сущностей, но выводим за рамки первоисходного все их атрибуты, такие как мера, метрика, способ измерени€, даже само утверждение о том, что эти атрибуты существуют априорно{177. ƒаже если они по какой-либо причине существуют априори, то это вовсе не эквивалентно тому, что мы можем их назначить априори.}. »наче говор€, произвольность аксиоматизации, прин€той в современной физике, состоит не в признании набора первоисходных сущностей и не в наличии у них атрибутов, а в произвольности измерени€ этих атрибутов. “.е. сначала произвольно присваивают некоторым сущност€м способ измерени€ и шкалу, а затем об этом забывают и считают, что Утак было всегдаФ.

Ќаверное, все-таки справедливо этот момент Увынести за скобкиФ, предположить, что такие вещи как метрика, способ измерени€, шкала порождаютс€ взаимодействи€ми, но не существуют априори, тем более, не могут быть произвольно назначены. Ќа такой базе вполне можно сформулировать законы теории структурной согласованности, исключительно исход€ из наблюдаемых €влений и абсолютно избега€ каких-либо вольных предположений.  онечно, в таком подходе и законы и теори€ оказываютс€ УненормальнымиФ, не похожими на свод законов любого аксиоматического построени€, поскольку они просто об€заны получатьс€ по своим свойствам Удополнительными к аксиоматическимФ. ј именно:

¬се это и другие свойства “—— будут рассмотрены в насто€щей главе, а пока заметим, что в силу сказанного, мы ниже отказываемс€ от термина УзаконФ, замен€€ его более правомочным здесь словом УправилоФ.

12.2. ќ правилах самоорганизации открытых систем

«десь мы будем говорить исключительно об открытых информационных системах и €влени€х. Ќачнем с тех правил, подробности действи€ которых рассматривались в гл. 10 на различных примерах.

1. ѕравило гармонических шкал. ≈сли система имеет возможность самоорганизации, то значит создавший ее процесс уже породил внутреннюю гармоническую шкалу этой системы. —оответственно, Ужизненный диапазонФ системы по любой координате масштабирован в гармонической шкале Ц правило имеет характер необходимого услови€, мы говорим об уже существующей системе.

“огда €влени€ и объекты, имеющие масштаб шкалы третьего дроблени€ (по закону той же шкалы), в общем случае, кроме множества €влений Унулевой мерыФ, €вл€ютс€ неразличимыми, т.е. относ€тс€ либо к УмакроуровнюФ, либо к УмикроуровнюФ.

¬спомним общеизвестное Ц Учетвертый регистр не дает обертоновФ, т.е. все сконструированное из элементов третьего дроблени€ или укрупнени€ (четвертого, включа€ базовый) Ц Увыпадает из гармонииФ. ¬ действительности с про€влени€ми закона гармонии как жесткого про€влени€ правила гармонических шкал мы сталкиваемс€ повсеместно, они наслаиваютс€, чаще всего трудно проследить логику и последовательность этих про€влений{179. ¬спомним античную литературу Ц занудные повторени€ перечислений героев и их де€ний с неизбежной последующей моралью. ѕохоже, и сама логика как такова€ народилась не иначе, как Уиз ритмикиФ. Ёто, кроме всего прочего, к тому, что логика Учетвертого пор€дкаФ, длинные цепочки логических преобразований по формально-логическим законам в общем случае смысла, опосредованности в реальном мире не имеет, а УморальФ суть указание результатов действи€ набора формально-логических правил и Увведенных эмпирикФ, которыми пришлось пользоватьс€, чтобы передать глубинный (желаемый) смысл излагаемого, некоторый Упервичный механизм передачи контекстаФ.}.

2. ѕравило структурного резонанса. ƒл€ систем, имеющих более двух уровней организации справедливо: если на втором и выше уровне имеетс€ механизм улавливани€ и Уинтегрировани€Ф (например, Ув смысле ‘решеФ) неразличимых в смысле правила 1 сигналов, т.е. шума, то наблюдаетс€ эффект Усжати€ резонансных характеристикФ фильтров Ц УусилениеФ или Упро€влениеФ структур верхних уровней.

«амечание 1. Ќе путать с поисковыми колебани€ми в кибернетических системах, в теории —ј” Ц последние всегда наход€тс€ в полосе соседнего канала. ≈сли уж искать €влению структурного резонанса механический аналог Ц то это виброподшипник, но только УнаполовинуФ, так как это еще и УмоторФ Ц сам шум и УпитаетФ механизм самоорганизации. УѕитаетФ в смысле совсем не энергетическом, но поставл€ет УматериалФ дл€ конструировани€ структур в виде тех самых Увоспринимаемых, но неразличимых системой мелочейФ, которые в совокупности и обеспечивают разделение истинных, существующих в реальности структур{180. Уќднажды, когда мен€ внезапно разбудил посторонний шум, мгновенно и без малейшего усили€ с моей стороны мне в голову пришло долго разыскиваемое решение проблемы Ц путем, совершенно отличным от всех тех, которыми € пыталс€ ее решить ранееЕ ¬мешательство бессознательного необходимо по крайней мере дл€ того, чтобы стать отправным пунктом логической работы.Ф Ц јдамар ∆. »з книги: »з книги: »сследование психологии процесса изобретени€ в области математики. “ам же рассматриваютс€ высказывани€ ѕуанкаре, √аусса, Ёйнштейна и других выдающихс€ мыслителей. ќбщим дл€ всех актов свершени€ открыти€ они считают, если говорить на Уинформационном €зыкеФ, некоторое воздействие, момент получени€ посторонней информации, не имеющей отношени€ к предмету размышлени€.}.

«амечание 2. ћожем согласитьс€, что это правило Ц чиста€ мистика, чаще всего от объ€снени€ его причины отказываютс€, как от объ€снени€ ЌЋќ. Ќо в ѕрироде оно повсеместно работает, это не только сверхрегенератор и другие приборы, созданные человеком, это и тайна кристаллизации, и все каскадные процессы, самоподжатие фронта когерентного пакета в оптически плотной среде, вообще первооснова любого процесса самоструктурировани€ или зарождени€ новой структуры{181. ќчень важное замечание. »звестны многочисленные опыты, в которых происходит мгновенна€ кристаллизаци€ больших масс или мгновенное окрашивание растворов, т.е. организаци€ в структуру очень больших количеств атомов и молекул. ќднако даже замеры с точностью до нескольких атомарных св€зей не обнаруживают дополнительных энергетических затрат по сравнению с нормальной плавной кристаллизацией из затравки.  аким же способом передаетс€ информаци€ о структуре всего макрообъема, что €вл€етс€ ее носителем? »ли может быть в определенных случа€х носитель вообще не нужен? “ак или иначе, мы оказываемс€ перед фактом Ц самоорганизаци€, негэнтропийный процесс, это не энтропи€ наоборот, это качественно другое €вление.// // «десь надо обратить внимание на то, что в упом€нутых выше классических опытах мы сталкиваемс€ лишь с экстремальным про€влением некоторого универсального взаимодействи€, спускового механизма общего дл€ всех процессов самоорганизации. «адача нашего исследовани€ в том и заключаетс€, чтобы проследить и по возможности пон€ть всЄ многообразие про€влений этого механизма в различных системах и процессах. // // —пособы и законы организации процессов такого рода, сами образующие целостные и неразделимые системы вложенных процессов, порождающих все многообразие негэнтропийных систем, и есть предмет информодинамики. ƒостаточно €сно, что рекристаллизаци€ или порождение новой резонансной характеристики сверхрегенератора происход€т через разрушение, катастрофу старой, предыдущей структуры, она должна пройти через Умиг полного хаосаФ. ќтсюда происход€т, в частности, попытки построить теорию негэнтропийных процессов как Утеорию катастроф наоборотФ, но это все та же попытка повернуть назад физическую энтропию, тот же самый классический демон ћаксвелла.}.

3. ѕравило про€влени€ принципа комплементарности. ѕервые два правила существуют как взаимодополн€ющие, как про€вление единой сущности Ц структурного взаимодействи€. Ќапомним, что дл€ построени€ теории мы отказались от структурного взаимодействи€, как от первоосновной сущности, но об€зались учитывать его про€влени€, указанные в правилах 1 и 2.

4. ѕравило структурной рекурсии. ƒл€ систем, имеющих три и более уровн€, справедливо утверждение: способными к Удлительному существованиюФ €вл€ютс€ те и только те их них, дл€ которых системообразующие правила строго рекурсивны. ѕравило €вл€етс€ необходимым и достаточным первичным условием самоорганизации.

5. ѕравило тройки. —истема, содержаща€ три уровн€ метаструктур, €вл€етс€ минимальной структурно полной системой, но она же €вл€етс€ и максимальной структурно полной.

ќтсюда следствие Ц правило двойственной диссипации информации. ѕотер€ информации происходит не только на нижних уровн€х (из-за вс€кого рода шумов на первом, материальном, и втором, сигнальном, уровн€х), но и на верхних уровн€х Ц информации (текста) и представлений (правил поведени€, видовых инстинктов, совокупности Управил предметной областиФ Ц контекста), поскольку структурно полна€ система будет отвергать все УчуждыеФ тексты и контексты вплоть до самой своей смерти (термины УтекстФ и УконтекстФ далее будут еще раскрыватьс€ по мере изложени€ материала).

“акое поведение самоорганизующихс€ систем мы повсеместно и наблюдаем. ¬ животном мире, во взаимосв€зи попул€ции Ц вымирание вида, когда исчерпаны все ресурсы экологической ниши, другой Устепени свободыФ дл€ него просто нет, поскольку вид суть структурно полное образование. “о же и в отношении кризисов науки Ц структурно полна€ предметна€ область сопротивл€етс€ до последнего вздоха.

“о же мы наблюдаем и в отношении социальных систем Ц в этом смысле  .Ѕоулдинг был не прав, не высшего они уровн€, а уровн€ Униже своих составл€ющихФ (по крайней мере, все до сих пор известные социальные системы и общественные институты). ѕолучаетс€, что из элементов Ууровн€ человекаФ всегда возникает система низшего уровн€ Ц это заслуживает отдельного рассмотрени€.

6. ѕравило общесистемной рекурсии. ѕравило структурной рекурсии примен€етс€ и в отношении иерархии метаструктур.

≈сли по какой-то причине (это рассматриваетс€ в гл. 13) в системе произошло УпереполнениеФ третьего уровн€ контекста, но она при этом не разрушилась, то верхний уровень должен реструктурироватьс€ в три уровн€ и все это вместе должно организоватьс€ под управлением гиперструктуры, устроенной по той же схеме. –ассмотрим рис. 12.1.

ѕредварительно напомним: в р€ду ѕЌ—, —Ќ—, ÷Ќ— последн€€ УподобнаФ всей тройке (включа€ саму себ€).

Ќа рис 12.1 »3 Ц Умгновенный снимокФ или Увременной срезФ от »4. Ќо »4 Уфиксированна€ на выходеФ, то есть в Усказанном словеФ Ц это Упачка снимковФ, совокупность значений этого слова как оно может быть пон€то в данном состо€нии среды. ѕоскольку в речи есть Увнутренний контекстФ, он там зафиксирован в качестве Уподразумеваемой ситуации Ц как целогоФ.

chast35.jpg (38191 bytes)

–ис. 12.1.   правилу общесистемной рекурсии.

„то же теперь у нас получилось? ѕолучилось четырехмерное дерево, с четырьм€ сло€ми вверх и восемью элементами в основании Ц так можно изобразить элемент этой гиперструктуры. Ќа плоскости его можно нарисовать в виде двух конусов, сложенных основани€ми. ¬спомним теперь, что две вершины конусов суть два состо€ни€ структуры, две пометки: какой из конусов Упам€тьФ, какой Утекущее состо€ниеФ, два состо€ни€ одного элемента цельной структуры S. —ледовательно, на рис. 12.1 как »4 изображено не что иное, как аксонометрическа€ проекци€ четырехмерного конуса.

ј теперь перейдем к самой главной части моделировани€, вернее Ц Усинтеза абстрактного устройства, воспроизвод€щего действие прототипаФ.

¬се, что сказано выше, касалось устройства только элементов, из которых строитс€ метаструктура. —ами структуры в неЄ уложенные, их инфраструктуры и так далее до структур сигнального{182. «десь и далее. —игнальный уровень Ц это сигналы на выходе периферийной системы (периферической нервной системы у животных и человека или системы предобработки в компьютерных системах управлени€ экспериментом). ѕоскольку хот€ она и €вл€етс€ сама сложной структурой, но в алгоритмах обработки не фигурирует, в крайнем случае учитываетс€ как некоторый коэффициент Ц человек не может анализировать состо€ние первичных рецепторов, не может контролировать прохождение сигнала в периферической системе. “ак что здесь сигнал Ц это то, что на входе в центральный процессор Ц мозг.} уровн€ должны укладыватьс€ в ту же модель и по тому же закону, т.е. весь процесс и/или состо€ние механизма на момент его (процесса) завершени€ примет вид структуры весьма большой, априорно неизвестной размерности.

Ќо коль скоро это происходит Ц в мозге, в рассматриваемой нами здесь модели (или в ее некотором физическом эквиваленте, если такой удастс€ построить), то всЄ (и в модели, и на практике) должно быть уложено в трехмерном материале Ц аппаратном обеспечении. “о есть рассмотренный четырехмерный конус в этом смысле €вл€етс€ и максимально возможной Уэлементной базойФ структур.

ƒействительно, такую структуру (конус) можно представить в пам€ти в виде двух деревьев, соединенных ссылкой по корн€м (причем независимо от высоты деревьев требуетс€ всего одна ссылка). ¬спомним теперь про Ускрученные провода Ц волноводыФ. ¬ динамической пам€ти, устроенной из таких спаренных волноводов, обе половинки четырехмерного конуса могут реализовыватьс€ параллельно во времени и пространстве (в скрученных парах) и запускатьс€ одним импульсом (волновым фронтом).

ƒругие, более УбогатыеФ структуры, например УматрицыФ, т.е. даже не алгебраические матрицы или рел€ционные представлени€, но просто Упакеты элементарных единичных состо€нийФ допускаютс€ только на уровне сигналов (как внешних, так и внутренних), т.е. уровне первичного представлени€, причем независимо от того абстрактна€ это модель или ее кака€-то реализаци€, например, мозг.

≈сли же мы попытаемс€ использовать матрицу (алгебраическую или некоторую другую, имеющую по умолчанию собственную метрику) дл€ представлени€ структур верхнего уровн€ (контекстов), то, очевидно, получим все проблемы св€занные с управлением пам€тью, но даже и не те, которые возникают при расширении рел€ционных баз данных, а гораздо хуже, поскольку придетс€ не просто расшир€ть пары таблиц, но и поддерживать соответствие между двум€ половинками парного представлени€. Ќе трудно представить себе, во что может обойтись такой механизм управлени€ адресацией.

»так, получаетс€ картинка из двух взаимодополн€ющих структур: матрица (как просто пакет элементарных состо€ний) Ц на уровне представлени€, дерево Ц на уровне организации. ѕри этом исходной посылкой €вл€етс€ то, что одна така€ Удействующа€ модельФ уже есть (мозг) и она состоит из трехмерного материала и времени, состо€щего из прошлого и будущего в каждой точке, прин€той за t = t0.

ƒл€ каждого t = t0 необходимо парное представление, прошлое (прошлый опыт, обучение) и наблюдаемое состо€ние, которое целесообразно разместить в некоторых дополн€ющих друг друга аппаратных структурах (например, полушари€х).

Ќо еще раз про скрученные пары. ¬есьма веро€тно, что если дл€ начального формировани€ механизма взаимодополн€ющего представлени€ УестественнееФ использовать различные, но подобные Уаппаратные структурыФ, то после, когда механизм уже сформирован, он может функционировать и в одной аппаратной структуре, использу€ параллельное представление Ув одном и том же элементеФ.

» похоже ситуаци€ имеет место Ц известны случаи, когда человек, лишившийс€ одного полушари€, когда интеллект уже сформировалс€, продолжал продуктивно работать и жить только с одним. ѕримером здесь можно считать Ћуи ѕастера, хот€, как всегда, Уимеютс€ и другие мнени€Ф{183. УЕне существует сознани€ с одним полушариемФ, ё.ћ.Ћотман, ќ природе искусства.}. ѕоэтому и пишем УпохожеФ, а не Уутверждаетс€Ф или УдоказаноФ. “ем не менее, представл€етс€, что УдвухполушарностьФ - решающий фактор дл€ момента (периода) начального становлени€ интеллекта.

¬ любом случае вы€сн€етс€, что Уминимальной аппаратной базой интеллекта €вл€етс€ двухполостной информационный насосФ, состо€щий из четырехуровневого дерева и взаимно однозначно соответствующей ему матрицы (матрицы Ц только в смысле группы Уэлементарных состо€ний). ѕри этом механизм соответстви€ Ц рекурсивный по уровн€м дерева{184. ¬ литературе и чисто прикладной и теоретической часто можно встретить термин Уразмерность массиваФ или Уразмерность представлени€Ф. ¬ нашем случае этого смешени€ пон€тий просто не нужно. –азмерность представлени€ всегда остаетс€ равной трем, растет само дерево, увеличиваетс€ количество уровней.}.

«адача же определени€ числовых параметров этих структур дл€ живого мозга Ц не неразрешимо сложна€, коль скоро структуры известны и объект доступен.

7. ѕравило структурного гиперрезонанса. —истемы, Упережившие благополучно все преобразовани€Ф, те, в которых по некоторой причине произошло формирование виртуального представлени€ »4 и реализаци€ способа оперировани€ с этим представлением, приобретают свойство самодостаточности Цструктурного гиперрезонанса.

–ассмотрим еще раз рисунки (см. рис. 11.1, 12.1), иллюстрирующие правило общесистемной рекурсии, использу€ прин€тую дл€ адресных систем (машин) терминологию. ћгновенное состо€ние (в каждый момент времени) информационной машины (или построенной нами УмоделиФ) задаетс€ совокупностью состо€ний:

»1 Ц состо€ние всех выходов периферической нервной системы Ц лес из трехуровневых деревьев (напомним, что каждый отдельный вход Ц это трехуровневое дерево);

»2 Ц состо€ние выходов стволовой нервной системы представл€етс€ уже как некотора€ временна€ последовательность »1, последовательность накоплени€ внешних сигналов дл€ формировани€ адекватной реакции Ц в общем случае, если это не тривиальна€ реакци€ на уровне »1. “о есть »2 Ц перечисление, последовательность лесов »1 Ц суперлес1;

»3 Ц состо€ние уровн€ Усобственно данныхФ центральной нервной системы, совокупность »2, воспринимаемого на данный момент состо€ни€ и соответствующей структуры, подобранной к данному моменту из Упрошлого опытаФ, т.е. суперлес2;

»4 Ц состо€ние контекстов структур Ц УполовинокФ »3, Увоспринимаемого состо€ни€Ф и Упрошлого опытаФ.

Ќо сама сущность конструкции машины в том, что »4 существует только как динамический процесс, который может быть УостановленФ лишь в абстрактной мысленной модели, в описании процесса. ¬ реальности процесс либо Узаканчиваетс€Ф подбором адекватного решени€ и выдачей соответствующей реакции (на самом деле решени€, которое система считает адекватным, истинность вы€снитс€ на практике), либо запуском нового процесса, попыткой найти Удругое решениеФ, подбором других структур из Упрошлого опытаФ и/или путем получени€ дополнительных данных.

Ќа самом деле процессы никогда не заканчиваютс€, окончание означало бы разрушение системы, она всегда Увынуждена запускатьФ хот€ бы УфоновыйФ процесс. ¬тора€ условность в критерии выбора Управильного или адекватногоФ решени€. ќбъективный внешний критерий, универсальный дл€ любых систем и ситуаций только один: если исчерпаны все доступные ресурсы, все доступные данные (наблюдени€) и отпущенное на решение врем€, то система должна выбрать решение, которое она Усчитает наилучшимФ, в том числе Ц чисто случайно выбрать из n решений одно, если они неразличимы при всей совокупности данных, дабы не зависнуть на проблеме ∆.Ѕуридана.

¬ число этих случайных n выборов мы должны включить и прин€тие УникакогоФ решени€ как один из равноправных исходов. ј в целом получаетс€, что при невозможности выбора проще всего прин€ть последнее решение, эта простота и есть последний критерий оптимизации, не надо заново восстанавливать все предыдущие решени€.

¬ действительности, только это мы и наблюдаем, самый опытный эксперт рано или поздно встретитс€ с задачей, где ему придетс€ все решить чисто случайным выбором. Ќе потому, что он плохой эксперт, но потому, что событи€ внешнего ћира так измен€т среду, что адекватного решени€ не найдетс€, этого решени€ еще не существует в проблемной области.

—ледовательно, »4 можно назвать Умгновенным состо€нием образа структуры суперлес2Ф, мгновенным состо€нием процесса решени€ задачи.

–ассматрива€ работу Умашины как целогоФ, мы должны учитывать весь промежуток времени, начина€ от первого восприн€того состо€ни€ сигнала внешнего мира и до выдачи реакции, т.е. воспри€ти€ целостного образа мира и формировани€ адекватной реакции тоже как целостного образа.

¬ этом смысле структура уровн€ »1 Уцелостна€Ф, на некотором отрезке времени это совокупность лесов, даже если сигналы из внешнего мира не мен€ютс€, то система может сама помен€ть и пороги воспри€ти€ и все уровни контекста, не только Усосредоточить вниманиеФ, но и по Упрошлому опытуФ попытатьс€ пон€ть наблюдаемое в другом контексте. —оответственно возрастает УразмерностьФ{185. –азмерность в смысле эквивалентного адресного представлени€, модели данных в адресной машине. ¬ нашем случае растет не размерность, а количество одновременно запускаемых структур данных и УвысотаФ, УразмерФ виртуальной структуры на уровне »4.} представлени€ »2 и »3.

“аким образом, »4 Уцелостна€Ф существует как процесс рекурсивного перечислени€ образов суперлеса2, рекурсивного в строгом смысле, так как критерий останова не может задаватьс€ априорным условием по Успособу конструировани€Ф машины. ¬с€ структура »4, конструкци€ как целое, только и может существовать как динамический процесс, как виртуальна€ система, посто€нно поддерживающа€ свою внутреннюю сбалансированность потоков структур на всех уровн€х представлени€ от »1 до »4.

ѕри этом существование конструкции определ€етс€ не какой-либо априори заданной программой, но совокупностью правил взаимодействи€ текстов и контекстов.  оммутаци€ элементов обеспечивает лишь самый нижний уровень организации Ц структур Усобственно данныхФ и элементарных программ их обработки Ц Убезусловных рефлексовФ.

—ами правила построени€ машины мы будем рассматривать ниже, здесь же отметим следующее. ƒл€ поддержани€ своего существовани€ правила взаимодействи€ текстов и контекстов должны обеспечивать возможность Уподбора интерпретации данныхФ, свободу перемещени€ корн€ дерева в целостной структуре »1.

Ёто значит, что в целостной »2 должно свободно перемещатьс€ поле корней, т.е. часть корней суперлеса1; в целостной »3 Ц перемещатьс€ деревь€ корней, а, следовательно, осуществл€тьс€ Уподбор друг к другуФ целостных представлений данных.

ѕроцесс существовани€ »4 как целого обеспечиваетс€ свободой перемещени€ целых структур, причем как элементарных типа S, так и любых, сколь угодно больших. ƒвижение структур в »4 обеспечиваетс€ уже не сигнальным обменом, но исключительно правилами - умолчани€ми их конструировани€, то есть правилом общесистемной рекурсии и правилом уничтожени€ всех УлишнихФ порожденных структур{186. Ёто правило Ц умолчание, обеспечивающее саму реализацию конструкции виртуальной информационной машины, дисциплина работы, замен€юща€ собой операционную систему (монитор ресурса). ѕоскольку правило непосредственно к “—— не относ€тс€, подробнее мы рассмотрим его (Управило уничтожени€ лишнегоФ) по ходу анализа конструкции информационной машины.}, если они не подход€т в качестве решени€, а доступные данные, Упрошлый опытФ и их возможные интерпретации (способы совмещени€) уже исчерпаны.

«а счет такого несигнального по определению конструкции{187. ¬сю конструкцию информационной машины мы определили как динамическую систему потоков текстов (первичных данных) и контекстов, только в динамике эта конструкци€ и может существовать. “.е. относительное несигнальное перемещение контекстов в ней присутствует по определению.}, не завис€щего от внешних потоков способа взаимодействи€ контекстов, структуры уровн€ »4 приобретают свои собственные свойства, а именно:

“ака€ система может существовать только как гиперрезонансна€, порождающа€ интерпретации каждого полученного извне знака, слова, дескриптора и т.п. независимо от каких-либо априорных критериев, но до тех пор, пока не будет достигнута Уадекватна€Ф интерпретаци€ с учетом всего УопытаФ системы и текущего максимального контекста (доступного воспри€тию состо€ни€ внешней среды).

ѕара Уобраз-прообразФ, оккупировавша€ структуру, становитс€ абсолютно устойчивой метаструктурной единицей, в пам€ти и обработке это унифицированное описание должно сохран€тьс€ уже как единое целое, которое может Утер€ть подробностиФ в результате потерь при обработке или УприобретатьФ их при получении новых сведений.

ќбраз, при по€влении уточн€ющей информации с нижних уровней, Ураспухает изнутриФ Ц пока не исчерпана инфраструктура, затем делитс€ и по€вл€етс€ нова€ Уверхн€€Ф метаструктура Ц если достаточно Уисходного материалаФ дл€ минимального каркаса.

Ќо благодар€ свойствам »4 возникает следующий эффект. »з-за УособенностейФ входных сигналы, которые бывают двух видов: физические Ц УневидимостьФ, УнеразличимостьФ и логические Ц Уабстракци€Ф, УусловностьФ, Уугол зрени€Ф возникают и структуры не адекватные ничему в окружающем мире. Ѕолее того, ложные логические структуры могут возникнуть и на уровне »2, »3 Ц чисто контекстна€ потер€ (диссипаци€) информации.

Ёто означает, что УложныхФ или УнадуманныхФ, или УдополнительныхФ образов может быть сколь угодно больше, чем адекватных реальному миру. Ѕолее того, даже УбезвредныхФ, не сказывающихс€ на жизнеобеспечении системы (самоидентификации в мире и УправильномФ поведении), тоже сколь угодно (конструктивно) больше Ц их число растет по законам образовани€ трансфинитной последовательности.

—истема в процессе нормального функционировани€ производит информации Унамного больше, чем ей необходимоФ, реализу€ тем самым свойство негэнтропийности, речь идет не о количестве, а о структуризации, о том, что система вынуждено производит не Укакие-нибудьФ потоки структур, как в модел€х псевдостохастических вычислений, но уже в процессе этого производства структур приспосабливает их к динамике окружающего ћира. ѕроизводит не Укак-нибудьФ, а выполн€ет непрерывную попытку пон€ть смысл, структурировать то, что приходит к ней из внешнего ћира.

—ущественно, что негэнтропийность по€вл€етс€ там, где циркулируют потоки структур класса »4, на нижних уровн€х это может быть только Усмертельный всплескФ{188. »менно так здесь правомочно называть то, что в самых различных исследовани€х называют феноменом Увспышки сознани€Ф.} Ц там просто физически нет места, где этот процесс мог бы происходить безопасно дл€ самой системы.

ќтсюда €сен, в частности, механизм Уинформационного взрываФ при развитии как каждой отдельной науки, так и Усуммы технологийФ.

Ќадстройка метаструктуры дл€ новых фактов происходит как четырехмерный Уобъемлющий конусФ, который дл€ создани€ даже минимально устойчивого УкаркасаФ требует информации больше, чем в него вложенный. ≈ще больше необходимо дл€ создани€ Уфункционально-полнойФ в прагматическом смысле оболочки.

Ёкспериментальна€ информаци€ всегда в дефиците, поэтому недостаток восполн€етс€ Уэкстрапол€цией, в процессе которой начинают активно работать Удополнительные образыФ, и, начина€ с некоторого момента, их действие становитс€ превалирующим.

ƒалее ситуаци€ уже всем знакома€. ќбщее количество информации растет по закону Уочень похожемуФ на экспоненту (достаточно хорошо ею аппроксимируетс€) и даже быстрее (это уже много лет назад замечено и измерено) Ц повторные или независимые открыти€, ссылки, интерпретации и т.п. » так до тех пор, пока обща€ картина не придет к противоречию Ц либо €вному, с экспериментом, либо внутреннему, что приводит в свою очередь, к полному пересмотру основ (если достаточно истинных фактов), либо к выделению предметных областей Ц отдельных дисциплин.

ќстаетс€ подчеркнуть:

  1. Ёто процесс неизбежный дл€ развити€ любой технологии или знани€. ѕолностью замкнутые теории возможны лишь в абстрактных науках, во что эта замкнутость обходитс€ и как это происходит уже подсчитано в математике.
  2. Ќикакого Увнутреннего противоречи€Ф в процессе познани€ нет и не может быть. ≈сть законы организации информации. ƒл€ мозга они таковы, какими мы их наблюдаем в истории существовани€ любой теории, любой науки и вообще любой области знани€. ≈сли кто-то найдет или придумает Удругой механизм познани€Ф Ц будут просто другие аппроксимационные оценки (функции, функционалы), суть останетс€.
  3. ¬полне практическую интерпретацию получает вопрос как о минимально необходимой информации дл€ формировани€ проблемной области, так и о лишней информации.

ѕолезно также отметить совпадение структур, которые мы обнаружили как базовые, возникающие в процессе эволюции, со структурами, изобретенными дл€ Учисто функциональных €зыков программировани€Ф (lisp и его потомки).

Ќо здесь, на внешнем уровне, все сходство и заканчиваетс€, т.е. на уровне целое-к-целому. ¬нутри нашей структуры нет ни априорной УперегородкиФ, ни даже Увременно фиксированнойФ между УпрограммойФ и УданнымиФ, как во введенном в исследовани€х по »» фрейме. Ќазовем это структурное образование, похожее на фрейм, пока УфреймомФ (фрейм-с-кавычками) Ц дл€ отличи€ от уже известного варианта.

Ќа нижних ступен€х эволюции УфреймФ представл€ет собой трехуровневое бинарное дерево, но его УначинкаФ и Успособ применени€Ф существенно мен€ютс€.

” насекомых на верхнем уровне нервной системы логическа€ и физическа€ структуры деревьев тождественны, т.е. УфреймФ Ц Учисто процедурныйФ, причем полностью генетически обусловленный. ¬ процессе функционировани€ происходит только Унастройка коэффициентовФ процедуры, а Удолговременна€ пам€тьФ реализуетс€ уже на уровне Уколлективного существаФ.

” простейших позвоночных на уровне центральной нервной системы структура логическа€, здесь требуетс€ определенное обучение на уровне формировани€ Уконкретных программ поведени€Ф.

Ќаконец, у высших указанное дерево работает уже как логическа€ метаструктура, котора€ €вл€етс€ Уэлементом программыФ, либо Уэлементом данныхФ, либо тем и другим вместе. “олько после длительного Упрограммировани€Ф, УотладкиФ и Упроверки на актуальностьФ структура закрепл€етс€ на уровне физических €чеек пам€ти.

»з-за наличи€ в центральной нервной системе двух структурно полных инфрауровней, богатства и многочисленности структур верхнего уровн€, а также возникновени€ ассоциативных св€зей между последними (они ведь наход€тс€ в одном поле пам€ти и имеют полную свободу перемещени€ как контекст третьего уровн€), по€вл€етс€ определенна€ Усвобода волиФ и способность планировать поведение.

” человека Убазова€ метаструктураФ Ц конус становитс€ из Учисто виртуальнойФ Уобъективно актуальнойФ структурой и получает полную свободу перемещени€ внутри пол€ пам€ти независимо от внешних воздействий. «десь уместно говорить уже не о УфреймеФ, как таковом, а об Уобразе фреймаФ, который сам может служить источником дл€ порождени€ как конкретных УфреймовФ, так и Уобразов фреймовФ, Уобобщени€ образа фреймаФ и т.д.

“аким образом, наш УфреймФ оказываетс€ тем Уэлементарным кирпичемФ из которого и строитс€ информаци€ как такова€ Ц вообще люба€ возможна€. ќдновременно этот же кирпич €вл€етс€ и Уэлементарной схемойФ дл€ построени€ информационных систем Ц носителей, то есть аппаратного обеспечени€.

ƒействительно, мы наблюдаем полный набор собственных свойств Ц целостность и Уабсолютную жесткостьФ структуры, ее Уподвижность как целогоФ, набор Управил функционировани€Ф (причем как УвнутреннихФ, так и УвнешнихФ), т.е. набор, зеркально повтор€ющий свойства элементарных частиц из которых устроен физический мир.

“еперь уже, по аналогии с терминами прин€тыми в физике, уместно употребить вместо термина УфреймФ его функциональное название инфокварк. —труктура (четырехмерное четырехуровневое дерево) выступает как аналог кварка, как структурообразующа€ частица любой полной информационной конструкции, то есть содержащей текст (собственно данные) и все уровни контекста, заметим, совершенно независимо ни от размеров этой информационной конструкции, ни от ее интерпретации.

8. ѕравило 0 (УнольФ или Уобщее) Ц метаправило или общее условие открытости. ясно, что все приведенные выше рассуждени€ имеют смысл только дл€ систем открытых Усо всех сторонФ и по всем уровн€м, т.е. систем, наход€щихс€ в некотором адекватном окружении. –ассмотрим этот вопрос.

”ровень насекомых на котором возникает информационное управление - »1. Ќо это последний уровень в УинформационнойФ иерархии систем, на котором допустимо определ€ть управление как цель. Ёто также последний уровень на котором можно говорить о гомеостазисе, то есть ситуации, когда возможно одно-однозначное отображение управлени€ системы в пространстве состо€ний. —ледовательно, улей Ц Умодель идеального гомеостатаФ.

Ќа этом уровне заканчиваетс€ применимость методов классической кибернетической теории управлени€. У∆изненное пространство системыФ, т.е. область допустимых значений параметров в представлении »1 €вл€етс€ компактной и всюду плотной. «десь применим принцип Ѕеллмана Ц кажда€ локально-оптимальна€ траектори€ принадлежит некоторой глобально-оптимальной. ѕри выходе за этот уровень (техническа€ реализаци€ Ц объединение гомеостатов) начинает работать принцип субоптимальности. ¬ естественных услови€х, там, где отсутствует Удоступна€ системеФ формулировка ограничений (единственна€ доступна€ Уиндикаторна€ функци€Ф Ц смерть отдельного индивида или всей попул€ции) это выливаетс€ в необходимость посто€нной избыточной активности.

ƒействительно, поскольку на уровне »2 имеетс€ только одна Уадекватна€Ф или Уобъективна€Ф оценка Ц оценка второй производной пространства состо€ний{189. Ќапомним, что это даже не обобщенна€ производна€ в математическом смысле, можно это назвать Уобобщенна€ производна€ в контексте и вместе с контекстомФ, поскольку только вместе с контекстом она возникает и существует.}, система (или их совокупность) должна посто€нно УощупыватьФ пространство состо€ний уже не столько ради построени€ Уоптимального управлени€Ф, сколько ради Усамосохранени€Ф.

¬ отношении систем уровн€ »2 и выше состо€ние УгомеостазисаФ €вл€етс€ существенно вырожденным Ц УнирванойФ. ¬ общем случае все такие системы €вл€ютс€ гомеокинетическими.

ѕри дальнейшем усложнении системы наблюдаетс€ по€вление все более сложных Увидовых инстинктовФ и целых Укодексов поведени€Ф Ц ограничени€ Увсе дальшеФ отодвигаютс€ от чисто физических и физиологических, по€вл€етс€ многослойна€ система УпривнесенныхФ ограничений.

≈стественно предположить, что это св€зано с трансформацией законов взаимодействи€ систем и здесь действует уже Удополнительный принцип ЅеллманаФ Ц каждое локально-оптимальное управление имеет в качестве гладкого продолжени€ УкатастрофическоеФ. ¬о вс€ком случае, такой или подобный закон наверн€ка должен действовать, начина€ с уровн€ »3.

ћногочисленные €влени€ такого рода, наблюдаемые в сложных системах, например: в программировании Ц неопределимость начальной расстановки семафоров; в формализованных системах Ц кризисы проблемных областей; в экологии Ц катастрофы от пренебрежимо малых или Упрактически не св€занных с €влениемФ причин{190. «десь мы имеем богатейший фактический материал о широко и не очень известных последстви€х орошаемого земледели€, освоени€ целинных земель, производства Укормовых дрожжейФ и тому подобных де€ний.}, по-видимому, имеют общую природу.

¬ нашем исследовании это означает, что при разработке и эксплуатации информационных систем уровн€ выше »1 решающими в поведенческо-целевом смысле станов€тс€ две проблемы.

¬о-первых, должна быть адекватно и €вно сформулирована цель управлени€. ‘ормулировка управлени€ или оптимизации как самоцели Ц недопустима, поскольку ведет к вырождению системы управл€ющий Ц управл€емый, к самозамыканию системы{191. —ам по себе очень интересный факт. ќткрытую систему адекватно можно наблюдать только изнутри. Ќе препарировать и забратьс€ внутрь, а усвоить ее внутренний и внешний контекст, Упоставить себ€ на ее местоФ. —тав на место “ворца, пожелав управл€ть всем УснаружиФ, получаем самозамкнутую систему. “акое можно сотворить даже с абстрактными системами, например, с логикой Ц см. Ѕ.–ассела.}. „ем выше уровень организации объекта, тем более катастрофическими будут последстви€.

¬о-вторых, необходима разработка адекватной системы ограничений на поведение системы в целом дл€ достижени€ сформулированной цели управлени€ (€вное ограничение Уэгоизма системыФ) и соответствующие механизмы, реализующие их непреодолимое системой отслеживание и соблюдение.

»так, что же, исход€ из сказанного, означает Уадекватное окружениеФ?

¬о-первых, адекватную оценку пространства состо€ний система может получить только из активного взаимодействи€ со средой, а значит, неизбежны выходы за ограничени€, в том числе и смертельные дл€ экземпл€ра. «начит необходимо наличие множества экземпл€ров.

¬о-вторых (здесь мы вынуждены сослатьс€ на дальнейшее), неизбежность смерти экземпл€ра, индивидуума предопределена не только физической смертью, но фундаментальным свойством самоорганизующихс€ структур, таков финал развити€ любой конечной структуры.

¬-третьих, начина€ с некоторого уровн€ сложности системы, организаци€ ее внутренней структуры, достижение внутренней балансировки потоков (об этом далее, в гл. 13) возможно только в услови€х наличи€ внешних информационных потоков соответствующего уровн€ организации Ц здесь мы просто напомним УробинзоновФ и УмауглиФ. ¬прочем, не исключено, что Уэффект робинзонаФ (т.е. выпадение из своего класса сложности и деградаци€) имеет место и дл€ приматов, дельфинов и т.д., однако Угде проходит эта границаФ дл€ нас абсолютно несущественно, важно то, что она есть.

—казанное означает в совокупности, что возникновение и существование, самоорганизаци€, саморазвитие информационных систем возможно только при наличии попул€ции. ¬полне логично высказать положение, что об€зательно наличие иерархий взаимосв€занных попул€ций разного уровн€, что повсеместно мы и наблюдаем в ѕрироде. ќднако это обобщение дл€ данного конкретного момента уже излишнее, важно то, что вне попул€ций исчезают сами предметы обсуждени€, феномены, св€занные с самоорганизацией и более сложными этапами развити€.

ќстаетс€ только вопрос о УнежитиФ, информационных системах, способных существовать длительное врем€, совершенно не нужда€сь в окружении себе подобных. ясно, что это должны быть системы виртуальные, не завис€щие от существовани€ конкретного носител€ (был бы какой-нибудь).   таковым мы должны отнести все догматы ¬еры (существенно, не саму ¬еру, как феномен, это вне данного текста, а догматические учени€, довлеющие над странами и народами), фундаменталистские учени€, не завис€щие от реальности, включа€ наиболее изощренное из них Ц диамат. ќднако заметим, что и в этом случае активно такие системы существуют при наличии активного носител€, либо с ними происходит то же, что и с религией и письменностью инков Ц мы можем рассматривать их религию только как нечто УпривнесенноеФ, а о письменности знаем только, что она есть, без вс€кой надежды ее пон€ть.

ѕравило 7, то есть эффект многократного отражени€ во Увнутреннем зеркалеФ работает как дополнение к правилу 0 Ц человек в Уабсолютно черном €щикеФ претерпевает полный распад личности задолго до полного исчерпани€ энергетических ресурсов.

ћожно утверждать, что и любой системы высокого уровн€ это касаетс€ в той же степени. ¬ соответствии с изложенными выше правилами в таких услови€х будут порождатьс€ (Увнутренними шумамиФ) только структуры изоморфные тому, что уже было в системе, и по законам диссипации система Уобгрызет себ€ изнутри до голого скелетаФ. »звестно, например, что робинзоны и узники каменных мешков достаточно быстро деградировали до животного уровн€.

— другой стороны, УмауглиФ так и не удалось вытащить на человеческий уровень Ц похоже систему загрузки операционных оболочек высокого уровн€ не задействованную до определенного момента Унамертво заклиниваетФ (происходит самозамыкание структуры).

—обачке от сенсорной голодовки тоже, конечно, хорошо не сделаетс€, однако это будет относительно не так быстро и не так катастрофически Ц у нее ведь верхний уровень Узар€жен всем, что нужноФ.

ƒругое дело Ц человек. »з-за наличи€ эффекта суперрезонанса (внутреннего зеркала) процесс разрушени€ интеллекта происходит по типу взрыва.  роме того, возможно Ув цел€х оптимизации общей структурыФ, какие-то жизненно важные структуры оказываютс€ Увытащенными на верхние уровниФ. Ќаконец, Уобглоданный до скелетаФ этот уровень метаструктур Упродолжает командоватьФ, вот только чем и как он уже и Узнать не хочетФ, да и ничего вовсе уже нет, кроме его собственного скелета.

„тобы полностью завершить картину отметим: там, где круг замкнулс€, там он и размыкаетс€. ¬ системе по€вл€етс€ свойство порождать потоки информации ѕвых >> ѕвх, т.е. Усвойство творчестваФ, УнегэнтропийностиФ, причем свойство не обусловленное необходимостью поддержани€ своего существовани€ ни на каком уровне Ц от энергетики до организации общени€ с себе подобными. Ќо это уже очень друга€ истори€ Ц что же получитс€ когда система Уоткрываетс€ вверхФ?

12.3. Ќекоторые следстви€ и перспективы

»так, в результате моделировани€ (синтеза имитирующей структуры) мы получили некоторую УсуперструктуруФ, по определению (по способу ее построени€) пригодную дл€ размещени€ в ней любых Умоделей данныхФ в самом широком смысле. ¬ пострел€ционном подходе потребовалась бы модель данных произвольной и очень большой размерности и соответствующа€ модель распределени€ пам€ти. CacheТ-технологи€ или qWord потребовали бы отдельных структур дл€ реализации многомерной модели данных и механизма управлени€ этой моделью Ц механизма навигации.

¬ нашем же случае и модели данных произвольной размерности, и механизмы их интерпретации и представлени€ (внешнего отображени€) упаковываютс€ в единую структуру, в два трехмерных конуса сложенных основани€ми, причем независимо от конкретных размерностей моделей данных, просто в силу внутреннего самоподоби€ от базовой У€чейкиФ, структуры инфокварка до общей топологии.

ќдна УполовинкаФ структуры Ц Уто, что видноФ (материальный конус), друга€ Ц Уто, что известноФ (информационный). –аздел половинок, т.е. Уместо контактов встречных деревьевФ суть состо€ние воспринимаемой картины мира на момент t = t0, т.е. Увнутреннее зеркалоФ.

Ќо в целом, в динамике, а, как мы уже условились в постановке задачи, что рассмотрение без динамики бессмысленно, УзеркалоФ Ц некоторое виртуальное пространство, которое, также должно иметь некоторое внутреннее устройство, хот€ бы на уровне топологии и псевдометрики. ќ псевдометрике здесь говоритс€ потому, что зеркало это только часть процесса построени€ той метрики, в которой система видит себ€, некотора€ совокупность интервальных шкал, порождаема€ W грамматикой.

ћинимальным элементом структуры, пригодной дл€ решени€ задачи создани€ интеллекта, €вл€етс€ четырехмерный конус (дерево 1-2-4-8). Ќо это и максимальна€ структура, котора€ укладываетс€ по тому же закону в трехмерную аппаратуру Ц в виде встречных деревьев.

≈сли же мы попытаемс€ ввести в три измерени€ нечто более сложное Ц неизбежно по€в€тс€ дополнительные проблемы, а значит и специальные средства дл€ их решени€, а дальше все это начнет размножатьс€ лавинообразно.

“ут же придетс€ решить некоторые проблемы, математиками уже сформулированные, например, дл€ начала дл€ плоских сетей, причем, если не рекурсивным, то хот€ бы единообразным способом, чтобы избежать лавинного роста затрат. Ќапомним только, что и дл€ решени€ проблемы переполнени€ таблиц ничего кроме их (таблиц) перечислени€ (т.е. того же дерева) пока не придумали и вр€д ли что-либо удастс€ изобрести.

≈сли говорить о фактическом устройстве УаппаратурыФ в естественных системах, то оп€ть же представл€етс€ наиболее веро€тным использование в них уже упом€нутых выше шестиугольных структур. “акие структуры обладают целым р€дом полезных и интересных свойств:

„то касаетс€ наших инструментально-топологических проблем, то здесь ситуаци€ представл€етс€ в следующем разрезе.

ƒл€ систем информационного типа, то есть Упроблемных областейФ с достаточно хорошо известной динамикой (скоростью УростаФ) объемов и структур уровней, целесообразно использовать Унаиболее естественныеФ дл€ внешнего представлени€ структуры (списки, страницы, таблицы, в том числе и Ураскрываемые внутрьФ, таблицы отношений и т.п.) Ц все определ€етс€, в основном, компактностью и надежностью механизмов.

¬ качестве механизма межуровневой организации, а также дл€ систем с плохо прогнозируемой динамикой €вно предпочтительнее использовать механизм типа Упомеченных деревьевФ. ќн Удостаточно удобенФ дл€ архитектур обычных компьютеров.

ƒл€ систем с высокой динамикой, а также в случа€х, когда можно ожидать про€влени€ Уэффекта структурного резонансаФ, придетс€ пойти на затраты по разработке строго рекурсивного механизма (может быть двух Ц дл€ внутриуровневой и межуровневой организации, но имеющих взаимно-однозначное отображение структур, высокое быстродействие и абсолютную надежность этого отображени€). “акже придетс€ предусмотреть затраты на разработку механизмов, обеспечивающих по€вление и использование Уструктурного резонансаФ, в том числе и затраты на избыточность по пам€ти, скорее всего, очень немалые. »наче же необходимо согласитьс€ на сужение класса приложений системы и свести ее к некоторой ограниченной области (или совокупности таковых).

ѕриведем несколько замечаний относительно УпсевдоинтеллектуальныхФ систем, снабженных некоторым уровнем УгиперконтекстаФ, то есть тех, которые выше названы ћЅ«.

¬о-первых, обратим внимание на то, что таковые по€в€тс€ в обозримом будущем как компактные системы, но не как развитие сетей. ¬ Усетевом вариантеФ нарушаетс€ условие Уструктурной компактностиФ верхнего уровн€ и все вырождаетс€ в набор систем предыдущего типа, пусть и соединенных каким-то очень сложным Уавтоматизированным справочникомФ.

¬о-вторых, неизбежно по€витс€ следующее:

Ќо тогда, неизбежно и достаточно скоро наступит момент распада гиперуровн€.

ѕредположим мы предусмотрели внутри системы Умодуль самосохранени€Ф и она не распадетс€, гиперуровень удастс€ удержать от деструкции, и система будет выдавать ответы.  ак отличить УтакиеФ ответы от УэтакихФ, УправильныеФ от УнеправильныхФ Ц это предмет отдельного рассмотрени€, неразрывно св€занного с проблемами контекстного анализа, проблемами вы€снени€ предельных возможностей информационных систем и другими аналогичными вопросами.

ќстаетс€ добавить к этому набору правила, командующие процессами разрушени€ систем.

Ётот вопрос интересен по многим причинам. ¬ частности, наиболее дорогосто€щее и ценное, что есть в компьютерных системах Ц базы данных до сих пор все еще Урегул€рно помираютФ и их приходитс€ возрождать буквально в рукопашную, а то и вообще создавать новые.

ќднако, несмотр€ на все непри€тности и материальные затраты, несмотр€ на то, что техногенные системы все еще самые простые, ничего существенного (кроме самого факта распада) о Узакономерност€х самораспадаФ мы пока так и не обнаружили.

√лавна€ причина здесь в том, что даже сама€ Устрого формально спроектированна€ и строго эксплуатируема€Ф база все равно существует реально как открыта€ система, которую разработчик принудительно считает замкнутой. ј это значит, что практически всегда и везде процессы саморазрушени€ и взаиморазрушени€ настолько плотно взаимосв€заны, буквально втиснуты внутрь друг друга, что разделить их практически невозможно.

“ем интереснее пронаблюдать как правила распада почти самоочевидно про€вл€ют себ€ в наиболее сложных, например, социальных системах, где буквально все зыбко текуче, плохо наблюдаемо{192. Ќаблюдать Ц это не только видеть (в пределах возможностей €зыка описани€), но и оценивать, а оценок всегда больше, чем самих наблюдателей. —оциометри€ и вовсе игра в наперстки.}.

12.4. ќ деструкции систем

ƒеструкци€ Ц разрушение нормальной структуры.
—оветский энциклопедический словарь

— тех пор, как по€вилось производство, по€вилась и необходимость им управл€ть Ц то есть структура Укомандующа€ материальными потокамиФ должна иметь не менее двух уровней метаструктуры (иначе и управлени€ нет). Ќапример, в самом примитивном земледелии Ц свод правил и примет и соответствующие им носители Ц Утот, кто знает (помнит)Ф, Утот, кто умеетФ и Уминимальна€ команда исполнителейФ.

— другой стороны, государство есть полна€ и стабильна€ система управлени€ законом. «акон есть система, построенна€ на базе константных пон€тий и правил, т.е. хот€ и записанных на естественном €зыке, но представл€ющих собой контекстно-свободный €зык по определению, иначе какой же это закон?

“о есть закон (полный) Ц это структурно полна€ система. ≈сли это работающий закон, то и государство работающа€ система. ¬ такой системе дл€ каждого метауровн€ должен быть свой носитель, структурно соответствующий ему. ≈сли все хорошо, то полна€ система будет функционировать как информационна€ (т.е. уровн€ животного). ƒругое дело, если по той или иной причине уничтожаетс€ какой-либо слой этого носител€: что толку, что закон лежит на полке Ц исполн€ть его нечем.

ѕричем структурный слой Ц не то что можно выделить по какому-либо параметру (количеству денег, должности, образованию Ц это всего лишь разметка, расстановка по иерархии), но то, что возникает из иерархии при определенных услови€х в процессе функционировани€ системы, но может и разрушитьс€ или не возникнуть при других услови€х.

ѕри разрушении одного из таких слоев (Удостаточно надолгоФ) происходит структурный распад системы. »з стремлени€ к самосохранению (производством необходимо управл€ть) Увсе, что осталосьФ структурируетс€ в наиболее устойчивые пирамидальные структуры.

“ак было:

“о же происходит и в современной –оссии Ц законы структурной (рыночной) экономики вроде есть, но управление остаетс€ пирамидальным и даже те структуры, которые были по ходу дела вынуждены прин€ть рыночный вид, постепенно, но быстро Увсасываютс€Ф в общую пирамидальную структуру и сами соответственно измен€ютс€.

ћожно с уверенностью сказать (и это уже давно говор€т, правда исход€ совсем не из законов информационной науки, а из здравого разума, прив€зываемого к экономическим и социальным изыскани€м), что так будет и дальше, до тех пор, пока не будет создано условий дл€ возникновени€ среднего класса как структуры.

≈сть и внешне противоположные, но на самом деле не противоречащие, а скорее подтверждающие сказанное примеры, рассмотрение которых выходит за рамки наших исследований.

Ќасколько мощным €вл€етс€ давление структуры (пирамиды) видно хот€ бы из факта создани€ закрытых производств (УшарашекФ), целых государств в государстве. Ѕудучи пов€занными не только материальными потоками, но и потоками общегосударственного управлени€, они реструктуризировались бы в ту же примитивную модель и вр€д ли смогли бы обеспечить создание танков и самолетов, не говор€ уже о бомбе{193. —уть не только и даже не столько в том, чтобы собрать коллектив и заставить его работать вне трудового законодательства, сколько в том, чтобы оградить сложную структуру управлени€ сложными проектами от давлени€ примитивной структуры государственного управлени€. ќградить, конечно, не только проволокой. Ќакладные с красной полосой Ц вне вс€кой очереди, как тогда говорили: Увпереди паровозаФ, и другие аналогичные про€влени€ Ц вот реальные факты такого ограждени€, не только от примитивного управлени€, но и от непри€тностей, им порождаемых Ц дефицитов и прочих его УособенностейФ. ¬ целом, один из замечательных прототипов идеи виртуальной реальности, без вс€ких компьютеров, но с сохранением совсем не виртуальных особенностей жизни заключенных.}. ¬спомним китайский чугун из Удомны за кур€тникомФ.

ƒальнейша€ истори€ пирамидальных структур известна, поскольку их функционирование подчин€етс€ алгебраической модели Упаразит-кормилецФ. “ака€ структура стабильных состо€ний не имеет, но может существовать лишь в режиме экспансии, а по исчерпании ресурса переходит в режим распада.

≈сли же достигаетс€ соотношение ѕ/ =1/1, так называема€ главна€ точка бифуркации, то развал происходит лавинно до уровн€, описываемого известными уравнени€ми ¬.¬ольтерра, то есть до стадного.

„то происходит при попытке Уулучшени€Ф системы путем надстройки гиперуровн€ уже достаточно €сно. “ак что люба€ сложна€ система, например, УхорошееФ государство Ц это Усущество со своими проблемамиФ и обращатьс€ с ней надобно соответственно Ц осторожно и ласково, не то она Ув чудище перекинетс€ и сожрет все и вс€Ф. ¬прочем, это еще с античных времен известно. ј мы этот раздел будем считать не только введением в Управила “——-производныеФ, но и в гл. 16, иллюстрирующую одну из особенностей архитектуры открытых систем.

12.5. ѕравила “—— Ц производные

¬се выше сказанное €вл€етс€ хорошей иллюстрацией дл€ следующих правил У“—— Ц производныхФ.

ѕравило структурного распада.

≈сли в результате изменени€ условий функционировани€ разрушаетс€ структура одного из метауровней (в информационном смысле или в смысле носител€), то происходит реструктуризаци€ к устойчивой структуре более низкого уровн€ организации.

ѕравила ступеньки.

1. ќптимальной устойчивой структурой сообщества свободно взаимодействующих систем €вл€етс€ система уровн€ сложности на единицу ниже образующих.

2. ѕри достаточно жестком ограничении взаимодействи€ может быть запущен механизм структурного распада, вплоть до примитивного одноуровневого сигнального взаимодействи€, а при Уподход€щихФ услови€х мы имеем закон физической энтропии.

ѕравила ступеньки могут про€вл€тьс€ в зависимости от ситуации и по-другому.

Ќа некотором уровне развити€ системы по€вл€етс€ структурно-полный уровень представлени€, который занимает отдельное аппаратное пространство (в живом Ц выдел€етс€ периферическа€ нервна€ система как целостное функциональное образование). ¬ыходные сигналы этого уровн€ имеют два представлени€ (в нем самом и следующем) и эти представлени€ существенно разные. »дентификаци€ состо€ни€ метаструктуры только по некоторому ограниченному входному набору становитс€ невозможной. Ќеобходимо УвидетьФ не только Умалую шкалуФ, но и Укусок большойФ, чтобы идентификацию можно было считать однозначной.

Ќазовем это правилом нониуса. Ёто тот уровень, где по€вл€етс€ контекстна€ зависимость как феномен. “о есть €зык внутренних представлений у всех (от »—” до живых организмов) имеющих функционально-полную периферическую систему по существу контекстно-зависимый. “ам же, где по€вл€етс€ передача сигнала через внешнюю среду правило нониуса работает как правило ступеньки.

Ќекоторое количество систем определенной структуры уровн€ выше, чем »2, общающихс€ через внешний обмен сигналами, составл€ют систему со структурой Уна одну ступеньку нижеФ, а не суперструктуру, не УсуперсуществоФ. —ам уровень »2 Ц это и есть предельный случай УсуперсуществаФ, коллективного сознани€, но он реализуетс€ только в весьма жестких рамках структурной организации (типа уль€).

¬ этом смысле сеть равноценных компьютеров никогда не станет УумнееФ отдельного компьютера, подключенного к ней. Ѕольше Ц да. Ќо только по количеству информации, а не УинтегрированномуФ взаимодействию с ней. ≈сли у рыб могут быть ситуации, когда Уста€ умнееФ, то у приматов Ц никогда, кроме некоторых исключительных или специально построенных случаев Ц т.е. множества ситуаций нулевой меры. „ем выше уровень организации особи Ц тем выше ступенька. » это относитс€ вообще ко всем организованным системам.

ќбратим теперь внимание на следующее обсто€тельство.

ƒл€ самоорганизации как процесса, требуетс€ целостна€ совокупность, набор совместно действующих правил. ƒеструкцией командует всего одно правило, правила ступеньки по существу лишь его уточнение. —амо же правило структурного распада действует через вполне определенный механизм Ц построение пирамидального управлени€.

¬ сущности, здесь происходит следующее: топологи€ иерархии данных не€вно (впрочем, иногда и €вно) объ€вл€етс€ метрикой и эта метрика нав€зываетс€ самому управлению. ѕолучаетс€ худша€ из возможных подмен: топологии, взаиморасположению данных присваиваетс€ семантика, управление объ€вл€етс€ Уимеющим смысл само по себеФ, Ууправление как самоцель ради управлени€Ф. «аметим, что Уобъ€влениеФ производитс€ в смысле, определ€емом в системах программировани€, часто это происходит даже не по воле разработчика системы, но автоматически, без его ведома, просто потому, что так спроектирована система Ц это рассматриваетс€ ниже.

‘актически, в предыдущих част€х, предвар€€ сказанное, мы пытались показать как и почему без четкого и €вного отделени€ семантики (интерпретации модели) от организации (интерпретации) данных невозможно построить жизнеспособную, тем более Уразвивающуюс€Ф информационную систему. Ќо техногенные информационные системы все еще достаточно тривиальны и требуетс€ весьма высока€ квалификаци€, в том числе и в смысле практической работы с программными системами, чтобы наблюдать эти €влени€ и тем более с ними боротьс€, чтобы не построить Усаморазрушающуюс€Ф систему (а таких пока, увы, большинство из эксплуатируемых){194. ¬ конце книги (приложение I) предлагаетс€ краткий обзор Успособов самодеструкцииФ программных систем Ц Уќбща€ демонологи€Ф. Ќадеемс€, что специалисты оцен€т юмор, а возможно и извлекут из этого какую-то практическую пользу.}.

ј в системах действительно высокой сложности, например социальных, закон пирамиды вообще превращаетс€ в отдельный самосто€тельный феномен (см. гл. 16).

ѕомимо рассмотренных выше способов деструкции, когда разрушение системы происходит путем перехода к структурам более низкого уровн€ организации, может происходить и деструкци€ катастрофическа€, распад структуры по всем уровн€м сразу, либо самозамыкание системы в жесткую структуру. “акого рода процессы выдел€ютс€ по двум параметрам. ¬о-первых, необратимость, невозможность повернуть процесс назад или к какой-то управл€емой последовательности структурных преобразований. ¬о-вторых, по временному параметру, Уначальна€ командаФ на разрушение по всем уровн€м сразу (либо на Узамыкание структурного €щикаФ) передаетс€ быстрее, чем за один цикл управлени€ и уже не может быть УотмененаФ.

ќдин из примеров такого свойства мы уже упоминали Ц распад личности человека в услови€х абсолютного сенсорного голода в черном €щике. ѕримеры самозамыкани€ можно наблюдать, когда система представл€ет собой фундаментальную теорию, то она становитс€ виртуальной, Ууходит за пределы реальностиФ.

“акое произошло с космогонией ѕтолеме€. ¬опреки существующему мнению, кризис был Учисто структурнымФ, совпадение с наблюдени€ми, с экспериментами было совсем ни причем, даже наоборот, ѕтолемееву модель использовали дл€ расчета навигационных таблиц более ста лет после признани€ гелиоцентрической модели, даже после открыти€ законов  еплера, поскольку точность расчетов получалась выше.

≈ще один тип катастроф наблюдаетс€, когда информационна€ система используетс€ дл€ управлени€ физическими процессами и наступает утрата адекватности критериев реальным физическим процессам.  лассические примеры Ц крах Уэкономики мыльных пузырейФ, наблюдавшийс€ в √олландии Утюльпановый кризисФ или недавние потр€сени€ в экономике юго-восточной јзии.

ќбщим дл€ всех этих примеров, а также множества других, типа крушений сатрапий и тоталитарных режимов, €вл€етс€ то, что в результате неадекватности информационных критериев или исходных аксиом происходит Уотрыв информационной компоненты системы от ее физической сущностиФ. ƒалее система разваливаетс€ сразу и по всем уровн€м, либо самозамыкаетс€, становитс€ Учисто виртуальнойФ.

ѕо-видимому, здесь имеет место некоторый всеобщий закон, касающийс€ всех без исключени€ конечных негэнтропийных систем. Ќекоторые аспекты действи€ этого закона Уинформационной энтропииФ мы рассмотрим в разных аспектах в следующих разделах, здесь же обратим внимание на следующее.

„исто физическа€ негэнтропи€ существует лишь в виде абстракции Ц демона ћаксвелла, информационна€ энтропи€ напротив про€вл€етс€ как фундаментальный закон. ѕоэтому мы не будем помещать его в р€д правил “—— как закон Уболее высокого рангаФ, управл€ющий устойчивостью Ућира-как-целогоФ, как закон непрерывности св€зи физического и информационного ћиров.

12.6. ѕредварительное обсуждение результатов

12.6.1. ѕравила конструировани€ открытых систем

„то же мы получили Ц систему своеобразных аксиом? Ќекоторое феноменологическое описание систем? » как этим пользоватьс€? ћы получили в точности и буквально то, что искали Ц правила конструировани€ открытых систем, причем общие, не завис€щие от материала, компонентов, способов конструировани€, включа€ в последние и все варианты эволюции.

—овершенно €сно, что использовать эти правила как шаги или блоки некоторого алгоритма конструировани€ не получитс€ просто по сути открытости конструируемых систем. »з всего УпривычногоФ, правила более всего похожи на предуслови€ и послеуслови€ структурного программировани€.

ƒействительно:

ќднако и здесь только сходство Ц структурный алгоритм из них (правил) тоже не построить. » нельз€, и не надо! —ам процесс конструировани€ по существу неотделим от процесса существовани€, жизненного цикла системы. » конструирование это по сути своей не алгоритм в процедурном смысле, но процесс подгонки, согласовани€ объектов.

„тобы осуществить конструирование надо задать описани€ объектов и правила их функционировани€. „тобы перейти к уровню процедур, то есть шагов конструировани€, надо задать значени€, причем значени€ в обобщенном смысле, т.е. включа€ диапазоны, условные значени€, подстановки и т.п.

» только осуществив вышеуказанные манипул€ции, мы выходим на уровень работы с конкретными данными, на обработку текущего состо€ни€ потока данных. ј ведь мы все это уже встречали Ц в предыдущих главах, конкретно Ц в конструкции qWord. “аким образом, мы можем сделать р€д важных выводов, а именно вы€снить, наконец, вид общей теории открытых систем и установить допустимый уровень формализации этой теории.

ѕервое. јдекватным €зыком описани€ и конструировани€ открытых систем €вл€етс€ €зык порождающих объектных W-грамматик{195. ≈динственный способ описани€ открытых систем, это их создание, порождение. ¬инер и  олмогоров об этом предупреждали, но из соображений скорее общефилософских. «десь мы это не постулировали, но вывели логически из природных феноменов.}. ѕри этом объект надо понимать в расширительном смысле, как динамический, способный Ураскрыватьс€Ф, то есть измен€ть свою структуру не только Упо воле конструктора или системыФ, но и Усам по себеФ. ѕравила “—— Ц это универсальный набор гиперправил такой W-грамматики.  роме того, это и правила подключени€ метаправил и глобальные ограничени€. «аметим, правила вообще любой возможной, то есть способной функционировать W-грамматики.

»наче говор€, “—— это и есть наиболее обща€ формулировка теории открытых систем в Умаксимально допустимой степени формализацииФ. “от самый кодекс √енерального  онструктора, согласно которому создаютс€ и функционируют все объекты, имеющие свойства Увнутренней организацииФ, УсамоорганизацииФ, Уразвити€Ф и так далее, включа€ и всю У¬селенную-как-целоеФ.

— другой стороны с помощью одной только “—— ничего сконструировать нельз€ Ц по определению самой же “——; дл€ этого надо присоединить дополнительные аксиомы и правила Ц Увторую половину грамматикиФ. Ёто означает, что общей теории систем как единого логического формализма, того, что традиционно считаетс€ Устрогой формально-аксиоматической теориейФ просто не существует. Ќе будем вдаватьс€ в терминологическую полемику Ц оставим Увсе как естьФ, а за “—— Ц ее собственное, отдельное название.

¬торое. Ќам удалось установить вид Уединицы информацииФ. ≈сли бит €вл€етс€ единицей Употока данныхФ, или простейшего Увида информацииФ »1, то дл€ каждого Уболее высоко организованного вида информацииФ »2, »3, УединицейФ надо считать минимальное (наименьшее, достаточное дл€ построени€ самоподобной структуры) бинарное дерево.

ƒл€ »4 это уже Упарный конусФ или инфокварк. Ёто максимальна€ структура, котора€ может быть Ууложена в 3-х мерную пам€тьФ, то есть в реальное физическое УживоеФ или УнеживоеФ устройство. —казанное вовсе не означает, что в пам€ти нельз€ моделировать более сложные структуры, но затраты на механизм моделировани€ неизбежно будут расти быстрее, чем по экспоненте и, кроме того, вс€ конструкци€ неизбежно развалитс€ от одного единственного сбо€, однократной потери одного бита.

≈динственный способ избежать этой непри€тности Ц строить все сложные модели из УконусовФ, организу€ их по закону того же конуса и не использовать более сложные структуры. ѕоэтому мы и именовали первичный конус инфокварком.

“ретье. Ћюба€ высокоорганизованна€ система класса »4 неизбежно должна иметь топологию организации пам€ти указанного выше вида независимо от способа конструировани€. »наче она просто нежизнеспособна, а про эволюцию уже и говорить не приходитс€.

¬спомним теперь, что грамматика Ц это инструмент, пригодный не только дл€ синтеза, но и дл€ анализа, собственно поэтому мы с полным правом можем называть “—— теорией.

„етвертое. ≈сли мы изучаем или конструируем систему, имеющую свойства самоорганизации, развити€, интеллекта, то использование каких-либо структур данных, кроме топологических, недопустимо. Ћюбые более сложные структуры возникают и существуют только как модели, интерпретируемые в процессе взаимодействи€ системы с окружением.

¬ определенном смысле, структуры Уболее чем топологическиеФ могут существовать только как процесс интерпретации. ¬ противном случае, при Ужестком закрепленииФ за структурами каких-либо метрических свойств, происходит либо самозамыкание системы в жесткую структуру Укогерентную самой себеФ, неспособную к развитию, либо деструкци€, распад системы на Уменее чем слабо св€занныеФ составл€ющие, на группы элементов, уже не подчин€ющихс€ никакой общей структуре.

12.6.2. ƒеструкци€ при метризации данных

Ќеобходимо еще раз по€снить, почему и как неизбежна деструкци€ при УметризацииФ данных. Ёту метризацию пытались и пытаютс€ делать практически все исследователи открытых систем.

“олпы активно желающих быть обманутыми непрестанно множатс€, попыткам построить если не универсальное, то наиболее правильное представление, модель информационного объекта, пространственную модель данных со всеми их закономерност€ми Ц несть числа (и похоже, не будет!).

—корее всего, проблема Уне столько в самой проблемеФ, сколько в психологии.  ак мы уже говорили выше, специалисты по теории управлени€ Уи сами все знаютФ, программисты-практики, создающие и сопровождающие информационные системы тоже сами знают Ц Унадо просто подправить модель данных и реструктуризировать ЅƒФ своими собственными руками, а еще лучше Ц чем-нибудь адаптивно-алгоритмическим. » назвать все это системой, основанной на знани€х (вот так, сразу во множественном числе!) или интеллектуальной (см. часть I).

  сожалению, сам факт обсуждени€ сомнительности Уметризации структуры данныхФ или тезис об изначальном отсутствии таковой в ѕрироде и возможности не более чем подбора взаимного расположени€ объектов дл€ получени€ правдоподобных выводов на ограниченном числе реализаций, скорее всего, вызовет непри€тие у большинства практиков, делающих на этой метризации то, что наукой назвать нельз€, но только карьерой Ц дескать, очередной фокус теоретиков, не мешайте работать, давайте лучше сами научитесь делать что-нибудь полезное.

ћежду тем, все так оно и есть в самом строгом смысле Ц присвоение некоторой метрики, пон€ти€ рассто€ни€, а то и нормы тому, что по определению не может иметь этих свойств, да еще с последующим анализом и вы€влением законов и закономерностей. Ќо свободно измышленный способ метризации в машине дополнительно может преобразоватьс€ в нечто удивительное.

«десь мы вынуждены напомнить, что подавл€ющее большинство даже квалифицированных программистов и управленцев имеют весьма относительное представление и о физической архитектуре компьютеров, и об архитектуре операционных оболочек, с которыми они работают. ƒаже больше того, вр€д ли многие специалисты по базам данных хорошо представл€ют себе, как работает их система Уот текста до выполнени€Ф.

ј суть проблемы заключаетс€ в трех вещах:

¬заимодействуют-то в реалии не две концепции, а множество механизмов их реализации, вспомогательных, а то и вовсе посторонних. ƒобавим к этому, что парадигм моделей данных и их реализаций достаточно много. ¬спомним, что одна часть работающих с этой кухней убеждена, что надо просто Управильно создавать и сопровождатьФ модели данных, друга€ часть надеетс€ изобрести Уобщую модельФ, возможны и другие аналогичные по перспективам надежды.

ј теперь вспомним, Уоткуда вз€лс€Ф адрес Ц в УбезадреснойФ машине “ьюринга надо многократно гон€ть ленту взад-вперед от самой первой €чейки до последней.

јдрес €вл€етс€ именем, а не просто номером €чейки, в которой хранитс€ значение. ѕусть в некоторой программе описан массив ј[100,100], тогда при обращении к массиву из подпрограммы, работающей с матрицами элементы ј[n,n], n ? 100 имеют смысл (семантику) диагональных элементов, т.е. свою внутреннюю интерпретацию, весь массив имеет интерпретацию как матрица (т.е. получает метрику матричного пространства).

¬о многих стандартных программах (и не только матричных) напр€мую используетс€ значение рассто€ни€ между элементами{196. “о, что механизм кэша может УразбросатьФ элементы в физической пам€ти здесь как раз не существенно, он же и возвращает их на свое место в модели данных.}. ¬ажно только следить (и при написании и при исполнении программы) за правильным использованием назначенной и текущей (внутри вложенной программы) интерпретации.

Ќаконец, на прот€жении всего времени исполнени€ программы исполн€юща€ система должна следить, чтобы не по€вилось обращений а[n,m], m>100, в Удревних системахФ это целиком возлагалось на программиста. “о есть адрес имеет еще и внешнюю интерпретацию, каждое разыменование (доступ к данным) должно соответствовать самому внешнему своему описанию, иначе говор€, адрес обладает всеми свойствами имени, а именно собственно данными, локальной (текущей) и глобальной интерпретацией.

»менно метрические свойства моделей данных первых €зыков программировани€ обеспечили успех на ранних этапах компьютерных технологий и, в значительной мере, определили все их развитие и продолжают определ€ть.

ќчень просто удаетс€ установить одно-однозначное соответствие метрики модели данных с одной стороны Ц с метрикой объекта, т.е. Усобственно данныхФ (векторов, матриц и т.п.), с другой Ц с метрикой адресного пространства физической машины. Ёто позвол€ет разыменовать сразу все структуры и на всю глубину пр€мо на входе в блок, УавтоматическиФ вычислить адреса Укак бы всех элементов данных сразуФ, то есть установить индексы, смещени€ и счетчики.

ѕопутно это стало решением самого больного в те времена вопроса Ц при малых объемах пам€ти оказалось возможным хранить данные на медленных устройствах, но за счет организации хранени€ компенсировать (частично) эту медлительность.

Ќо из-за этой простоты свойства модели данных, да и сам факт ее существовани€ Употер€лисьФ, прошли незамеченными дл€ широких масс и пользователей и даже разработчиков компьютерных технологий. ¬остребовалась же модель данных, когда по€вилась задача создани€ информационных систем, работающих с нечисловыми данными, или числовыми, но интерпретируемыми не по Упозиции в моделиФ, а согласно указанным (в запросе или программе) отношени€м.

¬полне разумным и естественным оказалось использовать уже имеющеес€ и Упоказавшее себ€ в работеФ представление, но с учетом свойств самого моделируемого информационного объекта. ј именно: Ув сторону адресацииФ Ц так же как и раньше (в случае с матрицами) иметь возможность перевычислени€ адресов; Ув сторону объектаФ Ц иметь Удостаточно естественноеФ, знакомое, привычное представление, например, в виде бухгалтерской ведомости или страницы гроссбуха. “.е. построить своеобразный Уунифицированный контейнерФ (или систему таковых), который можно Уобрабатывать автоматическиФ, но класть туда все что потребуетс€.

“ак по€вилась рел€ционна€ модель данных. Ѕудем считать, что все св€занное с построением рел€ционной модели хорошо известно читателю и рассмотрим только некоторые свойства модели. ѕусть, например, в ¬ашем университете бухгалтери€ установила доплату дворникам. “огда в расширенной модели данных Ц сквозной бухгалтерской ведомости по€витс€ колонка (новое отношение), имеюща€ в качестве значени€ данных дл€ всех Уне дворниковФ Ц Упустое значениеФ. «аметим, не ноль, суммируемый с остальными выплатами, а отдельное значение Ц УпустоФ. Ёто хорошо видно, если доплата сезонна€, тогда в описание отношени€ (колонки) должно быть включено условие различной дл€ разных категорий работников обработки Упустого значени€Ф.

ѕомимо €вного изменени€ модели Ц по€влени€ новой колонки возникает еще и Успр€танноеФ, не€вное отношение с параметром Укалендарна€ датаФ. ѕричем, по самому определению модели, система не может ничем помочь пользователю, кроме как многократно запросить Уполностью ли ¬ы описали вновь введенную колонку?Ф.

Ќо ничего не защищает систему и от более т€желых вещей. У’итрыйФ пользователь или программист может использовать дл€ доступа к данным номер колонки Ц €зыки и системы часто этого не запрещают. ѕосле вставлени€ новой колонки пон€тно, что произойдет, хорошо, если система насчитает, например зарплату в нормо-часах, то есть последстви€ будут очевидными и уловимыми.

Ёто, собственно, и означает, что срабатывают УметрическиеФ свойства модели. „тобы этого не происходило доступ к данным, в общем случае, допустим только Учерез модельФ, т.е. через имена и описани€ колонок, как бы неэффективно и неестественно это ни казалось.

Ќесложно вообразить, что произойдет в более сложной УмногослойнойФ рел€ционной модели, тем более в пострел€ционных УмногомерныхФ системах, но и это еще не все Ц существует и динамика доступа и данные Ураздел€емыеФ при множественном доступе.

¬ качестве развлечени€ читатель может поэкспериментировать с Упрактически неограниченными возможност€миФ такого механизма, как косвенное им€ Ц это ведь не запрещено в CacheТ, а между тем его употребление позвол€ет создавать не только УнесуществующиеФ, т.е. не имеющие места в модели данных отношени€, но и динамические (временные) последовательности таких отношений. Ќапомним, что в CacheТ внутренн€€ модель данных не рел€ционна€, построена на механизме B*-деревьев, пострел€ционное представление употребл€етс€ только дл€ внешней модели.

¬ целом получаетс€, что УвиноватаФ не Уплоха€Ф модель данных, а наоборот, Услишком богата€ возможност€миФ. ¬ одном случае Ц чисто рел€ционных систем, свойства модели оказываютс€ напр€мую св€занными с механизмами адресации, в другом Ц така€ возможность по€вл€етс€ с помощью механизмов типа косвенного имени, но суть то в том, что сам формализм модели не может Узащитить себ€Ф от неправильного употреблени€, такого просто не может быть в формализме по определению.

ќстаетс€ один реальный путь Ц тот, что мы проследили в иерархии усложн€ющихс€ систем, способных к развитию, к эволюции, а именно Ц механизм организации данных не должен содержать в себе никаких Ускрытых возможностейФ, никаких свойств кроме позвол€ющих описывать топологию данных; сам процесс построени€ модели должен €вно развертыватьс€ в виде последовательности обращений к механизму управлени€ данными и к механизму описани€ семантики, т.е. последовательности разыменований.

Ќу а то, что, метризованные базы данных и аналогичные конструкции сегодн€ обеспечивают прин€тие каких-то полезных решений Ц так это сегодн€, когда до проблем интеллектуальных они не доросли, сложность задач не превышает УумозрительныхФ способностей потребителей их результатов. » вообще дачные домики можно строить на основе минимального здравого смысла, но дл€ солидной постройки обычно необходимо сначала воспользоватьс€ —Ќ»ѕом{197. ≈сли ¬ы, по какой-либо причине никогда ничего не строили, то по€сн€ем: —Ќ»ѕ (строительные нормы и правила) Ц основной закон проведени€ такого рода работ, сформирован в буквальном смысле Уна кост€хФ первых строителей и нарушителей этого основного закона.}.

12.6.3. —в€зь с теоремой √едел€ и традиционными формализмами

–ассмотрим еще раз действие правила 0, но уже как правила ѕолноты (или достаточности) контекста ќкружени€.

“—— утверждает, что при наличии полного контекста и правильно выбранных шкал любое €вление реального мира имеет адекватное компактное отображение в соответствующей проблемной (предметной) области на информационном уровне (или образует предметную область) и компактный целостный образ на уровне интеллекта.

Ќо верно и обратное: при отсутствии хот€ бы одной координаты первичного описани€ или деформации (сдвиге, например) одной из шкал никакого компактного описани€ (представлени€ уровн€ »3) и даже образа (представлени€ »4) может либо не быть, либо возникнет УложныйФ образ, а скорее их множество.

»наче говор€, мера и как феномен вообще, и в смысле математическом, возникает лишь в адекватном контексте. ¬ случае Уурезани€ контекстаФ ее может и не быть ни в каком смысле. Ќазовем этот эффект правилом антипроективности.

ƒругими словами не все €влени€ могут быть исследованы покомпонентно, по проекци€м (круг таковых €влений рассматриваетс€ различными математическими дисциплинами), но не может быть в природе €влений, не имеющих адекватного образа.

Ќо тогда, в силу той же “——, дл€ устойчивого образа, имеющего устойчивый (при достаточно широком контексте) прообраз в виде структуры предметной области, существует способ подбора метрических шкал и арифметических представлений, позвол€ющий получить его компактное отображение в виде формальной математической модели. ѕричем, независимо от того, насколько сложным был процесс Уначальной структуризацииФ образа.

¬ам уже €сно, что получилось?

Ќе правда ли, симпатичное комплементарное дополнение{198. Ёто не тавтологи€, комплементарность Ц пон€тие по существу не предусматривающее внутренней симметрии. ќб этом ниже, в окончательном обсуждении аксиоматики и следствий построени€ информодинамики. Ёто касаетс€ взаимодействи€ триад основных сущностей, законов и соотношений неопределенности.} теоремы √едел€, особенно в ее конструктивной формулировке Ц почти что зеркальное отображение. ќтметим еще раз, что получилось-то все без каких-либо постулатов, чисто механически, из факта наличи€ в природе гармонического р€да, резонанса, дополнительности, принципа рекурсии и феномена структуры.

—труктура в “——, заметьте, никак Устрого не определ€етс€Ф, стоит только это сделать и “—— (по своим же собственным правилам) реструктуризируетс€ в точном соответствии с этим постулатом.

≈сли уж говорить о каком-то Уобщем определенииФ структуры, то это то, что:

¬ каком-то смысле это определение сходно с определением топологической структуры Ц вполне можно ввести по известной аналогии пон€тие Уконструктивной топологииФ.

≈ще одно очень сильное сходство, вернее свойство, унаследованное от топологии Ц координата св€зности.

—труктура компактна€ и даже всюду плотна€ и устойчива€ к любым изменени€м (воздействи€м) окружени€ может Удержатьс€Ф на одной координате, изъ€тие которой или даже УмалыйФ сдвиг шкалы приведет к полному разрушению структуры по всем уровн€м сразу Ц к полному хаосу.

ћожно даже предположить, продолжа€ рассуждени€ в правилах “——, существование в реальном мире некоторой Уструнной топологииФ, основанной на Уабсолютно прочныхФ нит€х Ц так сказать, рассужда€ рекурсивно, но, заметьте, оп€ть из тех же соображений “—— Ц без каких-либо Уосновополагающих постулатовФ.

«авершим этот краткий обзор аналогий “—— с точными науками сравнением самых элементарных, первоосновных дл€ них пон€тий.

¬ “—— пон€тие УмалостиФ вообще имеет смысл только внутри Уконтекста окружени€ проблемыФ Ц т.е. окружающего текста вместе с контекстами. ѕон€тие текста здесь включает и все Уимеющее отношение к вопросуФ предметы материального мира в их Уестественном структурированииФ. ¬ свою очередь, ноль и бесконечность в “—— рассматриваютс€ как два Укомплементарных компонента окружени€Ф, но компонента по существу своему конструктивных.

¬ математике же эти пон€ти€ €вл€ютс€ системообразующими постулатами Ц отсюда и Укомплементарность свойствФ этих систем. ќтсюда и характерные особенности получающихс€ моделей.

¬ “—— естественным образом получаетс€ механизм возникновени€ пор€дка из хаоса, а также и все другие механизмы более высокого пор€дка, вплоть до интеллекта. ¬ математике (из нее самой) такого возникнуть не может, да и ни в какой другой УстрогойФ, УпостулатнойФ теории Ц буде такую кто придумает.

— другой стороны, математика очень быстро и просто УсвертываетФ многие очень сложные количественно объекты к минимальным структурам (формулы, уравнени€, функционалы и т.п.). » если мы захотим исследовать таковые Утолько средствами “——Ф, то процесс может быть очень сложным и длительным. Ѕолее того, есть случаи и классы объектов дл€ которых один единственный сбой приведет к тому, что процесс Упровалитс€ в бесконечностьФ и даже известно в какую Ц Уне менее чем в трансфинитнуюФ. », начина€ с некоторого уровн€ сложности, таких объектов Ц большинство.

«аметим, что сам этот эффект очень просто отлавливаетс€ с помощью “——.  то не согласен, что Уочень простоФ Ц предлагаетс€ вспомнить:

ƒалее предлагаетс€ прикинуть, сколько исследователей математически грамотных с толком пользовались этим знанием и не расшибали лоб о последстви€ действи€ упом€нутой теоремы?

12.7. ќ методологии познани€ с позиций “——

∆ила Ц была (в јнтичности) наука ‘илософи€, точнее, если вместе с фамилией Ц Ќатур-‘илософи€. ¬полне прилична€ наука и прикладную пользу приносила и здоровое потомство давала.

» вот однажды вознамерилась стать УсверхнаукойФ. „то из этого получаетс€, мы уже видели. Ќапомним. ≈сли обыкновенна€ наука (то бишь информационна€ система, совокупность записанных текстов и общеприн€тых умолчаний){200. ћы надеемс€, что никому не надо доказывать, что это, в конечном счете, одно и то же. Ћюба€ область знани€ существует не только Уна бумагеФ, но и в Уживом видеФ, как понимание, интерпретаци€ ее и отдельным Уживым интеллектомФ и совокупностью таковых Ц научными школами.} при переполнении, с тем или иным трудом, честно делитс€ на отдельные отрасли, то системы, которые УнаднаукиФ, либо рассыпаютс€, либо, при насильственной поддержке, станов€тс€ УшизофреникамиФ{201. Ќапример, вполне логично из диамата следует необходимость использовани€ вполне реализуемой технологии Упромывани€Ф или даже Уулучшени€Ф сознани€ с самыми благими намерени€ми на над €зыковом уровне. » можно под соусом Увсеобщего благаФ. ј “. ампанелла в этом смысле просто ремесленник.}. ¬прочем, возможно и рождение сразу нескольких, но с тем же общим свойством.

«агл€нем внутрь процесса Ц как это получилось. ƒо тех пор пока ‘илософи€ не забыла своего родства (фамилии Ќатур), в ней не существовало чистой абстракции, по умолчанию предполагалось наличие Учего-то ещеФ.

ј такие вещи как Упринцип исключенного третьегоФ, да и вообще формальна€ логика и законы диалектики имели строго ограниченное, дл€ специальных нужд употребление, т.е. система была открытой!

ƒалее родство забылось, принцип абстракции Убыл очищенФ, логика постулирована, все пространство состо€ний поделено непроницаемой перегородкой между материей и сознанием, а эмпирические правила, кстати, по€вившиес€ не из ѕрироды, а из исследовани€ Уприроды споровФ, возведены в ранг ни много, ни мало, мировых законов.

ƒальше пошла подгонка реальных €влений Ц кто как умел и при каких постулатах осталс€ (по какую сторону перегородки).

ћожно, конечно, объ€вить математический ноль Ц чистой абстракцией, а бесконечность Ц дурной, но что есть тогда чиста€ абстракци€? ѕо сути - то же самое, только намного дурнее, поскольку Устрогим нулемФ объ€вл€етс€ все, что выпадает за пределы не только постулатов, но и временно прин€той дл€ данного экскурса условности. “о есть система закрываетс€ дважды со всех сторон. «акрываетс€ не только сама система, она еще и помещаетс€ в замкнутый €щик аппарата формальной теории.

–азумеетс€, в такой системе феномен самоорганизации не только не может по€витьс€, но даже если он был туда УпосаженФ (постулатом), то дл€ того, чтобы он работал, нужен еще один постулат. »наче говор€, необходимо прин€ть постулаты бихевиоризма Ц постулаты поведенческой прагматики.

ѕосмотрим, как будет работать система.

 ак мы уже установили, носителем науки €вл€етс€ не совокупность писаных текстов, а сам непосредственно функционирующий интеллект, но в рассматриваемом случае он помещен не в Учерный €щикФ, а в информационную систему УтеориюФ, причем построенную с помощью фильтров, устроенных на принципе Удурного нул€Ф Ц т.е. чистой абстракции.

≈сли система Удостаточно аккуратно устроенаФ, то в нее, а, следовательно, и далее ничего, кроме Угомеоморфного фильтрамФ не проникнет, но сам то интеллект непрерывно Увыдает продукциюФ, в том числе и корректирует систему фильтров этого €щика.

“огда, благодар€ негэнтропийности интеллекта, а именно свойству УпорождатьФ информацию, €щик со временем попадет под контроль исключительно со стороны интеллекта. “о есть это и будет означать, что мы получили благодар€ свойству зеркала внутри интеллекта, ни что иное как чистый разум. ƒа, в самом, так сказать, его чистом виде!

— ума-то интеллект не сойдет, поскольку никакого сенсорного голода нет Ц €щик исправно работает, но вот Уцентр т€жестиФ из реального мира (т.е. состо€щего из материальных и информационных процессов) переместитс€ в чисто информационный мир, Упровалитс€ за зеркало реальностиФ.

ѕолучаетс€, что люба€ система, построенна€ на Устрого формальной основеФ независимо от Уразумности выбора нул€Ф Ц условий абсолютной абстракции, становитс€ Ужителем зазеркаль€Ф.

ƒальнейшее зависит от того, где в изначальной посылке помещалс€ центр т€жести. ≈сли центр уже УтамФ Ц т.е. в основе УчистыйФ или УподкрашенныйФ идеализм, то получаетс€ Уотносительно безвредна€ системаФ, так как интересуетс€ она, в основном, Усама собойФ Ц ну выдает Угомеоморфно Ц антропоморфногоФ Ѕога (имеющего к Ќему, впрочем, весьма косвенное отношение), к тому же не лишенного и некоторой Угомеоморфности ѕриродеФ Ц информаци€-то из окружающего мира проникает, хот€ и фильтрованна€.

—лучай с центром Уна поверхности зеркалаФ Ц чистый экзистенциализм - самый тривиальный, структурно-бедный, но и Усамый безвредныйФ.

Ќаконец, если центр в Уматериальной частиФ Ц жди непри€тностей. ≈сли это только Уфундаментальна€ наукаФ, то относительно короткоживуща€. Ќа первом же шаге образуетс€ €вное несоответствие УвидимогоФ и УотраженногоФ центров. ¬ключение механизма корректировки, скорее всего, только ухудшит положение, поскольку коррекци€, построенна€ по законам функционировани€ интеллекта, не адекватна искажени€м, вносимым €щиком.

¬ конце концов, если система и стабилизируетс€, то в режиме посто€нных кардинальных перестроек €щика. ящик (т.е. УнаукаФ) будет пребывать в состо€нии посто€нной бурной эволюции, а на самом деле судорожной гонки за событи€ми протекающими гармонично в гармоничном мире Ц не правда ли, знакома€ картинка?

ј ведь она вычислена Учисто механическиФ, даже и без упоминани€ о каких-либо конкретных подробност€х или привлечени€ дополнительных абстракций. ќчевидно, процессом управл€ют законы настолько общие и мощные, что и подробности не нужны.

ј теперь используем Уреволюционную наукуФ дл€ управлени€. ѕервое что она сделает Ц полезет исправл€ть окружающий мир, ни мало не забот€сь о состо€нии У€щикаФ Ц ведь причина-то по определению УздесьФ, в материальном мире, а не в его представлении. ѕоследстви€ мы все видели и неоднократно.

¬прочем, и все остальные науки тоже неизбежно станов€тс€ Ужител€ми зазеркаль€Ф, так что кажда€, котора€ Ухочет житьФ в реальном мире об€зательно обзаводитс€ противовесом Ц прикладным вариантом. Ќо если, например, математика не прикладна€, то что это тогда вообще? Ц это еще √ильберт сказал. ј некоторые науки, например, физика обзавелась очень даже весомым противовесом Ц и в тоннах и в долларах, и все дл€ того, чтобы не попадать в кризисы. ѕо аналогии вполне серьезно возникает вопрос: сколько весит и стоит информаци€? » на сколько ей этого хватит, чтобы в кризис не попасть еще некоторое врем€?

Ќу а о чистом весе, без носител€, так сама по себе она имеет массу отрицательную, о чем мы говорить будем в гл. 15.

12.8. ќбсуждение “——

ѕосмотрим, теперь, несколько Уподарков из зазеркального мираФ. ƒл€ примера, вспомним постулат: матери€ и движение неразрывны и это есть Упричина всегоФ. ѕравда отсюда никак не следует феномен самоорганизации, а только феномен физической энтропии. ѕроведем, тем не менее, эксперимент.

ѕусть имеетс€ некотора€ система, например,  « €зык с двум€ уровн€ми метаструктур и реализованна€ на нем информационна€ система (справочник), содержащий соответственно не только текст, но и два уровн€ метатекстов.

ѕри получении нового, достаточно большого текста остановим процесс, не переход€ к реструктуризации метауровней (или вообще в системе механизма реструктуризации не было). “огда получитс€, что текст не только сдвинулс€ относительно своего контекста, но и первый уровень метатекста сдвинулс€ относительно второго.

Ќо на первый уровень метатекста не то что сообщени€ (сигнала) Ц даже и информации не поступало, но то, что сдвиг произошел можно реально увидеть по поведению системы Ц задава€ ей вопросы. “ак что же это Ц движение даже без передачи сигналов (так сказать движение в чистом виде?).

Ќаверно, все же движение Ц свойство не только материи, а более общее, а одна половинка комплементарной пары не может быть больше другой{202.   примеру, знающие старолитовский €зык в какой-то мере понимают говор€щего на санскрите, поскольку в нем сдвиг от исходной базы Ц общих корневых основ Ц существенно меньше, чем дл€ других €зыков.}.

ќстаетс€ предположить, чтобы не устраивать революций в науке, что:

  1. Ќачина€ с информационного уровн€ организации (а именно, »3) возникают реально существующие (объективно!) структуры, внутри которых информаци€ может перемещатьс€ без физического контакта Ц передачи сигналов;
  2. —уществуют эти структуры только внутри Уподход€щим образомФ организованных материальных структур;
  3. —ледующим уровнем самоорганизации €вл€ютс€ структуры типа интеллект, которые обладают свойством Увнутреннего информационного зеркалаФ, благодар€ которому они приобретают свойства УсамодостаточностиФ и УнегэнтропийностиФ, поскольку, из-за УбезэнергетическойФ передаче, на уровне контекстов (метатекстов) отсутствует диссипаци€ информации первого рода Ц за счет потерь сигналов;
  4. —истемы типа интеллект существуют объективно, хот€ и внутри адекватно устроенного физического носител€, но Увнутреннее зеркалоФ €вл€етс€ существенно виртуальным. —тоит только ограничить УвиртуальностьФ этого зеркала либо физическим путем (человек в черном €щике), либо информационным путем (введение Удостаточно жесткихФ Уабсолютных абстракцийФ) Ц иначе говор€, перекрыть подпитку механизма самоорганизации, как происходит самораспад (саморазрушение системы) до уровн€ информационной, или хуже. “аким образом УзазеркальеФ така€ же реальность, как и люба€ друга€ в наблюдаемом (или еще пока не наблюдаемом) мире.

»з указанных положений следует, что системы, промежуточного типа между интеллектуальными и информационными, долго существовать не могут. ≈сли же таковые все-таки возникают, например, в результате жесткого контрол€ (соответствующей поддержки на информационном уровне), то они имеют тенденцию ст€гиватьс€ (или специализироватьс€) к порождению У√еделевско Ц анти√еделевскихФ (имеющих внутреннюю виртуальную пару) информационных артефактов, которые с одной стороны не отображают никакого реально существующего артефакта, с другой не могут быть разрушены (опровергнуты) никаким логическим, информационно-модельным и даже Удостаточно безопаснымФ физическим экспериментом.

«аметим, что Уосновной вопрос философииФ Ц так и осталс€ за пределами рассмотрени€ Ц а именно, как получились, в результате чего:

» это хорошо Ц теори€ открытых систем занимаетс€ существующими открытыми системами, а сам Увопрос о первичностиФ ни дл€ теории, ни дл€ ее объектов просто ни зачем не нужен. Ќаука занимаетс€ тем Укак устроеноФ, Укак это можно повторитьФ, Учто из этого следуетФ. У то первыйФ, Укто виноватФ Ц не вопрос науки, или, вернее, вопрос не науки{203. ќтветы на такие вопросы возлагает на себ€ традиционно философи€ (от нищеты фактического материала), но должна бы Ц истори€, понимаема€ как описательна€ наука, наука, изучающа€ временную динамику глобальных информационных структур уровн€, скажем, »3. ѕоэтому пришло врем€ задатьс€ вопросом Ц не пора ли увидеть на пороге XXI века принципиальной новый смысл многих традиционных наук или все подобные вопросы должна вобрать в себ€ информодинамика? // // “ак истории вполне разумно зан€тьс€ описанием информационного процесса создани€ (самоструктурировани€, деструкции и воссоздани€ на новой основе) той или иной открытой системы (системы, существующей только как процесс непрерывного конструировани€ и иначе неинтересной) в зависимости от текущей специализации исследовани€. “огда и базироватьс€ ей можно будет не Уна твердом математическом фундаментеФ, но на использовании информационной машины, отражающей по своей сути предмет исследовани€ Ц динамику процесса. » институт экспериментальной истории —тругацких из раздела социальной фантастики сможет в какой-то своей части со временем попасть в наш информационно-энергетический ћир. // // ¬прочем, все это Ц информаци€ дл€ размышлени€, заметки на будущее, а пока и Ћ.Ќ. √умилев, вплотную подошедший к информационной динамике как к этногенезу, не в чести у УклассическогоФ направлени€ науки, и ментагенез (см. гл.16) нам приходитс€ самим открывать, а не заимствовать у историков и социологов, Ц продолжим исследовани€, ведущие к созданию информодинамики как науки и, соответственно, самой информационной машины.}.

¬ообще же картина состо€ни€ Увсего организованногоФ на сей день представл€етс€ простой и логичной:

  1. Ућертва€Ф матери€, т.е. то, что организовано на Удо информационномФ уровне;
  2. У»нформационныеФ образовани€ Ц весь животный мир от одноклеточных до приматов и китов, в котором происходит процесс эволюции - самоорганизации (поиска) устойчивых структур с трем€ метауровн€ми Ц полными и еще одним Ц перечислительным, формирование которого как некоторой физической структуры пам€ти не может завершитьс€, поскольку это нарушает правила согласовани€ структур;
  3. »нтеллект Ц атрибут, выдел€ющий человека из множества высших животных (вполне возможно и не только человека, скорее всего, говорить о какой-то четкой Угранице интеллектаФ неправомочно и, в этом смысле, интеллект, в той или иной степени, в зависимости от антропоцентризма классифицирующего, вообще €вл€етс€ атрибутом информационных образований);
  4.  артину дополн€ют УвирусыФ Ц бесхозные половинки Укомплементарных парФ, которые болтаютс€ где и как попало, а когда наход€т свою половинку, то осуществл€ют свою единственную цель Ц размножаютс€. ƒа и что это такое Ц УцельФ или УсредствоФ или то и другое вместе{204.  Ќа самом деле все очень нетривиально. Ёто предмет отдельного исследовани€, определени€ границы между живым и неживым, энтропийными и негэнтропийными системами. Ќо это только одна сторона вопроса, в информационном ћире УвирусФ не об€зательно нечто Уочень маленькое и примитивноеФ, вспомните компьютерные вирусы и программы-демоны, ибо если до сих пор мы знакомы только с рукотворными продуктами подобного свойства, то это вовсе не означает, что они не могут быть естественного происхождени€ с точки зрени€ того же информационного ћира.}?
  5. — позиций “—— должны быть и другие объекты Ц некоторые структурно-динамические образовани€, которые не могут быть отнесены ни к одному из перечисленных выше классов.  акие они? »нформационные? »нтеллектуальные? ќб этом см. приложение I.

ѕодведем некоторый итог исследованию самой “——.

“олько что мы обнаружили следующие факты.

1. ќбнаружили еще одно правило “—— Ц правило антипроективности, дополнительное к правилу полноты окружени€. ¬прочем, оно достаточно хорошо знакомо тем, кто работал с распознаванием образов Ц достаточно упустить одну важную координату, чтобы изменилась топологи€ представлени€ образа, круг превратилс€ в кольцо, шар в тор, а то и вовсе все рассыпаетс€ на куски.

ƒалее получилось довольно обоснованное предположение о Унитевидной топологииФ, но это не новость, а скорее подтверждение ранее высказанного другими исследовател€ми и, исход€ из других соображений, предположени€, что и весь физический ћир, ¬селенна€ так устроена. —егодн€ у физиков эта гипотеза в числе уважаемых.

», наконец, сама возможность обнаружени€ УновыхФ правил “—— и гипотез также самой “—— и утверждаетс€ Ц это ведь открыта€ система, вз€та€ из открытого мира.   тому же вр€д ли мы их найдем много Ц скорее это будут более удобные интерпретации уже сформулированных здесь правил.

2. Ћюба€ возможна€ информационна€ машина класса »4 может быть смоделирована (сведена) к рассмотренной выше топологической структуре в 3-х мерной обрабатывающей пам€ти так как:

3. »нфокварки могут перемещатьс€ нефизическим образом (без передачи сигналов), однако это возможно только внутри структур потоков данных Ц организованных потоков битов и структур »2, »3, то есть внутри работающей живой машины »4.

“аким образом, феномен или динамический объект, частные про€влени€ которого который все и всюду именовали УинформациейФ, на самом деле суть совокупность, иерархи€ взаимосв€занных и разнопор€дковых €влений.

ѕомимо статических представлений Ц битовых строк, текстов, массивов и других структур статических данных реально существуют потоки этих и других структур (контекстов верхнего уровн€) и это уже качественно другие феномены, характеризующиес€ разной степенью, разными уровн€ми организации, которые мы обозначили как »1, »2, »3, »4.

Ќаконец, на уровне »4, в динамическом состо€нии при определенных услови€х, в определенной среде, информаци€ приобретает фундаментальное свойство, а именно свойство потока УчастицФ, УинфокварковФ, который передвигаетс€ УнефизическимФ, УнесигнальнымФ способом.

 ак наблюдать само это Уне материальное движениеФ мы не знаем, как его измер€ть Ц тоже. ќднако, очень просто обнаруживаетс€, что зафиксировав, запомнив результат этого перемещени€ мы можем тем самым его наблюдать{206. Ќапомним, что измерение электрических, магнитных, электромагнитных полей также опосредованное, наблюдать их Унапр€муюФ еще никто не научилс€.}.

Ѕолее того, оказываетс€, что это и есть механизм обработки Усамого верхнегоФ уровн€ контекста информации, то есть именно то самое €вление, которым мы посто€нно пользуемс€, сами того не подозрева€, поскольку оно есть суть нас самих, то €вление, которое суть причина всех без исключени€ наших результатов, достижений, ошибок и непри€тностей. Ёто и есть механизм работы интеллектуальной машины Ц будь то наш мозг или еще что-либо класса »4.

ј тут уж сам Ѕог велел зан€тьс€ исследованием законов движени€ этих частиц и потоков, т.е. исследованием информодинамики.

«авершим обсуждение “—— некоторым анализом использованной нами модели информационной машины.

 онструкци€ машины может восприниматьс€ как чисто абстрактна€, така€ же Упридуманна€Ф как машина “ьюринга. Ќо мы ничего не УнадумывалиФ. “ака€ машина уже есть Ц это живой мозг, а задачу создани€ структурной схемы дл€ воспроизводства Ув металлеФ и вовсе пока не трогали.

ћодель построена, вернее Усама построиласьФ из анализа взаиморасположени€ и взаимодействи€ структур данных в иерархии усложн€ющихс€ информационных систем. ј все, что было сказано выше об Уэлементной базеФ и способах представлени€ Ц лишь вспомогательное средство дл€ рассуждений.

¬спомните, насколько широко используютс€ чисто топологические пон€ти€ УлинейногоФ и УплоскогоФ файлов, других более сложных структур, например, сетей, которые сами привнос€т проблем не меньше, чем позвол€ют разрешить. Ќо при этом пространственное расположение записей линейного файла на диске или в кэш-пам€ти не образует никакой структуры, не говор€ уже о плоских файлах и более сложных структурах.

Ќаша модель позвол€ет применить единые Утопологические меркиФ не только к статическим структурам данных, но и к их динамике и взаимодействию и это дает реальный эффект Ц позвол€ет установить на уровне очевидности сущность феномена информации и еще достаточно много интересного.

„то же касаетс€ реализации Ув металлеФ, то создание пространственной структуры совсем не фантастическа€ задача Ц —Ѕ»— из трех и более слоев структур уже имеют широчайшее применение и ничто не мешает строить из них УэтажеркиФ или что-то аналогичное. “ак поступили и разработчики в  олумбийском университете, соединив в пространственную структуру более четырех тыс€ч весьма мощных микропроцессоров (правда дл€ совершенно других целей).

— другой стороны, если говорить об Уинтеллектуальных информационных машинахФ, то в этом случае точное соотнесение топологии виртуальной машины и топологии микросхем, и всей физической машины особого значени€ не имеет Ц это мы увидим в гл. 14, посв€щенной архитектуре У¬ертикальной машиныФ.

Ќо основной вопрос вовсе не в этом.

—тоит ли вообще создавать Унасто€щий, но металлический (кремниевый, арсенид-галлиевый и т.п.)Ф мозг? ≈сть ли в этом смысл?


Was vernьnftig ist, das ist wirklich;
und was wirklich ist, das ist vernьnftig.
{207. „то разумно, то действительно, и что действительно, то разумно (нем.)}

√лава 13. »нформодинамика

»нформодинамика Ц наука о феномене информации и феномене ее самоорганизации, о законах (правилах) которым подчин€ютс€ €влени€ информационные и их св€зи с €влени€ми энергетическими, включа€ в совокупность информационных €влений и интеллект, разум, вообще все негэнтропийные информационные процессы.

13.1. Ќемного об аналоги€х

— системами многопор€дковыми или Увложенной динамикиФ человек имеет дело достаточно давно.

“акова люба€ экосистема от рисового пол€ до океана, вложенность динамических процессов может про€вл€тьс€ даже в техногенных системах, например, ударные волны в трубопроводах большого диаметра. ќдним из показательных примеров, достаточно изученных как со стороны феноменологии, так и в плане формализма, €вл€етс€ турбулентность.

“урбулентность возникает в потоке жидкости, при определенных услови€х как самосто€тельна€, в некотором смысле Ц отдельна€ динамическа€ система турбулентных вихрей. ќна существует Упо своим собственным законамФ. » в формальном представлении эта динамическа€ система тоже Уотдельна€Ф, подчин€юща€с€ своим собственным законам Ц теории турбулентности, св€занной с уравнени€ми потока лишь через параметры.

 огда же в потоке жидкости движетс€ некоторое тело, то оно оставл€ет свой турбулентный след, из динамической системы вихрей возникает еще одна весьма устойчива€ пространственна€ система, дл€ формализации которой требуетс€ уже свой аппарат.

ќднако в прикладном аспекте человеку от систем Увложенной динамикиФ надо было очень и очень немного и Упо отдельностиФ: от самой турбулентности Ц оценки динамических нагрузок на винты, лопасти и т.п., от ее следов Ц и того меньше, возможность найти и проследить след судна, его класс и, если удастс€ Ц Увозраст следаФ. явлением Увложенных динамических системФ, соотнесением формальных аппаратов представлени€ его составл€ющих, обобщением этих составл€ющих и их формализмов традиционно интересуетс€ лишь крайне малочисленный класс теоретиков.

¬ физике и квантовой механике Увсе ровно наоборотФ: по следам (и не только по фотографи€м треков частиц, но и в самом общем смысле) стараютс€ найти как можно больше подробностей, а задача соотнесени€ аппаратов представлени€ процессов Уразного уровн€ вложенностиФ если и не главна€, то и не меньша€, чем само Увы€снение подробностейФ Ц трактовка, объ€снение экспериментального материала.

¬ отношении же информации как феномена Ц все уже даже не наоборот, а скорее УнаизнанкуФ. ¬есь смысл исследовани€ в поиске единого представлени€ дл€ целой системы процессов, Увложенных один в другойФ (или даже в систему процессов), поскольку сам феномен информации существует только как совокупность всех этих процессов.

ѕостановка проблемы представл€етс€ достаточно пон€тной, ведь и след возникает только при определенных услови€х движени€ тела в жидкости, возникновении системы турбулентных вихрей (т.е. случайного квазистационарного процесса) и самоорганизации этого процесса в структуру.

— системной точки зрени€ все сказанное выше означает, что Уразумна€ практикаФ в физическом мире восторжествовала над Уобщей теориейФ: турбулентность и все св€занные с ней вопросы нам достаточны (дл€ практики) в их замкнутом представлении. ясно, что высока€ культура физической науки позвол€ет успешно работать на уровне Умоделировани€ отдельных составл€ющих при общем понимании открытости системыФ, а вот с феноменом информации все допущени€ уже исключены Ц система открыта€ или никака€.

»сход€ из возможностей аксиоматической математики и общеприн€той Утехнологии исследованийФ, вр€д ли можно наде€тьс€ на то, что сегодн€ здесь можно построить какой-нибудь совершенно новый формализм. ћожно предположить, что именно в рамках сегодн€шних описательных возможностей, мы всегда придем к тому же, в некотором смысле, что и в случае с турбулентностью, то есть к уравнени€м Упроцесса-оболочкиФ и системе условий Увкладывани€ внутренних процессовФ.

“аково соотношение сущности €влени€ и уровн€ развити€ современного формального аппарата. Ётот аппарат, начина€ от нотации, от способа записи, не предназначалс€ дл€ представлени€ совокупностей разнопор€дковых процессов, наоборот, сама иде€ исчислени€ бесконечно малых заключалась в том, чтобы сводить различные процессы к однородным потокам однородных, неразличимых Убесконечно малыхФ.

”кажем на существенную, всЄ определ€ющую разницу в сущности самих €влений: замкнутую систему можно изучать по част€м, рассматрива€ отдельные уровни вложенности процессов, открыта€ же система существует только как совокупность всего, составл€ющего целое.  аким бы способом мы не выдел€ли из нее отдельный уровень, процесс или их совокупность, полученное будет не более чем частной моделью.

“ем не менее, сделаем все возможное, дл€ описани€ вложенных динамических информационных потоков с учетом высказанных положений и требований.

13.2. ќт абстрактной машины до самоорганизации потоков

Ќачнем с исследовани€ законов динамики информационных потоков. — того, что дл€ существенно неоднородных потоков эти законы отличаютс€ от законов дл€ потоков однородных. ƒл€ этого вернемс€ к рассмотрению устройства и работы информационной машины, той абстрактной конструкции, которую мы начали строить в предыдущих главах. ¬ыше мы рассмотрели общую концепцию, топологию организации размещени€ данных на уровне элементарной структуры и метаструктуры, а также некоторые аспекты их движени€. –ассмотрим теперь топологию потоков данных и структур в системе »4 (рис. 13.1).

wpe1CF.jpg (13577 bytes)

–ис. 13.1.   рассмотрению топологии информационных потоков.

 ак мы уже отмечали выше, структура S €вл€етс€ Уэлементом состо€ни€Ф, Уединицей описани€Ф (представлени€) состо€ни€ »4 и одновременно метаструктурой этого уровн€. ≈е половинки S(0) и S(1) €вл€ютс€ представлени€ми Усосто€ни€ »3 в целомФ: S(0) (т.е. Упам€тьФ) при отсутствии активности »3; S(1) (текущее состо€ние) при активном состо€нии »3.

«аметим теперь, что среди элементов нижнего уровн€ структур S(1) и S(0) Ц т.е. в S1 и (по р€ду причин нам удобна така€ система обозначений) нет какого-либо естественного пор€дка, неизвестно где УпервыйФ из каждых 8 элементов.

„тобы не вводить пор€док, нумерацию искусственно (не устраивать проблем с адресацией), надо замкнуть S1 и в кольцо и соответствие S(1) и S(0) устанавливать их относительным поворотом, при этом S2, S3 и/или , возможно придетс€ тоже повернуть на один элемент. “.е. не только половинки структуры, конусы S(1) и S(0) поворачиваютс€ относительно друг друга, но и внутри каждого из них верхн€€ часть, контекст (все, что выше основани€), может поворачиватьс€ относительно нижней части конуса, текста. ѕри этом важен относительный поворот, относительное смещение текстов и контекстов. ћы можем считать, что вращение происходит всегда в одну выбранную сторону, это не измен€ет общность, но упрощает ситуацию. “ак Увыгл€дит и работаетФ один элемент описани€ состо€ни€ »4 Ц структура S, инфокварк. ќписание состо€ни€ всей конструкции с учетом внутренних состо€ний уровн€ »2 (обозначим его 2S) мы получим, если подставим вместо элементов S1 метаструктуру S. ƒл€ простоты изобразим только часть структуры 2S(1) (рис. 13.2):

wpe1D2.jpg (5029 bytes)

–ис. 13.2. ѕерва€ надстройка структуры - 2S.

У–аботаетФ эта структура (2S) по той же схеме, что и S, т.е. ее половинки 2S(1) и 2S(0) также Увращаютс€Ф, элементы надстроенной структуры 2S (целые структуры S) перемещаютс€ в ней так же, как элементы внутри S.

Ќаконец, полное описание одного состо€ни€ (мгновенного) всей машины с учетом »1 Ц 3S получаетс€ еще одной подстановкой метаструктуры S вместо Унижних элементовФ структуры 2S, то есть условно это можно изобразить на рис 13.3.

wpe1D3.jpg (4382 bytes)

–ис. 13.3. ¬тора€ надстройка структуры - 3S.

Ћюба€ сколь угодно высока€ структура существует актуально только в процессе сложного движени€ всех вложенных структур по всем уровн€м вложенности, вплоть до элементарных состо€ний. Ќо, заметим, так же, как мы можем прин€ть одно направление вращени€, аналогично можно прин€ть и единую последовательность относительных поворотов, т.е. предположить, что в произвольной структуре относительные повороты происход€т последовательно, начина€, например, всегда с самых нижних (т.е. самых подвижных) элементов.

Ќачина€ повороты УсверхуФ, с подгонки контекстов, можно существенно сократить перебор (число поворотов), но это не общий случай, так возможно поступать, если по какой-то причине априори известна одна половинка структуры nS(1) или nS(0). ¬ общем же случае искома€ структура строитс€ динамически, поскольку неизвестно Учто мы можем искатьФ, Учто может оказатьс€ адекватной гипотезой, решениемФ.

¬спомним теперь, что на вход уровн€ »1 поступают не сигналы из реального мира, но предобработанные периферической системой и уже структурированные их последовательности (как следующие друг за другом куски записей произвольной длины). ћы должны рассматривать входные структуры именно как последовательности и в таком пор€дке, в каком они поступают, так как внутренн€€ структура периферических систем (в соответствии с правилом тройки) вообще УнеразличимаФ в терминах уровн€, состо€щего из структур S, 2S,Е, nS.

≈динственна€ возможность как-то упор€дочить входные структуры и не создать проблем с адресацией Ц не вводить специального отдельного механизма нумерации, а воспринимать, запоминать и обрабатывать их как сбалансированные ¬*-деревь€ с неизвестным заранее числом листьев (которое в каждый момент определ€етс€ разрешением сенсоров, либо емкостью пам€ти, т.е. тем, сколько состо€ний входного сигнала различено и запомнено{208. ѕо€сним этот момент. ќдно элементарное состо€ние, элемент образа, воспринимаемый на входе структуры »1, можно представить как элементарное B*-дерево, т.е. структуру, содержащую три уровн€ Ц им€ (образа), набор ключей (элементов образа) и, соответствующий каждому ключу, набор данных. ¬ соответствии с правилом тройки это максимально подробное описание того, как вс€ периферийна€ система воспринимает внешний сигнал (поток сигналов, образ) и как может Умаксимально подробноФ представить физические сигналы дл€ входа уровн€ »1. Ѕолее сложные образы, которые по своему содержанию не могут быть представлены как одно B*-дерево, должны восприниматьс€ как последовательность отдельных B*-деревьев, а целостный образ можно будет уже синтезировать, надстраива€ контекст в виде структур типа S. Ёто существенное различие между собственно данными (представлением внешних физических сигналов) с двум€ уровн€ми контекста и всеми контекстами более высокого уровн€, которые уже представл€ютс€ только как структуры типа S. Ќапомним еще раз из предыдущего Ц если вс€ наша конструкци€ в целом (÷Ќ—) не может различить структуры состо€ни€ внешних физических сигналов с разрешением больше, чем представление B*-деревьев, то структура периферической системы как раз такова, что выдает представление в виде этих B*-деревьев.}).

„тобы эти структуры Усобственно данные с контекстомФ отличались в пам€ти от структур типа S1 S0 без введени€ специальной пометки, расположить их надо другим способом, например, как на рис. 13.4.

ћнемоника рис.13.4, т.е. размещение ¬*-массивов в структурах, обозначенных на рисунке как Z(1) и Z(0) обозначает, что они имеют другое (отличное от S) назначение, другой способ обработки и соответствующим способом устроенную УсредуФ (возможно отличную и аппаратно от среды, обрабатывающей структуры S). —труктура Z, отнесенна€ к одному УлистуФ самой нижней структуры S представл€ет собой двумерный (УплоскийФ) ¬*-массив, расположенный УвертикальноФ, т.е. в плоскости, проход€щей через Уось машиныФ - 00 и состоит из двух ¬*-деревьев Z(1) Z(о), соответствующих S(1) S(0).

Ѕудем считать, что УданныеФ поступают в структуру Z1 Уот периферии рисункаФ как последовательное пополнение B*-дерева (большего мы полагать не можем), а предыдущие элементы просто сдвигаютс€ в структуре Z1, подобной Утрехслойному сдвиговому региструФ к УцентруФ.

„асть данных, Уто, что стоит запомнитьФ (об этом чуть ниже) передаетс€ в Z(0), т.е. на рис.13.5 это изображено как поток ѕ(1), при этом Убезнадежно устаревшие данныеФ просто Увыдвигаютс€ за пределы пам€тиФ. ќдновременно должен происходить процесс Увспоминани€ опытаФ, т.е. встречный поток ѕ(0) на рис 13.5.

wpe1D6.jpg (6949 bytes)

где: z-z Ц Уплоскость зеркалаФ, совокупность €чеек регистров, где происходит сравнение.

–ис. 13.5. ѕотоки Усобственно данныхФ.

Ќапомним, что самый нижний уровень B*-массива, его листь€ Ц это и есть представление некоторого объекта на уровне элементарных (различимых сенсорами) внешних сигналов, его Умгновенный снимок внешнего состо€ни€Ф.

«аметим, что весь механизм машины построен на том, чтобы Усбалансировать представлени€ воспринимаемого и всего предыдущего опытаФ, то есть он будет правильно функционировать, если потоки ѕ(1) и ѕ(0) сбалансированы (ѕ(1) ? ѕ(0)) по всему множеству (массиву) Z, т.е.

.

ƒействительно, отнесенный к одному узлу самой нижней структуры типа S массив, должен представл€ть собой Упачку моментальных снимковФ за некоторое врем€ ?t := t1, t2,Еtn, т.е. двумерный массив, представл€ющий состо€ни€ внешнего образа на отрезке ?t, как последовательность соединенных в одно ¬*-деревьев. ћожно считать, что набор массивов Zt1ЕZtn, относ€щихс€ ко всем узлам нижней структуры S, это состо€ние образа (его Уразличные проекцииФ) на отрезке ?t := t1, t2,Еtn.

Ќаконец, совокупность массивов Z, отнесенна€ ко всем нижним узлам структуры 3S, образует Уполную модель образа во всех вариантахФ. “аким образом, модель данных топологически представл€ет собой тор (рис.13.6):

wpe1D7.jpg (10938 bytes)

–ис. 13.6. ѕостроение модели образа.

«десь 4S Ц минимальна€ полна€ модель образа с учетом состо€ни€ внешних сигналов. ≈сли эта модель УтеснаФ, т.е. вариантов образа (его ипостасей) больше, чем вмещает »4, то надстраивать модель допустимо только порожда€ структуру 5S, объедин€€ 8 структур 4S под одной метаструктурой типа S. » уже в зависимости от того, как заполнитс€ эта верхн€€ метаструктура, полна€ она получитс€ или вырожденна€, это будет макрообраз или перечисление сходных образов (самое верхнее дерево-конус УпустоеФ).

“акой процесс надстройки Ц порождение 6S, 7S,Е можно продолжать до тех пор, пока позвол€ет пам€ть.

Ќа самом же деле, дл€ построени€ сколь угодно высоких структур nS не нужна пам€ть, имеюща€ очень много слоев. У¬ывернем внутрьФ один из конусов nS(0), так, что он окажетс€ заключенным в nS(1) (рис. 13.7). “огда, если использовать дл€ представлени€ структур nS(0) и nS(1) упом€нутые выше Ускрученные волноводыФ, то по€вл€етс€ возможность реализации конструкции машины в обрабатывающей среде, имеющей конечное число слоев{209. ≈сли обеспечить доступ к данным (коммутацию или транспортировку на достаточно большой Упам€ти данныхФ Z и коммутацию УвершинФ 3S(0), 3S(1) на уровень нижнего сло€ структур, т.е. передачу активизации Увозбуждени€Ф структур Z), то дл€ построени€ УвысокихФ виртуальных структур достаточно (перечисл€€ Уснизу-вверхФ):

Ќа такой УаппаратуреФ можно строить сколь угодно УвысокуюФ (см. гл. 14) виртуальную машину или серии таковых. Ќекоторые из этих машин целесообразно сделать специализированными, локализовав в обрабатывающей среде и прив€зав к внешним каналам. Ќе правда ли, это напоминает Увысокий нейронФ, пронизывающий дес€ть слоев коры мозга, и ниже, под этими сло€ми содержащий шипиковый механизм (пам€ть) и рабочие (обучающие, возбуждающие и тормоз€щие) входы, т.е. механизм оперировани€ со структурами данных. ј конструкци€-то чисто логическа€, полученна€ здесь только исход€ из наибольшей простоты и унификации.}.

wpe1D8.jpg (7141 bytes)

ќбщий принцип устройства и работы конструкции (рис. 13.8) предельно прост. Z Ц послойно организованна€ пам€ть, действующа€ всегда одним и тем же способом Уна прием данныхФ. ¬ структуре Z, в B*-массиве Z(0) может хранитьс€ также и вс€ структура S(0) как УдобавкаФ к B*-деревь€м Усобственно данныхФ, достаточно просто приписать к дереву последовательность узлов конструкции S(0), св€занных с ним.

wpe1D9.jpg (13617 bytes)

«адание (УвозбуждениеФ), т.е. внешнее воздействие УвыталкиваетФ из пам€ти структуру 3S(0) в Уоперационную зону SТФ Ц некоторую обрабатывающую среду, котора€ проводит весь цикл построени€ конструкции 3S(1).

«авершаетс€ цикл тем, что построенна€ конструкци€ уничтожаетс€, но может быть Узаписана в пам€тьФ - так же как из Z структуры последовательно УвыдвигаласьФ 3S(0), записанна€ в B*-деревь€, так же Узагружаетс€Ф и нова€, Уобратным ходомФ (рис. 13.9).

wpe1DA.jpg (22758 bytes)

ќбратим внимание на мнемонику рисунка в части общего потока данных и структур. ѕотоки «ƒ, ј, « замыкают структуры S(0), S(1), Z0 в Уповерхность ћебиусаФ, Убесконечную ленту в конечном объемеФ. ћожно провести пр€мую параллель с бесконечной лентой ћашины “ьюринга, но с учетом той самой реализуемости новой абстрактной машины, которую мы уже упоминали выше.

«аметим, что принципиально все равно построена ли машина высотой nS на Уполностью однородной средеФ, либо путем коммутации Уэлементов высотой 3SФ, это уже зависит от материала, способа создани€ физической реализации и соблюдени€ требовани€ надежности, т.е. УвыживаемостиФ физических конструкций.

≈сли половинки образа nS(0) (предыдуща€) и nS(1) (текуща€) достаточно хорошо согласованы на прот€жении длительного времени, то он запоминаетс€ как нечто общезначимое. ≈сли поступил некоторый внешний сигнал Ц отметка, означающа€ УобучениеФ, то целостный образ целесообразно погрузить в долговременную пам€ть как инвариант. ƒл€ всех остальных случаев образ остаетс€ существенно динамическим, т.е. уничтожаетс€, независимо от того был он Управильным решениемФ или нет. ћы не будем здесь уточн€ть как выгл€дит условие согласовани€, что значит Удостаточно долгоФ, какова УотметкаФ Ц скорее всего это вещи переменные, завис€щие от условий.

ќбразы можно использовать не только полные, т.е. структуры типа 4S Ц (3S плюс массив Z), но и урезанные, например из одного вырожденного, пустого инфокварка S и Z (т.е. образ элементарного внешнего событи€, например, точечной вспышки света), либо из структуры S и вырожденного массива Z (например, образ абстрактного пон€ти€).

ќднако, чтобы не придумывать специальных отдельных механизмов и условий обработки, каждый вырожденный образ (извлеченный из пам€ти или поступивший извне) должен интерпретироватьс€ как структура 4S (полный образ), несмотр€ на то, что эта структура получитс€ Упочти совсем пуста€Ф.

јналогично этому УрасширениеФ образа, не поместившегос€ в структуру 4S, допустимо выполн€ть только как надстройку до 5S, т.е. до следующего уровн€. “очно так же, если при согласовании структур Z(0) и Z(1) окажетс€, что наборы данных сильно различны по размерам (напомним, что мы условились их обрабатывать просто как битовые строки), то надо порождать два образа: УминимальныйФ, где набор данных большей из структур урезан, и УмаксимальныйФ Ц с расширенным набором данных, последние можно просто перенести из большей структуры. Ёти оба образа надо объединить стандартным способом в макрообраз.

Ќаконец, дл€ совсем вырожденных (чисто абстрактных) структур, не имеющих значений в Z, можно, например, по умолчанию присваивать Z значение вырожденного B*-дерева, состо€щее из одного листа, имеющего значение нижнего элемента S, которому это дерево соответствует.

–азумеетс€, все здесь, в этом разделе построенное, мало похоже на Унасто€щую машинуФ, элемент лишь весьма отдаленно похож на Унасто€щий нейронФ, но сделаем УприостановкуФ именно на этом уровне подробностей{210. ƒл€ страждущих по реали€м Ц успокоительное напоминание. ¬се несоответстви€ реальности (например, насто€щему нейрону) на самом деле разрешаютс€ весьма просто. ѕредвидим, что первый вопрос у заинтересованного читател€ будет таким: почему в реальном нейроне есть УобучающиеФ входы и их на два пор€дка больше, чем рабочих, и где это в модели? ќтвет: в модели мы рассматриваем относительное движение данных, Усдвигающие регистрыФ, в реальности за счет того, что записываетс€ множество УлишнихФ экземпл€ров данных получаетс€ безадресный механизм хранени€, но эти же УлишниеФ экземпл€ры в совокупности с иерархией св€зей с метаданными обеспечивают и относительное движение данных. ѕритом, что Уэлемент пам€тиФ Ц это валентна€ пара, такое Утехническое решениеФ не безумие, а рациональность. Ќо все это и аналогичное Ц пока лишние дл€ понимани€ сути подробности.}.

Ќапомним еще раз, что фактическа€ наша задача Ц построение Уабстрактной машиныФ, но не “ьюринговой, а воспроизвод€щей принцип действи€ реальной природной машины, т.е. реализуемой. ѕосмотрим, что у нас получаетс€, чтобы в конце уже следующего параграфа установить Ц в смысле погружени€ в подробности мы достигли последнего предела, еще один шаг Ууточнени€ как это устроеноФ и мы получим полную гарантию не пон€ть ничего.

13.3. Ќекоторые свойства информационной машины

≈сли удаетс€ выполнить все эти требовани€, то получаетс€ информационна€ машина с весьма необычными свойствами, которые мы и рассмотрим, не вдава€сь, пока, в излишние подробности, например, реконструкцию полной системы команд (о командах см. в гл. 14).

»так, по пор€дку.

ѕервое. Ќезависимо от размера пам€ти, количества виртуальных и специализированных машин, т.е. от того, как распредел€етс€ аппаратный ресурс при решении задачи, все эти машины вместе можно топологически представить как одну, единую структуру уже рассмотренного типа.

¬торое. Ћюба€ машина (даже люба€ из специализированных) €вл€етс€ существенно виртуальной, т.к. она создаетс€ в аппаратной среде только в процессе работы и может существовать только таким способом. Ќесмотр€ на то, что специализированна€ машина выделена в аппаратной среде как автономна€ зона, ее конкретный вид в обработке каждого отдельного образа конструируетс€ заново.

“ретье. —труктура потоков в массиве Z, возникает и существует только в работающей машине, т.е. УзеркалоФ €вл€етс€ Удважды виртуальнымФ. ѕолучаетс€, что, однажды построив и запустив такую машину, мы не можем ее остановить, не разрушив совсем. ѕосле остановки ее придетс€ конструировать заново.

„етвертое.  акой-либо Уоперационной системыФ просто не нужно, а все УутилитыФ, Уоперационные оболочкиФ и т.п. Ц суть те же образы.

ѕ€тое. Ѕолее того, в машине нет даже системы элементарных команд в виде какого-либо УустройстваФ Ц система команд складываетс€ из способов работы элементов и способов их соединени€ и заново Усобираетс€ во времениФ в процессе выполнени€ каждой УпрограммыФ.

Ўестое. Ќе нужен механизм адресации вообще никакой, хот€ бы и ассоциативный, поскольку данные Усамоадресуютс€Ф (конечно, включа€ и собственно данные и структуры nS). ’от€ такое размещение данных очень неэкономично, но все же поддаетс€ учету и прогнозированию, но и этот учет, в свою очередь, не нужен. јдресные же системы при любом мыслимом способе адресации неизбежно, начина€ с некоторого объема данных, Уопрокидываютс€ вниз головойФ, поскольку обслуживание механизма адресации начинает потребл€ть ресурс быстрее, чем все остальное вместе вз€тое{211. ƒл€ тех, кто работал с реальными архитектурами и структурами данных это не новость. ќтсюда происход€т ступенчатые каталоги, виртуальные диски и т.п., но потом в этом уровне Увнешней адресацииФ все равно приходитс€ разбиратьс€, придумыва€ УнавигаторыФ.}.

—едьмое. » все же вопрос Узасорени€ пам€тиФ никуда не исчезает, поскольку УрасширениеФ образов порождает лавину пустых, ненужных структур. ќсобенно эта способность характерна дл€ абстрактных образов. ќдин единственный абстрактный образ может породить, если не ограничивать врем€, трансфинитную последовательность Уникчемных образовФ{212. Ќа каждом шаге структура надстраиваетс€ УсверхуФ. “аким образом, оказываетс€, что каждый последующий элемент множества есть совокупность всех предыдущих плюс еще что-то Ц т.е. пр€мо по определению трансфинитной последовательности.}. ≈динственный способ борьбы с мусором состоит в том, что в случае исчерпани€ данных, либо отведенного места в пам€ти, либо времени, если при этом не достигнуто согласовани€ (которое и €вл€етс€ результатом), то надо просто разрушить результирующую структуру и запустить процесс заново.

ќтсюда следует единственна€ возможна€ Удисциплина работыФ машины, причем как любой отдельной (частной или специализированной) виртуальной машины, так и всей конструкции в целом (см. главу 8). ќдновременно получаетс€ и косвенное условие согласовани€: Уесли сходимость процесса согласовани€ обеспечиваетс€ медленнее, сравнительно с ростом затрат ресурсов Ц значит неверна гипотеза (исходный образ)Ф, т.е. условие формулируетс€ в виде Утекущего послеуслови€ Ц умолчани€Ф.

—овокупность указанных свойств дает весьма интересные следстви€.

ѕервое Ц очевидное. Ёто единственна€ возможна€ динамическа€ структура виртуальной машины класса »4, все остальные (модели, реализации, как возникшие случайно, так и сконструированные искусственно) неизбежно саморазрушатс€ еще до завершени€ постройки{213. »менно Ц саморазрушатс€, поскольку, напомним, »4 Ц существенно виртуальна€ система, возникающа€ только в потоках данных и структур в работающей Увычислительной средеФ.}.

¬торое Ц не столь очевидное. ћашина такого класса могла быть построена только через посредство эволюции попул€ций, но никак не исключительно с помощью эволюции.

ѕо€сним. ѕравило 0 (полноты окружени€) требует наличи€ множества (попул€ции) машин такого класса.

Ќо дисциплина работы машины требует регул€рного уничтожени€ неудачных структур, не успевших достичь согласовани€ (в частности, согласовани€ со средой обитани€), либо исчерпавших или Услишком быстроФ исчерпывающих свой ресурс. ѕри этом уничтожаютс€ как виртуальные, так равно и физические структуры, поскольку эта дисциплина суть метаправило-умолчание, одно из фундаментальных условий существовани€ машин такого класса.

ќбразно говор€, принципиальна€ возможность создани€ интеллекта или даже приближени€ к нему должна означать, что любой экземпл€р должен расплатитьс€ за это своей смертью. “.е. должна быть попул€ци€ машин, состо€ща€ из смен€ющих друг друга, обновл€ющихс€ поколений{214. Ётим мы хотим еще раз подчеркнуть тот факт, что системы уровн€ организации выше кибернетического, должны быть смертными, во вс€ком случае, похоже, что это €вл€етс€ фундаментальным принципом организации ѕрироды не только в биологическом, но и структурном смысле. ѕри этом мы, человечество в целом, ничего не может утверждать о ¬селенной-как-целое, как об объекте следующего класса Ц все гипотезы будут равно веро€тны или неверо€тны.}.

“ретье следствие Ц очевидно с точки зрени€ конструкции машины, но также очевидно повлечет некоторый всплеск эмоций и непри€тие априори несогласных.  ак мы установили, потоки структур имеют конструктивно-трансфинитную мощность, количество этих потоков Ц также. —оответственно можно прикинуть мощность множества вариантов коммутации этих потоков дл€ достижени€ достаточно длительного устойчивого их согласовани€.

ќтсюда €сно, что веро€тность чисто случайного нахождени€ конструкции и правил, обеспечивающих это согласование на конечном множестве особей и поколений, строго равна нулю. —ледовательно, интеллект человека Учисто эволюционным способомФ возникнуть просто не мог!!!

„етвертое следствие Ц наиболее важное дл€ продолжени€ нашего исследовани€. ѕолноценна€ машина »4, интеллект, представима не менее чем трансфинитным (несчетным) количеством несчетных (трансфинитных потоков). „то это значит практически? ѕоставим эксперимент, пон€тный всем. УѕодключимФ к каждому и 1011-1012 нейронов мозга отдельный мощный компьютер класса рабочей станции, сумеем совокупно оценить, т.е. представить и пон€ть всЄ, что выдают все вместе эти станции, и в результате получим Ќ»„≈√ќ (люба€ счетна€ совокупность машин фон Ќеймана не может по определению представить даже один несчетный поток за конечное врем€).

Ёто и означает Ц Уизучение от подробностейФ суть в точности путь в никуда, изучаем ли мы путем пр€мого измерени€ (или моделировани€) отдельный нейрон или их совокупность (например, весь слуховой центр или весь мозг), мы даем себе таким подходом абсолютную гарантию не пон€ть ровно ничего за любое конечное врем€, пока этот объект вообще существует.

Ёто и есть У¬авилонска€ башн€Ф, Уобъ€ть необъ€тноеФ, то, что древние обозначали фразой Учеловек самоподобен космосуФ. »ли по-другому Ц каждый интеллект во ¬селенной суть машина класса »4, но, начина€ с некоторого уровн€ подробностей погружени€ во внутреннее устройство они должны стать абсолютно несопоставимыми.

≈сли продолжить Уисторические аналогииФ, то напомним, например, ƒјќ Ц Учеловек проживет множество жизней, жизнь и есть выбор (существенно в ƒјќ никак не определ€емый). ћы упом€нули ƒјќ, хот€ это не единственное учение такого рода. Ќазовите это как хотите Ц эзотеризм, мистицизм, но если ¬ы внимательно прочитали все предыдущее, то это можно назвать только Учистой механикой информационных потоковФ. ѕросто так устроено всЄ, что способно к самоорганизации.

ѕо существу надо делать следующий шаг не к формулировке Ууточнени€ законовФ, не к схоластическому обобщению, но к пониманию как это обобщение устроено в ѕрироде.

13.4. ”слови€ согласовани€ потоков. –езонатор динамического структурного пол€

Ќе менее интересно рассмотреть €вление самоорганизации потоков структур и данных в информационной машине (рис. 13.10).

 wpe1DB.jpg (14296 bytes)

ћы не употребл€ем ни термин УзаконыФ, ни УправилаФ, поскольку чуть ниже окажетс€, что необходимое условие существовани€ (балансировки) машины формулируетс€ в виде системы уравнений, достаточное Ц правила “—— и вс€ истори€ создани€ конкретного экземпл€ра машины. »так, на рис. 13.10:

nS(1), nS(0) Ц виртуальна€ машина УвысотойФ n;

TT Ц два Утока (потока) текстовФ, т.е. структур Z. —труктура потоков организована в виде тора;

TK Ц парна€ система разнонаправленных Утоков (потоков) контекстовФ;

S Ц Уполе структурФ;

Z Ц Уполе данныхФ.

”слови€ существовани€ (динамического равновеси€) машины записываютс€ в виде системы уравнений:

(13.1.1)

(13.1.2)

(13.1.3)

”равнени€ 13.1.1 и 13.1.2 отражают баланс потоков текстов и баланс потоков контекстов соответственно.

”равнение 13.1.3 Ц общее уравнение баланса, означающее, что и дисбалансы потоков текстов и контекстов также должны быть сбалансированы. «десь интегрирование происходит по Удинамической поверхности SФ, образованной путем вращени€ системы конусов, также, в свою очередь, вращающихс€ (т.е. в результате по некоторому объему); Уинтегрирование по ZФ Ц интегрирование по объему тора Z.

“аким образом, нормиру€ систему потоков к единичному шару, получаем из уравнени€ 13.1.3:

(13.2)

«десь F1 и F2 Ц функции плотности потоков дисбаланса токов контекста (“ ) и текста (“) соответственно. «амечательно, что на функции F1 и F2 не накладываетс€ никаких условий, кроме одного Ц они должны быть УизображаемыФ как движение потоков Уточек Ц состо€нийФ, т.е. не Убесконечно малыхФ, а существенно конечных{215.  азалось бы, справедливее записать уравнени€ в конечно-разностной форме, коль скоро мы говорим о Уточках-состо€ни€хФ, о некотором дискретном представлении. ќднако необходимо учесть следующее. ¬ €вном виде дискретность присутствует только во входном и выходном представлении, преобразование во внутренний формат происходит через системы пороговых функций и при этом значени€ порогов, во-первых, принадлежат некоторой непрерывной шкале, а, во-вторых, существенно используетс€ УшумФ, механизмы структурного резонанса интегрируют Унеразличимые сигналыФ. ƒалее, УосновнымФ в рабочем режиме информационной машины €вл€етс€ несигнальное относительное движение структур, контекстов, а значит, относительные скорости занимают диапазон от с (скорости света) до v > ?, т.е. структуры как бы Уразмываютс€Ф, зафиксированным оказываетс€ лишь конечное состо€ние, решение. Ќаконец, вспомним, что потоки €вл€ютс€ конструктивно-трансфинитными, мы в общем случае не имеем права считать их счетными. ¬се это вместе и есть про€вление информационного соотношени€ неопределенности, по аналогии с электроном в Уволновом €щикеФ мы должны считать любую структуру nS имеющей двойственную природу волны-частицы. “аким образом, адекватным будет как раз интегро-дифференциальное представление.

» еще немного на эту же тему, но уже Ус другой стороныФ.  азалось бы, кажда€ система-интеллект непрерывно занимаетс€ сбором Упрецедентных ситуацийФ Ц накоплением опыта. –еакцией же на каждую конкретную ситуацию обеспечиваетс€ сведением ее к возможно близкой известной. » тогда вс€ наша реальна€ жизнь обеспечиваетс€ непрерывной выработкой условных рефлексов и, соответственно требует дискретного представлени€. ќднако же, есть, по меньшей мере, две причины, которые преп€тствуют в полной мере раздел€ть этот подход. ¬о-первых, как мы уже обсуждали выше, посто€нно мен€ютс€ Управила игрыФ, мен€етс€ не логика прин€ти€ решений, а сами правила логики. ¬о-вторых, множества прецедентных состо€ний динамически накладываютс€ и пронизывают друг друга, образу€ в этом смысле те самые системы динамики высоких пор€дков. Ќу а дальше проще всего сослатьс€ на выводы предыдущего абзаца.}.

“еперь сходство с электродинамикой становитс€ достаточно €вным Ц помимо УинфокваркаФ, очень напоминающего Уэлементарный зар€дФ, мы пришли к системе уравнений, напоминающих известную систему уравнений ћаксвелла. —тоит рассмотреть этот факт подробнее.

ѕервые два уравнени€ системы (13.1) реализуютс€ на уровне Усистемы командФ машины, т.е. способов работы элементов, их коммутации и правил-умолчаний. ¬ соответствии с принципом нашего исследовани€ Ц Унаибольшей простотойФ, ничего другого, более сложного, предполагать и не надо.

¬ отличие от ћаксвелловской, система фактически состоит из одного уравнени€ (13.1.3), но существенно более сложной структуры Ц потоки возникают и существуют УвнутриФ другой системы потоков. «десь мы об€заны рассматривать всю совокупность вложенных динамических систем в их взаимодействии.

¬спомним теперь, что выше мы установили Ц движение текстов (в нашем случае движение битов и ¬*-деревьев в Z) индуцирует на уровне контекстов, т.е. в структурах S, начина€ с самого нижнего уровн€, относительное движение контекстов, причем несигнальным способом. “аким образом, устойчивый поток данных в Z должен несигнально индуцировать также устойчивый поток в S.

—уществует при этом и обратное, УсимметричноеФ воздействие Ц извлеченный из пам€ти или извне дл€ обработки образ Упочти всегдаФ требует дополнени€ структур данных (по умолчанию) и их досогласовани€. ≈сли же это образ абстрактный, то структура данных в Z подстраиваетс€ целиком по умолчанию.

ƒалее надо вспомнить, что абстрактные образы Ув большинствеФ требуют многоступенчатой и многовариантной достройки просто по определению, на то они и абстрактные. “.е. один абстрактный образ может породить поток структур данных в Z. ƒалее, по мере УраскруткиФ машины, по мере того как она приспосабливаетс€ к внешнему миру, нарастает поток именно абстрактных образов, поскольку во внешнем мире находитс€ Увсе меньше нового и необычногоФ и даже сам процесс поиска нового становитс€ исследованием, требует запуска серий и потоков абстрактных образов.

ѕолучаетс€, что с выходом на рабочий режим основным способом взаимоиндуцировани€ потоков “  и “ становитс€ несигнальный.

»ндукци€ УвверхФ, от текстов к контекстам происходит в силу свойства контекстных систем (по определению любой возможной контекстной системы).

»ндукци€ УвнизФ, от контекстов к текстам происходит в силу метаправила подстановки недостающих текстов по умолчанию, т.е. в силу сущности даже не виртуальной, но внешней, €вл€ющейс€ метаправилом устройства самой виртуальной машины. Ќо это метаправило €вл€етс€ Уабсолютно жесткимФ, поскольку определ€ет единственный возможный способ построени€ информационной машины такого класса.

—уммиру€ изложенное мы можем, даже должны, поскольку это единственное возможное предположение, утверждать, что имеем дело с некоторой сущностью, во многом похожей на электромагнитное поле Ц некоторым динамическим структурным полем (ƒ—ѕ){216. ѕочему выбрано именно такое название мы уже объ€снили во введении.} и информационной машиной как его резонатором.

ќбратите внимание! ѕравила взаимоиндукции не выдуманные, а такие же естественные, природные, как и правила электромагнитной индукции. ќни так же действуют в природе, но в системах, где циркулируют потоки информации{217. “ак школьник постепенно узнает, что кол Ц это не только палка, воткнута€ в землю, а двойка и тройка Ц это еще и комплектаци€ костюма. ќбратна€ индукци€, подстановка текста к контексту и вовсе УзашитаФ на уровень подсознани€ и условных рефлексов Ц на темной улице мы предпочитаем перешагнуть через тень, но не рисковать провалитьс€ в €му. ¬прочем, к брать€м нашим меньшим все это тоже относитс€.}.

—ущественные отличи€ от электромагнитного пол€ также очевидны. Ёлектромагнитное поле возникает и существует в свободном пространстве в результате движени€ элементарного зар€да или потока зар€дов (тока). ѕри определенных услови€х в системе (резонаторе) возникает устойчивое поле. Ќаконец, движение зар€да с переменным ускорением порождает свободную электромагнитную волну, Урастекающуюс€Ф в пространстве, либо, оп€ть же при соответствующих услови€х, принимающую форму кванта, волны-частицы.

“ака€ система полностью представима уравнени€ми второго пор€дка (разумеетс€, интегро-дифференциальных в частных производных, т.е. системой ћаксвелла, дл€ описани€ квантового перехода необходимы уже дополнительные формальные услови€).

ƒл€ того чтобы возникло и существовало динамическое структурное поле необходима целостна€ иерархическа€ система условий. ƒолжна сложитьс€ иерархи€ структур минимум из четырех уровней, от последовательностей битов до структур контекстов класса »4 и в этой структуре должна сформироватьс€ система взаимосбалансированных потоков также из четырех уровней (каким способом Ц дл€ рассмотрени€ и мысленного моделировани€ неважно).

» только на этом уровне возникает и существует ƒ—ѕ.

ѕравомочно именовать такие системы Ц системами динамики четвертого пор€дка, €вно обознача€ то, что различие феноменов электромагнитного и динамического структурного пол€ не количественное, не даже качественное, но пор€дковое.

≈сли в системе ћаксвелла, как и в любой однопор€дковой динамике каждое из уравнений (как и каждое из полей) €вл€етс€ УоболочкойФ, пр€мой причиной возникновени€ другого, то в нашем случае уравнение 13.4 Ц только Уобща€ оболочкаФ, общее условие баланса, вложенные услови€ попарной балансировки потоков конструируютс€ (в буквальном смысле слова конструируютс€!) при создании и УраскруткеФ информационной машины.

»нтересно рассмотреть Утаблицу соответстви€Ф электромагнитных и информационных €влений.

“аблица соответстви€ электромагнитных и информационных €влений.

wpe1DC.jpg (30747 bytes)

“аблица Усоответстви€Ф электромагнитных и информационных €влений (окончание).

wpe1DD.jpg (89483 bytes)

—опоставл€€ свойства объектов информодинамики и электродинамики нетрудно заметить, что они €вл€ютс€ даже не дополнительными, а как бы Увывернутыми наизнанкуФ.

јналог электрического пол€ Ц вихревой и парно сбалансированный.

јналог магнитного пол€ Ц также парно сбалансированный, как бы Усвернут полюсами внутрьФ и упакован в топологию тора.

јналог статических полей вообще не просматриваетс€. ¬ том смысле, что ƒ—ѕ существует и действует Усамо по себеФ по аналогии с электромагнитным полем. —татическое поле, информационный срез, т.е. кака€-то зафиксированна€ запись, последовательность битов Ц это не аналог статического электрического пол€, а аналог лепестков электрометра. —ама по себе запись какого-то сообщени€ ни на что воздействовать не может, если она ничем не воспринимаетс€ и не интерпретируетс€. “о есть статического пол€, Устатической информацииФ не бывает, бывает след ее воздействи€ Ц запись.

ƒалее существенно различаютс€ ступени упор€дочени€.

ћежду электростатикой и электродинамикой одна ступень Ц упор€дочение движени€ зар€да.

ћежду УинформостатикойФ, статическим набором данных и информационным полем Ц четыре ступени весьма специфического упор€дочени€ структур данных и Учетыре степени подвижности потоковФ Ц два парных потока, удовлетвор€ющих системе уравнений баланса. »ерархи€ упор€доченности движений как бы Усдвинута на три ступенькиФ.

ќтметим Ц при всей необычности ƒ—ѕ предпосылки, Управила его формировани€Ф ничуть не более необычны, чем дл€ пол€ электромагнитного. ƒругое дело Ц способов его непосредственного измерени€ или наблюдени€ пока еще не изобрели{218. ¬прочем, один способ пр€мого Уизмерени€Ф ƒ—ѕ мы уже наблюдали. ≈сли человек в черном €щике претерпевает катастрофический распад личности, то робинзон Ц медленно деградирует до животного состо€ни€ с некоторой надеждой на последующее восстановление контакта с ƒ—ѕ, а УмауглиФ €вл€етс€ примером системы, УэкранированнойФ на некотором уровне системной сложности от ƒ—ѕ навсегда.}.

Ќо и все наблюдени€ электромагнитных €влений также только косвенные, опосредованные Ц не будем этого забывать.

13.5. —вободное информационное поле. √ипотеза о второй половине ¬селенной

ѕродолжим наш мысленный эксперимент с информационной машиной. ¬ процессе ее функционировани€, как мы установили выше, взаимодействие инфокварков происходит несигнальным способом, взаимодействие структур данных в Z (УзеркалеФ) Ц обычным сигнальным путем.

ѕотери информации происход€т как из-за физической диссипации, т.е. помех, потерь сигналов и несовершенства сенсоров, так и при контекстной диссипации из-за того, что неподход€щие структуры просто Увыбрасываютс€Ф, так уж устроена машина.

ќднако, благодар€ негэнтропийности конструкции (заложенной в самих метаправилах устройства этой машины) она может оставатьс€ в динамическом равновесии, по крайней мере, до тех пор, пока существует носитель, УаппаратураФ.

ѕредположим теперь, что система каким-то образом получила всю информацию, т.е. Увсе существенное обо всем существенномФ.

Ёто означает, что прекратитс€ не только Усигнальный обменФ внутри структуры, но исчезнут и все виды диссипации, машина перейдет в Усверхпровод€щий режимФ и Е Ц в тот же миг должен произойти взрыв.

ѕоскольку структуры в этой ситуации уже Уне нуждаютс€ в носителеФ, им достаточно несигнального способа взаимодействи€. —корость их движени€ v > ?, так что Уконструкци€Ф в результате такой трансформации Узаймет места столько, сколько есть, т.е. всю ¬селенную. ѕолучаетс€, что свободна€ волна ƒ—ѕ существует только в единственном экземпл€ре.

“рансформаци€ (взрыв) должна происходить путем двукратного отражени€ от плоскости симметрии Увиртуального зеркалаФ, точнее как бы от его центра, наход€щегос€ на УосиФ машины. ќчевидно, что при этом тор (двукратно вывернутый относительно центра) превратитс€ в Усферу –иманаФ, а конусы Ц в парную Убутылку ЋобачевскогоФ и така€ топологи€ окажетс€ как бы Ув каждой точке пространстваФ, поскольку центр Ууйдет в бесконечностьФ.

ќт Устарой топологииФ должна остатьс€ только ось симметрии, но, заметим, сама по себе несимметрична€, т.к. Уполовинки машиныФ имеют все же несколько разное Уфункциональное назначениеФ. ѕомимо этой топологии пространство оказываетс€ заполненным Узаменител€ми материиФ, некоторыми структурами линейного типа Ц Унит€миФ с определенными УпсевдомеханическимиФ свойствами и УназначениемФ. ƒл€ них:

‘ункциональное назначение УнитейФ - быть одновременно:

≈сли же говорить о размерах трансформированной машины, то процесс (в силу взрывного роста скорости) должен Узакончитьс€Ф в точности там, где он совпадет, в каком-то смысле, во всех точках с реальной физической ¬селенной.

ќтдельного рассмотрени€ заслуживает феномен наличи€ УчасовФ или Усобственного времени системыФ. “аковым естественно считать Угенеральную тактовую частоту процессораФ или Упериод управлени€Ф. Ќа самом нижнем уровне организации (бактерии) все определ€етс€ Уброуновскими процессамиФ.

“аким образом, с Увнешней точки зрени€Ф бактерии Ц мафусаилы, а некоторые (споры вирусов) и реально вечные. ƒл€ кибернетических же систем поисковые колебани€ наход€тс€ в полосе соседнего канала. ¬ масштабе собственного такта управлени€ (периода отработки возмущени€) эти системы живут Усколь угодно долгоФ, они те же УбактерииФ, но Уискусственно консервированы в €щике формальной системыФ.

ƒалее, некоторые виды насекомых вообще образуют УновоеФ существо (например, пчелиный рой) Ц вне временное, дл€ которого УвнешнееФ и УвнутреннееФ врем€ совпадает (т.е. мы имеем реализацию идеально согласованного гомеостаза). Ќа более высоких уровн€х требуетс€ врем€ на поиск Уподход€щего управлени€Ф, т.е. период управлени€ возрастает, и они, с позиции внешнего наблюдател€, живут быстрее Ц в терминах Упериода согласовани€Ф, периода отработки возмущени€.

Ќаконец, дл€ системы типа »4 (человек) поиск Угенерального обобщени€Ф, как оптимальной с точки зрени€ Усмысла жизниФ стратегии управлени€, так и не успевает завершитьс€ за весь Упериод существовани€Ф, т.е. с позиции внешней, врем€ жизни человека Ц около или несколько более Упол тикаФ, во вс€ком случае, меньше периода управлени€.

—ледовательно, в электродинамике Увнутреннее врем€ во внешнем масштабеФ сжимаетс€ до нул€, останавливаетс€ с ростом скорости v>c. ¬ информодинамике, наоборот, ускор€етс€, по мере перехода к более высоким уровн€м организации систем и, наконец, дл€ Утрансформированной машиныФ, после У¬зрываФ собственное врем€ Ц ровно один Уквант времениФ, но Ц Ураст€нутый до бесконечностиФ.

¬есьма похоже, что мы получили ни что иное, как Уинформационную изнанку Ёнергетической ¬селеннойФ, котора€ сшита упом€нутыми Унит€миФ. ј все вместе Ц сама€ совершенна€, экономична€ и умна€ информационно-энергетическа€ машина, или, если хотите У√иперсубъектФ.

«десь же определ€етс€ и Узаконное местоФ дл€ высказанной в “—— гипотезы о Уструктурном взаимодействииФ. Ќаблюдаемое нами в физическом мире как действие закона гармонии и структурного резонанса, оно (структурное взаимодействие), при определенных услови€х, Усворачиваетс€ в ƒ—ѕФ, а затем, Ув большом ¬зрывеФ, разворачиваетс€ в структуру, обеспечивающую единство энергетической и информационной половинок ¬селенной и €вл€ющуюс€ структурой дл€ каждой из этих половинок и всего вместе как целого.

«аметим, оп€ть все смоделировано в “—— Ц по соображени€м наибольшей естественности.

“еперь остаетс€ предположить Уфункциональное назначениеФ, Урод зан€тийФ, цель и Успособ действи€Ф такой вот немыслимой суперструктуры.  оли уж ќн подобен структуре всей физической структуры ¬селенной, вместе с ее процессами (в смысле всех мыслимых и немыслимых, но существенных изоморфизмов сразу) и даже УгеометрическиФ с ней совпадает, то остаетс€ ≈му только заботитьс€ о ее равновесии и поддержании в пор€дке.

ј каким путем?

—оздавать и обеспечивать функционирование иерархии структур, которые за счет энтропийных процессов, трансформации энергии, развиваютс€ до того уровн€, что начинают производить избыточную информацию, чтобы затем, с помощью своих механизмов обратно превратить ее в энергию Ц в нужном месте, времени и количестве{222.  аким образом происходит это превращение информации в энергию, т.е. обеспечиваетс€ энергетическа€ негэнтропи€ и УнужнаФ ли она вообще Ц вопрос отдельный. ” науки находитс€ множество УобъективныхФ причин, вынуждающих исследователей непроизвольно впадать в УмеханистическоеФ толкование баланса энергии и информации. Ќе нужно делать этого примитивного замыкани€ Ц это некоторое де€ние Учерез образФ, задача, смысл которой может оказатьс€ нам недоступным, предмет отдельного рассмотрени€, если таковое вообще возможно, но никак не механицизм.}.», разумеетс€, заботитьс€ о достаточной плотности размещени€ таких структур, оптимальном их функционировании и общем балансе. ј если спросите как, мол, это сделать, то пока ответим Ц так, чтобы Умир не перекосилоФ, а подробности Ц потом.

”правление нами, конечно, построено на принципе Уминимально-необходимого воздействи€Ф уже в силу того, что мы освоили (нам дан?) только сигнально-информационный €зык уровн€ текстовой контекстной зависимости, а на уровне мысленных образов УработаемФ пока что хуже, чем обезь€ны и дельфины на нашем{223. „еловечество много говорит об образном мышлении, но, похоже, так и не задумалось о пон€тии контекста в потоке образов (ситуационных прообразах), как специальном предмете изучени€. ¬ литературе (∆.јдамар и др.) отчетливо прослеживаетс€ мысль о творческом процессе, св€занном с лишенным знаковой структуры континуальным мышлением. ѕока же все образное мышление сводитс€ к сочетанию Уобразно говор€...Ф. ¬есь материал этой главы впр€мую указывает не то, что на возможность Ц на необходимость таких исследований, а собственный €зык структур если и не мета€зык дл€ науки такого рода, то уж, по крайней мере, Уиз того же класса €зыковФ.}.

“акже естественно предположить, что ќн дл€ своих нужд может создавать и поддерживать различные Увспомогательные средстваФ вроде нашей техники и информатики, только с позиций своего знани€, разумнее и экономнее, чем мы. ѕерсонально дл€ человечества Ц то, что требуетс€ дл€ призрени€ за нами и, если надо общени€ Ц предъ€влени€ нам чего-нибудь антропоморфного.

„ем же ќн еще зан€т Ц пока что это нам доступно только в той мере, насколько нам это сообщат в разжеванном, так сказать, виде Ц по “—— уровень €зыка не тот.

«аметим, оп€ть же, что структура замыкаетс€ в кольцо: энерги€ - матери€ Ц живое Ц сознание - контроллер Ц преобразователь - энерги€. Ќо вот как замыкаетс€, превращаетс€ ли Учиста€ информаци€Ф обратно в УматериюФ, в какой-то вид энергии или силового взаимодействи€? ќказываетс€, если брать в расчет именно всю совокупность ¬селенна€-как-целое, Усилова€ функци€ несилового пол€Ф становитс€ ненужной! ќб этом см. гл. 15.

¬ообще же упоминание о Уэнергетическом эквиваленте информацииФ, возможно, нужно исключительно только дл€ св€зи со старыми представлени€ми, дл€ того, чтобы, например, объ€снить наклон гомеокинетического плато в существующих представлени€х{224. јбсолютно €сно становитс€, откуда беретс€ наклон Угомеокинетического платоФ - это расход на производство информации. ¬еличина дополнительна€ (например, в %  ѕƒ системы). „ем положе плато Ц тем совершеннее система. ќтсюда вес (масса эквивалентна€) Ц величина вполне реальна€ дл€ чистой информации. ѕодсчитать ее можно и мы постараемс€ это сделать в гл. 15.}.

ј что же дальше?

≈сли и есть, то нам это уже совсем недоступно, только ≈му Ц смотрите правила “—— и считайте уровни текстов и контекстов. ” человечества дл€ этого нет даже подход€щих УобразовФ. ѕри рассмотрении трансформации Усаморекурсивное деревоФ трансформировалось в нити. ¬о что они преврат€тс€ при следующей трансформации Ц в нечто, не имеющее не то, что метрики, но даже топологии Ц что это: Упервоисходный континуумФ или Уконтинуум из одних дырокФ Ц как такое называетс€?{225. √оспода физики, неужто вам совсем неинтересно или хот€ бы не забавно? «накомые ведь вещи получаютс€. Ѕольшой взрыв, только он не когда-то, а всегда и везде (впрочем, вс€кие особенности вроде дыр тоже, наверно, имеют смысл и назначение Ц этакие сливные дырки дл€ баланса). “опологи€ на основе воронки в сфере, да еще с подход€щей парой (антимиром), так сказать открыто-закрыта€ Ц это как на нее погл€деть, либо Упо мере надобностиФ. —труктуры оп€ть же почти абсолютно жесткие и вроде бы Уи с концами, и безФ, и УсверхскоростныеФ при этом. “аймер оп€ть же, трехкомпонентный Ц УэйнштейновскийФ, УинформационныйФ и УобщемировойФ. » все из довольно примитивного моделировани€ (даже никаких уравнений просто не надо) на основе самых простых и общих вещей, наверн€ка повсеместно во ¬селенной имеющихс€ Усколько потребуетс€Ф.

ј ведь эксперимент Ц чисто информационный. ћы пытались предположить, что станет с информацией, заключенной в изоморфную (насколько это получилось) копию мозга, который, наконец, узнал все существенное о ¬селенной со всей ее начинкой.

¬се что получилось Ц это требовани€ к информационной структуре, полученные из этого эксперимента Ц и топологи€, и нити с их свойствамиЕ и тот факт, что будет расшир€тьс€, пока есть куда и с все возрастающей скоростью. ≈динственное вольное предположение Ц что и вправду совпала информационна€ структура с физической, т.е. нашла свои Уподход€щие аппаратные средстваФ.}

Ёксперимент Учисто информационныйФ, св€занный с наблюдаемыми повсеместно €влени€ми и реконструкцией Уинформационной машины Ц интеллектаФ, альтернативной чисто абстрактным информационным машинам, привел нас к необходимости признать наличие информационной ¬селенной и неразделимости УфизическойФ и УинформационнойФ половин ћира. Ќо эта неразделимость об€зательна только дл€ –еального ћира, может существовать и множество чисто виртуальных ћиров.

“ак или иначе, но, исключив из рассмотрени€ все наблюдаемое, все искусственно привнесенное, т.е. все произвольные постулаты мы пришли к »нформационному ћиру, тому, что Урациональна€ наукаФ если и не отвергала, то пр€тала на какую-нибудь несуществующую полку под названием Унеоткрытые свойства материиФ.

—тоит ли удивл€тьс€, что, сталкива€сь со свойствами и €влени€ми неразрывно св€зывающими оба ћира, мы не можем подобрать даже подход€щего обозначени€, при попытке трактовки сваливаемс€ в Упримитивный механицизмФ Ц если все развитие науки было так устроено, чтобы исключить это понимание, возникновение адекватных пон€тий?

–азумеетс€, рационально использовать знание можно только научившись измер€ть в адекватных шкалах (сначала) и использовать (уже позже) свойства некоторого €влени€. Ќо сперва нужно выйти из позиции Уискреннего непри€ти€Ф, Ублагородной предвз€тостиФ относительно любого €влени€, которое нельз€ истолковать в сложившейс€ концепции науки или даже некоторой метатеории.

13.6. »нформодинамика Ц пока без формализма

—итуаци€ получаетс€ зеркально-дополнительна€ к одеждам сказочного корол€. У¬нешн€€ поверхность одеждФ €вно наличествует Ц это система уравнений информодинамики, общее условие балансировки машины класса »4, того, что мы называем интеллектом.

¬роде бы резонно задать вопрос Ц каким законам подчин€етс€ ее внутренн€€ организаци€, какие уравнени€ описывают потоки структур (инфокварков), каковы Уплотности потоковФ,  ѕƒ зеркала и т.д. и т.п.

Ќо, в принципе, как мы уже писали об этом в первом издании, это вопрос того же свойства, что и Учем пахнет электронФ и Укакого цвета нейтриноФ. —уть в том, что там, Упод поверхностью одеждФ, ничего такого нет совсем, т.е. ничего, кроме инфокварка Ц универсальной самоподобной структуры, правил ступенчатой W-грамматики (Уверхн€€ частьФ Ц это правила “——, Унижн€€Ф Ц весь совокупный опыт данного конкретного экземпл€ра машины) и текущих потоков данных, которые машина получает от внешнего мира. » из какой бы области ¬селенной эта машина »4 не происходила, на какой Уэлементной базеФ ни была бы построена, дл€ нее будет справедливо то же самое.

Ѕолее того, как мы увидим в следующей части, ей не нужна даже некотора€ фиксированна€ Усистема командФ, аналогична€ системе команд адресной машины, есть лишь небольшое число классов команд, конкретный вид которых Уконструируетс€Ф в процессе интерпретации (решени€) задачи. Ќо уже следующий акт решени€ той же самой задачи и с теми же самыми исходными данными породит команды совершенно другого вида, поскольку изменитс€ УопытФ машины, ее внутренний контекст и нижний уровень правил грамматики.

∆естка€ внутренн€€ организаци€, заданна€ системой уравнений, работает там, где мы имеем дело с системами класса »1, с кибернетическими системами, т.е. там, где работает теори€ сигналов, теори€ передачи информации.

Ќа уровне систем класса »2 может измен€тьс€ и вид уравнений и их число, частично этот уровень охватываетс€ такими разделами теории управлени€, как скольз€щие режимы, теори€ регул€ризации, теори€ персептрона и гомеостата.

ƒл€ систем класса »3 жестким остаетс€ лишь набор основных команд и правил (метакоманд, утилит, моделей), общий же случай представл€етс€ уже виртуальной машиной, котора€ в каждом акте общени€ с внешним миром модифицируетс€, но, возможно, и конструируетс€ заново в соответствии с состо€нием ее Умодели мираФ{226. ¬ CacheТ мы познакомились с этим в процессе освоени€ пон€ти€ “ћћƒ (см. главу 8), модели, динамически завис€щей и от состо€ни€ базы данных, и от проход€щей транзакции.}.

Ќичто, разумеетс€, не мешает поступать с системой »4 так же, как хакер обращаетс€ с системой компьютерной, пытатьс€ Уподгл€дыва€Ф определ€ть ее внутреннее устройство и особенности функционировани€. Ќаверн€ка удастс€ подсмотреть массу безумно сложного и интересного, возможно даже найдетс€ и что-то полезное, но можно абсолютно гарантировать, что количество этого полезного в общей Умассе всегоФ, всех нюансов и подробностей окажетс€ меры ноль. Ёто и есть свойство системы такого класса, ее нельз€ пон€ть Упоследовательно разбира€ по винтикуФ, даже есть гаранти€, что УвинтикиФ просто невозможно пересчитать.

ј как же тогда УанализироватьФ? Ѕолее того, как упоминалось выше, начина€ с некоторого Ууровн€ разузловани€Ф неизбежно обнаружитс€, что дл€ каждого экземпл€ра есть сво€ Усистема стандартов и размеровФ, а на еще более глубоком уровне обнаружитс€ Уиндивидуальна€ система стандартовФ уже дл€ отдельного процесса, отдельной задачи.

ќднако мы вовсе не утверждаем, что системы такого класса Уневозможно пон€тьФ, Уневозможно создать адекватный аппарат представлени€Ф.

ћногое свидетельствует о том, что современна€ наука, в частности, математика в самое ближайшее врем€ породит адекватный аппарат дл€ представлени€ систем многопор€дковой динамики, поэтому здесь мы даже и не ставили себе задачу разработки такого формального аппарата{227. «адачу разработки Укомпьютерной математикиФ поставил еще в 70-е годы XX столети€ крупнейший математик ƒжек Ўварц. –ечь идет не столько о введении специальной символики, обрабатываемой текстовыми редакторами, но о формализме, позвол€ющем строить программы, эффективно оперирующие с бесконечными сущност€ми в конечном компьютерном представлении. ¬о врем€ его визита в —анкт-ѕетербургский институт информатики и автоматизации –јЌ (в то врем€ ЋЌ»¬÷), мы обсуждали некоторые аспекты этой проблемы. —ейчас стало €сно, что дополнительно к Уконечному представлению бесконечногоФ необходимо еще и представление совокупностей процессов указанного свойства (оперирующих с бесконечными сущност€ми), причем именно целостных совокупностей процессов, вложенных динамических систем, а не отдельных уровней, св€занных некоторыми параметрами. ясно, что задача разработки таких представлений в значительной мере самосто€тельна€, отдельна€, по отношению к изучению феноменологии, сущности €влений, и, наверн€ка, достаточно сложна€ и объемна€. Ќе будем сейчас угадывать, каков будет вид этого формализма, может быть, придетс€ ввести новые пон€ти€ и новую символику записи (т.е. формализм такого уровн€, возможно, вообще нельз€ записать в существующих сейчас способах представлени€), но коль скоро вы€снена сущность €влени€, то и представление рано или поздно кто-то найдет. «аодно напомним, что функциональное преобразование типа свертки было придумано и введено в обиход совсем не математиками, а инженером ќливером ’евисайдом.}. ј то, что разработка такого представлени€ необходима Ц достаточно очевидно, ведь запись уравнени€ (13.2) условна, движение структур нормировано к определенной геометрии, однако не будем забывать, что о какой-то конкретной метрике мы говорить просто не имеем права, но только и исключительно о топологии.

ƒействительно, попытаемс€ честно ответить на вопрос: каким уравнени€м должен подчин€тьс€ механизм, по определению предназначенный дл€ укладки в него любых уравнений, какие только могут по€витьс€ во ¬селенной Ц и в информационной и в энергетической ее част€х, дл€ интерпретации не только любого €влени€ физического мира, но и любой фантазии?

Ќаверное, это дополнение к любому возможному уравнению, так сказать абсолютный антипод всех вообще возможных уравнений. ≈сли хотите Ц правила жонглировани€ топологическими структурами. «аписать поведение любой конечной негэнтропийной системы в виде конечного алгоритма невозможно, более того, невозможна даже конечна€ рациональна€ запись критери€ ее функционировани€. ќбщий, глобальный критерий можно представить как Угармоничное взаимодействие с окружающим миромФ, но это уже друга€, философско-эстетическа€ категори€. ќтсюда следует, что это критерий скорее эстетический: Углавное, чтобы красиво получилось Ц как у “ворцаФ. Ќо это и не только критерий Ц инструмент, который посто€нно спасает ћир от разложени€ в Утепловой смертиФ.

¬озможно мы (т.е. цивилизаци€ в целом) подходим к новому этапу развити€ науки, к тому, чтобы безудержное размножение УтеорийФ и УаксиоматикФ сменилось новым взгл€дом на суть вещей и согласованным подходом к их пониманию.

«десь можно обратитьс€ к сравнительной классификации моделей ћира (теорий).

1. ћеханика Ќьютона Ц целиком инструментальна€, уравнени€ употребл€ютс€ дл€ прикладных нужд непосредственно, как в совокупности, так и по отдельности.

2. ѕрикладна€ интерпретаци€ механики сплошных сред требует уже солидного дополнительного обеспечени€, как со стороны формального аппарата вычислений, так и согласовани€ с экспериментом.

3. —истему ћаксвелла непосредственно используют только теоретики. ¬ прикладных дисциплинах, даже имеющих дело со свободной электромагнитной волной (—¬„, радиолокаци€ и т.п.), Упр€мое употреблениеФ основных уравнений достаточно редко, а дл€ большинства электротехнических дисциплин эти уравнени€ скорее Увиртуальна€ сущностьФ, Увнешнее условие существовани€Ф самих этих приложений.

4. Ќаконец, наш случай Ц основное уравнение информодинамики вр€д ли вообще можно употребл€ть дл€ какой-либо утилитарной надобности. ”равнение Усамо по себеФ, как отдельна€ сущность, имеет всего лишь одну Уприкладную функциюФ, единственное назначение Ц это глобальное условие существовани€ и возникновени€ пор€дка из хаоса в том ћире, той ¬селенной, в которой мы пребываем.

Ќо обратим внимание на гигантскую асимметрию условий. Ёто уравнение Ц необходимое условие возникновени€ пор€дка. ƒостаточное условие обеспечиваетс€ сложным процессом конструировани€, либо многоступенчатым процессом эволюции систем, обладающих свойством самоорганизации.

», конечно, “ем, кто этот процесс запустилЕ

—нова мы выходим на вопрос о том, что достаточное условие не обеспечено УавтоматическиФ, на вопрос о Уначале началФ. ќстаетс€ только еще раз напомнить, исследование не о том Укто сотворилФ, но только и исключительно о том как, на каких принципах сотворенное устроено.

¬опрос же разработки адекватного формализма, универсального представлени€ систем вложенной динамики, по крайней мере, не меньша€ проблема, чем разработка феноменологии. Ёто будет уже нечто другое, возможно мало похожее на современную математику, охватывающее феномены следующих уровней сложности, неоднородные по внутренней структуре и неразложимые на независимые компоненты.

ѕредставл€етс€ достаточно €сным, что после этого всем описательным наукам будет дан шанс Усойти с фундаментаФ и стать строго информационно-математическими.

13.7. “—— как инструментарий информодинамики

“еорию структурной согласованности на фоне солидных сооружений и небоскребов так называемых Унасто€щих теорийФ не то, что наукой, но и теорией как-то неудобно называть. » структура кака€-то Уне така€Ф, и определений строгих нет.

Ќо при Усерьезном подходеФ ничего бы и не получилось Ц даже там, где можно было бы писать формулы, мы этого пока не делали и избегали любого далекого погружени€ в подробности. ѕримерно €сно, как будут выгл€деть “—— и информодинамика в Уизложении на предельно допустимом уровне сложностиФ, но и сейчас “—— по смыслу и назначению единое целое и в таком виде Уможет употребл€тьс€Ф, т.е. может быть работоспособной.

”потребл€ть же “—— можно совместно с чем угодно и Усколько потребуетс€ по делуФ, противопоказана она может быть только измам{228. Ќадобно, наконец, объ€снитьс€: измы, изматический подход Ц вполне точное и строгое название (если хотите, самоназвание) вполне определенной парадигмы познани€, подхода, состо€щего в том, чтобы устроить наднауку, сверхтеорию или совокупность таковых, которые затем должно упор€дочить под управлением еще одной сверхтеории.

Ќо при всем своем внешнем различии сверхтеории объединены одним фундаментальным сущностным признаком. Ћюба€ из них базируетс€ на одной единственной супераксиоме, а всЄ этой аксиоме не соответствующее, объ€вл€етс€ Устрогим нулемФ (уж если совсем точно, то не строгим Ц дурным), т.е. на метааксиоме (супераксиоме) диаметрально противоположной прин€той нами логике дополнительности.}.

“огда, может быть, пойти уже известным и проверенным путем?

—уществует ведь теори€ упругости Ц сугубо строга€ теори€, Упочти чиста€ математикаФ, а с добавкой инженерных рецептов Ц сопромат, дисциплина сугубо прикладна€. » так далее Ц в других науках.

¬з€ть и сделать дл€ удобства и €сности Утеорию открытых информационных системФ, УфизическихФ, УбиологическихФ, УсоциальныхФ и других по мере надобности, но уже Устрого!Ф, т.е. с положенным дл€ приличи€ набором уравнений, формул и конкретных рецептовЕ

”вы, это будет зан€тие сугубо бесполезное, а учитыва€ вполне весомые затраты труда Ц реально вредное, поскольку, согласно самим же правилам “——, люба€ такова€ теори€ сделаетс€ бесполезной еще до ее завершени€. «десь мы как раз и переходим тот порог сложности, когда динамика совокупности объектов, их изменчивость становитс€ того же пор€дка, что и динамика системы, называемой Уобобщающа€ теори€Ф.

»наче говор€, конструирование Уконкретной теорииФ возможно только дл€ конкретной системы{229. Ќадеемс€, что все здесь достаточно €сно Ц конкретна€ система это, в общем случае, не Уединичный экземпл€рФ, а класс систем.  ак определ€етс€ этот класс систем, чем определ€ютс€ границы классификации Ц это и есть часть Утеории систем данного классаФ и вы€сн€етс€ конкретно, в процессе конструировани€ Ц только так, другого, УаприорногоФ способа просто нет.} и в процессе создани€ этой самой конкретной системы. Ћюбое более широкое обобщение получитс€ Унаукой ни о чемФ, Утеорией ничегоФ!

¬спомним теперь, что любые науки, теории как Учисто абстрактныеФ, так и Учисто прикладныеФ по своему устройству и назначению суть информационные системы, то есть €вл€ютс€ таковыми по определению{230. ѕрофессионалы информационной науки даже утверждают, что мир состоит из информационных систем и всего остального. (ѕри этом обычно вскользь упоминаетс€ предположение, что все остальное Ц это просто плохие информационные системы).}.

ѕолучаетс€ интересный результат Ц сама структура процесса рационального познани€ (напомним, включа€ и Учисто абстрактноеФ) такова, что люба€ Усверхтеори€Ф неизбежно должна вытолкнуть, исторгнуть сама себ€ из круга рационального уже самим тем фактом, что она УсверхФ.

Ќачина€ с определенного уровн€ сложности, а именно с современных фундаментальных наук, процесс механической надстройки (сложности обобщений) неизбежно должен прекратитьс€ и быть замещен другим процессом Ц процессом согласовани€ различных фундаментальных теорий в их неразрывной совокупности с конкретной постановкой задачи и состо€нием и динамикой той среды (части ћира), где эта задача ставитс€.

’отим мы того или нет, но вопрос Узачем?Ф, доселе чисто внешний дл€ фундаментальных наук, даже вообще их как бы и не касающийс€, неизбежно должен стать неотъемлемой частью, метааксиомой познани€. –овно также и вопрос Укакой ценой?Ф, и не только в смысле расхода ресурсов и экологии, а гораздо шире.  онечно, если „еловечество хочет куда-то рационально двигатьс€, хочет продолжать прогресс вне рамок абстрактного гуманизма. ¬се это вопросы не риторические и не чисто философские, но, в св€зи с особенност€ми нарождающегос€ процесса ментагенеза, Ц более чем актуальные (см. часть IV).

Ёпоха безогл€дного теоретизировани€ неизбежно должна себ€ изжить, дальнейший прогресс Ц в области осознанного и соразмерного конструировани€, основанного на четком знании ответов на указанные вопросы.

„то до узкоутилитарной пользы, то уже по ходу рассмотрени€ вопроса о построении самой “——, попутно, так сказать, мы уже кое-что получили. ¬ частности кое-что полезное о законах устройства информационных систем и организации их технологий, об устройстве живого интеллекта, о том, насколько осторожно надо обращатьс€ с УпсевдоинтеллектуальнымиФ системами.

ƒа и вопрос о создании полноценного, но рукотворного интеллекта Ц то бишь попул€ции таких особей Ц тоже не праздный. ≈сли нам удастс€ извернутьс€ и построить таковой на более эффективной элементной базе, то мы-то зачем? ¬ какую нишу какого симбиоза вписыватьс€ потом будем?

ѕричем вопрос поставлен не в философском Ц в чисто инженерном плане. «на€ структуру базового элемента (и способ организации всей структуры) и произвед€ кое-какие измерени€ и расчеты можно нарисовать принципиальную схему мозга. «адача представл€етс€ разрешимой уже сегодн€, подробнее о начальном подходе к созданию его технического аналога и технологии конструировани€ см. в гл. 14.

ћожно использовать все эти результаты, законы самоорганизации структур данных и их потоков, в любом исследовании от анализа естественных €зыков до организации (оптимизации) Усвоей собственнойФ структуры Ц естественной структуры предметной области. —овсем не вредно, например, устраивать подобный анализ дл€ структур Узарождающихс€ на стыке дисциплинФ. ј также генеральные чисткиЕ

¬прочем, врем€ покажет. „то же до строгости определений, то она вз€та минимальной. —тоит только УперебратьФ хоть чуть-чуть и система захлопнетс€ Ц закроетс€ со всех сторон сразу, т.е. потер€ет смысл и выродитс€ “—— во что-нибудь вроде законов диамата.

ѕосмотрим еще раз на совокупность тезисов, лежащих в основе “——:

¬ целом же получаетс€, что с помощью очень простого, но гарантированно открытого инструмента (“——) удаетс€ установить вид глобальной информационной структуры и этот вид оказываетс€ совпадающим в смысле метаописани€ с видом материальной структуры, установленной физикой совершенно другими средствами и из других соображений, и обе эти структуры оказываютс€ замкнутыми друг на друга на уровне общей топологии и общего принципа организации учета причинно-следственных св€зей.

Ќа страницах этой главы развернут процесс синтеза, конструировани€ любой, в самом широком смысле, открытой системы, в том максимальном обобщении, которое только допустимо.

Ёто в целом, в совокупности, и есть информодинамика, котора€ только и может быть представлена как обобщенна€ технологи€, но никак не сводитс€ к системе уравнений информодинамики, котора€ суть лишь представление необходимого услови€ существовани€ открытых систем, записанное в привычной дл€ воспри€ти€ форме Ц в виде системы уравнений.

ѕравила “—— Ц это внутреннее содержание информодинамики, и, одновременно, в совокупности с метааксиомами, первоисходными сущност€ми ћира Ц инструмент конструировани€ самой информодинамики, инструмент самоописани€, поскольку она (информодинамика) по существу своему открыта€ система.

ѕроцесс конструировани€ как технологи€, разворачиваетс€ УизнутриФ и только так, единственным способом, последн€€ может быть представлена в конечном виде, чтобы не нарушить метааксиому открытости и правило достаточности окружени€ (см. гл. 12), поскольку всЄ окружение, другие системы его составл€ющие, доступны нам только через потоки обмена. ћы не можем узнать, тем более не имеем права постулировать, что окажетс€ существенным в будущем развитии системы.

«десь нам только остаетс€ Упривести в задумчивость читател€Ф намеком на масштаб задачи разработки адекватного формализма. ¬сЄ, что до сих пор изобретено, все обобщенные функциональные преобразовани€, год€тс€ дл€ представлени€ счетных совокупностей процессов, представленных потоками, хот€ и бесконечными, но однородными, состо€щими из бесконечно малых неразличимых сущностей.

¬ случае открытых систем мы имеем дело с несчетным множеством потоков, каждый из которых может Ураскрытьс€ сам по себеФ в более чем счетную совокупность потоков, состо€щих не из безликих Убесконечно малыхФ, но из бесконечного разнообрази€ структур. » при этом Ураскроетс€ по своей воле и никак нам об этом заранее не сообща€Ф.

“ак что разработка адекватного формального аппарата Ц дело науки будущего. — нас пока достаточно того, что мы УподсмотрелиФ законы, правила управл€ющие пор€дком, организацией в этой Убесконечности бесконечностейФ.

» возблагодарим “ворца, который так устроил эти законы, что они обеспечивают не просто пор€док, но непрерывное самовоссоздание ¬селенной, негэнтропийные процессы.

13.8. ≈ще раз об аксиоматике.

√ипотез не измышл€ю.
Ќьютон

ћы пока еще не знаем, что именно в нашей работе по созданию информодинамики вызовет у читателей наибольшее непри€тие Ц результат, вывод информодинамики о возможности существовани€ √иперсубъекта и всей соответствующей структуры ћира в целом, либо сам способ построени€ “—— и информодинамики.

Ќам представл€етс€ очевидным Ц существование √иперсубъекта, сам этот факт так и останетс€ навсегда Уделом вкусаФ, выбора, предметом вечного неразрешимого спора, как и всЄ отсюда следующее, и никакие доказательства здесь не помогут. ƒа таковых доказательств в духе строгом, аксиоматическом просто и не может существовать. Ќесуществование такого доказательства просто пр€мое следствие соотношени€ свойств любой аксиоматической теории и объекта, коим, в этом случае, выступает √иперсубъект.

ƒействительно, как бы ни трактовалось это высказывание, то ли как вопрос Уо первичности и вторичностиФ, то ли только как факт наличи€ »нформационной ¬селенной, оно (это высказывание) суть внешнее по отношению к ¬селенной. Ќо поскольку мы определ€ем ¬селенную как Усовокупность всего, что существуетФ, то любой информационный артефакт Ц УдоказательствоФ суть артефакт внутренний, суть ее часть. ѕолучаетс€ классическа€ апори€ Ц Участь больше целогоФ.

Ќаверное, справедливее назвать это Усоотношением неопределенности - 3Ф. “акже как квантовое соотношение неопределенности св€зывает микромир с информацией о нем, соотношение неопределенности - 2 определ€ет взаимодействие макромира с информационным, соотношение неопределенности - 3 должно урегулировать взаимоотношени€ конечного представлени€ с мегамиром (мегамасштабом).

«десь интересно обратить внимание на действие законов самоорганизации структур на самом глубинном уровне, на уровне взаимодействи€, взаимоорганизации первоосновных сущностей и законов ћира.

¬ основе устройства ћира (¬селенной-как-целого, взаимосв€занных информационной и энергетической половин) три сущности:

¬заимодействием первичных сущностей управл€ют три правила (закона) устройства ћира: закон самоорганизации (устроенный как взаимосв€занна€ совокупность метааксиом ћира и правил “——); закон физической энтропии и закон информационной энтропии, т.е. один закон самоорганизации и два закона распада. ѕричем законы распада по существу Упр€мого действи€Ф, обеспечивающие распад Усразу и по всем уровн€м организацииФ, но каждый их них Ц своим способом. “аким образом, можно сказать, что существует один закон Ц УсложныйФ и два УпростыхФ.

—разу подмечаем Усимметричную антисимметриюФ Ц матери€ и информаци€ имеют сложное внутреннее устройство, пространство{231. “очнее УпротопространствоФ, Уабсолютный вакуумФ, УэфирФ Ц об этом в гл. 15.} имеет только простейшую (неполную) топологию и свойство Убыть абсолютно м€гкимФ, расшир€тьс€. “аким образом, можно сказать, что существуют две сущности Ц УсложныхФ и одна Упроста€Ф.

ƒействие законов на сущности, точнее любое взаимодействие, происходит через посредство трех соотношений неопределенности Ц квантовое соотношение Ц простое, Упр€мого действи€Ф, и две сложных Ц информационное соотношение (соотношение –.Ѕартини) и глобальное соотношение неопределенности (несуществование рационально-аналитического доказательства устройства ¬селенной).

ѕри этом каждое соотношение неопределенности двунаправленное по самому определению соотношени€ неопределенности, т.е. Уот закона к сущности и от сущности к законуФ. ƒалее, каждое из соотношений действует в общем случае не Уот своего к своемуФ (например, Уот квантового уровн€ к информацииФ), но обеспечивает отношение Увсе-ко-всемФ, хот€ и в различной степени, в том числе различной в зависимости от того, в какой группе процессов рассматриваетс€ (происходит) взаимодействие.

» уже из этого Упервичного взаимодействи€Ф (первичность здесь пон€тие сугубо условное) возникают УвторичныеФ мирообразующие феномены (УвторичностьФ Ц тоже условность, взаимодействие нельз€ УразрезатьФ), а именно: причинно-следственные р€ды, мера, метрика и врем€. ¬рем€ возникает как системна€ сущность, период процесса самоорганизации с учетом сохранени€ правильной (прин€той, обусловленной Ув началеФ) нумерации причинно следственного р€да и конечной скорости распространени€ силовых взаимодействий (или, что то же самое, - квантованности ћира и несуществовани€ бесконечной концентрации энергии). Ќо это уже вопросы отдельного плана и отдельного исследовани€{232. «десь оп€ть об адекватном аппарате представлени€, в частности, о внешнем виде записи. ћатематическа€ символика приспособлена к отображению метрических сущностей, к тому, что мера и метрика присутствуют по определению. «десь мы обнаруживаем, что первоисходные сущности и законы пребывают в динамическом взаимодействии, которое и порождает сами феномены меры и метрики. „то прикажете положить Ув основу аппаратаФ?  акой-нибудь Утопологический дифференциалФ? ј шутка это или Ќ≈ шутка Ц это пока одному Ѕогу известноЕ}.

«десь же мы отметим еще один момент.

—кептики и формалисты будут настаивать на том, что Уэто вы, авторы информодинамики, так захотели, придумали и постулировали двойственно Ц тройственную, УплавающуюФ систему основных сущностей и законов. ћы же будем настаивать на том, что захотели увидеть, как есть на самом деле, но отнюдь не постулировали.

ј в целом спор такого рода беспочвенный, если быть честным, даже с позиции самого закоренелого скептика. Ёто суть Усоотношение неопределенности - 4Ф. ≈го совершенно справедливо назвать Управилом выхода за пределы рациональногоФ. ќтсюда, если присмотретьс€ повнимательнее, следует замечательный вывод Ц еще одного Усоотношени€ неопределенностиФ не надо ни за чем.

»меющихс€ соотношений неопределенности, т.е. фактически метааксиом согласовани€ масштабов, достаточно, чтобы, не разруша€ основ, совместить любую аксиоматическую теорию с информодинамикой, в том числе и те теории и аксиоматики, которые еще не придуманы. «аметим тут же, что Уразрушение основФ может угрожать только Уаксиоматической теорииФ, “—— Уничего не сделаетс€Ф, на то она и открыта€, на то и теори€ согласованности.

» еще одно Ц само Управило выхода за пределы рациональногоФ сформулировано в рамках “—— и с помощью ее самой! Ќо вот помещать это правило в р€д правил самой “—— мы не будем, оставим его как внешнюю метааксиому.

¬озвраща€сь к способу построени€ “——, постараемс€ еще раз просмотреть построение теории и указать, что же мы на самом деле использовали необычного, нового, т.е. того, что не €вл€етс€ уже общепризнанным Упочти по умолчаниюФ буквально во всех теоретических построени€х, во всей Ќауке в целом.

¬озможно, некоторым “—— представл€етс€ Уголым измышлениемФ, мысленным моделированием вокруг чистой феноменологии. Ќо разве не то же самое лежит в основе любой известной теории? –азве не поступили точно также √алилей и Ќьютон?  то-нибудь смеет утверждать, что может со всей строгостью и во всей общности сформулировать, что такое суть электрон?

Ќапротив, и электродинамика, и вс€ теоретическа€ физика родились только тогда и таким же способом, когда была накоплена и осмыслена как целое минимально необходима€ совокупность наблюдаемых фактов, а формализацию придали уже к этому осмыслению.

ѕосмотрим и на самую строгую и формальную из теорий Ц математику. Ќапомним, например, что ≈вклид создал свою аксиоматику, исход€ из непротиворечивости реальному ћиру, дополнив это требование внутренней непротиворечивостью и функциональной (дл€ построени€ теории) простотой. ѕотом Учистые интуиционистыФ попытались вовсе исключить Увнешнюю аксиоматикуФ, оставив только требование внутренней непротиворечивости системы аксиом, но оказалось, что в целом тогда придетс€ пожертвовать полнотой теории. » родилс€ конструктивизм Ц реальный ћир за€вил себ€ и в самой абстрактной из всех возможных теорий в виде требовани€ (метааксиомы) непротиворечивости порождаемых, конструируемых теорией объектов и самого процесса конструировани€.

“ак что в первооснове наиболее аксиоматической из возможных теорий все равно заложена некотора€ феноменологи€.

»сследу€ самый сложный и всеобъемлющий из известных „еловеку феноменов, мы просто неукоснительно и до самого конца следовали принципу Унеизмышлени€ гипотезФ, следовали, без огл€дки на неудобства и потери, до тех пор, пока не обнаружилось €вно, что:

ƒо сих пор все теории €вно или по умолчанию принимали, что пространство устроено как декартово произведение Укоординатных осейФ, а Увсе остальноеФ допускаетс€ как некотора€ коррекци€, например, введение УкривизныФ пространства, дополнительных измерений (многомерности) и т.п.

Ёто допущение мы заменили следующим.

ѕространство устроено так, что все целостные структуры объектов и взаимодействий дополн€ют его Убез пустотФ{233. ¬прочем, это было известно уже давно Ц УNatura abhorret vacuumФ.}, а проекции этих структур на подпространства суть такие же целостные структуры. √оворить о какой-то априорной структуре или, тем более, метрике недопустимо, поскольку они Ц суть порождение совокупности взаимодействий, наличествующих в системе, называемой ¬селенна€.

≈сли к этому допущению добавить реально наблюдаемые факты, такие как действие гармонических шкал, структурный резонанс и квантованность всех объектов и €влений, то наиболее естественным следствием из этого будет существование структурного взаимодействи€ со свойствами, указанными в гл. 12.

ќднако напомним еще раз Ц во всем устройстве “—— и информодинамике структурное взаимодействие мы никак не использовали и даже не упоминали, а только факты, наблюдаемые его про€влени€ Ц гармонические шкалы, структурный резонанс и факт квантованности ћира и всех его частей. ј как же математика, с бесконечно малыми, континуумами, где же виртуальные системы и многомерные миры? Ц –азве мы хоть чем-то из перечисленного пользовались, хот€ бы не€вно?

ƒл€ всего этого мы просто нашли место, откуда это беретс€ и нужно ли все это реальному ћиру. ћогут существовать и многомерные представлени€ и виртуальные миры, не реализовавшиес€, даже не реализуемые не только физически, но и в виртуальных пространствах, построению информодинамики это не мешает, также как она не мешает их существованию.

¬ этом смысле единственный наш тезис: ћир не декартов €щик, устроенный так дл€ удобства нашего теоретизировани€, но устроен наиболее простым и рациональным способом Ц Уиз целого получаетс€ целоеФ, а как именно даже и не надо предполагать дл€ построени€ теории. —ущность ћироздани€ в том и состоит, что оно есть процесс непрерывного, т.е. непрестанного, неостановимого конструировани€ конкретного устройства Ц самого себ€ и всех своих частей.

ƒва положени€ Ц неизмышление гипотез и устройство ћира не на основе априорно введенной метрики Ц вот и все, что мы положили априори, т.е. своим желанием и волей в основу построени€ теории структурной согласованности и, соответственно, информодинамики.

ѕрин€в эти положени€, мы тер€ем очень много Ц и в удобстве построени€ теории, и в стройности изложени€, и в Упредставительности, респектабельностиФ. Ќо мы предпочитаем идти на все потери ради одного Ц навсегда потер€ть возможность порождени€ ложных симметрий и, главное, не€вных (скрытых) симметрий выводов. ћеханизм краха, кризиса любой возможной Устрого аксиоматической теорииФ как раз и состоит в том, что с некоторого этапа ее развити€ начинаетс€ обвальное порождение ложных симметрий, которое разрушает внутреннюю непротиворечивость системы аксиом.

ќстальное, напомним еще раз, т.е. аксиома открытости, правила “—— и прочее уже существовало в ћире до аксиоматических теорий, до самого человека. ѕрин€тый подход позволил нам найти это, а заодно просто избавитьс€ от всего лишнего.

Satis superque{234. ƒостаточно и более чем достаточно (лат.).}.


Si quid novisti rectius istis candidus imperti; si non, his utere mecum.
 
≈сли тебе известно что-нибудь лучшее, сообщи мне;
если нет, то воспользуйс€ этим (лат.)
√ораций. Уѕослани€Ф, I, 6, 67

wpe1.jpg (3546 bytes)

„асть четверта€

јрхитектура открытых систем

 

ќсновным путем развити€ науки XXI века
во всех ее направлени€х и приложени€х
станет прогрессирующий переход
от аксиоматических теорий и моделей,
от замены естественного €зыка человека
математическими символами,
к исследованию открытых систем.
Ќаука будет базироватьс€
на ѕриродной аксиоматике ќткрытого ћира,
на исследовании самих систем, а не их моделей, примен€€ дл€ этого аппарат, адекватный ћиру, построенному из движени€ и как движение Ц
новый аппарат его представлени€ и конструировани€, Уѕриродную ћатематикуФ
ћира открытых систем.

 

УЕпользователь открытой системы должен читать и понимать
посланную ему инструкцию по поведению и применениюЕФ.

ѕредуведомление: осторожно, открытые системы

Ќо что страннее, что непон€тнее всего, это то,
как авторы могут брать подобные сюжеты,
признаюсь, это уж совсем непостижимо,
это точноЕ нет, нет, совсем не понимаю.
 
Ќ.¬.√оголь

»нформодинамику можно было прин€ть давно. ѕрирода никогда не пр€тала свою феноменологию и вложенность динамических процессов. ќднако вооружени€ можно делать и без этого, а хлеб сам растет и реки текут без нашего учета вложенных процессов, по крайней мере, пока мы их не поворачиваем. ј значит Ц не надо.

»нформодинамику можно не прин€ть и сейчас. “огда многие существующие научные направлени€ смогут сохранить свою фундаментальность, а точнее Ц фундаментализм. Ќо что влечет „еловечество к экспериментам с созданием, ремонтом и улучшением открытых систем инструментарием замкнутым? ќграниченность? √ордын€ самостийного творени€? »ли желание построить самому себе железные рамки свободы воли, играть в игру, полные правила которой доступны лишь жрецам Ц строител€м фундамента?

Ќа пороге XXI века значительна€ часть специалистов различных областей знани€ исповедует математический аппарат как религию. ѕодавл€ющее большинство Ц прикладники, в том смысле, что прикладывают математику к нуждам своей науки. » слышать не хот€т о том, что можно получить различные, но справедливые выводы и доказательства просто путем изменени€ априорно выбранной метрики. ј декартово представление пространства, суд€ по всему, не самый лучший способ его представлени€, и уж, во вс€ком случае, не Уприродно-существующийФ способ.

ƒа, верна математика, конечно, но сама по себе, в себе и дл€ себ€, а также дл€ всех замкнутых систем. ј борьба конструктивистов и интуиционалистов Ц это не дл€ общественности.  ухн€ аксиоматики Ц клубное дело. ј также знание насто€щих математиков, что она описывает только некоторое приближение ѕрироды, но не есть аппарат ѕрироды и по сути своей им в своей сегодн€шней форме никогда не будет. »бо с ѕриродой разошлась если и не изначально, то давно. » даже не верой давно уже стала аксиоматика изобретаема€, а суеверием. ј боротьс€ с ним приходитс€ изобрета€ невычислимые сущности.

 онечно –.ѕенроузу можно{235. ¬ этом смысле очень характерно замечание о работах –.ѕенроуза, приведенное в статье Ћ.Ћевковича У‘изическа€ личностьФ ( омпьютерра є 40, 1998 г.):

Уѕисать такие книги, как У“ени разумаФ, могут позволить себе только очень авторитетные ученыеЕ ћало кто станет читать очередной вариант Утеории всегоФ, принадлежащий автору, до этого не про€вившему себ€ в науке очень и очень €рко.  аждое сочинение такого рода воспринимаетс€ как попытка угадать дальнейший ход развити€ науки. ј это безумно трудно и, кроме того, вызывает почти болезненное раздражение у многих профессионалов: мало ли какие гипотезы можно выдуматьФ.

ќчень правильное замечание, если, конечно, –.ѕенроуз согласитс€, что он гипотезы выдумывает. ¬от так и воспринимают новые работы Ув общем случаеФ: мало ли что там еще не € выдумалЕ ”вы, часто гипотезы действительно выдумывают, счита€, что это первый шаг к созданию теории. ƒа только не плохо бы помнить: гипотезы не выдумывают. ¬ы помните кто сказал: Угипотез не измышл€юФ?}. ј отечественные исследователи о невычислимых сущност€х говорить не должны Ц не фундаментально. » это правильно. —огласны. »бо невычислимые сущности Ц это диссиденты Уќбитаемых острововФ —тругацких. Ќесистемна€ борьба с отдельными вышками, т.е., простите, Уискаженными сущност€миФ. ѕросто они, подлинные, ѕриродные сущности сами по себе, другие. ƒобрые и ласковые как звери планеты ѕирр. ƒл€ всех, кто их принимает, они очень даже вычислимые. Ќо в ћатематике того ћира, где они живут, а не в клетках модельного замыкани€.

¬се, что есть в этом ћире интересного как с познавательной, так и с утилитарной позиции, порождаетс€ взаимодействи€ми открытых систем. » право же, говор€ об этом взаимодействии, неуютно своими руками навешивать на себ€ подозрение в попытке растолковать Увсе обо всемФ Ц и никак не меньше.

јдекватно построить теорию открытых систем возможно только в процессе ее конструировани€, причем конструирование необходимо включает в себ€ и создание достаточно представительного множества таких систем и накопление опыта общени€ с ними. “ак что если бы кто-то и получил такую возможность организации работ Ц все равно завершение теории зат€нулось бы на неопределенное врем€{236. ќтсюда и следует понимание эволюции как природно-необходимого этапа конструировани€ открытого ћира Ц Ѕог владеет временем и вечностью, а у человека их нет, и поэтому человеку дан мир модельный. Ќо почему бы не возвыситс€ над этим миром и не зан€тьс€ открытыми системами, если равноподобность человека и ¬селенной вытекает из множества различных подходов и построений?}. јрхитектура открытых систем Ц пон€тие комплексное, имеющее особенности в каждом отдельном направлении.

¬ этой ситуации остаетс€ только умерить свои претензии на полноту и строгость теории и, несмотр€ на Унарушение классических традицийФ, ограничитьс€ рассмотрением аспектов концептуальных, в определенной мере инвариантных к реализации Ц таковы действительно доступные нам Управила игрыФ с открытыми системами.

ѕри рассмотрении открытых систем УчрезмернымФ оказываетс€, по-видимому, каждый отдельный феномен. “ем не менее, в этой части мы рассмотрим три Уархитектурных направлени€Ф:

¬ыбор именно этих направлений не случаен, более того, как будет видно, они в сумме дают наилучший охват, наилучшее представление всего круга проблем и возможностей, получаемых при открытой системной постановке работ при разумном минимуме числа страниц, отведенных на их изложение.

≈сли первые два указанные направлени€ имеют в основном техническую и познавательную сложность, то с такими системами как экологические, социумы, сам человек как таковой (как продукт эволюции) все обстоит не то, чтобы сложнее, но, в каком-то смысле УстрашнееФ.  о всем проблемам чисто исследовательским добавл€ютс€ еще и непри€тности, которые приносит исследователю сам факт работы с такими объектами.

«ато и материал воистину уникальный Ц вс€ истори€ цивилизации по сути истори€ крупных и еще более крупных непри€тностей, имеющих в своей первооснове один единственный общий источник Ц стремление к УулучшениюФ природы, социальных структур и самого человека, его физиологии и сознани€.

ѕри всех сложност€х, неоднозначност€х, переплетени€х и тому подобном, дл€ всех структур и процессов непреложно и без вс€ких исключений действует один закон Ц чем УумнееФ был проект реконструкции, чем больше были старани€ и затраты Ц тем страшнее были последстви€.

ћожно с уверенностью утверждать Ц главные подарки еще впереди, но уже совсем близко и готовит их не кто-то иной как сонмище апологетов абстрактного гуманизма, стрем€щихс€ со всем тщанием и рвением превзойти в разумности и справедливости и самого “ворца, и те законы мироздани€, которым даже он следует неукоснительно. “ак что и повод, и материал дл€ размышлений, при работе с такого рода архитектурами открытых систем, определенно присутствуют!

¬прочем и предыдущие два направлени€ дают весьма существенную возможность получени€ непри€тностей. ќб этом мы тоже в разумных пределах поговорим по мере изложени€ материала.


Епросто они Ц другиеЕ
ќб инопланет€нах и интеллектуальных машинах

√лава 14. ¬ертикальна€ машина

14.1.  онцепци€ вертикальной машины

Ёту главу целесообразно начать с упоминани€ об открытии, свидетельствующем в пользу высказанной нами гипотезы о квантово-волновом механизме устройства и работы нейрона и всего мозга Ц технической реализации физической среды, котора€ может УобрабатыватьФ волновой фронт в процессе его прохождени€.

¬ конце 1998 года (т.е. когда уже были опубликованы наши У»збранные лекцииФ [11]) в ћассачусетском технологическом институте были завершены работы по созданию принципиально нового оптического волокна Ц УомигайдФ{237. »нформаци€ получена при прослушивании радиопередачи о новост€х науки в јмерике. «а незнанием точных характеристик этого оптоволокна, пока укажем, что это не единственна€ разработка. »звестно, например, оптоволокно компании Lucent Technologies Ц многомодовое канальное решение OptiSPEED Plus. Ёто означает, что промышленность начала XXI века уже решила или сейчас заканчивает решение проблем создани€ нужной нам технологии. ¬о вс€ком случае, характеристики оптоволокна, которые мы рассматриваем, €вл€ютс€ достижимыми, а не фантастическими.}. Ќеобычна€ структура волокна Ц своего рода УрулетФ, скатанный из нескольких слоев материалов разной оптической плотности, обеспечивает совершенно необычные свойства.

¬о-первых, такое волокно €вл€етс€ практически УсверхпроводникомФ, потери чисто статистические на уровне отдельных квантов и очень низкие (в известном нам информационном сообщении конкретна€ цифра не приводитс€, косвенно из него следует величина меньше 10-10). ѕри этом свойство сохран€етс€ при изгибе волокна, соединении и разветвлении волокон. “.е. на таких волокнах вполне реально строить как УодноквантовыеФ (разумеетс€ с последовательной передачей несколько раз подр€д дл€ надежной компенсации статистических потерь) каналы, так и сложные системы.

¬о-вторых, УомигайдФ Ц система сверхширокополосна€, в отличие от традиционного волокна свойства, в том числе и проводимость, уровень потерь, сохран€ютс€ во всем диапазоне частот от Учерного провалаФ до нижнего ультрафиолета включительно{238. ј это пр€мо означает, что на базе такой структуры возможно строить процессоры с многоступенчатым преобразованием типа Уволновой фронт Ц состо€ние Ц и обратноФ, строить напр€мую, без специального механизма подкачки энергии, так как на каждой ступени преобразовани€ будет ступенчато падать энерги€ (т.е. частота) кванта. “ак как этот вывод уводит нас в новые области исследований, здесь мы оставл€ем его без комментари€.}.

—обственно говор€, соединение двух волокон такого типа уже и есть процессор вполне определенного типа Ц интерференционный коррел€тор, работающий с УматрицамиФ Ц волновыми фронтами. » более того, один и тот же решающий элемент может работать и как Учисто аналоговыйФ и как Учисто цифровойФ и во всех промежуточных режимах Ц в зависимости от того, как установлены пороги по входу и выходу.

ќстаетс€ только добавить общеизвестный уже факт Ц структура аксонного волокна на гистологическом срезе в точности та же сама€, что и УомигайдФ. ” УпростыхФ нейронов меньше слоев и УвитковФ на срезе, у УвысокихФ нейронов Ц больше.

ћожно с уверенностью утверждать, что в структуре ствола УвысокогоФ нейрона будет классифицировано в точности семь слоев (может быть это уже установлено, но мы просто не имеем возможности следить за всеми результатами еще и в нейрофизиологии).

Ќесложно подсчитать и некоторые числовые параметры, косвенно подтверждающие гипотезу. ѕредположим, что реальный нейрон работает на частоте Учерного провалаФ, (т.е. самый нижний уровень Ц Упам€ть собственно данныхФ), соответственно f ? 1011 гц, что соответствует энергии кванта ≈ ? 3,9х10-3 эв, а это как раз где-то около разности энергий состо€ний валентных пар в некоторых белковых молекулах.

— другой стороны, виртуальна€ машина, построенна€ в дес€тислойной однородной среде по рассмотренной раньше схеме и при таком такте пам€ти должна иметь генеральную тактовую частоту не более 101 гц (если соединить все 1011 нейронов в одну общую решающую виртуальную структуру, то, если нижние работают на 1011 гц, то вс€ структура будет работать на 10 гц), но и меньша€ частота по крайней мере нецелесообразна, т.к. придетс€ вводить специальные Умеханизмы замедлени€Ф. “.е. имеем генеральную тактовую частоту, соответствующую ?-ритму!

¬прочем, проверить и уточнить экспериментально эти и другие параметры несложно, тем более, когда известно, что и где искать{239. Ќа самом деле фактов, подтверждающих квантово-волновой механизм нейрона гигантское количество, просто они никем всерьез не рассматривались и до сих пор относ€тс€ к курьезам, вроде ЌЋќ, вызывани€ духов и т.п. “ак зафиксированы сотни случаев, когда человек воспринимал и запоминал зрительные образы с дискретностью времени меньше 10-3 сек. —уществуют школы, где учеников тренируют выполн€ть захват древка стрелы, выпущенной из боевого лука за заданное место (наконечник, середину, оперение) с точностью до нескольких сантиметров или перехватывать револьверные пули. ѕри скорости стрелы или пули около 250 м/сек это означает выполнение движени€ за врем€ менее 0,001 сек или моторно-двигательную реакцию в цепочке глаз-мозг-рука менее 0,0001 сек. » предварительный отбор в эти школы проход€т отнюдь не уникумы, но достаточно большой процент.

¬ Уэлектрохимическую теориюФ нейрона эти факты вообще никак не уложить. Ёлектрохимическим может быть лишь механизм энергопитани€.

У“актовую частотуФ каналов и процессоров можно получить исход€ из простейшей прикидки. ≈сли вс€ цепочка реакции срабатывает за 10-4 сек и процесс обработки проходит три уровн€ нервной системы (ѕЌ—, —Ќ—, ÷Ќ—) и четыре уровн€ внутри ÷Ќ—, причем туда-и-обратно, то, исход€ из оценок по классическим критери€м “ј”, оп€ть получаем пор€док 1011 гц.

Ќапомним, каждый из семи уровней мы должны рассматривать как систему с жесткой обратной св€зью, хот€ и с переменным управл€емым коэффициентом. „тобы не иметь проблем с устойчивостью, каждый последующий (вложенный) контур ќ— должен иметь посто€нную времени, по крайней мере, на пор€док меньше, т.е. 104х107=1011 гц.}.

Ќо если это так, то мозг, его структурна€ схема пр€мо копируют ту информационную машину, которую мы построили в процессе мысленного эксперимента. ƒл€ того, чтобы реализовать копию ее Ув металлеФ, точнее Ув омигайдеФ, требуетс€ только уточнить некоторые конкретные моменты. ѕриведем наиболее принципиальные.

14.2. —труктура команд

—истема команд такой машины состоит из следующих типов.

ќдна команда копировани€ (из пам€ти в обработку и наоборот), имеюща€ два основных варианта: Урасширенное копированиеФ, с дополнением данных от дополн€ющей структуры и Усуженное копированиеФ, с усечением данных. ¬ариантов конкретного выполнени€ множество, от Уполного усечени€Ф, запоминани€ Утолько структурыФ или выделени€ ее дл€ Учисто логическогоФ анализа, до Уполного расширени€Ф, когда чисто логическа€ структура достраиваетс€ данными УснизуФ по умолчанию.

¬арианты задаютс€ самой задачей в процессе исполнени€ установкой порогов Упо входамФ.

ќдна команда сравнени€ или согласовани€ структур (запомненной, вз€той из пам€ти Ц суммы всего предыдущего опыта жизни, и текущей, котора€ €вл€етс€ УзадачейФ). ¬арианты выполнени€: УнижнийФ Ц сравнение Утолько данныхФ; УверхнийФ Ц сравнение Утолько св€зейФ или Утолько структурФ; УполныйФ.

¬арианты задаютс€ порогами по входам, наход€щимс€ выше сло€ Усобственно данныхФ.

ƒве метакоманды интерпретации результата, аналогичные функци€м гиперуровн€ грамматики qWord: соединение двух или более структур и их надстройка; декомпозици€ структуры, перекодирование ее как двух разных УполупустыхФ структур.

», наконец, одна команда принудительного гашени€ Ц точный аналог Усамого верхнего тормоз€щего сигналаФ в высоком нейроне (большой пирамиде). ѕо способу устройства машины должны запускатьс€ все структуры данных сразу (вс€ зона Уимеюща€ отношение к задачеФ), если некоторые элементы (нейроны, большие пирамиды) при первом же (или некотором) запуске дают Уточное решениеФ, то все остальные структуры надо просто УпогаситьФ, как не имеющие отношени€ к делу Ц они будут только мешать.

“аким образом, имеем всего шесть базовых команд. ќднако отметим, что возможно формирование практически неограниченного априори множества Усложных макрокомандФ путем настройки св€зей на четырех верхних уровн€х (запоминани€ порогов Усервисных нейроновФ этих уровней), это будет определ€ть уже Усложную специализациюФ, конкретную настройку каждого отдельного экземпл€ра машины.

ƒисциплина распределени€ пам€ти. ƒанные статичны относительно пол€ пам€ти, Уприв€заныФ к основанию Увысоких нейроновФ (микропроцессоров). ¬ыдел€ютс€ зоны, прив€занные к функци€м (речева€, зрительна€ и т.п.), обща€ решающа€ зона, по-видимому, также распредел€етс€ по характеру задач, но уже не УаппаратноФ, а по типу данных и пор€дку их поступлени€ в процессе обучени€ (программировани€).

ƒл€ повышени€ эффективности логическа€ зона делитс€ на большие отсеки, половины ориентированные на выполнение команд УверхнегоФ и УнижнегоФ варианта и УдекомпозицииФ и Усли€ни€Ф (т.е. Уобразна€Ф и Улогическа€Ф, Усинтетическа€Ф и Уаналитическа€Ф половины).

Ќо закрепление не жесткое, в случае необходимости положение зон может мен€тьс€ (например, при выходе из стро€ части Уобщего пол€Ф). ѕолностью динамическими €вл€ютс€ лишь св€зи на четырех верхних уровн€х, через Утранспортные нейроныФ.

ƒисциплина обслуживани€ процессов. ѕредставл€ет собой расширение дисциплины обслуживани€ CRR, прин€той в qWord. ќбозначим ее как ACAR (ALL CRACH Ц ALL RESET). RESET, а не RESTORE по существу, так как данные в пам€ти УнеподвижныФ, система Убезадресна€Ф и потому уничтожаютс€ и создаютс€ только св€зи и только на период решени€ одной задачи, на самых нижних уровн€х св€зей возможно на период решени€ цепочки однородных задач.

¬ зависимости от задачи, запускаетс€ одна или несколько УспециализированныхФ или УобщихФ зон целиком и сразу. «адачи повышенного статуса (типа смертельной опасности) запускают весь ресурс сразу.

УЋишниеФ, не имеющие отношени€ к делу структуры Угас€тс€Ф практически сразу функцией декомпозиции и командой принудительного гашени€, остальные постепенно достраиваютс€ и, наконец, образуют структуру Ц решение (или структуру Ц противоречие, например, две эквивалентных, что автоматически означает запуск снова, но с другими порогами отсечки по разным уровн€м входов, т.е. с другими данными, другой Уинтерпретацией данныхФ), либо другой гипотезой Ц другой постановкой задачи.

“аким образом, обща€ структурна€ схема одна дл€ всех без исключени€ задач. У“екст задачиФ Ц та же структура, т.е. различие между УпрограммойФ и УданнымиФ не нужно, собственно УпрограммФ как таковых и нет, есть входные задани€, описани€ задач.

ќперационна€ система (монитор ресурса) просто не нужна Ц ее полностью замен€ет дисциплина ACAR{240. ј заодно раз и навсегда дл€ любой ситуации кардинально разрешаютс€ и проблема Ууборки мусораФ (просто выбрасываетс€ все-по-определению) и Упроблема семафоровФ, проблема синхронизации процессов!!!}. ƒрайверы нижнего уровн€ заданы коммутацией и распределением зон, субдрайверы (безусловные низовые рефлексы) на уровне посто€нной коммутации нижних св€зей данных. Ѕолее высокие ранги утилит и мониторов Ц на уровне полупосто€нных и посто€нных св€зей данных. —обственно данные имеют только одно УмедленноеФ движение Ц загружаютс€ в пам€ть при обучении и уход€т, стираютс€ дообучением.

ƒл€ поддержани€ баланса деревьев данных (т.е. нижних структур) должен непрерывно функционировать процесс фоновой активности с необходимыми потоками внешних данных или данных Ц умолчаний, так как при разбалансе деревьев основные команды будут работать неправильно. ƒополнительно, в результате этого процесса, происход€щего во всех структурах, обеспечиваетс€ УмногомерныйФ{241. ќп€ть в смысле некоторой эквивалентной Умногомерной модели данныхФ в УпривычнойФ программистам терминологии; сами структуры данных, их физическое размещение, остаетс€ трехмерным.} и непрерывный кэш данных (благодар€ перемещению и псевдоперемещению св€зей) и достигаетс€ оптимизаци€ Уразмещени€Ф данных (хот€ сами они относительно пол€ пам€ти не движутс€).

Ѕолее или менее близким аналогом программ, обеспечивающих этот процесс поддержани€ структуры дл€ адресной (например, фон Ќеймановской) машины можно считать драйверы (безусловные рефлексы, т.е. аналоги аппаратных микропрограмм), субдрайверы и нижние утилиты (безусловные рефлексы поведени€), загружаемые в ѕ«” при начальном формировании операционной системы.

Ќаконец, машина обладает еще одним фундаментальным свойством, которое уже упоминалось выше. ƒействует она одновременно и как аналогова€, и как цифрова€ и как все промежуточные гибридные варианты. Ѕолее того, в разных актах запуска одной и той же задачи, одни и те же элементы аппаратуры и УблокиФ имеют разное соотношение УаналоговогоФ и УцифровогоФ представлений.

ѕерейдем к рассмотрению нескольких возможных вариантов Ублок-схемыФ вертикальной машины.

¬есьма интересно сравнить приведенные на рис. 14.1 три УсхемыФ элемента информационной машины (или самой машины, что то же самое в силу самоподоби€ структуры) Ц УабстрактнуюФ, т.е. построенную логически; Уоптическую реализациюФ; УживойФ высокий нейрон (большую пирамиду).

wpe2.jpg (29354 bytes)

а) абстрактна€ машина б) оптическа€ машина в) нейрон

–ис. 14.1. —равнение УсхемФ информационных машин

Ќа рис. 14.1 использованы следующие обозначени€:

а) абстрактна€ машина:

Z Ц зона УзеркалаФ, трехмерна€ пам€ть дл€ двух трехслойных ћ-структур данных;

S Ц структура (метаструктура), S,SТ Ц УвыходыФ.

б) оптическа€ машина:

1, 1Т Ц трехслойна€ оптическа€ (голографическа€) пам€ть дл€ УзапомненнойФ и УвоспринимаемойФ структур данных;

2 Ц пучки УмалыхФ оптических волокон;

3 Ц УсумматорФ волновых фронтов;

4 Ц Убольшое волокноФ Ц формирователь структуры Ц решени€;

- УсинфазныйФ и УпарафазныйФ выходы.

с) нейрон:

“ Ц тело;

Ў Ц шипиковый механизм;

¬ Ц волокна УобучающихФ и УрабочихФ входов;

јЅ Ц аксонный бугор;

¬¬ Ц волокна Уверхних св€зейФ;

ј Ц аксонное волокно.

ƒальнейшие подробности, функциональное назначение остальных типов нейронов и других компонентов мозга установить, в принципе, не трудно, даже путем логического анализа, сопоставлени€ логики работы системы в целом и топологии св€зей элементов.

¬озможно даже не потребуетс€ сколько-нибудь значительный объем экспериментов, хот€ вс€ совокупность работ и может оказатьс€ весьма хлопотной, но это уже не имеет принципиального значени€.

  тому же в выборе конкретных числовых параметров существует больша€ свобода Ц это очевидно из изложенного здесь и имеющегос€ объема экспериментальных материалов.

ƒействительно, сопоставим Ц при абсолютно жестком, одинаковом принципе действи€ Увысокого нейронаФ и унитарной общей схеме их соединени€, количество входов каждого типа мен€етс€ от экземпл€ра к экземпл€ру более чем на пор€док, то же можно сказать и про соотношение количества входов разного типа (уровн€). “о есть при абсолютной жесткости принципа устройства наблюдаетс€ больша€ свобода реализации.

≈стественно предположить, что в выборе параметров, например порогов, диапазонов их изменени€ (регулировани€) и дискретности регулировани€ свобода будет еще больша€.

Ќо тогда получаетс€, что все принципиальные вещи относительно конструкции и работы интеллектуальной машины здесь уже сказаны, расписаны и можно пр€мо приступать к проекту реализации машины Ц аналога, например, на базе омигайда. “ак сказать, братьс€ за отвертку и па€льник. » напротив, - дальнейшие теоретические рассуждени€ вне конкретного проекта мало что дадут.

14.3. ѕрограммирование и запуск

ƒопустим, что проект реализован, машина построена, остаетс€ проблема как ей пользоватьс€, в частности, как выполнить УпрограммированиеФ и начальный запуск.

 ажда€ проста€ команда Унигде не находитс€Ф, она Усобираетс€ по вертикалиФ в процессе ее исполнени€ из таких компонентов, как правила-умолчани€, посто€нна€ и полупосто€нна€ (запоминаема€ в состо€нии коммутирующих элементов) коммутаци€; исполн€емый в данный момент вариант команды включает в эту сборку еще и значени€ порогов. ќтсюда и прин€тое нами название Ц Увертикальна€ машинаФ.

≈сли проводить аналогию с Унаиболее близкимиФ вещами, например, с RISC-процессорами со сверхмалым набором команд, то получаетс€, что кажда€ элементарна€ микрокоманда, например, простейша€ матрица-сборка, тоже сама Усобираетс€ в процессе исполнени€Ф.

“от кто работал с мультипроцессорными RISC-системами легко может вообразить, в какой кошмар выливаетс€ программирование такой аппаратуры. ѕрограммирование Унапр€муюФ в такой аппаратуре невозможно даже теоретически, на практике Ц даже в более простых случа€х, там, где элементарные микрокоманды посто€нные, примен€ютс€ устройства Ц программаторы.

¬ нашем случае можно сказать абсолютно точно Ц потребуетс€ цела€ иерархи€ устройств и программного обеспечени€ дл€ того, чтобы совершить акт Усотворени€Ф, создани€ и запуска первого экземпл€ра Уматеринской машиныФ.

ѕридетс€ построить комплекс, представл€ющий собой в функциональном смысле Уразвертку процесса эволюцииФ котора€ и создала прототип{242. ≈сть еще один способ, на самом деле не такой уж и фантастический. ѕостроить копию Укак можно ближе к оригиналуФ и скопировать Уоперационную системуФ с Уинструментальными оболочкамиФ и Убиблиотекой опытаФ с живого образца. ѕо образу и подобиюЕ ќ последстви€х пока умолчим.} (см. работы ј. олмогорова о моделировании сложных процессов).

¬ последующие образцы Устартовую генерацию ѕќФ целесообразно просто копировать. “о есть нам придетс€ скопировать не только саму машину Ц мозг, но и всю технологию его производства в целом. ¬прочем, ничего необычного в этом нет Ц новому устройству должна соответствовать и нова€ технологи€.

Ќо помимо этого придетс€ скопировать и Утехнологию эксплуатацииФ, т.е. Уинтеллектуальную средуФ, состо€щую из подобных же (существ? машин?) со всеми ее атрибутами, т.е. кодексом правил поведени€, общени€ и т.п. на уровне Уне меньше, чем у прототипаФ.

Ќаконец, что делать с проблемой самоидентификации? »звестно, что у одно€йцовых близнецов такова€ существует и очень серьезна€. ј в нашем случае получитс€ много и абсолютных копий Ц на уровне неразличимости, независимо от их Упрофессиональной ориентацииФ. „то это будет Ц полисущество? супермуравейник? Ц пожалуй, ничего, кроме подобного неуклюжего названи€, Удо тогоФ и не придумаешь.

¬ целом же оказываетс€, что проблема Уне здесь и не в томФ, УрасколотьФ механизм и принцип действи€ не так уже и сложно Ц вопрос в том, что с ним делать{243. ѕока целесообразнее всего оставить эту проблему дл€ других исследований и исследователей. ќстановить все равно не удастс€, да и затраты на первом этапе сравнительно скромные. “олько впервые Уэкономический эффектФ считать придетс€ не в денежных единицах и Угуманитарной пользеФ, но, может быть, уже даже и не в мегатоннах.

Ќо если перестать мечтать о УробовладенииФ и признать себ€ промежуточной ступенью прогресса, то надо выполнить свою миссию, ради которой ѕрирода пошла на создание экологически вредного вида HS, и спокойно уйти со сцены истории по собственному почину, а не в результате доведени€ человека ѕриродой и Учеловладетел€миФ до состо€ни€ Ћемовского выгонта.}.

14.4. Уѕеред прочтением уничтожитьЕФ

Ќу а раз остановить все равно не удастс€, упом€нем еще один момент, представл€ющий интерес как дл€ теории, так и дл€ экспериментальных и прикладных нужд. ¬спомним, что программирование машины начинаетс€ еще на этапе монтажа путем копировани€ структур УматеринскойФ машины к которой подключен вновь создаваемый экземпл€р.

—амый нижний уровень (драйверы устройств, нижние утилиты, т.е. основные Убезусловные рефлексыФ) кодируетс€ на уровне посто€нной коммутации. —ледующий уровень (субдрайверы, утилиты организации операционной оболочки, т.е. Уповеденческие рефлексыФ) кодируютс€ еще и настройкой Усв€зных нейроновФ, так как они завис€т и от УмоделиФ и от конкретного экземпл€ра, это тонка€, индивидуальна€ настройка, котора€ не может быть уже Узашита заранееФ.

ƒл€ машины »4, УинтеллектаФ, это еще и критический механизм, который определ€ет саму возможность дальнейшего, поскольку обеспечивает тонкую балансировку потоков данных в которых только и может возникнуть структура Z , т.е. УзеркалоФ.

Ѕалансировка должна быть очень точной, буквально с точностью до одной единичной структуры Усобственно данныхФ. ¬ противном случае не будут правильно исполн€тьс€ основные команды и не сможет не только сформироватьс€ »4, но и правильно не будут функционировать Уповеденческие рефлексыФ и более сложные программы Ц Уусловные рефлексыФ.

— другой стороны, система по определению строитс€ дл€ Упредельных режимовФ на грани разрушени€ физической структуры и даже дл€ условий, когда такое разрушение происходит (травмы, отравлени€ и т.п. ситуативные воздействи€, вызывающие массовую гибель элементов).

Ёто означает, что после настройки св€зей второго уровн€ механизм их изменени€ должен быть блокирован на самом глубинном уровне, чтобы его повторный запуск был невозможен ни при каких услови€х, так как это разрушит основу системы.

ѕоскольку квантовый механизм пам€ти реализуетс€ на квантово-молекул€рном уровне внутри клетки, то блокировка должна выполн€тьс€ на уровне генокода путем полного изъ€ти€ одного из элементов Ц только такой ключ дает надежную гарантию. Ћюба€ друга€ система замка неизбежно даст сбой, и, учитыва€ общее число нейронов всех видов, крах системы будет практически неизбежным и мгновенным.

“еперь Ц внимание!

ѕоместим УвзрослуюФ клетку (ее генокод) в естественный инкубатор и вырастим образец УмашиныФ. ѕервый этап программировани€ завершитс€ нормально, но второй даже не сможет начатьс€ Ц клетка то уже Увзросла€Ф и ключ кодировки уже убран.

“о есть уровень Уповеденческих рефлексовФ просто не будет сформирован, не говор€ уже о более высоких структурах, дл€ интеллекта не сможет возникнуть даже основа Ц Уфоновый процессФ.  акой бы образец мы ни брали Ц гени€ или овечку Ц получитс€ все равно монстр, мезозойска€ рептили€.

¬ точности это самое и продемонстрировала овечка ƒолли, когда сожрала своих сожительниц по клетке и проделала это не как волк или гиена, а именно так, как и должна поступать рептили€.

Ќе худо было бы господам клонировщикам этот факт учесть{244. » учтут ведь, только что именно и с каким знаком? »з информодинамики впр€мую следует, что из ћира информационного можно натаскать такие вещи, что дл€ нашего ћира физического места во ¬селенной-как-целое не останетс€.}.

ƒалее было обнаружено, что некоторые параметры, в частности, системное врем€ также УнамертвоФ кодируетс€ в процессе функционировани€ организма. ” знаменитой ƒолли и двух других овец, клонированных из соматических клеток взрослого животного, обнаружены некоторые структурные нарушени€ наследственного аппарата.

“еломеры Ц узелки на кончиках хромосом, которые сокращаютс€ при каждом клеточном делении, у ƒолли на двадцать процентов короче, чем должно быть при ее трехлетнем возрасте. Ёто означает, что ƒолли в определенном смысле €вл€етс€ ровесницей своей матери, поскольку возраст ее клеток, оцененный по длине теломер, соответствует дев€ти годам. ”ченые полагают, что этот факт следует принимать во внимание при клонировании тканей и органов дл€ трансплантаций{245. —ообщение по€вилось 27 ма€ 1999 г. в английском журнале Nature.}.

Ќо мы обратим здесь внимание не на технологические проблемы совмещени€ параметров клонов, а на то, что при рождении организма системный таймер объ€вл€етс€ абсолютным. Ёто как раз и указывает на то, что системы такого класса €вл€ютс€ смертными структурно, а не по причине физического износа носител€ (известно огромное количество видов, у которых укорочение теломераз не происходит).

¬ последнее врем€ открыт и механизм обеспечивающий восстановление длины теломеразы, т.е. он существует в природе. Ќо если ѕрирода не включила этот механизм восстановлени€ в конструкцию всех видов, начина€ с некоторого уровн€ их сложности то это и означает, что смерть индивида Ц запрограммирована, значит существует причина дл€ ограничени€ существовани€ индивида, лежаща€ вне физиологии и физики.

¬озвраща€сь к механизму блокировки, можно утверждать, что Увернуть на местоФ ключ практически невозможно, поскольку это скорее всего не кака€-то цепочка молекул, а система св€зей, причем индивидуальна€ дл€ каждого отдельного экземпл€ра и уничтожаетс€ она до рождени€ этого экземпл€ра.

“ак сказать Уперед прочтением уничтожитьФ. ѕочему именно так?

—огласитесь, что акт творени€ был Ц и все встанет на свои места. ƒа чтобы не в меру любопытные не рукосуйствовали, не лезли, куда не положено. ћожет быть и так, что дл€ млекопитающих подходит Укакой-нибудьФ ключ или отмычка. Ќо в варианте человека мы получим в лучшем случае Упсиха со всеми свойствами, что бывают и не бываютФ. ј ведь возможен и не лучший случай. » это если не доказательство, то надежда, что у ѕрироды нет близкой собственной цели ликвидации человека как вида, по крайней мере, таким способом.

ƒа и вообще √оспода, не кажетс€ ли, что уже по€вилось много различных знаковых признаков и €влений, указывающих на то, что, прежде чем влезать куда-то, не вредно будет задуматьс€ Ц зачем?

14.5. „то с ней делать?

ј пока подумаем, как рационально воспользоватьс€ сведени€ми об устройстве Уинтеллектуальной машиныФ. Ќачинать надо с поставленного вопроса.  опи€, заменитель человека Ц Уни за чемФ, не будем это обсуждать, оставим дл€ любителей подобных споров и праздного любопытства. ¬се остальное естественно классифицируетс€ в четыре основные группы, имеющие некоторые общие черты и перспективы при использовании дл€ решени€ их задач вертикальной машины.

1.–аспознаватели дл€ радаров, сонаров и т.п., сюда же относ€тс€ анализаторы речи, словари-перводчики, системы Утехнического зрени€Ф, т.е. все, что имеет дело с образами априори заданного конкретного типа и физической природы и преобразованием Уобраз-образФ, но не с более сложными цепочками и построением логических выводов и решений. “от факт, что дл€ этих систем используютс€ модели на базе формально-логических выводов, указывает только на то, что дл€ таких отображений существуют эти самые формально-логические модели, но и только. Ѕольше это ничего не означает, не означает и того, что процесс отображени€ имеет природу формально-логического вывода.

Ётот процесс отображени€ - не теори€, но технологи€.

2.—истемы дл€ моделировани€ математических и логических объектов, т.е. вычислений.

3.»нформационные системы, хранилища данных, информации и знани€.

4.—истемы интеллектуального управлени€ дл€ объектов, где сложность взаимосв€занных объектов и процессов и (или) их скорость слишком велики, чтобы человек мог с этим справитьс€ по своим физиологическим ограничени€м.

ƒл€ систем типа 1 просто само собой напрашиваетс€ копирование структур соответствующих специализированных отделов мозга, например, дл€ Упереводчика с голосаФ Ц речевого центра. “ем более, что уже сейчас дешевле и проще сделать Ув кристаллеФ дес€ток гигабайт, чем пристраивать кабельные соединени€ и механические дисководы.   тому же технологи€ чипов очень хорошо справл€етс€ с изготовлением структур Уоднородных по слою, но разнородных по сло€мФ.

Ќо копирование вовсе не об€зательно буквальное, выгоднее и проще согласовать Утеоретическую структуруФ с возможност€ми технологии. “ем более, что такой Укарманный переводчикФ по определению система ограниченна€, дл€ общебытового или наоборот, профессионального сленга, так сказать Угибрид Ѕедекера и тамагочиФ.

ƒл€ литературного €зыка, где контекст включает в себ€ жанр, личность автора, культуру и историческое врем€ Умеханические переводчикиФ просто ни за чем не нужны, поскольку не есть ли главна€ цель и удовольствие от такого чтени€ Ц погружение в €зык и в этот самый контекст?

√игантские системы дл€ общени€ с УмертвымиФ или инопланетными цивилизаци€ми скорее всего так и останутс€ на страницах фантастики не столько потому, что их нельз€ сделать в принципе, сколько потому, что это будут системы выдачи Уфантастических л€пФ, таково про€вление в этих случа€х Уприроды цивилизацииФ - непрерывное смещение контекстов.

“ак что снова, что делаетс€, то суть вопрос технологии конструировани€, все остальное просто Уне надоФ.

„то касаетс€ систем типа 2, то здесь все зависит от перспектив и направлений развити€ науки. У олумбийский суперпроцессорФ куда больше пригоден дл€ математического моделировани€, чем информационна€ машина универсального типа, поскольку его топологи€, топологи€ данных и потоков, моделирующих структур скопированы с топологии Удекартова €щикаФ, в котором и обретаютс€ моделируемые математические сущности.

 огда-нибудь фундаментальна€ наука и математика в частности, обретут другие структуры и формы, но до этого пока даже фантасты не дошли. ќп€ть, что есть (что будет), то технологи€, остальное Цдосужее.

—истемы 3 определ€тс€ чуть ниже Усами собойФ по мере изложени€ материала.

ѕро системы типа 4 все, что можно сказать общего уже сказано в разделе про “екрам. »нтеллектуальными такие системы быть не могут по определению, поскольку они Ц распределенные в пространстве, в сети. ѕравда проблемы, св€занные с их объединением, просматриваютс€ на уровне ментагенеза (см. гл. 16), но Углубина прогнозировани€Ф здесь пока слишком велика. ѕока можно попытатьс€ обозначить общую концепцию систем такого рода в одном определении. Ёто концепци€ Усвободно плавающих в сети виртуальных машинФ, но при этом Усвобода плавани€Ф существенно ограничена функциональной прив€зкой к объектам обслуживани€ и услови€м баланса потоков обмена.

Ёто определение страдает всеми ущербност€ми как, впрочем, и все Устрогие определени€Ф систем подобного класса сложности. ќпубликованные материалы по другой системе аналогичного класса (CacheТ-технологи€) практически ничего к сказанному в конструктивном смысле не добавл€ют{246. —екреты реализации не рекламируютс€ и это правильно.  руг фундаментальных принципов крайне ограничен, а применение их сложно и многотрудно, так что если чего и стоит охран€ть, это то Укак сделаноФ, технологию, а не принципы.

¬прочем, если кто скажет, что секрета нет, это, мол, инженерна€ реализаци€ интуитивной идеи, согласимс€. Ќо только в том, что технологию можно Уделать по наукеФ, а можно и Упросто угадатьФ. „есть и слава инженерному поиску, когда он успешен.}.

Ќо в любой такой системе, будь то приложение, разработанное в CacheТ или генераци€ “екрам дл€ конкретного предпри€ти€, всегда есть центр, совокупность аппаратуры и соответствующа€ виртуальна€ машина (эта виртуальна€ машина может быть УменьшеФ или УбольшеФ Ц это существенно Ц Уфизического центраФ), котора€ €вл€етс€ хранилищем Углавного знани€Ф и арбитром Углавных решенийФ.

“.е. по данному выше определению это система типа 3. ≈ю мы отдельно и займемс€, поскольку получаетс€, что это как раз тот тип системы, которым стоит заниматьс€.

Ќо прежде чем приступать к реализации и даже обсуждению таких проектов необходимо зафиксировать следующую ситуацию. «акон самодеструкции самоорганизующихс€ систем и закон информационной энтропии существуют в ѕрироде и мы не имеем права об этом забывать, Увыносить за скобкиФ этот факт. ¬ прикладном аспекте это означает следующее.

1. —оздава€ системы, способные к реальному самообучению, самоструктурированию и развитию и технологию эксплуатации таких систем (справедливее даже говорить о Утехнологии сосуществовани€Ф с такими системами), мы должны учесть как один из главных факторов то, что люба€ конечна€ негэнтропийна€ система смертна, имеет ограниченное врем€ существовани€.

ѕоэтому выстраива€ технологию необходимо обеспечить наследование Усобственного опыта системыФ, ведь сама постановка вопроса как раз с того и начинаетс€, что система самосто€тельно делает в процессе своей жизни нечто нетривиальное и значимое.

2. «акон информационной энтропии говорит нам, что существует множество ненулевой меры ситуаций, когда информационные структуры системы могут одномоментно саморазрушитьс€ от априори непредсказуемого воздействи€, т.е. система просто Усойдет с умаФ. ≈стественно задать вопросы Ц кто будет контролировать такие ситуации и нести ответственность?

ћожно, конечно, наде€тьс€ на возможность создани€ и надежность некоторого блока, реализующего Узаконы робототехникиФ, только одно дело фантастические романы, и совсем другое Ц реальна€ жизнь. ¬ любом случае мы очевидно и напр€мую сталкиваемс€ с проблемами не только выход€щими за рамки нашего исследовани€, но едва ли не за пределы рационального.

”читыва€ сказанное, мы не будем здесь обсуждать подобные аспекты, а ниже обсудим только весьма узкий класс систем Уболее актуальныхФ в насто€щее врем€, тех, которые до некоторой степени могут иметь Успособность к самообучениюФ, но одновременно программируемы и диагностируемы (наблюдаемы) как традиционные компьютерные системы.

14.6. »митаци€ вертикальной машины в адресной среде

–ассмотрим концепцию надстройки информационной машины в адресной среде, т.е. в архитектуре традиционного компьютера на базе идеи виртуальной машины, составл€ющей основную идею qWord. ѕочему именно qWord? ѕросто это единственна€ известна€ нам (может и вообще единственна€) система такого свойства, имеюща€ и достаточно простую идею и прозрачную реализацию настолько, чтобы на ее базе попытатьс€ объ€снить хоть что-то вразумительное. ¬се остальное достаточно сложно, оснащено дополнительными иде€ми и условност€ми и поэтому как исходный материал дл€ концепции представл€етс€ просто безнадежным.

Ќо предупреждаем сразу!

ѕри всей очевидной простоте идеи, даже примитивности, изложить ее в обозримом объеме материала, так, чтобы была €сна концепци€ в целом весьма сложно.

ѕриходитс€ только наде€тьс€ на заинтересованность читател€ и то, что он имеет определенное представление об устройстве и qWord и базовой ћ-системы (ныне называемой CacheТ). „тобы не редактировать ранее написанный текст сохраним прежнее название в этом разделе как синоним.

»дею или принцип устройства qWord можно изобразить в виде рис. 14.2.

wpe3.jpg (9450 bytes)

–ис.14.2 ”стройство qWord.

ƒанные Z Ц совокупность (библиотека, банк данных) структур в ћ-системе.

S0 метаправила, библиотека программ, порождающих св€зи между структурами Z; заметим Ц между структурами, т.е. это Укаталог библиотекиФ.

S1 Ц структура модели данных, состо€ние св€зей, организующих структуры данных Z в Унаблюдаемую модельФ в каждом акте обращени€ к Ѕƒ путем настройки параметров процедур из S0 и параметров св€зи между этими процедурами.

S2 Ц набор структур Ц гиперправил, обеспечивающих выбор вида модели в зависимости от конкретного акта обращени€ к Ѕƒ и параметров обращени€.

–исунок в целом Ц Умнемоника действи€ W-грамматикиФ.

ќбщение с прикладной системой, созданной в среде qWord, происходит путем навигации в модели (или модел€х) S1, котора€ де-факто €вл€етс€ виртуальной, т.е. в каждом акте общени€ срабатывает конкретна€ настройка одной из множества моделей, при этом сами структуры данных Z не измен€ютс€, т.е. не перемещаютс€ в пам€ти ни сами данные, ни св€зи на уровне Z.

—ама же модель Усобираетс€Ф согласно гиперправилам S2 в соответствии с запросом, либо Унаследуетс€Ф по умолчанию от предыдущего сеанса.

—труктура Z реализуетс€ в ћ-системе{247. —трого по определению системы и €зыка ћ (¬. ирстен. Уќт ANS MUMPS к ISO M-технологииФ, »зд. —ѕ.ј–ћ, —ѕб, 1995).} и, в общем случае, представл€ет собой некоторое построение (рис. 14.3).

wpe4.jpg (8376 bytes)

–ис. 14.3. ”стройство структуры Z.

Z* (S) Ц двумерное поле Усобственно данныхФ, физических записей;

S*(S1,S2) Ц ключ (в общем случае двумерный);

N(P) Ц имена (обобщенные, завис€щие от параметров).

»м€ с параметрами задает значение ключа из пол€ S Ц пол€ значений ключей, а данные адресуютс€ уже значени€ми ключа.

Ѕолее сложные структуры надстраиваютс€ по той же схеме.

ќбратим внимание, что поле значений ключей Ц виртуальное, заданы лишь его границы, предельные значени€.  оличество полей SТ в S* определ€етс€ количеством имен N(P), а Упозици€Ф SТ в S* - значением параметров (–) имени, т.е. способом составлени€ этого имени, но само значение ключа при каждом обращении к данным вычисл€етс€ интерпретатором ћ-системы.

—ам список имен, словарь системы Ц поле не виртуальное, а реальное, Участична€ виртуальностьФ словар€, т.е. свобода, дающа€ возможность надстраивать более сложные структуры, задаетс€ параметризацией. “аким образом имеетс€ трехслойна€, трехуровнева€ структура, содержаща€ два уровн€ данных разного ранга УсклеенныхФ виртуальным (процедурным) слоем, обеспечивающим установление текущего соответстви€ между данными посредством интерпретации.

“ем самым имеем функционально-полную метаструктуру в определении по “——, так (в том же самом виде) как она Усамопроизвольно возникаетФ в любой организованной системе. —труктуры S0 (метаправила) и S1 (УмодельФ) устроены точно так же, поскольку реализованы тоже в ћ-системе.

 ажда€ из них представл€ет собой процедуру (возможно сложную, УсобраннуюФ в процессе выполнени€), котора€ УсверхуФ получает задание (им€ с параметризацией, некоторый набор данных) и генерирует УвнизФ также набор данных (имен с параметрами).

Ёта цепочка интерпретации Узаканчиваетс€ внизуФ, на уровне Усобственно данныхФ и обеспечивает их подстановку в наблюдаемую (в данном сеансе) модель данных. “.е. прикладна€ система в qWord представл€ет собой функционально-полную систему класса »3 (в терминологии “——), содержащую три уровн€ метаструктур стандартного трехслойного типа{248. ¬полне заслуженно такие структуры назвать структурами ћ-типа. “ем самым постановить, что эти структуры €вл€ютс€ не только условностью формализма ћ-€зыка по определению, например, публикации ¬. ирстена, но €вл€ютс€ объективно общезначимыми логическими структурами, реали€ми самой природы, феномена информации!}.

ќтметим важный момент: S0 и S1 Ц структуры полностью виртуальные в отличие от базовой Ц Z.

ƒл€ каждого акта обращени€ к Ѕƒ интерпретируетс€ только один набор параметров S0, т.е. только одна точка в многомерном пространстве интерпретации данных и только одна точка Ц состо€ние модели S1 дл€ всего сеанса (или части сеанса).

¬ целом виртуальной оказываетс€ не только модель данных, но и реализаци€ этой модели. Ќадо отметить, что эта виртуальность никак не сказываетс€ на утилитарных, прикладных свойствах продукта, выполненного в qWord, если рассматривать его как традиционную, привычную информационную систему баз данных, хот€ бы и очень динамичную, способную к существованию в УвечнозеленомФ режиме, в режиме непрерывного изменени€ даже самой модели данных.

Ёто происходит потому, что и механизм qWord и базовые ћ-структуры реализованы по строгой логике порождающих грамматик, что гарантирует неразличимость на уровне представлени€ (внешнего) вычисл€емых и запоминаемых значений, если это различие не оговорено и не отмечено специально.

“о есть основные качества продукта: возможность работы на чисто логическом уровне модели, избавл€юща€ пользовател€ от необходимости Удержать в головеФ всю иерархию, механику организации Ѕƒ и возможность мен€ть или строить модель данных Упо ходу работыФ совершенно не завис€т от Увиртуальности реализацииФ модели.

Ќо все попытки сделать систему УумнееФ, например, реализовать свойство Усамоструктурировани€Ф, только привели к убеждению, что Удвигатьс€ некудаФ, невозможно ее дальнейшее принципиальное усовершенствование.

— другой стороны по€вилось интуитивное убеждение, что Усобственно данныеФ как бы и ни при чем, структура прикладной »— определ€етс€ только св€з€ми.

» в целом, в общем так оно и есть:

»наче говор€, оставив модель данных виртуальной по идее, надо сделать ее реализацию реальной, т.е. декларативной структурой, или, с другой точки зрени€, дать возможность системе Упомнить и ощущать самое себ€ и запоминать свой жизненный опытФ Ц а иначе Уучитьс€Ф, Усамоорганизовыватьс€Ф просто не на чем.

“.е., помимо структур S1 (модели) и S0 (прив€зки модели к данным), надо создать и поддерживать декларативные ћ структуры, подобные Z, которые и будут Упам€тью системы о себе самойФ, ее жизненным опытом и материалом дл€ самообучени€. Ќо, что существенно, по иерархии не УнадФ, а УсбокуФ, а, значит, соответственно надо организовать и работу этих структур.

 аждое им€ (модели и/или компонента) снабжаетс€ набором параметров (имен), €вл€ющихс€ ключами. «начени€ ключей Ц значени€ параметров.

«начени€ Усобственно данныхФ этого уровн€ Ц значени€ входных параметров дл€ следующего уровн€ S0. —ам уровень S0 должен быть устроен по тому же принципу.

ƒалее, аналогично устройству Z (базовой ћ-структуры), должен быть реализован работающий скрытно, по умолчанию, механизм балансировки (симметризации) деревьев, т.е. структур, запоминающих опыт, Уисторию жизниФ.

—овершенно новый механизм, которого ни в ћ-системе, ни в qWord €вно и автономно нет Ц механизм Увертикальной навигацииФ. ћеханизм этот должен реализовывать следующие задачи (работы):

–азумеетс€, дл€ этого надо разработать подход€щий интерфейс и главна€ проблема здесь Ц представление как самих структур, так и их иерархии.

≈сли говорить о реализации, то, очевидно, что основна€ проблема и трудность как раз в выработке этого представлени€, в выборе способов как УизобразитьФ многомерную модель данных, Умодель интерпретации модели данныхФ, чтобы от этого была реальна€ польза дл€ пользовател€ прикладной системы. ћожно быть абсолютно уверенным, что работа по разработке такого интерфейса потребует не меньше усилий и затрат, чем потребовалось дл€ реализации концепции, скажем, WINDOWS.

«десь мы должны приостановить ход рассуждений, чтобы снова задать ключевой вопрос Узачем?Ф  акую реальную пользу можно извлечь из очень немалых затрат?

Ќа уровне очевидности можно усмотреть только один аспект. ≈сли мы имеем дело с распределенной информационной системой, обслуживающей достаточно сложную, УбогатуюФ модель объекта (или совокупность объектов), то наличие декларативного представлени€ модели, ее интерпретации и их истории позволит вести текущий анализ распределени€ общего пол€ данных и св€зей между его (пол€) част€ми.

ј это пр€мо означает, что можно резко повысить надежность системы и сократить трафик перемещени€ массивов данных. »з законов структур напр€мую следует, что в установившемс€ режиме около 50% данных оказываютс€ распределенными, прив€занными к локализованным подсистемам, общий трафик обменов при этом составит в среднем 1/8 от общего объема данных, т.е. 12,5%. ƒл€ сравнени€ Ц в сетевой модели данных средний трафик должен составл€ть более 50%{249. Ќаверн€ка в реализации CacheТ как раз эта Умногомерна€ модельФ и реализована, но, повтор€ем, как Ц неизвестно. Ќадо заметить, что в эффективности (экономичности) как раз и скрыта главна€ опасность. —нижать пропускную способность физических каналов до теоретического уровн€ нельз€, это может привести к разрушению системы. —реднее значение трафика вовсе не гарантирует от возникновени€, хот€ и редкого, критических потоков того же уровн€, что и в полносв€зной сети (типа все-со-всеми).}. ¬ остальных же аспектах и в обозримой перспективе польза от этой модели в основном познавательна€.

–еализаци€ всей структуры информационной системы класса »3 в декларативном, т.е. в реальном, а не виртуальном виде, создает основу дл€ дальнейшей надстройки Увертикальной машиныФ.

ѕути и средства достаточно хорошо известны, изучены и освоены, остаетс€ только разрешить сакраментальные вопросы Ц Узачем и как этим пользоватьс€?Ф.

Ќаде€тьс€ на то, что можно построить информационные системы, работающие в основном за счет Усамообучени€ в процессеФ вполне возможно и реально, но это будет уже совсем друга€ технологи€ информационных систем.

Ќаличие Удублирующей информационной вертикалиФ Ц это возможность пр€мого программировани€ системы, т.е. использовани€ знакомых и как-то освоенных технологий. ¬ случае отказа от Упроцедурной вертикалиФ надо создавать технологию (в большом, в смысле целого) Увыращивани€, воспитани€ и обучени€Ф информационных систем.  ому, когда и зачем это понадобитс€? Ќо это вопрос не этой книги.

ƒело оп€ть в согласовании структур, которые вместе именуютс€ Усумма технологийФ. ѕовторим снова наше заклинание: что есть, то технологи€, остальное будет после, когда придет врем€.

ќп€ть, между реали€ми жизни и инженерной реализацией проекта системы, дл€ Уфундаментальной аксиоматической теорииФ не остаетс€ места, сам проект, его реализаци€ Ц он сам дл€ себ€ и Уфундаментальна€ теори€Ф тоже.


Le meilleur des mondes possibles.
{250. Ќаилучший из возможных миров (фр.), ј.Ўопенгауэр, ћир как вол€.}

√лава 15. ќ физике открытого мира

15.1. Ѕез У¬еликого взрываФ

ѕостроить новую физику Ц не очень проста€ задача, мы не надеемс€ даже создать сколько-нибудь целостный штриховой эскиз и вполне готовы встретить праведный гнев физиков на вмешательство посторонних. Ќо очень уж соблазнительно посмотреть как сработает гипотеза о бинарно-едином ћироздании, по существу, дл€ наших узко профессиональных интересов, €вл€юща€с€ Упобочным продуктомФ, следствием “—— и информодинамики.

ј именно, что и как будет происходить во ¬селенной, существующей без У¬еликих взрывовФ и У√енеральных сингул€рностейФ, точнее если ћир сконструирован так, что одна Уполовина ћираФ пребывает в процессе Увечного умирани€Ф, Уразбегани€ галактикФ и Утепловой смертиФ, друга€ в состо€нии вечно дл€щейс€ вспышки, начального мига творени€, который Ураст€нут до бесконечностиФ.

“ем более интересно, что дл€ этого совершенно не нужно ломать уже известные фундаментальные концепции, не надо даже сильно искажать уже существующие уравнени€. ƒл€ того, чтобы согласовать и свести воедино все концепции достаточно дополнить эти модели (уравнени€) некоторыми граничными услови€ми, имеющими к тому же простую и прозрачную интерпретацию Ц как следствие законов взаимодействи€ структур, про€влени€ факта структурированности ћира.

15.2. ƒополнительность моделей. ƒве половины целого

Ќапомним кратко сущность, устройство “—— и те результаты, которые нам здесь понадоб€тс€.  ак говоритс€, истина не тускнеет от повторени€.

¬о-первых, о терминологии Ц информаци€ это не состо€ние некоторого сигнала, а отдельна€ сущность из р€да мирообразующих сущностей, она только про€вл€етс€ как вид сигнала (импульсна€ или аналогова€ посылка, знак, образ, сообщение) в своих простейших формах. Ёто не гипотеза и не аксиома, не исходное предположение, а вывод, следствие из теории структурной согласованности.

¬ основе “—— лежит предположение о том, что ћироздание, само ѕространство устроено не как Удекартов €щикФ, но другим способом, а именно Утак, как надо ему, ћиру, а не нашим теори€мФ. —войства Уисходного пространстваФ, Уфизического вакуумаФ, Упротопол€Ф исключительно топологические, а метрика Ц уже следствие взаимодействи€ структур, протекающего по топологическим законам. ѕри этом перечисленные наименовани€ не разные сущности, но разные наименовани€, различные ипостаси одного и того же феномена.

ѕрирода структурного взаимодействи€ не силова€ и не энергетическа€, это метаправило взаимодействи€ структур Ц Уиз взаимодействи€ целых структур получаетс€ целоеФ, но Уникака€ цела€ структура не исчезает Ув никудаФ, не может распадатьс€ дальше, чем на элементарные тонкие структуры Упротопол€Ф.

ћожно считать, что структурное взаимодействие Ц суть про€влени€ всеобщего или максимально обобщенного закона сохранени€ дл€ ћира структурированного, в котором континуальное раздробление существует лишь виртуально, т.е. в абстрактных теори€х, но не в реальности.

ѕро€вление структурного взаимодействи€ наблюдаетс€ во всех без исключени€ природных €влени€х в виде действи€ закона гармонии, гармонических шкал, более того, оно про€вл€етс€ и в формально-аксиоматических системах и модел€х везде, где не УзадавленоФ метрикой Удекартова €щикаФ.

—ам закон гармонической шкалы (гармонического частотного р€да) про€вл€етс€ в самоорганизации его структуры, котора€:

ѕри этом закон Угармонической самоорганизации шкалФ инвариантен к масштабу частоты (масштабу времени).

ƒругое про€вление структурного взаимодействи€ Ц структурный резонанс, наблюдаемый при взаимодействии узкополосной колебательной системы с широкополосным сигналом, спектр которого уходит далеко за пределы полосы пропускани€, и привод€щий к возникновению УвиртуальнойФ резонансной системы существенно более высокой добротности.

ƒл€ построени€ собственно теории (“——) гипотеза о Уструктурном взаимодействииФ вообще никак не используетс€, но только и исключительно ее наблюдаемые про€влени€ Ц закон гармонического частотного р€да и феномен структурного резонанса.

—амо построение теории также ограничено предельно жесткими рамками Ц только дл€ информационных €влений, дл€ вы€снени€ сущности того, Учто есть информаци€Ф и каковы законы самоорганизации информационных структур.

¬ построении теории абсолютно исключены какие-либо произвольные допущени€ о выборе Уабсолютных масштабовФ, Уточек отсчетаФ, вообще какие-либо аксиомы относительно Уметрического характераФ наблюдаемых €влений, либо аксиомы, которые могут порождать ложные симметрии или Уне€вные псевдометрикиФ. Ќе вводитс€ даже определени€ УструктурыФ, таковой считаетс€ Увсе, что годитс€ дл€ отображени€ состо€ни€ системы (состо€ни€ сигнала) и может быть реализовано в некоторой аппаратуре Ц УживойФ или искусственной.

„то есть структура, фундаментальный элемент, лежащий в основе всего совокупного феномена, называемого информаци€, мы как раз и вы€сн€ем в процессе исследовани€.

’од построени€ теории Ц исключительно феноменологический, в его основе сопоставительный анализ наблюдаемых свойств и процессов в УживыхФ и техногенных системах и мысленный эксперимент на основе этого анализа.

¬ результате удаетс€ установить, что все открытые системы, независимо от УматериалаФ и способа реализации Уаппаратной базыФ, образуют четыре класса или уровн€ сложности »1, »2, »3, »4.

»1 Ц кибернетические системы, в которых пон€тие и представление информации изоморфно потоку данных (потоку состо€ний сигнала);

»2 Ц изоморфизм УсигналаФ и информации исчезает, УверхнийФ контекст приобретает свойство самосто€тельного движени€ без передачи сигнала;

»3 Ц класс УполныхФ информационных систем, состо€щих из трех уровней, организованных по той же схеме, что и сам уровень. —хема организации уровн€, УструктураФ изоморфна структуре, прин€той, например, в ћ-системе (реализаци€ системы программировани€ MSM). —труктура €вл€етс€ и метаструктурой, т.е. схемой организации всей системы, при этом ћ-структура €вл€етс€ минимаксной, т.е. минимальной структурой, позвол€ющей отображать состо€ние системы дл€ общего случа€ (дл€ произвольных потоков данных при отсутствии каких-либо специальных априорных ограничений) и, одновременно, это максимальна€ по сложности структура, котора€ может быть реализована в трехмерной УаппаратуреФ оп€ть же без специальных априорных условий;

»4 Ц системы типа УинтеллектФ, существующие как надстройка над уровнем (системой) »3 в виде виртуальной УвертикальнойФ информационной машины принципиально неограниченной УвысотыФ в специальным образом организованной Уаппаратной средеФ. У¬ертикальна€ машинаФ по способу устройства €вл€етс€ безадресной за счет того, что работает на основе квазистационарных потоков, точнее двух систем потоков Ц пара потоков Усобственно данныхФ, т.е. структур типа »3 и пара Употоков представленийФ Ц структур класса »4.

¬ запущенной однажды машине потоки должны быть сбалансированы как попарно, так и в целом. Ѕалансировка системы »4 как целого и ее УраскруткаФ происходит по правилам Уинформационной взаимоиндукцииФ, т.е. правилам относительного движени€ текстов и контекстов и подчин€етс€ системе уравнений информодинамики.

ћашина типа »4 представл€ет собой Уинформационный резонаторФ, содержащий в себе и поддерживающий стационарную волну ƒ—ѕ (информационного пол€). ƒл€ своего существовани€ она должна{251. УƒолжнаФ в том смысле, что это достаточное условие существовани€ самой машины.} порождать поток структур »4, трансфинитно превосход€щий поток входных данных.

Ёто Утрансфинитное производствоФ возможно, поскольку перемещение структур »4 внутри квазистационарных потоков данных происходит несигнальным образом, также несигнальным €вл€етс€ и их источник. “аким источником €вл€етс€ не программа или команда, а правило взаимодействи€ и порождени€ структур, т.е. правило взаимодействи€ УкомандФ и УпрограммФ.

«десь весьма тонкий момент рассуждений. ѕравила обеспечивают потенциально трансфинитный поток, производство структур должно быть организовано по закону трансфинитной последовательности. Ќа деле этого реально никогда не происходит, в любом акте обработки данных порождаетс€ только конечное количество структур, поскольку из-за наличи€ информационного соотношени€ неопределенности (разрешени€ сенсоров, неразличимости) через конечное врем€ и на конечном наборе исходных данных будет либо достигнуто решение, либо ответ Урешение не существуетФ.

Ќаконец, даже в фантастическом случае Уидеального разрешени€Ф сенсоров и Уидеального угла зрени€, идеальной различимостиФ люба€ задача, подлежаща€ конечной формулировке, ограничена в наборе данных квантованностью ћира, квантовым соотношением неопределенности. »сключение составл€ют только формальные задачи в формальных системах, но Уим можноФ, на то они и виртуальные{252. ќднако и здесь есть о чем порассуждать Ц будучи порождением конкретного разума они должны подчин€тьс€ законам гармонических шкал, рано или поздно Уэто шило из мешка вылезетФ. Ќо это уже предмет отдельного, совсем не физического обсуждени€.}.

—труктура типа »4 приобретает вполне конкретный вид четырехмерного конуса и полный набор собственных свойств полностью аналогичных свойствам элементарных частиц, но к УобычнымФ свойствам добавл€ютс€ еще два:

ќднако дл€ больших структур существует Уконтекстное сопротивлениеФ, при недостатке низовых структур, т.е. Усобственно данныхФ они распадаютс€, УусыхаютФ, но также несигнальным образом, по правилу - умолчанию.

Ќаличие полного набора Усобственных свойствФ позвол€ет именовать элементарную структуру »4 УинфокваркомФ (УинформономФ) Ц единицей, элементарной частицей информации.

ƒалее, если ћ-структуры дл€ систем »13 €вл€ютс€ минимальными, то »4 €вл€етс€ единственной структурой, позвол€ющей реализовать УинтеллектФ. ¬месте с набором правил - умолчаний и Усистемой командФ »4 составл€ет единственно возможную элементную базу дл€ универсальной информационной машины Ц разума.

Ќаконец мы вы€сн€ем, что адекватной теорией дл€ всей совокупности открытых систем €вл€етс€ порождающа€ грамматика типа многоступенчатых W-грамматик. ќбщей дл€ всей совокупности, т.е. Уобщей теорией открытых системФ, €вл€етс€ совокупность правил “—— или верхний уровень гиперправил дл€ каждой конкретной теории систем.

ѕостроение точной инструментальной теории конкретного вида (реализации) систем требует присоединени€ множества метаправил в виде феноменологической, аксиоматической (формальной) теории или совокупности таковых, это уже зависит от реализации, материала.

ѕоследн€€ стади€ Умысленного экспериментаФ заключаетс€ в попытке вы€снить как может выгл€деть Усвободна€ волна информационного{253. «десь уже можно смело употребл€ть термин Уинформационное полеФ. Ёто именно оно и есть.} пол€Ф, т.е. аналог свободно распростран€ющейс€ электромагнитной волны. ѕредполагаетс€, что информационна€ машина »4 (каким-то способом, здесь это неважно) стала обладать всей информацией, т.е. всем набором данных, которые в данный момент существенны{254. «аметим, что Унесущественной информацииФ сравнительно со всей существенной, в определенном смысле Унеизмеримо большеФ.} дл€ понимани€ всего ћира и его состо€ни€ во всех детал€х.

Ёто означает, что Унедостатка в данныхФ нет, Уконтекстное сопротивлениеФ исчезает, структуры любого размера перемещаютс€ несигнально и в режиме УсверхпроводимостиФ, но то же самое происходит и со структурами Усобственно данныхФ, потоки которых разгон€ютс€ уже независимо от Увнешних данныхФ (которые уже просто не нужны, согласно посылке эксперимента).

¬ свою очередь, это уже будет означать, что материальный носитель, УаппаратураФ больше не нужны, т.к. обмен полностью несигнальный. —труктура машины Ув целомФ и в каждой точке Увзорветс€ изнутриФ, а составл€ющие ее структуры будут расти и Увыт€гиватьс€Ф со скоростью v > ? до тех пор, Упока есть местоФ, т.е. пока не займут Увесь объем существующей ¬селеннойФ.

ѕри этом топологи€ информационной машины трансформируетс€ в топологию типа Убутылка в сфереФ, т.е. двойственную топологию открыто-замкнутого типа, присутствующую Ув каждой точке пространства сразуФ. ќт УстаройФ топологии останетс€ только главна€ ось симметрии, если еще точнее Ц только ее Утопологическа€ сущностьФ, главное направление анизотропии, но не Уконкретное положение осиФ.

ѕри этом сами структуры должны приобрести Уквазиматериальную природуФ и Уквазимеханические свойстваФ, которые вполне можно оценить количественно, в терминологии УпрочностиФ, УупругостиФ и т.п. ¬ целом они составл€ют Уестественную координатную сеткуФ топологии, того, что получилось после Убольшого информационного взрываФ.

‘ункционально, с информационной позиции, кажда€ УнитьФ - своеобразна€ Участна€ машина “ьюрингаФ дл€ соответствующей Ућировой сущностиФ. ¬ совокупности Ц √иперсубъект, ћировой разум.

ќтметим сходство картины, точнее Узеркальную дополнительностьФ к картине, котора€ получаетс€ в модел€х теоретической физики. Ёто открыто-замкнута€ топологи€ вполне определенного типа и Ус главным направлением анизотропииФ. УЌитиФ Ц практически совпадают по свойствам и УназначениюФ с аналогичными структурами в Утеории струнФ и разработках ј.ƒ.—ахарова. Ќо главное, повтор€ем, сам факт зеркальной дополнительности двух Убольших взрывовФ Ц энергетического и информационного, при различии механизмов самих взрывов.

ƒействительно, Уинформационный взрывФ смоделирован чисто логически, без каких-либо априорных предположений о Усверхособенных сущност€хФ типа У¬еликой всеобщей сингул€рностиФ, но только на основе наблюдаемых, причем наблюдаемых повсеместно, фактов.

—верхособенные сущности вроде УнитейФ получаютс€ уже как результат моделировани€, а в основе, в исходной посылке Ц одно единственное предположение о существовании общего закона сохранени€ в дискретно-квантованном ћире.

— другой стороны мы утверждаем, что исход всех попыток моделировани€ Уэнергетического взрываФ однозначно предопределен в следующем смысле. ѕо мере уточнени€ модели, приближени€ к моменту взрыва, количество алгоритмов, эквивалентных на уровне неразличимости доставл€емых ими решений, будет расти лавинно, а временные допуски моделировани€ выйдут за пределы моделируемого отрезка времени{255. «десь следует упом€нуть о У олумбийском процессореФ ( ѕ), проекте, осуществленном в  олумбийском университете и предназначенном в первую очередь дл€ моделировани€ ¬еликого взрыва.  ѕ, насколько известно, представл€ет собой однородную кубическую решетку в пределе из 4096 весьма мощных микропроцессоров.

¬ смысле исследовани€ собственно ¬еликого взрыва вполне можно говорить о бессмысленно потраченных миллионах, но  ѕ все равно оправдает себ€ в задачах моделировани€. ≈го архитектура, топологи€ данных и процессов родственна топологии Удекартова €щикаФ и поэтому  ѕ прекрасный инструмент дл€ математического моделировани€. „то же до ¬еликого взрыва, то единственный способ оценки Уэкспериментов с отрицательным результатомФ Ц это оценка их постановки. ƒругих способов дл€ экспериментов такого рода и вычислительных и физических не существует.

Ёффективность моделировани€ взрыва принципиально обеспечиваетс€ в первую очередь тем, насколько хорошо организовано отслеживание и учет ветвлений, Уэквивалентных на уровне неразличимостиФ, т.е. сначала численных решений, затем (по мере приближени€ к моменту 0) моделей математических и, наконец, моделей на логическом, постановочном уровне. »менно динамика ветвлений и будет результатом, покажет несосто€тельность Учисто физическогоФ (практически Ц механистического) подхода и будет доказательством нашей концепции.}.

¬с€ совокупность сказанного наводит на предположение, на гипотезу о том, что две Уполовины ћираФ, энергетическа€ и информационна€, ни что иное как две его неразделимые сущности, также как неразделимы две стороны геометрической абстрактной поверхности, которые мы можем только УпронумероватьФ.

15.3. ћир как едина€ система

≈сли прин€ть высказанную гипотезу, то многие из УстранныхФ, труднообъ€снимых €влений получают вполне естественное и простое объ€снение, а УпротиворечивыеФ, взаимоисключающие теории и модели оказываютс€ в точности Уодним и тем жеФ, только дл€ разных граничных условий, определ€емых масштабом (в каком-то смысле Учисто геометрическим размеромФ) взаимодействий.

“ак У¬еликий взрывФ как абсолютно изначальна€, первоисходна€ причина становитс€ неактуальным, просто ненужным. У‘изическа€ половинкаФ ¬селенной пребывает посто€нно на Узавершающей стадии взрываФ, информационна€ Ц в начальной стадии. ќбе половинки в точности подобны и поэтому Уестественным образом склеиваютс€Ф, точнее Усшиваютс€ нит€миФ (или УструнамиФ), что и €вл€етс€ их (УнитейФ) функциональным назначением.

ћожно было бы Ус налетуФ предположить (вслед за многими и многими), что негэнтропийные информационные системы за счет энергии энтропийных процессов производ€т Улишнюю информациюФ, котора€ с помощью УнитейФ собираетс€, накапливаетс€ и в нужном месте и времени высвобождаетс€ в виде высококонцентрированной энергии. » так, таким вот образом, поддерживаетс€ общий баланс состо€ни€ ¬селенной. ѕри этом отдельные, локальные Убольшие взрывыФ как раз не исключаютс€, они то и есть точки высвобождени€ накопленной энергии. —ходное УназначениеФ у У„ерных дырФ Ц утилизаци€ свободной энергии не использованной по пр€мому назначению.

ќтметим, что такого рода концепци€ Уинформационно-энергетического насосаФ не только более чем фантастична, но и, что самое интересное, просто не нужна, как и другие концепции, св€занные в этой части с силовыми взаимодействи€ми.

Ќесиловым взаимодействи€м просто Уне надоФ выполн€ть силовые функции, все может быть организовано гораздо проще и интереснее. ѕоэтому стоит посмотреть на вещи Уболее пон€тные и естественныеФ, следующие из структурного взаимодействи€.

Ќапоминаем еще раз Ц структурное взаимодействие суть пр€мое следствие трех условий Ц квантованности ћира, обобщенного закона сохранени€ и несуществовани€ Уабсолютной пустотыФ (Уабсолютного ничтоФ), по крайней мере, в рамках, равных или больших Уэлементарного кванта пространстваФ{256. ¬озможно, что как раз Уабсолютное ничтоФ, в принципе, может быть только внутри элементарного кванта протопол€ Ц т.е. может быть УпустойФ и УполныйФ квант, или УмертвыйФ и УвозбужденныйФ. “.е. мы предлагаем следующую гипотезу Ц совокупность пустых квантов, это и есть первичное пространство, совокупность возбужденных Ц первичное поле, универсальный материал дл€ всех частиц и взаимодействий, кроме структурного взаимодействи€. ¬прочем пон€тно, что это скорее Узаготовка дл€ гипотезыФ, на этом пока и остановимс€, это уже не Уќ физикеФ, это и будет сама физика.}.

15.4. ћодификаци€ преобразовани€ Ћоренца

ќдну из весьма непри€тных дл€ существующей и общеприн€той теории коллизий мы уже упоминали в построении “——, провод€ мысленный эксперимент с резонатором, помещенным в Урел€тивистский космический корабльФ. —огласно преобразованию Ћоренца, при v > c число сто€чих волн (не важно Ц акустических, механических или электромагнитных) в резонаторе должно уменьшатьс€.

—казанное автоматически означает, что либо возможно существование УнецелыхФ сто€чих волн, а сами структуры волн Укуда-тоФ исчезают, либо необходимо предположить наличие квантовых переходов в макромасштабе.

Ётот мысленный эксперимент был предложен ё.Ќ.»вановым, им же предложено и разрешение коллизии Ц модификаци€ группы преобразований Ћоренца, так называемое Упреобразование »ванова{257. «десь мы можем сослатьс€ только на книгу ё.Ќ.»ванова У–итмодинамикаФ, выходные данные которой нам неизвестны.}Ф.

»так, Угруппа ЋоренцаФ:

,

,

,

.

— позиции существовани€ структурного взаимодействи€ представл€етс€ естественным, что измен€етс€ весь перемещающийс€ со скоростью v объем, т.е. нужно использовать Угруппу »вановаФ:

,

,

,

.

Ќо это только Уво-первыхФ. —огласно свойствам структурного взаимодействи€ преобразование должно зависеть еще и от масштаба, размеров движущегос€ объекта, а именно Усредние объектыФ, т.е. Унормальных размеровФ должны подчин€тьс€ этому преобразованию Упочти в точностиФ, квантовое соотношение неопределенности на самом деле должно быть УполуоткрытымФ:

,

,

,

,

где: , т.е. объект Учуть большеФ, чем положено по преобразованию, так должен про€вл€ть себ€ закон гармонических шкал. Ќапомним, что экспериментально давно доказано Ц орбита электрона больше расчетной именно на эту величину, и скорость, соответственно, тоже больше.

ƒл€ того, чтобы модифицировать преобразование дл€ объектов Уочень малыхФ, т.е. квантового масштаба и Уочень большихФ, масштаба У¬селенной в целомФ, надо учесть, что Умасштабом взаимодействи€Ф €вл€етс€ вс€ система, включающа€ УвсЄ вместе: от точки отсчета до движущегос€ объекта в целомФ.

15.5. —лучай УмалыхФ объектов

–ассмотрим случай УмалыхФ, квантово-механических объектов.

  1. Ќе существует элементарных (УодиночныхФ) объектов характерным размером меньше dd Ц посто€нной тонкой структуры.
  2. —оставные Уэлементарные объектыФ, содержащие два и более УединичныхФ, занимают диапазон характерных размеров DK: 6dd < DK < 1024dd
  3. ¬заимодействие двух объектов размера DK приводит к порождению одного или нескольких объектов того же сорта и размера (диапазона размеров), либо происходит как взаимодействие УмакрообъектовФ, т.е. Уматериальных точекФ.

Ёто означает, что при радиусе взаимодействи€ R ? 1024dd Уотносительна€ скорость сближени€ или удалени€ центров объектовФ V ? 0, но Умгновенна€ скорость компонентов объектаФ, т.е. скорости v, вход€щие в соотношение ? нулю не равны. “огда группа преобразований приобретает вид:

,

,

,

.

“.е. группа Урел€тивистского преобразовани€Ф представл€ет собой ни что иное как внешнее параметрическое описание Уволнового €щикаФ, орбитальной системы их двух Уточечных объектовФ, например, Уатома водородаФ. Ѕолее того, с учетом Уструктурной добавкиФ получаетс€ Умодель атома в точностиФ.

ƒл€ того, чтобы получить более полное описание свойств объекта мы должны дополнить модель определенным набором свойств и преобразований, т.е. законами квантовой механики. —амо же Урел€тивистское преобразованиеФ, записанное с учетом наличи€ Уструктурного взаимодействи€Ф, оказываетс€ как бы Увнешней оболочкой дл€ квантовой механикиФ.

15.6. —труктурно-согласованна€ космологи€

ѕосмотрим теперь, что будет происходить на уровне Умаксимально возможных масштабовФ. Ќа рис. 15.1:

0 Ц точка наблюдени€;

RK Ц точка на границе красного смещени€;

VK Ц скорость Уухода за границуФ,

т.е. можем считать, например, VK = C = 1, RK = 1, Уврем€ уходаФ t = T = 1.

wpe1C9.jpg (3194 bytes)

–ис. 15.1.   выходу за границу красного смещени€.

¬ соответствии с УустройствомФ структурного взаимодействи€ расширение ¬селенной не есть следствие Уразлета осколков взрываФ, а свойство Усамого пространства как таковогоФ, свойство его метрики, доступной наблюдению с помощью физических взаимодействий.

ƒл€ того, чтобы Уподсчитать скорость ухода VKФ мы об€заны считать движущейс€ всю совокупность материи и пространства от 0 до RK и в формулу рел€тивистского преобразовани€ подставить некоторое Усреднее значение скоростиФ, соответствующее R = 0,5RK, V = 0,5VK.

ѕри подстановке этих значений в преобразование получаем тождество!

ѕопытка Ууточнить оценкуФ по точкам RT = 0,25RK, 0,75RK и т.д. по Уполовинкам отрезковФ дает то же тождество. “о есть получаетс€, что в макро масштабе преобразование тождественно закону ’аббла. ќстаетс€ напомнить, что само рел€тивистское преобразование, а также и структурное взаимодействие УпридуманыФ без какого-либо упоминани€ о законе ’аббла и вне зависимости от него (сам-то он был установлен экспериментально).

ќбратим внимание и на то, что само Ууточненное значение скорости разбегани€ VTФ, соответствующее уточн€ющей точке RT, в соответствии с процедурой уточнени€ (делением отрезка пополам) может быть установлено только с точностью, пропорциональной половине Ууточненного радиуса RTФ, или, что то же самое, точность измерени€ посто€нной ’аббла не может быть лучше 50% на каждом шаге уточнени€. ¬ момент начала написани€ этой книги разные теории и измерени€ давали значени€ H от 40 до 100 км/с на мегапарсек (1мпс = 3,1х1024см.). —амое последнее известное нам сообщение на середину 1999 года приводит оценку от 60 до 80 км/сек.

Ётот факт имеет и обратную сторону, это означает, что никаким пр€мым измерением нельз€ установить Укто виноват в наличии красного смещени€Ф Ц то ли разбегание материи внутри Удекартова €щикаФ, то ли Уустройство самого пространства как гармонической шкалыФ.

¬прочем, косвенные подтверждени€ в пользу Угармонического структурного пространстваФ имеютс€ в достаточном количестве, хот€ бы в том смысле, что в модели ¬селенной, имеющей замкнутую –иманову топологию, но Ууложенную в декартов €щикФ, должны были быть обнаружены УпризракиФ, объекты, излучение от которых проходит Упо большому кругуФ, однако, несмотр€ на целенаправленный поиск, таковых не обнаружено.

—равним некоторые другие параметры. ѕри H=100 км/с на мпс RK?3000 мпс. ћладшие делени€ Уполной гармонической шкалы пространстваФ должны при этом соответствовать 3000/1024 ? 3 мпс. Ёто тот характерный размер, на уровне которого должно про€вл€тьс€ Увнутреннее сжатие гармонической шкалыФ, т.е. из существенно несиловой структуры пространства должно возникать некоторое УжесткоеФ, УсиловоеФ взаимодействие. ќднако, Удальнобойность этого взаимодействи€ по пр€мойФ не должна простиратьс€ далее, чем на половину соседнего делени€ шкалы, т.е. больше, чем на D = 6 мпс.

≈сли теперь предположить, что гравитаци€ распростран€етс€ со скоростью света и подсчитать УдальнобойностьФ гравитационного взаимодействи€ дл€ разбегающейс€ материи, то получим как раз эту самую величину.

ќказываетс€, что характерный размер самых крупных скоплений галактик не должен превосходить D = 6 мпс. “.е. вещество должно быть распределено во ¬селенной именно как УпенаФ с толщиной пленки в пределах d ? 6 мпс и Ухарактерным размером пузырейФ Dѕ Ш (1/16Е1/128)RK.

ѕолучаетс€, что картина в целом практически в точности совпадает с наблюдаемой дл€ прин€той величины Ќ, но заметим, относительные масштабы картинки не должны зависеть от величины Ќ, даже если она не €вл€етс€ абсолютной посто€нной по всем точкам пространства.

ќстаетс€ добавить к сказанному наиболее осторожное, а потому и представл€ющеес€ наиболее веро€тным предположение.

√равитаци€ не возникает из структурного взаимодействи€, но она сама порождает структуру взаимодействи€ Уболее тонкогоФ, Уболее мелкомасштабногоФ, чем структура ¬селенной в целом. —амо же структурное взаимодействие про€вл€ет себ€ как УвместилищеФ, удерживающее ћир как ÷елое, поскольку дл€ него (структурного взаимодействи€) нет Упредельной скоростиФ, а значит и Упредельного радиуса дальнобойностиФ. Ќо в таком случае, расшир€юща€с€ ¬селенна€ должна Укогда-нибудьФ разлететьс€ УбесследноФ и больше Уникогда не собратьс€Ф, однако (оп€ть же Ќо!) это может произойти лишь в Уобезличенном пространстве декартова €щикаФ{258. ќп€ть напомним, €щика, пусть и снабженного некоторой кривизной, но устроенного как декартово произведение линейных одномерных Укоординатных осейФ, т.е. имеющего некоторую априорную метрику.}.

ѕрисутствие Усверхм€гкогоФ, несилового структурного взаимодействи€ приведет к следующей картине.

«а пределами RK начинаетс€ следующий интервал Усверхшкалы абсолютного пространстваФ, где Ускорость расширени€ самого пространстваФ становитс€ больше c, т.е. это будет уже другое, Уне нашеФ пространство и в рел€тивистское преобразование надо подставл€ть уже другие значени€.

ѕоступа€ по той же методологии, что и в предыдущем случае, который привел к тождеству с законом ’аббла, но уже с учетом того, что Ускорость ухода границыФ v(R) при R > RK становитс€ больше с получим, что при R = 2RK Урел€тивистсткое сжатиеФ движущегос€ Уматериального объектаФ должно прекратитьс€, а его Усобственное врем€Ф должно помен€ть знак (направление).

ћожно интерпретировать это так: материальный объект будет в Упродольном направлении сжат Удо толщины элементарной частицыФ; в Упоперечном направленииФ Ц разорван скоростью разбегани€; Увсе, что осталосьФ Ц Упровалитс€ в прошлоеФ.

≈сли попытатьс€ вообразить это точнее, то за счет расширени€ пространства объект станет не УлепешкойФ, куском плоскости, а УпузыремФ, стенки которого истончаютс€ до квантового масштаба и он Улопаетс€ изнутриФ. “олько в этом месте надо непременно приостановить попытки пр€мой интерпретации формул, попытки получить представление о реальной картине Унепосредственно из формулыФ и вернутьс€ к самой постановке задачи, к постановке мысленного эксперимента.

ƒл€ начала надо вспомнить, что дл€ R > RK сама исходна€ посылка моделировани€, а именно описание взаимодействи€ как Учисто механического движени€Ф уже перестает действовать Ц где-то за порогом RK скорость расширени€ самого пространства, т.е. Ускорость убегани€ всего, что за границейФ (и Усамой границыФ тоже) станов€тс€ больше c. Ќо, повтор€ем, не за счет Удвижени€Ф, а за счет изменени€ масштаба, изменени€ самой Укоординатной сеткиФ. » при этом изменение инвариантно и к выбору точки отсчета, и к выбору начального масштаба дл€ построени€ шкалы Ц в данном случае гармонической шкалы масштабов Урассто€ни€Ф, поэтому RK вз€т как наблюдаема€ (хот€ отчасти и косвенно наблюдаема€{259. “.е. с учетом и Учисто формально-механического движени€Ф и изменени€ масштаба, т.е. с учетом суммы обоих УдвиженийФ.}) величина.

ќбратим внимание на следующие важнейшие факты.

1. У–азделитьФ эти два феномена, Удва сорта движени€Ф невозможно никаким наблюдением, т.е. пр€мым измерением физических величин, произведенным из одной точки наблюдени€. “акже невозможно это сделать и сопоставлением различных измерений, вычислением Умировых константФ и т.п.

2. ƒл€ Умалых относительно RK масштабовФ эффект, добавл€емый к Усобственно механическому движениюФ Урасширением пространстваФ практически неуловим. “ак в измер€емые значени€ посто€нной ’аббла, выполненные сейчас дл€ радиусов R ? 0,1RK Удобавка от расширени€ пространстваФ не должна превосходить 10-3. Ќо даже если бы мы имели каким-то чудесным образом возможность одновременно получать данные из двух точек на рассто€нии пор€дка 0,1RK, то обнаружили бы наблюдаемое расхождение между преобразованием Ћоренца и нашим модифицированным преобразованием пор€дка (?x+?v)??-2 ? 5х10-5.

¬прочем интересно, что это расхождение совпадает с Укоридором значений ?-членаФ, который отдел€ет УстационарнуюФ ¬селенную от Уразбегающейс€Ф. » при этом оценка как раз характерна€ дл€ размера Усамых больших пузырей пустого пространстваФ, т.е. дл€ тех дистанций, где перестает действовать какое-либо силовое взаимодействие, например, гравитаци€ Ц ведь оценива€ Удальнобойность гравитацииФ мы не имеем права (именно не имеем права с чисто формальной точки зрени€) различать, каков характер Уразбегани€Ф, то ли это чисто механическое перемещение в Укоординатном €щикеФ, то ли расширение Усамого €щикаФ!!!

ѕроще, а значит и справедливее, предположить уже сказанное Ц Уи то и этоФ, и механическое перемещение и расширение самой координатной сетки, и Умеханически разделитьФ эти два эффекта невозможно!

“о есть дл€ R > RK можно попытатьс€ использовать рел€тивистское преобразование лишь чисто формально, но не дл€ Упредставлени€ физической сущностиФ.

  преобразованию

,

,

,

необходимо добавить услови€:

≈сли предположить, что расширение пространства подчин€етс€ закону гармонической шкалы, т.е. наблюдаемое значение RK €вл€етс€ Умладшим делением шкалы следующего пор€дкаФ, тогда дл€ R = 2RK врем€ Уостановитс€Ф, а дл€ R > 2RK Уизменит знакФ.

Ёто будет означать, что дл€ Увнутреннего наблюдател€, который видит обе точки сразуФ УрасширениеФ превратитс€ в УсжатиеФ, однако такового наблюдател€ существовать не может, поскольку не существует никакого взаимодействи€ Удальнобойности такого пор€дкаФ. ¬прочем, нетрудно заметить, что это произойдет независимо от величины Укоэффициента расширени€ пространстваФ, это будет означать лишь другой Увнешний масштабФ дл€ оценки RK.

“.е. УрасширениеФ должно перейти в УсжатиеФ независимо от масштаба, масштаб €вл€етс€ инвариантом, достаточно признать один только факт расширени€ пространства!

ќднако при этом, как бы УдалекоФ УмгновенноФ не перемещалс€ наблюдатель по мировой линии, он будет видеть одну и ту же картину с одними и теми же значени€ми H, ? и других мировых констант и то же самое Унаправление времениФ.

ѕолучаетс€, что одно и то же рел€тивистское преобразование с учетом всего лишь двух фактов Ц квантованности ћира и структурного взаимодействи€ (коэффициента расширени€ пространства не равного нулю) переходит на пограничных значени€х в описани€ двух границ.

У—низуФ Ц описание волнового €щика во внешней, касательной системе координат.

У—верхуФ Ц описание Увечно удал€ющейс€ сферы RKФ в системе Увнутренних оценок координатФ.

ќчевидно просматриваетс€ и еще одно совпадение оценок, полученных из разных представлений.

»з-за Уубегани€ самой системы координатФ, т.е. расширени€ пространства, максимальна€ скорость перемещени€ УбольшихФ материальных объектов{260. √алактик, скоплений галактик и т.п.} (механическа€ скорость относительно пространства) не может превышать оценку =~ 0,1 с, кроме некоторых Уособых точекФ{261. ¬ масштабе ¬селенной и вправду УточкиФ.} - падени€ материи на границе Учерной дырыФ, отрыв оболочки УсверхновойФ и т.п.

Ёта оценка хорошо согласуетс€ и с размером самых больших Упузырей пустого пространстваФ, и с оценкой УдальнобойностиФ гравитационного взаимодействи€. ¬се это вместе естественным образом порождает наблюдаемую картину ¬селенной Ц пена из Упустого пространстваФ, Упленкообразовател€Ф Ц материи, гравитаци€ выполн€ет роль силы поверхностного нат€жени€. ¬прочем эта модель, как и все без исключени€ другие, достаточно условна, не надо об этом забывать.

ѕолезно прин€ть к сведению и следующее: не существует способа Уреконструировать устройствоФ наблюдаемой части ¬селенной только на основе сопоставлени€ наблюдений из одной точки. „исло равноправных моделей в любой прин€той теории будет зависеть от количества симметрий, порождаемых свободными параметрами модели (такими как, например, ?-член) и способом параметризации.

“ем более безнадежна попытка экспериментальной, т.е. основанной только на наблюдени€х, реконструкции Утого, что за границей RKФ и всей ¬селенной-как-целого. ќстаетс€ только один реальный путь Ц мысленный эксперимент. Ќо при этом не следует забывать, что всегда остаетс€ возможность косвенной верификации модели путем сопоставлени€ динамических параметров, поскольку такой объект как Увс€ ¬селенна€-в-целомФ, несомненно динамический. ƒругое дело, что надобно разобратьс€, какие параметры можно считать общими дл€ Увсего в целомФ и какие Ц только внутренними дл€ некоторой части.

“аким образом нам остаетс€ только попытатьс€ реконструировать космологическую модель путем мысленного эксперимента с учетом уже сказанного и базиру€сь на принципе наибольшей простоты гипотез.

Ќачнем реконструкцию со следующего замечани€.  оль скоро ¬селенна€-в-целом представл€ет собой динамическую систему, то в ней должна присутствовать иерархи€ периодических (и квазипериодических) процессов, в том числе и некоторый генеральный (квази-) периодический процесс. Ёто означает, в свою очередь, что существует така€ реали€ как общесистемное врем€, собственное врем€ системы. ѕосмотрим как это врем€ можно соотнести с физическим временем, которое присутствует в представлени€х физики, в частности, в рел€тивистском преобразовании.

ѕон€тие времени базируетс€ на однонаправленности причинно - следственной св€зи, причем в следующем смысле (и только так!).

≈сли в некоторой системе U (объеме пространства) наблюдаютс€ два €влени€ a1 и a2, св€занные некоторым взаимодействием, то тогда, если a1 наступает раньше a2 по отсчету общесистемного (т.е. общего дл€ всего U) времени, - следует именовать a1 УпричинойФ, a2 Ц УследствиемФ.

«аметим, это очень важно, что именовани€ УпричинаФ и УследствиеФ воспринимаютс€ как аксиома, т.е. УдоказательствоФ, какое-либо дополнительное условие их именовани€ (пометки) не требуетс€ по определению. ћомент этот выделен специально, чтобы распространить в точности ту же самую аксиому на дальнейшие рассуждени€ ничего не потер€в и не прибавив{262. Ќа самом деле подмена пон€тий настолько прижилась во всех без изъ€ти€ и феноменологических и аксиоматических построени€х, что уже всерьез обсуждаютс€ Унарушени€ причинно-следственных св€зейФ в некоторых наблюдаемых €влени€х, например, в квантовой механике при исследовани€х элементарных частиц.}.

–аспростран€€ рассуждение на весь объем сферы радиуса RK приходим к тому, что Уобщесистемное врем€Ф дл€ нее определ€етс€ как результат суперпозиции (не надо определ€ть, какой суперпозиции) всех (в том числе еще и неизвестных) взаимодействий.

“аким образом врем€ по существу УантивекторФ, направленный по линии наблюдени€, т.е. по мировой линии от поверхности сферы RK к центру, точке наблюдени€. Ќо поскольку однонаправленность причинно-следственной св€зи и времени системы отождествлены уже по умолчанию, то во всех расчетах, более того во всех модел€х используют модуль вектора, все остальное (кривизна мировой линии, направление вектора и т.п.) просто тер€ютс€ в результате умолчани€.

ј суть то как раз в том, что дл€ получени€ отметок времени надо получить сигнал, должно осуществитьс€ взаимодействие вполне энергетического толка, а что используетс€ при этом в качестве счетчика Ц период обращени€ планеты, период полураспада и т.п. Ц как раз не существенно. »наче говор€, физическое врем€ Ц естественна€, заданна€ всей совокупностью взаимодействий шкала дл€ Уотметки причинно-следственных св€зейФ.

ƒистанци€ RK по определению то рассто€ние, на котором прекращаетс€ Упр€ма€ дос€гаемостьФ всех известных взаимодействий. ѕри нашем предположении (о Угармоническом устройстве пространстваФ) на дистанции 2RK должно прекратитьс€ вс€кое, в том числе и опосредованное достижение каких-либо силовых, энергетических взаимодействий. “о есть врем€ должно помен€ть знак не в силу формул, теории, а дл€ того, чтобы сохранить направление (т.е. пор€док именовани€) в причинно-следственной св€зи при заданных услови€х, т.е. конечной скорости всех силовых взаимодействий и наблюдаемом расширении ¬селенной (здесь не важно, чем это расширение на самом деле вызвано).

—леду€ дальше по мировой линии мы попадем на дистанции 4RK в сферу, где системное врем€ в точности УобратноФ нашему, а еще через такую же дистанцию вернемс€ в УнашеФ врем€ (имеющее Унаше направлениеФ).

ѕолучаетс€, что ¬селенна€-в-целом состоит из двух УполовинокФ, кажда€ из которых €вл€етс€ Уочень отдаленным прошлымФ дл€ другой, а именно отсто€щим на 4“¬, где “¬ Ц врем€ Уот началаФ в модели с У¬еликим взрывомФ. Уѕолный период общесистемного времениФ дл€ УцелогоФ оцениваетс€ как 8“¬.

“о есть модель оказываетс€ замкнутой сама на себ€ по временной координате. ¬рем€ таким образом оказываетс€ трехкомпонентным псевдовектором, компоненты которого не суммируютс€, но остаютс€ ортогональными.

ќбщемировое врем€ мы не можем напр€мую измерить, можно только наблюдать последстви€ его наличи€ как Уочень слабуюФ, трудно наблюдаемую анизотропию всей сферы RK как целого.

—обственное, внутреннее врем€ сферы RK или врем€ наблюдател€, наход€щегос€ в ее центре Ц это то скал€рное физическое врем€, которое используетс€ по умолчанию в всех расчетах и модел€х. ћожно назвать его унитарной метрикой дл€ представлени€ причинно-следственных р€дов, котора€ порождаетс€ совокупностью всех присутствующих внутри RK взаимодействий.

ѕо мере удалени€ друг от друга двух точек, т.е. центров пересекающихс€ сфер RK, одна компонента УперетекаетФ в другую, системы Уобмениваютс€ компонентами вектораФ, видимое из центра одной сферы врем€ как бы перетекает, всасываетс€ внутрь другой системы по мере того как она уходит за пределы дос€гаемости взаимодействий, т.е. за пределы возможности реализации причинно-следственной св€зи.

¬ доступных нашему наблюдению масштабах этот процесс Уухода времени внутрьФ, во внутрисистемное врем€ мы можем наблюдать (в Упр€мом экспериментеФ или в представлении, в модели) в тех случа€х, когда система очень жестко структурируетс€, выдел€етс€ как автономна€ и полностью самодостаточна€, а именно:

“от же самый эффект наблюдаетс€ на высоких ступен€х организации информационных систем, но уже с обратным знаком, врем€ не Увт€гиваетс€Ф внутрь системы, а Увыталкиваетс€Ф из нее, до тех пор, пока внутри не останетс€ УполтикаФ, половина кванта Увнутрисистемного времениФ.

≈стественный интеллект, система »4, так и не заканчивает генеральный цикл управлени€, сколько бы не существовал физический носитель, т.е. ее внутрисистемное врем€ стремитс€ Ураст€нутьс€ в бесконечность изнутриФ.

wpe1CB.jpg (6475 bytes)ѕри всем сказанном, наблюдаемое и доступное измерению врем€ как интегральна€, обобщенна€ характеристика (метрика) процессов дл€ любого объекта R<<RK остаетс€ Уоднокомпонентным скал€ромФ.

“о есть мы должны представл€ть ¬селенную в целом как четырехмерное пространственно-временное образование, то же и в наблюдаемой части и во всех остальных част€х, только действуют в них разные компоненты псевдовектора времени.

wpe1CC.jpg (10591 bytes)”словно изобразить четырехмерную сферу можно как на рис. 15.2 или как ее Удвумерную проекциюФ (рис.15.3), где:

TO Ц Уобщесистемное врем€ ¬селенной как целогоФ;

TЌ Ц наблюдаемое физическое врем€;

-TH Ц врем€ в Упротивоположной частиФ, представл€ющей собой Уочень отдаленное прошлоеФ или УбудущееФ;

B Ц наблюдаема€ часть ¬селенной, т.е. половинка вложенной трехмерной сферы радиуса RK.

»з рисунка 15.3 следует интересное свойство предлагаемой космологической модели. ѕусть ¬селенна€ существует много дольше, чем Уврем€ от ¬еликого взрываФ, т.е. “ќ прошло много оборотов. “огда, поскольку за пределами RK матери€, заполн€юща€ полусферу RK, и гравитационное поле ей порожденное УубегаютФ друг от друга, то через много оборотов “ќ вс€ четырехмерна€ сфера окажетс€ заполненной Уочень старым гравитационным полемФ, поскольку поле несет энергию и ни с чем не взаимодейству€ (оно УунесеноФ расширением самого пространства) никуда Удетьс€Ф не может.

Ёто означает, что в экспериментах мы будем наблюдать действие некоторой несуществующей массы, котора€ примерно в 31 раз превосходит массу видимой ¬селенной (заключенной в пределах RK). ѕричем заметим Ц независимо от Уистинного значени€Ф RK или Уобщего объема ¬селеннойФ. »наче говор€, в модели УавтоматическиФ нашлась Учерна€ массаФ, что само по себе неплохой аргумент в пользу этой модели.

ƒругие интересные свойства модели:

„то же по существу нового введено в построение, в логическую основу модели?

¬о-первых, определение времени как естественно возникающей посредством осуществлени€ силовых взаимодействий шкалы дл€ нумерации причинно-следственных последовательностей. “о есть в общем вполне традиционное определение за исключением одного: никакого Удругого собственного времениФ не существует.

¬о-вторых, феномен структурного взаимодействи€, предположение о том, что совокупность материи, т.е. всех силовых взаимодействий не только искривл€ет метрику пространства, но вообще создает ее. Ѕез наличи€ материи, силовых взаимодействий вообще недопустимо говорить о метрике пространства{264.   этому выводу мы подходили уже много лет назад из других соображений, занима€сь, в частности, проблемой Ураспознавани€ образовФ и тогда еще, интуитивно чувству€ необходимость введени€ Уметрики смыслаФ, пытались искать оценки Усемантической ценностиФ в более разумном виде, нежели весовые коэффициенты, как характеристики УсмыслаФ. Ќо в том и суть, что пон€ти€ казалось бы практически эквивалентные, по сути совершенно различны. Ућетрика смыслаФ порождаетс€ контекстным взаимодействием, но не может быть введена как набор априорных семантических коэффициентов. “еперь же становитс€ €сно Ц ћир контекстно-зависим. ќтсюда ¬селенна€ Ц объект класса »Е сколько же? ƒопустимо ли распростран€ть введенную выше шкалу »14 на объект такого класса? ѕредпочитаем пока этот вопрос не трогать, обозначив ¬селенную как √иперсубъект. Ёто сложный объект, твор€щий метрику как и люба€ система на  « €зыке.

Ќо все сложные системы интеллектуальны, ибо иначе неуправл€емыЕЌу ошибс€ Ѕоулдинг и в этом, ¬селенна€ не втора€ группа, не механика и не Усложные предопределенные движени€Ф, а нечто другое качественно. Ќе будем забывать, что пон€тие управлени€ уже на уровне организации »23 выходит за рамки командно-сигнальной парадигмы, да и первой группы в формулировке  .Ѕоулдинга в открытых системах быть не может, это группа Увыдуманных моделей в виде природных законовФ, а они в открытом мире контекстно-зависимы, как бы нам не хотелось Устабильности и пор€дкаФ. Ќе просто было преодолеть механицизм при переходе от сложных систем к взаимодействию их элементарных составл€ющих, в изучении законов физики, химии, вообще в отношении к €влени€м, как таковым. ¬ отношении иерархий усложн€ющихс€ систем наверн€ка ситуаци€ будет не проще. Ќо законы, управл€ющие взаимодействием структур, а не нагромождением повтор€ющихс€ элементов, должны быть, быть сложнее, но и пон€тнее в своей сложности. Ќе зависимо от того, кака€ будет прин€та терминологи€, какие будут разработаны формализмы дл€ систем, Уболее сложныхФ, чем рассмотренные нами случаи, базовый р€д структур »14 и законы, им управл€ющие, останутс€ неизменными, поскольку это единственный путь на данный уровень организации систем. ≈динственный, напоминаем, в том смысле, что, что системы класса »4 непредставимы теорией (исчислением предикатов) 3-го, 4-го, n-го пор€дков, но существуют только как совокупность динамических процессов перечислени€ предикатов.

«десь уже не действуют законы формально-аксиоматических систем, но только законы согласовани€ потоков более чем счетной мощности. » математика в итоге пришла к тому же самому выводу Ц общий закон возникновени€ пор€дка из хаоса представим только на уровне УоболочкиФ, общего уравнени€, что УвнутриФ, какие там заключены процессы и взаимодействи€ Ц не важно, от подынтегральных функций требуетс€ лишь одно свойство Ц представимость.

„то произойдет при переходе от систем »4 к уровню ¬селенной, сущности, включающей в себ€ по определению Уне менее, чем всеФ, какие там существуют ступени, уровни организации и представлени€ Ц наверное задача следующего уровн€ сложности. »сход€ из принципа экономии мы можем лишь предположить, что и там действуют те же общие законы согласовани€ структур, правила конструировани€ открытых систем. ќднако последнее вовсе не означает, что нам, то есть системам класса »4 доступен адекватный аппарат представлени€, так же как системы класса »4, в свою очередь, не представимы никакой конечной совокупностью конечных автоматов.}, оно не имеет Усобственной, изначальной метрикиФ, но имеет только одно свойство Ц расшир€тьс€ Удостаточно быстроФ, чтобы вместить любую совокупность взаимодействий, исход€ из правила Уиз целого получаетс€ целое без остатков и абсолютных пустотФ.

ѕри этом пон€тие Уабсолютна€ пустотаФ Ц вполне реальное, это не терминологический фокус, пространство имеет топологию однородную и изотропную Ув большом, кроме особых точекФ, абсолютна€ пустота Ц потер€ этой топологии. “.е. абсолютна€ пустота реальна как внутренность элементарного кванта пространства. —труктурное взаимодействие и означает подстройку имеющейс€ топологии к совокупности всех физических взаимодействий так, чтобы сохранить ее вид, но при этом вместить всю совокупность УматериальногоФ. Ёто означает: УЕтак, чтобы сохранить направление нумерации причинно-следственных последовательностей даже при условии сколь угодно отдаленной опосредованности силовых взаимодействий, т.е. даже в случа€х удаленности далеко за пределы дальнобойности силовых взаимодействийФ.

ќднако очень интересно, что Уистинное значениеФ коэффициента расширени€ пространства, т.е. посто€нной H, измеренной каким-то Увнешним масштабомФ RK и тому подобное решающего значени€ не имеют, да и вообще не имеют значени€ дл€ устойчивости модели как целого с Учисто формально-механической точки зрени€Ф. “олько обратим внимание на то, что и сама Учисто формально-механическа€ точка зрени€Ф в таких масштабах, за пределами дос€гаемости любых смысловых взаимодействий, становитс€ достаточно условной.

15.7. —огласование структур объекта и теории

— чисто формальной позиции выше проведена замена метрического Удекартова €щикаФ на Утопологический €щикФ. ѕри этом произошел замечательный переход Ц дл€ очевидного вы€снени€ устойчивости и корректности модели станов€тс€ не нужны Уобщие уравнени€Ф Ц достаточно логики, логического сопоставлени€ наблюдаемых феноменов, измер€емых величин и известных, уже УтрадиционныхФ формальных моделей.

“.е. мен€етс€ сама структура теории, происходит то, что и должно происходить в соответствии с “—— при переходе к системам следующего пор€дка организации (в данном случае в смысле УразмеровФ), только и само пон€тие УразмераФ уже не геометрическое, а имеет смысл Усовокупности всегоФ.

ћожно возразить, что и само структурное взаимодействие Упо делуФ, по существу Уконкретно дл€ физикиФ не нужно Ц достаточно признать УэфирФ, Уабсолютно м€гкийФ, несиловой топологический €щик взамен ƒекартова Ц изначально существующей метрики.

ƒействительно, структурное взаимодействие как гипотеза о ¬торой половине Ц »нформационной ¬селенной, использовано только как подсказка дл€ конструкции модели, можно бы структурное взаимодействие и УвыброситьФ. Ќо тогда должен подействовать закон информационной энтропии, отрыв информационного ћира от физического и разрушение всех структур сразу, в том числе и теории.

Ётот факт мы предпочли обозначить €вно как Усоотношение неопределенности Ц 4 или Управило выхода за пределы рациональногоФ. «амечательно, что дл€ любой возможной теории соотношение неопределенности Ц 5 и т.д. не надо, достаточно признать всего четыре.

ћы предпочитаем оставить указанную выше гипотезу дл€ обсуждени€ физических наблюдаемых €влений исключительно исход€ их двух соображений:

  1. идентичности топологии информационной и энергетической половинок и самого наличи€ топологии, а топологи€ это уже совсем Уне абсолютное ничтоФ, она не могла Увз€тьс€ ниоткудаФ;
  2. Упринципа экономииФ, пространство не расшир€етс€ Укак попалоФ, но это расширение до некоторой степени управл€емо У»нформационной ¬селеннойФ на уровне Утак, чтобы без излишковФ, тем более, что такое управление не требует Упр€мых энергетических затрат, а только отслеживани€ информации Уо правильности причинно-следственных р€довФ.

ѕричем мы настаиваем, хот€ и не надеемс€, что это кого-то убедит Ц это не философи€, не философска€ концепци€ (тем более какой-нибудь УизмФ) Ц это в чистом виде методологи€, механика самого исследовани€, т.е. рабоча€ гипотеза и только.

ћы вовсе не пытаемс€ здесь установить в чем суть причины и следстви€, можно утверждать или не утверждать, что эти правила игры устанавливает некто, просто речь идет о сохранении единожды прин€того пор€дка нумерации, о том, что направление причинно-следственной логики не может мен€тьс€ без причины Усамо по себеФ.

ћожно дать этому и другое по€снение. “ак же как в механике ускорение имеет Уестественный знакФ, степень подвижности контекста имеет предопределенное направление, она увеличиваетс€ в сторону верхних контекстов. Ќа третьем уровне по€вл€етс€ несигнальна€ (относительна€) подвижность контекста и она возрастает на более высоких уровн€х. ¬ системе, содержащей по определению все возможные актуальные контексты, во ¬селенной, это правило должно обрести статус закона.

ѕриведем несколько чисто методологических следствий.

1. ¬ терминологии удобнее не смешивать пон€ти€ когерентности и согласованности, но напротив, закрепить за ними отдельный смысл{265. Ќа деле эти пон€ти€ уже стали эквивалентными в значительной мере Ублагодар€Ф автоматическим переводам работ и нежеланию подбирать точные смысловые эквиваленты терминов, изначально consensus и coherent достаточно различные вещи.}. —огласованность Ц недостижимое в законченном виде состо€ние, процесс, аналогичный предельному переходу, достижимому лишь теоретически. ѕон€тие согласованности представл€ет (определ€ет) динамическое состо€ние УбольшинстваФ (в некотором смысле) объектов и процессов, т.е. структур.  огерентность Ц предельный случай согласованности Удостаточно жестко организованных структурФ, когда порождаетс€ в результате еще одна структура как самосто€тельный феномен.

2. ћодель ¬селенной сконструирована здесь без огл€дки на особенности множества известных уже моделей, но чисто логически, исход€ из наиболее простых предположений, и сделано это преднамеренно. » совсем не от небрежени€ к другим концепци€м, напротив дл€ демонстрации того, как концепцию можно построить из компонентов общеизвестных и общепризнанных, из минимального их количества и наипростейшим образом.

“ем интереснее наблюдать как УавтоматическиФ согласуютс€ свойства самых различных моделей, наблюдений и концепций и св€зываютс€ единой логической цепью Ц рел€тивистским преобразованием путем дополнени€ его граничными услови€ми (по масштабам от квантового до ¬селенной-как-целого).

Ќо при этом Уэкзотические концепцииФ, т.е. Убольшие взрывыФ, Усупервзаимодействи€Ф, пространства высоких размерностей оказываютс€ просто Уне у делФ Ц все прекрасно получаетс€ и без этого (хот€ и с результатами применени€ УэкзотикиФ противоречи€ не возникает){266. ¬спомним, из нашей теории, из “—— следует, что динамические параметры нельз€ Уоценить чисто экспериментальноФ, точнее, чем +/- 5х10-5, а это как раз диапазон значений ?-члена, отдел€ющий в Ёйнштейновской космологии Усжимающуюс€Ф модель от УстационарнойФ и от Уразбегающейс€Ф

Ёто, в частности, и означает, что посторонней информации в ѕрироде существует сколь угодно больше, чем актуальной и мы вольны Уизвлекать из не нашего информационного мираФ сколь угодное число Уодинаково-плохихФ или Уодинаково-хорошихФ (что одно и то же), но совершенно не адекватных реальности космологических моделей Ц если забудем о принципе экономии, о необходимости знать, зачем мы что-то делаем.}.

3. ѕредставл€етс€, что из изложенного выше материала обнаружить »нформационную ¬селенную путем Упр€мого физического экспериментаФ достаточно трудно, либо вообще невозможно.

ѕо€сним еще раз. »з анализа эксперимента нельз€ вывести существование информационного ћира. Ћюбое его про€вление возможно объ€снить как некоторое свойство материи, возможно независимое от всех остальных, т.е. фундаментальное свойство. ќстаетс€ дилемма: либо допустить бесконечное число фундаментальных свойств материи, либо признать фундаментальную сущность »нформации, ее мирообразующую роль, конечное число законов взаимодействи€ структур (т.е. правил “——), иначе говор€ Ц наличие информационного ћира. ћы предпочли обозначить эту дилемму, этот выбор €вно, обозначить как соотношение неопределенности Ц 3.

¬ любом случае все это вовсе не означает, что нельз€ Увытаскивать из информационного ћираФ теории и модели не адекватные ничему в нашей реальной физической ¬селенной, а то и вовсе зловредные или даже смертельно-опасные дл€ цивилизации-как-целого, более того, вполне возможна физическа€ реализаци€ некоторых из них.

» все таки эксперимент, св€занный с обнаружением информодинамических систем как таковых, с обнаружением физических эффектов, порождаемых нефизическими потоками, поставить вполне можно, исход€ из некоторых дополнительных соображений, что мы и опишем в следующем разделе.

4. ¬полне логично предположить, что развитие физики (как целого и экспериментальной и теоретической) и всей науки в целом достаточно близко подошло к некоторому УструктурномуФ пределу своего развити€.

¬се или почти все фундаментальные, природные сущности уже обнаружены, задача переходит в другую логическую область. —уть не в том, чтобы найти какие-то неизвестные сущности (дл€ экстремальных условий такие неизбежно будут обнаруживатьс€) Ц главна€ задача в том, чтобы Унайти свое местоФ уже известному. »наче говор€, Укамни уже выкопаны, наступило врем€ не разбрасывать их, но собиратьФ. “ак или иначе, а новую физику придетс€ строить по новому, путем согласовани€ а не революций.

15.8. «аметки про реалии новой физики.

ќсторожность ничего нового не создает.
—кромность создала гораздо меньше, чем тщеславие.
ѕрезрение выше тщеслави€, оно может все.
ѕо ƒ.√ранину.

ѕосв€щаем выдающимс€ ученым XX века ѕ.ѕ.√арину, ѕ.Ћ. апице, Ќ.“есле.

ј теперь, пользу€сь авторским правом написани€ промежуточного послеслови€ в любой главе по нашему выбору, рассмотрим еще некоторые полезные материалы и приложени€, следующие из вышеизложенного.

¬ этом разделе собраны достаточно очевидные следстви€ физики открытого мира. ƒоработка их до целостной науки, выстраивание структуры новой физики слишком многотрудно и длительно, чтобы наде€тьс€ только на свои силы. Ќо из этих следствий, в свою очередь, следуют технические решени€, в корне мен€ющие весь вид технологической цивилизации и некоторые из этих решений могут быть реализованы уже сейчас, современными технологическими возможност€ми. “ак что мы об€заны по меньшей мере обозначить здесь некоторые приоритетные моменты.

»з рассмотренной выше модели ¬селенной следует, что наблюдаемых Угравитационных волнФ не существует, единственна€ гравитационна€ волна Ц это ¬селенна€ в целом. –азумеетс€, если говорить именно о волнах, об упор€доченном процессе, а не об отдельных всплесках, флуктуаци€х пол€.

УЌесимметрична€ симметри€Ф ћира, изменение соотношени€ симметрии и антисимметрии с изменением масштаба и концентрации энергии взаимодействий также напр€мую следует из устройства структурного взаимодействи€ и его взаимоотношени€ с другими, энергетическими взаимодействи€ми.

Ќапомним, что Узакон негэнтропииФ, управл€ющий самоорганизацией (самоорганизацией структур в самом общем смысле), представл€ет собой совокупность √иперправил (т.е. правил “——) и метаправил (а метаправила уже св€заны с материалом и услови€ми существовани€ любой конечной системы, т.е. с законом физической энтропии). «акон физической энтропии определ€ет процессы разрушени€ любой материальной системы, вступающей во взаимодействи€.

», наконец, закон информационной энтропии определ€ет разрушение структуры материальной системы со скоростью, стрем€щейс€ к бесконечности, т.е. утверждает, что Уабсолютный отрывФ информационной сущности системы от материальной означает Уабсолютную деструкциюФ. »наче говор€, Учистые взаимодействи€Ф могут присутствовать только в вырожденных состо€ни€х, либо могут быть весьма специфические состо€ни€ и системы, где мы можем наблюдать Упреимущественное действиеФ одного или нескольких взаимодействий.

ƒействительно, наблюдать про€вление структурного взаимодействи€ мы можем лишь в некоторых специальных случа€х как:

Ќо и в этих случа€х речь идет не о наблюдении самого взаимодействи€, а только о том, что наблюдаемое указывает на присутствие Уеще чего-тоФ, не укладывающегос€ ни в какую комбинацию силовых взаимодействий.

Ќа самом деле, со всеми энергетическими взаимодействи€ми ситуаци€ ровно та же сама€, просто у них Убольше возможностей показать себ€ €вноФ. Ќо не будем забывать, что мы не можем построить даже чисто инерциальную систему, не можем даже найти ее во ¬селенной, т.е. Учистого свободного движени€Ф в энергетическом мире просто не существует, это только абстракци€!

Ќо именно из совокупности сказанного, а не из какой-либо УсверхгипотезыФ, Угенерального постулатаФ следует. что така€ сущность, как Уединое полеФ или УпротополеФ в действительности просто не существует в ином виде, как УнормальныеФ силовые пол€.

≈сли структурное взаимодействие существует в виде сугубо различных про€влений, то протополе должно существовать как разные сущности. Ќапример:

–азумеетс€ это всего лишь предположение (строго говор€, даже не гипотеза), требующее тщательной проработки и можно было о нем не упоминать, если бы не одно обсто€тельство, напр€мую с ним св€занное.

¬се вышеизложенное означает, что сверхнасыщенные энергетические объекты могут существовать только в определенных состо€ни€х и только определенным образом порождатьс€.

“ак, например, продольна€ электромагнитна€ волна в макромасштабе может существовать лишь как УсуперчастицаФ, Угигантский электронФ или в практическом применении как Уэлектромагнитный снар€дФ, но никак не в виде устройства непрерывного действи€, это просто невозможно.

ѕорождение такой волны (УпакетаФ) возможно лишь в гиперрезонансной системе, причем при порождении импульса должна разрушатьс€ структура порождающей среды. “.е. легендарный Угенератор “еслы{267. “есла Ќикола.  роме множества работ в электро- и радиотехнике, его им€ св€зано с продольной электромагнитной волной.   сожалению, сколько-нибудь достоверные сведени€ о так называемом Угенераторе “еслыФ, его конструкции и реализации отсутствуют совершенно. «ато имеетс€ масса спекул€ций о природе скал€рного потенциала, основанных на том, что физическому вакууму или даже самому Упервоисходному пространствуФ приписываютс€ свойства порождать силовые взаимодействи€. ѕредставл€етс€ более правдоподобным, что это не свойства первоисходного пространства, а эффекты, привносимые представлением, тем, что пространству присвоили наличие жесткой координатной сетки, метрики. “.е. сделали это исключительно ради удобства, дл€ того, чтобы записывать уравнени€, а затем совсем об этом забыли и установилось умолчание, что Утак оно и есть в природеФ. «аметим, что ровно такие же эффекты получаютс€ в Уабсолютно м€гкомФ расшир€ющемс€ пространстве, которое само по себе не имеет никаких Усиловых свойствФ. Ќо это уже предмет отдельного фундаментального исследовани€. —ама же конструкци€ генератора, скорее всего, от этих теоретических интерпретаций не зависела, поскольку была создана с помощью интуиции и осмыслени€ экспериментальных фактов}Ф может быть только УпушкойФ, но не двигателем.

ћожно принимать или нет имеющеес€ на сегодн€ теоретическое обоснование, но очевидно, что сам механизм генератора не содержал возможности самовосстановлени€ среды, порождающей импульс.

ѕопытка построить источник энергии непрерывного действи€ на Укольцах ћаксвеллаФ даже на молекул€рном уровне, т.е. за счет реконфигурации внутренней микроструктуры электромагнитного пол€, тем более в виде Умеханической моделиФ суть пуста€ трата сил и средств.

¬о всех таких системах €вно присутствуют резонансна€ ступень накачки энергии, втора€ ступень резонанса Ц организаци€ гипермолекул, и треть€ ступень Ц собственно порождение импульса. ћеханизм самовосстановлени€ среды также отсутствует,  ѕƒ таких систем всегда меньше единицы{268. ¬ 1970-72 гг. существовал большой проект шагающего планетохода, не игрушки, разработки одного из известных московских вузов, а насто€щего, дл€ космоса.  онструкторы где-то УоткопалиФ редуктор с Упрецессирующими шестерн€миФ,  ѕƒ которого по расчетам оказывалс€ больше 1 (кто-то из немцев выдумал в начале века). ќказалось, что в длиннющей формуле в одном месте (прецесси€) вместо величины оказалс€ модуль Ц просто те, кто приспосабливал теорию упругости дл€ инженерных расчетов такой ситуации (с вложенным гироскопом) не предусмотрели. Ќо убедить тогда никого не удалось, сделали редуктор Уна пике технологийФ, возможности были и, конечно, шестерни приварились не сделав и одного оборота. » сейчас, например, на одном из сайтов, с €вной претензией на оригинальность, вполне серьезно выставлена цела€ куча таких Увечных двигателейФ, во главе с тем самым редуктором и даже претензи€ на теорию Уэнергии из ничегоФ. ј дальше еще интереснее, та же иде€ использована дл€ моделей молекул, где Ушестерн€миФ €вл€ютс€ кольца ћаксвелла. „то из этого следует Ц см. непосредственно в абзаце, где стоит ссылка.}.

ƒалее о термо€дерном реакторе. ¬ масштабах меньше звездных это может быть только водородна€ бомба, либо оп€ть же гиперрезонансна€ система, но, в отличие от Угенератора продольного пол€Ф, она должна включать в себ€ еще одну ступень Увложенного резонансаФ, благодар€ чему может быть самовосстанавливающейс€, т.е. иметь устойчивый автогенераторный режим.

ѕо всей видимости вариантом такого устройства был УнигнитронФ ѕ.Ћ. апицы, к чему мы еще вернемс€ ниже. ѕопытки же получить непрерывный режим, токамаки, стеллараторы и т.п., это просто впустую потраченные гигантские средства Ц если посмотреть на достигнутые результаты, то и научна€, познавательна€ их ценность весьма невелика.

Ёксперименты в области информодинамики

¬ св€зи с рассмотрением систем вложенного резонанса вернемс€ к рассмотрению конструкции информационной машины »4 в том плане, может ли информаци€, т.е. динамический процесс самоорганизации контекстов, иметь некоторые Уфизические свойстваФ.

—леду€ идее Ћ.Ѕриллюэна, даже отдельный бит как элемент некоторой структуры должен иметь некоторый Уэквивалент массыФ, поскольку дл€ порождени€ состо€ни€ требуетс€ Уимпульс действи€Ф. Ќат€жка здесь €вна€ Ц отдельный бит, сам по себе, не имеет даже значени€, поскольку надо хот€ бы иметь отправную точку: какое состо€ние было нулем, чтобы можно было говорить о переходе в состо€ние единицы.

Ќо в случае »4 мы имеем динамическую структуру, причем многопор€дковую, т.е. эффект должен быть €вно превосход€щим то, что следует из термодинамики.

¬озьмем некоторые усредненные оценки из исследований мозга человека. ѕотребл€ема€ мощность ~ 1 вт в состо€нии поко€, в максимальном режиме ~ 2 вт.

 онструкци€ »4 может существовать только как динамическа€, т.е. можно считать, что 1 вт тратитс€ на УраскруткуФ структуры S, т.е. всех нейронов мозга. ¬спомним, что УвращениеФ S как в отдельном нейроне, так и во всем мозге несигнальное, порождение состо€ний структур S происходит за счет выталкивани€ данных из Z, за счет энергии питани€ фонового процесса.

—ама структура S располагаетс€ внутри волокна диаметром пор€дка 10 мк (10-5 м) , представл€ет собой систему Увращающихс€Ф волновых фронтов и формируетс€ за период, соответствующий частоте Учерного провалаФ f ? 1011 гц.

ѕредположим самую простейшую механическую модель Ц разгон тонкостенного цилиндра (поворот) за указанное врем€, ведь ищем то мы механический эффект. “огда энерги€:

,

т.е. имеем пор€док массы:

кг =~ 15 г.

«аметим теперь две вещи.

¬о-первых, движение S несигнальное, v >> c, т.е. эффект движени€, наблюдаемый в нашем Удо световомФ мире должен быть УобратнымФ, с отрицательными квадратами скоростей.

» это не фокус, такое движение имеет физический смысл, волновые фронты движутс€ так, как им и положено, но в качестве скорости движени€ контекстов мы должны учитывать относительные фазовые скорости двух волновых систем{269.  ак уже говорилось выше, инфокварк, конструкци€ S или nS очень похожи на элементарную частицу. ‘изика элементарных частиц, изучающа€ процессы, напр€мую св€занные со взаимодействием структур, естественно должна была учесть такие или подобные эффекты. ¬ результате неизбежно должно было возникнуть представление о комплексном сопр€женном пространстве, просто чтобы учесть процессы взаимодействи€ структур (а структура это и есть чистое отображение контекста если элементами, УтекстомФ €вл€ютс€ самые элементарные сущности). ’арактерно, что самые различные, даже враждующие школы физиков, сход€тс€ в представлении физического пространства как .}.  огда мы фиксируем воздействие этого движени€ на процессы со скорост€ми v < c, то это должно вызывать УпротивоположныеФ эффекты. Ёто означает, что полученна€ УмассаФ должна иметь отрицательный знак. » это имеет многократно зафиксированные официальные подтверждени€: в момент наступлени€ глубокой клинической (или фактической) смерти тело Ут€желеетФ на 5-12 грамм.

¬о-вторых, если Увзвесить по ЅриллюэнуФ всю »4, то получим величину 1010х1011х10-34 = 10-13 г. ≈сли учесть все (возможные) рел€тивистские эффекты от движени€ электронов и волновых фронтов, то получим величину не более 10-11 г.

ѕолучаетс€, что Удефект массыФ возникает исключительно из многопор€дковой динамики самой структуры, буквально Уиз ничегоФ, поскольку даже масса всех 1021 электронов, которые к тому же никуда не движутс€ даже относительно, только слегка мен€ют конфигурацию орбит, не превышает 10-9 кг = 10-6 г.

Ётот простой подсчет имеет весьма серьезные последстви€.

¬о-первых, замечаем, что Умасса не совсем насто€ща€Ф, про€вл€етс€ только во взаимодействии с гравитационным полем, а гироскопические эффекты и момент инерции отсутствуют Ц при общей массе гироскопов около 10 грамм, вращающихс€ в одну сторону и такой скорости раскрутки человек при работе мозга должен был бы получать очень сильные физические ощущени€ (особенно если мозг включаетс€ несимметрично, работает в основном только одно полушарие).

Ёто как раз подтверждает то, что взаимоотношени€ динамического структурного пол€, т.е. структурного взаимодействи€ с энергетическими взаимодействи€ми существенно несимметричны. ¬ частности, из-за этой несимметрии и получаетс€, что гравитационна€ масса УотдельноФ от инерционной может существовать как эффект, но не как сущность.

ќставим, однако, это дл€ отдельной разработки и обратимс€ к последстви€м Уболее близкимФ.

¬о-вторых, по€вл€етс€ возможность постановки пр€мого эксперимента дл€ подтверждени€ информодинамики. «аметим, что смысловое содержание того, что происходит в машине »4 не имеет никакого отношени€ к Удефекту массыФ. ¬спомним, что топологи€ потоков данных в модели данных CacheТ практически идентична структуре Z машины »4. “о есть дл€ эксперимента необходимо программно смоделировать структуры S и собрать вместе некоторое число, например, пор€дка 1000 процессоров Угигагерцового классаФ дл€ моделировани€ структуры nS с использованием CacheТ-технологии. Ќадо только УкомпактизироватьФ все устройство, т.е. использовать только кристаллическую пам€ть не менее 1 √байт на один процессор и обеспечить совместную работу процессоров на каналах того же пор€дка скорости, что и шина пам€ти.

”читыва€, что Утактова€ частотаФ будет существенно меньше 1011 гц, да и элементов меньше, чем нейронов, Удефект массыФ будет соответственно меньше, но все же вполне достоверно измеримым. ѕредставл€етс€, что такой эксперимент вполне осуществим уже в насто€щее врем€.

¬-третьих, обратим внимание на то, что система многопор€дковой динамики порождает эффект, усиливающий силовые взаимодействи€ по крайней мере на 13 дес€тичных пор€дков Ц во столько раз Удефект массыФ превышает Умассу ЅриллюэнаФ.

Ќи мегаваты, закачиваемые в токамак, ни встречные пучки рентгеновских лазеров даже близко не подход€т к такому Укоэффициенту уплотнени€Ф. ј это означает, что с помощью систем многопор€дковой динамики (вложенных резонансов) вполне можно реализовать и генератор продольных электромагнитных волн и импульсный синтез €дер уже на современной технологической базе. ћы допускаем, что и Угиперболоид ѕ.ѕ.√арина{270. √арин ѕетр ѕетрович, видный русский ученый, профессор “ехнологического института —анкт-ѕетербурга, академик –оссийской јкадемии наук и нескольких иностранных академий. ”ченик ћенделеева и  рылова, основатель физической химии как самосто€тельного направлени€, предсказал теоретически существование и многие свойства металлополимеров и жидких кристаллов, был весьма известен в мире науки и лично знаком со многими из тех, кто определил весь вид современной науки.

ќколо 1920 года в своей усадьбе под Ћугой испытывал устройство, названное немногими свидетел€ми УгиперболоидомФ, впоследствии считалось, что это был газовый лазер. ¬ 1980-82 гг. были предприн€ты попытки установит истину. Ѕыли найдены два щита полевых пушек, брошенных немецкими войсками в 1918 году, на которых имелось множество отверстий.

»сследование показало, что отверсти€ были выполнены не тепловым лучом, не лазером, но, скорее всего, плазмой сверхвысокой температуры. —ошлись на том, что это результат удара молнии, хот€ непон€тно, почему разр€д молнии проходил через врытый в землю металл почти горизонтально несколько дес€тков раз и отверсти€ имели одинаковый размер и идеальную цилиндрическую форму.

Ћетом 1924 г. ѕ.ѕ.√арин был УвычищенФ из профессуры и академии как чуждый элемент, затворилс€ в усадьбе, прекратил общение со всеми сотрудниками и друзь€ми, а затем, даже точно неизвестно когда, он, как и несколько его ближайших сотрудников и учеников, исчез бесследно. ¬ архивах јЌ, “ехнологического института и, вообще, нигде не осталось никаких документов, исчезли даже церковные книги рода √ариных и труды из библиотек. ¬ 1927 г. усадьба сгорела дотла. —корее всего с неугодным профессором, открыто презиравшим новую власть, просто расправились. ¬ жизни ѕ.ѕ.√арин был пр€мой противоположностью литературного персонажа, потомок древнего двор€нского рода, атлет с манерами английского аристократа и темпераментом викинга. ћнение ѕ.ѕ.√арина европейские интеллектуалы уважали. –оман же ј.“олстого можно рассматривать как месть за откровенное презрение ѕ.ѕ.√арина к угодничеству ј.“олстого перед новой властью.}, и нигнитрон ѕ.Ћ. апицы действительно существовали и исправно работали и мы попытаемс€ сейчас реконструировать их возможный принцип действи€.

¬озможный вариант генератора продольных электромагнитных волн

ѕредставим себе устройство, внешне несколько сходное с газовым лазером.

“руба заполн€етс€ средой, способной организовыватьс€ в УгипермолекулыФ со специфической конфигурацией св€зей и способных накапливать много энергии. ¬озможно это перенасыщенный раствор металлополимера или нечто подобное жидким кристаллам. ѕодход€щую среду можно подобрать использу€ современные методики.

ѕод воздействием электромагнитной или электрохимической накачки молекулы организуютс€ в УгипермолекулыФ, ориентированные по длине трубы. ƒалее с помощью импульса магнитного пол€ линейные структуры резко сжимаютс€ в пучок, происходит реконфигураци€ св€зей в объемную структуру, при этом некотора€ часть Уколец ћаксвеллаФ реконфигурируетс€ в пакет продольной волны, с выбросом энергии по оси. —реда тер€ет запасенную энергию и возвращаетс€ в исходное состо€ние.

ясно, что такое устройство будет гораздо эффективнее лазера, поскольку квантовый пакет тер€ет эффективность в задымленной или запыленной атмосфере, к тому же следует ожидать гораздо более высокой удельной энергии импульса,  ѕƒ также, возможно, будет значительно превосходить лазер.

–еконструкци€ принципа действи€ нигнитрона

»з существовани€ структурного взаимодействи€ и его свойств напр€мую следует, что наблюдаемых гравитационных волн существовать не может, единственна€ гравитационна€ волна Ц это вс€ ¬селенна€ в целом. “аким же следствием €вл€етс€ и существование продольных электромагнитных волн, но генератор этих волн должен быть устроен на основе многопор€дковых (вложенных) резонансов, ибо другими способами нужные концентрации энергии, по всей видимости, недостижимы.

¬есьма возможно, что ѕ.Ћ. апицей{271.  апица ѕетр Ћеонидович, выдающийс€ русский физик, лауреат Ќобелевской премии (1978 г.). ќфициальна€ биографи€ широко известна. ћы рассматриваем мало известный период его де€тельности, по преданию св€занный с созданием нигнитрона. ћногочисленные свидетели подтверждают, что во врем€ ссылки ѕ.Ћ. апицы на свою собственную дачу, на даче работало электрическое освещение и даже станки в весьма солидной мастерской, хот€ была сн€та не только внешн€€ проводка, даже столбы были спилены. –аботы дизель-генератора или какой-то силовой установки также не было слышно. Ёта легенда вкупе со свойствами гиперрезонансных систем которыми не мог не интересоватьс€ ѕ.Ћ. апица и заставл€ет нас задуматьс€ о возможности существовании не менее легендарного нигнитрона, вполне реального в те годы дл€ построени€ ученым и инженером уровн€ ѕ.Ћ. апицы.} около 1940 года был построен термо€дерный реактор УнигнитронФ (нейтронный магнетрон), функционирующий по автогенераторному циклу и представл€ющий собой конструкцию, ориентированную на следующий процесс.

1. √енерируетс€ два кольцевых пакета электромагнитных колебаний подобно тому, как это происходит в магнетроне, но имеющих встречное направление (рис.15.4а).

2. ѕодаетс€ импульс магнитного пол€ сверхвысокой напр€женности по оси колец, конфигураци€ пол€ и характер фронта импульса подобраны некоторым специальным образом.

3. ƒалее (рис.15.4b) под воздействием магнитного пол€ происходит сжатие колец, уменьшение диаметра, т.е. увеличение частоты (скорости волны), энергии колебаний и еЄ объемной концентрации.  роме того магнитное поле УсталкиваетФ кольца. ƒо некоторого предела кольца сопротивл€ютс€ сталкиванию как встречные токи.

wpe1CD.jpg (11397 bytes)

4. ќднако при достаточно резком сжатии (при достаточном градиенте Ќ) сжатие происходит резко, в каждом из колец должна произойти реконфигураци€ электромагнитных колебаний (изменитс€ зацепление Уколец ћаксвеллаФ) и тогда кольцо превращаетс€ в пакет продольных волн и происходит соударение двух пакетов в малом объеме.

5. ѕри некотором уровне энергии процессов в зоне соударени€ должно возникнуть Упервичное полеФ, структуры продольных полей и захваченных электронов реконфигурируютс€ в стабильные т€желые частицы и пакет электромагнитных колебаний.

6. ѕродукты реакции должны (по сути процесса) выбрасыватьс€ очень узким пучком по оси устройства и поэтому энергию достаточно просто утилизировать и часть вернуть на возобновление цикла, на создание автогенераторного режима.

–азумеетс€ така€ Уреконструкци€Ф весьма поверхностна, возможно (и даже скорее всего) упущены принципиально важные детали. ќднако это не рабочий проект, но только демонстраци€ возможности реализации Увложенных системФ, в которых:

»наче говор€, дело не в абсолютной величине энергии, не в концентрации, а в градиенте концентрации или даже скорости нарастани€ градиента. ѕредставл€етс€, что системы первого пор€дка, сжатие пол€ми обмоток и второго пор€дка Ц ударные волны в плазме вообще бесперспективны, т.к. в принципе не позвол€ют получить необходимые параметры. ќтносительные же успехи сверхмощных токамаков целиком определ€ютс€ самопроизвольным возникновением внутри процесса зон с резонансами высокого пор€дка Ц помимо расчетов конструкторов.

¬озможно, что устройства рассмотренного типа будут иметь положительный  ѕƒ начина€ с нескольких дес€тков  вт при размерах, сопоставимых с двигател€ми внутреннего сгорани€ и турбинами. ¬о вс€ком случае поиск технических решений в этом направлении представл€етс€ целесообразным, поскольку сама иде€ достаточно разумна, а затраты по сравнению с современными монстрами просто микроскопические.

ѕредставл€етс€, что все секреты нигнитрона в конфигурации полей, выборе формы и материала полюсных наконечников и обмоток, т.е. чисто конструктивные. ≈сть веские основани€ считать, что великий изобретатель и инженер ѕ.Ћ. апица сделал подобное устройство достаточно примитивными средствами и уничтожил его по соображени€м не техническим.

¬се это наиболее рациональный путь к Ухолодной реакции синтезаФ, поскольку высвобождаетс€ энерги€ в основном в виде электромагнитном, а не тепловом. — развитием технологий высокотемпературной сверхпроводимости следует ожидать по€влени€ подобных конструкций самое ближайшее врем€, по весогабаритным параметрам вписывающихс€ в современные показатели УобычныхФ источников энергии, а по удельной мощности превосход€щих их на пор€дки.

ѕроблема SETI

“еперь обратим внимание на следующее. Ќигнитрон создает не легкие €дра из т€желых частиц, а сами стабильные частицы из полей и легких частиц. “.е. напр€мую использует энергию первичного взаимодействи€ Упротопол€Ф и, значит, должен вли€ть на состо€ние пространственно-временных соотношений окружающего пространства. “ак что вопрос УэкологииФ никуда не денетс€, он просто перейдет на новый уровень, но это уже отдельна€ тема, надо сперва построить сам генератор и его теорию.

«десь же мы заметим следующее Ц так же как современные города легко найти по свалкам и шлейфам дыма, так и высокотехнологические цивилизации в космосе должны быть отмечены малыми, но очень четко очерченными искажени€ми пространственно-временного континуума. ј электромагнитный диапазон дл€ переговоров здесь вовсе ни при чем, все современные усили€ по проблеме SETI Ц это все равно, что искать современный мегаполис по тотемным столбам и осколкам каменных топоров. ¬от об этом и поговорим далее, ибо это тоже пр€мой вопрос физики информационно-энергетического мира.

Ќа предыдущих страницах мы установили, что вы€снение адекватности информодинамики и всех следствий из этой теории Ц дело всего лишь одного не очень сложного и масштабного эксперимента. ¬се решаетс€ несколькими миллионами долларов и несколькими модел€ми Ц плата за выход на новый этап всей суммы технологий просто ничтожна€.

“ак что мы можем посв€тить часть этого раздела и вопросам, внешне более фантастическим, впрочем, предлагаем задуматьс€ и вернутьс€ к этой части после прочтени€ гл. 16 Ц така€ ли это уж фантастика?

—уществующа€ ныне постановка проблемы SETI, проблемы контактов, нелепа в своей изначальной сути, поскольку не содержит главного дл€ проблем такого уровн€ вопроса Ц Узачем?Ф. «ачем нужна устаревша€ на дес€тки или тыс€чи единиц времени информаци€? » кому?  то и как будет собирать сведени€ о цивилизации по позапрошлогодним звукам там-тамов?

ћы не считаем важной информацию о запахе или иных достоинствах каждого отдельного муравь€ или о расположении и динамике качани€ листьев на каждом отдельном кусте и исследовани€ такие не проводим Ц не надо, неинтересно, незачем. Ќо свой антропоцентризм довели до предела Ц хотим общатьс€ с гуманоидами и все. ¬ переводе на нормальный научный €зык это означает Ц хотим общатьс€ с системами класса »4. Ќо цивилизацию построили класса »3 и ниже. “акими и видны из космоса вместе со всей своей электромагнитной возней. Ќичего нового Ц кибернетический уровень развити€, тупикова€ ветвь. »ли предментагензное (см. гл. 16) состо€ние. ¬ общечеловеческой аналогии что-то вроде недоделанного муравейника дл€ светл€чков и чего-то вроде электрических скатов, пов€занных групповыми отношени€ми, без которых индивид мрет. » общатьс€ вовне хот€т сигналами.

 риком, огнем, флажным семафором и т.п. контекстно-независимым €зыком мы пользуемс€ в ситуаци€х вынужденных, а в спокойных услови€х предпочитаем €зык контекстно-зависимый, да еще после установлени€ контекста. ћогут ли вообще пон€ть друг друга две контекстно-зависимые машины, набравшие контекст в абсолютно разных местах ¬селенной? ¬едь в некотором смысле это вариант останова машин друг относительно друга, если хотите Ц Уотносительна€ смертьФ.

»м нужен мгновенный канал св€зи дабы информационные взрывы и информационные резонаторы заработали в едином ключе.

»наче возможно только сигнальное общение.  ак ЌЋќ на горизонте. —игнал был, ну и что? » фигуры геометрические пр€мо на нашей земле выжжены (или вытоптаны?) и не надо пол€ на половине планеты фигурно засевать. » что толку? Ѕез контекстов-то и системы ниже »4 не читаемы, будь сигналы хоть трижды математическими. ѕисьменность инков в межпланетном масштабе. ќсобливо если вспомнить, что этой письменностью сегодн€ никто особо и не интересуетс€. ћожет чуть более чем прошлогодней листвой, но не сильно более.

»нформаци€ всех ѕирамид ничего не может дать дл€ шага на новую ступень технологий, так есть ли смысл в возне с информацией от чужих ѕирамид? «еркало заднего обзора актуально на автомобиле в ближней перспективе и не нужно на самолете (кроме военного самолета, атавизма, что еще раз подтверждает правило).

ƒо такой глупости как использование электромагнитного диапазона дл€ св€зи во внешнем космосе мог дойти только человек, у которого любопытство или гордын€ забежали вперед разумности.

» еще одно. ћы уже сейчас наблюдаем как падает потребность в перевозке товаров и растет транспортировка информации. Ћогично предположить, что цивилизаци€м следующего технологического класса (в этом классе возможно много уровней) просто нет надобности таскать в дальний космос ни грузы, ни себ€, кроме разве только отдельных служб типа ћ„—.

¬ыше мы уже установили тип источника энергии цивилизаций следующего класса (т.е. выше нашего). Ёто утверждение следует из того, что источник типа УнигнитронФ использует энергию Упротопол€Ф. —корее всего это последний класс источников энергии, цивилизации более высокого класса вообще обход€тс€ без энергопотреблени€ и вообще ресурсопотреблени€ в пон€тном дл€ человека смысле.

Ћогично также предположить, что все возможные УнигнитроныФ имеют небольшое число устойчивых режимов работы, меньше чем уровней в спектре водорода, а УудобныхФ или УоптимальныхФ и того меньше. “огда по наблюдаемым искажени€м пространственно-временного континуума в районе каждой цивилизации энергетического класса можно однозначно определить тип ее источников, уровень развити€ и много подробностей.

ћожно также предположить, что коль скоро продольна€ электромагнитна€ волна подобна Угигантскому электронуФ, то парные продольные волны при определенных услови€х должны давать эффект, подобный Упарным электронамФ. Ќо в силу того, что продольна€ волна Уболее жестка€Ф, то при определенном уровне энергии может по€витьс€ эффект самофазировани€ двух УсуперчастицФ, порожденных не в одной точке, а в удаленных точках пространства. “о есть возникнет Уканал структурной св€зиФ, со скоростью передачи Vп > ?.

ќтсюда следует, что когда цивилизаци€ (наша, например) выходит на уровень готовности к контакту, то событи€ протекают примерно по следующему сценарию.

1. »щем в космосе цивилизацию подход€щего нам уровн€. ∆елательно поближе, так как ищем-то мы в электромагнитном диапазоне вполне определенные искажени€ пространственно-временного континуума и желательно, чтобы абонент не Уубежал впередФ в своем развитии, пока до нас дошел сигнал о его наличии.

2. ќриентируем наш генератор в направлении абонента и посылаем импульс, скорее всего последовательность импульсов, перекрывающую весь диапазон параметров подстройки.

3. ≈сли абонент готов, а он скорее всего готов{272. ¬ этой св€зи возникает еще одна верси€ тунгусского взрыва, ничем не хуже, а может быть и лучше других объ€сн€юща€ его происхождение.  ак известно (считаетс€ установленным) взрыв совпал по времени с проведением испытаний Угенератора “еслыФ, который прекратил свое существование, попросту сгорел по непон€тной причине. »звестно, что генератор строили почти на чистой интуиции, проекта как такового не было, конструкци€ создавалась Уна ходуФ. –асхожа€ верси€ предполагает, что в конечном итоге был построен механизм зар€да конденсатора, образуемого ионосферой и земной поверхностью. ¬ результате в некоторой точке произошел пробой, последстви€ которого впоследствии были названы тунгусским взрывом. УЌигнитронный подходФ позвол€ет дать несколько более правдоподобное объ€снение событи€. ¬о-первых, известно, что “есла занималс€ проблемой продольных волн. ¬о-вторых, даже если его практически объ€вили в конце жизни сумасшедшим, то это еще не значит, что целью создани€ башни-генератора и затрат на это огромной энергии был зар€д конденсатора вплоть до его пробо€. Ќо если целью “еслы было нечто близкое к тому, то что теперь мы называем генератором продольной волны, то все объ€сн€етс€ если и не с позиции абсолютного реализма, то, по крайней мере, с позиции более здравого поведени€ американского правительства.

ƒействительно, поскольку это был первый образец генератора продольной волны (пакета продольных волн?), то импульс был слабым, неориентированным и если даже и Узацепилс€Ф за чей-нибудь канал св€зи, то был пон€т как что-то вроде сигнала SOS. ѕоследовала ответна€ посылка, но поскольку на «емле никто не был УготовФ, то все и кончилось тунгусским взрывом (и, возможно, стало причиной разрушени€ генератора). ѕочему эта верси€ может быть более правдоподобной, чем стара€, св€занна€ с генератором “еслы? ƒа хот€ бы просто потому, что даже американское правительство вр€д ли разорилось бы в те годы на такое количество энергии, которое потребовалось бы дл€ зар€да упом€нутого конденсатора, не объ€сн€€ налогоплательщикам, зачем это, собственно говор€, надо.}, поскольку располагает мощност€ми, создающими наблюдаемые в электромагнитном диапазоне эффекты, располагает соответствующей системой св€зи и системой наблюдени€, в том числе и наблюдает за по€влением неофитов, то возникает Уканал структурной св€зиФ.

4. ќстаетс€ пон€ть друг друга и договоритьс€. ƒальнейша€ св€зь устанавливаетс€ по цепочке, по У¬еликому кольцуФ.

Ёто один из вариантов Ц силовой или технический, но возможно и решение более высокого класса.

—ама св€зь практически не требует энергии, энерги€ нужна лишь дл€ создани€ канала, Уструктурного волноводаФ. Ќо ведь вс€ ¬селенна€ уже прошита Унит€миФ и надо только ими воспользоватьс€. “олько прежде всего надо уметь слушать и понимать, уметь Унастроитьс€ на волнуФ. —овременный человек к этому совершенно не подготовлен, не умеет контролировать и понимать даже самого себ€, не говор€ уже о том, чтобы пон€ть другого, тем более, если это Уне совсем человекФ.

Ќо почему бы не предположить, что на некотором уровне развити€ эта способность станет такой же обыкновенной как устна€ речь? ¬озможно, что и среди людей уже встречались индивидуумы, способные к такому способу св€зи, тем более после специальной подготовки. «десь не об экспериментах по телепатии и множестве случаев приема сообщений €кобы от инопланетных цивилизаций (хот€ могли быть и такие случаи контакта). ѕоспешна€ интерпретаци€ непон€тых и неосознанных €влений скорее принесет вред любому исследованию. «десь речь идет о принципиальной возможности целенаправленной и управл€емой св€зи такого рода.

≈сли исходить из конструкции мозга, топологии машины »4 и изложенного выше ее способа действи€, то Увнешний интерфейсФ должен выгл€деть как свет€щеес€ кольцо, УнимбФ вокруг черепной коробки.  стати, вопреки распространенному предрассудку, изображение нимба по€вилось вовсе не на христианских иконах, а попало на них с изображений куда более древних и совсем не культового толка (возможно, и не только с картинок).

ћожете считать все здесь сказанное фантазией Ц достаточно скоро вы€снитс€, так это или нет. Ќо уже во вс€ком случае изначально пассивный подход к решению проблемы SETI представл€етс€ куда более дешевым, экологически чистым (с точки зрени€ нашего сегодн€шнего понимани€ экологии космоса) и, главное, безопасным Ц последней проблеме мы почему-то вообще не удел€ем никакого внимани€, забыва€ о том, что сами непрерывно занимаемс€ Усовершенствованием природыФ и считаем, что искомые цивилизации Усовершенствованием космосаФ и очисткой планет от того, что им мешает, заниматьс€ в принципе не должны.

¬ самом же лучшем случае традиционные подходы к SETI суть безумные траты на то, чтобы ловить из космоса электромагнитный мусор, и самим вопить во всех диапазонах. ≈сли эти вопли кого-то и достигнут, то будут как мусор и восприн€ты.

» все это без учета возможной всеобщей победы ментагенеза (см. гл. 16) над сарсапарелой, т.е. над всеми нами без вс€ких пришельцев. ј если этот этап неизбежен? » еще можно задать вопрос о сущности науки истории и абстрактном любопытстве цивилизации, где информаци€ сходитс€ со всей ¬селенной. Ќе утонуть быЕ

» о принципиально ограниченной высоте информационной машины, по крайней мере у гуманоидной цивилизации, и неограниченной ее высоте после победы ментагенеза Ц вот тогда от информационного Унечего делатьФ возникает абстрактный интерес на новом уровне, но ментагенезу нет толка изучать предыдущую систему, ибо онЕ

–азумнее просто признать Ц мы не знаем что получитс€ из ментагенеза Ц суперсущество из людей, великое кольцо, межпланетный разумЕ ќпережение событий €вно выходит за пределы возможного прогнозировани€.

* * *

ясно, что все сказанное выше есть только введение в осознание информационно-энергетической ¬селенной, тот самый ѕуть, который мы обещали на титульном листе книги, самое его началоЕ


√лава 16. ќтветственность сотвор€ющего

16.1.  раткий самоучитель не сотворени€ тоталитарного общества
16.2. Ќеизбежность краха и свобода повтора
16.3. –оль ¬еры
16.4. ћентагенез
16.5. ќтветственность человека


¬начале сотворил ЅогЕ
Еи увидел, что это хорошо.

 

√лава 16. ќтветственность сотвор€ющего

Ќас иногда спасает безрассудство
ј план обдуманный не удаетс€
≈сть божество, ведущее нас к цели
 акой бы путь не избирали мы
 
Ўекспир. У√амлетФ

»так, механизм построени€ интеллектуальной системы предложен. Ќе будем снова обсуждать его правомочность. Ќе будем и затрагивать здесь степень его доказательности некоторой идентичностью системообразующих построений в физическом и информационном мире. ѕросто предположим, что этот вариант или, дл€ объективности, какой-либо другой аналогичный по результату оказалс€ справедлив и правомочен.

“огда некто, сотворенный тем или иным способом уже нами по нашему образу и подобию, приобретет все свойства, св€занные с процессами самоорганизации систем уровн€ человека.

ƒл€ того чтобы поведение сотворенного интеллектуального (а не псевдоинтеллектуального Ц УнежитиФ, что мы рассматривали выше) не стало дл€ нас неожиданностью, проще всего рассмотреть этот процесс Ув чистом видеФ, на примере процессов самоорганизации человеческого общества Уне обремененногоФ ¬ерой, религией и моралью Ц т.е. всем тем, что в традиционном конструкторско-технологическом понимании не присуще изначально интеллектуальной системе, иначе как в фантастический литературе.

ѕри этом, раз мы сотвор€ем нечто по нашему образу и подобию (и не задумываемс€ о предварительном сотворении дл€ этого нечта механизма воспри€ти€ той самой ¬еры, морали и всего прочего, существующего параллельно с нами, тоже от всего этого в некоторой степени свободными), то неважно будет ли это один образец в нашем окружении или их будет много Ц законы самоорганизации в мире, не обремененном жесточайшими рамками условностей, едины дл€ всех интеллектуальных, и мы можем посмотреть на них, УискусственниковФ, просто взгл€нув на себ€ и вокруг себ€.

16.1.  раткий самоучитель не сотворени€ тоталитарного общества

ќперы пишутс€ не дл€ специалистов, а дл€ публики.
ƒж.¬ерди

—транные дела твор€тс€ в мире, организованном из копий “ворца, сделанных по образу и подобию. —истемы из копий этих все никак устроитьс€ не могут. ¬ойны, нищета, власть не демократическа€. ќбъ€снений больше, чем непри€тностей. „то тут еще от “—— ждать?

» все же, поищем объ€снение в духе нашего подхода к организации и самоорганизации открытых систем. –ассмотрим под Уструктурным углом зрени€Ф архитектуру заведомо открытой системы, почему-то всегда и неизбежно в отсутствии ¬еры и морали порождающей механизм функционировани€ тоталитарного общества, пирамиды дл€ проматывани€ не миллионов долларов, а миллионов жизней.

Ќаписано на эту тему очень много, рецептов исправлени€ диктатур Ц не меньше. Ќо полмира или больше Ц как колони€ дл€ непослушных, или необразованных, или неправильно образованных государств{273.  ак всегда дл€ открытых систем это оценка внешн€€, от некоторого наблюдател€. —ами то они (власть или идею имущие) могут себ€ оценивать совершенно иначе. » как здесь разобратьс€ без апелл€ции к критери€м ¬еры и морали из которых уже потом стро€тс€ все декларации прав?}.

ѕредлагаем читателю Уконструктивную антиутопиюФ, лучший рецепт борьбы со всеми этими негативными €влени€ми Ц нечто вроде самоучител€ по созданию тоталитарного государства, У“—— способ его конструировани€Ф и У“—— защитуФ. ≈сли знать, как тоталитаризм возникает, то может захочетс€ кому-то в этом деле не участвовать даже и непроизвольно? ≈сли таких будет много Ц тоталитарное государство не возникнет никогда и это будет самоучитель не сотворени€.  ак будет видно из дальнейшего, возможно, это единственный способ.

»так, самоорганизаци€ Ц вещь не всегда безобидна€, от первобытных племен и фараонов до всех демократов с республиканцами действует один и тот же закон возникновени€ пирамидальной структуры, все местные факторы, как внутренние, так и внешние, способны лишь повли€ть на антураж.

Ќа деле достаточно всего двух условий Ц заметна€ часть населени€ активно готова стать массой, монолитом; некотора€ группировка (главный охотник, жрецы, парти€) готова строить крепкую власть. —итуаци€ по сути всех ѕриродных систем и их совокупностей стандартна€, иной и быть не может просто по правилам существовани€ открытых систем.

ѕроще и эффективнее, да и быстрее (естественнее!) создавать направленно именно пирамидальную структуру власти, опирающейс€ на монолит массы. ƒалее достаточно продержать такую власть любым способом ровно столько, чтобы система УожилаФ, начала функционировать Ц стала наблюдаемой в информационном смысле, вышла на гомеокинетическое плато.

¬идимые идеи и цели, вызвавшие этот процесс, уровень развити€ экономики, уровень менталитета и образовани€ массы, традиционные, относ€щиес€ к этому времени государственные структуры и все остальное абсолютно ни при чем, важна лишь одна активна€ готовность быть массой (альтернатива Ц полное безразличие толпы или практическа€ невозможность каких-либо изменений своими силами несколько снижает скорость процесса, но отнюдь не преп€тствует ему), что уже давно, в свою очередь, могло бы стать интересом соответствующей этой проблеме науки.

»нтересующихс€ техническими подробност€ми в пор€дке практической ориентации укажем, что дл€ эффективного функционировани€ пирамиды (дл€ помощи природным законам структуризации, если надо ускорить процесс) необходимо создать и запустить несколько простых механизмов.

ћеханизм подготовки кадров, именно кадров а не специалистов, поскольку основна€ и единственна€ их специальность (назначение и умение) Ц быть членами иерархии, готовность занимать свое место и стремление наверх, на следующие ступени.  онвейер производства кадров должен вытаскивать подход€щие экземпл€ры из массы, подготавливать их, запускать в иерархию и подталкивать наверх путем поддержани€ желани€ зан€ть следующую ступень любой ценой.

УѕрорехиФ в пирамиде, особенно у основани€, крайне опасны Ц известно, что арми€ может выжить без высших и средних офицеров, но без унтеров и сержантов рухнет, превратитс€ в толпу, аморфную массу. ѕоэтому расширенное производство должно быть с солидным запасом, с учетом всех возможных непредвиденных обсто€тельств.

Ёто неизбежно приведет к перепроизводству кадров, а девать их некуда, верхние ступени зан€ты, а вниз, тем более в массу их отправл€ть нельз€, они Ууже были привилегированнымиФ и своими амбици€ми (псевдоиндивидуальностью) будут разлагать основание. ѕоэтому должен быть соответствующий механизм Ц обратный конвейер.

ќбратный конвейер Ц это механизм уничтожени€ лишних кадров, он же выполн€ет роль механизма отбора лучших по критерию способности занимать место и продвигатьс€ вверх по иерархии. ѕо существу это и есть привод, движитель всей пирамидальной системы.

≈сли хотите Ц это подтверждение выводов части III о том, что движение есть сущность самодостаточна€. Ѕолее того Ц это вообще механизм существовани€ совокупностей открытых систем, будь то друза горного хрустал€, волчь€ ста€ или что-то другое. “—— в чистом виде, так сказать.

» это абсолютно все, что требуетс€ дл€ функционировани€ механизма управлени€, именно здесь секрет абсолютного превосходства пирамиды над всеми другими способами управлени€ в смысле эффективности, быстродействи€ и жесткости системы. ”правление самое простое, бинарное с помощью одного рычага, имеющего всего два положени€ и абсолютно инвариантное, независимое от любых внешних воздействий, тем более от таких Увиртуальных категорийФ как этика, мораль и т.п.

“аким образом Увождь всех народовФ ничего не утаил, сказав, что Укадры решают всеФ, но Унезаменимых у нас нетФ. Ќадобно только понимать этот гениальный тезис буквально, без привнесени€ какого-нибудь дополнительного, скрытого смысла Ц контекст не нужен!

ѕомимо управлени€ система в целом требует еще и обеспечени€. ћасса лишь рабоча€ сила, по€вись в ней ћастер, он будет либо размазан в ту же массу, потер€ет свои качества, либо уничтожен массой, как враждебный ее массовости элемент, то бишь, индивидуальность.

 адры в принципе не пригодны дл€ производства хоть чего-нибудь, их специализаци€ ориентирована на вполне конкретные вещи, исключающие знание, мастерство и труд{274. ≈сли хотите, кадры Ц это зафиксированный контекст, масса Ц данные и их соотношение точно такое же, как в вертикальной машине, если она запущена на поле однотипных данных, а все контексты априори установлены. ¬ этом есть глубокий смысл Ц и сами открытые системы и их совокупности функционируют в непрерывном информационном взаимодействии. ѕо критерию абсолютной простоты все должно быть построено совершенно одинаково, ибо все открытое Ц контекстно-зависимо, от этого никуда не уйти, но зависимость-то здесь нужна не контекстна€, а абсолютна€.}. ѕоэтому необходимы отдельные подразделени€, касты мастеров, пользующиес€ определенными привилеги€ми и неприкосновенностью, но, по сути, те же рабы, вход в кадры дл€ них практически закрыт. Ёто и было во всех тоталитарных системах, от муравьев до фараонов и „ингиз-ханов всегда были касты кузнецов, строителей и грамотеев, в новое врем€ Ц закрытые производства, УшарашкиФ.

— хлебом насущным гораздо сложнее. ѕроизводство хлеба (в широком смысле первичного продукта) требует и участи€ больших масс работников и посто€нного присутстви€ в массах касты мастеров поскольку производство непрерывное.

ƒаже минимально-необходимое количество знающих индивидуумов (хот€ бы понимающих на интуитивном уровне законы природы, законы естественного развити€) уже оказывает необратимое разлагающее воздействие на массу, нарушает ее однородность.

»з необходимости поддержани€ минимального уровн€ производства происходит потребность в определенном уровне квалификации, умелости как р€довых работников, так и мастеров непосредственно руковод€щих процессом, а, следовательно, и потребность в системе обучени€ и тех, кто обучает.

“ак возникает УпрослойкаФ, Уне массаФ, но и Уне кадрыФ - промежуточный уровень иерархии. “ермин УпрослойкаФ точно соответствует цели тоталитарной терминологии.

 омпенсировать структурирующее действие прослойки (структуризацию УвнизФ), нарушающее однородность массы возможно только одним способом Ц с помощью страха, причем элементарного, животного, первоосновного и поэтому способного подавить не только любые мысли, но и эмоции, Удвижени€ душиФ{275. » здесь все €сно Ц пирамида должна быть примитивной, никто не любит работать даже с предикатами второго пор€дка, а высокие иерархии общества с материальными критери€ми ценности жизни неизбежно ведут к относительному материальному обнищанию старших группировок.

ѕравда, в ћире информационном все происходит наоборот. Ќе тот богат, кто владеет байтами, а тот, кто понимает контексты. ћожет быть, именно поэтому даже факт его (информационного ћира) существовани€ отвергаетс€ до последней возможности, а количественное определение информации даетс€ в дес€тках однотипных определений. ¬ладеть большим количеством информации Ц владеть ћиром. „ем больше количества информации Ц тем больше власти. Ёто уже усвоили наши дети. ј ведь такой количественный информационный псевдомир наиболее полезен дл€ поддержани€ пирамидальных конструкций. ¬от и строим мир по образу и подобию Ц материальные ценности в примитивной иерархии Уотъема всего у толпыФ, а информационные Ц в полной иерархии Увсего обо всемФ Ц почти как “ворец, люб€щий всех, но призревающий каждого по отдельности.}.

“.е. должен работать еще один конвейер уничтожени€, причем весьма эффективный, а это определ€ет необходимость расширенного производства УспецовФ в системе профессионального обучени€ - дл€ компенсации УестественнойФ убыли.

Ќаличие двух конвейеров уничтожени€, которые и есть основной механизм обеспечивающий целостность и функциональность пирамиды, приводит к тому, что человеческий ресурс становитс€ критическим, а это подвергает опасности всю систему, ставит ее на грань элементарной голодной смерти от недостатка первичного ресурса (хлеба){276. ¬ примитивных случа€х в роли такого конвейера может выступать сама ѕрирода. ƒл€ случа€ же систем с определенной долей свободы воли, когда системы Уначинают помогать ѕриродеФ, ниже рассматриваютс€ более изощренные механизмы.}.

ѕоэтому необходим еще один механизм Ц идеологической обработки сознани€ и подсознани€, что позволит снизить производительность Унижнего конвейера уничтожени€Ф, страх частично замещаетс€ Увнутренним желаниемФ массы и прослойки, основанным на управл€емых эмоци€х.

Ќаиболее эффективно дл€ системы интегрировать Укасту жрецовФ в саму пирамиду, в УкадрыФ, это же и наиболее безопасно, наилучша€ гаранти€ от того, что Укаста посв€щенныхФ потер€ет управл€емость.

ƒл€ полноты картины остаетс€ добавить Унаучную и культурную элитуФ, но по сути это обслуга УкадровФ, верхушки, те же УшарашкиФ, только повыше рангом и численностью поменьше, а на самом деле Ц те же рабы (интересно Ц все абсолютно так же, как и у „ингиз-хана, похоже, что и придумать что-нибудь новенькое просто невозможно Ц Узакон структуризации суров, но он законФ){277. ¬се это обыкновенный случай сопротивлени€ системы своей реструктуризации Удо последней возможностиФ, рассмотренный в правилах “——.}.

¬от и вс€ механика тоталитарной системы в том виде, как она была замышлена изначально. » не ѕлатон сто€л у начал ¬еликого √уманизма, и Увождю народовФ ничего не удалось бы реализовать, если бы не было в этом процессе его ѕриродной естественности.

Ќу а если о частност€х отдельных его про€влений, то не все было пон€то сразу, кое-что приходилось доделывать на ходу, методом проб и ошибок, но на конечном результате это мало сказалось{278. Ќо и теори€ говорит о том, что открытые системы создаютс€ и существуют в процессе их конструировани€, так что результат был предопределен, а подробности Ц это уже предмет изучени€ дл€ тех, кто успел остатьс€ в стороне.}. ѕолучилась система предельно эффективна€ в смысле простоты и надежности управлени€ и устойчивости