Читать книгу Познание мира. Механизмы и пределы - А. В. Древаль - Страница 9

Рассмотрим снова пример с выключателем (рис. 2.2), когда в информационном взаимодействии участвуют: некто нажимающий на выключатель (АБИ), электрическое устройство (НБИ) и Наблюдатель. Допустим теперь, что описанная выше точная схема (модель) устройства (лампочка-выключатель-провода-источник питания) неизвестна Наблюдателю, так как она скрыта от него коробкой. Наблюдатель лишь видит положение кнопки выключателя (включено-выключено) и свет лампочки (светит или нет). То есть мы рассматриваем ситуацию, которая в кибернетике известна как взаимодействие с «черным ящиком», устройство которого нужно угадать, действуя на его входы (выключатель) и наблюдая за результатом, то есть состоянием лампочки.

Рис. 2.2. Неоднозначность представлений об устройстве «черного ящика»

Исходя из результатов взаимодействия АБИ и НБИ, Наблюдатель может предложить, например, следующие варианты внутреннего устройства (информационные модели) «черного ящика»:

1) модель, соответствующая реальной внутренней схеме (лампочка-выключатель-провода-источник питания);

2) модель, состоящая из дублирующих проводов, например, на случай отказа одной из линий;

3) модель, состоящая из двух источников питания, для увеличения длительности энергоснабжения;

4) модель, с двумя меняющимися лампочками, на случай, если какая-то перегорит и т. п.)

Любая из вышеперечисленных моделей будет пригодной для объяснения поведения «черного ящика» в ответ на нажатие на выключатель. Более того, одно и то же поведение «черного ящика» (НБИ) в ответ на нажатие выключателя (АБИ) может быть в равной степени хорошо объяснено практически бесконечным множеством вариантов моделей его строения. Возникает такое ощущение, что неправильных описаний наблюдаемого поведения НБИ бесконечно много, в то время как на самом деле НБИ ведет себя в соответствии с одной, совершенно определенной познавательной моделью, по крайней мере, когда какое-то поведение реализовано.

В связи неоднозначностью представлений о познавательных моделях, возникают, по крайней мере, три вопроса. Во-первых, почему так много моделей годятся для описания поведения НБИ? Во-вторых, как из этого множества мыслимых и правильно описывающих наблюдаемое явление познавательных моделей, выбрать наиболее правдоподобную? В-третьих, что может служить критерием неправильно выбранной для объяснения явления познавательной модели?

Исходя из первого примера с лампочкой, дадим ответ вначале на вопрос – почему так много моделей годятся для описания наблюдателем поведения НБИ? Как мы видим, любой из вышеописанных вариантов строения модели поведения НБИ выглядит разумным, то есть не противоречит наблюдаемому поведению электрического устройства. Что это значит? А то, что предложенные варианты строения модели НБИ могут быть в принципе реализованы в этом мире, если того потребуют обстоятельства. Например, для обеспечения высокой «живучести» НБИ, как в нашем примере с дублированием элементов в электрическом устройстве.

В живой природе, например, как минимум с дублированием встречаемся на каждом шагу: два глаза, два уха, четыре конечности, множество листьев на деревьях и т. п.

Отсюда можно сделать вывод, что у человека, как несравненно более сложного создания, чем выключатель с лампочкой, содержится огромный спектр и действующих и неактивных, до поры до времени, познавательных моделей окружающего мира, которые гарантируют ему высокую степень выживания в среде обитания. Причем, когда модель поведения НБИ скрыта от Наблюдателя (как в примере с лампочкой), то Наблюдатель может подобрать, из имеющегося у него в банке моделей, целый спектр подходящих. Это связано с известным в моделировании принципом: чем более сложная по строению модель используется для описания явления, тем легче с ее помощью имитировать явления природы. Так как усложнению представлений о простом процессе (пример с лампочкой) практически нет предела, то и моделированию простых процессов практически нет предела усложнений. Более того, чем проще устроен наблюдаемый процесс, тем большим числом моделей его можно описать.

В случае простых по механизму явлений природы, выбор из мыслимых моделей его описания основывается на принципе минимальной сложности («бритва Оккама»): не следует вводить сущностей сверх необходимых. На эту тему довольно увлекательно рассуждает кандидат физико-математических наук В.Б.Губин в свой статье «Об одном варианте принципа бритвы Оккама», с которой можно ознакомиться в Интернете по адресу

http://sky.kuban.ru/Phys-Math/gubin/8.HTM.

Если же Наблюдатель сталкивается с явлением, уровень сложности которого превышает его познавательный потенциал (то есть в его банке информации отсутствует модель процесса, равная или превышающая по сложности наблюдаемое явление), тогда принципы его описания Наблюдателем будут кардинально отличаться от моделирования простых явлений. Для предсказания поведения сложного явления, Наблюдатель будет вынужден строить целый спектр познавательных моделей, каждая из которых будет правильно описывать только одну из сторон сложного явления природы. Но Наблюдатель не будет в состоянии предложить единую познавательную модель такого сложного явления, которая была бы применима для всех случаев. Строение живых организмов и окружающий нас мир как раз и относятся к явлениям, сложность которых, по крайней мере, на сегодня, превышает познавательный потенциал человечества. Критерием непостижимости окружающего нас мира как раз и является прогресс науки и, более того, разнообразие наук – каждая из них объясняет только один из аспектов природы, и нет ни одной из них, которая бы объясняла все и сразу.

Итак, исходя из вышесказанного, можно сформулировать два основных принципа, которыми руководствуется Наблюдатель при выборе познавательной модели среди множества мыслимых? Первый и практически наиболее широко используемый – принцип максимально возможной простоты. Второй, которым на сегодня руководствуются исследовали, предлагающие теории строения нашей Вселенной. Он заключается в максимально возможном охвате одной моделью окружающей действительности, чтобы с ее помощью можно было объяснить все явления нашей Вселенной.

Продемонстрируем использование этих принципов на примере выключателя. Исходя из максимальной простоты, наиболее адекватной нужно считать модель (1), поскольку она состоит из минимального числа элементов, полностью объясняющих свойства выключателя. Если мы теперь постараемся построить модель, которая включала бы все мыслимые модели строения выключателя, тогда она будет выглядеть так: произвольное число (число n, на математическом языке) выключателей, лампочек, источников питания и проводов, но соединенных единообразно, как в модели 1, которая состоит единичных элементов (короче, хаос, который мы, в конце концов, ограничиваем выше названным минимумом, Марк). В случае, когда n = 1 мы получим модель 1 из единичных элеменов; когда n = 2 для проводов, а для остальных элементов n=1, тогда это модель 2; когда n = 2 для источников питания, то это модель 3, а если n = 2 для лампочек, то это модель 3. Таким образом, общая модель, состоящая из n-ного числа элементов, описывает модели с любым числом элементов, даже не указанные в примере.

Приведенный пример «всеобщей» модели хотя и простой, но он дает достаточное представление о возможном способе построения сложных моделей, которые могут отражать практически безграничное число мыслимых в природе процессов. С другой стороны, именно чрезвычайно простая модель строения выключателя позволяет очень легко предложить обобщенную модель такого типа устройств.