Партнеры

Рекомендуем

http://www.mosbetone.ru/beton контакты заказать бетон.

Счетчики








7. Объекты 3-го порядка

Интегральная теория создания ИИ

Для начала определим общую концепцию наших рассуждений. В самом общем виде искусственный интеллект 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", то есть 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 искусственного интеллекта достаточно для достижения цели. Первоначальная производственная база также имеется. Естественно, есть и цель. Вопрос возникает с наличием интеллектуальных ресурсов: каким образом, имея перечисленные компоненты, достичь цели, ведь по условию задачи - как это сделать, заранее 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, то есть 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 искусственный интеллект 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. 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 знаний искусственным интеллектом: 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, то есть соответствовать принципу "бери и используй". В этом случае искусственный интеллект 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 (так называемый универсальный интерфейс, который мы в дальнейшем рассмотрим более подробно), можно записать такую систему уравнений: X1=I1(Xa,...,Xb); X12=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=F12(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 сказывается. 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 велика.

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 искусственного интеллекта 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 искусственного интеллекта, для преобразования выходного объекта 1-го порядка требуется объект 2-го порядка. Его нужно либо встраивать в готовом виде в искусственный интеллект, либо он должен создавать его самостоятельно. То есть в любом варианте - и в 3-м, и в 4-м - искусственный интеллект 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, 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 так далее 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. 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=F12(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 изменится. 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 тому подобное - 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.

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.), отличающее объект 3-го порядка от объекта 2-го.

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. То есть 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 компонентов: 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).

newpoisk.narod.ru, 21 марта 2005 года