Субъективные вычисления

Субъективные вычисления

Где моя милая маска с розовыми щечками? Я хочу сыграть с вами в одну игру. Представьте на некоторое время, что в мире не существует такого понятия как число. Никакого количественного анализа, теории чисел и кватернионов. Никакой интервальной арифметики и ферматистов. Только здравый смысл, под которым люди подразумевают формальную и символическую логику. Если что и осталось от чисел, так это значки арабских цифр, которые никакого математического смысла не несут. Но не беспокойтесь. Через десять секунд после начала игры, вы непременно умрете, если не сумеете найти возможность вычисления производной единой функции страдания. Игра началась.

Десять секунд. Что здесь? Авторучки которые не пишут, остывшие батареи, светодиодная реклама и домофон. Обозначим авторучки как A, батареи как B, светодиоды как C, а домофон как D. Еще есть духовные скрепы, они в последнее время всегда с нами, их обозначим как E. Итого, имеем множество {A,B,C,D,E}, каждый элемент которого является аргументом функции страдания людей. Для формализации, назовем каждый из этих элементов объектом (obj), содержащим разные характеристики и их значения. Например:

obj A = {название: авторучки, материал: пластмасса, производство: Китай, …};

Наверняка существуют характеристики, которые присущи всем объектам без исключения. Например, название, оно же — принадлежность к определенному множеству объектов (Y). Если есть принадлежность к множеству, значит она имеет некоторое значение истинности (μ). Более того, названий и соответствующих им значений истинности может быть сколь угодно много…

Девять секунд. Что еще? Трансфинитное число (Ν), поскольку мы всегда имеем некоторый порядок в натуральном множестве, кардинал (card), факторизация (Φ). Иными словами:

obj A = {{Y1: μ1, Y2: μ2, …, Yn: μn}, Ν: ν, card: κ, Φ: [φ1, φ2, …, φn]};

Функция принимает на вход каждый такой объект. Но результат этой функции — страдание, то есть явление не только не сравнимое, но еще и различное для каждого человека. Это можно представить так, будто у каждого человека есть своя собственная субъективная функция страдания. Обозначим ее как sub(A), где A — объект, поступающий на вход функции.

Восемь секунд. Кто здесь? Безрукий инвалид (sub1), активистка ЗОЖ (sub2), урбанист (sub3) и я (sub4). Введем шкалу страдания, как ответ субъекта на объект (sent): ужасно (Ter), плохо (Mal) и безразлично (Nor). Для этого отбросим всякую мораль и будем максимально циничны. Безрукому инвалиду неисправные авторучки и светодиоды не представляют проблемы. Холодные батареи и домофон отвратительны, а скрепы просто плохи. Такие же наблюдения проведем над всей группой, составив таблицу значений всех субъективных функций по аргументу объектов:

Субъект\Объект A (авторучки) B (батареи) C (светодиоды) D (домофоны) E (еще и скрепы)
sub1 (инвалид) Nor Ter Nor Ter Mal
sub2 (активистка ЗОЖ) Nor Ter Nor Ter Mal
sub3 (урбанист) Nor Nor Nor Ter Mal
sub4 (вы) Mal Mal Nor Ter Mal

Страдание у всех связано с разными факторами, или по другому: значение разных субъектов по одному объекту может, но не обязано совпадать.

Семь секунд. Прежде чем искать производную, необходимо выделить саму универсальную функцию страдания. Это значит, что мы должны учитывать только те объекты, которые имеют одинаковое воздействие. Плохие авторучки для вас и безразличные батареи для урбаниста не приводят к аналогичным значениям у других субъектов. Но все субъекты одинаково реагируют на домофоны, светодиоды и духовные скрепы. Или по другому:

sub1(С) = sub2(D) = sub3(Е) = sub4(С) = Nor;

sub1(С) = sub2(D) = sub3(Е) = sub4(С) = Ter;

sub1(С) = sub2(D) = sub3(Е) = sub4(С) = Mal;

К каким множествам принадлежат эти объекты? Что у них общего? В общем случае, любой объект входит во все множества универсума, но с разной истинностью. Например, все эти объекты относятся ко множеству продуктов питания с ничтожной истинностью. Мы вольны рассматривать любые множества, но поскольку времени мало…

Шесть секунд. Объекты не приносят выгоды, не принадлежат субъектам, создают неудобства, постоянно на виду и появились относительно недавно. Список можно продолжать бесконечно, но пока остановимся на нем. Необходимо понять, какие из этих множеств, как свойств объекта влияют на функцию страдания, а какие включены сюда ошибочно. Для этого составим таблицу в которой на пересечении результата субъекта по объекту и множества, входящего в объект укажем значение истинности множества по шкале: сильно (For), средне (Med), слабо (Inf). Светодиоды своим светом создают неудобство, иногда они раздражают, но в целом они связаны со значением Nor средне (Med). Иначе это можно выразить так: оба заявления о том, что светодиоды влияют и о том, что не влияют на нормальное состояние скорее ложны. То, что светодиоды создают неудобство это не ложь, но и не истина. Правильно назвать ее полуправдой.

Для остальных множеств повторим аналогичную процедуру оценки истинности:

Множество\Объект Y1 — Не приносят выгоды Y2 — Не принадлежат им Y3 — Создают неудобства Y4 — Постоянно на виду Y5 — Появились недавно
sub(C) = Nor (светодиоды) For For Med For For
sub(E) = Mal (еще и скрепы) For For Inf Inf Med
sub(D) = Ter (домофоны) Med Med For For For

Теперь, необходимо нарисовать простейший график зависимости силы страдания от истинности принадлежности объекта множеству…
График страдания

Пять секунд. Так, видно, что субъективная функция страдания по принадлежности объектов множествам Y1 и Y2 (не приносят выгоды и не принадлежат им) ведет себя одинаково. Если истинность объектов снижается, то возрастает степень страдания от них. Другими словами, чем правдивее утверждение, что домофоны, светодиоды и скрепы принадлежат и выгодны окружающим людям, тем выше величина страдания этих людей.

Иначе себя ведет себя функция по принадлежности объектов множествам Y3, Y4 и Y5. Если утверждения о том, что объекты создают неудобство, постоянно на виду и появились недавно абсолютно истинны, то субъект возвращает радикальные значения (ужасно и нормально). Если же ложность этих утверждений повышается, страдания смещаются в область средних значений.

Четыре секунды. Противоречивое влияние множеств Y3, Y4 и Y5 на величину страдания говорит нам о том, что они найдены не самым удачным образом. Нам необходимо либо разложить их на подмножества и повторить процедуру, либо найти иные множества для рассмотрения, например множество объектов, которые издают звук. Очевидно, что для светодиодов значение истинности принадлежности к этому множеству будет соответствовать μ = Inf, для духовных скреп μ = Inf, для домофонов μ = Med.

Так мы можем подобрать наиболее подходящие свойства объектов, которые как раз и определяют для нас результат субъективной функции страдания по этому объекту. Более того, мы вольны подобрать любое количество самих объектов, главное, что-бы мнение всех людей по ним совпадало. Число объектов для каждого субъекта бесконечно, но познавательную ценность имеют лишь объекты, субъекты по которым конгруэнтны.

Три секунды. Фактически, в данном случае мы используем аксиому о том, что объективность есть не противоположность, а частный случай субъективности. Если есть субъективное значение по каждому вопросу, то мы можем представить его как функцию, в которой вопрос будет аргументом. При этом, у каждого будет своя подобная функция, все вместе составляющие множество субъективных мнений. Из пересечения области значений всех таких функций мы можем выделить объективное подмножество значений функции, а область определения указанных функций в границах объективного подмножества будет в нашем случае набором универсальных объектов, с которыми все функции взаимодействуют с одинаковым результатом.

Это вторая аксиома, лежащая в основе субъективных вычислений. Первая, как вы верно догадались, представляет собой утверждение об отсутствии количественного подхода. Или по другому: любое количественное измерение есть лишь более формализованная качественная оценка. А как же комплексные числа? — спросите вы. А никак — отвечу я. А еще лучше за меня ответил Эйлер (Полное введение в алгебру) четверть тысячелетия назад:

Две секунды.

«Квадратные корни из отрицательных чисел не равны нулю, не меньше нуля и не больше нуля. Отсюда ясно, что квадратные корни из отрицательных чисел не могут находиться среди возможных (действительных, вещественных) чисел. Следовательно, нам не остается ничего другого, как признать их невозможными числами. Это приводит нас к понятию чисел, по своей природе невозможных и обычно называемых мнимыми или воображаемыми, потому что они существуют только в воображении.»

Субъективные вычисления представляют собой часть ряда: булева логика — фаззи логика — субъктивна логика, в котором вначале вводится метрика для каждого объекта, затем добавляется метаметрика, отражающая качество метрики, а в итоге вводится понятие субъекта как функции, построенной по принципу «черного ящика», принимающей на вход метрики с метаметриками и выдающими недетерминированный результат.

Одна секунда. Мы говорили, что в качестве объектов мы вольны использовать любые множества (если ответы субъектов конгруэнтны). Значит мы можем провести факторизацию объектов и подставить их части в качестве аргументов (кстати, тонкий вопрос, возможно, тут я не прав, поскольку существуют проблемы эмергентности). График функции страдания по новым объектам выглядит в нашем случае так:
Функция страдания

Размером кружков показана величина истинности принадлежности объекта страдания к множеству объектов с единой величиной страдания. Ну а как же производная? Вспомним, производная есть предел отношения приращения функции к приращению аргумента при котором последний стремится к нулю, в нашем случае отсутствию. Оценить производную при конечном числе аргументов невозможно, что значит, что производную мы можем рассчитывать только по функции аппроксимации, впрочем, как и в случае с обычным исчислением.

Впрочем, все это уже не имеет значения, потому что вы умерли. Время вышло.

Окуни на льду

Живые и неживые диссипативные системы

Интро: ниже выкладываю фрагмент одной из черновых глав скромной монографии «Живые системы в растительности», которую я писал в бытность моей работы кочегаром, в перерывах между колкой дров, чисткой котлов «Комби», путешествием вокруг Красной Горы в Морровинде, написанием кода на C++, работой в лесу, подготовкой картографических материалов по рекам Лава и Рагуша, урочищу Донцо и озеру Ястребиному, сном, варкой пельменей, просмотром прогноза погоды по телевизору и беспрерывным распитием всего ассортимента алкогольной продукции, который только можно было достать ночью на окраине поселка Песочный. Поэтому, хватит предисловий. Сразу перехожу к сути вопроса.

… повторюсь, что в качестве живой можно рассматривать не только сложные, но и совершенно простые, даже элементарные системы. Ниже это будет продемонстрировано. Однако, едва ли использование живых систем применительно к простым системам даст более ценные результаты чем привычные физико-математические методы. Теория живых систем изначально разрабатывается для работы со сверхсложными объектами, поэтому, несмотря на ее применимость, повсеместное использование ее неразумно (аналогично тому, как при моделировании простой земной механики совершенно необязательно использовать общую теорию отностительности).

Перед рассмотрением собственно живых систем необходимо устранить противоречие между бытовым понимаем жизни и тем, которое будет введено ниже. История биологии насчитывает не одну тысячу лет, что дает повод предположить наличие признака, присущего в основном биологическим объектам.

Этим признаком можно считать наличие диссипативной структуры. Работы по неравновесной термодинамике описывают множество диссипативных систем среди небиологических объектов, однако, следует признать, что если среди небиологических объектов диссипативные системы встречаются часто (может даже преобладают), то среди биологических объектов недиссипативных систем нет.

Таким образом, среди живых систем можно выделить биологические и небиологические объекты. Среди небиологических объектов встречаются как диссипативные структуры, так и не диссипативные. Среди биологических объектов – все объекты обладают диссипативной структурой.

Но какие признаки мы должны подразумевать у системы для того что бы отнести ее к живой или неживой? Обратимся к ранее рассмотренной закономерности развития природных систем. В своем развитии всякая система проходит через следующие этапы:

1. Образование нового
2. заложение структуры
3. развитие по пути наименьшего сопротивления
4. выбор между равновозможными вариантами
5. влияние на собственную структуру
6. взаимодействие с внешним миром
7. Образование нового

Упростим эту схему развития с объяснением причин исключения этапов:

Седьмой этап относится уже к развитию иной системы более высокого порядка. Разница между пятым и шестым этапом заключается лишь в том, что в одном случае изменяется внутренняя структура, в другом внешняя. Для природных систем выделение внешней и внутренней структуры весьма условно. Такое разделение проводится исключительно наблюдателем, поэтому правомочно считать, что пятый и шестой этап представляют собой по сути одно и то же. Второй и четвертый этапы представляют собой процессы перехода от одного этапа к другому и протекают скачкообразно.

Следовательно, более формализованная схема развития природных систем выглядит так:

0. Образование нового
a. Заложение структуры
1. Развитие по пути наименьшего сопротивления
b. Выбор между возможными вариантами
2. Влияние на структуру

Заложение структуры – это тоже выбор между возможными вариантами, а влияние на структуру есть образование нового. Следовательно, развитие систем можно представить в виде схемы:

0. Образование нового
a. Выбор между возможными вариантами
1. Развитие по пути наименьшего сопротивления
b. Выбор между возможными вариантами
2. Образование нового

При физико-математическом анализе систем, полагаются на наличие в системе причин и следствий как двигателей динамических процессов. При рассмотрении живых систем такой подход неприемлем, поскольку живые системы представляют собой объекты с беспричинной динамикой. Но если динамические процессы происходят, и нет ответа на вопрос «почему?», логично задать вопрос «зачем?». Воспользуемся этим принципом в данном случае. Рассмотрим системы, как обладающие свойством целеустремленности. Это значит, что каждый из этапов наступает для того, чтобы наступил следующий этап. В этом случае этапы развития систем можно представить следующим образом:

Образование нового

Или, соответственно:

Образование нового2

Следует обратить внимание, что в данном случае, «из-за» не является синонимом «по причине». Я ввожу понятие цели не в бытовом, а формализованном смысле. Это значит, что говоря «цель» я подразумеваю не эмоциональное состояние, а физический параметр, который поддается измерению и формализованному толкованию. Поэтому в данном случае предлог «из-за» следует рассматривать как значение цели с «обратным знаком».

Теперь рассмотрим сами диссипативные структуры. Все они обладают общим признаком – рассеиванием энергии для усложнения (поддержания уровня сложности) своей структуры. Литература по классификации различных типов диссипативных структур мне, к сожалению неизвестна (кстати, если кто знает — скиньте ссылку), но одним из ключевых признаков, делящих все диссипативные структуры на две группы я считаю особенности их «поведения» (возможно, это не самый удачный термин в отношении небиологических объектов, но он прост и верно передает суть изложения).

К первой группе относятся такие диссипативные структуры как ячейки Бенара. Их особенность в том, что они, во-первых, возникают из небиологической среды, во-вторых, при понижении доступной энергии упрощают свою структуру. Так ячейки Бенара образуются в статичной воде при ее нагревании, и исчезают при ее охлаждении. Можно сказать, что энергия поступает к среде для того, чтобы возникли эти диссипативные структуры. Или, соответственно, диссипативные структуры возникают из-за поступления энергии.

Ко второй группе относятся такие диссипативные структуры как животные и растения. Они изначально возникают из биологической среды. Возможно даже, что все это одна громадная диссипативная система, нечто вроде прообраза ноосферы Вернадского. Структуры второй группы чрезвычайно сложны, намного более сложны, чем структуры первой группы. А главное, при снижении энергии, их динамика перестраивается таким образом, что становится направленной на поиск новых источников энергии. Животные начинают искать пищу, растения тянутся к солнцу. Конечно, после определенного момента (смерти) и их структура начинает разрушаться, но в данном случае, это уже даже не диссипативные структуры. Диссипативные структуры, относящиеся ко второй группе перерабатывают энергию потому что живут, энергия поступает в них из-за того что они ее диссипируют (они диссипируют энергию для того чтобы она продолжала поступать).

Такое деление полностью согласуется с теорией возникновения жизни из неживого субстрата (А.И. Опарин).

Резюмируя, скажу, что главный признак, который мы должны подразумевать у объекта для того что-бы считать его живым это наличие положительной цели. Диссипативные системы, перерабатывающие энергию для ее дальнейшего поступления являются живыми системами. Диссипативные системы, живущие из-за поступления энергии живыми системами не являются.

Разговор со спичечным коробком

Интро: да у меня этой дури — целая монография. Я же кочегаром работал…

А вот теперь погнали. На рисунке выше изображен пример элементарной живой системы. В коробок из нечувствительного к магнитному действию материала (например, спичечный коробок) положим металлический шарик (вроде тех, которые устанавливают в шарикоподшипниках). Воздействуем на коробок с шариком магнитом через преграду, что бы избежать контакта магнита и коробка.

Представим, что содержимое коробка нам неизвестно. Начнем перемещать магнит в определенном направлении. При этом в таком же направлении будет перемещаться и коробок. Перемещения коробка будут связаны с перемещением магнита, однако связь эта не будет жесткой (корреляция движений менее единицы).

При равномерном и прямолинейном движении магнита, коробок самопроизвольно поворачивается, останавливается и ускоряется, то есть ведет себя необъяснимым образом, подобно живому организму. Внимательно понаблюдав, можно заметить, что движения коробка не совсем (или «совсем не») случайны. Так, если остановить магнит, а затем перемещать его в обратную сторону, промедление коробка перед началом движения будет более долгим, чем в случае, когда направление движения магнита остается прежним. «Если направление движения магнита изменяется на противоположное, то коробку требуется больше времени, чтобы сообразить, куда двигаться. Следовательно, он обладает памятью, поскольку помнит о направлении предыдущего движения» — так можно объяснить динамику коробка.

Мы можем выделить у коробка цель – следовать за движением магнита.

Признаем ли мы объект живым в том случае, если сможем с ним общаться? Процесс общения состоит из двух физически заметных этапов – передачи информации и приема информации. Помня, что информация – мера количества возможных трансформаций системы, реализуем первый этап общения. Сообщим системе информацию в 1 бит. Иными словами, увеличим количество возможных состояний. Если до этого система могла переходить только в одно состояние, то теперь таких состояний уже 2:
процесс передачи информации

Состояние, в которое перейдет система, мы не можем предугадать. Применить аппарат теории вероятности здесь нельзя, по двум причинам:

1. Каждый поставленный повторный опыт уникален
2. Выше мы убедились, что поведение системы не абсолютно случайно (или не случайно).

Если сообщить системе информацию в 2 бита, реализуется то, что можно назвать примитивным свободным выбором. У системы есть цель, путь для достижения цели система выбирает сама. Более важная информация не ставится здесь в предпочтение менее важной информации:
Процесс примитивного свободного выбора

Прием информации это когда магнит изменяет направление движения в зависимости от выбора коробка.

Разумеется, это вовсе не то, что мы привыкли считать общением в бытовом смысле. Прежде всего, потому, что общение в наших представлениях может быть только разумным. Даже общение человека с животными обычно подразумевает либо наличие разума у животных, либо отсутствие такового у человека. В теории же живых систем общение может происходить не только между биологическими объектами, но и абиологическими и даже нематериальными объектами (например, математическими функциями).