Газета Завтра 41 (1193 2016)

Семантика систем

Семантика систем

Сергей Хапров

О перспективных языках и методах управляемости

Что такое семантика систем? Это дисциплина, которая придумана мной. По-гречески "сема" — это смысл. Семантика — изначально языковедческая дисциплина, и изучает она смысловое значение единиц языка.

Однажды я подумал: а что если законы семантики действуют не только в языке? А что если синонимы бывают не только в виде слов? Если помните, в школе нас учили, что красивая образованная русская речь — это, в том числе, грамотное сочетание и использование различных синонимов, — например, вы упоминаете не одно и то же "прошло совещание", а "на этой встрече", "после этого собрания". Чем больше синонимов, тем ярче и многообразнее ваша речь.

Я предположил: а есть ли такие же синонимы в конструировании, в управлении, между разными науками? Мир растёт очень бурно, и в нём с каждым днём увеличивается множество сущностей. Хорош принцип бритвы Оккама "Не плодите сущности без необходимости". В мире 72000 направлений научных исследований. В высшем образовании 8000 специальностей. В разных странах 21000 специальностей, по которым зарегистрированы люди. В мире, наверное, несколько сотен индустрий, в каждой из которых тысячи наименований продукции, миллионы компонентов. Если всё это перемножить между собой, а также на пенсионные накопления, на обязательства, внешние долги, опционы, фьючерсы и этим ещё торговать 24 часа в сутки, то именно так выглядит хаос и апокалипсис. Количество сущностей, которые мы наплодили, сегодня стало неуправляемым.

Вопрос: можно ли конечным числом знаков или величин описать бесконечное количество? Я говорю, да, можно.

Например, я могу это сделать с помощью алфавита. Напоминаю: в русском языке 33 знака в алфавите, в английском — 26. Я могу говорить обо всём, в том числе о несуществующих вещах. Я могу сказать о вещах, которые были миллионы лет назад. Я могу сказать о будущем, о настоящем. А ведь я, говоря на русском, использую одни и те же знаки — 33 штуки, а смысл меняется из-за того, что я меняю их порядок. Этот элементарный пример наглядно показывает нам, что знаков ограниченное количество, вариативность их бесконечна. Система неуправляема, и нам нужно сжать её в миллион раз. Сжать физически — достаточно тяжело. Сжать с помощью алфавита — легче лёгкого.

В своё время я много лет работал на телевидении, и там мне объяснили, как действует формат mpeg2 (с помощью которого через спутник транслируют каналы). На самом деле, аналоговый сигнал в 36 Мб/сек — это много. Обычно это целый транспондер у спутника. Люди подсчитали и сказали, что цифровой сигнал нужно сжать хотя бы до 6 Мб и тогда по одному транспондеру мы пустим 6 каналов. Спутниковое телевидение — это обычно 1,5-2 Мб, соответственно, мы через один транспондер можем запустить 20 каналов. Тогда математики задумались: как сжать аналоговый канал? Любой видеоряд — это 24 кадра в секунду. Вы оцифровываете первый кадр на 100%. Каков процент изменения на втором кадре? Крайне маленький, поэтому второй кадр вы описываете как первый кадр. Уникальных событий происходит очень мало. Поэтому в одном канале можно с лёгкостью сжать 6 каналов.

Теперь подумаем, можем ли мы какие-то разные типы деятельности или науки сжать до фундаментальной постоянной сердцевины и все изменения провести уже от неё?

Смысл семантики систем состоит в том, чтобы дать управляемость. Человечество в результате жизнедеятельности создаёт всё большее количество сущностей, которое нуждается в новых методах управления. Поэтому семантика систем — это один из типов новых логик. При этом логика для меня — это сопромат для идей, некое построение, позволяющее проверять прочность идейных конструкций, противоречивость, жёсткость, на способность выдержать изменения во времени и так далее.

Практическое применение семантики систем очень простое. Одна из критических технологий шестого технологического уклада — семантический, осознанный поиск (при том, что пятый техноуклад — информационный взрыв на многие порядки, порождающий хаос). Сегодня и в гражданской, и в военной отрасли большая часть информации (приближается к 100%!) не используется. Гигантские эшелоны информации прибывают с бешеной скоростью, и их попросту не успевают не то чтобы разгрузить, а даже принять. Выиграет и обогатится информацией только тот, кто владеет системами семантического поиска, семантических алгоритмов и семантических библиотек. Выиграет примерно так же, как тот, кто обзавёлся двигателем внутреннего сгорания в четвёртом техноукладе.

Пока моей стране не угнаться за Гуглом, Фейсбуком и Амазоном по количеству серверов и программистов, я могу попытаться работать интеллектуально и разработать логику этого алгоритма. Я убеждён в том, что только за счёт создания другой логики возможно пересчитать и учесть всю информацию. Очень скоро энергия, потребляемая дата-центрами, начнёт серьёзно превышать все мыслимые пределы. Зарождается тенденция (и я её поддерживаю), когда дата-центры строят около атомных станций. Именно такие мощности нам вскоре понадобятся для переработки и хранения информации.

Недавно Яндекс в каком-то финском городе построил дата-центр, где охлаждение оборудования происходит с помощью холодной воды из городской сети, которая становится горячей и возвращается в сеть. 5% тепла городу даёт дата-центр Яндекса. Именно поэтому я уверен, что современная энергетика вряд ли выдержит экономику знаний. Сжатие направления знаний, из пересечения которых возникает конечная информация, возможно, позволит сделать экономику знаний энергоэффективной.

В основе семантики систем лежит триметрия. Триметрия — это когда с помощью трёх топов я могу описать любое множество. Когда мне говорят, что нельзя описать бесконечность, я говорю: можно.

Например, таблица Менделеева — тот язык, на котором описано очень большое множество. В таблице зафиксировано 112 принципиально разных веществ, которые состоят из 3-х одинаковых компонентов: электрон, протон, нейтрон. Я могу создать систему координат, полюсами которых будут электрон, протон, электрон, и за этот треугольник не выйдет ни одно вещество, существующее на земле. Вся таблица Менделеева входит в этот треугольник.

Другой пример: в нашем компьютерном мониторе заложено 16 миллионов цветов. Сзади на проводе написано RGB: красный (red), зелёный (green), синий (blue). Это означает, что в треугольничке из трёх основных цветов находится 16 миллионов цветов. В первой итерации эти три цвета дают нам семь цветов радуги.

Те, кто занимается гиперструнами в квантовой механике, знают, что у них в триметрии форма, масса и энергия.

Треугольник как образ триметрии меня полностью устраивает. В нём работает закон сохранения массы, энергии и формы. Физика Ньютона, на которой построен индустриальный мир, система координат Декарта и так далее, позволила прокладывать путь через большое расстояние. Силы ускорения позволили вычислить где будет поезд, вышедший из пункта А в пункт Б. Благодаря им стало понятно, как эту силу применить. Этот мир благополучно рос до тех пор, пока не появилась электроника.

У основания треугольника количество сущностей нарастает. Сейчас это уже критическая масса. Если не изменится форма критических технологий и методы управления, мир удержать мы не сможем. При сохранении законов треугольника должна резко возрастать энергозатрата на управление увеличивающимся количеством сущностей. В мире не хватает денег, притом что долгов накоплено бесконечное количество. Все люди окончили университет, даже те, кто не может произнести слово "университет", а инженеров всё ещё не хватает. Всё это явный признак энтропии. Энтропия в семантике систем — это резкий рост количества объектов управления без смены форм управления. Только сменив форму управления, эту пирамиду возможно будет удержать. Если мы верим в единого создателя или в единый большой взрыв, то странно признавать, что при таком огромном разнообразии систем каждая система устроена по своему индивидуальному закону. Мы понимаем, что фундаментальные законы одни и те же, и только концепты и контексты выводят их в разные направления.

Закон сохранения энергии работает на все системы — и на химию, и на физику, и на европейский капитализм, который нынче дышит на ладан.

Семантика систем вне времени, потому что законы систем никоим образом не изменились. Что нас ожидает в ближайшее время? Для меня цивилизация только тогда является цивилизацией, когда она удерживает весь цивилизационный пакет: язык, образование, культуру, военные, научные технологии. Россия в четвёртом техноукладе, безусловно, является цивилизацией. Даже при начале пятого. В шестом техноукладе в России малочисленное население. Сегодня если вы не можете выйти на рынок в миллиард человек — вы ничего не можете. Нам необходимо хотя бы 450 миллионов.

Поэтому, во-первых, у России на сегодня очень важная задача — найти себе опору выхода на большие рынки, создать в шестом техноукладе стратегический союз с экономиками, в которых много людей и много экономики, но не хватает функции высокого уровня безопасности, коммуникации и выживания. Русские — чемпионы мира по выживанию в изменяющихся условиях.

Во-вторых, при нарастании сложностей многие структуры начнут разрушаться, так как их масса превосходит сложность управления ими. Начнут распадаться государства, налаженные экономические системы. Шаткие системы, которые ещё, быть может, как-то бы существовали, погибнут под внешним воздействием, их попросту "добьют". Действие энергии ансамблей и частиц хорошо видно в таком явлении, как цветные революции. Человеческое сознание на самом деле не очень хорошо отличает реальное от нереального и достаточно легко путается, что приводит к эмоциональным состояниям, при которых можно уничтожить свою страну.

Если страны не разработают способы защиты от этой технологии и методы нанесения ответного действия другим странам, они утратят суверенитет. Россия как раз пока демонстрирует способность бороться с этими технологиями, поэтому она может предложить свои услуги большой группе достаточно сильных экономически стран, которые могут быть разорваны в самое ближайшее время.

Образование очень сильно изменится. Оно распадётся и соберётся совсем по-другому. Я как-то слышал выступление вице-президента Академии наук, известного физика, который сказал, что физика, которую преподают в школах, не является той физикой, которую мы сегодня знаем. Теперь, слава Богу, у нас есть планшетники. Всё то, что было с нами в течение тысяч лет: папирус, дощечка, покрытая воском, пергамент, бумага, книга, — всё это при необходимости исправления требовало нового материала или нового тиража. Это было громоздко, неудобно, очередных исправлений приходилось ждать годами. Сегодня я с лёгкостью могу представить ситуацию, когда 11 физиков крупнейших стран в режиме онлайн вносят изменения в физику, и они отображаются на планшетах. Изменить науку — не проблема в том случае, если у нас выстроена принципиально другая система образования.

Конечно, к шестому техноукладу у нас не подготовлено не только образование, а вообще все экономические, социальные, семейные и многие другие отношения, которые видоизменились ещё в ХХ веке. Российская элита не решает вопрос знания технологии шестого техноуклада, её внедрения и обеспечения безопасности, конкурентоспособности. Всех нас сегодня замучила идеологическая гордыня — когда ничего не решается, но все всё знают. На самом деле, нужно сначала решить проблему технологий шестого техноуклада в образовании, в управлении, в армии, в производстве, в финансах и в других сферах деятельности, а потом уже заявлять, что твоя идеология была самая лучшая. Идеологическое смирение наравне с самоотверженным интеллектуальным трудом — вот что нам необходимо сегодня.

Мне кажется, что если мы обратимся к семантике систем — она нам поможет. Она использует свободный от идеологии язык — язык физики, химии, биологии и других научных систем, которые с нами не конкурировали, никого не сажали, страну не продавали и не проматывали. Этот язык нейтрален для нас, а потому очень ценен. Мы измучены внутренним разрывом, противоречиями. Сегодня политическая, управленческая и военная элита, прежде всего технологическая элита, должна быть энергоэффективна. Семантика систем, как мне кажется, могла бы претендовать на роль языка для выстраивания отношений, с помощью которого возможно будет преодолеть противоречия на более высоком понятийном уровне.