4.6. Информодинамическая машина “посттьюрингового” класса

Этот раздел является достаточно сложным для восприятия в силу необходимости употребления некоторой технической терминологии и сокращения уровня подробностей изложения материала для учебных целей относительно [5]. Поэтому настоящий раздел целесообразно считать вспомогательным материалом, необходимым для тех, кто не хочет воспринимать существование информодинамической машины “на веру”, но еще не подготовлен для глубокого изучения материалов такого рода.

Предположим, что наша система строит в своей базе сразу две конусные структуры (параллельно во времени и пространстве памяти) – “прогностическое дерево”, то есть то, “как представляет (мыслит) себе свое положение в обстановке или оценку обстановки”, и “аналитическое дерево”, то, “как видит” (реально воспринимает). В некоторый момент времени все актуальные сведения будут получены (или кончится допустимое время их получения) и процесс остановится.

В терминологии деревьев (графов) набор совпадающих одноименных листьев этих деревьев и есть описание состояния системы в каждый конкретный момент, которое она вынуждена принять как “истинное”, так как это максимум того, что можно извлечь из сопоставления полученного “текущего опыта” и “предыдущего знания”. Таким образом, то “поле памяти”, в котором расположен указанный набор листьев суть мгновенное отображение ситуации, “зеркало”.

Реально статики такого рода восприятия мира не бывает - система существенно динамическая. Топология конусов позволяет человеку (субъекту в процессе субъектно-объектного общения) до некоторой степени видеть будущее, как водитель видит (представляет с учетом всех ему известных факторов) дорожную обстановку, в которой он будет.

В привычном для нас “физическом” прогнозировании многое связано с различными скоростями перемещения масс, сигналов, дальнобойностью и разрешением сенсоров. Однако следует заметить, что и чисто образного прогнозирования все это касается в той же или большей мере. Так, например, скорость езды (в ближайшем “будущем”) может ограничиваться не только возможностями автомобиля, но и знаком “ограничение скорости” и знанием типа “за поворотом яма”.

Здесь мы опять обращаем внимание читателя на следующее обстоятельство – не надо ничего специально изобретать, не надо конструировать новые аппараты моделирования и представления, достаточно просто проследить, как в разных по природе системах проявляется единая организации восприятия окружения и принятия решения, будь то наши построения рис.1 на уровне традиционной реляционной базы, физический мир или предварительная оценка принципа действия информационной машины.

Обратим внимание и на то, что во всех известных теоретических и экспериментальных исследованиях для моделирования любого, в том числе и контекстного взаимодействия, до сих пор используется представление алгоритма, некоторой последовательности команд машины фон Неймана.

Но и расширение модели эффективных вычислений до теоретического предела – машины Тьюринга (МТ) с бесконечным числом лент качественно ситуацию не изменяет, ибо и в этом случае на каждом конечном отрезке времени мы будем иметь конечное дискретное представление процесса вычислений.

Подобный мысленный эксперимент в науке состоялся давно. Зенон, приняв для модели движения последовательность дискретных состояний, получил не объяснение и понимание механического движения, а свои знаменитые апории, предмет неразрешимого спора о том, существует ли механическое движение как таковое. Нелепо надеяться, что в случае с информационными структурами мы сумеем понять законы их взаимодействия или даже хотя бы увидеть их движение с помощью точно такой же имитационной модели.

Поэтому рассмотрим модель эффективных вычислений, альтернативно-дополнительную к модели МТ. За подробностями создания базовой структуры универсальной информационной машины, названной нами по ряду причин машиной или структурой класса И₄, мы отсылаем к монографии [5], здесь же рассмотрим лишь некоторые принципиальные моменты, вопросы ее практической реализуемости.

Одно из фундаментальных свойств И₄ состоит в том, что конструкция в отличие от МТ не постулирована, но реконструирована путем анализа динамики информационных процессов в живых системах. Еще одно фундаментальное свойство И₄ – физическая реализуемость, причем во множестве вариантов как в однородной среде типа “многослойной голографической памяти”, так и путем коммутации поля “нейроноподобных” элементов.

Вместо МТ нам требуется здесь некоторое “базовое построение” - набор элементарных конусов, отвечающих по своей реализации природным построениям процессов взаимодействия. Технические характеристики и минимальные требования к “элементарной ячейке” такого построения см. в [5], а универсальная метаструктура S – четырехмерное бинарное дерево с ненумерованными элементами изображена на рис.4, изображенное сразу в сдвоенном виде.

Конусы S₁ и S₀ – представление текущего (наблюдаемого) и предыдущего (запомненного) состояния. Если S₀ поместить “внутри” S₁, то это даст возможность хранить и обрабатывать всю структуру сразу в некоторой однородной (или реализованной на “спаренных элементах”) среде - рис.5.

Образование сложных (“высоких”) структур nS происходит путем подстановки вместо листьев структуры S таких же структур по принципу самоподобия (рис.6).

Так можно построить, то есть смоделировать любую представимую структуру данных. Конструкция S – это структура, которую можно разместить и надстраивать в физической среде, не используя вообще никаких специальных механизмов адресации, никакого априорного описания и резервирования “элементарных ячеек памяти”.

Хранение данных, того, что передают сенсоры через свои каналы (через “периферическую нервную систему”) организовано в Z - структурах (в “зеркале”) по схеме, представленной на рис.7, где:

• Z₁ – последовательность деревьев, упорядоченная только очередностью поступления данных, тот же порядок устанавливается и внутри каждого дерева, никакой искусственной, априорной нумерации не требуется;
• Z₀ – аналогичная “ответная структура”, долговременная память системы, в ней же хранится и структура nS₀. Когда достигается решение, т.е. согласование структур, возможное совпадение nS₁ и nS₀, то все состояния узлов просто “сдвигаются вниз” в листья дерева, то есть упаковываются в Z как дополнение к системе деревьев, но “со стороны противоположной данным” (см. рис. 8).

Опустим все подробности, кроме самых главных, и укажем, что:

• листья структуры S (т.е. конусов S₁ и S₀) не нумерованы, поэтому согласование структуры S и “высоких” структур nS производится относительным поворотом половинок, т.е. в nS происходит вращение как внутри каждой S, так и S как элементов nS;
• размеры и относительная позиция деревьев в Z₁ и Z₀ также априори не определяются, поэтому их “сравнение” или “взаимоподгонка” производится как последовательный сдвиг навстречу друг другу по типу “кольцевого регистра”.

В результате мы приходим к структуре информационно-динамической машины (рис. 9). На нем:

• nS₍₁₎, nS₍₀₎ – виртуальная информационная машина “высотой” nS;
• T_T – два “входных тока (потока) текстов”, т.е. структур Z. Ясно, что структура потоков как “поперечный срез конуса” организована в виде тора;
• T_K – парная система разнонаправленных “токов (потоков) контекстов”, частичных совпадений при вращении конусов;
• S – “поле структур”;
• Z – “поле данных”.

Отметим важный момент. Если в конструкции nS повернуть только самую нижнюю структуру S₁ на один “шаг”, то изменится относительное положение всех элементов во всей структуре nS. Иначе говоря, прямо из самой конструкции очевидно, что в сложной контекстной системе происходит несигнальное относительное движение контекстов.

Сказанное в совокупности означает, что машина воспроизводит взаимодействие потоков в силу того, что она устроена как совокупность вложенных динамических систем.

Машину И₄ вполне возможно реализовать физически (аппаратно), но невозможно ни запрограммировать, ни контролировать в обычном смысле как компьютер. Ее “базовую систему программного обеспечения” можно лишь скопировать с образца, а затем “воспитывать и обучать”, и только после эксплуатировать в среде таких же, адекватных ей машин.

На самом деле, как и всякое фундаментальное решение, конструкция И₄ порождает проблем не меньше, по крайней мере, чем разрешает. Никто и ничто не гарантирует, что “кодекс поведения” адекватный популяции машин будет адекватен и человеку. Но непреодолимых препятствий для физической реализации действующей информационной машины нет.