Александров Е. А.
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭВРИСТИЧЕСКИХ РЕШЕНИИ
Подход к изучению естественного
и построению искусственного интеллекта
*** 1975 ***
От нас: 500 радиоспектаклей (и учебники)
на SD‑карте 64(128)GB — ГДЕ?..
Baшa помощь проекту:
занести копеечку — КУДА?..
|
ФPAГMEHT КНИГИ (...) НАУЧНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ И НАУЧНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ
Этот параграф посвящен различию между ученым-наблюдателем и ученым-конструктором. Различие до некоторой степени условно, но в рамках комплексных научных программ можно наблюдать и крайности. Ученый-наблюдатель представляет собой первую крайность: его задача — установить закон наблюдаемого явления. В этом случае его поведение определяется правилами объективности: ничего субъективного, ничего, чем я как личность могу исказить результаты наблюдения. Результат деятельности ученого-наблюдателя состоит в создании теории, из которой следует, т. е. выводится нечто наблюдаемое в исследованном классе явлений. Конечная цель исследователя состоит в установлении закона, т. е. инварианта в наблюдаемой группе явлений. Гипотеза, которой руководствуется исследователь, состоит в том, что закон существует, но еще не открыт, не установлен. Этот закон не может быть навязан природе, он независим от мышления исследователя. После установления инварианта или закона данного класса явлений можно говорить, что часть явлений можно наблюдать и их наблюдение не находится «в противоречии с установленным зако- ном, а часть явлений нельзя наблюдать, так как они вступили бы в противоречие с обнаруженным законом. Открытый исследователем закон позволяет делать предсказания, по только в том классе явлений, который характеризуется установленным инвариантом. Ученый-конструктор не преследует цели открывать новые законы природы; его задача — использовать известные законы природы для удовлетворения тех или иных потребностей человека или человечества в целом. Исходными данными конструирования являются идеи и инварианты известных законов, а целью — нахождения инженерной структуры, которая использует минимальный объем пространства и минимальное количество «железок» для удовлетворения той или иной потребности. Таким образом, можно различать две разные логики: логику объяснения и логику конструирования. Логика объяснения состоит в указании того, что можно наблюдать при заданных инвариантах, логика конструирования — в выборе необходимых инвариантов, которые делают материальное воплощение идеи наблюдаемым, т. е. материальное воплощение — физически реализуемым. Конструктор начинат работу с идеи, а заканчивает ее материальным воплощением идеи в работающей конструкции. Исследователь начинает работу с материальным воплощением работающей конструкции природы, а заканчивает идеей, которая принимает вид закона, или сущности, характеризующей изученную конструкцию. Этим различным по своему характеру приемам соответствуют две философские концепции: от природы к идее и от идеи к природе. Синтез обеих концепций, сохраняющий достоинства каждой и лишенный их недостатков, нашел свое выражение в утверждении, это задача сост шт не только в объяснении мира, но и в перестройке его. Строительство нового мира природы, который лучше удовлетворяет потребностям человека и человеческой популяции в целом, опирается, с одной стороны, на познание законов природы, а с другой — на идеи, которые можно воплотить в материальные конструкции нового мира Итак, ориентация логики конструктора на формирование нового, более благоустроенного мира, порождается потребностями. Обычная логика рассматривает понятия потребность и возможность как полярные противоположности. Диалектическая связь этих понятий имеет традиционный для диалектики вид: всякая удовлетворенная потребность есть новая или возросшая возможность, всякая новая или возросшая возможность воспринимается как потребность. Можно высказать следующее утверждение: каждая потребность может быть выражена в терминах роста той или иной возможности. Всякий рост возможности человеческой популяции может быть выражен в терминах той или иной потребности. Логика конструирования, опирающаяся на идеи удовлетворения тех или иных потребностей, опирается в то же время на идеи, обеспечивающие рост возможности человеческой популяции. Верно и Обратное утверждение: рост возможности человеческой популяции невозможен без идей и механизма их воплощения в материальные конструкции. Нетрудно видеть, что логика исследователя находится в противоречии с логикой конструктора: первый заканчивает свое исследование запретом, т. е. утверждением о невозможности, второй — лишь при наличии идеи, утверждением — это возможно. Bce законы природы, как видно из таблицы, являются запретами в группах явлений природы и перестают быть запретами за границами этих групп. Отождествим понятия «возможностью и «производительность труда». В этом случае понятие «рост возможности» будет соответствовать понятию «рост производительности труда» Только невежественный человек может сомневаться в том, что закон роста производительности труда не является объективным законом, который управляет ходом истории человечества. Наличие объективного закона истории свидетельствует о том, что человек господствует над природой только в средствах, а в своих целях он скорее подчинен ей. Отдельный индивидуум или группа может развивать бурную деятельность в направлении замедления роста производительности труда, но это исключение никак не повлияет на общий ход исторического процесса. Важно заметить, что осознанная потребность и воспринимается человеком как цель. Приведенный объективный закон истории и выражается компонентами фундаментального экономического индекса Б. И. Кузнецова. Этот индекс есть не что иное, как разложение имеющейся в распоряжении человеческой популяции мощности в ряд Тейлора, коэффициенты которого являются размерными физическими величинами. Поскольку три высших производных от мощности по времени положительны, можно сформулировать: Мощность, отнесенная на килограмм живого веса людей, не уменьшается в ходе исторического развития человечества. Это утверждение можно рассматривать как эвристический принцип, из него следуют или выводятся различные виды потребностей или целей, которые ставят перед собой люди в их совокупности. Отождествляя понятие «возможность» с понятием «мощность», мы должны рассмотреть некоторые определения к термину «возможность», образующие некоторую иерархию возможностей: 1. Потенциальная возможность — полная величина мощности, потребляемая популяцией или ее частью. 2. Техническая (или физическая) возможность — величина полной потребляемой мощности, умноженной на коэффициент совершенства технологии, т. е. на обобщенный коэффициент полезного действия машин и механизмов, соответствующая технической скорости выпуска продукции. 3. Экономическая возможность — величина технической возможности, умноженная на коэффициент обеспеченности выпускаемой продукции потребителем, т. е на коэффициент качества плана. Физический выпуск продукции, которая, не обеспечена потребителем, это физическая работа, не получающая общественного признания в качестве труда. Этот поток продукции и образует долю, снижающую коэффициент качества плана от единицы. Таким образом, экономическая возможность — это величина технической возможности, уменьшенная на величину выпуска, который не обеспечен потребителем. Рассматривая только три определения, мы не используем таких определений возможности, как, например, этическая, социальная и политическая, т. е. мы учитываем, что рассматриваемая теория имеет границы применимости. Теория имеет тот же вид, что и теория движения несжимаемой жидкости: она тем справедливее, чем менее уклоняется описываемая жидкость от постоянства величины объема. Вышеприведенные определения мы давали в соответствии с требованием операциональноети определений каждого термина, предъявляемым к теории вообще. Отождествление понятий «возможность» и «мощность» позволяет говорить о полной возможности или полной мощности, которая имеется в распоряжении человеческой популяции. Такое рассмотрение полной мощности, которой располагает человечество в целом, предпринимается в рамках экономико-географических исследований Г. Бешем [17] или в рамках экологического подхода Г. Т. Одумом (18]. Это далеко не новый подход, а его подлинным основоположником может считаться С. А. Подолинский [19]. История этого вопроса изложена в работах [20—221. Несколько уточним понятие «возможность». Допустим, что груз весом 750 кг нужно поднять на высоту в 110 м. В распоряжении имеется бензиновый двигатель, приводящий в движение подъемный механизм (лифт). Рассматривая наше устройство с точки зрения потребления бензина, можно обнаружить, что количество энергии, выделяющееся в единицу времени при сгорании бензина, соответствует мощности в 10 л. с. (1 л. с. =75 кгм/с). Если бы вся мощность сгорающего бензина превращалась в полезную работу подъема груза, то вся работа была бы сделана за 10 с. Мощность сгорающего бензина представляет собой потенциальную возможность. Ее величина образует некоторую часть полного потока энергии, получаемого человеческой популяцией. С учетом трения и бесполезных потерь в двигателе и подъемном механизме фактическая мощность, т. е. техническая или физическая возможность, оказывается равной 20% потенциальной возможности. Таким образом, техническая мощность механизма составляет всего две лошадиные силы, и совершение работы по подъему груза требует времени не 10, а 50 с. Перейдем к последнему из рассматриваемых определений термина «возможность». Если потенциальная возможность определялась как полный поток энергии, а техническая возможность — с учетом коэффициента совершенства технологии, то экономическая возможность требует введения нового понятия. Определим понятие «рынок» как способ общественного производства, при котором сначала выполняется работа по выпуску продукта, а потом ищется потребитель результата сделанной работы. Определим понятие «план» как способ общественного производства, при котором сначала ищется потребитель результата сделанной работы, а потом выполняется работа по выпуску продукта. Таким образом, понятие «план» означает, что результат каждой работы в обществе обеспечен потребителем. Понятие «труд» определяется в политической экономии как общественнополезная деятельность, т. е. такая деятельность, результат которой получает общественное признание через потребителя. Измерителем качества плана может служить величина товарных запасов, которая не имеет потребителя. Можно заметить, что социальные системы с анархией производства не полностью используют возможности общества, так как имеют низкий или колеблющийся коэффициент качества плана. Эти системы исторически обречены — им на смену идет плановая экономика. Три использованных определения термина «возможность» достаточно хорошо характеризует некоторые типы целей. 1. Научные исследования и последующие конструкторские работы могут быть ориентированы, т. е. иметь целью создание и реализацию новых источников мощности. Так в истории человечества осваивались мощности домашнего скота, ветра, падающей воды, каменного угля, нефти, газа, ядерной энергии и т. п. 2. Научные исследования и последующие конструкторские работы могут иметь целью создание новых технологических процессов, которые отличаются от ранее известных более высоким коэффициентом совершенства технологии. Эти работы и соответствуют термину «техническая революция». 3. Научные исследования и последующие конструкторские работы могут иметь целью совершенствование системы управления общественным производством, т. е. ориентированы на повышение коэффициента качества плана. Идеальное общественное устройство предполагает, что ни одного человека в обществе не принуждают к выполнению никому не нужной работы. Это направление научных исследований по совершенствованию системы управления общественным производством и названо важнейшим в решениях XXIV съезда КПСС. Вернемся к проблеме искусственного интеллекта и разума человеческой популяции на новом уровне рассмотрения. Научно обоснованное управление конструированием будущего должно опираться на результаты научных исследований во всех областях науки, т. е. на интегрированные возможности всей науки. Эти научные данные находятся в одном месте, а решения принимаются в другом. Чтобы избежать одностороннего суждения экспертов, мы должны иметь возможность использовать интеллектуальное богатство человеческой истории для принятия практических решений. Классическое противоречие между ограниченными знаниями одного лица и знаниями человечества может быть разрешено созданием комплекса машинных информационных систем, ориентированных на процесс конструирования будущего, на процесс активного формирования будущего человечества. Эту задачу можно решить только в рамках комплексной научно-технической программы, разработка которой стала исторической необходимостью. Научные дисциплины и направления получают названия, которые объединяют термин области исследования и окончание «ло-гия» — учение. 'Процесс конструирования или проектирования будущего не относится к разряду исследований потому, что его результат представляет собой материальную конструкцию, ведущую себя в соответствии с замыслом конструктора. Теория конструирования или проектирования, соединяющая логическую структуру математической теории с физической реализуемостью, должна иметь определенное название. Г. Саймон предложил для этой области название «наука об искусственном». Мы предлагаем термин «проектология» (наука о проектировании будущего). Ранее мы предлагали перейти от термина аффинор к термину проектор, имея в виду, что класс проективных преобразований шире, чем класс аффинных преобразований. Однако это было только одной из причин введения нового термина, теперь мы встретились со второй: понятие «проектор» ассоциативно связано с проектированием систем и проектированием будущего. Выше тензорный анализ рассматривался как раздел математики, который позволил записывать некоторые объекты в форме, которая не зависит от выбора системы координат. Физическая интерпретация понятийного аппарата тензорного анализа, которая была дана Г. Кроном, превращает математическую теорию в инженерную теорию и требует изменения названия, йту теорию проектирований, объединяющую математический аппарат тензорного анализа с физикой— анализом размерности и с инженерным графическим языком сетей, мы предлагаем назвать проектным анализом. Учитывая, что каждый конструктор системы может иметь свою особую точку зрения на проект системы, будем индивидуальную точку зрения конструктора называть проектором, а предлагаемое конструктором техническое решение — частной проекцией системы данного типа в частную систему координат предлагаемого технического решения. Вся совокупность возможных проекто-в будущей системы образует группу, а частные технические решения—проекцию инварианта группы в конкретную систему координат. Инвариантом группы для проектируемых систем может быть тот или иной (или несколько) инвариантов из таблицы Р. О. ди Бартини. Это представление весьма полезно для исключения иллюзии конструкторов относительно единственности технического проекта системы. [Конструкция коллективного мозга, что известно каждому участнику комплексных научных программ, и состоит в использовании большого числа таких проекторов, образующих иерархию целевых руководителей. Весь коллектив разработчиков, осуществляющих конструирование сложной технической (или другой) системы, связанный в целое (листами согласования), мы и будем отождествлять с проектом или программой. Именно эту структуру мы и демонстрировали в макете целевой организации. Развитие проектологии может быть успешным, если классы проектируемых систем можно будет отождествлять с инвариантами таблицы физических величин. Это означает, что существует связь между целями в технических системах и инвариантами физических величин. Эта связь превращает исследователя в конструктора.
|
