9.2. Про реалізованість інформаційної машини відкритого Світу
Розгляд сьогоднішнього стану сукупності піднятих проблем, погляд на ретроспективу і подробиці, аналіз шляхів розвитку і суми фактичних результатів дають достатньо обґрунтоване відчуття масового блукання в дзеркальному лабіринті, в казковому задзеркаллі Л.Керрола (Ч. Доджсона), тому самому, яке суть одна з перших спроб “змоделювати” Науку, пізнання як цілісний процес.
Одні все сподіваються знайти дороговказну нитку, той “єдиний формалізм”, слідуючи якому можна дійти до мети, здавалося б знаходять його і в цій нитці заплутуються. Інші заявляють, що проблема нерозв’язна або її немає взагалі, починають крушити дзеркала і переробляти лабіринт, хоронячи все і вся під уламками. Приклади і практика і того і іншого підходу загальновідомі. Фактично з цих причин нам довелося присвятити перші розділи тільки наведенню деякого термінологічного і методологічного ладу, без якого подальший рух неможливий.
Намагаючись досягти “чистої абстракції” ми розриваємо деякі взаємодії, можливо “знищуємо” процеси, які відповідальні за виникнення та існування досліджуваних феноменів. Тим самим цілком імовірно знищується сама можливість рішення початкової проблеми, відбувається її неусвідомлена підміна на довгі роки, до тих пір, поки знов не проявлять себе факти, що не вклалися в поточний варіант “чистої абстракції”.
Другий варіант – варіант відмови від проблеми або, що те ж саме – введення революційних перебудов, фактично є логічним доповненням першого, принаймні до тих пір, поки ми орієнтуємося на будь-які раціональні чи ірраціональні методи винайдення аксіоматики.
Дійсно, чом би не припустити, що істина навіть не посередині, а в нерозривному зв’язку вказаних позицій? Небагатьом вистачє мужності визнати, як це фактично зробив Р.Пенроуз у своїх “позитивній” і “негативній” програмах {125. Мова йде про книгу Roger Penrose, Shadows Mind (Тіні розуму), Vintage, 1995. В ній під негативною програмою розуміється математичне аргументування (на основі теореми Геделя) проти можливості алгоритмічно змоделювати розум. Позитивна програма суть обговорення комплекту злагоджених гіпотез фізики і нейрофізіології, направленого на з’ясування можливості існування деякого процесу невичислимості, принципово необхідного при згоді з висновками негативної програми.}, що обидві вказані позиції є “еквівалентно-додатковими”. А ми повторимо тут наші висновки про необхідність постійної зміни правил формальної логіки, але вже з посиланням на Л.Керрола – “суть полягає в тому, що правила (гри) постійно міняються”.
Можливо, причина якраз у “правилах виникнення зміни правил” і зовсім не потрібно нескінченних сходів “правил-над-правилами” саме через динаміку системи. А нескінченні ієрархії “правил зміни правил” у багатьох дослідженнях виникають виключно від того, що розглядаються “мертві” статичні моделі чи довільно вирізані шматки систем.
Інакше кажучи, якісь із цих “правил над правилами”, об’єктивно існуючі закони відкритих систем можуть проявляти свою дію (або взагалі виникають!) тільки в деякій “мінімальній сукупності взаємодій”. Достатньо незначного спрощення “моделі”, відходу від реальної ситуації, щоби або ніколи їх не знайти, або одержати цілком реальні і несподівані наслідки їх дії. Саме ця ситуація найбільш типова для всіх модельних реалізацій інформаційних систем. Практично весь попередній матеріал є коментарем цієї проблеми і пошуком інженерних шляхів її рішення.
Взагалі кажучи, сказане в деяких аспектах вже давно всім знайоме, нікого не дивує, що в світі елементарних частинок, у квантовій механіці діють закони окремі, не схожі на макромеханіку. В світі елементарних частинок взаємодія, розпад одних структур і утворення інших відбуваються “в перебігу одного кванта часу”, тобто “усередині процесу нічого немає” (або ми поки що не уміємо уявити собі, що там є). Навпаки, весь зміст існування інформаційних систем полягає в процесі перетворення одних структур в інші.
Звернемо увагу, що при цьому для термодинаміки і статистичної механіки, тобто для подання ентропійних процесів, виявляється зручним і адекватним подання процесів у вигляді потоків однорідних нерозрізнимих сутностей, які можна роздрібнити “до нескінченно малого стану”. Навпаки, сутність інформаційних, систем, що самоорганізуються, полягає у взаємодії різних потоків, у нескінченній різноманітності структур, які представимі в скінченному вигляді, у вигляді скінченних (інше просто не цікаво) алфавітів, знаків складених із кінцевого числа розрізнимих елементів – “бітів”.
Спроба уявити собі як може виглядати “чисто фізична негентропія”, виникнення порядку з хаосу, привела до абстракції у вигляді демона Максвела, що перераховує і сортує поштучно “наделементарні частинки” (зауважимо, що фактично він їх і справді перераховує, тільки номера не ставить, оскільки “ніде”, вони “наделементарні”).
У певному значенні машина Тьюрінга (МТ) – деякий варіант реалізації демона Максвела, що оперує не з однією “наделементарною частинкою”, абстракцією термодинаміки, яка може мати певний “рівень енергетичного заряду” (з безперервної шкали), а з деяким кінцевим набором різних наделементарних частинок – алфавітом. Зауважимо, що МТ “неявно адресна”, вона послідовно перебирає комірки, хоча ніде ці номери не записує і не використовує. Абстракція МТ кардинально визначила сучасний вид теорії обчислень і вичислимості, істотно сприяла народженню концепції конструктивної математики.
Реалізація МТ у вигляді, доступному для практичного вживання, втілилася в архітектуру фон Ноймана, в приведення алфавіту до одного “біта” що має два значення, у визначення способу нумерації (адресації) комірок з скінченого поля пам’яті і визначення системи команд – правил побудови конструкцій з “бітів”. Далі пішли спроби “навчити” конструкцію фон Ноймана “розуміти”, “обчислювати” необчислюване і все без винятку звелося до двох ситуацій:
Або формалізм вимагав вживання багатострічкових МТ, “багатовимірних”, МТ з нескінченним числом стрічок, тобто того, що явно нереалізовуване;
Або все зводилося до евристик, експертних оцінок (фактичного ствердження, що “дещо інтуїтивно обгрунтовуване” краще, ніж відсутність оцінки, доказово неможливої в межах засобів і мов вибраного підходу), тобто до речей погано застосовних і навіть небезпечних у реальних ситуаціях (промислові, військові додаток), але успішним в “ігрових” додатках, типу шахів і інших “достатньо нешкідливих” алгоритмічних процесах, коли непередбачений результат не веде до явно можливих катастроф {126. Про неявні можливості катастроф ми починаємо міркувати вже після їх виникнення, часто в термінології катастроф від “невимірно малих” впливів, плутаючи фізичні і інформаційні резонанси (про це говоритимемо нижче) з реально закладеними причинами. Але тут мова і йде про те, що будь-яка “привнесена” величина – “оцінка” цілком може закладати в реальну систему абсолютно непрогнозовані апріорі властивості – “благі наміри ведуть у пекло”.}.
Можна помітити, що відмінність між цими концепціями існує в деякому розумінні на порожньому місці, навкруги стародавньої, як сама цивілізація, апорії, це ще один опис варіантів нашої поведінки в Керролівському лабіринті, але вже за ситуації, “коли потрібна практика”.
І той і інший підхід використовують концепцію послідовного процесу, розглядають будь-який процес як послідовність станів (і лише і винятково так!). Очевидно, що прийнявши для руху “модель Зенона” (і заборонивши все інше) можна до нескінченості сперечатися – чи “є рух”. При цьому неважливо, якої складності апарат використовується, які гіпотези і формалізми – якщо в першооснові послідовність елементарних станів, врешті-решт одна лінійна послідовність, то все зводиться до конструювання того ж демона Максвелла, до спроби сконструювати “ентропію навпаки”.
Тут за матеріалами попередніх глав вже можна припустити, що рішення полягає в переході до вивчення самоорганізації системи процесів, до аналізу взаєморганізації процесів. Складається ситуація стратегічного рівня, схоже, що атаки на проблему “послідовно, пункт за пунктом” взагалі ні до чого не приведуть, необхідне “тотальне захоплення території”.
Аналогія виходить цілком змістовна, для “перемоги” не треба захоплювати всі опорні пункти чи навіть їх більшість, але які з них головні, скільки цих пунктів, як розподілити сили можливо з’ясувати тільки по ходу операції, що полягає в атаці на всі підозрілі пункти відразу. “Розвідка” тут неможлива, всі пункти так чи інакше пов’язані зі всіма і існують тільки в динаміці, а “розвідка динаміки” і є та сама атака. В певному значенні “все або нічого”, така природа проблеми.
Упевненість в можливості сформулювати і виконати таку “програму тотального штурму” дають наступні міркування. З одного боку, всі відкриті системи, включаючи людину, створені з “дискретного матеріалу”, вони не “подрібнювані до нескінченності”, проте свідомість людини здатна охопити нескінченні сутності і оперувати з ними, а значить можна припустити, що деяка “дискретна елементна база” придатна для вирішення проблемних задач.
З іншого боку, все викладене вище дозволяє припустити, що число “законів самоорганізації” скінчене, але вони істотно відрізняються від всього звичного, вони повинні бути “додатковими” і до законів макромеханіки і до законів квантової механіки, дія їх повинна здійснюватися через деякі “співвідношення невизначеності”, схожі і одночасно несхожі на квантові співвідношення невизначеності.
Аналогічними властивостями повинна володіти і відповідна “інформаційна машина”, “модель ефективних обчислень”. Ця машина повинна породжувати потоки власне даних, потоки структур даних, потужності більш ніж рахункової (конструктивно, зрозуміло), але потоки даних і структур не “які-небудь”, не “псевдостохастичні”, але вже відповідно до законів самоорганізації.
Структури цих потоків повинні характеризуватися “найбільшою живучістю”, “кращою пристосованістю” до взаємодії і організації. І вже на основі таких потоків можна конструювати “модель рішення”, потік структур (в окремому випадку – одну структуру), “найзлагодженіший з потоком даних від зовнішнього світу”. Але не виключено, що процеси породження потоків і конструювання взагалі повинні бути злагоджені, взаємозв’язані спочатку.
Приблизно аналогічну ідею намагалися експлуатувати стосовно “автоматів, що самоорганізуються”, проте це тільки частина рішення, мабуть річ не стільки в популяції однорідних автоматів, але в тому, щоб виникали системи, потоки взаємодіючих структур.
Взагалі все це практично традиційний феноменологічний підхід, хіба що треба діяти акуратніше, пам’ятати, що все дослідження не закінчиться на одному-двох “законах”, які і є “ключем до всього”, але завжди є можливість знайти щось “раніше не відкрите”.
Ще більшої акуратності вимагатиме поводження з аксіоматикою. Ми повинні знайти саме ті аксіоми, які були закладені в основу, в процес конструювання Природи. В цьому значенні краще вже щось спочатку упустити, ніж довільно постулювати “від себе”, особливо неявно, наприклад, породити неявну симетризацію висновків, логіки дослідження. Такі упущення гарантують нам отримання замкнутої моделі досліджуваних феноменів, а, значить, і провал всієї програми, всього дослідження як такого.
Дана нижче інформаційна машина так же як і машина Тьюрінга є абстрактною моделлю ефективних обчислень, уточнення всіх подробиць роботи обох моделей не потрібне по суті. Адже ніхто всерйоз не задається питаннями “як переміщається стрічка МТ щодо головки”, “як розмічені комірки стрічки МТ”, “який механізм прочитування і запису” тощо. Для множини теоретичних проблем, вирішуваних за допомогою МТ виявляється неістотним навіть “конкретний вид алфавіту”.
Для нашої машини не менше правомірно скористатися тим же прийомом – розглядатимемо лише необхідний мінімум істотних на кожному етапі подробиць.
Але є між МТ і нашою “моделлю” кардинальна відмінність. Ніхто і ніколи не розглядав можливості фізичної реалізації МТ, її спорідненість з архітектурою фон Ноймана настільки віддалене і нетривіальне, що останню можна вважати самостійним артефактом. Наша архітектура абстрактної інформаційної машини навпаки “сама напрошується на реалізацію”, що ми і розглянемо в р. 14. При цьому виявляється, що в елементній базі існує величезна “свобода вибору”, неістотною виявляється навіть ідентичність, подібність фізичних елементів усередині одного примірника машини, важлива лише ідентичність їх принципу дії і організації конструкції.
При цьому “спосіб створення всієї конструкції як цілого”, мабуть, один єдиний – копіювання “за образом і подобою” з “зразка еталонної машини”. Втім, “природна реалізованість” конструкції якраз природна, ми будуватимемо всі дослідження так, щоби в основу побудови не потрапило жодного “вільно винайденого” елементу чи принципу, нічого, окрім законів самоорганізації, існуючих у Природі. Нагадаємо – МТ і в цілому і в деталях є “вільний винахід”, зроблений незалежно від “аналогічної” Природної машини, явне існування якої з’ясується у міру викладу матеріалу.
І, нарешті, вкажемо фундаментальну відмінність нашої конструкції від всієї відомої і взагалі можливої архітектури. При виході на “робочий режим”, досягненні тонкого балансування потоків даних і структур (текстів і контекстів) усередині цієї цілісної системи (підкреслимо – істотно віртуальної) виникає система потоків відносного несигнального (подробиці будуть нижче) руху текстів і контекстів і цей несигнальний рух стає в деякому розумінні “основним”. Завдяки такому “несигнальному способу обробки” інформаційна машина має нагоду “породжувати” і “обробляти” потоки структур (контекстів, “абстракцій”) як завгодно великого трансфінітного порядку. Мабуть це і є “механізм обчислення необчислюваного”, те, що ми спостерігаємо в житті як “інтуїцію”, “підсвідому обробку інформації”.
А зараз перейдемо до послідовного викладу матеріалу, що описує з достатньою кількістю подробиць основні рішення вказаних проблем і підходів.
Той хто є, дав речам здатність змінюватися. Так став світ.
Буквальний переклад першого рядка першої книги Старого Завіту з древньоарамійської
