Наблюдатель, объект, поток, среда

Объект можно представить тремя способами:

1. Как объем, наполненный плотной материей.
2. Как результат синтеза конструкции: поселок как объект есть синтез домов поселка.
3. Как результат анализа конструкции: антенна есть часть комплекса наведения ракет.

В данной статье рассмотрим, как появляется представление об объекте как об объеме плотной материи.

Парадигма объектов, излучающих потоки, которые распространяются в среде

Мы представляем себе мир как среду, в которую помещены сгустки материи (объекты), излучающие или поглощающие потоки энергии и материи. Среда прозрачна для потоков и выступает в роли передаточного звена между объектом и наблюдателем.

Для регистрации объекта (его положения в пространстве, температуры и прочих характеристик) необходим поток энергии или материи, исходящий, или поглощаемый объектом, детектор этого потока и время, чтобы зарегистрировать этот поток. Можно использовать разные потоки: свет, молекулы, нейтроны, но есть условие: поток, чтобы быть зарегистрированным, должен состоять из однотипных элементов.

Наши органы чувств способны регистрировать потоки света, звука и материи. Свету и звуку соответствуют зрение и слух, о потоку материи сразу три органа чувств: обоняние, осязание и вкус. Объекты, которые мы видим, обусловлены нашей способностью регистрировать эти потоки. Однако, если бы мы могли регистрировать другие потоки, например, потоки нейтронов, мир для нас наполнился бы иными предметами.

Представление о наблюдателе (субъекте)

Основой моделей, которые мы строим, является субъективное восприятие и субъективный способ описания этого восприятия. Субъект выступает в роли воспринимающего устройства (детектора) и в роли интерпретатора полученного опыта восприятия. Поэтому при построении моделей первым, что мы должны указать, — это субъекта, или группу субъектов, с точки зрения которого (которых) они (модели) строятся. В общем случае разные субъекты, гладя на одну и ту же реальность, дадут нам разные ее описания, или построят разные модели.

Очень часто представление о субъекте выпадает из модели, потому что мы склонны строить модели исходя из своего личного опыта, предполагая, что этот опыт является верным. Но любой опыт любого субъекта является верным для его обладателя. Поэтому нельзя привязываться к единственно верной точке зрения, отметая остальные. Любое моделирование должно начинаться со слов: с точки зрения субъекта по имени (Вася) это выглядит так, и далее должно следовать описание с точки зрения субъекта.

Представление об объекте

Прежде чем построить объект, мы строим поверхности. С помощью осязания мы способны распознавать поверхности, ограничивающие сгустки материи. Для этого мы посылаем пробник (палец) и находим те поверхности, от которых он отражается. Это считается непосредственным наблюдением поверхности. Той же цели служат вкусовые ощущения. Считается, что непосредственное наблюдение подтверждает существование поверхности. Как правило, поверхности, найденные нами с помощью осязания и вкуса, способны также отражать и испускать свет, звук и порождать запахи. Поэтому для опосредованного обнаружения поверхностей мы используем зрение, слух и обоняние. Зрение способно обнаружить поверхности, отражающие и испускающие свет, слух — звуки, обоняние — ароматы. В качестве основного органа опосредованного восприятия мы используем зрение. Зрение — это:

• Два глаза, способных построить стереоизображение (две проекции),
• Алгоритм обработки стереоизображений, способный построить поверхности, исходя из этой парадигмы,
• Парадигма объектов, существующих в среде,
• На основе распознанных поверхностей построение гипотез о существовании тех или иных объектов.

Как правило, поверхности, ограничивают некий ограниченный объем материи. Этот объем в сознании субъекта обретает смысл объекта. При этом важно помнить об ограничении такого рода представления об объектах. Материя никогда не бывает замкнутой в определенном объеме. Всегда происходит обмен материей и энергией с внешней средой. Поэтому представление об объекте как о том, что имеет постоянный материальный состав как минимум применимо не всегда, а, как максимум, ошибочно. Второе, что надо помнить, объекты формируются в сознании субъекта на основе того социального и эмпирического опыта, который он имеет. Два разных субъекта, попав в неизвестную им среду, выберут в качестве объектов совершенно разные объемы. Поэтому объекты — это субъективный способ организации восприятия.

Представление о потоке

Для обнаружения и построения поверхностей, а потом и объектов, мы используем световые и звуковые волны. Если допустить, что объект способен излучать или поглощать потоки других типов, то их также можно использовать для обнаружения объектов наравне со светом и звуком. Например, астрономические исследования используют гравитационные волны для обнаружения дальних объектов.

Термин "поток" предполагает нечто, состоящее из однотипных элементов. Другими словами, любой поток может быть построен на основе представления о его типовом элементе.

• Мы сможем представить себе типовой элемент потока воды. Тогда поток любой длительности и размера будет представлен в виде повторяющегося типового элемента.

  
  
• Мы можем представить себе типовую последовательность из отправленных паровозов, например последовательность отправки одного паровоза. Соединяя их в воображении, мы можем представить себе последовательность из отправленных паровозов любой длины.

При этом в обоих представлениях невозможно ответить на вопрос, когда был выпущен конкретный паровоз, или протекла конкретная капля жидкости.

Два типа описания потока соответствуют двум крайним способам детектирования потока.

• Первый способ детектирования, когда детектор не обладает чувствительностью, чтобы распознать дискретность потока.
• Второй способ детектирования, когда детектор распознает события, из которых складывается поток.

В первом случае мы не различаем элементы потока, во втором — различаем. Восприятие потока, так или иначе, состоит в регистрации элементов потока и усреднении какого-то параметра, связанного с ними. Усреднять может как сам приемник, так и внешний анализатор. Чем выше чувствительность приемника, тем резче колебания сигнала вплоть до дробового шума. Чем ниже чувствительность приемника, тем плавнее полученный сигнал вплоть до абсолютно ровного постоянного значения.

Иногда можно услышать о потоках двух типов: о дискретных потоках и о непрерывных. Якобы поток воды — непрерывный, а поток паровозов — дискретный. Причина этого в том, что мы не подвергаем сомнению результат нашего восприятия мира. Наши органы чувств имеют такие детекторы и такие методы анализа, которые дала нам природа. Если мы подвергнем анализу эти детекторы, то обнаружим присущие им ограничения на чувствительность. Если допустить, что наш глаз способен был бы регистрировать отдельные атомы, то, поверьте, мир для нас бы был совершенно иным! А, если, наоборот, мы не могли бы дифференцировать выпуск отдельного паровоза, то представьте себе поток сплошной серой массы, в который бы слились для нас все паровозы.

Для кого-то один и тот же поток будет выглядеть как сплошной, для кого-то — как дискретный. Поскольку мы создаем инструмент для представления мира с разных точек зрения, то надо научиться отображать эти представления одно на другое. Для этого понадобятся предикаты второго порядка.

Представление о поверхности объекта

В 1989 году я сделал свою первую голограмму. Для этого я сделал преобразование Фурье от образа буквы "Н", распечатал полученный результат на формате А4 и снял его при помощи ИК пленки с высоким разрешением. Рассматривая эту пленку, я видел поверхность буквы Н, но при этом материи, которая бы наполняла эту букву, не было!

А может быть и наоборот: материя есть, а свет через нее проходит так, будто материи нет. Поэтому наличие материи и наличие отражающей поверхности в общем случае не связаны друг с другом.

Но даже, если мы определили границу, поняли, что и поверхность видна, и на ощупь объект твердый, все равно остается вопрос, что такое граница? Она проходит по краю атомов? Но атомы — это скорее электромагнитные поля, чем материя. Правильный способ мыслить таков: граница между двумя объектами — это их общая часть, которая имеет и толщину и объем.

Представление об объеме объекта

Если мы будем говорить о строении объема, то получится разговор не про объем объекта а про конструкцию объекта. Поэтому говорить можно только об объеме в целом. Потоки по мнению наблюдателя могу рождаться не только на поверхности объекта, но и в его объеме. Потоки могут не только рождаться внутри объема, но и проходить сквозь него. Рождение, поглощение, отражение, преломление, ретрансляция — все это возможно не только на поверхности объекта, но и в его теле. По сути это делает неразделимым понятие тела объекта и его поверхности. Для каких-то потоков есть граница между телом и средой, а для каких-то этой грани нет.

Представление о среде

Представим себе, что мы лишились возможности воспринимать стереоизображение. Более того, допустим, что мы лишились воспринимать направление потока. Представьте себе, что в таком состоянии мы услышали звук барабана. Что вы скажете об объекте, который его произвел? Вы скажете, что и объект, и наблюдатель находятся в одной точке. Мир для такого наблюдателя был бы точкой.

Добавим к это картине восприятие направления потока. Тогда мир станет для наблюдателя миром, разделенным на сектора, из которых приходят потоки. Наблюдатель видит лишь направление и регистрирует приходящие и уходящие потоки. Этот мир начинается прямо перед ним и не имеет глубины. Это — плоский мир.

Добавим возможность построения стереобазы, или наблюдение из двух разных точек пространства. Не обязательно для этого иметь парные органы, достаточно уметь двигаться. Тогда мир вокруг становится объемным и появляется представление о среде. Среда позволяет отодвинуть границу объекта от наблюдателя. Вот тогда появляется представление об объекте, как об удаленном от наблюдателя объеме, производящим потоки, проходящие сквозь прозрачную среду.

Вопрос: прозрачность среды обусловлена способностью среды передавать элемент потока сквозь себя, или воссоздавать элемент потока в новом месте? Когда мы пользуемся парадигмой частицы, то мы говорим о передающей способности среды. Когда мы пользуемся парадигмой волны, то речь идет о воссоздании элемента потока в новом месте.

Среда как посредник в передаче потоков имеет общие части с передатчиком и приемником. Если речь идет о звезде, то для среды общими частями будут: поверхность детектора антенны и поверхность звезды.

Голограмма, сделанная мной когда-то, создавала иллюзию среды, в которой находится объемная буква Н. Это наводит на мысль о том, что наше восприятие звезд тоже может быть иллюзией. Чтобы удостовериться в том, что это не так, надо слетать к ней и, облетев вокруг, удостовериться в ее существовании. Можно сформулировать это действие иначе. Нам нужны эксперименты, использующие альтернативные методы определения поверхности. Если эти эксперименты указывают на одну и ту же поверхность, то мы считаем ее реальной. В случае с голограммой надо попытаться прикоснуться прикоснуться к букве, чтобы удостовериться в ее иллюзорности.

Итак, реальными объектами мы считаем те из них, поверхность которых мы можем детектировать непосредственно. Но непосредственное детектирование тоже опосредовано — через палец. Что если все методы нас обманывают? Эта мысль в свое время породила идею о том, что наша вселенная не более, чем голограмма.

Предубеждения

Мы думаем, что объект реален, потому что его вещественный состав постоянен. Но достаточно вспомнить такой объект, как пожарный шланг, по которому протекает вода, чтобы понять, что это не так. Шланг делает шлангом узнаваемая форма.

Мы думаем, что объекты должны быть плотными. Под плотностью я понимаю невозможность двух объектов быть в одном месте пространства. Но, как газы смешиваются, так и объекты — тоже смешиваются. Объекты могут быть прозрачными друг для друга.

Мы думаем, что объекты должны быть непрерывными. Непрерывность связана с идеей о том, что объект должен плавно перемещаться в пространстве. Преодолеть это предубеждение несколько сложнее, чем согласиться с тем, что состав объекта может меняться. Но представьте себе, что стала возможна телепортация, и объект стал иметь разрывы. Разрывы нужны для моделирования таких объектов, как директор предприятия. Этот объект рвется, когда происходит смена руководства.

Мы думаем, что поверхность — это нечто бесконечно тонкое. Такое восприятие поверхности приводит к спорам о том, где ее провести. Например, у нас есть поверхность шара. Кажется очевидным, что поверхность ничтожно тонка и проходит по граница слоя атомов. Но, если мы увеличим фокус и рассмотрим границу более детально, мы увидим, что свет отражается не от границы крайнего атома, а от слоя атомов конечной толщины. Мы обнаружим рыхлость поверхности точно так же, как мы видим рыхлость облака. Где граница у облака? Где граница у озера, если она постоянно двигается вместе с волнами? Правильно смотреть на границу как на толстый слой. Это позволит избежать ненужных споров. Граница — это часть объекта, толщина которой устанавливается исходя из решаемой задачи^ так, как это удобно.

Мы думаем, что объекты существуют. Однако, объекты нужны только для того, чтобы описать восприятие потоков при помощи слов.

Мы думаем, что объекты совершают действия. Но, если объектов не существует, то кто-же их совершает? Мы всю свою историю находились под влиянием мифологического сознания, которое утверждает, что все происходящее вокруг — творение каких-то субъектов (Богов, духов, одушевленных объектов). Поэтому всякий раз, когда мы наблюдаем какой-то поток, мы стремимся найти того, кто его производит. Если не находим кого-то, то хоть что-то. Так мы создаем иллюзию существования объектной вселенной.

Что для нас "реально", так это потоки. Хотя можно усомниться и в их существовании, все-таки потоки первичнее, нежели объекты, которые получаются путем обработки информации о потоках. Поэтому можно считать, что потоки — это реальность, а объекты — это модель в нашем сознании. Поэтому каждый раз, когда мы говорим об объекте, мы должны упомянуть субъекта, который сделал вывод о существовании этого объекта и классифицировал его.

Статика и динамика

Когда я говорил о регистрации потока, я имел ввиду мгновенную регистрацию. Мгновение длится конечное время. Если есть термометр, для которого время выхода в равновесный режим — пять минут, то мгновение для такого детектора — пять минут. Если речь идет о фиксации изображения на сетчатке глаза, то, зная химический процесс в колбочках, можно сказать, что это время — миллисекунды. Но фокус в том, что человеческое сознание не в состоянии представить себе факт регистрации. Человеческое сознание всегда имеет дело только с потоком событий регистрации, но не с одной регистрацией. Чтобы это понять, давайте представим себе фиксацию состояния нагретого предмета, когда мы касаемся его рукой. Фиксация состояния произошло, когда рука отдернулась, но сознание еще не проснулось. И только после того, как рука отдернулась, сознание заметило этот факт и придумало картину, в которой события развивались непрерывно. Если бы мы могли осознать то мгновение, когда рука непроизвольно отдернулась, мы смогли бы понять, что такое регистрация потока.

Чтобы понять это лучше, рассмотрим процесс измерения температуры нагретого тела. Температура — это результат измерения установившегося равновесия в паре объект-пробник (термометр). Для измерения температуры объекта мы используем пробник, который на протяжении определенного периода времени устанавливает тепловое равновесие с объектом, после чего с него производится съем значения. Понятно, что полного равновесия достичь невозможно, понятно, что сам процесс съема данных тоже вносит погрешность. Температура не может быть измерена точно и мгновенно. Поэтому померить температуру мгновенно и точно не получится. Если же стоит задача измерить температуру тела в зависимости от времени, то должно быть выполнено следующее условие: изменение температуры тела в течении замера не должно превосходить требуемую точность измерений. Иначе мы получим не температуру тела в заданный момент времени, а нечто непонятное. Каждое значение температуры назовем состоянием объекта. Множество таких значений назовем потоком состояний объекта. Казалось бы, для этой разницы есть слова: якобы, когда мы говорим, что тело горячее, мы говорим о регистрации потока энергии, но когда мы говорим, что тело меняет свою температуру, речь идет о множестве таких регистраций, или о потоке состояний объекта. Но на деле все не так. Даже, когда мы регистрируем состояние нагретого тела, отдернув руку, наше сознание все равно пытается придумать картинку, в которой события развивались непрерывно. И, когда мы говорим, что тело горячее, мы все равно имеем ввиду поток состояний объекта, каждому из которых соответствует одинаковое значение температуры.

Нельзя путать регистрацию потока энергии или материи, которая позволяет нам зарегистрировать состояние объекта, с регистрацией потока состояний объекта. В первом случае измеренному потоку ставится в соответствие некоторая модель (температура, цвет, поверхность и тд). Во втором случае речь идет о потоке этих моделей. Физический смысл этих понятий совершенно разный. Поэтому, когда я указываю координаты тела, я должен уточнить: речь идет об мгновенном измерении положения тела, или о потоке таких измерений. К сожалению, в языке эти термины дифференцируются плохо. В первом случае я мог бы уточнить так: в такой-то момент тело находилось там-то. Термин "момент" намекает на мгновенное измерение положения тела. Во втором случае я мог бы сказать: на протяжении такого-то времени тело находилось там-то. Протяженность во времени намекает на то, что замеров положения тела было много. Такие слова, как событие, мгновение намекают на разовое измерение состояния объекта. Слова "на протяжении" намекают на поток состояний.

Статикой мы называем состояния объекта. Динамикой называем поток состояний.

Представление о типовом потоке состояний объекта

Последовательность состояний — это сценарий переходов от одного состояний к другому. В общем случае сценарий состоит из большого количества элементов, настолько большого, что их хранение становится обременительным для сознания. Тогда сознание идет на хитрость. Оно пытается "свернуть" сценарий при помощи нахождения типового его элемента.

• Допустим, что мы рассматриваем вращение вала двигателя. Если мы сможем представить себе типовое вращения, то мы сможем представить себе вращение любой длительности. Но нельзя будет поставить метку на вал и сказать, где она окажется в конкретный момент времени.

  
  
• Для вала типовым мельчайшим подсценарием можно сделать поворот на один оборот. Представив себе типовой поворот, мы сможем представить себе любой поворот на целое количество оборотов. В этом описании также отсутствует возможность определения положения метки на валу в конкретный момент времени.

Оба эти способа эквивалентны способам представления потока, только теперь в качестве типовых элементов выступают типовые потоки состояний объекта. Далее сознание идет еще на одну хитрость. Оно начинает считать объект, поток состояний которого можно представить как набор типовых потоков состояний, статичным! То есть, бьющий фонтан может стать в представлении субъекта статичным объектом. И далее субъект будет обращаться с ним как с обычным статичным объектом. Это можно видеть на примере реки. С близкого расстояния субъект видит щепки, проплывающие по реке, затем он видит поток щепок, и наконец, перестает видеть потоки и видит реку как объект. Со статичным объектом опять можно проделать ту же операцию: найти типовые потоки состояний. Например, заставив быстро вращающийся вал медленно двигаться вверх-вниз. Это движение вверх-вниз можно смоделировать через типовой поток состояний и получить новый статический объект. И так далее вверх по композиции состояний. Можно делать то же и вниз — декомпозируя состояния объекта. Вы можете подумать над этим сами.

Трудности языка

Потоки, исходящие от объекта, делятся на два типа. На основе потоков первого типа делается заключение о существовании объекта. Потоки второго типа приписываются объекту как его способности. Например, то, что поверхность излучает свет говорит о вероятности того, что под ней находится материя. На основе этого потока принято решение о том, что звезда существует реально. Второй тип потоков приписывается уже созданным объектам. Например, поток машин, сходящих с конвейера. Про первый тип потоков говорят: объект обладает свойствами, а про второй тип потоков — объект производит поток. Странно, если учесть, что и там, и там речь идет о потоках! Правда, можно услышать и такой тезис: конвейер обладает свойством выпускать машины. Этот тезис приближает нас к тому, что все потоки — это свойства объекта. А можно сказать и иначе: звезда испускает свет. Это приблизит нас к представлению о том, что все потоки — это способности объекта. Создавая модели, неплохо было бы иметь единый подход к моделированию потоков. Я бы предложил такой: есть поток, есть объект, из которой он исходит, и есть трактовка этого потока. Например: есть поток света с пиком в красной области спектра, есть автобус, от которого исходит этот поток, и есть трактовка — автобус отражает красный свет лучше, чем синий и зеленый. Такой подход создает единое представление о моделировании потоков. Не надо будет думать: то ли это свойство объекта, то ли это его способность, то ли это его назначение. По факту есть объект и есть поток. Хотите, — думайте, что это свойство, хотите — способность, хотите — назначение.

Для описания потоков и для описания потоков состояний объекта используются одни и те же выражения. Например, машина дымит — это описание потока, или описание потока состояний машины? Поскольку на основе потока делается вывод о состоянии машины, то можно сказать, что эти тезисы связаны, но нельзя сказать что это один и тот же тезис! Если это не понятно, то давайте рассмотрим тезис: машина едет. Это описание потока состояний машины. А машина дымит — это может быть описанием потока дыма. Форма выражения тезисов одна, а тип тезисов — разный.

Если показать двух разных обезьян и спросить: это одна обезьяна? скорее всего, ответ будет такой: обезьян две, но они похожи, и потому относятся к одному типу животных. Так и одно вращение не есть другое вращение, хоть они и похожи. Но часто путают два разных термина "похожие" и "тот же самый". И тогда можно услышать, как говорят, что у двух валов одно вращение. В дальнейшем нам придется быть очень аккуратными, чтобы не путать разные потоки состояний разных объектов. Если я буду говорить про поток состояний, то речь пойдет про конкретный поток состояний, моделирующий конкретный 4-Д объект. Если я буду говорить про операцию, событие, состояние, то это будут конкретная операция, событие, состояние, а не тип операций, тип событий или тип состояний. Если я буду говорить красный объект, то речь пойдет о конкретном потоке, то есть о конкретном красном, а не от типе красных объектов. Поначалу это довольно сложно, но стоит только начать, и это войдет в привычку.

Допустим, что мы хотим сказать, что есть свечение, на основании которого мы принимаем решение о выделении объекта под названием Солнце. Если мы скажем, что Солнце светит, то смысл этого тезиса будет обратным — якобы решение о существовании Солнца уже принято и теперь говорится о том, что Солнце производит свечение. Если же мы скажем, что назначение Солнца светить, то смысл у этого высказывания в том, что Солнце предназначено для свечения. И это будет третий смысл. Свечение не есть деятельность по свечению и не есть назначение по свечению.

"Превращения" объектов

• Состояние объекта всегда может быть декомпозировано на подсостояния
• Состояние объекта может стать частью над-состояния
• Объект может быть представлен в виде потока
• Объект всегда может быть представлен в виде прозрачной среды для какого-то потока
• Объект может стать элементом потока

Данный рассказ не является полным, потому что то же, что рассказано про объекты, должно быть рассказано про потоки и среды. Однако, в рамках текущей работы эта тема не раскрыта.

• Поток всегда может быть представлен в виде объекта
• Поток всегда может быть представлен в виде прозрачной среды для какого-то потока
• Среда может быть представлена в виде потока
• Среда всегда может быть представлена в виде объекта