новости  материалы  справочник  форум  гостевая  ссылки Поиск с Яндексом  
Новости
Материалы
  Логические подходы
  Нейронные сети
  Генетические алгоритмы
  Разное
  Публикации
  Алгоритмы
  Применение
Справочник
Форум
Гостевая книга
Ссылки
О сайте
 

7. Объекты 3-го порядка

7.1. Принципы построения объектов 3-го порядка. Условие существования универсального интерфейса. Что такое знания

Для начала определим общую концепцию наших рассуждений. В самом общем виде ИИ должен решать открытую задачу. Для этого требуется 3 вещи: материальные ресурсы, интеллектуальные ресурсы и цель. Под материальными ресурсами понимается наличие возможности "из чего делать" и "на чем делать", т.е. своего рода первоначальное сырье и станки на которых это сырье перерабатывается в готовую продукцию. Интеллектуальный ресурс состоит из компонента "как делать", представляющего собой знания, необходимые для создания готовой продукции. ЦЕЛЬ определяет облик объекта, который планируется создавать или изменять - ЦЕЛЕВОЙ ОБЪЕКТ, и решает вопрос "зачем это нужно". Цель служит входящим объектом 2-го порядка, а целевой объект - исходящим объектом 2-го порядка.

Следует отметить что цель очень важна, так ее отсутствие делает бесполезным наличие двух предыдущих ресурсов. Будем считать что сырья в среде функционирования ИИ достаточно для достижения цели. Первоначальная изготовительная база также имеется. Естественно есть и цель. Вопрос возникает с наличием интеллектуальных ресурсов: каким образом имея перечисленные компоненты достичь цели, ведь по условию задачи заранее как сделать это не известно.

Единственный способ - это получение интеллектуальных ресурсов из внешней среды. Но прежде чем что-то получать нужно определиться по поводу того, с чем мы имеем дело. Интеллектуальные ресурсы, а попросту ЗНАНИЯ могут быть или объектом 1-го или объектом 2-го порядка. Допустим они являются объектом 1-го порядка, т.е. физической неоднородностью. Но тогда в общем случае мы не сможем их правильно воспринять - для обработки информации, хранимой в объекте 1.1 нужен объект класса не ниже 2.2. Значит нам придется заранее встраивать в ИИ этакий универсальный объект 2.2, способный правильно воспринимать любые возможные в данном случае объекты 1.1. Конечно, такое невозможно. Поэтому знания должны быть объектом 2-го порядка. А точнее объектом 2.2. Работает такой механизм знаний следующим образом (см. схему объекта 2.2., приведенную в главе "Объекты 2-го порядка"): какая информация хранится в объектах 1.1 A и B мы узнать не можем. Но мы можем определить каким образом взаимно изменяются состояния объектов A и B. И тем самым мы получим уже вполне определенную информацию. Затем ее можно записать в какой-нибудь объект 1-го порядка (не забыв при этом построить интерпретатор, позволяющий эту информацию потом оттуда извлечь и использовать).

На основе сказанного выкристаллизовываются 3 подхода к получению ИИ знаний:

  1. Все необходимые знания в принципе можно получить при помощи случайного перебора.
  2. Требуемые знания уже существуют в среде функционирования в виде объектов 2.2. Надо только уметь их найти и использовать. Важным ограничением здесь является то, что знания должны находиться в явной форме - т.е. соответствовать принципу "бери и используй". В этом случае ИИ получает знания по аналогии.
  3. Требуемые знания существуют в среде функционирования, но в неявной форме. В этом случае нужно получить как можно больше знаний из среды функционирования, а затем на основе их совместного анализа сделать логические выводы. При этом получаемые выводы уже являются требуемыми для достижения цели знаниями, причем в явной форме.

Если требуемые знания не могут быть получены случайным путем и не присутствуют во внешней среде в явной или косвенной формах, то достичь цели невозможно.

Допустим, что в среде функционирования существует N объектов 1-го порядка: X1, X2, ..., XN. Каждый i-й объект находится в непосредственной взаимосвязи с K объектами 1-го порядка. Причем P из них являются "входами", а Q - "выходами".

Если цель и целевой объект безусловно должны быть определенными объектами 2-го порядка, то объекты 2-го порядка среды функционирования в общем случае могут быть как определенными, так и неопределенными.

Если представить каждый объект 2-го порядка в виде уравнения вида

Xj=Ij(Xi)

и учитывая что на каждый объект косвенно воздействуют все остальные объекты (т.н. универсальный интерфейс, о который мы в дальнейшем рассмотрим более подробно), можно записать такую систему уравнений:

   ┌
   │X1=I1(Xa,...,Xb)
   │X2=I2(Xc,...,Xd)
   ┤................
   │XN=IN(Xe,...,Xf)
   └

Где Xa,...,Xf - объекты 1-го порядка, оказывающие явное влияние на объект Xi. Очевидно, в таком случае можно преобразовать эту систему к виду:

   ┌
   │X1=F1(X1,X2...,XN)
   │X2=F2(X1,X2...,XN)
   ┤..................
   │Xi=Fi(X1,X2...,XN)
   │...............
   │XN=FN(X1,X2...,XN)
   └

Видно что состояние каждого объекта Xi косвенно зависит от состояния всех остальных объектов, в том числе и от собственных состояний. Допустим что система имеет K решений. Введем отношение S=|Xi|/K. Назовем это число СТЕПЕНЬЮ СВЯЗИ объекта с системой. Чем ближе S к 1, тем сильнее степень связи. При S=1 каждому решению системы соответствует одно уникальное состояние объекта Xi. Это позволяет определить состояние системы по состоянию объекта и наоборот. Если же S -> 0, то объект слабо связан с системой - изменение состояния остальных объектов практически никак на нем не сказываются. Отсюда следует, что нельзя построить объект, который имел бы сильное влияние на систему и в то же время сам бы от нее не зависел. В конечных системах такое невозможно.

Таким образом если для объекта X показатель S > 1/N, то изменяя его состояние мы сможем управлять (в какой-то мере) состоянием всех остальных объектов. Конечно тут возможно множество частных случаев. Допустим, например что общее число решений системы равно 10, а число состояний объекта X равно 4. Тогда возможна такая ситуация, когда 3 корня системы отличаются друг от друга только состоянием объекта X: x1, x2, x3, а состояния остальных объектов остаются неизменными. В остальных же 7 корнях системы состояние объекта X остается неизменным и равно x4. Таким образом даже имея возможность изменять состояние X мы не можем изменить состояния остальных объектов - они всегда будут иметь одно и то же определенное значение при корнях x1, x2, x3 и неопределенное состояние при корне x4. Таким образом мы практически не можем влиять на состояние системы, хотя степень связи S=0.4 для объекта X достаточно велико. Этот пример показывает что знание степени связи недостаточно для выявления истинного влияния объекта на состояние системы. Величину S можно использовать только для прикидочных оценок. Чтобы более точно представлять себе взаимодействие объектов друг с другом нужно проводить сложное математическое исследование системы, что не входит в задачу настоящего документа.

Перенесем теперь все эти соображения применительно к нашему миру. У нас остались нерассмотренными варианты 3 и 4. В них от ИИ требуется создать некий "черный ящик", выполняющий задачу построения соответственно объектов класса 1.1 (2.1) и 2.2.

Как уже было замечено при разборе 1-го варианта ИИ, для преобразования выходного объекта 1-го порядка требуется объект 2-го порядка. Его нужно либо встраивать в готовом виде в ИИ, либо он должен создавать его самостоятельно. То есть в любом варианте и в 3-м и в 4-м, ИИ должен создавать объект 2-го порядка (разумеется он должен быть определенным). Итак, нам необходим механизм, позволяющий создавать объекты 2-го порядка (или получать требуемые объекты 2-го порядка из уже существующих путем их преобразования). Он и будет ядром объекта 3-го порядка.

Всякое нововведение принципиального характера должно на чем-то основываться. Переход от объекта 2-го порядка к объекту 3-го порядка также должен быть основан на неком новом фундаментальном подходе. При рассмотрении объектов 1-го и 2-го порядков оговаривались условия их существования, причем условия существования объекта 2-го порядка накладывают на среду функционирования требования, дополнительно к требованиям существования объекта 1-го порядка. Значит при переходе к объекту следующего, 3-го порядка, происходит порождение новых требований дополнительно к старым. Что это за требования? Их существование должно обеспечить решение открытых задач.

Создание объекта 2-го порядка означает нахождение способа воздействия на объект 1-го порядка Y, исходя из состояния объекта 1-го порядка X. Применительно к нашей проблеме объекты X и Y могут быть в общем случае произвольными, в их роли могут выступать любые физические неоднородности. Входной объект 2-го порядка содержит объекты 1-го порядка A и B, которые также в свою очередь являются произвольными физическими неоднородностями. Следовательно, чтобы провести ниточку управления от A и B к X и Y нужно чтобы существовала физическая связь между ними. А так как A, B, X, Y могут потребоваться в любой области среды функционирования объекта 3-го порядка, то значит что все объекты 1-го порядка должны находиться в физическом взаимодействии друг с другом. То есть не должно существовать объектов 1-го порядка, на состояние которых невозможно повлиять, равно как и не должно существовать объектов 1-го порядка, изменение состояния которых ни на что не влияет. Это совершенно новое свойство, не имеющее аналогов в мире объектов 2-го порядка, мы назовем УНИВЕРСАЛЬНЫМ ИНТЕРФЕЙСОМ.

Таким образом универсальный интерфейс представляет собой смешанную структуру (см. пункт "Объект класса 2.1"), на которую наложены следующие ограничения:

  • состояние любого физически элементарного объекта 1-го порядка можно изменить путем изменения состояния остальных объектов 1-го порядка.
  • существуют объекты 1-го порядка с неравными 1 степенями связи. В противном случае даже несмотря на отсутствие объектов 1-го порядка, на состояние которых нельзя повлиять, говорить о знаниях, цели и т.д. бессмысленно. Ибо объектов 2-го порядка фактически нет, а вся смешанная структура эквивалентна любому объекту 1-го порядка входящему в ее состав.

Условие существования универсального интерфейса

В пункте "Математические модели объектов 2-го порядка" было вскользь упомянуто о важном моменте, имеющим место при объединении нескольких объектов 2-го порядка в систему. А именно было сказано что существование какой-либо связи между работой нескольких объектов 2-го порядка выходит за пределы теории объектов 2-го порядка.

Казалось бы для объединения нескольких объектов 2-го порядка в единую систему не нужно ничего принципиально нового сверх того, что необходимо для существования самих объектов 2-го порядка. На самом деле это далеко не так...

Работоспособность, сам смысл системы

   ┌
   │X1=F1(X1,X2...,XN)
   │X2=F2(X1,X2...,XN)
   ┤..................
   │Xi=Fi(X1,X2...,XN)
   │...............
   │XN=FN(X1,X2...,XN)
   └

основаны на принципе суперпозиции: одновременном влиянии на объект Xi всех интерпретаторов Ij физически элементарных объектов 2-го порядка Xj=Ij(Xg, ..., Xh). Однако N произвольно взятых объектов 2-го порядка отнюдь не будут порождать указанное свойство сами по себе. Единственное что у них есть общего друг с другом - это объекты 1-го порядка Xi. Но изменение объектов Xg, ..., Xh в объекте Xj=Ij(Xg, ..., Xh) в общем случае вовсе не обязано приводить к немедленному изменению Xj. Для этого необходимо чтобы интерпретатор Ij находился в физической форме (понятие физической и потенциальной формы объекта разбирается в пункте "Теория объектов"). Проще говоря - был активным. Но он может оставаться пассивным. И тогда мы можем менять Xg, ..., Xh сколько угодно, а Xj от этого не измениться. Поэтому для образования системы нужно соблюдать необходимое условие: все интерпретаторы Ij обязаны находиться в активном состоянии. Ни изменение состояний Xg, ..., Xh, ни изменение логики работы отдельно взятых Ij (вплоть до перехода в потенциальную форму) неспособно активировать другие Ik. Данный вывод подтверждается не только теорией объектов (активирование Ij в отдельных случаях может означать управление), но и с позиции обыкновенного здравого смысла. Объединение в систему, совместное рассмотрение и т.п. - все это с точки зрения стороннего наблюдателя. А сами объекты 2-го порядка "не знают" что кто-то решил объединить их в систему и будут вести себя точно так же как и раньше. Независимо друг от друга активироваться и деактивироваться. Ведь это не противоречит требованиям, предъявляемым к объектам 2-го порядка, поскольку активация/деактивация означает переход из физической формы в потенциальную и обратно. Существование объекта-зависимости между объектами 1-го порядка и неизменность логики его работы при этом сохраняются. Высказанные соображения автоматически переносятся и на систему

   ┌
   │X1=F1(X1,X2...,XN)
   │X2=F2(X1,X2...,XN)
   ┤..................
   │Xi=Fi(X1,X2...,XN)
   │...............
   │XN=FN(X1,X2...,XN)
   └

Таким образом объединение объектов 2-го порядка в систему может идти только за счет внешних сил, порождающих эти объекты и смотрящих на них "со стороны". Очевидно такие возможности равносильны управлению и, следовательно, подразумевают наличие объекта 3-го порядка. Универсальный интерфейс есть фундаментальное свойство (свойства объекта порядка N, непредставимое в произвольной комбинации свойств объекта порядка N-1. См. пункт "Теория объектов"), отличающее объект 3-го порядка от объекта 2-го.

Одновременное нахождение всех интерпретаторов в активном состоянии свойственно нашей Вселенной. Это гравитация. Это электромагнитное поле. Это сильное и слабое ядерное взаимодействие. Поведение каждого самого мельчайшего кирпичика мироздания идет в этом смысле в такт со всей Вселенной. Ограничение на максимальную скорость передачи взаимодействия (скорость света) существенно лишь на космических расстояниях. В условиях биосферы Земли его фактически нет. Одновременность проявления законов природы настолько привычна нам, что мы этого просто не замечаем. Но в искусственно построенных наборах объектов 2-го порядка, в математических моделях компьютерных программ с их многочисленными процедурами и функциями свойство одновременности работы ...отсутствует! На уровне математической модели сама постановка подобного вопроса лишена смысла, т.к. логическая связь между отдельными составными частями любого алгоритма идет не иначе как посредством данных. Нарушение заранее намеченного плана выполнения приводит к разрушению целостности данных. Это касается также интерактивных программ: в каждой из них имеется подпрограмма производящая непрерывное сканирование состояния клавиатуры (мыши, памяти и т.п.) и осуществляющая вызов при необходимости соответствующей процедуры-обработчика. Поэтому рассматривая процедуры как уравнения вида Xi=Fi(X1,X2...,XN) мы не в праве рассматривать программу как неизменную систему таких уравнений. На различных стадиях работы программы в момент выполнения Fi остальные Fj не существуют. Они переходят в потенциальную форму. Деактивируются.

Универсальный интерфейс придает среде функционирования единство. Следует оговориться что универсальный интерфейс вовсе не говорит о том что каждый объект 1-го порядка связан с каждым непосредственно и о том что с помощью любого объекта можно контролировать состояние любого другого объекта. Он лишь говорит о существовании влияния на этот объект со стороны остальных объектов. А осуществляться это влияние может как напрямую, так и косвенно - через изменение состояния объектов, уже непосредственно связанных с данным объектом 1-го порядка. Существование универсального интерфейса говорит также и о том, что в составе всех образующих его объектов класса 1.1 имеется хотя бы одно эквивалентное свойство.

Второе, на что нужно обратить внимание - это необязательность распространения влияния универсального интерфейса на объекты, входящие в состав объекта 3-го порядка. Т.е. внутри него могут быть и такие объекты, на состояние которых нельзя повлиять (например цель). Тогда мы имеем дело со смешанной структурой среды функционирования. Но в общем случае составляющие объекта 3-го порядка все же подвержены влиянию универсального интерфейса. Именно из такого случая мы и будем исходить в дальнейшем.

Кроме универсального интерфейса в главах, посвященным описанию объектов класса 3.2 и 3.3, вводятся дополнительные свойства среды функционирования - ЛОГИЧЕСКИЕ ДОМЕНЫ и ее БЕСКОНЕЧНОСТЬ. Более подробно мы разберем их ниже.

Универсальный интерфейс является необходимым условием создания объекта 3-го порядка, но не достаточным. Ведь, образно говоря, мало иметь корабль на котором можно доплыть к любому острову. Нужен еще двигатель и навигационная система, дающие возможность двигаться и притом в нужном направлении. "Навигационной системой" в нашем случае станет обратная связь, дающая возможность узнать насколько мы близки к цели. Ее можно реализовать как объект 2-го порядка. С "двигателем" несколько сложнее. Именно этот блок непосредственно и строит искомый объект 2-го порядка. Как мы уже знаем объект 2-го порядка состоит из 2-х разнотипных компонент: объектов 1-го порядка и интерпретатора. Таким образом при максимуме своих возможностей блок движения должен "уметь" преобразовывать/генерировать как объекты 1-го порядка, так и интерпретаторы: всего 4 возможности.

Для преобразования объектов 1-го порядка достаточно объекта 2-го порядка. Но как их генерировать? И вообще возможно ли такое? Объект 1-го порядка есть физическая неоднородность. Эта неоднородность является уже врожденной, "вмонтированной" в среду функционирования. И если вопрос ставится как генерация объекта 1-го порядка, то по сути дела это означает что из первоначально однородной среды нужно сделать неоднородную или повысить степень ее неоднородности. А для этого нужно чтобы тот, кто проводит такие принципиальные изменения находился вне среды функционирования (для того, чтобы быть совершенно независимым от нее и видеть ее со "стороны") и был выше порядком чем она. Для объектов же, находящихся внутри среды такая возможность недоступна, так как они сами являются ее частью и их порядок не может быть выше порядка среды, их породившей. То же самое ограничение действует и при попытке генерации/изменения интерпретаторов. Интерпретаторы - также неотделимая от среды функционирования часть, так как они физически связаны с объектами 1-го порядка. И поэтому изменение их свойств, а тем более генерация новых неизбежно повлечет за собой перестройку всей среды, изменения ее фундаментальных основ. Так что для объектов 3-го порядка, проводящих изменения в среде, частью которой они являются сами, из 4-х теоретических возможностей блока движения доступна лишь одна - воздействие на среду функционирования путем изменения состояния уже существующих объектов 1-го порядка. Но даже эта часть таит в себе огромные возможности. В дальнейшем под словом "создать объект" мы будем понимать именно изменение уже существующего объекта, если иной смысл не оговорен специально. Поскольку в общем случае в качестве объекта управления может быть выбран любой объект 1-го порядка Ai, получаем что для создания N объектов 2-го порядка B=F(C) необходимо наличие непосредственной зависимости состояния объекта 1-го порядка Bi от минимум 2N объектов 1-го порядка Cj. Причем |Cj|>=|Bi|. Если это условие не будет выполнено, то выбрав, например, в качестве объектов управления объекты 1-го порядка непосредственно связанные друг с другом (C->Y->B) мы никогда не сможем достигнуть нужной нам зависимости B=F(C).

7.2. Объект класса 3.1

Итак, мы можем изменять состояния различных объектов 1-го порядка. Но какой объект и как изменить мы заранее не знаем. Значит в состав блока движения должно входить как минимум 2 компонента: объект 1-го порядка, изменение состояния которого через универсальный интерфейс отражается на остальных объектах 1-го порядка, и ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОСТИ (сокращенно - ГС), дающий возможность случайно выбрать какой объект 1-го порядка следует изменить наиболее сильно и в каком направлении. Но одних только случайных изменений мало. Необходимо устройство, запоминающее удачный случайный шаг (он приблизил нас к цели) и позволяющее вернуться к этому состоянию системы, если следующий случайный шаг оказался неудачным. Таким образом постепенно мы сможем приближаться к цели, а не блуждать около стартовой точки.

Опуская подробности, о которых мы скажем ниже, алгоритм работы простейшего объекта 3-го порядка (естественно что это не алгоритм, описывающий путь создания объекта класса 2.2, а описание последовательности шагов, остающихся неизменными при построении любого произвольного объекта класса 2.2), получающего знания случайным путем, выглядит следующим образом:

  1. Получение по обратной связи информации о том, достигли мы цели или нет. Да - повторить этот пункт. Нет - на пункт 2.
  2. Если только что сделанный шаг оказался удачным, то запомнить свое состояние и сделать следующий случайный шаг.
  3. Если только что сделанный шаг оказался неудачным, то вернуться в свое прежнее состояние и сделать случайный шаг.
  4. Перейти к пункту 1.

Как видим ничего сложного на первый взгляд нет - это обычный алгоритм с возвратом. Но не стоит спешить с выводами. Ведь не стоит забывать, что универсальный интерфейс не только дает возможность управления объектами 1-го порядка за счет изменения состояния одного объекта. Он таит в себе и угрозу - механизм обратной связи, блок движения, запоминающее устройство, а также различные периферийные блоки объекта 3-го порядка существуют отнюдь не изолированно от остальной среды функционирования, а тесно связаны с ней. А следовательно в результате существования универсального интерфейса есть опасность возникновения сбоев в их работе, появления новых и исчезновения старых свойств, других коллизий, вплоть до полного разрушения, вызванных как неудачным изменением объектов 1-го порядка самим объектом 3-го порядка, так и изменением посторонних объектов 1-го порядка.

Кроме того имеется опасность попадания в так называемые "потенциальные ямы". Это может произойти, если между текущим положением объекта 3-го порядка есть область, в котором его состояние оценивается обратной связью как отдаление от цели. Попав в такую область, объект 3-го порядка совершит шаг назад - откат, в результате которого он отдаляется от цели. И если цель имеет вид "замок с непрерывной стеной вокруг", то объект 3-го порядка попросту будет "ходить" вокруг этой "стены" и никогда не сможет "попасть" в "замок" - достичь цели. Избавиться от такой проблемы можно только путем правильного выбора ГС, обладающего широким спектром случайных изменений, в результате которых объект 3-го порядка сможет производить не только близкие переходы - "шаги", но и дальние - "прыжки". Существует и еще одна проблема принципиального характера. Так как объект 3.1 получает знания путем случайного перебора, то необходим источник случайности - ее генератор. Искусственно создать такой генератор затруднительно - любой алгоритм строится по определенным правилам, а значит он уже не случаен. Также сложно и найти его уже в готовом виде - как узнать что кандидат в такой генератор действительно случаен?

Можно воспользоваться тем, что факт появления того или иного состояния B в неопределенном объекте 2-го порядка A->X->B определяется вероятностью его появления и потому появление в данном случае конкретного значения B в какой-то мере можно считать случайным.

Кроме этих препятствий существует и множество других. На этом закончим наше небольшое теоретическое введение и перейдем к практике.

7.2.1. Треугольная схема объекта класса 3.1

Графическая принципиальная схема объекта 3-го порядка, реализующий случай 3 (2.2 - на входе, 1.1 или 2.1 - на выходе) такова:

        ┌------┐
        | Цель |
        |┌─┐   |                                        ╔══╗
        |│ ├<──┼────────────────────────────────────────╢BU╟<──┐
        |│U├>──┼──────────────────────┐                 ╚══╝   │
        |│ ├<─┐|                      │                        │
        |└─┘  │|                      │                        │
        |╔═╗  │| ┌───────────┐        │        ┌───────────┐   │
        |║X╟──┘| │Uпредыдущее├<─┐     │     ┌─>┤Zпредыдущее│   │
        |║ ╟──┐| └───────────┘  │  ╔══╧══╗  │  └───────────┘   │
        |╚═╝  │|                └─>╢     ╟<─┘                  │
        |┌─┐  │|                   ║ M1  ║                     │
        |│ ├>─┘|                ┌─>╢     ╟<─┐                  │
        |│A│   | ┌───────────┐  │  ╚══╤══╝  │  ┌───────────┐   │
        |│ ├>─┐| │Zтекущее   ├<─┘     │     └──┤     ГС    │   │
        |└─┘  │| └───────────┘        │        └───────────┘   │
        └-----┼┘                      │                        │
            ┌-┼-----------------------┼------------------------┼-┐
            | │       Внешний мир     │       ┌─┐              │ |
            | │                       └──────>┤Z│              │ |
            | │╔═╗                            └─┘           ┌─┐│ |
            | └╢Y╟─────────────────────────────────────────>┤B├┘ |
            |  ╚═╝                                          └─┘  |
            └----------------------------------------------------┘

На этой схеме показано принципиальное устройство объекта 3.1. Под ВНЕШНИМ МИРОМ понимается та среда функционирования, в которой и существует объект 3.1. Цель данного объекта состоит в создании во внешней среде объекта 2-го порядка A->Y->B. Так как A дано изначально, то требуется лишь построить интерпретатор Y и с его помощью менять состояние объекта B. Изначально мы знаем что должен делать этот объект (каким образом состояние B меняется в зависимости от состояния A). Но нам неизвестно каким образом это сделать. Говоря другими словами мы не знаем как должен быть устроен интерпретатор Y и каким образом можно управлять объектом B (знать что из себя представляет B и управлять им - далеко не одно и то же). Но как "сказать" объекту 3.1 про то, как мы представляем себе объект A->Y->B. Нужно построить его описание. Так как это объект класса 2.2, то описать мы его можем также объектом класса не ниже 2.2.

Таким объектом-эталоном на нашей схеме служит объект A->X->U (для большей наглядности он очерчен пунктирной линией). Естественно |A|=|U|, |A|=|B|. Такое описание поначалу кажется бессмысленным - ведь в этом случае приходится строить самим объект 2-го порядка. Но на самом деле объект A->X->U хоть и равен по сложности объекту A->Y->B, физически он значительно меньше и построить его гораздо проще, так как он несет лишь информационную нагрузку, в то время как объект A->Y->B и строится в основном-то как раз для роли мощного физического рычага.

Естественно что нам нужен механизм обратной связи. Уже с самого начала должна быть возможность наблюдать за тем как эволюционирует объект B. Поэтому объект класса 2.2 B->BU->U также должен быть построен создателями объекта 3.1. Как видно из рисунка, объект U одновременно изменяется как BU, так и X. Среди всех возможных состояний объекта U необходимо выделить некое, т.н. НУЛЕВОЕ состояние. Это состояние ничем особо не отличается от других состояний, кроме одного - если все возможные состояния объекта U представить в виде точек в многомерном пространстве, то нулевое состояние должно быть как можно ближе к центру этого пространства. Или говоря по-другому оно должно представлять собой "среднее арифметическое" возможных состояний, подобно тому как ноль делит координатную ось на две равные части (отсюда и название).

Обозначим выход интерпретатора X за P, а выход BU за Q. Причем если объект B придет в нужное нам состояние, то Q=P. А объект U примет при этом нулевое состояние. Таким образом чем меньше отличается состояние объекта U от нулевого, тем ближе мы к цели. U служит своего рода индикатором прогресса.

Формирование объекта U (аналогично и U1 и U2 в т.н. полной схеме - см. ниже) происходит в виде: U=K1*(P1-Q1)^2+K2*(P2-Q2)^2+...+Kn*(Pn-Qn)^2, где Ki - весовой множитель, показывающий степень важности каждого показателя, он может принимать как положительные, так и отрицательные значения, а также ноль. (Pi-Qi)^2 - квадрат разности каждого показателя (Pi и Qi - значения по i-й оси координат, если рассматривать объекты класса 1.1 P и Q как многомерные переменные). Естественно что при Q=P мы получим что Pi-Qi=0, U также примет нулевое значение. В любом случае U>=0.

M1 - "модуль 1" или базовый модуль. "Модуль 1" - потому что кроме него существуют еще "модуль 2" и "модуль 3", обеспечивающие соответственно подобные и абстрактные построения. Но они работают в более сложных объектах 3-го порядка и в данной схеме опущены. Данный же модуль называется базовым, т.к. остальные модули строятся на его основе и постоянно используют его в своей работе. Это центральное звено простейшего объекта 3-го порядка, включающее в себя, как видно из схемы, блок движения, блок работы с обратной связью, блок реализации возврата, запоминающее устройство и рабочий орган - объект 1-го порядка Z.

Объекты 1-го порядка Uпредыдущее и Zпредыдущее запоминают соответственно состояния объектов U и Z предыдущего шага. В объекте Zтекущее запоминается текущее состояние Z. Это необходимо потому, что на Z кроме объекта 3.1 через универсальный интерфейс воздействуют и остальные объекты внешнего мира. Конечно, они воздействуют и на все остальные части объекта 3.1, но не нужно забывать, что Z должен быть сильно связан с внешним миром, чтобы эффективно на него воздействовать, в то время как остальные части объекта 3.1 связаны с ним слабо. Из-за этого, состояния Z каким мы его представляем, и какое оно на самом деле, сильно различаются.

Поэтому перед тем как изменить Z, M1 записывает его планируемое состояние в Zтекущее.

Важную роль играет ГС. Это объект 1-го порядка, число возможных состояний которого должно быть как можно ближе к общему числу состояний (решений) всей системы, т.е. S(ГС) -> 1. В результате чего по отношению к остальным объектам он будет обладать избыточным числом состояний Одному состоянию некоторого произвольного объекта может соответствовать несколько состояний ГС. Поэтому относительно их его состояния приближенно можно считать случайными. Более конкретно способ постройки объекта Y мы рассмотрим на примере объекта 3.1, построенного по полной схеме.

Число состояний объекта Z меньше числа состояний ГС. Это следует из условия определенности объекта 2-го порядка: Z=M1(..., ГС, ...). Поэтому |Z|<=|ГС|, а так как М1 осуществляет работу не только с ГС, то |Z|<|ГС|. Объект Z может быть не одним физически элементарным объектом 1-го порядка, а состоять из нескольких, зачастую весьма несхожих друг с другом, физически элементарных объектов. Фактически в этом случае мы имеем дело с т.н. матрицей эффекторов (см. пункт "Объект класса 3.2").

Приведем упрощенный алгоритм работы объекта 3.1:

0. Инициализация:

а) Получение значения U
б) Uпредыдущее := U
в) Zтекущее := ГС

1. Получение значения U

2. Если U=0, то цель достигнута. Перейти на пункт 1.

3. Если U<=Uпредыдущее, то сделанный шаг оказался удачным (или нейтральным), делаем новый шаг:

а) Запоминается состояние U: Uпредыдущее := U
б) Запоминается состояние Zпредыдущее: Zпредыдущее := Zтекущее
в) Случайно генерируется новое состояние Zтекущее: Zтекущее := ГС

4. Если U>Uпредыдущее, то сделанный шаг оказался неудачным - привел к увеличению значения U, возвращаемся назад:

а) Запоминается состояние U: Uпредыдущее := U
б) Осуществляется возврат к состоянию Zпредыдущее: Zтекущее := Zпредыдущее
в) Так как в случае если и этот шаг окажется неудачным смысла возвращаться уже нет, то мы не сохраняем Zпредыдущее, а присваиваем ему случайное значение: Zпредыдущее := ГС

5. Делаем шаг - переводим Z в определенное состояние: Z := Zтекущее. Перейти на пункт 1.

В дальнейшем рассмотренную схему мы будем называть ТРЕУГОЛЬНОЙ схемой, т.к. она условно может быть представлена в следующем виде:

                                       A
                                     /   \
                                   /       \
                                 X           Y
                               /               \
                             /                   \
                            U ---------BU---------B

Кроме решения общей задачи - построения объекта 2-го порядка A->Y->B при условии постоянного изменения состояния объекта 1-го порядка A, объект 3-го порядка может быть применен и для решения частного случая - удерживать состояние объекта B в неизменном виде (противодействуя при этом внешней среде, стремящийся состояние B изменить). Объект A при этом своего состояния не меняет. Назовем этот режим работы объекта 3-го порядка СЛЕДЯЩИМ режимом.

Анализируя принцип работы объекта класса 3.1, в частности блока M1, нетрудно заметить что внутри M1 нужно детальное описание ГС, Z, Zпредыдущее, Zтекущее. При операциях копирования (Zтекущее := ГС, Zпредыдущее := Zтекущее и др.) происходит изменение состояния соответствующего объекта 1-го порядка. Эту работу выполняют объекты 2-го порядка. Но вся сложность в том, что ГС, Z, Zпредыдущее и Zтекущее имеют очень большое число состояний. И поэтому наше представление и о них - их формальная модель - может описывать далеко не все свойства. Следовательно и создавая объекты 2-го порядка для работы с ними, мы сможем учесть только те свойства, что отражены в формальной модели. Возникает ситуация, аналогичная ситуации программирования ЭВМ. Программист, работая с компьютером не учитывает его механические, тепловые и др. характеристики. Конечно если формальные модели ГС, Z, Zпредыдущее и Zтекущее обладают достаточно высоким уровнем (допускают большое количество возможных состояний) с их неполнотой можно смириться, поскольку присутствие универсального интерфейса между Z и внешним миром в принципе позволяет достичь цели даже в таких условиях. Например руки человека могут производить только механическое макровоздействие. Но тем не менее вся окружающая нас техносреда с ее разнообразнейшими устройствами, работающими и с электромагнитными полями, и с нанообъектами и т.п., в конечном итоге была создана именно руками. Более того, человек также воспринимает свои руки как механические манипуляторы и не использует их химические, электромагнитные и др. характеристики.

Конечно пример с руками довольно грубый не совсем подходит для случая с 3.1, но зато он нагляден и показывает, что зная даже небольшую долю реального устройства ГС, Z, Zпредыдущее, Zтекущее, можно в принципе достичь цели.

Однако все же желательно уметь манипулировать не частью, а всеми свойствами. Это возможно в случае, когда кроме M1 ни один объект не воздействует на Z, Zпредыдущее и Zтекущее. Причем Zпредыдущее и Zтекущее образуют с M1 замкнутую систему, а Z меняется только M1. Возможные связи ГС при этом роли не играют:

                                  ┌───┐
                                  │ ГС│
                                  └─┬─┘
                                    v     
                    ┌────────┐   ╔══╧══╗   ┌───────────┐
                    │Zтекущее├<──╢  M1 ╟──>┤Zпредыдущее│
                    │        ├>──╢     ╟──<┤           │
                    └────────┘   ╚══╤══╝   └───────────┘
                                    v
                                   ┌┴┐
                                   │Z│
                                   └─┘

В таком случае в силу существования универсального интерфейса можно утверждать что состояние Z, Zпредыдущее и Zтекущее полностью определяются M1. Таким образом если создателю 3.1 удастся подобрать в состав M1 такие объекты 2-го порядка, что сделают возможным рассматриваемый случай, то ему уже необязательно включать в формальную модель свойства ГС, Z, Zпредыдущее и Zтекущее в полном объеме. Все будет работать автоматически и с максимальной эффективностью.

7.2.2. Полная схема объекта класса 3.1

На следующей схеме показано принципиальное устройство объекта 3.1, реализующего ПОЛНУЮ СХЕМУ (вход - объект 2.2, выход - объект 2.2):

               ┌--------------------------------------------┐
               |┌─┐      Цель       ╔═╗                  ┌─┐|
             ┌─┼┤A├────────────────>╢X╟─────────────────>┤B├┼┐
             │ |└─┘                 ╚═╝                  └─┘|│
             │ └--------------------------------------------┘│
             │  ╔═══╗                                ╔═══╗   │
             └─>╢   ║                                ║   ╟<──┘
                ║AU1║                                ║BU2║
             ┌──╢   ║                                ║   ╟───┐
             │  ╚═══╝                                ╚═══╝   │
             │  ┌──┐                                   ┌──┐  │
             └─>┤  │    ╔═══╗       ┌─┐      ╔═══╗     │  ├<─┘
                │U1├───>╢U1U╟──────>┤U├<─────╢U2U╟<────┤U2│
             ┌─>┤  │    ╚═══╝       └┬┘      ╚═══╝     │  ├<─┐
             │  └──┘                 │                 └──┘  │
             │                       v                       │
             │  ┌───────────┐        │        ┌───────────┐  │
             │  │Uпредыдущее├<─┐     │     ┌─>┤Zпредыдущее│  │
             │  └───────────┘  │  ╔══╧══╗  │  └───────────┘  │
             │                 └─>╢     ╟<─┘                 │
             │                    ║ M1  ║                    │
      ╔═══╗  │                 ┌─>╢     ╟<─┐                 │  ╔═══╗
      ║   ╟──┘  ┌───────────┐  │  ╚══╤══╝  │  ┌───────────┐  └──╢   ║
      ║CU1║     │Zтекущее   ├<─┘     │     └──┤     ГС    │     ║DU2║
      ║   ╟<─┐  └───────────┘        │        └───────────┘  ┌─>╢   ║
      ╚═══╝  │                       │                       │  ╚═══╝
           ┌-┼-----------------------┼-----------------------┼-┐
           | │       Внешний мир     │       ┌─┐             │ |
           | │                       └──────>┤Z│             │ |
           | │┌─┐                   ╔═╗      └─┘          ┌─┐│ |
           | └┤C├──────────────────>╢Y╟──────────────────>┤D├┘ |
           |  └─┘                   ╚═╝                   └─┘  |
           └---------------------------------------------------┘

Работа данного объекта состоит в создании во внешней среде объекта 2-го порядка C->Y->D. Целью служит объект A->X->B (очерчен пунктирной линией). |A|=|C|, |B|=|D|. Механизм обратной связи позволяет проследить за изменением состояний объектов C и D. Поэтому объекты 2.2 C->CU1->U1 и D->DU2->U2 должны быть построены создателями объекта 3.1.

Как видно из рисунка, объекты U1 и U2 одновременно изменяются как CU1 и DU2, так и AU1 и BU2. Обозначим выход интерпретатора AU1 за P1, а выход CU1 за Q1. Причем если объект С придет в нужное нам состояние, то Q1=P1. А объект U1 примет при это нулевое состояние. Аналогично протекает и процесс формирования состояния U2 (выход BU2 - P2, а выход DU2 - Q2, соответственно нулевое состояние U2 произойдет при P2=Q2).

Состояние объекта U определяется точно по тому же принципу: выходом U1U служит P, а выходом U2U является Q. При P=Q объект U примет нулевое состояние. Очевидно что нулевое состояние объекта U возможно лишь при нулевых состояниях объектов U1 и U2. Таким образом чем меньше отличается состояние объекта U от нулевого, тем ближе мы к цели, как и в случае треугольной схемы. Алгоритм работы также полностью аналогичен алгоритму треугольной схемы, с той лишь разницей, что при расчете значения U, помимо расчета P и Q, рассчитываются также P1, Q1, P2, Q2.

Очевидно что полная схема представляет собой фактически комбинацию из 2-х треугольных схем. Таким образом треугольная схема является своего рода "строительным кирпичом", на основе которого могут быть построены объекты более сложные, чем по полной схеме, состоящие из более чем 2-х комбинаций треугольной схемы.

На примере работы 3.1 ярко иллюстрируется важный момент принципиального характера - невозможность направленного изменения объекта 2-го порядка L: C->Y->D, если нет объекта 2-го порядка K: A->X->B, или если K - объект 1-го порядка. Это принцип можно назвать ЗАКОНОМ СОХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ, гласящий что невозможно получить знания (т.е. изменение логики работы L) из ниоткуда или из объекта 1-го порядка.

Напомним еще раз: приведенные выше алгоритмы работы объекта класса 3.1 не являются алгоритмами описания пути к цели. Это описание последовательности срабатывания различных блоков объекта класса 3.1. И оно остается неизменным при любой цели!

Рассмотрим на примере. Представим себе автомобиль-амфибию высокой проходимости с изотопным генератором, дающим ему неограниченный запас хода. На автомобиле установлен компас. Мы помещаем автомобиль в любую точку поверхности Земли, включаем двигатель и даем команду двигаться на север. Алгоритм движения крайне прост: встретив непреодолимую преграду (например крутой подъем) автомобиль отъезжает немного назад и пытается ее объехать, стараясь выдерживать при этом основной курс (на север) неизменным. Очевидно что автомобиль будет подобен объекту 3.1. Цель - курс на север. Обратная связь - компас. Объект Z - колеса и гребной винт (поскольку не простой автомобиль, а амфибия). Упрощенный аналог универсального интерфейса - то, что при помощи колес и вплавь можно достичь практически любой точки земного шара. Генератором случайности вполне может стать какой-нибудь псевдослучайный физический процесс (например шумы транзистора). И т.д.. Теперь вернемся к алгоритму работы. Естественно что само устройство автомобиля, взаимодействие его узлов и агрегатов, можно описать алгоритмом. Но вот траектория его движения - нет, потому что она определяется не только командами на руль и педаль газа, но и рельефом местности, магнитным полем Земли, множеством других факторов. А ведь достижение цели достигается как раз выбором траектории! Дав задание ехать на юг мы тем самым полностью ее (траекторию) изменим, не меняя в конструкции автомобиля ничего, кроме цели. В приведенных схеме и алгоритме и описывается, образно говоря, как раз та самая конструкция автомобиля, а совсем не алгоритм детального построения траектории его движения.

7.2.3. Механизм создания объекта 2-го порядка

Поясним теперь подробнее механизм создания объекта C->Y->D. Объект 1-го порядка Z сильно связан с внешним миром и изменение его состояния позволяет заметно влиять на остальные объекты внешнего мира. Изменения его состояния через универсальный интерфейс отражаются на других объектах 1-го порядка, лежащих между C и D. А т.к. все объекты 1-го порядка связаны в единую систему уравнений, то при этом изменяется зависимость состояния C от D - как бы строится интерпретатор Y.

Упрощенно построение Y можно изобразить так:

1) Изначально между C и D нет связи Y (для упрощения на рисунке отображаются только связи полезные для создания Y)

                                │
                                v
                               ┌┴┐
                               │Z│
                               └─┘
                                      ┌───┐
         ┌───┐                        │x7 │
         │x1 │                        └───┘
         └───┘            ┌───┐
                          │x4 │                       ┌───┐
                          └───┘                       │x10│
  ┌─┐        ┌───┐                          ┌───┐     └───┘
  │C│        │x2 │                          │x8 │                      ┌─┐
  └─┘        └───┘        ┌───┐             └───┘                      │D│
                          │x5 │                                        └─┘
                          └───┘
                                       ┌───┐
           ┌───┐          ┌───┐        │x9 │               ┌───┐
           │x3 │          │x6 │        └───┘               │x11│
           └───┘          └───┘                            └───┘

2) Изменяя Z различными способами мы тем самым меняем состояние объектов 1..11, в результате чего между некоторыми объектами 1-го порядка (1..11) возникают зависимости.

                                │
                                v
                               ┌┴┐
                               │Z│
                               └─┘
                                      ┌───┐
         ┌───┐                        │x7 │
         │x1 │                        └───┘
         └───┘            ┌───┐
                          │x4 ├───────────────────┐   ┌───┐
                          └─┬─┘                   └──<┤x10│
  ┌─┐        ┌───┐          └────────┐      ┌───┐     └───┘
  │C│        │x2 │                   └─────>┤x8 │                      ┌─┐
  └─┘        └───┘        ┌───┐             └───┘                      │D│
                          │x5 ├<─────────┐                             └─┘
                          └───┘          │
                                       ┌─┴─┐
           ┌───┐          ┌───┐        │x9 │               ┌───┐
           │x3 │          │x6 │        └───┘               │x11│
           └───┘          └───┘                            └───┘

3) На каком-то этапе в эту зависимость попадают и C с D.

                                │
                                v
                               ┌┴┐
                               │Z│
                               └─┘
                                      ┌───┐
         ┌───┐  ┌─────────────────────┤x7 │
   ┌─────┤x1 ├<─┘                     └───┘
   │     └───┘            ┌───┐
   │                      │x4 ├───────────────────┐   ┌───┐
   v                      └─┬─┘                   └──<┤x10├<────────────┐
  ┌┴┐        ┌───┐          └────────┐      ┌───┐     └───┘             │
  │C├───────>┤x2 │                   └─────>┤x8 │                      ┌┴┐
  └─┘        └─┬─┘        ┌───┐             └───┘            ┌────────>┤D│
               │          │x5 ├<─────────┐                   │         └─┘
             ┌─┘          └───┘          │                   │
             v                         ┌─┴─┐                 │
           ┌─┴─┐          ┌───┐        │x9 │               ┌─┴─┐
           │x3 ├─────────>┤x6 │        └───┘               │x11│
           └───┘          └───┘                            └───┘

4) Возникает зависимость C от D.

                                │
                                v
                               ┌┴┐
                               │Z│
                               └─┘
                                      ┌───┐
         ┌───┐  ┌─────────────────────┤x7 │
   ┌─────┤x1 ├<─┘                     └───┘
   │     └─┬─┘            ┌───┐
   │       └<─────────────┤x4 ├───────────────────┐   ┌───┐
   v                      └─┬─┘                   └──<┤x10├<────────────┐
  ┌┴┐        ┌───┐          └────────┐      ┌───┐     └───┘             │
  │C├───────>┤x2 │                   └─────>┤x8 │                      ┌┴┐
  └─┘        └─┬─┘        ┌───┐             └───┘            ┌────────>┤D│
               │          │x5 ├<─────────┐                   │         └─┘
             ┌─┘          └───┘          │                   │
             v                         ┌─┴─┐                 │
           ┌─┴─┐          ┌───┐ ┌─────>┤x9 ├───────┐       ┌─┴─┐
           │x3 ├─────────>┤x6 ├─┘      └───┘       └──────>┤x11│
           └───┘          └───┘                            └───┘

5) Изменяя Z мы подводим эту зависимость к требуемому виду - к Y: ослаблением зависимости D->C и усилением C->D.

                                │
                                v
                               ┌┴┐
                               │Z│
                               └─┘
                                      ┌───┐
         ┌───┐  ┌─────────────────────┤x7 │
   ┌-----┤x1 ├<─┘                     └───┘
   |     └─┬─┘            ┌───┐
   |       └<------------─┤x4 ├-------------------┐   ┌───┐
   v                      └─┬─┘                   └-─<┤x10├<------------┐
  ┌┴┐        ┌───┐          └────────┐      ┌───┐     └───┘             |
  │C╞═══════>╡x2 │                   └─────>┤x8 │                      ┌┴┐
  └─┘        └─╥─┘        ┌───┐             └───┘            ╔════════>╡D│
               ║          │x5 ├<─────────┐                   ║         └─┘
             ╔═╝          └───┘          │                   ║
             v                         ┌─┴─┐                 ║
           ┌─╨─┐          ┌───┐ ╔═════>┤x9 ╞═══════╗       ┌─╨─┐
           │x3 ╞═════════>╡x6 ╞═╝      └───┘       ╚══════>╡x11│
           └───┘          └───┘                            └───┘

6) В итоге получаем упрощенную схему:

                                      │
                                      v
                                 ┌─---┼----┐ 
                                 |   ┌┴┐   |
                                 |   │Z│   |
                                 |   └─┘   |
                                 |         |
                            ┌─┐  |   ╔═╗   |   ┌─┐
                            │C├──|──>╢Y╟───|──>┤D│
                            └─┘  |   ╚═╝   |   └─┘
                                 └---------┘

или еще проще:

                            ┌─┐      ╔═╗       ┌─┐
                            │C├─────>╢Y╟──────>┤D│
                            └─┘      ╚═╝       └─┘

Таким образом мы видим что Y существует изначально лишь в неявном виде. Работа объекта 3.1 направлена на его выделение из косвенной формы в явную. На принципе преобразования (косвенная форма)->(явная форма работают) все объекты 3-го порядка. В какой-то мере аналогией работы 3.1 служит освоение пользователем сложной программы, от которой у него нет инструкции. Он знает что примерно должно быть на входе этой программы (объект A), на выходе (объект B) и как они связаны друг с другом (A->X->B). Путем случайных настроек (построение Y) он добивается того, что программа перерабатывает входные данные (объект C) в нужную ему форму (объект D) по требуемому алгоритму (C->Y->D).

Следует обратить внимание на то, что объект 3.1 может создавать и неопределенный объект 2-го порядка C->Y->D, если A->X->B тоже неопределенный.

При рассмотрении схемы работы объекта 3.1 возникает вопрос: а можно ли перейти от пошагового функционирования к непрерывному? Однозначного ответа на этот вопрос дать пока нельзя, т.к. многое будет зависеть от конкретной реализации объекта 3.1. Но полностью непрерывной работу сделать по всей видимости не удастся, поскольку в любом случае принцип построения объекта C->Y->D основан на пошаговой стратегии "сделаем шаг и посмотрим что из этого получиться". Такая стратегия позволяет приближаться к цели при любых свойствах среды функционирования. В том числе и таких, когда законы взаимодействия объектов 1-го порядка выражаются прерывистыми функциями (т.е. не имеющими одинаковой производной на всей области своего определения) или очень близкими к ним. "Непрерывная" же "версия" объекта 3.1 работоспособна только в условиях, когда все законы взаимодействия имеют непрерывный характер (примером таких закономерностей в нашем мире могут служить закон всемирного тяготения, закон Кулона и пр.). При этом следует учитывать что непрерывными должны быть функции всех объектов 2-го порядка, а не только физически элементарных! Однако внутренняя организация блоков 3.1 может вполне быть и непрерывной, важно только чтобы пошаговой была работа приведенного выше общего алгоритма. Забегая немного вперед следует сказать что в схемах 3.2 и 3.3 возможностей для организации непрерывной работы несколько больше.

7.2.4. Объект класса 3.1 и внешний мир. Эволюционный процесс и масштабируемость универсального интерфейса

Рассмотрим свойства объектов и их групп по отношению к внешнему миру. Все, что находится внутри пунктирной линии (см. схемы 3.1) должно быть как можно более сильно изолировано от влияния внешнего мира. То есть степень связи этих объектов с внешним миром должна быть как можно меньше. Еще большей степенью защиты должен обладать объект - цель A->X->B (или A->X->U для треугольной схемы). Причем следует учитывать не только влияние объектов внешнего мира, но и внутренних объектов класса 2.2 друг на друга (особенно это касается защиты от влияния объекта Z, имеющего широкие возможности для изменения состояния других объектов). Объекты C и D (B для треугольной схемы), заключенные внутри пунктирной линии (внешнего мира) создаются объектом 3.1 и в общем случае нельзя сказать насколько сильно они будут связаны с внешним миром. Объект Z, будучи эффектором , должен быть, с одной стороны, сильно связан с внешним миром чтобы изменение его состояния значительным образом отражалось на состоянии объектов внешнего мира. А с другой стороны он должен быть полностью управляем со стороны модуля 1, и следовательно быть связан с внешним миром слабо. Разрешить этот конфликт можно лишь найдя подходящий компромисс. Забегая вперед скажем что поиск этого компромисса в общем случае не может быть произведен ни в рамках объекта 2-го порядка (т.е. не существует алгоритма его поиска), ни даже объектом 3-го порядка. Для его осуществления необходимо целостное представление (вплоть до мельчайших фрагментов) о структуре среды функционирования объекта класса 3.1. Необходим объект 4-го порядка.

Таков в общих чертах объект класса 3.1 - основной строительный блок для создания объектов 3.2 и 3.3, реализующих соответственно получение знаний путем подобных и абстрактных построений и имеющих гораздо более развитые средства сбора информации и влияния на внешний мир.

Введем понятие ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА (он же процесс направленной самомодификации) - такого процесса, при котором происходит не только изменение объекта Y, но и самого объекта 3-го порядка. Следует отметить важную особенность объекта 3.1 - отсутствие в нем эволюционного процесса, так как 3.1 не изменяется сам для более эффективного движении к цели. Еще одной особенностью 3.1 является запоминание только одного предыдущего шага, а не 2-х или больше.

Смысл тут таков: если даже возврат к предыдущему шагу окончился неудачей, то возвращаться к более ранним шагам бессмысленно тем более. Для эффективного использования информации о более чем 1-м предыдущем шаге требует использование качественно иного подхода, реализованного в объекте 3.2.

Универсальный интерфейс для одноклеточных микроорганизмов существует на молекулярном уровне. Однако, в общем случае, уровень организации не имеет особого значения - важно только чтобы соблюдался принцип полной взаимосвязи объектов 1-го порядка, которыми оперирует объект 3.1. И если цели можно достичь только путем изменения размеров, размещения в пространстве и т.п. макрохарактеристик объектов 1-го порядка, то их взаимовлияния на молекулярном уровне не нужно. В этом состоит смысл МАСШТАБИРУЕМОСТИ универсального интерфейса. Более строгое определение понятия масштабируемости универсального интерфейса можно найти в пункте "Логические домены. Показатель SN, глобальные характеристики и элементарные объекты 2-го порядка").

7.2.5. Примеры объектов класса 3.1

Не следует думать что объект класса 3.1 - абстракция. Практически все одноклеточные живые организмы (а также отдельные клетки многоклеточных организмов) как раз и являются именно объектами 3.1. У них, как это ни странно звучит (хотя, по правде говоря, странного тут ничего и нет - например сине-зеленые водоросли не изменились со времен архейской эры), нет эволюционного процесса. Все те изменения, которые мы наблюдаем, относятся к объекту Y. Все остальное для любого из них остается неизменным. Этим в частности объясняется высокая степень изменчивости некоторых простейших - изменять Y намного проще чем весь объект 3.1. Несколько особняком стоят вирусы. Известно что вне чужих клеток они не имеют активного взаимодействия с внешней средой и сохраняются в основном в виде кристаллов. Скорее всего вирус - это объект 2-го порядка, хотя возможно мы имеем дело с объектом 3.1, переходящим в неактивное состояние при определенных условиях (подобно некоторым видам рыб, вмерзающих зимой в лед, а весной оттаивающих и продолжающих жить, как ни в чем не бывало).

7.3. Объект класса 3.2

Еще в пункте "Принципы построения объектов 3-го порядка. Условие существования универсального интерфейса. Что такое знания" мы говорили о том, что знания можно получить в принципе 3-мя способами: случайным перебором, по аналогии и путем логического вывода. Объект 3.1 реализует 1-й путь. Объект 3.2 получает знания 2-м способом. Что это означает? Это означает что он отслеживает и запоминает явления, происходящие во внешнем мире (независимо от того, связаны они с C->Y->D напрямую, подобно обратной связи, или нет), а затем использует эту информацию для достижения цели. Не вдаваясь в подробности, о которых будет рассказано ниже, обрисуем в общих чертах принцип работы объекта 3.2. Он построен на основе объекта 3.1 путем добавления памяти и средств ее управления:

1. Берется объект 3.1:

                                ┌───────────┐
                                │    3.1    │
                                ├-----------┤
                                │  A->X->B  │
                                │Uпредыдущее│
                                │Zпредыдущее│
                                │Zтекущее   │
                                └──┬─────┬──┘
                                   ^     v
                              ┌----┼-----┼----┐
                              |   ┌┴┐   ┌┴┐   |
                              |   │U│   │Z│   |
                              |   └─┘   └─┘   |
                              | ┌─┐  ╔═╗  ┌─┐ |
                              | │C├─>╢Y╟─>┤D│ |
                              | └─┘  ╚═╝  └─┘ |
                              └---------------┘

2. Добавляются рецепторы (устройства для сканирования состояния окружающей среды), память и средства ее заполнения (объект 2-го порядка под названием M2.1):

                             ┌───────────┐
                             │    3.1    │
                             ├-----------┤
                             │  A->X->B  │
                             │Uпредыдущее│
                             │Zпредыдущее│
                             │Zтекущее   │
                             └──┬─────┬──┘
                                │     │  ┌──────┐
                                │     │  │Память│
                                │     │  └──┬───┘
                                │     │     ^
                                │     │  ╔══╧═╗
                                │     │  ║M2.1║
                                │     │  ╚══╤═╝
                                ^     v     ^
                           ┌----┼-----┼-----┼---┐
                           |   ┌┴┐   ┌┴┐   ┌┴┐  |
                           |   │U│   │Z│   │R│  |
                           |   └─┘   └─┘   └─┘  |
                           |    ┌─┐  ╔═╗  ┌─┐   |
                           |    │C├─>╢Y╟─>┤D│   |
                           |    └─┘  ╚═╝  └─┘   |
                           └--------------------┘

3. Добавляются эффекторы (в противоположность рецепторам их задачей является воздействие на среду функционирования) и средства управления ими, использующие информацию из памяти (объект 2-го порядка M2.2):

                          ┌───────────┐
                          │    3.1    │
                          ├-----------┤
                          │  A->X->B  │
                          │Uпредыдущее│
                          │Zпредыдущее│
                          │Zтекущее   │
                          └──┬─────┬──┘
                             │     │  ┌───────────┐
                             │     │  │  Память   │
                             │     │  └──┬─────┬──┘
                             │     │     ^     v
                             │     │  ╔══╧═╗ ╔═╧══╗
                             │     │  ║M2.1║ ║M2.2║
                             │     │  ╚══╤═╝ ╚═╤══╝
                             ^     v     ^     v
                        ┌----┼-----┼-----┼-----┼---┐
                        |   ┌┴┐   ┌┴┐   ┌┴┐   ┌┴┐  |
                        |   │U│   │Z│   │R│   │E│  |
                        |   └─┘   └─┘   └─┘   └─┘  |
                        |       ┌─┐  ╔═╗  ┌─┐      |
                        |       │C├─>╢Y╟─>┤D│      |
                        |       └─┘  ╚═╝  └─┘      |
                        └--------------------------┘

4. Производится связывание логики работы 3.1 и модулей управления памятью M2.1 и M2.2, а Z войдет в состав E:

                                 ┌───────────┐
                                 │    3.1    │
                                 ├-----------┤
                                 │  A->X->B  │
                                 │Uпредыдущее│
                                 │Eпредыдущее│
                              ┌─>┤Eтекущее   │
                              │  └──┬─────┬──┘
                              │┌────┘     └────┐
                              ││ ┌───────────┐ │
                              ││ │  Память   │ │
                              ││ └──┬─────┬──┘ │
                              ││    v     ^    │
                              ││ ╔══╧═╗ ╔═╧══╗ │
                              │└<╢    ║ ║    ╟<┘
                              │  ║M2.2║ ║M2.1║
                              ├─>╢    ║ ║    ║
                              │  ╚══╤═╝ ╚═╤══╝
                              ^     v     ^
                         ┌----┼-----┼-----┼----┐
                         |   ┌┴┐   ┌┴┐   ┌┴┐   |
                         |   │U│   │E│   │R│   |
                         |   └─┘   └─┘   └─┘   |
                         |    ┌─┐  ╔═╗  ┌─┐    |
                         |    │C├─>╢Y╟─>┤D│    |
                         |    └─┘  ╚═╝  └─┘    |
                         └---------------------┘

5. Получается следующая конструкция - воздействие 3.1 на C->Y->D происходит через модули M2.1 и M2.2, корректирующие управление со стороны 3.1 при помощи информации из памяти:

                              ┌───────────┐
                              │    3.1    │
                              └─────┬─────┘
                                    ^
                                    │
                                    v
                              ╔═════╧═════╗   ┌──────┐
                              ║M2.1 и M2.2╟<─>┤Память│
                              ╚═════╤═════╝   └──────┘
                                    ^
                                    │
                                    v
                         ┌----------┴----------┐
                         |    ┌─┐  ╔═╗  ┌─┐    |
                         |    │C├─>╢Y╟─>┤D│    |
                         |    └─┘  ╚═╝  └─┘    |
                         └---------------------┘

Теперь подробнее. Явления, протекающие во внешнем мире, являются объектами 2.2, изменяющими объекты 1.1. Непосредственно работать с интерпретаторами объектов 2.2 мы не можем. Значит, остается один вариант - отслеживать изменения состояний объектов 1.1. Это можно сделать лишь одним способом - при помощи т.н. СЛЕДЯЩИХ объектов 2-го порядка. На их входах будут объекты 1-го порядка среды функционирования, состояние которых необходимо отслеживать. Таким образом возникает множество РЕЦЕПТОРОВ - устройства сбора информации о внешнем мире. На выходе у устройства сбора информации находится МАТРИЦА РЕЦЕПТОРОВ - множество непрерывно меняющих свое состояние объектов 1.1, каждый из которых служит входом следящего объекта 2.2. В рамках 3.2 объект 2-го порядка, обслуживающий состояние U называется ГЛАВНЫМ РЕЦЕПТОРОМ. Основное отличие главного рецептора от всех остальных рецепторов заключено в его неизменности на всем протяжении времени существования 3.2 (поскольку любое изменение означает искажение передаваемой по обратной связи информации о достижении цели, влекущее за собой крайне нежелательные последствия). Дело в том, что в 3.2 существует эволюционный процесс. В результате его протекания матрица рецепторов постоянно меняется.

В объекте 3.1 инструментом воздействия на среду функционирования служит объект 1-го порядка Z. Как уже говорилось, он может быть составлен из нескольких физически элементарных объектов 1-го порядка. И если в относительно небольшой среде функционирования объекта 3.1, Z еще может быть элементарным объектом, то в случае со средой функционирования 3.2 такое уже вряд ли возможно. Чем больше и сложнее среда функционирования, тем труднее отыскать элементарный объект 1-го порядка, способный эффективно на нее воздействовать. Приходится применять несколько физически элементарных объектов 1-го порядка. Близкие по своим свойствам физически элементарные объекты объединяются в ЭФФЕКТОР. А несколько эффекторов образуют ЭФФЕКТОРНУЮ МАТРИЦУ.

Третий компонент, необходимый для работы механизма запоминания 3.2 - это величина dU=Uпредыдущее-U. По ее значению можно определить удачность сделанного шага: удачный шаг будет обладать dU>0, неудачный dU<0, нейтральный dU=0. Чем больше dU, тем удачнее шаг. Соответственно для i-го блока памяти получаем dUi=Uiпредыдущее-Ui.

Итак, информация получена, теперь ее необходимо запомнить. Однако это не так-то просто как кажется. Число рецепторов и эффекторов в матрицах велико, состояний у каждого из них много. И если запоминать каждый образ матриц, отличающийся один от другого состоянием одного рецептора или эффектора, то потребуется колоссальное количество памяти. Конечно, в реальности это невозможно. Поэтому тут используется следующий прием: запоминаются не все подряд состояния, а только те, что привели к уменьшению значения U, т.е для которых dU>0. Вначале память пуста и в нее заносятся все следующие друг за другом состояния матриц рецепторов, эффекторов и соответствующие значения dUi, пока память не заполнится полностью. После того, как память заполнена, начинает действовать правило - запоминаются а лишь те состояния рецепторно-эффекторных матриц, которые имеют dUi больше минимального значения уже запомненных dUi.

В процессе функционирования 3.2 будут встречаться ситуации, в которых значение dUi будет очень мало. И если срок существования объекта 3.2 значителен, то в итоге вся память будет заполнена такого рода уже устаревшей информацией еще задолго до достижения цели. При этом более новую информацию, хотя и с меньшим dUi, но более важную ввиду своей новизны некуда будет записывать. Поэтому с течением времени все значения dUi должны самопроизвольно постепенно уменьшаться. В этом случае мы имеем дело с процессом забывания.

Опуская подробности построения блока памяти, о которых будет еще рассказано, перейдем к последней стадии - принципу обработки имеющейся информации. Что мы имеем: блоки памяти с образами рецепторно-эффекторных матриц и dUi, текущее состояние рецепторов и эффекторов. Записанные в памяти шаги уже привели к уменьшению U - приблизили к цели. Если текущее состояние матрицы рецепторов похоже на состояние записанное в i-м блоке, то значит для уменьшения U можно просто привести эффекторную матрицу в записанное в этом блоке состояние, а не искать его случайным способом как в 3.1! Но объект 3.2 должен стремиться к достижению цели, и если в памяти нет шагов, при которых она была достигнута, то простое копирование память->эффекторы не приведет к цели. Поэтому кроме копирования должен быть и процесс случайного поиска, позволяющий создавать новые состояния эффекторной матрицы. Для этого перед каждым копированием память->эффекторы в копируемый образ вносятся небольшие случайные изменения.

Введем переменную Ki - коэффициент отличия, показывающий насколько похоже текущее состояние матрицы рецепторов на образ матрицы рецепторов, отраженную в i-м блоке памяти. Состояние матрицы эффекторов при этом будет формироваться по принципу суперпозиции - чем больше у данного блока памяти значение Ki и чем меньше dUi (если 2 блока памяти похожи, то лучше применить тот у которого dUi меньше), тем больше будет похоже текущее состояние матрицы эффекторов на свой образ из данного банка памяти.

Естественно, полностью похожих ситуаций практически не бывает. Чем меньше имеется похожих состояний, тем больше в формировании эффекторной матрицы доля генератора случайности. Таким образом, с учетом вышеописанных процессов заполнения блоков памяти, объект класса 3.2 использует весь предыдущий опыт своего существования и способен выискивать аналогию в текущих ситуациях, если они хотя бы чем-то напоминают уже пережитое. Все это позволяет достигать цели гораздо эффективнее чем объект 3.1. Процесс мышления при этом отсутствует.

Действия объекта 3.2 происходят по аналогии с его же действиями в более ранних похожих ситуациях. Если представить внешний мир в виде функции R=M(E,F), где R - матрица рецепторов, E - матрица эффекторов, F - другие объекты класса 1.1 (отличные от E), M - внешний мир, то фактически объект 3.2 проводит интерполяцию/экстраполяцию функции R=M(E,F).

Необходимо также отметить один важный момент - казалось бы, стоит записывать в память не только состояния матриц приблизивших к цели, но и отдаливших от нее. Затем их обработка происходит по принципу обратного знака - если допустим записанное состояние какого-то эффектора было равно 10, то на этот эффектор посылается значение -10, аналогично и для других эффекторов. При этом якобы мы приблизимся к цели. Это ошибка. Такие рассуждения верны только для случая, когда функция R=M(E,F) нечетная, т.е. M(-E,F)=-M(E,F) при условии неизменности состояния объектов F. Естественно, это далеко не всегда так. Но в эпсилон-окрестности точки E можно утверждать, что свойства функции M(E,F) будут изменяться сообразно изменению аргумента E. И это следует учитывать при формировании состояния эффекторной матрицы.

Таков принцип работы объекта 3.2. Однако, являясь надмножеством объекта 3.1, он добавляет массу новых возможностей принципиального характера. И они уже не могут быть выполнены в рамках тех свойств среды функционирования, которые характерны для 3.1. Требуется дополнительное требование к среде функционирования.

7.3.1. Логические домены. Показатель SN, глобальные характеристики и элементарные объекты 2-го порядка

Как уже отмечалось, объект 3.2 действует по аналогии с ранее уже осуществленными действиями. Если текущее состояние рецепторов сильно похоже на образ матрицы рецепторов в одной из ячеек памяти и состояние матрицы эффекторов, запечатленное в той же ячейке, привело к приближению цели, то объект 3.2 приведет текущее состояние матрицы эффекторов в состояние, близкое к образу из памяти в надежде что это приблизит его к цели как и раньше. Если же это условие не будет выполняться, то возросшая сложность 3.2 по сравнению с 3.1 теряет всякий смысл. Очевидно что это зависит не от 3.2, а от среды функционирования. Всегда должно выполняться условие: похожие по виду явления должны вызываться похожими причинами. То есть должны иметь место однозначные зависимости "похожие явления - похожие причины". Совокупность таких зависимостей (они, разумеется, объекты 2-го порядка), где явления и вызывающие их причины различаются незначительными деталями, мы будем называть ЛОГИЧЕСКИМ ДОМЕНОМ (сокращенно - ЛД).

Именно существование в среде функционирования логических доменов и позволяет строить объекты класса 3.2. Очевидно что логические домены вступают в противоречие с универсальным интерфейсом, так как в идеале изменяющиеся объекты 1-го порядка одного логического домена не должны влиять на своих собратьев по порядку в другом логическом домене. Разрешить этот конфликт можно компромиссно: объекты разных доменов хоть и влияют друг на друга, но очень слабо. И по сравнению с внутридоменным взаимовлиянием им можно пренебречь.

Логические домены реально существуют в нашем мире: рассматривая к примеру атомы и молекулы как объекты класса 1.1, мы можем принять небольшие твердые тела, состоящие из них за логические домены. Внутри этих тел атомы и молекулы взаимодействуют достаточно сильно: это и температура тела и его заряд и т.д., в то время как молекулы и атомы разных тел практически не влияют друг на друга. Еще одним примером логических доменов могут служить различные закономерности, наблюдаемые в природе: например связанные друг с другом циклические процессы - смена времен года и связанные с ними изменения в живой природе и т.п.. Искусственно созданные объекты 2-го порядка: строения, транспортные средства, телекоммуникации и т.д. - тоже являются логическими доменами. При этом составляющие их детали играют роль взаимосвязанных объектов 1-го порядка. Одним словом, любой сложный объект, воспринимаемый нами как единое целое, может считаться логическим доменом.

Определим критерий, по которому можно определить какие объекты 2-го порядка образуют логический домен, а какие нет. Рассмотрим систему из 4-х произвольных объекта класса 2.2: A1, A2, A3 и A4, причем число возможных состояний i-го объекта 2-го порядка |Ai|, i=1..4, конечно. Проведем переход 2.2 -> 2.1 (подробнее о возможности такого перехода см. гл. "Объекты 2-го порядка") и перенумеруем их возможные состояния цифрами 1, 2, 3 и т.д.. Поскольку эти объекты образуют систему уравнений, а |Ai| конечно, число решений будет также конечно. Представим все возможные решения в виде набора различных состояний объектов:

               ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
           A1  │1 │2 │3 │1 │3 │2 │2 │2 │3 │1 │1 │2 │1 │3 │2 │1 │
               └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘
               ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
           A2  │3 │2 │1 │3 │1 │2 │2 │2 │1 │3 │3 │2 │3 │1 │2 │3 │
               └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘
               ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
           A3  │1 │1 │2 │1 │2 │3 │4 │5 │8 │1 │2 │1 │1 │6 │7 │1 │
               └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘
               ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
           A4  │1 │2 │3 │4 │5 │6 │7 │8 │9 │10│11│12│13│14│15│16│
               └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘

Как видим, |A1|=3, |A2|=3, |A3|=3, |A4|=16. Обозначив всю систему как один объект класса 2.1 - объект M, при этом |M|=16. Рассмотрим теперь в качестве объектов 2.1 следующие сочетания: (A1, A2); (A1, A3); (A2, A3); (A1, A2, A3); (Aj, A4), где j=1..3.

Пример получения из A1 и A2 объекта (A1, A2):

         ┌                                                        ┐
         │     ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐  │
         │ A1  │1 │2 │3 │1 │3 │2 │2 │2 │3 │1 │1 │2 │1 │3 │2 │1 │  │
         │     └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘  │
         │     ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐  │
         │ A2  │3 │2 │1 │3 │1 │2 │2 │2 │1 │3 │3 │2 │3 │1 │2 │3 │  │
         │     └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘  │
         └                                                        ┘
                                       │
                                       v
      
               ┌──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
      (A1,A2)  │1 │2 │3 │1 │3 │2 │2 │2 │3 │1 │1 │2 │1 │3 │2 │1 │
               └──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘

В получившимся объекте (A1, A2) цифрами 1, 2, 3 обозначены его состояния. Получим что: |(A1, A2)|=3; |(A1, A3)|=10; |(A2, A3)|=10; |(A1, A2, A3)|=11; |(Aj, A4)|=16. Введем понятие СТЕПЕНИ НЕЗАВИСИМОСТИ объектов (в данном случае объектов класса 2.2):

                                   |(A1, A2, ..., Ai, ..., An)|
SN(A1, A2, ..., Ai, ..., An) = ─────────────────────────────────────, где
                               min(|A1|, |A2|, ..., |Ai|, ..., |An|)

min(|A1|, |A2|, ..., |Ai|, ..., |An|) - минимальное значение из |A1|, |A2|, ..., |Ai|, ..., |An|.

Очевидно, что чем ближе значение SN(A1, A2, ..., Ai, ..., An) подходит к 1, тем более зависимы друг от друга состояния объектов A1, A2, ..., Ai, ..., An, а значит тем лучше они удовлетворяют условию их нахождения в одном логическом домене.

В рассмотренном нами примере с A1, A2, A3 и A4 мы получаем следующие значения SN: SN(A1, A2)=1, SN(A1, A3)=10/3, SN(A2, A3)=10/3, SN(A1, A2, A3)=11/3 и SN(Aj, A4)=16/3. Отсюда очевидно что A1 и A2 лучше всего отвечают требованию их нахождения в одном логическом домене, а (Aj, A4) - хуже всего. В общем случае SN может принимать значения от 1 до бесконечности. Очевидно что SN любого произвольного логического домена можно сколь угодно близко приближать 1, убирая лишние процессы (можно вообще дойти до 1 объекта класса 2.2 в составе логического домена, при этом SN=1).

Рассмотрим внешний мир (где существуют логические домены), в виде системы объектов 2-го порядка:

   ┌
   │A1->X1->B1
   │A2->X2->B2
   │..........
   ┤Ai->Xi->Bi
   │..........
   │An->Xn->Bn
   └

Очевидно что при SN одних групп объектов будет больше, других - меньше. Разделим эту систему на группы объектов с минимальным SN, таким образом, что один и тот же объект не будет входить только в одну группу. Рассмотрим теперь каждую группу как объект 2-го порядка. Получим новую систему уравнений:

   ┌
   │C1->Y1->D1
   │C2->Y2->D2
   │..........
   ┤Cj->Yj->Dj
   │..........
   │Cm->Ym->Dm
   └

, где mXi->Bi может иногда совпасть с Cj->Yj->Dj. Затем и в этой системе выделим группы объектов и рассмотрим их как объекты 2-го порядка, аналогично предыдущему случаю. И так далее. В результате мы получим что весь внешний мир - это логический домен N-го уровня, состоящий из более мелких логических доменов уровня N-1. Логические домены уровня N-1 состоят из логических доменов уровня N-2 и т.д.. Следовательно, внешний мир можно таким образом разбить на логические домены, что они образуют ВЛОЖЕННУЮ СТРУКТУРУ (более подробно про вложенную структуру будет рассказано в пункте "Бесконечные логические домены. Центральная теорема и ее следствия"). Очевидно что своя вложенная структура логических доменов существует у любой системы с связанными универсальным интерфейсом объектами 1-го порядка.

Показатель SN универсален. Он применим для определения степени определенности процесса A->X->B: чем ближе SN(A, B) к 1, тем более определен объект 2-го порядка. В простейшем случае вся система объектов 2-го порядка - и есть один-единственный логический домен (если SN для любой комбинации объектов 2-го порядка равен 1).

Введем понятие ГЛОБАЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ или ГЛОБАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ логических доменов. Глобальная характеристика - это характеристика объекта 2-го порядка, состоящего из 2-х или более логических доменов, и отсутствующая в каждом из объектов 2-го порядка, образующих данные логические домены.

Поясним суть этого определения на примере. Пусть мы имеем 2 логических домена:

         ┌
         │A1->X1->B1
   ЛД1:  ┤A2->X2->B2
         │A3->X3->B3
         └

         ┌
   ЛД2:  ┤A4->X4->B4
         │A5->X5->B5
         └

Приведем их в форму объектов класса 2.1:

   ┌──┬──┐
   │A1│B1│
   ├──┼──┤
   │A2│B2│ = L1
   ├──┼──┤
   │A3│B3│
   └──┴──┘

   ┌──┬──┐
   │A4│B4│
   ├──┼──┤ = L2
   │A5│B5│
   └──┴──┘

За счет существования вложенной структуры логических доменов мы можем рассмотреть их как новый логический домен: L1->Z->L2. Этот объект 2-го порядка и будет являться глобальными характеристиками для ЛД1 и ЛД2. Таким образом, глобальные характеристики - это фактически упрощение вида (n 2.2)->(2.1)->(1.1), при котором опускаются несущественные для внешнего наблюдателя детали. Глобальные характеристики существуют для любого логического домена, поскольку любой логический домен состоит как минимум из 2-х объектов класса 2.2, каждый из которых можно рассматривать как логический домен. Практическое применение глобальных характеристик мы рассмотрим в главе, посвященной объектам класса 3.3.

Рассматривая логические домены необходимо вспомнить понятие математически и физически элементарного объекта 2-го порядка (о них мы говорили в главе "Объекты 2-го порядка"): очевидно что любой логический домен состоит как минимум из 2-х физически элементарных объектов 2-го порядка.

На основе понятия вложенной структуры логических доменов можно более строго определить масштабируемость универсального интерфейса. Универсальный интерфейс i-го масштаба описывается системой уравнений, отражающей взаимодействие логических доменов i-го уровня. В нижнем пределе, при i=1, универсальный интерфейс 1-го масштаба совпадает с универсальным интерфейсом физически элементарных объектов 2-го порядка (см. пункт "Принципы построения объектов 3-го порядка. Условие существования универсального интерфейса. Что такое знания").

Существование логических доменов не обязательно влечет за собой цикличность в поведении среды функционирования. Но желательно чтобы состояния среды функционирования повторялись хотя бы приближенно, т.к. в противном случае все преимущества 3.2 по сравнению с 3.1 теряют смысл.

7.3.2. Устройство объекта класса 3.2

                        Общая схема объекта класса 3.2
                               ┌---------------┐
╔═══╗                          | ┌─┐  ╔═╗  ┌─┐ |                        ╔═══╗
║AU1╟<─────────────────────────┼─┤A├─>╢X╟─>┤B├─┼───────────────────────>╢BU2║
╚╤══╝                          | └─┘  ╚═╝  └─┘ |                        ╚══╤╝
 │                             |      Цель     |                           │
 │  ┌──┐                       └---------------┘                     ┌──┐  │
 └>─┤  │                            ╔═════╗                          │  ├<─┘
    │U1├───────────────────────────>╢U1U2U╟<─────────────────────────┤U2│
 ┌>─┤  │                            ╚══╤══╝                          │  ├<─┐
 │  └──┘                               v                             └──┘  │
 │                                     └──────┐                            │
 │┌---------------------------------------─┐  │  ┌------------------------┐│
 │|             Модуль M2.1                |  │  |    Объект класса 3.1   |│
 │| ┌─────────────────────────────┐        |┌─┴─┐|                        |│
 │| │ ┌────────────────────────┐  │        |│ U │|                        |│
 │| │ │ ┌-------------------┐  v  v        |└┬─┬┘| ╔═════════════════════╗|│
 │| │ │ |Ячейки памяти 4 шт.| ╔╧══╧╗       | v v | ║      Модуль M1      ║|│
 │| │ │ |      ┌─────────┐  | ║    ╟───────┼─┘ └─┼─╢                     ║|│
 │| │ │ |      │E1,R1,dU1├<─┼>╢    ║       |     | ╚═════╤══════╤═╤══╤══╤╝|│
 │| │ │ |      └────────┬┘  | ║    ║       |     |       ^      ^ ^  ^  ^ |│
 │| │ │ |    ┌─────────┐│   | ║    ║       |     |       │      │ │  │  │ |│
 │| │ │ |    │E2,R2,dU2├│─<─┼>╢    ║       |     |       v      v v  │┌─┴┐|│
 │| │ │ |    └────────┬┘│   | ║M2.1║       |     | ┌─────┴─────┐│ │  ││ГС│|│
 │| │ │ |  ┌─────────┐│ │   | ║    ╟─<─────┼─────┼─┤Uпредыдущее││ │  │└──┘|│
 │| │ │ |  │E3,R3,dU3├│─│─<─┼>╢    ║       |     | └───────────┘│ │  │    |│
 │| │ │ |  └────────┬┘│ │   | ║    ║       |     |   ┌──────────┴┐│  │    |│
 │| │ │ |┌─────────┐│ │ │   | ║    ║       |     |   │Eпредыдущее││  │    |│
 │| │ │ |│E4,R4,dU4├│─│─│─<─┼>╢    ║       |     |   └───────────┘│  │    |│
 │| │ │ |└────────┬┘│ │ │   | ╚════╝       |     |     ┌──────────┴┐ │    |│
 │| │ │ └---------┼-┼-┼-┼---┘              |     |     │ Eтекущее  │ │    |│
 │| │ │           │ │ │ │                  |     |     └─────┬─────┘ │    |│
 │└-┼-┼-----------┼-┼-┼-┼------------------┘     └-----------┼-------┼----┘│
 │  │ │           │ │ │ │                                    │       │     │
 │  │ │    ┌------┼-┼-┼-┼------------------------------------┼-┐     │     │
 │  │ │    |      │ │ │ │                                    ^ |     │     │
 │  │ │    |      │ │ │ │      Модуль M2.2                   │ |     │     │
 │  │ │    |      v v v v                                    │ |     │     │
 │  │ │    |╔═════╧═╧═╧═╧════════════════════════════════════╧╗|     │     │
 │  │ │    |║                       M2.2                      ║|     │     │
 │  │ │    |╚═════════════════╤═══════╤═══════════════════════╝|     │     │
 │  │ │    |                  ^       v                        |     │     │
 │  │ │    |                  │     ┌─┴─┐                      |     │     │
 │  │ │    |                  │     │Em │                      |     │     │
 │  │ │    |                  │     └─┬─┘                      |     │     │
 │  │ │    └------------------┼-------┼------------------------┘     │     │
 │  │ │                       │       └──────────┐                   │     │
 │  │ └───────────────────────│─────────────────┐│┌──────────────────┘     │
 │  └───────────────────────┐ │                 │v│                        │
 │                       ┌--┼-┼-----------------┼┼┼--┐                     │
 │                       | ┌┴─┴┐               ┌┴┴┴┐ |                     │
 │                       | │ R │               │ E │ |                     │
 │                       | └───┘  Внешний мир  └───┘ |                     │
 │                       |     ┌---------------┐     |                     │
 │       ╔═══╗           |     | ┌─┐  ╔═╗  ┌─┐ |     |       ╔═══╗         │
 └──────<╢CU1╟<──────────┼─────┼─┤C├─>╢Y╟─>┤D├─┼─────┼──────>╢DU2╟>────────┘
         ╚═══╝           |     | └─┘  ╚═╝  └─┘ |     |       ╚═══╝
                         |     └---------------┘     |
                         └---------------------------┘

Приведем упрощенный (просто показывающий суть идеи и неоптимизированный) алгоритм работы объекта 3.2, полагая что имеется 2 эффектора, 3 рецептора, и 4 ячейки памяти, содержащие такие значения:

((E11, E12), dU1, (R11, R12, R13))
((E21, E22), dU2, (R21, R22, R23))
((E31, E32), dU3, (R31, R32, R33))
((E41, E42), dU4, (R41, R42, R43))

--------> Начало алгоритма:

0. Инициализация:

а) Получение значения U
б) Uпредыдущее := U
в) Eтекущее := ГС
г) Eпредыдущее := Eтекущее

1. Получение значений U, R, E

2. Если U=0, то цель достигнута. Перейти на пункт 1.

---------------------------логика работы 3.1----------------------------------

3. Если U<=Uпредыдущее, то сделанный шаг оказался удачным (или нейтральным), 3.1 делает новый шаг:

а) Получает значение Eтекущее: Eтекущее := E
б) Запоминается состояние U: Uпредыдущее := U
в) Запоминается состояние Eпредыдущее: Eпредыдущее := Eтекущее
г) Случайно генерируется новое состояние Eтекущее: Eтекущее := ГС

4. Если U>Uпредыдущее, то сделанный шаг оказался неудачным - привел к увеличению значения U, 3.1 возвращается назад:

а) Запоминается состояние U: Uпредыдущее := U
б) Осуществляется возврат к состоянию Eпредыдущее: Eтекущее := Eпредыдущее
в) Так как в случае если и этот шаг окажется неудачным смысла возвращаться уже нет, поэтому 3.1 не сохраняет Eпредыдущее, а присваивает ему случайное значение: Eпредыдущее := ГС

---------------------------логика работы M2.1---------------------------------

5. dU := Uпредыдущее-U

6. Если имеются свободные ячейки памяти и dU>0, то записать в первую свободную ячейку (с номером i):

Ei := E
Ri := R
dUi := dU
Перейти на пункт 8.

7. Если dU>0, то шаг удачный, M2.1 производит заполнение памяти:

а) Рассчитываются коэффициенты Ki по формуле:
       (1) Ki=sqrt((Ri1-R1)^2+(Ri2-R2)^2+(Ri3-R3)^2)),
где i=1..4, sqrt - функция извлечения квадратного корня, значок ^ - знак возведения в степень (в данном случае в квадрат).

б) Произвести уменьшение значения dUi у всех ячеек памяти по формуле:

                         Ki+1
       (2) dUi=dUi*(1- ────────),
                        H*Ki+1
где H - большое положительное число (В принципе H можно рассчитать как произведение мощностей множества состояний рецепторов: H=|R1|*|R2|*...|Rm|).

в) Если dU>=min(dUi), то записать в ячейку с наименьшим dUi текущее состояние рецепторно-эффекторных матриц (R, E) и dU. min(dUi) - минимальное значение dUi

8. M2.2 проводит подготовку к очередному шагу:

а) Рассчитывает коэффициенты влияния Qi каждой ячейки памяти на будущий облик эффекторной матрицы. Чем больше Qi, тем меньше образ матриц запечатленный в i-й ячейке памяти похож на текущее состояние рецепторно-эффекторных матриц. Если Qi=0, то различия отсутствуют.
       (3) Qi=Ki/sqrt(3*dUi)=sqrt(((Ri1-R1)^2+(Ri2-R2)^2+(Ri3-R3)^2)/(3*Ui))

б) Учитывает информацию поступающую из 3.1. Для этого рассчитывается коэффициент влияния массива Eтекущее на будущий облик эффекторной матрицы. Он рассчитывается как среднее арифметическое значений коэффициентов Qi ячеек памяти:

                Q1+Q2+Q3+Q4
       (4) Q0=──────────────
                     4
Это позволяет вносить в процесс формирования матрицы эффекторов необходимый компонент случайности.

в) Формируется образ эффекторной матрицы Em - расчет каждого компонента, j=1..3:

       (5) Emj=( (Eтекущееj)/Q0+(E1j)/Q1+(E2j)/Q2+(E3j)/Q3+(E4j)/Q4 )*
               *( 1/Q0+1/Q1+1/Q2+1/Q3+1/Q4 )^(-1)=
    
             ┌   4       ┐ ┌   4       ┐^(-1)
             │ ____      │ │ ____      │
             │ \     Eij │ │ \      1  │
           = │  >   ─────│*│  >   ─────│ =
             │ /___   Qi │ │ /___   Qi │
             │  i=0      │ │  i=0      │
             └           ┘ └           ┘
      
                    E0j*Q1*Q2*Q3*Q4+E1j*Q0*Q2*Q3*Q4+E2j*Q0*Q1*Q3*Q4
           = ──────────────────────────────────────────────────────────── +
              Q1*Q2*Q3*Q4+Q0*Q2*Q3*Q4+Q0*Q1*Q3*Q4+Q0*Q1*Q2*Q4+Q0*Q1*Q2*Q3

                             E3j*Q0*Q1*Q2*Q4+E4j*Q1*Q2*Q3
           + ────────────────────────────────────────────────────────────
              Q1*Q2*Q3*Q4+Q0*Q2*Q3*Q4+Q0*Q1*Q3*Q4+Q0*Q1*Q2*Q4+Q0*Q1*Q2*Q3
Видно что если, например Q4=0, то Ej=Ej4, т.е. на матрицу эффекторов будет передано без изменения состояние образа эффекторной матрицы из 4-й ячейки памяти.

г) Чтобы избежать появления коллизий с 3.1, нужно перезаписать Eтекущее значением Em: Eтекущее := Em

------------------------------Производство шага-------------------------------

9. Производится шаг - матрица эффекторов переводится в состояние Em. Перейти на пункт 1.

--------> Конец алгоритма

Комментарии к алгоритму:

  • формула (2) реализует функцию т.н. ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ЗАБЫВАНИЯ. В среде функционирования 3.2 может быть множество логических доменов, поэтому при переходе в область другого логического домена зависимость E=M(R,F) претерпит изменения: реальная взаимосвязь U=M(R,F) будет другой, чем образы эффекторно-рецепторных матриц в памяти, оставшиеся со старого домена - может случиться так, что Ri будет примерно равным R, а при попытке скопировать Ei в E, dU станет совсем другим чем dU. Поэтому при переходе в новый домен желательно побыстрее заполнить память новой информацией. Поскольку заполнение памяти происходит путем записи информации в ячейки с минимальным dUi, то процесс забывания должен обеспечить в уменьшение dUi в зависимости от степени похожести текущего состояния рецепторно-эффекторных матриц с i-й ячейкой. В пределе получается такая зависимость: dUi=dUi/H, при Ki=бесконечность (т.е. когда вообще нет никакого сходства) dUi=0, при Ki=0 (100%-е сходство)
  • в памяти отсутствуют значения с dUi<=0, запоминаются только удачные шаги
  • так же как и в случае с объектом класса 3.1, приведенные схемы и алгоритм работы не являются описание способа достижения цели. Они говорят лишь о последовательности срабатывания блоков и только. Объект 3.2 фактически проводит интерполяцию/экстраполяцию поведения внешнего мира по узловым точкам - ячейкам памяти.
  • Из (5) очевидно что в памяти не должно быть 2-х или более ячеек памяти с Qi=0, поскольку возникает деление на 0.
  • ГС формирует E0 по принципу: каждому физически элементарному объекту, слагающему E0, приписывается случайное значение.
  • Описанный алгоритм является упрощенным и неоптимизированным. Он лишь показывает принцип работы. В нем не учитываются многие возможные варианты (например когда в памяти присутствует образ с Qi=0 и ГС тоже сформировал E0 с Q0=0). Поскольку учет всех возможных вариантов сделал бы алгоритм сложным, непонятным и нечитабельным, было решено ограничиться простым.
  • Так же как и в случае с объектом класса 3.1 приведенный алгоритм работы - это не алгоритм достижения цели. Он просто отражает последовательность срабатывания блоков. Точно так же как не существует у животных жесткого детального алгоритма их повседневного поведения, но есть логика общего стремления к цели (например выживаемости вида, борьбы за существование). Если убрать из среду существования 3.2 логические домены и универсальный интерфейс, то цель не будет достигнута, несмотря на оставшийся неизменным алгоритм работы.

В конце пункта "Треугольная схема объекта класса 3.1" мы поднимали вопрос управления объектами Z, Zтекущее и Zпредыдущее. В случае если они представляют собой логические домены, процедура их копирования несколько упрощается. Рассмотрим два похожих логических домена A и B. Изменение глобальных параметров логического домена A вызывает соответствующие изменения в слагающих его более мелких доменах Ai. Если теперь произвести примерно такие же изменения глобальных параметров домена B, то можно утверждать что возникшие в результате этого изменения составляющих его доменов Bi будут аналогичны изменениям Ai. Таким образом благодаря схожести логических доменов A и B, для приближенного управления ими необязательно иметь в формальных моделях полную картину. Следовательно, создателю объекта 3-го порядка нужно лишь чтобы Z, Zтекущее и Zпредыдущее были похожими логическими доменами.

Кроме этого в объекте класса 3.2 возможно считывать состояния объектов 1-го порядка эффекторной матрицы (что и происходит в пунктах "1", "3.1 а)", "6" рассмотренного алгоритма). Это имеет смысл, поскольку: во-первых в отличие от объекта Z каждый их слагающих эффекторную матрицу объект 1-го порядка связан с средой функционирования достаточно слабо; во-вторых заполнение памяти также требует наличия возможности считывать состояние E.

Таково устройство наиболее простой разновидности объекта 3.2. Однако в таком виде он малопригоден для практического использования.

7.3.3. Эволюционный процесс и механизм полуактивной защиты, память стекового типа и косвенная цель. Объект класса 3.2.2

Мы уже упоминали что для нормальной работы любого объекта 3.х необходимо обеспечить как можно более слабую связь составляющих его блоков с внешним миром. Иначе говоря - обеспечить им защиту от деструктивных факторов внешнего мира.

В объекте 3.1 используется ПАССИВНЫЙ тип защиты. Т.е. предполагается решить эту проблему чисто конструктивным путем: рациональным выбором конструкционных материалов, самой конструкции, параллелизмом (создания и одновременного запуска нескольких копий 3.1) и т.п.. И этот подход оправдан - объект 3.1 невелик по размерам, а внедрение в конструкцию специальных средств защиты значительно ее усложнит и в итоге может привести к парадоксальной ситуации - объем защиты станет больше и важнее самого защищаемого объекта.

В случае с 3.2 уже нельзя так делать - он слишком велик для такого подхода. Проблема осложнена и тем, что невозможно сделать защитный комплекс в виде отдельного модуля - при большой величине 3.2 защитный модуль также будет велик и возникнут аналогичные проблемы уже с защитой самого защитного модуля. Как же быть?

Защита должна быть "встроена" в сам принцип функционирования 3.2 и быть неотъемлемой его частью. Тогда любая часть 3.2 будет защищаться от повреждений и восстанавливаться в случае поломки всеми его остальными частями. Чтобы окончательно вывести из строя такой объект 3.2 придется одновременно сломать некоторую "критическую массу" составляющих его компонент. Чем больше будет 3.2, тем больше эта "критическая масса", тем труднее ее одновременно сломать. Надежность 3.2 будет повышаться с ростом его массы, что в общем-то и требуется. С проблемой защиты тесно связан эволюционный процесс (напомним, что эволюционный процесс подразумевает изменение конструкции объекта 3.х в целях более эффективного достижения цели). В 3.1 его нет по причине отсутствия частей поддающихся улучшению. В 3.2 такие части уже имеются - это рецепторно-эффекторные матрицы, основной модуль и частично вспомогательный модуль. В 3.2 эволюционный процесс может использоваться не только по своему прямому назначению, но и для саморемонта. К тому же эволюционный процесс в 3.2 не просто прихоть - он жизненно необходим (изначального набора E и R вряд ли хватит для достижения цели, его необходимо модернизировать).

Итак, эволюционный процесс. Очевидно, что цели мы достигнем тем быстрее и с меньшими потерями, чем будем больше знать о внешнем мире и чем лучше будут у нас инструменты для воздействия на него. Так как принцип алгоритма обработки информации остается неизменным, то единственным способом остается наращивание количества и ассортимента рецепторов и эффекторов. Основная идея такая: основной модуль должен работать не непосредственно с рецепторами и эффекторами, а с их отображениями - объектами 1.1 e1...ei, r1...rj, находящимися в однозначной связи с E1...Ek, R1...Rl. Назовем матрицу e1...ei матрицей входа, а r1...rj - соответственно матрицей выхода. В том месте, где физически расположены рецепторно-эффекторные матрицы имеется большое количество однотипных объектов m класса 1.1. Причем |m| настолько велико, что каждый объект m может выступать как в качестве будущего рецептора, так и эффектора. Разумеется, можно было бы обойтись без отображений, непосредственно подключив к основному модулю новые рецепторы и эффекторы. Но это не самый хороший вариант, т.к. рецепторы и эффекторы находятся, как правило, в опасной близости с объектами внешней среды. И если связь от них к основному модулю устанавливать напрямую, то основной модуль так же неизбежно окажется в опасной зоне. Поэтому связь необходимо устанавливать через посредников - объектов e1...ei, r1...rj. Возникновение новой ячейки в матрицах протекает следующим образом: в отображающих матрицах e или r добавляется новый элемент. Та же самая операция проводится и с памятью и во всех местах, где фигурируют матрицы. Затем с новым элементом e или r связывается очередной свободный m (это вполне возможно, т.к. элементы данного типа однотипны). При этом m превращается, скажем, в новый рецептор. В силу универсального интерфейса он уже связан с внешним миром. Нужно лишь усилить эту связь в сторону наиболее эффективного в данном месте рецептора Ri. И тут мы наблюдаем самое интересное. Как это ни странно звучит, но стремление m к Ri идет само собой! При помощи эффекторной матрицы E. В самом деле: чем лучше работает m (т.е. чем ближе он подошел к Ri), тем ближе мы подходим к цели. А задача 3.2 как раз и состоит в приближении к цели путем изменения свойств различных объектов 1.1 и связывания их в объекты 2.2. Причем m будет меняться сильнее и быстрее других объектов внешнего мира. Это объясняется следующими обстоятельствами:

  1. Физически расположен поблизости матрицы E, и значит изменение состояния последней отражается на нем сильнее чем на других, более далеких объектов внешнего мира.
  2. Находится в более сильно связанном состоянии с 3.2, чем другие объекты внешнего мира (этого мы добились, принудительно подключив к отображению рецепторной матрицы).

Если же m изначально неэффективен (малоинформативен, т.е. его состояние остается неизменным) и никакие преобразования не могут привести его к Ri, то в этом случае он мало будет влиять на конечный результат, так как коэффициенты Qi почти не будут зависеть от m (см. формулы в алгоритме). Когда m выдает только "шум", его можно рассматривать как дополнение к генератору случайности. К тому же его значения в одних Qi будут компенсированы аналогичными значениями из других Qi, так что будто бы m и вовсе отсутствует.

Тот же принцип глобального движения к цели применим и к дополнению эффекторной матрицы и для саморемонта. На последнем стоит остановиться поподробнее. Что означает "в системе что-то сломалось"? Это означает что ряд объектов 1.1, составляющих 3.2 изменили свое нормальное состояние относительно друг друга и других объектов 1.1 объекта 3.2. Очевидно что в самом общем виде эволюционный процесс затрагивает не только рецепторно-эффекторные матрицы, но и бОльшую часть основного и вспомогательного модуля. Если эти изменения пошли на пользу (приблизили к цели), то матрица E будет играть для них роль катализатора, поддерживая этот, уже эволюционный процесс. Если нет, то роль ингибитора. И лишь когда поломки превысят некоторый критический уровень матрица эффекторов уже не сможет сколь-нибудь эффективно противостоять им. Более того, поломки такого масштаба могут исказить сигналы, подаваемые на матрицу эффекторов до такой степени, что она превратиться из инструмента созидания в инструмент самоликвидации, разрушающий объект 3.2 изнутри. В дальнейшем мы будем называть защиту такого типа ПОЛУАКТИВНОЙ защитой. Полуактивная защита не должна затрагивать цель и искажать сигналы обратных связей.

Первое достигается мощной пассивной защитой цели (это не так уж и трудно, учитывая ее сравнительную простоту и небольшие размеры), гарантирующей в большинстве случаев ее неприкосновенность. Также реально использование нескольких параллельно работающих объектов A->X->B:
A1->X1->B1, A2->X2->B2, A3->X3->B3, ..., Ai->Xi->Bi, ..., An->Xn->Bn.

Если характеристики нескольких Ak->Xk->Bk станут отличаются от аналогичных показателей большинства других Am->Xm->Bm, то значит произошло нарушение работы первых. Их можно либо отключить, либо восстановить прежний режим работы, используя возможности эволюционного процесса. Алгоритмы выявления некорректно работающих Ak->Xk->Bk имеют своей основой сравнение состояний объектов Ai и Bi (i=1..n), сделанное в течение шага получения состояния U (см. приведенный выше алгоритм работы объекта класса 3.2). Далее, воспользовавшись одним из многочисленных способов математической статистики получения среднего значения (например методом медианной фильтрации), требуется вычислить средние значения Ai и Bi и в дальнейшей обработке использовать их как значения A и B.

Организовать пассивную защиту обратных связей, очевидно, гораздо труднее, но зато можно использовать их многочисленность. Вероятность их одновременного выхода из строя очень мала. Поэтому полуактивной защитой корректируются те связи, что дают сигналы сильно отличающиеся от общей картины рецепторной матрицы (поиск ошибочных связей идет аналогично разрешению рассмотренной выше ситуации для параллельных объектов-целей Ai->Xi->Bi). Выявить сломавшиеся связи можно также на основе анализа информации из памяти. Если во всех похожих до этого ситуациях данная связь выдавала совершенно другие показания, то имеет смысл усомниться в ее корректности.

Следует отметить неприменимость для целей защиты одного "очевидного" и, казалось бы, чрезвычайно эффективного подхода коррекции ошибок. Идея данного метода состоит в том, чтобы использовать в качестве средства повышения устойчивости объекта 2-го порядка и оперативного устранения его повреждений ...объект 3-го порядка! В самом деле: ничто не мешает использовать объект A-X->B в качестве выходного контура (2-го порядка) объекта 3-го порядка (т.е. для него он будет представлять собой C->Y->D). Продолжая рассуждения в этом ключе мы приходим к такой цепочке:
(A0->X0->B0)->O1->(A1->X1->B1)->O2->(A2->X2->B2)->...->On->(A->X->B), где Oi - это i-й объект 3-го порядка (какой конкретно: 3.1 или 3.2 в принципе неважно). Выходной контур i-го объекта служит входным контуром для объекта с номером i+1.

Возникает МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ система 3-го порядка (не следует путать с т.н. пирамидальной конструкцией объектов 3-го порядка, о которой будет рассказано в пункте "Преемственность объектов"). В общем случае многоступенчатая система 3-го порядка - это объект 3-го порядка, в котором один или несколько составляющих его объектов 2-го порядка (любых) представляют собой выходной контур объекта 3-го порядка. Первая ступень - это "чистые" объекты 3-го порядка, не содержащие других объектов 3-го порядка. Вторая ступень - объекты 3-го порядка, содержащие в своем составе объекты 3-го порядка 1-й ступени и т.д. В завершении появляется ступень n - исходный объект 3-го порядка. Очевидно что все составляющие многоступенчатую систему объекты 3-го порядка довольно слабо связаны друг с другом. Любая ступень полностью сохраняет свою работоспособность без других ступеней. Любой объект 3-го порядка любой ступени также представляет собой полностью автономное устройство, способное к самостоятельной деятельности. Т.е. в этом смысле наблюдается полная аналогия с устройством многоступенчатых ракетоносителей. В этом заключено отличие многоступенчатой системы от пирамидальной (каждый последующий уровень пирамиды неотделим от предыдущего).

Следует обратить внимание читателя на то обстоятельство, что принцип работы многоступенчатой системы не нарушает положений теории объектов (см. пункт "Теория объектов"). Объекты 3-го порядка i-й ступени не могут управлять j-й ступенью и тем более всей системой в целом (в том определении термина "управление" что было дано в теории объектов; см. также пункт "Фундаментальные свойства объектов 3-го порядка"), где i,j=1..n; n - общее число ступеней. И многоступенчатая система, будучи комбинацией объектов 3-го порядка, также является объектом 3-го порядка.

Очевидно что как и для любого объекта 3-го порядка, в случае для Oi, объект A(i-1)->X(i-1)->B(i-1) более устойчив к помехам внешней среды по сравнению с Ai->Xi->Bi (но не следует забывать что |Ai|=|Aj| и |Bi|=|Bj|, i,j=1..n). Объект O(i-1) служит корректировщиком цели объекта Oi. Значит, посредством многоступенчатой системы возможно значительно повысить устойчивость не только цели A->X->B, но и практически любого другого объекта 2-го порядка.

Однако нетрудно видеть что применение эквивалентного объекта 3-го порядка (A0->X0->B0)->O->(A->X->B) позволяет достичь тех же результатов. Ведь если удалось построить многоступенчатую цепочку связи от A0->X0->B0 к A->X->B, то аналогичную связь можно провести и напрямую, минуя промежуточные звенья. При этом суммарная стойкость к воздействию внешней среды обратных связей, блоков и модулей многочисленных объектов Oi будет не меньше (реально - гораздо больше) получившегося в результате объекта O. Следовательно, защита цели объекта 3-го порядка при помощи другого объекта 3-го порядка бессмысленна - гораздо проще сразу сделать пассивную защиту цели максимально мощной.

Та же самая ситуация (за редким исключением) и в случае с защитой объектов 2-го порядка образующих логику работы модулей M1 и M2, обслуживающих Uтекущее, Uпредыдущее и др. критически важные объекты 1-го порядка. Во всех указанных случаях единственно действенным способом противостояния вредному воздействию окружающей среды служит пассивная защита и эволюционный процесс.

И, наконец, защита при помощи многоступенчатой системы последней, третьей, группы объектов 2-го порядка - обратных связей - также напрасное усложнение. Рассмотрим 2 вида обратной связи: простую и с многоступенчатой системой коррекции.

Простая обратная связь (приведен фрагмент полной схемы объекта 3.1):

                                      │
                                      ^
                                      │
                                     ┌┴─┐
                                     │U1│
                                     └┬─┘
                                      ^
                                      │
                                    ╔═╧═╗
                                    ║CU1║
                                    ╚═╤═╝
                                      ^
                                      │
                                     ┌┴┐
                                     │C├─>─
                                     └─┘

Та же обратная связь, но с применением многоступенчатой коррекции. В целях наглядности показан один объект 3-го порядка (класс 3.1, треугольная схема). Разумеется предлагаемую схему можно неограниченно наращивать, рассматривая в качестве входных контуров 2-го порядка U1->U1U->U, C->CM1->M1, блоки объекта класса 3.1.

                                                      │
                                                      ^
            ┌ - - - - - - - ┐          ┌--------------┼----┐
                Объект 3.1             | Область      │    |
            |  (упрощенно)  |          | изменений,   │    |
                                       | производимых │    |
            |               |          | объектом 3.1 │    |
                   ┌─┐         ╔═══╗   |             ┌┴─┐  |
            |      │U├<─────┼──╢U1U╟<──┼─────────────┤U1│  |
                   └┬┘         ╚═══╝   |             └┬─┘  |
            |       │       |          |              ^    |
                    v                  |              │    |
            |     ╔═╧═╗     |          |  ┌─┐         │    |
                  ║ M1╟────────────────┼─>┤Z│       ╔═╧═╗  |
            |     ╚═╤═╝     |          |  └─┘       ║CU1║  |
                    ^                  |            ╚═╤═╝  |
            |       │       |          |              ^    |
                    │                  |              │    |
            └ - - - ┼ - - - ┘          └--------------┼----┘
                    │          ╔═══╗                 ┌┴┐
                    └──────────╢CM1╟<────────────────┤C├─>─
                               ╚═══╝                 └─┘

Трудности предлагаемого варианта реализации защиты обратной связи при помощи многоступенчатой системы порождаются обратными связями U1U и CM1. Будут ли в общем случае эти две обратные связи более устойчивы и надежнее чем CU1? Конечно, нет.

Вывод: в качестве защитного механизма многоступенчатая система малоприменима. Но ее широкое распространение в живой природе (многоклеточные организмы) наводит на мысль о наличии у многоступенчатой конструкции достаточно весомых преимуществ. Вероятно они связаны с особенностями развития живого организма как саморазворачивающейся системы, проходящей в ограниченный срок сложнейший путь развития от яйцеклетки до гигантского многоклеточного комплекса. Возможно многоступенчатый подход играет не последнюю роль в решении задачи генерации большого количества объектов m для построения рецепторно-эффекторных матриц. А может быть многоступенчатые природные системы - это не более чем продукт унификации и стандартизации (см. пункт "Примеры объектов класса 3.2. Недостатки их конструкции"). Ясно одно: для получения точных исчерпывающих ответов необходимы глубокие теоретические и практические исследования живых организмов как объектов 3-го порядка.

Как видим, все основные проблемы - и эволюционный процесс, и саморемонт принципиально разрешимы с помощью одной и той же системы. Выбранный принцип функционирования как бы сам уже позаботился о ее живучести и работоспособности.

Кроме полуактивной системы защиты в 3.2 может быть применен еще один механизм, резко повышающий его эффективность. Это механизм СТЕКОВОЙ ПАМЯТИ. В чем его суть: запоминать не только сам удачный шаг, но и некоторое количество предшествующих ему шагов, независимо от того были они удачными или нет. Это и дает дополнительное преимущество - если мы увидим что последние несколько состояний рецепторно-эффекторных матриц похожи на последовательность шагов записанных в одной из ячеек, то в силу существования логических доменов можно утверждать что последовательно копируя последующие образы эффекторной матрицы из данной ячейки памяти на матрицу эффекторов, мы будем получать состояния рецепторной матрицы, аналогичной ее последовательным образам из данной ячейки. В итоге такого "прохождения" всех состояний, записанных в ячейке мы придем к уменьшению значения U, т.е. приблизимся к цели. Особенно эффективен такой подход в случае, когда среди предшествующих состояний есть неудачные и когда ситуация с похожими последовательностями шагов встречается достаточно часто. Обычный объект 3.2 в такой ситуации начнет каждый раз искать путь к цели заново, "наугад", тогда как 3.2 со стековой памятью достаточно найти его только однажды и затем просто использовать уже полученный путь лишь с небольшими вариациями.

Очевидно что для стековой памяти роль рецепторов важнее роли эффекторов, поскольку общий смысл заключен в поиске и идентификации последовательности похожих состояний внешней среды. Из этого также вытекает что общее состояние внешней среды должно сравнительно слабо зависеть от состояния рецепторной матрицы, во всяком случае быть меньше аналогичной зависимости в случае с простым 3.2. Поэтому стековая память может эффективно применяться только когда общее влияние 3.2 на внешнюю среду мало, т.е. по сравнению с размерами среды в случае с простым 3.2 размер новой среды будет гораздо больше.

Общий принцип реализации стековой памяти таков. Между памятью и рецепторно-эффекторными матрицами вводится буфер размерности N, куда записываются последние N состояний матриц. Буфер представляет собой стек типа "последний пришел - последний ушел", т.е. при записи нового состояния предыдущие состояния смещаются к концу буфера, а состояние в конце буфера при этом будет замещено предыдущим. Анализ состояния матриц ведется как и в обычном 3.2 - анализируется текущее состояние матриц. Если его нужно записать в память, то в соответствующую ячейку памяти записывается не только головной элемент буфера, а весь буфер. Для этого в каждой ячейке вместо одного места должен быть предусмотрен массив размерности N, куда и записывается все значения буфера. Анализ памяти отличается тем, что в памяти идет поиск непрерывной последовательности фрагментов, похожих на некоторую, также непрерывную, последовательность фрагментов в буфере. При этом принцип поиска такой же, как и при работе с обычной памятью - также рассчитываются соответствующие коэффициенты Ai и т.д.. После того как обнаружилось совпадение с массивом одной из ячеек, происходит копирование записанной в последующих значениях массива этой ячейки образов эффекторной матрицы на матрицу эффекторов. Если похожих ячеек несколько, то каждая из них вносит свой "вклад" в формировании эффекторной матрицы в зависимости от значения коэффициентов Ai.

Но это еще не все. Эффективность работы стековой памяти 3.2 можно значительно увеличить, если не просто сравнивать состояния рецепторно-эффекторных матриц с каждой из ячеек памяти по отдельности, а дополнительно еще проводить совместный анализ содержимого ячеек на предмет выявления похожих последовательностей.

Покажем это на примере:

                    ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
   Ячейка 1, dU=17  │2.2│2.3│ 2 │5.1│5.2│5.3│5.4│ 5 │
                    └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
   
                    ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
   Ячейка 2, dU=8   │3.4│3.5│ 3 │4.1│4.2│4.3│4.4│ 4 │
                    └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
   
                    ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
   Ячейка 3, dU=5   │1.7│ 1 │3.1│3.2│3.3│3.4│3.5│ 3 │
                    └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
   
                    ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
   Ячейка 4, dU=4   │1.5│1.6│1.7│ 1 │2.1│2.2│2.3│ 2 │
                    └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
   
                    ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
   Ячейка 5, dU=3   │1.1│1.2│1.3│1.4│1.5│1.6│1.7│ 1 │
                    └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

В этом примере мы предполагаем что у 3.2 имеется всего 5 ячеек памяти, а глубина стека равна 8. На рисунке целыми числами обозначены состояния (образы рецепторной и эффекторной матрицы), приведшие к уменьшению значения dU, а дробными - состояния предшествующие им. Например для ячейки 5 мы имеем уменьшение dU на 3, получившееся в результате достижения состояния 1. В результате работы 3.2 в течении некоторого времени память примет вид, показанный на рисунке. Допустим теперь что стек, в который записываются последние 8 образов рецепторной и эффекторной матрицы принял следующий вид:

                    ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
                    │1.1│1.2│1.3│1.4│1.5│1.6│1.7│ 1 │
                    └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

Если не проводить совместный анализ содержимого ячеек памяти, то 3.2 должен выбрать сценарий из ячейки 3, поскольку в этом случае dU=5, что превышает dU=4 из сценария по ячейке 4. Однако при совместном рассмотрении всех ячеек мы видим что нужно выбрать именно сценарий 4-й ячейки, т.к. достигнув состояния 2 можно воспользоваться информацией из 1-й ячейки и тем самым уменьшить dU значительно сильнее, чем по информации из ячейки 3 или даже в результате последовательного выполнения ячеек 3 и 2.

Этот пример наглядно демонстрирует необходимость совместного анализа, однако в реальности он может оказаться достаточно сложным (не исключено даже что его алгоритм - объект 2-го порядка - можно подвергнуть эволюционному процессу). Поэтому мы не станем рассматривать его в деталях во избежании появления досадных ошибок и недоразумений, оставив конкретную проработку создателям количественной теории ИИ и его конкретных работающих образцов.

В связи со значительным ростом объекта 3.2 по сравнению с объектом 3.1 становится затруднительным организовывать обратную связь с объектами C и D. Чем больше 3.2, тем как правило, длиннее обратная связь (проходит через множество объектов-посредников). А чем она длиннее, тем больше вероятность ее повреждения и искажения передаваемой информации. К тому же у нас нет в наличии механизма, который мог бы автоматически восстанавливать эти повреждения (подобно защите 3.2). Следовательно сделать связь более надежной можно лишь 2-мя способами:

  1. Сократить количество объектов-посредников.
  2. Повысить их устойчивость к внешним воздействиям.

Очевидно что при неизменных C и D этого не сделать - существует какой-то оптимальный путь, улучшить который уже невозможно. Следовательно, остается одно - изменять сами объекты C и D, заменив их на объекты C' и D'. Они должны быть достаточно велики и сильно связаны с остальными объектами среды функционирования. В этом случае обратная связь от них станет гораздо устойчивее к внешним помехам. Но как быть, если нас интересует изменение состояний именно С и D, а не C' и D'. Для решения проблемы используется такой подход: C' и D' выбираются таким образом, что изменение их состояний псевдооднозначно отражается на изменении состояний C и D. Это дает возможность косвенного управления ими. Образно говоря, чтобы нагреть иголку в комнате мы повышаем температуру воздуха во всей комнате. Естественно что так можно гарантировать достижение истинной цели лишь приближенно, но другого пути нет. Рассмотренный механизм называется механизмом КОСВЕННОЙ цели и он применяется только в объектах класса 3.2. Очевидно что C, D, C' и D' являются объектами одного логического домена. Более того, чтобы еще больше повысить устойчивость обратной связи, можно применить помимо C' и D' и другие (а лучше даже все) объекты, входящие в этот логический домен. В результате мы получим множество зависимых друг от друга объектов 1-го порядка. Если подвести теперь к каждому из них обратную связь, то в случае повреждения одной из них, можно будет пользоваться остальными. И это не все! Благодаря эволюционному процессу открывается возможность устранить повреждение. Однако у косвенной цели есть недостаток - она не позволяет точно задать требуемое состояние целевого объекта, как это возможно в 3.1.

Эволюционный процесс, механизм стековой памяти и косвенная цель настолько сильно повышают эффективность объекта класса 3.2, что дает основания выделить его в отдельный подкласс - 3.2.2. Соответственно объект 3.2 в первоначальном простом варианте - класса 3.2.1. Как мы убедимся в дальнейшем, такое разделение на подклассы далеко не случайно и, возможно, эта закономерность носит глобальный характер для всех объектов Мира.

7.3.4. Примеры объектов класса 3.2. Недостатки их конструкции

Перед тем как перейти к рассмотрению объекта класса 3.3 остановимся на примерах объектов 3.2 в живой природе и рассмотрим возможные пути улучшения этих конструкций.

Как уже говорилось выше, объектами 3.1 в живой природе являются простейшие одноклеточные организмы. Вполне возможно также что все растения - это также параллельные объекты 3.1, где каждая клетка - независимый объект класса 3.1. Хотя они могут быть и объектами 3.2 с полуактивной защитой, но без стековой памяти. Объекты класса 3.2 представлены в природе тоже широко: это многоклеточные организмы и практически все животные.

Животных вообще можно рассматривать как классический пример объекта 3.2. В различных их видах представлены варианты 3.2: с полуактивной защитой (медузы, черви и т.п.) и полный (рыбы, птицы, почти все высшие животные). Способность животных залечивать и даже полностью восстанавливать поврежденные органы сложной структуры говорит о наличии у них полуактивной защиты. На наличие этого механизма указывает также и существование эволюционного процесса. Следует заметить что эффекторы и рецепторы животных вовсе не ограничиваются "ногами" и "руками". В составе эффекторной матрицы присутствуют все то, что поддается управлению и способно оказывать воздействие на организм и окружающие его предметы. А этот список весьма широк: эндокринная система, нервная система, механизмы внутренней регуляции жизнедеятельности отдельных клеток... Одним словом в эффекторной матрице задействован практически весь организм. Аналогично дело обстоит и с рецепторной матрицей.

Высшие животные способны к запоминанию когда-то пережитых ощущений и способов действия в этих ситуациях. Они обладают условными рефлексами. Эту способность дает им наличие стековой памяти. Она также объясняет и тот факт, что по истечении времени знания забываются, и то, что опыт одних животных нельзя передать другим. Каждое животное нужно дрессировать индивидуально (подражание животных друг другу объясняется стадным эффектом, являющимся врожденным, безусловным рефлексом и имеющим со стековой памятью мало общего). Все сказанное остается справедливым для подавляющего большинства представителей мира природы. Однако науке известны некоторые животные способные к передаче своего жизненного опыта потомству и оказанию взаимопомощи друг другу, животные проявляющие зачатки мышления. Это в частности касатки, слоны, человекоподобные обезьяны и некоторые другие. Известно например что некоторые птицы бросаются на нарисованные изображения их природных врагов и добычи. А вот шимпанзе никогда не станет атаковать рисованный муляж, даже если и видит его впервые. В случае с птицами все понятно - их мозг воспринимает только внешний образ наблюдаемого предмета. И если он находит ассоциацию в памяти, то вызываются соответствующие реакции. Мозг же обезьяны устроен по-другому: он видит мир не как набор ассоциаций, а как набор объектов и поэтому легко отличает настоящего врага от нарисованного. Эти и другие характерные черты поведения высших животных не объясняется с позиций объекта 3.2. Они - объекты класса 3.3, к которому относится и человек.

Поговорим теперь о недостатках, которыми обладают живые организмы. И первый из них - неполное использование таблицы химических элементов. Все организмы имеют белковую структуру и построены на основе 20 "волшебных" аминокислот. В основном используются лишь 4 элемента - углерод, водород, кислород и азот. При том что общее число стабильных элементов около 100. Естественно это негативно отражается на готовой конструкции. Однако природа редко использует неэффективные пути. Значит в таком подходе есть свой резон. Во-первых это простота реализации: белки знамениты тем, что имеют большое количество форм и изомеров, значительно отличающихся друг от друга по физическим характеристикам. Это дает возможность, используя всего 4 элемента, создавать разные блоки объектов 3.1 и 3.2. Из "твердых" белков (к примеру кератина) - элементы защиты и агрессии, из белков имеющих большое количество изомеров и легко меняющих свою форму - память и т.п.. Т.е. появляется возможность стандартизации - использование в качестве "кирпичиков" при постройке стандартные блоки.

Во-вторых использование одной основы - белковой во всех постройках делает процесс интеграции всех объектов в единый комплекс гораздо более легким чем при использовании разных основ. Налицо унификация.

Особенно сильно эти плюсы проявляются при постройке 3.2 (например для создания активной защиты гораздо проще иметь одну основу объектов m, чем разную. Поэтому, в частности, стволовые клетки организмов изначально совершенно одинаковы).

Всем известно что стандартизованная и унифицированная продукция гораздо легче осваивается производством и быстрее совершенствуется и тиражируется. Так же и в природе. Пойдя таким путем она увеличила скорость эволюции и распространения жизни на Земле.

Но известно также что от стандартных изделий - своего рода ширпотреба не приходится ждать уникальных характеристик. В этом заключен их основной недостаток. Как ни крути, а жаропрочность вольфрамовых сплавов все равно гораздо выше любых белковых конструкций, а на роль механической защиты титан подходит гораздо лучше любого кератина. Таких примеров множество.

Физические условия же на Земле "тепличные" и сравнительно стабильны. Поэтому в таких условиях просто нет нужды создавать что-то сверхпрочное, сверхбыстрое, сверхсильное, а значит сложное, потребляющее много ресурсов. Так зачем тратить силы понапрасну? Этим и объясняется "непризнание" природой никаких других конструкций, кроме белковых.

Второй большой недостаток живых организмов в общем-то является следствием первого: это однотипность поведения. Их основной задачей является выживание вида. Эта цель характерна для всех без исключения живых организмов. Все остальное - размножение, рефлекс самосохранения, стремление победить соперников, стадный эффект и т.п. - ее производные, различные пути ведущие к ней. Смерть тоже, как ни странно, родилась из этой цели - для вида важнее иметь постоянное обновление, эволюционный процесс, чем группу слабоменяющихся бессмертных особей. Однотипность конструкции и единая цель играют рука об руку - что бы было, если вдруг одни организмы получили бы принципиальное преимущество над другими в виде обладания всеми химическими элементами или скажем возможностью неограниченного развития рецепторно-эффекторных матриц в процессе своей жизни? Наверное примерно тоже, что и сейчас, когда человек, обладая принципиальным преимуществом - мозгом, фактически уничтожает все живое вокруг. Примерно тоже получится и при разных целях.

И наконец третий большой недостаток - большая избыточность конструкции практически всех живых организмов. Наличие множества лишних блоков и процессов, которые невозможно отключить, ставит объект 3-го порядка в опасную зависимость от резких перемен в окружающей его среде функционирования, увеличивает вероятность отдаления от цели. Очевидно что если какой-то блок становиться ненужным объект 3.2 его самостоятельно "стирает" в процессе самомодификации. Но в природе не все так гладко: из-за постоянства "тепличных" условий многие блоки находятся в "спящем" состоянии. Пока внешние условия неизменны они практически не препятствуют прогрессу 3.2 и он их не "замечает". Но многие из них обладают коварным свойством: резким изменением своих физических характеристик при незначительных изменениях в окружающей среде.

В результате чего 3.2 просто не успевает их вовремя изменить или удалить. В лучшем случае лишние блоки лишь замедляют движение к цели. В худшем - влекут гибель объекта 3.2. Возникновение избыточности неизбежно в живой природе, так как построение в 3.2 принципиально новых блоков идет по принципу "постепенное улучшение случайно найденного". При этом велика вероятность того, что вместе с действительно нужными компонентами заодно перенесутся и ненужные, но при данных условиях нейтральные (а потому "невидимые" для 3.2) компоненты. Бороться с избыточностью можно только одним способом - изначально конструировать 3.2 таким образом, чтобы вероятность появления избыточных компонент при его работе была бы минимальна. Естественно что при построении каждого нового образца 3.2 для этого следует использовать специально разработанные блоки и модули, что нереально в условиях всеобщей стандартизации и унификации, как это имеет место в природе. Как видим, существующие природные образцы объектов 3-го порядка весьма далеки от идеала.

Так было и есть на Земле. Но в будущем, когда наша цивилизация начнет превращаться в цивилизацию 4-го порядка, осваивать Солнечную систему, "тепличных" условий уже не будет. А бесконечность космических ресурсов сделает борьбу одних организмов с другими за их, ресурсов, обладание лишенной всякого смысла. Поэтому только остается еще напомнить: при проектировании искусственных объектов 3-го порядка естественные объекты 3-го порядка следует рассматривать не более чем как пример, но никак не эталон.

7.3.5. Фундаментальные свойства объектов 3-го порядка

Завершая обзор устройства объектов класса 3.1 и 3.2 неизбежно возникает вопрос: что фундаментально нового содержат приведенные схемы по сравнению с объектами 2-го порядка? Напомним что фундаментальные свойства объекта порядка N - это такие свойства, которые невозможно представить в виде произвольной комбинации свойств объекта порядка N-1 (см. пункт "Теория объектов"). Исходя же из схем объектов 3.1 и 3.2 таких свойств мы не видим - любой блок представляет собой объект с порядком не выше 2-го. Это противоречие раскрывается просто - нужно, рассматривая объект 3-го порядка, принимать во внимание не только то что составляет схему 3.1 или 3.2, но и всю среду функционирования! Т.е. на самом деле объект 3-го порядка - это как бы и есть среда функционирования, в которой создана определенным образом построенная область (то, что мы изображали на схемах 3.1 и 3.2). Этот вывод парадоксален лишь на первый взгляд. Но на самом деле так и должно быть.

Например объекты 1-го порядка A и B из объекта 2-го порядка A->X->B - такие же неотъемлемые его атрибуты как и интерпретатор X. Рассмотрение A, X и B поодиночке просто не имеет смысла. Аналогично и в случае объекта 3-го порядка мы имеем схему P->M->Q, где P - входящий объект 2-го порядка (цель), Q - исходящий объект 2-го порядка (целевой объект), в M входят объекты 1-го и 2-го порядка, составляющие схему объекта 3-го порядка, а также свойство внешнего мира, использование которого и дает возможность строить объекты 3-го порядка (универсальный интерфейс - см. пункт "Принципы построения объектов 3-го порядка. Условие существования универсального интерфейса. Что такое знания"). Но поскольку и универсальный интерфейс и логические домены и бесконечность внешнего мира (свойство, необходимое для создания объектов класса 3.3) неотделимы от объектов 2-го порядка внешнего мира, то в M должны учитываться и они. В этом случае запись P->M отражает весь внешний мир, за исключением Q. Поэтому предложенные выше схемы 3.1 и 3.2, строго говоря, не полностью их описывают. Но т.к. практический смысл имеет только описание этой части, то данными схемами, а также схемой объекта класса 3.3, мы будем пользоваться и дальше. Предлагаемые схемы объектов класса 3.1 и 3.2 используют лишь одну из 4-х теоретических возможностей создания объекта 2-го порядка C->Y->D (см. конец пункта "Принципы построения объектов 3-го порядка. Условие существования универсального интерфейса. Что такое знания"). При этом объект 3-го порядка, создавая зависимость С->Y->D, фактически переводит объект 2-го порядка С->Y->D из его потенциальной формы в физическую.

В силу распространенности M на весь внешний мир ни один объект 3-го порядка не может управлять другим объектом 3-го порядка, поскольку управление подразумевает способность менять любое свойство управляемого объекта (см. пункт "Теория объектов"). Естественно что такой возможности по управлению M не существует - нельзя, к примеру, изменить свойства универсального интерфейса, логических доменов, а в случае среды функционирования объекта класса 3.3 - бесконечности внешнего мира.

Все это так. Но возможна ли ситуация, когда объект 3-го порядка будет изменять или создавать только то, что приведено в схемах объектов 3-го порядка? Ведь все фигурирующие в них блоки - объекты 2-го порядка. Частично такое управление возможно, но его рамки ограничены. Например создание генератора случайности - ГС в 3.1 невозможно, его можно только выбрать из уже существующих объектов 1-го порядка. Точно также нельзя создать и Z. А для успешного выбора того и другого необходимо владеть информацией об абсолютно всех объектах 1-го порядка внешнего мира. В противном случае высоковероятно что ГС и Z будут низкого качества. Но даже объект класса 3.3, обладающий непрерывно наращиваемым внутренним миром, не владеет такой информацией. Поскольку ГС и Z связаны с другими блоками, то эти сложности отразятся и на них.

В случае с объектом класса 3.2 ситуация гораздо сложнее. Причина тому - эволюционный процесс, непрерывно меняющий бОльшую часть блоков 3.2. В результате кроме цели и обратных связей в нем нет ни одного неизменного объекта 2-го порядка. Поэтому объектом 3.2 невозможно управлять при помощи другого объекта 3-го порядка, т.к. нет возможности провести обратную связь от непрерывно меняющихся, исчезающих и вновь возникающих объектов 2-го порядка (как мы помним обратная связь работает с объектами A и B объекта 2-го порядка A->X->B; в результате эволюционного процесса A и B могут оказаться за "бортом" 3.2 - их состояние не будет на нем отражаться никоим образом).

Все сказанное для случая 3.1 и 3.2 остается справедливым и для 3.3, прибавляя ко всему этому новые непреодолимые сложности. Внешний мир, оказывающий на блоки объектов 3-го порядка огромное влияние (неподдающееся алгоритмизации), практически лишает возможности управлять ими. Решающее влияние внешнего мира на формирование конечного облика объекта 3-го порядка уже получило практическое подтверждение: клонированные особи животных, несмотря на абсолютно одинаковые ДНК, вырастали совершенно разными и по физиологическим данным и по характеру.

Таким образом, как мы видим, кроме цели и отходящих от нее обратных связей в объекте 3-го порядка практически не существует "удобных" для управления областей.

Нетрудно видеть что универсальный интерфейс представляет собой нечто, что объединяет разрозненные объекты 2-го порядка в единую глобальную систему, а логические домены и бесконечность внешнего мира определяют свойства этой системы. При переходе от объектов 1-го порядка к объектам 2-го мы также наблюдаем объединение первых в систему. Сохраняется ли эта тенденция и в дальнейших переходах к объектам высших порядков? Увы, но ответ на этот вопрос по-видимому никогда не будет получен, поскольку требует чтобы порядок стороннего наблюдателя был не меньше максимального порядка объекта, участвующего в наблюдаемом переходе. В противном случае внутри стороннего наблюдателя не найдется свойств, через которые он смог бы описать фундаментальные свойства любого объекта перехода.

7.4. Объект класса 3.3

Перед тем как перейти к рассмотрению объекта класса 3.3 выясним, а зачем собственно нужен такой переход? Что нас не устраивает в 3.1 и 3.2? В объектах класса 3.1 и 3.2 движение к цели осуществляется в основном при помощи случайного перебора различных вариантов. Память, присутствующая в объекте 3.2 (даже в стековом варианте) лишь увеличивает эффективность этого процесса. Поэтому при работе объектов 3.1 и 3.2 многое зависит от воли случая: удастся или не удастся подобрать состояние эффекторов, приближающие нас к цели. В небольших системах процесс такого перебора сходится к достижению цели достаточно быстро. Однако чем больше система (внешний мир), тем все труднее и труднее достигать цели указанным способом. Удачные сочетания состояния эффекторов становятся все реже, а неудачные, наоборот - чаще. Более того, некоторые случайные состояния эффекторной матрицы могут настолько сильно отдалить от цели, что ее повторное достижение станет уже бессмысленным или даже невозможным (разрушение объекта 3-го порядка). Кроме случайности существует еще один вредный фактор - ограниченность рецепторно-эффекторных матриц. Суть его сводится к тому, что текущего набора рецепторов и эффекторов недостаточно для успешного движения к цели. Его необходимо модернизировать. В объектах класса 3.1 рецепторы и эффекторы вообще не меняются. В объектах класса 3.2 новые рецепторы и эффекторы формируются в основном случайно. В крупных системах случайного формирования уже недостаточно - слишком мала вероятность того, что сформированный случайным образом рецептор/эффектор в нужной мере будет удовлетворять поставленной перед ним задаче. Ведь для этого необходимо наличие сильной связи между ним и объектом воздействия. Добиться этого можно двумя путями: либо заранее создавать в рецепторе/эффекторе необходимые свойства, либо сгенерировать такое количество рецепторов/эффекторов, что они займут практически весь внешний мир и тем самым повысят вероятность достижения цели. Для первого пути нужно знать устройство внешнего мира чтобы наверняка, с первых же попыток, создать рецептор/эффектор с заданными свойствами. Для второго - обладать огромными материальными ресурсами и большим запасом субъективного времени (т.е. времени с точки зрения объекта 3-го порядка. Оно может быть дискретным - например по количеству шагов к цели). И то и другое отсутствует в 3.1 и 3.2. В сумме все это резко сужает область применения объекта 3.1 до небольших систем. В средних, а тем более в больших системах, применение 3.1 практически нереально. Если в среде функционирования присутствуют логические домены, то возможно применение объекта 3.2. За счет применения памяти объект 3.2 может успешно достигать цели в средних по величине системах. В более малых системах доменная структура выражена слабо ввиду относительно небольшого числа объектов 1.1. В крупных системах в результате ограниченности рецепторно-эффекторных матриц 3.2 "не видит" большинства логических доменов внешнего мира и потому не может построить связи "причина->следствие". Это резко понижает его эффективность. Принципиально 3.2 применим в любых конечных системах с доменной структурой - лишь бы было достаточно заполненной памяти. Но в бесконечных системах 3.2 оказывается неработоспособным. В силу существования универсального интерфейса в бесконечных системах на каждый объект в предельном случае может непосредственно действовать бесконечное количество других объектов. Естественно чтобы корректно реагировать на изменение состояния такого внешнего мира в рамках 3.2 необходимо иметь бесконечно большую память с бесконечно большой скоростью ее обработки, что представляется нереализуемым. В реальности уже в крупных конечных системах применение стековой памяти не дает нужного эффекта.

Одной из причин такого понижения эффективности служит то, что 3.2 располагает в своей памяти, так сказать, статическую информацию о внешнем мире, своего рода коллекцию объектов 1.1 - фотографий состояния рецепторов и эффекторов. Но внешний мир - не набор изолированных объектов 1.1, а совокупность связанных друг с другом объектов 2.2. В результате чего память 3.2, как инструмент описания внешнего мира, работает с погрешностью. Чем больше мир, тем больше погрешность. При достижении определенного уровня она становиться неприемлемо велика.

В рамках 3.1 и 3.2 также невозможно преодолеть так называемые потенциальные барьеры. Допустим для достижения цели необходимо привести некоторые объекты внешнего мира в определенное состояние. Но чтобы это сделать при помощи эффекторов нужно несколько раз подряд привести матрицу эффекторов в такое состояние, при котором происходит повышение значения U - возникает потенциальный барьер. В результате чего объекты 3.1 или 3.2 никогда (разве что путем чисто случайного перебора, что крайне маловероятно) не смогут достичь цели. Хотя для этого нужно всего лишь "перейти" через барьер, временно пойдя на увеличение U. Для того, чтобы определить какое направление движения действительно отдаляет от цели, а какое является потенциальным барьером также необходимо знать пути развития текущего состояния внешнего мира.

Таким образом, для эффективного достижения цели в крупных системах необходимо как-то уменьшить влияние различного рода случайных факторов в формировании матрицы эффекторов и приобрести способность предугадывать развитие состояния внешнего мира. Как этого достигнуть? Ведь реальный внешний мир, что нас окружает - бесконечен.

Очевидно что улучшением "механических" характеристик объекта 3.2: объема и быстродействия памяти, рецепторно-эффекторных матриц и т.д. достигнуть желаемого невозможно - бесконечность внешнего мира сводит на нет эффект всех этих доработок. Нужен принципиально новый подход к решению этой проблемы. В самом начале нашего рассказа про объекты 3-го порядка мы упоминали о 3-х путях получения знаний: случайным перебором, из внешнего мира в явной форме и из внешнего мира в неявной форме. Первые 2 пути реализуются в объектах 3.1 и 3.2. Значит единственно оставшейся неиспользованной возможностью остается 3-й путь. Что значит "знания присутствуют в явной форме" или "знания присутствуют в неявной форме"? Знание - это объект 2-го порядка, служащий однозначным отображением процесса, протекающего во внешнем мире. Объект класса 3.2 использует знания в явной форме - его память вместе с основным модулем однозначно отображает логические домены внешнего мира. При этом набора рецепторов у объекта 3.2 хватает для выявления причин возникновения того или иного явления, что и позволяет использовать эти зависимости для достижения цели. Таким образом если объект 3-го порядка может однозначно идентифицировать логический домен, правильно установить истинную причину явления, то это знание присутствуют для него в явной форме. Очевидно, что количество знаний в явной форме находится в прямой зависимости от мощности рецепторной матрицы и в обратной от числа логических доменов внешнего мира. Каждому явлению кроме его причины сопутствует множество посторонних факторов. Некоторые из этих факторов обладают удивительным постоянством - в большинстве случаев сопутствовать причине явления. Это и может сбить с толку объект 3.2 - при недостаточной мощности рецепторной матрицы он может принять сопутствующий фактор за причину.

7.4.1. Идея внутреннего мира объекта класса 3.3

Таким образом при увеличении размеров внешнего мира число явных знаний о нем будет уменьшатся. При бесконечно большом внешнем мире оно может стать равным нулю. Но это не говорит о том, что мы ничего не знаем о внешнем мире - просто мы не имеем достаточного количества именно явных зависимостей типа "причина -> явление". Косвенные же знания, т.е. знания вида "(причина+сопутствующие факторы) -> явление" и "сопутствующие факторы -> явление" у нас имеются. Остается только извлечь из них явные знания. Представим эти знания в виде Q->P. Очевидно что это можно сделать в результате их совместного анализа и только в 2-х случаях:

1. Если имеются несколько зависимостей

   ┌
   │Q1->P
   ┤ ...
   │Qn->P
   └

, то можно попробовать выявить похожие части в Q1...Qn. Чем больше n, тем больше вероятность что похожая часть как раз и будет причиной.

2. В случае зависимостей вида

   ┌
   │Q11->P1
   │Q12->P2
   ┤ ...
   │Q1n->Pn
   └

, где Q1i - похожие причины, Pi - разные явления. В этом случае ищутся разные части Q1i - истинные причины Pi. Достоверность причин при этом возрастает с ростом n. Очевидно, что и в 1-м и во 2-м случаях рассматриваются зависимости "(причина+сопутствующие факторы) -> явление". Для зависимостей же вида "сопутствующие факторы -> явление" найти причину указанными способами невозможно. А именно зависимости такого типа как раз в основном-то и встречаются. К тому же анализ в 1-м и 2-м случаях принципиально не дает никаких преимуществ перед интерполяцией/экстраполяцией, проводимой 3.2. Как же быть? Увеличивать число рецепторов и ячеек памяти до бесконечности мы не можем.

Остается один вариант - построить внутри объекта 3-го порядка некий аналог внешнего мира - его действующую модель, ВНУТРЕННИЙ МИР. Причем это должна быть очень правдоподобная модель - практически эквивалент внешнего мира. Как и внешний мир он состоит из большого числа объектов класса 2.2 и обладает теми же свойствами, что и "исходник". А именно: имеет свои внутренние логические домены и универсальный интерфейс. Мало того, внутри внутреннего мира имеются двойники самого объекта 3-го порядка (как он самого себя представляет через показания матрицы рецепторов)! В результате чего у него появляется важнейшее свойство - в принципе внутри этого внутреннего мира можно промоделировать абсолютно все процессы и явления протекающие в настоящем, внешнем мире. Но он имеет и два принципиальных отличия от внешнего мира:

  1. возможность отката - любое действие, совершенное с внутренним миром всегда можно отменить. Это и делает внутренний мир именно испытательным полигоном, а не просто двойником внешнего мира.
  2. возможность работы с любым объектом внутреннего мира, включая и те аналоги объектов внешнего мира, с которыми во внешнем мире нельзя непосредственно связаться при помощи рецепторно-эффекторных матриц.

Для обеспечения основных требований к внутреннему миру (возможность отката и возможность работы с любым объектом внутреннего мира), необходимо чтобы каждый объект внутреннего мира выступал одновременно как в роли внутреннего рецептора, так и эффектора (работа с любым объектом) и также необходимо иметь несколько последовательно сделанных копий внутреннего мира (либо каким-то другим образом фиксировать изменения состояний объектов vM) - своего рода стек состояний (откат).

В этом состоит суть объекта 3.3 - имея внутренний мир и экспериментируя с ним, он выявляет наиболее перспективные направления достижения цели (включая преодоление потенциальных барьеров) и уже только после этого применяет их во внешнем мире. Такой подход позволяет резко повысить эффективность достижения цели в крупных системах.

Что же нужно для существования внутреннего мира (а следовательно и объекта класса 3.3)? Конечно, одних только логических доменов и универсального интерфейса мало для существования внутреннего мира. Ведь смысл его заключается в том, чтобы быть полной аналогией внешнего мира, частью которого является и он сам. Очевидно что часть не может быть равна целому. Но только в случае конечных систем. Если же внешний мир бесконечен, то такое оказывается возможным, подобно тому, как количество нечетных чисел равно количеству чисел всего натурального ряда. Таким образом объект 3.3 помимо универсального интерфейса и логических доменов требует для своего существования бесконечно большой среды функционирования. Иначе говоря - БЕСКОНЕЧНОГО внешнего мира.

Естественно что далеко не во всех случаях от внутреннего мира требуется полная аналогия с внешним. Иногда хватает даже аналогии с его небольшой конечной частью. Это дает возможность ограничиться конечным внутренним миром. Но в пределе внутренний мир должен быть все же бесконечным. В реальных системах (например мозге человека) внутренний мир обладает ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ бесконечностью - изначально он конечен (состоит из конечного числа физически элементарных объектов 2.2 или описание глобальных параметров слагающих его бесконечных логических доменов имеет конечную глубину вложенности - т.е. ряд этих вложенных друг в друга доменов бесконечен, но наши знания их взаимодействия простираются только на конечную величину), но может быть расширен (надстроен) до бесконечности. В дальнейшем для простоты мы будем говорить "бесконечный внутренний мир", опуская слово "потенциально".

Поскольку объект класса 3.3 является дальнейшим развитием 3.2, то для его функционирования также требуется доменная структура внешнего мира. В бесконечном внешнем мире возникают бесконечные логические домены - содержащие бесконечное количество физически элементарных объектов 2-го порядка. Потенциальная бесконечность внутреннего мира выражается в том, что он представляет собой описание глобальных параметров бесконечных логических доменов. При необходимости можно провести детализацию бесконечных логических доменов, представив их в виде совокупности более мелких логических доменов - расширить внутренний мир.

Наличие внутреннего мира и функционирование в бесконечно большой среде вынуждает существенным образом пересматривать облик цели объекта 3.3 и способов ее достижения. Но перед тем как перейти к рассмотрению этих вопросов сделаем небольшое теоретическое отступление.

7.4.2. Бесконечные логические домены. Центральная теорема и ее следствия

В пункте 7.3.1. разбиралось понятие логического домена и его основных характеристик: показателя SN и глобальных характеристик (параметров). Бесконечный логический домен - это логический домен, содержащий бесконечное количество физически элементарных объектов 2-го порядка. Особого интереса бесконечные логические домены не представляли бы, если не одно их очень важное для создания ИИ свойство.

Центральная теорема.

В бесконечном логическом домене можно управлять любым глобальным параметром: создавать его по подобию уже существующего в другом бесконечном логическом домене, изменять его свойства или удалять.

Иначе говоря в рамках глобальных параметров бесконечных логических доменов делаются реальными все 4 пути создания объектов 2-го порядка (не путать их с путями получения знаний), о которых было сказано в пункте "Принципы построения объектов 3-го порядка. Условие существования универсального интерфейса. Что такое знания"! Докажем эту теорему.

Вначале определим правило построения вложенной структуры логических доменов. Поскольку речь идет об объекте класса 3.3, то подразумеваем что помимо бесконечной структуры внешний мир содержит универсальный интерфейс и доменную структуру. Итак, внешний мир состоит из физически элементарных объектов класса 1.1, 2.1 и 2.2. В силу существования универсального интерфейса и логических доменов все они связаны между собой. Рассмотрим простейшие логические домены, каждый из которых состоит только из одного физически элементарного объекта 2-го порядка: (A->X->B); (C->Y->D); ...; Найдем глобальные параметры этих простейших доменов - доменов 1-го уровня: (A->X->B) = A1; (C->Y->D) = C1; ...;, где A1, C1, ... - объекты класса 2.1. Построим домены 2-го уровня и найдем их глобальные параметры: (A1, A11, A12, ...) = A2; (C1, C11, C12, ...) = C2; ...; Построим домены 3-го уровня и найдем их глобальные параметры: (A2, A21, A22, ...) = A3; (C2, C21, C22, ...) = C3; ...; И так далее. При переходе от доменов более низкого уровня к доменам более высокого уровня мы должны придерживаться следующего условия: SN(A1i, A1j) < SN(A1i, C1k); SN(C1i, C1j) < SN(C1i, A1k); SN(A2i, A2j) < SN(A2i, C2k); SN(C2i, C2j) < SN(C2i, A2k) и т.д., где i,j,k = 1..n, а n стремится к бесконечности. В результате в конце мы получим что весь внешний мир будет представлен в виде одного логического домена - L. Он состоит из логических доменов L1, L2, L3, ..., и являться для них глобальным параметром. Те, в свою очередь, состоят из доменов L11, L12, ..., L21, L22, ..., L31, L32, .... При этом SN(L11, L12) < (любое из [ SN(L11, L21), SN(L12, L21), ... ]). Возникает вложенная структура логических доменов внешнего мира. Поделив Lij на более мелкие логические домены мы опять увидим туже самую картину. Таким образом, чем меньше логический домен Lx принадлежащий L1 и Ly принадлежащий L2, тем больше будет SN(Lx, Ly), т.к. при каждом делении SN будет возрастать на конечную величину. При бесконечно глубоком, неограниченном делении, SN станет равной бесконечности. Отсюда вытекает что состояния физически элементарных объектов 1-го порядка Q1 принадлежащего домену L1 и P2 принадлежащего L2, практически не зависят друг от друга, несмотря на их связанность универсальным интерфейсом!

Рассмотрим возможность ситуации, когда SN(A1i, A1j)=SN(A1i, C1k). Это возможно только в случае принадлежности A1i, A1j, C1k одному логическому домену. Если мощность множества таких объектов будет превышать мощность множества объектов, для которых SN(A1i, A1j)<>SN(A1i, C1k), то мы не сможем представить внешний мир в виде совокупности бесконечных логических доменов. В результате чего возникает противоречие с нашим первоначальным предположением о доменной структуре внешнего мира. Поэтому мощность множества объектов с SN(A1i, A1j)=SN(A1i, C1k) не должна, во всяком случае, превышать мощность множества объектов для которых SN(A1i, A1j)<>SN(A1i, C1k).

Рассмотрим логический домен бесконечно большого уровня A->X->B, где A и B - глобальные параметры, являющиеся объектами класса 2.1, X - зависимость B от A, также являющаяся глобальной характеристикой, образуя в сумме с A и B объект класса 2.2. Чтобы иметь возможность управлять им требуется следующее:

  • наличие возможности произвольным образом менять не только состояния объектов A и B, но и их структуру - добавлять, удалять и изменять свойства.
  • управлять структурой зависимости X: менять при необходимости вид функции B=X(A)

Рассмотрим A и B как логические домены - объекты класса 2.1. Если бы A и B состояли из конечного числа физически элементарных объектов, то поменять структуру A и B мы не сможем, поскольку в этом случае придется изменять физический носитель составляющих их элементарных объектов. А сделать этого мы не в силах - можем только менять их состояние. Тем более не можем мы поменять и интерпретатор X.

Но поскольку A и B состоят из бесконечного числа элементарных объектов 1.1, каждый из которых вносит определенный вклад в вид их глобальных параметров, то меняя состояния элементарных объектов мы сможем тем самым как угодно менять и глобальные параметры. Естественно что заставить их принять любую форму мы не сможем, но по условию теоремы этого и не требуется - достаточно изменить их "по подобию уже существующих". А сделать это уже вполне реально: т.к. все элементарные объекты класса 1.1 охвачены универсальным интерфейсом, то значит содержат эквивалентные свойства. Глобальные характеристики одного логического домена тоже эквивалентны глобальным характеристикам другого домена, причем эта закономерность прослеживается на всех уровнях их вложенной структуры. Очевидно что эквивалентность глобальных характеристик одного логического домена глобальным характеристикам другого объясняется эквивалентностью слагающих их физически элементарных объектов. А отсюда следует что меняя состояние элементарных объектов логического домена мы можем с неограниченно малой степенью погрешности приравнять его глобальные параметры к глобальным параметрам любого другого логического домена равного уровня.

Итак, A и B поменять можно. Но остался еще интерпретатор X. Оказывается можно поменять и его характеристики. Каким образом взаимодействуют между собой элементарные объекты логического домена A и B? Естественно что может быть только 2 варианта: либо это влияние идет напрямую через физически элементарные объекты класса 2.2 (например a1->x1->b1), либо через цепочку объектов (a1->x1->c1->x2->c2->...->b1). Если бы имел место первый случай, то X нам не изменить. Но он отсутствует, поскольку тогда SN(a1, b1)=k, где k - конечное и сравнительно небольшое число, а из свойств вложенной структуры логических доменов вытекает что SN(a1, b1) равно бесконечности. Значит влияние идет через цепочку объектов. Однако при ограниченной длине этой цепочки опять получим что SN(a1, b1)=k. Значит цепочка состоит из бесконечного числа физически элементарных объектов класса 1.1, состояние каждого из которых вносит определенный вклад в формирование конечного вида зависимости X (подобно тому, как состояниями элементарных объектов определяется вид целевой зависимости C->Y->D в объектах 3.1 и 3.2). Следовательно, меняя состояние этих объектов можно как угодно изменять и X. Покажем это. Представим функцию, реализуемую интерпретатором в аналитическом виде. Это можно сделать с любой степенью точности. Например логическая функция (IF x<1 THEN y=0 ELSE y=1) аппроксимируется функцией y=a*arctg(b*x+c), при соответствующем подборе параметров a, b и c. Аналогичным образом можно поступить с любой логической функцией (не следует забывать что мы рассматриваем определенные объекты 2-го порядка!). В результате преобразования мы получим аналитическую функцию вида: b1=f(a1, c1, c2, c3, ...). Разложим получившуюся зависимость в ряд Тейлора. Получим полином, состоящий из суммы членов. Некоторые из них содержат все переменные a1, c1, c2, c3, .... Некоторые - только их часть. Раскладывая в ряд каждый из членов, содержащий больше одной переменной, раскрывая скобки и проводя другие преобразования, в итоге можно получить полином состоящий из суммы членов только с одной переменной. Если изменить теперь значения некоторых переменных (сделав их например равными 0) и "свернуть" все это разложение в аналитическую зависимость b1=f1(a1, c1, c2, c3, ...), мы увидим что f1 будет отличаться от f. Но поскольку число переменных бесконечно, то выходит что таким путем можно менять f каким угодно образом! Следовательно, изменяя состояния физически элементарных объектов, передающих взаимодействие между доменами A и B, мы можем изменить вид функции интерпретатора X, что и требуется. Доказательство закончено.

На центральной теореме основан способ абстрактных построений - создания бесконечных логических доменов с заранее заданными глобальными параметрами.

Есть два способа создания логического домена с заранее заданными свойствами, используя глобальные характеристики уже существующих логических доменов. Из начальных доменов (возьмем для простоты только 2 домена), содержащих нужные глобальные характеристики - L1 и L2, необходимо получить целевой домен - L5. Кроме L5 образуются L3 и L4 - конечный вид L1 и L2 после прохождения процедуры создания L5.

Способ 1.

Модель "руда - металлы - сплав". В этом способе происходит расщепление L1 и L2, в результате которого физически элементарные объекты, образующие необходимые глобальные характеристики (в данном случае A1->X1->B1 и C1->Y1->D1) высвобождаются в "химически чистом" виде и синтезируются в целевой домен L5.

          L1
      ┌──────────┐                   L3
      │A1->X1->B1│              ┌──────────┐
      │A2->X2->B2│              │A2->X2->B2│                    L5
      │A3->X3->B3│      \       │A3->X3->B3│       │       ┌──────────┐
      └──────────┘    --- \     └──────────┘    ───┼───    │A1->X1->B1│
          L2          --- /          L4            │       │C1->Y1->D2│
      ┌──────────┐      /       ┌──────────┐               └──────────┘
      │C1->Y1->D1│              │C2->Y2->D2│
      │C2->Y2->D2│              └──────────┘
      └──────────┘

Способ 2.

Модель "построение по аналогии". Изменение L1 и L2 не происходит, но идет преобразование глобальных характеристик произвольных логических доменов внешнего мира, имеющего своей целью получить логический домен с 2-мя глобальными параметрами, как можно более близкими к A1->X1->B1 и C1->Y1->D1. Домены L1 и L2 используются в качестве источника знаний об устройстве требуемых глобальных параметров.

        L1                                     L3
   ┌──────────┐     ┌──────────┐           ┌──────────┐
   │A1->X1->B1│     │Логические│           │A1->X1->B1│
   │A2->X2->B2│     │  домены  │           │A2->X2->B2│            L5
   │A3->X3->B3│     │ внешнего │     \     │A3->X3->B3│       ┌──────────┐
   └──────────┘ ─┼─ │   мира,  │   --- \   └──────────┘  ─┼─  │A1->X1->B1│
        L2          │содержащие│   --- /        L4            │C1->Y1->D2│
   ┌──────────┐     │ объекты  │     /     ┌──────────┐       └──────────┘
   │C1->Y1->D1│     │A1->X1->B1│           │C1->Y1->D1│
   │C2->Y2->D2│     │C1->Y1->D1│           │C2->Y2->D2│
   └──────────┘     └──────────┘           └──────────┘

Определим что требуется для того, чтобы реализовать указанные способы в общем виде. Вот эти требования:

  1. Любые глобальные характеристики Ai->Xi->Bi любых логических доменов должны существовать независимо от остальных глобальных характеристик , т.е. в виде отдельных логических доменов
  2. В любом логическом домене можно управлять любым глобальным параметром
  3. Между любыми глобальными характеристиками можно установить любую степень независимости - показатель SN может принимать любые значения

Как мы видим, требования 2) и 3) являются следствием центральной теоремы. Требование 1) вытекает из вложенной структуры бесконечных логических доменов внешнего мира. Очевидно что выполнимость всех 3-х требований делает реальным реализацию способа 1 и способа 2. Следовательно, возможно построение любого бесконечного логического домена с заранее заданными свойствами, при условии что эти свойства по отдельности уже где-то существуют - являются глобальными характеристиками бесконечных логических доменов внешнего мира. Строго говоря эти способы в принципе равносильны, поскольку с учетом нахождения свойств объектов в потенциальной форме можно сказать что в 1-м способе в доменах L3 и L4 объекты 2-го порядка A1->X1->B1 и C1->Y1->D1 никуда не исчезли, а просто перешли в потенциальную форму. Поэтому L3 и L4 одинаковы что для первого способа, что для 2-го. Аналогичные рассуждения могут быть сделаны и для всех остальных логических доменов. Однако рассмотрение этих способов по отдельности проще для понимания.

Очевидно что все вышесказанное имеет силу только в случае наличия у внешнего мира вложенной структуры логических доменов. Вложенная структура существует в любой среде функционирования имеющую доменную структуру, поскольку по определению логического домена слагающие его объекты 2-го порядка связаны друг с другом сильнее чем с объектами 2-го порядка любого другого домена. Поэтому всегда имеет место вложенная структура имеет максимальный уровень логический доменов с уровнем не менее 2-х (1-й уровень - физически элементарные объекты 2-го порядка). Поэтому строя модель внешнего мира - внутренний мир, нужно разбивать внешний мир на логические домены на как вздумается, а так чтобы они образовывали вложенную структуру. Это одно из ключевых требований к организации доменной структуры внутреннего мира.

7.4.3. Цель объекта класса 3.3

Бесконечность внешнего и внутреннего миров заставляют кардинально пересмотреть взгляды на цель. У 3.3 она необычна - она охватывает как минимум один бесконечный логический домен внешнего мира.

Смысл достижения цели любого объекта 3-го порядка, в т.ч. и объекта класса 3.3 редко когда носит характер "цель для цели". В основном он диктуется необходимостью повлиять через объект 3-го порядка на внешний мир. Естественно для этого количество физически элементарных объектов слагающих целевой объект должно быть соизмеримо с общим числом объектов внешнего мира. Поэтому в бесконечно большом мире и целевой объект обязан быть бесконечным. А иначе просто нет смысла создавать объект 3-го порядка - изменение им состояний конечного числа физически элементарных объектов неспособно оказать влияние на внешний мир в целом. Цель объекта класса 3.3 - описание глобальных характеристик бесконечного логического домена. Есть и еще одна причина бесконечности домена-цели. Если домен будет конечен, то у нас нет гарантии что мы на 100% сможем определить достигнута цель или нет. Причина та же, что и в случае с косвенной целью в 3.2. Очевидно что в 3.3 цель не может быть проще чем в 3.2 - она как минимум должна быть косвенной. В случае же косвенной цели нельзя наверняка сказать достигнута истинная цель или нет. Можно говорить лишь о коэффициенте достижения цели принимающем значение от 0 до 1. Величина коэффициента достижения находится в прямой зависимости от отношения массы C1 и D1 к массе среды функционирования, т.е. внешнего мира. В случае с бесконечным внешним миром коэффициент достижения цели может принимать ненулевые значения только в случае бесконечной массы C1 и D1. Введя аналогичный коэффициент достижения D и C относительно D1 и C1 мы опять обнаружим, что он будет ненулевым только при бесконечных D и C. Ну и наконец, основная причина бесконечности целевого домена. Забегая немного вперед, укажем что достижение цели в объекте класса 3.3 основано на центральной теореме, а точнее на способах 1 и 2 постройки бесконечного логического домена. Естественно что к конечным структурам эти способы неприменимы. Отказавшись от них мы автоматически теряем способность создавать домены с заранее заданными свойствами. И нам придется опять пользоваться "старыми добрыми" способами случайного перебора 3.1 или памяти в 3.2. А они в бесконечных средах функционирования оказываются бесполезными.

Таким образом цель объекта 3.3 представляет собой описание глобальных характеристик как минимум одного бесконечного логического домена. Достижение цели означает то, что глобальные параметры реального домена будут отличаться от заданных на величину, меньшую некоторой заранее заданной погрешности.

Глобальные характеристики домена являются обобщенными характеристиками составляющих его объектов (если рассматривать воду в стакане как логический домен, то его глобальным параметром будет, скажем, температура). Однако лишь в простейших частных случаях цель "охватывает как минимум один логический домен". В реальности же она практически всегда представляет собой описание всего внешнего мира, таким каким его хотели бы видеть создатели объекта 3.3. Цель описывает желаемый облик внешнего мира начиная с некоторого бесконечного уровня N1 глобальных параметров логических доменов и заканчивая уровнем N. Причем логический домен уровня N обязательно равен всему внешнему миру - это своеобразная точка отсчета на координатной линии уровня логических доменов. Если домен уровня N не равен внешнему миру, то в результате масштабируемости универсального интерфейса невозможно предсказать на каком интервале уровней будет реализован целевой объект. Применительно к нашей Вселенной: логику работы любого объекта 2-го порядка можно реализовать на любом уровне от атомного до планетарного. Например простую систему из 3-х объектов 1-го порядка связанных общим взаимодействием можно реализовать и как 3-х атомную молекулу и как звездную систему.

7.4.4. Устройство основных узлов объекта класса 3.3. Энциклопедия первичных знаний

Рассмотрим теперь механизмы объекта 3.3, реализующие указанные свойства. Необходимо решить 2 проблемы - проблему формирования (детализации, построения) внутреннего мира и проблему поиска с его помощью пути к цели.

Рассмотрим механизм формирования внутреннего мира. Что физически представляет из себя внутренний мир? Это с возможно большей степенью изолированности от воздействия внешнего мира обособленная группа объектов 2.2, образующая логические домены. Причем эти домены, так же как и домены внешнего мира, имеют вложенную структуру. Метафорически внутренний мир можно изобразить в виде шара, заполненного связанными универсальным интерфейсом и образующими вложенную структуру логических доменов объектами 2.2. Вначале эти объекты имеют исходные состояния, определяемые начальной детализацией внутреннего мира.

К внутреннему миру ведут 3 магистрали:

  • матрица внутренних эффекторов (чтобы не путать рецепторно-эффекторные матрицы с аналогичными устройствами для работы с внешним миром будем называть их соответственно внутренними эффекторами и рецепторами. Аналогичные матрицы для внешнего мира - внешние эффекторы и рецепторы)
  • матрица внутренних рецепторов
  • канал передачи информации от памяти подсистемы класса 3.2 и энциклопедии первичных знаний к объекту-формирователю внутреннего мира

Итак, нам предстоит таким образом изменить состояния объектов, заполняющие внутренний мир, что станет выполнятся условие его эквивалентности внешнему миру. Как это сделать? Необходим рабочий орган - формирователь внутреннего мира - позволяющий изменять состояния объектов класса 2.2. Во-вторых нужны знания как и что конкретно надо изменить.

Рабочим органом в нашем случае может быть только объект 3-го порядка. Это могут быть объекты 3.1 либо 3.2. Если представить внешний мир в виде E->M->R, где E, R - матрицы внешних эффекторов и рецепторов соответственно, M - внешний мир, то внутренний мир представится в виде vE->vM->vR; vE, vR - матрицы внутренних эффекторов и рецепторов соответственно, vM - внутренний мир. В этом случае целью объекта-формирователя внутреннего мира станет E->M->R, а целевым объектом vE->vM->vR (по аналогии с объектами A->X->B и C->Y->D, см. гл. "Объект класса 3.1"). В общем случае vE и vR неэквивалентны своим аналогам E и R и как правило всегда превосходят последние по своим относительным возможностям. Во-первых это связано с отсутствием каких-либо негативных последствий в случае ошибочного шага, т.к. во внутреннем мире всегда можно использовать откат. Во-вторых, и главное, при помощи vR и vE осуществляется произвольный доступ к любому объекту внутреннего мира. В том числе и к недоступным для R и E аналогам объектов внешнего мира. Как будет показано ниже, в связи с существованием во внутреннем мире т.н. динамического распределения вероятностей, это единственный способ осуществления операций произвольного доступа.

Следует заметить что не существует понятия внутренней цели, поскольку смысл цели объекта 3.3 - это описание того, каким образом должен выглядеть внешний мир (соответственно и внутренний мир). А для этого вполне достаточно иметь один объект-цель 2-го порядка и нет необходимости дополнять им внутренний мир.

Зависимость E->M->R или R=M(E) нужно рассматривать только в рамках объекта класса 3.3. Как известно, в 3.2 аналогичная зависимость имеет вид R=M(E,F), где F - другие объекты класса 1.1 (отличные от E). Но в случае, когда в общем виде целью служит преобразование всего внешнего мира (а не локального целевого объекта), следует рассматривать уже функцию R=M(E).

Теперь по поводу того, откуда брать информацию, необходимую для построения и непрерывной корректировки внутреннего мира. Всего имеется 3 источника:

  • собственно матрицы внешних рецепторов и эффекторов. Как источник довольно слабоват, поскольку позволяет получить только сиюминутную информацию.
  • образы этих матриц, записанные в стековых блоках памяти объекта 3.2 (следует заметить, что 3.3 является надмножеством 3.2, и следовательно ему также доступна информация из указанных блоков)
  • т.н. энциклопедия первичных знаний

Роль памяти объекта 3.2 при формировании vM очень велика. Она служит фильтром, защищающим формирователи от перегрузки. Изменение состояний E и R напоминает беспорядочное тепловое движение атомов и молекул. В основном эта информация повторяется и по большей своей части бесполезна. Если бы не было памяти, то формирователи попросту были бы парализованы огромным и быстро меняющимся объемом малоценной информации. И только наличие памяти, хранящей значимые состояния E-R позволяет уменьшить нагрузку на формирователи до разумных пределов. Естественно, для этого в памяти должны храниться не только состояния, приблизившие когда-то к цели, но и состояния отдалившие от нее. Это нужно для построения целостной, а не однобокой картины мира. В этом в общем-то и заключено основное отличие памяти 3.2, находящегося в составе 3.3 от автономно функционирующего 3.2. Алгоритмы обработки остаются при этом неизменными. Формирование состояния эффекторной матрицы со стороны 3.2 происходит как и раньше - в алгоритм формирования нужно лишь внести небольшую поправку, чтобы он не "замечал" ячеек памяти с состояниями, отдалившими от цели. Запись в память будет идти на основе анализа абсолютных величин Ui, без учета их знака.

Объекты-формирователи, представляющие собой объекты класса 3.1 и 3.2 изменяют vM таким образом, что взаимные состояния матриц vE и vR становятся равными соответствующим состояниям записанным в памяти. На первый взгляд кажется что этого достаточно. Но это не так. Вспомним: основное условие при построении внутреннего мира - это сделать его неотличимым с позиций рецепторно-эффекторных матриц от внешнего мира. Т.е. результаты функции R=M(E) НИКОГДА не должны отличаться от результатов функции vR=vM(vE) (vR=R, vE=E при всех возможных E). Проблема же в том, что вид функций vM и M (линейная, полином n-го порядка, система уравнений и т.д.) должна быть одна и та же. Чтобы гарантировать совпадения состояний объекта 1-го порядка A1 и A2 при рассмотрении функций A1=M(B1), A2=vM(B2) для любого состояния любого объекта 1-го порядка B1 и его аналога B2. Причем вместо A1, A2, B1 и B2 могут быть не только E, vE, R и vR, но и любые другие объекты 1-го порядка (условие эквивалентности M и vM с любых "точек зрения" помимо R и vR). В случае E, vE, R и vR указанное условие требует совпадения "входов" и "выходов" vM и M не только для значений, хранящихся в памяти 3.2, а и для всех других возможных значений E и vE.

Формируя же его предложенным выше способом мы можем лишь гарантировать что неотличимость эта будет строго выполняться для состояний, равных состояниям записанным в ячейках памяти 3.2 и текущему состоянию матриц. А чем дальше мы будем отходить от них, тем все меньше и меньше внутренний мир будет напоминать оригинал. Экспериментировать с таким внутренним миром бессмысленно.

Таким образом мы видим что внутренний мир невозможно построить, используя только информацию с рецепторно-эффекторных матриц. Это еще одна принципиальная ошибка которую допускают проектировщики ИИ, проектируя (пускай даже мысленно) его образцы, которые якобы научатся понимать закономерности внешнего мира путем обучения начиная с нуля. Объект 3.3 не может воспринять внешний мир иначе чем через образы рецепторно-эффекторных матриц. Для него не существует ни светового спектра, ни тепла, ни движения и ни каких-либо других "осмысленных" восприятий внешнего мира. Только набор объектов 1-го порядка из памяти подсистемы 3.2 - аналог набора чисел, да интерпретирующий их внутренний механизм. Вот и все. Разумеется из этого набора чисел просто невозможно извлечь схему устройства внешнего мира. Какой его объект вызвал изменение того или иного рецептора. Какие его свойства (объекты 2-го порядка) влияют на прохождение изменений в цепочке эффекторы->внешний мир->рецепторы. Невозможно с высокой долей вероятности предсказать как поведет себя внешний мир при значительном отклонении последовательности состояний эффекторной матрицы от уже известных ее образов из стековой памяти 3.2. Чтобы положительно разрешить эти и многие другие проблемы необходимо заранее знать вид функции R=M(E). Получить его из совокупности взаимных состояний R и E невозможно. Он должен быть изначально задан в момент создания vM. Информация из памяти 3.2 лишь конкретизирует уже известную в общем виде модель внешнего мира.

Вид функции R=M(E). Поскольку в силу протекания эволюционного процесса матрицы R и E непрерывно меняются, в общем случае требуются знания вида функций интерпретаторов всех без исключения объектов 2-го порядка внешнего мира. Да вдобавок еще нужно как-то записать все это и использовать при формировании внутреннего мира. Конечно же в реальности учесть знания о всех физически элементарных объектах 2-го порядка просто невозможно. Также практически невозможно описать виды функций связи глобальных параметров всех бесконечных логических доменов.

Решение проблемы видится в использовании информацию не о всех доменах, а только той их части, что используется целью: с уровнями N1..N (минимально необходимый объем знаний). Объектам 2-го порядка внутреннего мира - аналогам логических доменов внешнего мира уровней N1..N - изначально придается не только вложенная структура логических доменов, но и свойства позволяющие формирователям создавать функцию vR=vM(vE) не по случайной цепочке объектов 2-го порядка (о том как образуется упомянутая цепочка см. пункт "Механизм создания объекта 2-го порядка"), а более-менее упорядоченно. Упорядочить процесс построения цепочки возможно при условии что вероятность изменения формирователями определенных объектов 2-го порядка при определенном состоянии внутреннего мира выше вероятности изменения остальных объектов 2-го порядка. Аналогично как повышение давления воды в системе водоснабжения вызывает прорыв трубы в наиболее слабом месте. Водопровод постоянно стареет и ремонтируется, поэтому каждый раз вода течет из разных мест. Картина распределения вероятностей изменения объектов внутреннего мира в зависимости от его состояния - ДИНАМИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТЕЙ - ДРВ и будет нести информацию об реальном устройстве внешнего мира. ДРВ по своему определению не зависит от внешних факторов и определяется исключительно свойствами объектов 2-го порядка внутреннего мира и их взаимовлиянием. Каким образом будет создаваться ДРВ в принципе неважно. Создатели объекта 3.3 как бы встраивают во внутренний мир формулы (виды зависимости) взаимодействия логических доменов внешнего мира в общем виде. А затем формирователи внутреннего мира по информации из памяти 3.2 проводят конкретизацию - находят значения коэффициентов при неизвестных. Т.е. если какой-то объект 2.2 описывается к примеру формулой y=a1*x^2+a2*x+a3 (очевидно они будут глобальными параметрами логических доменов внутреннего мира), то в процессе формирования vM коэффициенты a1, a2, a3 принимают соответствующие значения. При этом не нарушается принцип нужности 3.3 ("а не делаем ли мы за него всю работу?!") - знание общей картины построения мира еще не означает знания его в деталях. А эти детали необходимы при движении к цели. Глубина конкретизации зависит от поставленной перед 3.3 цели - чем она конкретнее, тем конкретнее должно быть описание M. По сути дела, мы просто даем 3.3 картину распределения логических доменов внешнего мира без их детального описания. Детализация происходит в процессе работы 3.3 - построения пути к цели. Отсюда следует что формирователи vM должны изменять только "коэффициенты" объектов 2.2, но не могут влиять на их структуру. Достигнуть этого можно разными способами: используя масштабируемость универсального интерфейса; чтобы изменение структуры сопровождается гораздо большими затратами энергии, чем изменение коэффициентов (естественно энергетические возможности формирователей намеренно должны быть занижены); или даже используя различный порядок объектов: формирователь - объект 2-го порядка, структура - объект 2-го порядка, "коэффициенты" структуры - состояния объектов 1-го порядка, таким образом формирователь ни при каких условиях неспособен изменить структуру. Однако последний способ весьма сложен в практической реализации, поскольку внутренний мир состоит из логических доменов и все операции затрагивают их глобальные характеристики. Следовательно объекты 1-го порядка в "чистом" виде отсутствуют, имеются только объекты класса 2.1.

Наличие ДРВ делает невозможным решение проблемы доступа к произвольному объекту внутреннего мира при помощи "встроенных" в структуру внутреннего мира средств наподобие самого ДРВ. Поскольку встраивание в структуру внутреннего мира любых дополнительных систем исказит ДРВ, что совершенно недопустимо. Поэтому проблема произвольного доступа должна решаться другими методами, а именно созданием связей между объектами 1-го порядка внутреннего мира и ядром объекта 3.3 (модулем М3). Ввиду того что подобные связи по своей сути эквивалентны матрицам внутренних рецепторов и эффекторов, то имеет смысл объединить первое со вторым. Получаемые в результате vR и vE по своим относительным возможностям будут намного превосходить свои аналоги R и E, являясь их надмножеством.

Приведем в качестве примера методику создания ДРВ на основе принципа деления множества всех возможных состояний объектов 1-го порядка на устойчивые и неустойчивые. Неустойчивое состояние характеризуется либо самопроизвольным переходом в устойчивое состояние (благодаря работе объектов 2-го порядка), либо необходимостью крайне малого внешнего воздействия для осуществления такого перехода (в результате действий формирователя внутреннего мира). Устойчивые состояния в противоположность неустойчивым не переходят сами по себе в другие состояния (устойчивые или неустойчивые) и гораздо более стабильны по отношению к внешним воздействиям. Совокупность объектов 2-го порядка, образующих универсальный интерфейс и имеющие устойчивые и неустойчивые состояния - нестационарный универсальный интерфейс. Если все состояния устойчивые или все неустойчивые - стационарный.

Заполним внутренний мир объектами 1-го порядка - аналогами объектов 1-го порядка внешнего мира и свяжем их нестационарным универсальным интерфейсом. При этом изменение состояний объектов 1-го порядка, сопровождающее переход от одного стационарного состояния в другое, с высокой долей сходства будет описывать поведение реальных объектов 1-го порядка внешнего мира. Вероятность пребывания внутреннего мира в неустойчивом состоянии мала, а в устойчивом велика. Следовательно при построении формирователем внутреннего мира функции vE=vM(vR) получаемая цепочка объектов 2-го порядка будет использовать в основном переходы затрагивающие только устойчивые состояния. Таким образом для возникновения ДРВ по принципу нестационарного универсального интерфейса нужно чтобы с точки зрения формирователей, vE и vR и всех других блоков и модулей объекта 3.3, внутренний мир состоял только из объектов 2.1, правила взаимодействия которых заданы нами. Забегая вперед отметим что именно эти объекты образуют энциклопедию первичных знаний.

Итак, создание ДРВ посредством нестационарного универсального интерфейса возможно. Однако возникает вопрос: не слишком ли много ручной работы потребуется на построение такого универсального интерфейса? Очевидно попытка решения проблемы "в лоб": каждому объекту 1-го порядка внешнего мира создать аналогию с последующим построением объектов 2-го порядка обречена на неудачу по причине колоссального объема работ и незнания картины распределения ВСЕХ объектов 1-го порядка внешнего мира даже в рамках глобальных параметров бесконечных логических доменов уровней N1..N.

Но выход существует благодаря двум обстоятельствам.

Первое. Общее количество объектов 1-го порядка огромно, в пределе бесконечно. Но количество их типов (т.е. если свойства различаются несущественно) ограничено. Подобно тому как число атомов куска металлического сплава велико, а количество типов элементов его химического состава всего несколько штук. Значит нужно лишь выявить число типов объектов 1-го порядка внешнего мира. Следует обратить внимание читателя что число типов объектов 1-го порядка в любом случае меньше числа объектов 1-го порядка, поскольку в силу наличия универсального интерфейса у логических доменов уровня Nx имеется хотя бы одно эквивалентное свойство. Следовательно относительно этого свойства логические домены образуют один тип объектов 1-го порядка. Различные количества эквивалентных свойств различных множеств логических доменов порождают соответственно несколько типов объектов 1-го порядка.

Второе. Заполнив внутренний мир огромным числом объектов 1-го порядка нескольких типов мы еще не решим задачу. Ведь предстоит еще создавать объекты 2-го порядка. Если бы объекты 1-го порядка были физически элементарны, то от процедуры создания объектов 2-го порядка вручную уйти невозможно. Но в том-то и дело что все не так! На самом деле это глобальные параметры бесконечных логических доменов. Следовательно объекты класса 2.1. А это значит что вместо пассивных объектов 1-го порядка - физических неоднородностей, мы оперируем с активными объектами 2-го порядка. Способ взаимодействия между двумя типами объектов класса 2.1 (через общую ось - см. пункт "Математические модели объектов 2-го порядка") остается независимым от того в какой точке внутреннего мира они находятся. Задав набор правил взаимодействия - аналога законов природы - мы получим автоматическое построение нестационарного универсального интерфейса, поскольку выполнение заданных правил приводит к упорядочиванию взаимодействий по всему объему внутреннего мира. Но самая замечательная особенность системы объектов 2.1, пожалуй, в ее способности к порождению комбинаций: простые знаний служат строительным сырьем более сложных знаний (являясь глобальными характеристиками логических доменов).

С учетом всего вышесказанного схема "внутренний мир - формирователи" выглядит следующим образом:

                 ┌───────────────┐ ┌──────────────────────┐
                 │Стековая память│ │Энциклопедия первичных│
                 │подсистемы 3.2 │ │     знаний - ЭПЗ     │
                 └───────┬───────┘ └───────────┬──────────┘
                         v                     v
                      ╔══╧═════════════════════╧═══╗
                      ║ Формирователь внутреннего  ║
                      ║ мира (объект 3-го порядка) ║
                      ╚═════════════╤══════════════╝
                                    v
                               ┌────┴─────┐
                               │Внутренний│
                               │   мир    │
                               └──────────┘

Устройство, в котором хранится априорный набор типов объектов класса 2.1 из которых строится внутренний мир, носит название ЭНЦИКЛОПЕДИИ ПЕРВИЧНЫХ ЗНАНИЙ (сокращенно ЭПЗ). Рассмотрим ее подробнее.

По своему назначению ЭПЗ подобна энциклопедии (отсюда и название), где как можно всесторонне описан внешний мир. Видимо ЭПЗ больше будет напоминать энциклопедию по обзору науки и техники чем абстрактные математическо-ориенированные издания в силу необходимости связать описанное в ней с картиной внешнего мира, получаемой из стековой памяти подсистемы 3.2. Как и обычная энциклопедия, ЭПЗ не содержит точного описания конкретно взятого объекта внешнего мира. Она содержит описание ключевых параметров однотипных объектов. Каждый такой тип при соответствующем варьировании параметров превращается в аналог одного из реально существующих объектов 1-го порядка внешнего мира. ЭПЗ содержит не только типы объектов 2.1, но и возможно, их базовые комбинации. Будучи помещенные во внутренний мир они способны намного облегчить его построение и построение целевого объекта. Как уже указывалось выше, минимально возможный объем знаний для построения внутреннего мира должен охватывать логические домены уровней N1..N. Знания большего уровня состоят из знаний меньшего.

Уровень набора простейших первичных или АТОМАРНЫХ, уже неделимых далее, знаний не должен превышать N1. В ряде частных случаев, когда взаимодействие разноуровневых доменов внешнего мира имеет какие-либо аналогии, корректность работы внутреннего мира сохранится и при выходе за пределы N1..N. В противном случае выходе за N1..N объект 3.3 моментально теряет преимущество априорных знаний об устройстве мира и переходит к малоэффективному принципу работы интерполяции/экстраполяции объекта 3.2. Поэтому создателям объекта 3.3 желательно занести в ЭПЗ не минимальный набор знаний, а как можно больше.

Рассмотрим вопрос универсальности атомарных знаний. Очевидно объект класса 3.3 не может изменять содержимое ЭПЗ в процессе своего функционирования (любое изменение ЭПЗ приведет в конечном итоге к искажению ДРВ, что чревато исчезновением похожести vM и M). Следовательно внутренний мир не может состоять из непредусмотренных ЭПЗ объектов. Но в процессе работы 3.3 реальна ситуация когда нужно будет выйти за пределы доменов уровней N1..N и строить внутренний мир за пределом N1..N (пусть даже он и будет совпадать с внешним миром только в ограниченном числе состояний, определяемых стековой памятью подсистемы 3.2). И если набор атомарных знаний из ЭПЗ недостаточно универсален, то может создаться положение невозможности такого построения. Но увеличивать универсальность набора атомарных знаний ЭПЗ и гибкость множества их комбинаций по своему произволу мы тоже не можем, т.к. это неминуемо приведет к "размазыванию" ДРВ. Одно из решений может заключаться в создании УНИВЕРСАЛЬНОГО АКСИОМАТИЧЕСКОГО БАЗИСА. Это набор объектов класса 2.1 при помощи комбинации которых можно построить любые логическое домены, в т.ч. и образующие вложенную структуру. Это вполне возможно, ведь набором элементарных математических понятий и их последующими комбинациями можно описать любой объект 2-го порядка. Следовательно универсальный аксиоматический базис нужно создавать как аналог элементарных математических объектов. В дальнейшем универсальный аксиоматический базис ложится в основу атомарных объектов ЭПЗ. Чтобы исключить непосредственное использование универсального аксиоматического базиса во внутреннем мире на уровне доменов N1..N можно использовать те же приемы что и при изменении "коэффициентов" объектов vM без затрагивания их структуры, например энергетический способ. Существование универсального аксиоматического базиса по-видимому будет одним из многих принципиальных положительных отличий ИИ от человека, т.к. в человеке универсальный аксиоматический базис скорее всего отсутствует и атомарный уровень нашей ЭПЗ определяется границей возможностей рецепторов и эффекторов (зрение, слух, руки, ноги и т.д.), остающихся как известно неизменными на протяжении всей жизни. Неспособность человека к наглядному мысленному представлению объектов микромира с присущими им корпускулярно-волновым дуализмом, принципом неопределенности и другими квантово-механическими свойствами также следствие отсутствия универсального аксиоматического базиса.

Практический пример содержимого ЭПЗ скорее всего будет представлять собой концентрацию всех знаний человечества. Возможно содержимое ЭПЗ будет увязано с т.н. информационными плагинами (см. пункт "Информационные плагины") и альтернативным миром (см. пункт "Объекты класса 3.3.2 и 3.3.3"). Создание ЭПЗ возможно уже сейчас, т.к. вероятно получение человечеством знаний подчинено нормальному закону распределения. Если отложить по оси X время а по оси Y количество полученных знаний, то знания бывшие у человечества до момента времени t=0 составляли его ЭПЗ. И к настоящему времени максимум по Y уже пройден (нам известны основополагающие законы природы). Иными словами "критическая" масса знаний уже имеется.

Рассмотрим следующий ключевой узел объекта 3-го порядка: ПОЛИГОН внутреннего мира. Как ясно из названия, его задачей служит отработка действий по распаду и синтезу логических доменов. Необходимость в наличии полигона обусловлена требованием сохранения эквивалентности внутреннего мира внешнему. Поэтому любые опыты, связанные с изменением его структуры должны проводится не в нем самом, а в соответствующей копии - полигоне. Такой подход заодно устраняет возможные последствия при неправильном построении целевого домена. Очевидно перед началом проведения "умозрительных опытов" свойства совокупности объектов 2-го порядка слагающих полигон равны соответствующим свойствам объектов 2-го порядка внутреннего мира. Это достигается путем, аналогичным созданию самого внутреннего мира (создается формирователь полигона, сам полигон выступает в роли внутреннего мира, в роли внешнего мира выступает либо внутренний мир, либо внешний). Имеется 2 концепции создания полигона: либо копировать в полигон состояние внутреннего мира, либо создавать параллельно несколько внутренних миров и впоследствии использовать часть из них как полигоны. Второй путь более предпочтителен, поскольку цепочка M->vM->полигон накапливает больше ошибок чем цепочка M->полигон.

Рассуждая про внутренний мир возникает законный вопрос: в чем его отличие от памяти компьютера? Основные различия естественно заключены в порядке: vM - объект класса 2.2, а память компьютера - 1.1. Что касается эквивалентности внутреннего мира всему компьютеру (т.е. системе вида "обработчик 2.2" <--> "данные 1.1"), то желательно чтобы внутренний мир представлял собой именно набор независимых объектов класса 2.2, а не систему вида "обработчик 2.2" <--> "данные 1.1". Почему:

  1. Необходимость наличия у внутреннего мира вложенной структуры логических доменов и бесконечности последних. Реализовать это требование при помощи автономных объектов класса 2.2 гораздо проще чем в системе вида "обработчик 2.2" <--> "данные 1.1". Этому способствуют явления изомерии (многообразие пространственной конфигурации сложной молекулы при неизменной химической формуле, сопровождаемое значительным диапазоном изменений физико-химических свойств соединения), голографии, динамического превращения свойств макросистем (например живой клетки) и др..
  2. Способность к детализации внутреннего мира из автономных объектов 2.2 выше чем у системы "обработчик 2.2" <--> "данные 1.1".
  3. Внешний мир представляет собой набор логических доменов, которые можно представить как объекты класса 2.2. И чем ближе по конструкции модель будет к реальности, тем лучше. (Естественно внешний мир далеко не так прост - он объект 4-го порядка. Но так как в рамках объекта 3-го порядка невозможно управлять объектами выше 2-го порядка мы приближенно считаем внешний мир совокупностью объектов 2-го порядка).
  4. В процессе формирования и абстрактных построений неизбежно возникает необходимость в изменении свойств внутреннего мира. В случае независимости объектов 2.2 сделать это гораздо проще - изменение одного объекта не влияет на свойства остальных.
  5. В некоторых случаях некоторые объекты 2.2 внутреннего мира по своим физическим характеристикам могут быть очень близки к своим аналогам из внешнего мира. Такое физическое соответствие дает очень точное моделирование процессов, протекающих в реальном, внешнем мире. Очевидно что реализовать такие похожие объекты класса 2.2 нельзя при структуре вида "обработчик 2.2" <--> "данные 1.1".

Ясно что все вышеперечисленные пункты имеют чисто практическое значение, т.к. принципиально множество маленьких объектов 2.2 равносильно одному большому.

При рассмотрении идеи внутреннего мира возникает вопрос вложенности внутренних миров: образ объекта 3.3 во внутреннем мире тоже может содержать внутренний мир. Тот, в свою очередь, опять может содержать образ 3.3 с внутренним миром и т.д.. Таким образом возникает бесконечный ряд вложенных друг в друга внутренних миров. Это неверные рассуждения. Ведь внутренний мир формируется объектами 3-го порядка, а следовательно не должен содержать объектов, порядком выше 2-х. Если же говорить о вложенности внутренних миров, то тогда получается что во внутреннем мире, где существует образ 3.3 также содержащий внутренний мир, должны присутствовать объекты 3-го порядка - формирователи вложенного в образ 3.3 внутреннего мира. При этом получается что образ 3.3 будет уже объектом не 2-го, а 3-го порядка. Естественно это противоречит требованию содержать во внутреннем мире только объекты 1-го и 2-го порядков.

Таким образом, внутренний мир не может содержать в себе других вложенных внутренних миров. Образ объекта 3.3, других объектов 3-го порядка, да и вообще всего внешнего мира, представлены во внутреннем мире как объекты 2-го порядка. Это, конечно, приводит к появлению погрешности в описании внешнего мира. Но при больших уровнях объектов 2-го порядка, слагающих внутренний мир, влиянием этой погрешности на принятие правильного решения в достижении цели можно пренебречь. Например все знания людей об устройстве Вселенной представляют собой объекты 2-го порядка. Как следствие, все они имеют рамки своей применимости. Точно так же ведут себя и объекты внутреннего мира: они корректно описывают внешний мир лишь в определенных пределах. Для расширения этих пределов необходимо проводить расширение ЭПЗ и, возможно, детализацию внутреннего мира.

В заключении этого пункта рассмотрим вопрос минимально необходимой первоначальной степени детализации vM. Очевидно использование копирования знаний из ЭПЗ и последующее автоматическое построение на их основе внутреннего мира делает процедуру ручной детализации излишней. Однако если такая возможность имеется, то ей желательно воспользоваться (как и описанием в ЭПЗ знаний о доменах выходящих за пределы уровней N1..N).

7.4.5. Путь к цели

Рассмотрим теперь проблему поиска пути к цели. Путь к цели - это ряд из последовательности команд на E, в результате выполнения которых цель будет достигнута. Как нам уже известно, у нас остался единственный способ получения знаний - путем логического вывода из имеющихся знаний. Обычно этот путь прорисовывается в виде поиска нужной последовательности комбинаций объектов из vM. Известным также как поиск в лабиринте решений. В нем решаются 2 основные задачи: получение возможных путей и их оптимизация - выбор лучшего из них. Как известно лабиринт решений - камень преткновения создателей ИИ. В соответствии с законами комбинаторики его рост нелинейно зависит от роста числа входных данных. В нашем случае ситуация гораздо хуже - внешний мир бесконечен, внутренний мир так же. Из этого следует что и сам лабиринт будет также бесконечным. И эта бесконечность сводит к нулю эффективность всех 3-х методов прохождения лабиринта: повышения скорости, параллелизма и улучшение алгоритмов поиска. В таких условиях мы вообще не сможем найти ни одного решения, не говоря уже об их оптимизации. Итак, в рамках классической теории пройти бесконечный лабиринт за конечное время и при конечной скорости невозможно. Но только при случае если в самих объектах, составляющих лабиринт не содержится подсказка - указатели нужного и притом оптимального пути. Что ж, такое вполне возможно, но только в частных случаях построения внешнего мира. Нас же интересует решение задачи в общем виде.

Напрашивается такое решение: в изначальной неактивной модели внутреннего мира в неактивных объектах 2.2 самим поставить такие указатели (если мы знаем общую картину построения M, то почему бы нам не знать и оптимальный путь в общем же виде). Но изначально мы имеет только общую модель внешнего мира, не детализированную еще на отдельные объекты. И расставить указатели мы сможем лишь в общем виде. Образно говоря мы сможем только сказать "иди на север" или "иди на юг", не раскрывая при этом конкретной дороги. Но в случае бесконечного числа вариантов таких дорог может оказаться и так, что число возможных путей от одного указателя до другого также бесконечно. Таким образом нам придется усеять указателями весь путь, вплоть до мельчайших деталей. Такое конечно недопустимо, не говоря уже и том, что в этом случае придется также и самим же проводить детализацию пути, чтобы было куда ставить указатели.

Но решить задачу все же возможно. И поможет нам в этом то, против чего мы безуспешно боролись - бесконечность внешнего мира. Враг превратится в союзника.

Так как vM бесконечен, то разделив его на конечное количество примерно равных частей мы увидим что эти части также бесконечны. Разделим таким образом, что каждая часть станет представлять собой логический домен, а все вместе они образуют вложенную структуру. Это возможно, так как общая схема построения M нам известна изначально. Каждый домен при этом будет состоять из бесконечного количества физически элементарных объектов 1.1, уже неделимых далее. Либо его опять можно представить как совокупность логических доменов более высокого уровня (это также вытекает из вложенной структуры логических доменов внешнего мира). Как известно логический домен - это совокупность связей типа "причина - следствие", которые можно рассматривать как объекта класса 2.2. Допустим у нас имеется некий логический домен, глобальные характеристики которого описываются множеством объектов 2.2, среди которых имеются A->X->B и C->Y->D. Так вот, если домен бесконечен и указанные процессы не являются непосредственными свойствами слагающих его физически элементарных объектов а являются свойствами их коллектива, то можно утверждать что домен поддается разделению на два других домена (также бесконечных). Причем один из них содержит процесс A->X->B и не содержит процесса C->Y->D, а другой наоборот, содержит C->Y->D и не содержит A->X->B. И это условие выполнимо с любой заданной степенью точности. Такое деление можно продолжать сколь угодно долго. Справедливо и обратное: взяв два домена, содержащих различные процессы, можно слить их в единый домен, обладающий процессами как первого, так и второго домена. Причем гарантировать существование в новом домене процессов A->X->B и C->Y->D как независимых объектов можно с вероятностью, сколь угодно близкой к единице.

Эти свойства, вытекающие из центральной теоремы, и дают нам возможность эффективно двигаться к цели. Очевидно что деление/слияние доменов возможно только в случае бесконечной среды функционирования и только тогда, когда разговор идет о глобальных характеристиках доменов. В конечных системах объекты 2-го порядка неотделимы от объектов 1-го порядка и являются их неотъемлемыми свойствами, подобно тому как масса в нашем мире однозначно связана с энергией, а волновые свойства объектов неотделимы от корпускулярных.

Еще в самом начале нашего рассказа про объекты 3-го порядка мы говорили о том, что объект 3.3 не может создавать объекты 1-го и 2-го порядка, а может лишь менять свойства существующих. Не можем мы создать физически элементарные объекты и в данной задаче. Но мы можем создавать логические домены. Из ничего, из пустоты, создать логический домен конечно невозможно. Но его можно получить путем деления произвольного логического домена на более мелкие домены и объединяя их с другими доменами (уже существующими или являющимися продуктами какого-либо деления).

Известно, что цель в 3.1 и 3.2, состоящая из конечного числа физически элементарных элементов может быть преобразована конечным количеством способов и только определенным кругом объектов, который также конечен. Это вынуждает искать эти объекты и последовательность шагов преобразования. В разделах, посвященных описанию 3.1 и 3.2 для простоты подразумевалось что путь управления от эффекторов до цели (цепочка объектов 2.2) существует. Но строго говоря это не всегда так. Вполне возможно что такого пути и нет. Или же он есть, он не позволяет управлять объектом C->Y->D в полной мере. Если же мир бесконечен, то на основании центральной теоремы можно утверждать что построение бесконечного логического домена, глобальные параметры которого уже существуют по отдельности в других доменах, возможно всегда. Это утверждение вытекает и из общего принципа получения знаний из внешнего мира: поскольку знания это объекты 2-го порядка - логические домены, то стало быть наличие знаний во внешнем мире говорит о том что существуют и несущие их домены.

Нужно лишь найти подходящие домены и преобразовать их. Как будет показано, это преобразование принципиальным образом отличается от преобразования в 3.1 и 3.2. В 3.3 мы имеем уже процесс создания, а не поиска. Таким образом в рамках бесконечного внешнего и внутреннего миров нам не нужно проходить лабиринт решений - отпадает сама необходимость его прохождения. Вместо этого строятся логические домены с заранее заданными свойствами, т.е. создаются объекты 2-го порядка с условно-постоянными в рамках данной задачи свойствами. А на основе уже их комбинаций - следующие объекты класса 2.2 и т.д.. С уходом лабиринта решений уходит и проблема потенциальных барьеров. Они существуют лишь тогда, когда мы пользуемся готовыми путями и притом вслепую - руководствуясь генератором случайности. Если же дорога к цели строится нами самостоятельно, то на ней нет и барьеров, т.к. отсутствует понятие выбора из множества путей: дорога-то одна!

Следует еще раз отметить что построение логического домена и изменение свойств существующего - не одно и то же. При изменении свойств любого объекта структура объекта остается неизменной. Поэтому изменяя состояние домена мы не должны менять его структуру - распределение в нем объектов 1.1 и связей между ними, предполагая что требуемое состояние домена может быть получено только путем изменения состояний (значений координат в многомерных переменных объектов 1.1) слагающих его объектов 1.1. Для этого приходится перебирать возможные состояния домена, ища требуемый (за счет изменения состояния окружающих его доменов или иным способом). Возникает лабиринт решений. В общем, изменение состояния домена можно сравнить с поиском нужного решения в системе уравнений, без права изменения этих уравнений. А создание домена - самим составлять систему уравнений, которая будет иметь нужное решение, причем значения переменных, соответствующих требуемому решению в общем-то уже известны.

Процесс построения логических доменов мы наблюдаем на примере нашей цивилизации - оно не создает ничего нового на атомарном уровне (или если угодно на кварковом - примеры ускорителей элементарных частиц и искусственно осуществленных атомных превращений непринципиальны). Все машины и механизмы были созданы путем преобразования из существующих массивов вещества и энергии.

7.4.6. Процесс построения бесконечного логического домена с заранее заданными свойствами

Рассмотрим процесс построения бесконечного логического домена на качественном уровне. В качестве примера возьмем построение на основе модели "руда - металлы - сплав" (см. пункт 7.4.2).

Пусть в качестве цели мы имеем набор требуемых глобальных характеристик A, B, C, являющихся объектами 2-го порядка, а точнее 2.2. Причем они не противоречат свойствам слагающих их физически элементарных объектов. Во внешнем мире должны существовать логические домены X, Y, Z, удовлетворяющие следующему условию: среди глобальных характеристик домена X (x1, x2, ...., xn) есть некоторая характеристика xi, похожая на A. Аналогично среди свойств домена Y (y1, y2, ...., yn) некоторая характеристика yj похожа на B. Аналогично и с Z - характеристика zk. Взяв домен X начнем делить его до тех пор, пока одно из слагаемых не станет равным xi. Аналогично поступим с Y и Z. В результате мы получим домены со свойствами xi, yj, zk, похожие на A, B и C в "химически чистом" виде. Соединив домены xi, yj, zk мы и получим домен, обладающий требуемыми характеристиками.

Хорошей аналогией построения требуемого домена на основе свойств существующих служит аналогия с получением сплава металлов, обладающего заданным свойством (что и дало название модели "руда - металлы - сплав"). Допустим мы хотим получить сплав, обладающей твердостью, легкостью и хорошей электропроводностью. Очевидно что готового сплава, обладающего такими свойствами в природе нет. Мы начинаем искать материалы - руду, в которых имеется хотя бы одно из указанных свойств. Из полученного списка материалов мы начинаем выделять металлы, входящие в их состав и придающие им эти свойства. Получив их, мы сплавляем металлы в единое целое, получая требуемый сплав.

Из качественной схемы построения видно, что требуемый логический домен не существует изначально. Следовательно, целью объекта 3.3 не может быть требование переделывания уже существующего домена. Она задает конечный его вид и не накладывает каких-либо дополнительных требований. Любые попытки придания цели ориентира на преобразование заранее заданного домена обречены на неудачу, так как любое преобразование автоматически означает поиск возможных путей такого преобразования, а это влечет за собой необходимость прохождения бесконечного лабиринта решений и борьбы с потенциальными барьерами. Естественно что такая цель недостижима. Такое принципиальное отличие цели 3.3 от целей 3.1 и 3.2 заставляет смотреть на проблему прогнозирования поведения 3.3 совершенно с другой точки зрения. Изначально любой искусственный объект, в т.ч. и объект 3-го порядка создается для того, чтобы изменить существующее положение вещей в определенной области мира. Смысл цели 3.1 и 3.2 заключается в придании объекту 2-го порядка C->Y->D определенных состояний. Придя, по замыслу создателей, в эти состояния объект C->Y->D тем самым за счет универсального интерфейса изменит и состояния окружающих его объектов. Манипулируя, таким образом, состоянием одного-единственного объекта 2-го порядка можно вызывать целые серии следующих за этим событий и управлять ими. Таким образом, истинной целью создателей 3.1 и 3.2 служит, в общем случае, не столько изменение состояния самого C->Y->D, сколько следующие за этим изменения в мире.

В случае с 3.3 все по-другому. Где возникнет нужный домен заранее неизвестно. Поэтому прогнозировать заранее изменения, которые он вызовет во внешнем мире, нельзя. Отсюда вытекает, что ставить целью создание одного домена можно только в случае, когда истинной целью создателей является сам факт возникновения такого домена - они просто указывают объекту 3.3 что создаваемый бесконечный логический домен имеет уровень N (если не указывать уровня то и делать как бы ничего не нужно, поскольку только уровень отличает заключительный вид бесконечного целевого домена от его описания-цели внутри 3.3, также бесконечной, - ведь алгоритмы описывающие их глобальные параметры равны). Тоже самое получается и при 2-х и при 3-х и т.д. числе доменов. Если же они претендуют на то, чтобы при помощи 3.3 направленным образом влиять на внешний мир, то кроме этого домена им придется описать в цели весь мир в том виде, в каком они хотят его видеть. Очевидно что в этом случае в только что созданном объекте 3.3 по своей массе цель становиться равной внутреннему миру. То есть как минимум потенциально бесконечной.

Конечно в реальных системах бесконечность внутреннего мира и цели может быть только потенциально бесконечной - создать их изначально бесконечно большими вряд ли когда-либо удастся. Отсюда можно заключить что цель описывает требуемый мир приближенно - на уровне глобальных характеристик бесконечных логических доменов. Поэтому от 3.3 можно ждать только прогнозируемые глобальные изменения в мире. Локальные его решения могут быть какими угодно. Глобальностью цели 3.3 объясняется, в частности, поведение человека - он никогда не стремится к достижению чего-либо конкретного (в широком понимании). Он ищет "смысл жизни", "счастье" и т.п., маскируя под этими терминами свою деятельность по изменению окружающего его мира. И находит душевный покой тогда, когда в окружающей его обстановке "все на своих местах" (правда и в этом случае внутренне он неспокоен - за счет наличия внутреннего мира он "видит" внешний мир не только через рецепторную матрицу, и подозревает что там, "за горизонтом", не все "хорошо"). Качественная схема построения также наглядно демонстрирует и неспособность объекта 3.3 генерировать принципиально новых знаний - объектов класса 2.2, аналоги которых отсутствуют во внешнем и внутреннем мирах.

В дополнению к качественной схеме построения пути к цели обрисуем в общих чертах эту схему применительно к конструктивным особенностям объекта 3.3. Пусть цель задается логическим доменом (объектом 2-го порядка) такого вида:

                         ┌─┐                     ┌─┐
                         │1│                     │2│
                         ├─┤                     ├─┤
                         │3│         ╔═╗         │4│
                         ├─┼────────>╢X╟────────>┼─┤
                         │5│         ╚═╝         │6│
                         ├─┤                     ├─┤
                         │7│                     │8│
                         └─┘                     └─┘

Или в виде свойств:

          ┌
          │1->X->2
          │3->X->4
     (1)  ┤5->X->6
          │7->X->8
          └

1) Первым нашим шагом должно стать нахождение в vM логических доменов содержащих хотя бы одно похожее свойство из (1). Одним из вариантов решения этой проблемы может быть следующий: от каждого объекта класса 2.2 каждого логического домена vM идет связь к объектам 2.2 цели. Эта связь по принципу работы похожа на обратную связь из 3.1 или 3.2. В ней также рассчитываются коэффициенты u, по которым и определяется насколько тот или иной процесс похож на свойство из (1). Процесс сравнения тесно связан с проблемой произвольного доступа к любому объекту внутреннего мира (см. пункт "Устройство основных узлов объекта класса 3.3. Энциклопедия первичных знаний"). И он также может быть решен при помощи внутренних рецепторно-эффекторных матриц vR, vE, а также их плагинов vPR, vPE. Если цель содержит один объект A->X->B, а в vM есть только 2 процесса d11->D1->d12 и d21->D2->d22, то такую систему поиска можно изобразить так:

                          ┌───┐     ╔══╗     ┌───┐
                          │d11├>────╢D1╟────>┤d12│
                          │   ├─┐   ╚══╝   ┌─┤   │
                          └───┘ │          │ └───┘
                          ╔═══╗ │          │ ╔═══╗
                          ║   ╟<┘   ┌──┐   └>╢   ║
                          ║u11╟────>┤u1├<────╢u12║
                          ║   ╟<┐   └──┘   ┌>╢   ║
                          ╚═══╝ │          │ ╚═══╝
                          ┌───┐ │          │ ┌───┐
                          │   ├─┘   ╔══╗   └─┤   │
                          │ A ├────>╢X ╟────>┤ B │
                          │   ├─┐   ╚══╝   ┌─┤   │
                          └───┘ │          │ └───┘
                          ╔═══╗ │          │ ╔═══╗
                          ║   ╟<┘   ┌──┐   └>╢   ║
                          ║u21╟────>┤u2├<────╢u22║
                          ║   ╟<┐   └──┘   ┌>╢   ║
                          ╚═══╝ │          │ ╚═══╝
                          ┌───┐ │          │ ┌───┐
                          │   ├─┘   ╔══╗   └─┤   │
                          │d21├────>╢D2╟────>┤d22│
                          └───┘     ╚══╝     └───┘

Коэффициенты u1 и u2 показывают степень схожести с процессом A->X->B соответственно процессов d11->D1->d12 и d21->D2->d22. По такому принципу можно найти из vM процесс, наиболее похожий на заданный. Важным преимуществом такой схемы поиска является параллелизм - коэффициенты u рассчитываются параллельно, что дает возможность очень быстро определить местонахождение нужного процесса (а по ним и домена) независимо от их общего числа в vM.

2) Второй шаг - процедура деления или распада найденных доменов на отдельные процессы. Допустим что нашли 3 домена:

                        ┌──┐                     ┌──┐
                        │ 1│                     │ 2│
                        ├──┤                     ├──┤
                        │a1│                     │a2│
                        ├──┤         ╔═╗         ├──┤
                        │a3├────────>╢A╟────────>┤a4│
                        ├──┤         ╚═╝         ├──┤
                        │a5│                     │a6│
                        ├──┤                     ├──┤
                         .                        .
                         .                        .
                         .                        .
                        └──┘                     └──┘
                        
                        ┌──┐                     ┌──┐
                        │b1│                     │b2│
                        ├──┤                     ├──┤
                        │ 3│                     │b4│
                        ├──┤         ╔═╗         ├──┤
                        │b3├────────>╢B╟────────>┤ 4│
                        ├──┤         ╚═╝         ├──┤
                        │b5│                     │b6│
                        ├──┤                     ├──┤
                         .                        .
                         .                        .
                         .                        .
                        └──┘                     └──┘
                        
                        ┌──┐                     ┌──┐
                        │c1│                     │ 6│
                        ├──┤                     ├──┤
                        │c3│                     │c2│
                        ├──┤         ╔═╗         ├──┤
                        │ 5├────────>╢C╟────────>┤c4│
                        ├──┤         ╚═╝         ├──┤
                        │ 7│                     │ 8│
                        ├──┤                     ├──┤
                         .                        .
                         .                        .
                         .                        .
                        └──┘                     └──┘

Казалось бы можно просто соединить, синтезировать, такой домен:

                        ┌──┐                     ┌──┐
                        │ 1│                     │ 2│
                        ├──┤                     ├──┤
                        │a1│                     │a2│
                        ├──┤                     ├──┤
                        │a3│                     │a4│
                        ├──┤                     ├──┤
                        │a5│                     │a6│
                        ├──┤                     ├──┤
                         .                        .
                         .                        .
                         .                        .
                        ├──┤                     ├──┤
                        │b1│                     │b2│
                        ├──┤                     ├──┤
                        │ 3│                     │b4│
                        ├──┤         ╔═╗         ├──┤
                        │b3├────────>╢Y╟────────>┤ 4│
                        ├──┤         ╚═╝         ├──┤
                        │b5│                     │b6│
                        ├──┤                     ├──┤
                         .                        .
                         .                        .
                         .                        .
                        ├──┤                     ├──┤
                        │c1│                     │ 6│
                        ├──┤                     ├──┤
                        │c3│                     │c2│
                        ├──┤                     ├──┤
                        │ 5│                     │c4│
                        ├──┤                     ├──┤
                        │ 7│                     │ 8│
                        ├──┤                     ├──┤
                         .                        .
                         .                        .
                         .                        .
                        └──┘                     └──┘

минуя при этом фазу распада. Но при таком способе синтеза нужные процессы попросту "растворятся" в огромном количестве посторонних процессов. В пределе при таком подходе вообще ничего не надо делать - в "растворенном" виде требуемые процессы уже существуют в M. Так что распад все же необходим. Задача распада такая: создать цепочку доменов vE->vDR1->vDR2->...->vA, vB, vC. Где vDRi - домены распада, vA, vB, vC - аналоги A, B, C в vM. Плюс к этому требуется запомнить последовательности создания vDRi и команд на vE, чтобы потом можно было повторить тоже в M. После прохождения фазы расщепления должны появиться 1->A->2, 3->B->4, 5->C->6, 7->C->8 в чистом виде.

Определим сперва что вообще может вызвать распад, например, домена A. Для этого находим (аналогично п. 1) ) в vM процессы, которые вызывают расщепление доменов, содержащих процессы похожие на a1->A->a2, a3->A->A4 и т.д.. Очевидно что применив похожие процессы к домену A мы вызовем его деление на a1->A->a2, a3->A->a4, .... . При этом, освободившись от остальных процессов, 1->A->2 также появится в чистом виде. Точно так же идет расщепление B и C.

Что значит "применить похожий процесс" - значит построить около A, B, C домен распада, примерно такой же как и у доменов, похожих на A, B, C, но отличающийся одним свойством - близостью к A, B и C. Построение такого домена происходит аналогично всему этому алгоритму. Теперь домен распада нужно запустить - построить цепочку доменов-посредников от vE к vDR. Это делается так: ищутся домены, влияющие на состояние доменов-аналогов vDR и строятся похожие вблизи vDR - домены vDR1. Параллельно ищутся домены, похожие на vDR1 и к которым есть доступ от vE непосредственно или уже через готовые домены-посредники vDRi. Они также строятся, но уже со стороны vE: vE->vER1, vER2, ..... . Когда vERi совпадет с vDRj цепочка управления готова. Команды, которые подаются на E для управления DR записываются походу построения, они аналогичны командам для управления доменами, которые мы брали за шаблон при построении новых.

3) Синтез. На этом этапе требуется синтезировать из находящихся в чистом виде процессов 1->A->2, 3->B->4, 5->C->6, 7->C->8 домен X. Кажется, можно поступить так же, как и при распаде - искать и строить по аналогии. В принципе это возможно, но только в частных случаях - когда объект 3.3 ранее уже синтезировал что-то похожее, в результате чего запомнил процесс синтеза. Но как быть если все делается в первый раз? Где в таком случае найти аналогию синтеза? Очевидно что для этого в vM нужно искать отдельные 1->A->2, 3->B->4, 5->C->6, 7->C->8 или очень на них похожие. Такими же схожими должны быть и процессы, составляющие сам процесс синтеза. Но если все требуемое действительно существует, а тем более в естественном виде (т.е. не было когда-то создано 3.3), то это говорит также и о существовании аналога X, что делает вообще бесполезным существование объекта 3.3 - какой смысл строить уже то, что уже есть? Так что воспользоваться естественными аналогиями синтеза возможно, пожалуй, лишь на стадиях постройки доменов-посредников между vE, vR и X с vM. Для реализации процесса синтеза в общем случае они малопригодны. Воспользуемся таким способом: разобьем фазу распада домена A на несколько равных последовательных стадий. То же самое сделаем и для синтеза (пока предполагаемого) того же домена A, причем число стадий синтеза то же что и распада. Чем отличаются при этом условия, при которых происходит расщепление на 1-й стадии от синтеза на последней, расщепления на 2-й и синтеза на предпоследней и т.д.? Очень немногим. Чем больше стадий - тем меньше разницы. Это дает основания полагать, что создав на начальной стадии синтеза 1-A->2, 3->B->4, 5->C->6, 7->C->8 совокупность условий, присутствующих на последней стадии их высвобождения в чистом виде, и незначительно поварьировав некоторыми параметрами окружающих их доменов (привлекая ГС - генератор случайности), придем ко 2-й стадии синтеза и т.д.. Т.е. в данном случае работает принцип "клин клином вышибают". Поиск и постройка доменов, обеспечивающих появление необходимых внешних условий синтеза на каждой его стадии, происходит аналогично всему этому алгоритму.

4) После того как все готово, делается пробный запуск X и его тестирование. Если выяснится что он не в полной мере обладает нужными свойствами, то пройденная последовательность шагов запоминается как неудачная, происходит откат на первоначальное состояние "состояние 1" (или на состояние, после которого и начались "неудачи", определить которое кстати весьма непросто) и далее весь этот алгоритм начинается с начала (но уже, конечно, по другому пути).

5) Итак, все шаги в vM пройдены. Осталось самое главное - проделать тоже самое, но уже в реальном мире - M. Что и делается. После чего формирователи vM изменяют его в соответствии с изменениями в M - возникновения X. Далее объект 3.3 будет играть роль системы слежения - удерживать X в нужном состоянии.

Вот таков процесс достижения цели в рамках 3.3. Добавим к этому еще несколько соображений.

1) Если в результате многократного возврата с шага 4 выяснится что на шагах 1, 2, 3 не хватает информации (слишком большие коэффициенты U при поиске похожих вариантов), то необходимо провести детализацию vM. Ищется область наибольшей вероятности появления домена с нужными свойствами. Как правило это область с наибольшей концентрацией доменов по свойствам, приближающимся к заданному. После этого строятся домены доступа в данную область, идущие от vE и vR. Происходит постройка того же самого в M. Затем при помощи случайных изменений со стороны 3.1 или 3.2 на E, состояния доменов в этой области будет меняться. Это отразится на R и в конечном итоге на формирователях vM. Произойдет более детальная прорисовка vM в этой области. Вполне возможно что после операции детализации область наибольшей вероятности сместится в другую часть vM.

2) Потенциальная бесконечность внутреннего мира объекта класса 3.3.1 может быть таковой лишь отчасти. В силу масштабируемости универсального интерфейса вложенной структуры логических доменов представляется реальным построить внутренний мир (и соответственно его первоначальную детализацию) на базе глобальных параметров бесконечных логических доменов. В этом случае дальнейшее развитие внутреннего мира может идти как по пути "присоединения" логических доменов внешнего мира, так и по пути детализации изначальных (бесконечных) доменов. Аналогичным образом решается и задача модификации рецепторно-эффекторных матриц, изначальные элементы которых (объекты m - см. пункт "Эволюционный процесс и механизм полуактивной защиты, память стекового типа и косвенная цель. Объект класса 3.2.2") также могут представлять собой бесконечные логические домены.

3) Домены-посредники между E, R и M мы будем называть ВНЕШНИМИ ПЛАГИНАМИ. Плагины, эти направленно созданные домены, остаются во внешнем мире и после достижения цели, имеют аналоги в vM и могут быть использованы в дальнейшей работе. Кроме того, на основе плагинов полученных на одном шаге, можно строить плагины для другого шага и т.д.. Все машины человечества - его плагины. Обозначим плагины эффекторы и рецепторы внешнего мира соответственно как PE и PR, а внутреннего - как vPE и vPR.

4) Схематичный рисунок структуры 3.3:

    ┌─────────────┐         ┌--------------------┐
    │Цель - объект│         |    Внешний мир M   |
    │ класса 2.2  ├>──┐     | ┌─┐     ╔═╗    ┌─┐ |
    └─────────────┘   │     | │C├────>╢Y╟───>┤D│ |
    ┌─────────────┐   │     | └─┘     ╚═╝    └─┘ |
    │ЭПЗ - объекты├>─┐│     | ┌──┐          ┌──┐ |
    │ класса 2.1  │  ││     | │PE├<┐      ┌<┤PR│ |
    └─────────────┘  ││     | └──┘ |      | └──┘ |
    ┌─────────────┐  ││     | ┌─┐  |      |  ┌─┐ |
    │  Источник   │  ││     | │ ├--┘      └--┤ │ |
    │материала для├>┐││     | │E│            │R│ |
    │  внутренних │ │││     | │ ├<─┐      ┌─<┤ │ |
    │    миров    │ │││     | └─┘  │      │  └─┘ |
    └─────────────┘ │││     └------┼------┼------┘
                    │││            │      │
                    │││           ╔╧══════╧╗       ┌------┐       ┌------┐
                    ││└──────────>╢ Модуль ╟─<─────|Объект|─<─────|Объект|
                    │└───────────>╢   M3   ║       |класса|       |класса|
                    └────────────>╢        ║─>─────|  3.2 |─>─────|  3.1 |
                                  ╚════╤═══╝       └------┘       └------┘
                                       ^
                                       │
                                       v
┌--------------------------------------┼---------------------------------┐
| Области внутренних миров             │                                 |
|                    ┌─────────────────┴───────────┬──────────────┬...   |
| ┌------------------┼-------┐  ┌------------------┼-------┐     ...     |
| |           ┌──────┴─────┬┐|  |           ┌──────┴─────┬┐|             |
| |           v            v^|  |           v            v^|             |
| |╔══════════╧══════════╗ ││|  |╔══════════╧══════════╗ ││|             |
| |║    Формирователь    ║ ││|  |║    Формирователь    ║ ││|             |
| |║ внутреннего мира Vm1║ ││|  |║ внутреннего мира Vm2║ ││|             |
| |║(объект 3-го порядка)║ ││|  |║(объект 3-го порядка)║ ││|             |
| |╚══════════╤══════════╝ ││|  |╚══════════╤══════════╝ ││|             |
| |           v            ││|  |           v            ││|             |
| |┌──────────┴───────────┐││|  |┌──────────┴───────────┐││|             |
| |│Внутренний мир 1 - vM1│││|  |│Внутренний мир 2 - vM2│││|             |
| |│    (он же полигон)   │││|  |│    (он же полигон)   │││|             |
| |│         ┌───┐    ┌──┐│││|  |│         ┌───┐    ┌──┐│││|             |
| |│         │vPE├<---┤vE├┼┘│|  |│         │vPE├<---┤vE├┼┘│|             |
| |│         └───┘    └──┘│ │|  |│         └───┘    └──┘│ │|             |
| |│         ┌───┐    ┌──┐│ │|  |│         ┌───┐    ┌──┐│ │|             |
| |│         │vPR├>---┤vR├┼─┘|  |│         │vPR├>---┤vR├┼─┘|             |
| |│         └───┘    └──┘│  |  |│         └───┘    └──┘│  |             |
| |└──────────────────────┘  |  |└──────────────────────┘  |             |
| └--------------------------┘  └--------------------------┘             |
└------------------------------------------------------------------------┘

Как видно из рисунка, область внутреннего мира делится на несколько частей - автономных параллельно работающих внутренних миров (используется схема вида "M->полигон" - см. пункт "Устройство основных узлов объекта класса 3.3. Энциклопедия первичных знаний"). Каждый из них включает свой собственный формирователь и набор внутренних рецепторов, эффекторов и плагинов внутренних рецепторов и эффекторов. Кроме цели и ЭПЗ имеется также источник материала для строительства областей внутренних миров. На схеме мы видим что пути влияния к внешним плагинам E->PE, PR->R, vE->vPE, vPR->vR показаны пунктиром. Тем самым показывается что PE, PR, vPE, vPR не имеют прямого отображения в памяти 3.2 и работа с ними (как с отдельными объектами) происходит исключительно в рамках внутреннего мира. Большой простор для фантазии открывается при улучшении полигона - к примеру при переходе от "состояние 1" к "состояние 2" можно запоминать не все состояние vMi, а лишь изменения в соответствующих объектах. Сделать полигон на основе многоблочных объектов - каждый блок объекта содержит информацию о его состоянии в "состоянии i" причем состояние одного блока не влияет на другой, что дает возможность параллельно дав команду на все объекты управлять переходом от "состояние i" к "состояние j". И т.п.. Так что конструкция объекта 3.3 содержит большой потенциал для своего развития. Интересна также организация защиты объекта 3.3 от негативного влияния внешнего мира. Как уже упоминалось, внутренний мир представляет собой совокупность объектов класса 2.2, интерпретаторы которых функционируют независимо друг от друга. Поэтому внесенные нами изменения в состояния одних объектов автоматически вызывают изменения состояния других, как и во внешнем мире. Даже если мы вообще ничего не изменяем во внутреннем мире, все равно идет постоянное движение объектов внутреннего мира само по себе. Искусственно повысив скорость процессов внутреннего мира относительно скорости тех же процессов во внешнем мире мы сможем предвидеть развитие событий. Совместно с механизмом отката это делает реальным построение активной защиты. "Проиграв" развитие событий, объект 3.3 строит во внутреннем мире домены позволяющие изменить их ход в лучшую для него сторону. Используя же механизм отката можно провести оптимизацию этих мер - выбрать из нескольких возможных путей наиболее перспективный. Так что активная защита строиться на тех же самых принципах, что и общее движение 3.3 в сторону достижения цели. Образно говоря внешний мир с точки зрения объекта 3.3 - это "черный ящик". Подсистема класса 3.2 накапливает информацию об "черном ящике", образуя набор (Ri, Ei, dUi). Затем подсистема 3.3 производит "расшифровку" этого набора в "терминах" ЭПЗ и путем создания логических доменов "проигрывает в голове" путь к цели.

Очевидно что принципиальных отличий достижения цели в модели "построение по аналогии" и в рассмотренной "руда - металлы - сплав" нет. Поэтому особо останавливаться мы на ней не будем.

7.4.7. Обзор объектов 3-го порядка. Некоторые прикладные аспекты

Проводя общее сравнение 3.3 с 3.1 и 3.2 выяснится что применение 3.3 далеко не всегда выгоднее 3.2. 3.3 подобен тяжелой артиллерии бьющей далеко и обладающей большой мощностью, но почти беспомощной перед близкими небольшими целями. Механизм внутреннего мира позволяет "проигрывать в голове" общую стратегию достижения цели, когда в запасе имеется много времени и когда мелкие конкретные детали пути к цели не так важны как его общая картина. В "ближнем бою", где нужно быстрое и конкретное решение он малопригоден. В этой ситуации спасти положение может только применение более проворного 3.2. Очень важна роль 3.2 при организации полуактивной защиты 3.3 и частично его эволюционного процесса. Это происходит оттого, что цель 3.3 не может быть направлена на преобразование (либо поддержку в нужном состоянии) заранее заданного логического домена. Поэтому мы не можем включить в цель 3.3 требование защиты и эволюционного развития самого 3.3 (рассматривая его как логический домен).

Тоже самое можно сказать и в адрес сравнения 3.2 с 3.1. Отсюда следует что при постройке 3.3 не следует недооценивать роли 3.2 и 3.1 и тоже создавать их достаточно развитыми, а не просто как формальное звено пирамиды 3.1->3.2->3.3. Еще один момент - цели 3.1, 3.2 и 3.3. Естественно что если они не совпадают, то не должны противоречить друг другу. Это т.н. проблема СОВМЕСТИМОСТИ целей, изучающая системы состоящие из нескольких объектов 3-го порядка (возможно вложенных друг в друга, подобно пирамиде 3.1->3.2->3.3), их взаимовлияния друг на друга и общее результирующее воздействие системы на внешний мир. Поскольку проблема совместимости целей является в основном проблемой практической реализации объектов 3-го порядка, в данной работе она рассматриваться не будет.

В связи с тем что окружающий нас мир бесконечен, возникает вопрос: а где же тогда находятся конечные среды существования 3.1 и 3.2. Ответ прост - в очень слабо связанных с остальным миром логических доменах. Если этот домен бесконечен, то в силу масштабируемости универсального интерфейса (см. пункт 7.2.4) объекты 3.1 и 3.2 работают с его глобальными параметрами. Обособленных логических доменов в нашем мире множество - например состояние звезды в космосе можно считать практически независимым от состояния других космических объектов (планет, других звезд и т.п.).

Итак, общий принцип работы 3.3 ясен. В таком виде 3.3 уже можно сравнивать с человеком. Тут выясняется что они имеют много общего:

1) И 3.3 и человек не имеют конкретной цели. И объект класса 3.3 и человек имеют плагины. Как и 3.3 человек производит направленный распад и синтез доменов внешнего мира. Когда человек занимается каким-либо ремеслом (выполняет квалифицированную физическую работу), то он работает в режиме модели "руда-металлы-сплав". Если он занимается умственной деятельностью, например конструированием новой машины из уже известных узлов и деталей, то применяет модель "построения по аналогии". Разберем последний случай подробнее. С первого взгляда кажется что когда человек строит машину, зная только принцип ее работы, то он вроде бы и не использует из внешнего мира никаких похожих доменов. Например строят самолет. Ясно что во внешнем мире нет ни готовых крыльев, ни мотора, ни фюзеляжа. Деталей из которых они состоят тоже нет. Но это лишь так кажется. Возьмем например крыло. Его можно представить как логический домен, имеющий такие глобальные параметры: пространственную конфигурацию или попросту форму, плотность и твердость материала (для упрощения рассмотрим крылья первых самолетов, где не было еще никакой механизации крыла, встроенных топливных баков и пр.). А вот эти параметры уже имеются в доменах внешнего мира. Материал с заданной плотностью и твердостью можно получить, сплавляя различные металлы. Но как придать сплаву нужную форму? По тому же самому принципу что и получение самого сплава - искать во внешнем мире процессы, в результате прохождения которых у металлических сплавов или других масс вещества с похожими характеристиками меняется форма. В древности таким "процессом" была кузница, а до нее принцип изменения формы металла был подсмотрен у природы - когда например в результате случайных сильных ударов у кусков металла менялась форма. Таким образом, разложив в голове (внутреннем мире) все устройство самолета на простейшие домены, мы сможем изготовить их по отдельности, а затем все собрать в единое целое. Решение типовых задач по математике, розничная торговля, любая другая нетворческая работа - одним словом повседневное поведение человека - все это не имеет никаких принципиальных отличий от рассмотренного примера с самолетом. Нужно только уяснить себе что объектом 2-го порядка является любое явление, сопровождаемое изменением состояния чего-либо согласно определенному алгоритму. Даже наши мысли - изменение состояния нейронов мозга. Что угодно.

2) Так же как и 3.3, являющийся вершиной пирамиды 3.1->3.2->3.3, человек строится подобным образом. Клетки тела - объекты 3.1, спинной мозг и частично головной - объект 3.2, управляющий повторяющимися операциями: дыханием, движением, условными и безусловными рефлексами. И наконец головной мозг - объект 3.3.

3) Человек манипулирует в своей голове образами внешнего мира, ассоциациями построенными на их основе. А также видит сны в то время как его внешние рецепторы и эффекторы в основном неактивны, что говорит о существовании у него внутреннего мира. Так как усваивание новых знаний идет медленно, а затем человеку становиться "все понятно", то можно сделать вывод о том, что во время усвоения идет постройка объекта 2.2 во внутреннем мире. Затем, когда объект 2.2 уже создан, наступает "понимание" сути предмета. По той же причине "зубрежка", основанная на запоминании внешнего образа предмета, а не принципа его работы, не дает в плане обучения почти никакого положительного эффекта.

4) За счет изначального существования во внутреннем мире общей схемы построения внешнего мира человек "видит" то, что невозможно получить со стороны эффекторов. В частности это касается развития детей - в первые годы жизни они используют уже более 80% информации (имеется в виду вся информация о мире хранящаяся в мозге а не ее мизерная часть касающаяся умения считать, писать и т.п.), получаемой ими за всю жизнь. Именно по этой причине так стремителен прогресс ребенка - его обучение это не обучение, а запуск "спящих" объектов 2.2 его мозга. Настоящее обучение идет сравнительно долго, что и проявляется в полной мере у людей более старшего возраста. Тот же механизм работает и при обучении людей, рожденных слепоглухонемыми. Если бы не предварительное знание основ мира, то их бы вообще невозможно было бы ничему научить (строго говоря, абстрактные знания (математика к примеру) расположены в области т.н. альтернативного мира о котором мы расскажем позже, но суть общей идеи о заранее записанной информации это не меняет).

5) В человеке, как и в 3.3, присутствуют все 3 вида защиты: пассивная - механическая и химическая прочность клеток его тела; полуактивная - иммунная система; активная - прогнозирование развития ситуаций во внешнем мире и генерация соответствующих действий со своей стороны.

Можно приводить еще множество подобных примеров. Но самое главное заключено в том, что рассматривая человека как объект класса 3.3.1 (на самом деле он, конечно же, представляет собой 3.3.2, но в целях простоты будем считать что все-таки 3.3.1) мы можем дать объяснение множеству "загадочных" явлений.

К примеру явления гипноза. Что вообще такое гипноз с точки зрения теории объектов 3-го порядка? Какова его природа? По всей видимости гипноз имеет много общего с процессом сна и объектом класса 3.2. Недаром во всх руководствах по гипнозу ясно прослеживается одна и та же мысль: нужно каким-либо образом отключить сознание и работать непосредственно с подсознанием. Подсознание - это 3.2, а сознание - 3.3? Если все это так, то становиться понятной тактика введения в гипнотическое состояние при помощи манипуляций с телом и хорошо знакомыми, но логически не обоснованными образами - это действие на рецепторную матрицу и память 3.2. Если и это так, значит у памяти 3.2 человека либо плохо со стиранием, либо у нее просто колоссальная емкость. Ведь гипнотизер способен выудить из подсознания мельчайшие детали давно "забытого" прошлого. Вполне возможно что память 3.2 в нашем мозге организована по принципу голограммы высокочастотных биополей (из небезызвестных опытов Кириллиан недвусмысленно напрашивается вывод о существовании таких полей). И как любая другая голограмма, построенная на этом принципе память 3.2 даже по своей малой части способна воссоздать всю картину. При этом потеряется четкость картины, но ее общий облик сохраниться.

Более глубокий анализ способен привести и к другим интересным открытиям, а самое главное - устранить недостатки человека, доставшиеся ему в наследство с эволюцией, в искусственно создаваемых объектах 3-го порядка. По теории объекту 3-го порядка не нужен отдых. Следовательно сон - это побочный продукт. Видимо и гипноз возникает исключительно как следствие "недоработки" канала связи 3.2<->3.3.

Как видите модель человека как объекта 3.3 весьма правдоподобна и описывает многое из его поведения. Многое, но не все. Его тело действительно полностью описывается как 3.2 и частично 3.3, тут вопросов нет. Но существует в мозге человека нечто выходящее за рамки 3.3. Как мы видели, внутренний мир 3.3 отражает внешний мир. Нет во внутреннем мире ничего такого, что не существует во внешнем. Это и понятно - нет смысла экспериментировать с заранее несуществующими вещами. В мозге ребенка также нет ничего такого - он мыслит образами реального мира. Совсем другое дело - взрослый человек. Буквы, цифры, абстрактные науки математического типа - все это отсутствует во внешнем мире. Откуда же они взялись в мозге? Прежде чем ответить на этот вопрос подведем некоторые итоги.

У объекта 1-го порядка один тип - 1.1. У 2-го порядка - два типа: 2.1 и 2.2. Причем 2.1 имеет одну разновидность, а 2.2 - две: неопределенную и определенную (объект класса 2.1 всегда можно считать неопределенным, т.к. для внешнего наблюдателя он почти равносилен объекту 1-го порядка). У 3-го порядка - три типа: 3.1, 3.2 и 3.3. 3.1 при этом имеет одну разновидность а 3.2 - две: с простой 3.2.1 и со стековой памятью 3.2.2. По аналогии у 3.3 должно быть три разновидности. Одну из них мы уже описали. Осталось еще две. Так оно и есть на самом деле.

Описанная нами разновидность 3.3.1 работает с реальными образами внешнего мира. По теории этого достаточно для решения открытых задач, и даже более того - уже эта часть полностью использует все три потенциальных пути получения знаний, так что внедрение чего-то нового уже не сможет дать никакого положительно эффекта. Зачем же тогда "потребовались" еще две модификации и что они дают? Поиск ответа на этот вопрос выводит нас за рамки мира объектов 3-го порядка и заставляет пойти дальше. Что мы и попытаемся сделать, но уже в главе "Объекты высших порядков".

В заключении этого пункта проведем краткий экскурс по теме возможности базирования объектов 3-го порядка на компьютере. Разумеется о создании объекта 3-го порядка в виде "чистой" программы не может идти и речи. Но если взять в рассмотрение весь компьютер - объект 2-го порядка и его связи с внешним миром посредством периферийных устройств, то мы уже имеем открытую систему 2-го порядка. Следовательно построение на ее основе ИИ уже не будет противоречить принципам интегральной теории, поскольку в окружающем компьютер бесконечном внешнем мире имеется и универсальный интерфейс и вложенная структура логических доменов. Таким образом все нужные компоненты для создания ИИ как бы имеются. Определим насколько же реально построение объектов 3-го порядка на базе персональных компьютеров как наиболее дешевых и доступных вычислительных устройств. А именно: какие блоки объектов 3-го порядка в принципе невозможно запрограммировать?

Объект класса 3.1 (см. его схемы в пункте "Объект класса 3.1"). Очевидно что нельзя запрограммировать следующее:

  • генератор случайности, т.к. выходные данные любого алгоритма уже по своему определению неслучайны
  • объект 1-го порядка A, т.к. в случае программной его реализации изменение состояния в любом случае будет определяться объектом 2-го порядка вида A1->X1->A. Т.е. мы опять приходим к необходимости наличия изменяющийся физической неоднородности
  • программно невозможно реализовать замкнутую систему "ГС->M1<->Zi" (см. конец пункта "Треугольная схема объекта класса 3.1")

Естественно что первое и третье ограничение несущественно, ввиду того что ГС можно программно проэмулировать с высокой степенью случайности, а без замкнутой системы "ГС->M1<->Zi" можно вообще обойтись. Объектом 1-го порядка A, равно как Z и обслуживающие состояние объекта U обратные связи, послужат периферийные устройства.

Объект класса 3.2 (см. его схему в пункте "Объект класса 3.2"). Поскольку он является надстройкой над 3.1, то ему присущи те же ограничения что и 3.1. Только придется расширить периферийные устройства до рецепторно-эффекторных матриц. Но на этом компьютерная идиллия заканчивается. Уже начиная с объекта класса 3.2.2 в игру вступает эволюционный процесс. Напомним что эволюционный процесс и порождаемые им самомодификация и активная защита идут случайным путем. Если применить его влияние на программы реализующие логику работы узлов объекта 3-го порядка, то получим проблемы системы ABCD (см. пункт "Критические оценки существующих представлений. Идея интегрального подхода"). Непременно возникнет ситуация "непонимания" измененного кода программы операционной системой. Следовательно эволюционный процесс в любом случае должен затрагивать аппаратуру - ведь "интерпретатором" состояний образующих ее объектов 1-го порядка служит среда функционирования, значит случаи "непонимания" исключены. И сама аппаратура уже с самого начала должна проектироваться таким образом, что ее случайные нарушения не приводили бы к краху реализуемой ей логики. Но и первое и второе требует уже не персональных ЭВМ, а специально созданного оборудования.

Объект класса 3.3 (см. его схему в пункте "Объект класса 3.3"). Все препятствия мешающие создать 3.2.2 на основе персональной вычислительной техники автоматически наследуются и 3.3. Более того, такие отличительные черты как ЭПЗ, ДРВ, внутренний мир и задача его формирования, распад-синтез логических доменов, потенциальная бесконечность и т.д. делают процесс программирования просто невероятно сложным. Если вообще возможным.

Вывод: сделать ИИ на базе персональных ЭВМ если и можно, то очень тяжело и крайне неэффективно. Попытки небольшой модернизации компьютеров и объединение их в сеть проблемы не решат. Глубокая модернизация резко увеличит стоимость и тем самым сделает бессмысленным использование широкораспространенных компьютеров. Если же делать специальную аппаратуру, то лучше сразу компактно строить ее на молекулярном уровне. Что и сделано на примере нашего мозга.

7.5. Преемственность объектов

В нашем удивительном мире еще очень давно обнаружилось странное явление: для любой без исключения вещи существует своего рода законченный набор свойств. В рамках этого набора вещь наиболее эффективна - образно говоря она выполняет свое предназначение наилучшим образом при минимальных затратах. Однако стоит к этому набору свойств добавить что-то из другого набора, или наоборот, что-то исключить, как картина меняется. Эффективность стремительно падает. В этом состоит идея ГЛОБАЛЬНОЙ ЗАКОНОМЕРНОСТИ наличия свойств у объектов. Все это, конечно, можно было бы отнести к выдумкам литературного сознания, к интуитивному пониманию законов природы, характерного для предшествующих научно-технической революции этапов развития цивилизации. Но не тут-то было: грандиозное развитие техники не только не опровергло эти мысли, а наоборот - подтвердило. Для любой машины или механизма существует такой набор "своих" свойств. Причем он включает в себя далеко не узкий круг чисто технических параметров. Сюда входят эксплуатационные и даже социальные аспекты! Рано или поздно, но любое техническое творение в итоге приходит к этому оптимуму.

...Уже больше 50 лет существует сверхзвуковая авиация, но пассажирские лайнеры продолжают свои полеты на дозвуке. Автомобили разных производителей год от года становятся все более похожими. Различные виды вооружений тоже имеют свои оптимальные параметры. Например "ракетная лихорадка" начала холодной войны не сделала артиллерию бесполезным оружием, а наглядно показала что как каждому овощу - свое время, так и каждой боевой системе - свое место и предназначение. Ядерные силовые установки не прижились на самолетах и другой легкой технике, но оказались незаменимыми на подводных лодках и ледоколах.

Законы физики и вообще физические явления в целом настолько соответствуют идее глобальных закономерностей, что во многих случаях можно попросту... предсказать как поведет себя тот или иной объект, даже не изучая его в деталях! При таких "предсказаниях" обычно опираются на представление об возможном месте этого явления во включающей его законченной физической модели или используя какую-нибудь аналогию.

Те, кто хорошо знаком с математикой, не раз ловили себя на мысли об удивительной законченности некоторых ее положений - ничего не прибавишь и не убавишь.

В природе практически любой вид приспосабливается к среде своего обитания как раз путем приобретения набора соответствующих свойств и удаления ненужных.

Одним словом глобальные закономерности определенно есть. Их влияние несложно проследить и на примере объектов 3 порядка.

Система с объектом 3.1 образует комплекс из наиболее простых подходов: простой способ случайного перебора, простая обратная связь и цель. Среда функционирования тоже наиболее простая.

Система с 3.2.1 сложнее. Однако она не дает возможности точного достижения цели: усложнение обратной связи вызывает ее повышенную уязвимость. В результате вероятность передачи по ней искаженной информации увеличивается. Система с 3.2.2 еще сложнее. Причем эволюционный процесс, стековая память и косвенная цель органично дополняют друг друга. Косвенная цель, например, как раз особенно актуальна именно в сочетании с эволюционным процессом и стековой памятью. А точность достижения истинной цели снижается еще больше. Система с 3.3.1 - бесконечный предел систем с объектами 3-го порядка. А прилагаемый к нему комплекс мер и средств достижения цели, сама цель, вообще не применимы в других условиях.

Каждый объект более высокого уровня содержит в себе все свойства объекта более низкого уровня.

Внешний мир - среда функционирования - непрерывно усложняется с ростом уровня объектов 3-го порядка. Усложнения носят характер общего случая: более сложная среда полностью содержит в себе все свойства более простой. Соответственно этому ведут себя и объекты 3-го порядка различных уровней: объект класса 3.3 базируется на 3.2. А тот, в свою очередь - на 3.1. Возникает ПИРАМИДАЛЬНАЯ структура 3.1-3.2-3.3. Последующий уровень пирамиды неотделим от предыдущего.

Таким образом каждая система представляет собой законченный комплекс. Попытка изменить эти комплекс, взяв кусок из другого комплекса, приводит к уменьшению эффективности. Например применение сложной цели в 3.1 не имеет практического значения, поскольку достигнуть ее случайным путем почти невозможно. И обратно: применение простой цели в 3.2 неэффективно, т.к. достижение того же результата что и в 3.1 покупается неоправданным усложнением конструкции. Глобальной закономерности подчиняется практически любой из атрибутов объектов 3-го порядка: цель, организация обратной связи и защиты, эффекторы и рецепторы, эволюционный процесс, свойства среды функционирования, число основных блоков (в 3.1 - M1, в 3.2 - M2.1 и M2.2, в 3.3 - внутренний и внешний мир, цель охватывающая весь внешний мир) и даже классификация объектов 3-го порядка.

Более сложные объекты 3-го порядка не отменяют практической ценности менее сложных.


Предыдущая Содержание Следующая