Что скрыто за термином моделирование

    Вступление


    Я аналитик, занимаюсь моделированием предметных областей, и знаю, что в каждой области есть свои индивидуальные методы выделения и описания объектов учета. Благодаря этим методам в каждой конкретной области знаний появляются свои специфические объекты. В идеале все эти объекты должны находиться в строгом соответствии друг другу, то есть должны не противоречить друг другу.

    Есть вылизанные предметные области, в которых нет проблем с выделением объектов. Самая гармоничная в этом смысле математика. Моделирование математических конструкций – одно удовольствие. Все потому что математики уделили много сил и внимания созданию непротиворечивого аксиоматического базиса и правил вывода. Благодаря этому математика моделируется крайне легко. То же касается физики (не считая нерешенных проблем).

    Кроме математики и физики есть и другие области знаний, в которых методы выделения объектов формулировались веками и имеют дорогую цену, оплаченную кровью – это медицина (в части описания строения человека), строительство, военное искусство. Отдельно стоят области, связанные с товарно-денежными отношениями, поскольку мы знаем, как люди относятся к своей собственности. Благодаря острой необходимости получения однозначных и верных толкований эти области знаний выглядят достойно.

    Но есть предметные области, над которыми нет строгого контроля, или они еще достаточно молоды, чтобы достичь зрелости. Выделение объектов в этих областях достаточно проблематично.

    Например, процессом в бизнес-анализе может быть названа как функция, так и функциональная структура, операция, типовая операция, сценарий или типовой сценарий.

    В системной инженерии объект и его конструкция обозначены одним словом – система, тип функций назван функцией, а описание системы – набором решений.

    Это все равно, как если бы в бухгалтерии одним термином назвали и главную книгу, и книгу учета доходов и расходов. Это неизбежно приводит к коллизиям, модели наваливаются друг на друга и разваливаются, что я часто наблюдаю в реальных кейсах.

    Чтобы справиться с моделированием подобных проблемных областей, я вынужден был заняться формализацией процесса моделирования. Это позволило подойти к вопросу создания моделей исключительно формально. Поскольку метод формальный, он позволяет выявлять противоречия в предметных областях тоже формальным способом. В своих статьях я постепенно раскрываю этот метод, и тот, кто внимательно их читает, в итоге должен этот метод узнать.

    Моделирование «реальности»


    Представление


    Есть сущее, и есть наше сознание. Сознание – это поле, на котором разворачивается процесс представления воспринимаемого нами сущего. Помимо представлений, связанных с воспринимаемым сущим, там могут возникать:

    • представления, связанные с сущим гипотезами: например, представления о тех местах, где нас сейчас нет, представления о прошлом, представления о будущем, представления о чем-то, что мы хотим создать (проекты).
    • представления, связанные с воображаемым сущим: единороги, жабослоны,
    • представления о представлениях: типы, модели представлений и проч.
    • другие представления

    Более того, представления, связанные с восприятием сущего, занимают ничтожно малую часть нашего сознания по сравнению с другими представлениями. Возможно, это особенность человеческого сознания.

    Валидация представлений


    Чтобы не уйти в воображаемый мир, мы используем методы валидации наших представлений с сущим.

    Процессы представления и валидации идут синхронно и называются синхронизацией нашего представления с сущим.

    Описание представлений


    Для передачи опыта мы должны иметь возможность описать свои представления. Для этого используются методы описания представлений. Поэтому работа по моделированию сущего идет в два этапа: сначала на основе сущего, применяя методы представления, мы создаем представления в своем сознании, затем на основе созданных представлений, используя методы описания, создаем их описание.

    Иногда стоит задача описания представлений, не связанных с сущим, например, проектов. Тогда мы говорим об описании представлений, связанных с гипотезами. Именно так выглядит работа по проектированию – описываются воображаемые гипотезы.

    Воссоздание представлений


    Обратный процесс: воссоздание представлений на основе описаний. Он выглядит так: сначала на основе описания, используя методы интерпретации, мы создаем представление, а потом мы пытаемся представление валидировать с сущим.

    Процессы описания и интерпретации идут параллельно, и в целом образуют цикл синхронизации описания и представления.

    Цикл восприятия


    В целом полный цикл с обменом знаниями выглядит так:

    Сущее – метод представления – представление в сознании – метод описания – описание – метод интерпретации описания – представление – метод синхронизации представления – сущее.

    В данной статье я буду говорить про представление и описание, про те процессы, которые мы вместе называем моделированием, но не буду касаться обратных процессов – интерпретации и валидации.

    Синхронизация представлений и описаний


    Представление и описание связаны друг с другом. То, как мы представляем себе мир, и то, как мы его описываем, синхронизировано. Если возникает рассинхронизация, мы говорим либо об измененном состоянии сознания, либо о потере рассудка. Поэтому обычно мы не можем представить себе того, чего не можем описать, и не можем описать то, что не можем себе представить. Табуретки существуют покуда есть метод представления в виде табуретки и синхронизированный с ним метод описания. Исчезнет что-то одно, исчезнут табуретки во всем мире. И наоборот, если появится новый способ представления реальности и, согласованный с ним способ описания, то появятся сущности нового типа. В основе наших представлений лежит идея о трехмерности мира и времени, которое «протекает» в одном направлении.

    Пример 1


    Пример: пусть перед нами реальность, к которой можно применить метод представления: «листок с текстом». Если мы это можем сделать, то в сознании создается образ «листок с текстом». К этому образу можно применить метод «прочитать вслух». В результате применения этого метода в сознании рождается последовательность звуков. Если к этой последовательности можно применить метод «Распознавание речи», то в результате применения этого метода рождается образ. Таким образом, путь от реальности до образа довольно неблизкий. Для сокращения этого пути можно освоить скорочтение. Те, кто его практиковал, знают, что обучение скорочтению заключается в построении образов из текста минуя «проговаривание» текста. Те же, кто не научился бегло читать, читают по буквам, добавляя в эту последовательность еще один шаг. Для них нет групп символов, но есть набор букв. Из них они складывают звуки, из звуков – слова.

    Пример 2


    Пусть кто-то говорит: смотри, там лошадь скачет!
    Каждому слову – свой метод.
    Смотри – выбери зрительный канал восприятия.
    Смотри там – направь свой взгляд в ту сторону.
    Лошадь – возьми соответствующий этому термину метод интерпретации и попробуй применить его к тому, что ты воспринимаешь.
    Скачет — возьми соответствующий этому термину метод интерпретации и попробуй применить его к тому, что ты воспринимаешь.
    Может статься, что к тому моменту, когда я направил взгляд в нужном направлении метод лошадь создает образ, а метод скакать — уже нет. Как я буду интерпретировать восприятие?
    Тогда я буду перебирать другие методы: сидит, стоит, пасется и тд. Когда я найду тот метод, который хорошо применим, например, стоит, я скажу – лошадь стоит.
    Может случиться, что субъект ошибся, и применил метод лошадь к пространству, к которому этот метод неприменим.
    Если я начну применять метод лошадь, я не смогу это сделать. Я скажу – нет там лошади.
    Но, если я начну применять сначала метод скачет, то смогу интерпретировать скакание.
    Тогда я буду стараться решить задачу, применяя другие методы, например, применю метод кенгуру. Если этот метод подойдет, то я скажу: скачет, но не лошадь, а кенгуру.
    Метод «лошадь», применимый к одному пространству, создает в сознании один образ, тот же метод, применимый к другому пространству, возвращает другой образ. Поэтому одна лошадь не есть та же лошадь, но похожая.
    Метод «скакать», применимый к одному пространству, создает в сознании один образ, тот же метод, применимый к другому пространству, возвращает другой образ. Поэтому одно скакание не есть то же скакание, но похожее.
    То же касается методов: красный (один красный образ не есть другой красный образ) 10 метров (одни образ в 10 метров не есть другой образ в 10 метров) и тд.

    Метод и объект


    Второе, что надо помнить, что скакание не принадлежит лошади. Часто делают ошибку, приписывая лошади способность скакать. Скакание не принадлежит лошади, это результат применения метода «скакать», отличного от метода «лошадь». Можно сказать так: скакун, но не сказать какой — то ли лошадь, то ли кенгуру. Другие примеры: ветрено, смеркалось и тд. То, что лошадь скачет, означает, что один и тот же образ может быть описан как лошадь и как скакун. Но можно сказать и обратно: скакун – лошадь.

    Если мы говорим о создании ИИ, то для него аналогичные методы представления выглядят как весовые коэффициенты в нейронной сети. Различные ИИ могут делиться нейронными сетями и коэффициентами, чтобы передавать методы представлений друг другу. Каждый такой метод может породить тип объекта «в сознании компьютера» ни на что не похожий в нашем понимании. Если ИИ понадобится общение, то нейронные сети и весовые коэффициенты будут «устаканиваться», им будут даваться имена и результаты работы этих сетей приобретут специфические имена. Это будет этап создания своего языка в рамках ИИ. И не обязательно при этом, что ИИ понадобится только те представления, которые помещаются у нас в сознании, он может сделать что-то свое.

    Классификация представлений


    Представления делятся на:

    В пространстве:

    1. Объекты
    2. Группы объектов, каждый из которых можно описать (конструкции)
    3. Группы объектов, индивидуальное описание которых невозможно (кучи)

    Во времени:

    1. Операции
    2. Группы операций, каждый из которых можно описать (процессы)
    3. Группы операций, индивидуальное описание которых невозможно (функции)

    Описание представлений


    Теперь рассмотрим задачу описания представления. Для описания представлений также используются методы.

    Каждый метод описания – это описание представления с отдельной точки зрения. Чем полнее описание, тем большее количество точек зрения оно учитывает. Богатые описания учитывают множество разных точек зрения. Бедные – мало.

    Результат применение метода описания к представлению звучит следующим образом: данное представление относится к такому-то типу.

    Например, метод описания «лошадь», применимый к представлению, возвращает слово «лошадь», что означает, что представление относится к типу лошадь.

    Метод описания «красный» возвращает слово «красный», что означает, что представление относится к типа красный.

    Метод описания «10 метров» возвращает слово «10 метров», что означает, что образ относится к типу 10 метров.

    Объект и его свойство


    При этом часто возникает распространенная ошибка. Из-за особенностей русского языка трактовка в виде статичного объекта (лошадь) наделяется способностью иметь свойства (красный). Но это верно только в языке. В модели же с тем же успехом можно было бы сказать, что лошадь – это свойство красного. Несимметричность описания заложена в язык, обмусолена философами, и успешно перекочевала в языки моделирования, что приводит к известным коллизиям. Чтобы избежать этой противоречивости, был придуман, так называемый, безатрибутный язык моделирования.

    Объединение методов


    Иногда методы объединяются в группы и получаются атрибуты. Метод 10 метров и метод 11 метров – это разные методы, но из одного класса, который образует атрибут «размер».
    Методы, входящие в подобные группы можно объединить (ровно также, как мы сваливаем кучи песка в одну – в результате снова куча) и получить один метод. Поэтому здесь работает та же аналогия, что с ролями: мы можем рассмотреть группу методов «определение размеров», можем рассмотреть тип метода «определение размеров» и можем объединить все методы в один «определение размеров».

    Почему стало возможным объединение методов? Потому что из всех методов данной группы только один применим к образу (методы взаимоисключающие). Например, объединить метод круглый с методом желтый нельзя, потому что возможно одновременное применение этих методов к одному образу: желтому кругу.

    Если взаимоисключающие методы дают ответ на одном образе, то в таком случае мы говорим о множественности точек зрения. То есть, в прошлом примере, если метод 10 метров и метод 11 метров дают результат на одном образе, то мы говорим либо: это ошибка, либо – это разные точки зрения.

    Разные точки зрения в описании представления


    В данном случае правильно говорить не о разных точках зрения, а о взаимоисключающих. Это к вопросу о том, что я часто слышу, будто мы моделируем объект с одной точки зрения. Это неверно, мы моделируем со множества точек зрения, просто эти точки зрения не являются взаимоисключающими. Как только мы обнаружим, что точки зрения в антагонизме, мы говорим, что это взаимоисключающие точки зрения, или как мы привыкли говорить– разные точки зрения.

    Все описания со всех невзаимоисключающих точек зрения можно объединить и получить одно большое описание. Это описание будет описанием, у которого все точки зрения согласованы между собой, но это будут разные точки зрения!

    Еще один важный момент, про который надо упомянуть. Я не зря сказал, что делается описание представления, а не объектов реального мира. Потому что эти представления у каждого свои. Например, образ лошади в сознании одного субъекта не есть тот же образ, что в сознании другого.

    Группы методов описания


    Методы описания употребляются группами. Например, лошадь скачет – два метода в группе. Каждый метод позволяет более или менее специализировано описать представление. Чем более специализированы методы, тем больше их требуется. Поэтому методы должны быть достаточно специализированы для практических нужд, но не более того.

    Методы могут быть «ортогональны» друг другу, или «параллельны». Например, метод лошадь и метод скачет ортогональны друг другу тогда, когда лошадь с той же вероятностью может стоять. Если же лошадь скачет всегда, а скачет только лошадь, то метод лошадь параллелен с методом скакать. Употребление в одной модели параллельных методов приводит к избыточности, и мы говорим тавтология. В идеале хорошо, когда методы «ортогональны» друг другу, то есть, не связаны друг с другом.

    Для каждой отрасли знания есть свои группы методов. Для каждого из них есть свои слова. Чем больше слов в языке предметной области, тем больше методов в этой области.
    Понятно, что методы описания для эксплуатационной компании отличаются от методов описания, принятых в строительной компании. Таким образом, встает задача маппинга результатов применения различных методов в различных сферах человеческой деятельности. Этим я и занимаюсь – я беру методы из разных областей человеческого знания и мапплю их друг на друга.

    Есть метод, в котором электрон – частица, есть метод, в котором электрон – волна, есть метод, в котором электрон -матрица. Про матрицу часто забывают, а вот про частицу и волну часто так и пишут: электрон-частица и электрон-волна. Наверно, потому что человеку, далекому от физики, сложно представить себе электрон – матрицу.

    Операции над представлениями


    Я говорил, что красный как представление один не есть красный как представление два. Это разные красные. Но эти разные красные можно объединить и получить один красный. Это как две кучи песка свалить в одну и получить одну кучу. Кучу песка можно разделить на две кучи. Так и красный можно разделить на два красных. Мы можем объединять представления и делить их.

    Можно ли поделить таким же способом машину? В пространстве – нет, потому что деление машины в пространстве не даст нам две машины, но мы можем поделить машину во времени. И тогда у нас будет две машины, каждая из которых принадлежит разным членам одной семьи. Такое деление контринтуитивно, но не запрещено логически. Это как смешение двух газов – они взаимопроникают друг в друга, смешиваются, образуют более плотное вещество, чем каждый из них отдельно. Так и две машины, принадлежащие разным членам семьи, проникают друг в друга, смешиваются и делают материю более плотной.

    Можно ли поделить таким же способом операцию? Пусть есть операция забить гвоздь. Эту операцию можно разделить во времени на две с таким же поделенным на части молотком и гвоздем. Представить себе, как поделить операцию на две подоперации в пространстве мне не удалось так же, как и поделить машину. Если кто сможет, напишите, пожалуйста!
    Можно ли поделить таким же способом функцию? Возьмем функцию «показывать время». Эта функция также, как и машина, может быть разделена на части во времени. Но иногда ее можно поделить и в пространстве. Например, если у функции два циферблата. Тогда их можно поделить на две функции с одним циферблатом. Можно объединить несколько функций «показывать время» в одну функцию, и получить одну функцию со множеством циферблатов.

    На объектах и группах можно ввести различные меры, но эта тема выходит пока за рамки текущего рассказа.

    Итоги


    Моделирование заключается в том, что нам известны различные методы представления и описания сущего, которые мы применяем там и сям. Там, где метод подходит, получается прояснение, и реальность обретает в сознании у субъекта формы и черты. Там, где это не получается сделать, реальность остается размытой. Эффективность моделирования связана с эффективностью этих методов. Они должны быть полны, подробны в меру и ортогональны.
    Поделиться публикацией

    Комментарии 4

      +2
      В системной инженерии объект и его конструкция обозначены одним словом – система, тип функций назван функцией, а описание системы – набором решений.

      На основании чего вы делаете это утверждение?


      Поскольку метод формальный, он позволяет выявлять противоречия в предметных областях тоже формальным способом.

      А можно получить формальное определение терминов "представление", "валидация", "сущее", "сознание", "синхронизация", "метод", "модель"?


      Второе, что надо помнить, что скакание не принадлежит лошади.

      Можно, пожалуйста, формальное доказательство этого утверждения?


      Часто делают ошибку, приписывая лошади способность скакать.

      Тем не менее, обычно лошать может скакать. Никакой ошибки в этом нет.


      Из-за особенностей русского языка трактовка в виде статичного объекта (лошадь) наделяется способностью иметь свойства (красный). Но это верно только в языке.

      Поскольку язык — это тоже модель (точнее, описание на языке — модель), это утверждение верно и в модели (конкретной).


      Почему стало возможным объединение методов?

      Что такое "объединение методов"?


      я вынужден был заняться формализацией процесса моделирования. Это позволило подойти к вопросу создания моделей исключительно формально

      В этом вашем посте нет ни одного формализма, исключительно неформализованные рассуждения.

        0
        Спасибо за вопросы и замечания! На вопросы я отвечу в других статьях, а замечания учту.
        0
        10 метров и метод 11 метров дают результат на одном образе, то мы говорим либо: это ошибка, либо – это разные точки зрения.

        Запросто могут иметься в виду методы (в вашем понимании) одного образа "высота" и "ширина", для листа, например, а ваше понятие атрибута — в данном случае оба имеют тип "метрическая размерность"?


        ну может быть я просто притягиваю подход семантической сети, но не по повествованию что-то соскочило, мне кажется, в любом случае

          +3
          Поэтому одно скакание не есть то же скакание, но похожее.

          Ага, вы почти научились понимать разницу между типом и экземпляром.
          Тут же можно вспомнить (вот жеш ирония) и ту странную фразу "экземпляр этого процесса". "Экземпляр какого процесса? — Ну вот этого, процесса 'Скакание'".


          Можно сказать так: скакун, но не сказать какой — то ли лошадь, то ли кенгуру.

          А вот и интерфейсы подтянулись. Так вы скоро и в ООП разберетесь.

          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

          Самое читаемое