Ассоциативная компьютерная графика и образное мышление

Как человек мыслит? Некоторые делают вид, а некоторые искренне думают, что на самом деле знают как :-). Современной науке, однако, ответ на этот вопрос неизвестен. На низком уровне организации мозга механизмы мыслительной деятельности понятны пока весьма слабо. В общих чертах можно сказать, что в основе мышления лежат некие синергетические процессы в нейронных тканях. Остаются многочисленные, иногда противоречивые и более-менее удачные эмпирические обобщения и теоретические модели психологии. Одно можно утверждать с достаточной степенью уверенности. Процесс мышления очень мало напоминает чётко структурированную логическую схему. Скорее, в его основе лежит хаос, время от времени самоорганизующийся и порождающий более-менее упорядоченные мыслительные конструкты. Немаловажное, а порой и определяющее место в мыслительной деятельности играют образные ассоциации. Потом, когда мыслительный конструкт сформирован, мы часто стесняемся или не считаем нужным даже упомянуть ту образную ассоциацию, которая на самом деле стоит за тем или иным выводом. В науке и образовании до настоящего времени бытует мнение, что образные ассоциации - это нечто несерьёзное, поверхностное и вторичное. В науке до сих пор принято делать вид, что мыслишь строгими логическими доказательствами и математическими расчётами. Безусловно, наука должна базироваться на строгих доказательствах, математических расчётах и логике. Но за строгими научными конструктами стоят часто скрытые системы "несерьёзных" образных ассоциаций, без которых, вместе с тем, истинный смысл этих конструктов понять крайне сложно. Пожалуй, первым мыслителем, который обоснованно сформулировал точку зрения о том, что наука на самом деле не так серьёзна, как кажется, был Томас Кун. Он ввёл понятие парадигмы, которая включает в себя опорные ассоциации, мыслительные опыты и образы, которые на самом деле стоят за научными теориями. Не освоив и не приняв парадигму только путём чтения доказательств истинный смысл теории часто понять просто невозможно. Опытные преподаватели озвучивают эти ключевые образные ассоциации на лекциях, способствуя истинному пониманию излагаемого материала. Тем, как правило, и ценна лекция и в этом её ключевое отличие от чтения учебника.

Компьютер представляет собой подходящее средство для визуализации этих мыслительных образов. Такого рода ассоциативная компьютерная графика может оказаться одним из способов интенсификации передачи знаний как в ходе научной дискуссии, так и в учебном процессе. В своё время эти идеи привели меня в Москву на известную и в своём роде историческую советско-американскую конференцию по компьютерной графике ГРАФИКОН 91, а также побудили написать статью, вышедшую в академической газете Навiны АНБ1 (ныне "Веды"). Я уже знакомил читателей "КВ" с одной из своих идей этого направления в статье о квазифрактальных фитоморфах (см №41, 2002 год). Рассмотрим ещё несколько примеров.


Шар и конус. Природа случайности

Ярким примером логической несопоставимости различных парадигм может служить синергетика. Можно до хрипоты излагать человеку, стоящему на позиции традиционной статистической парадигмы, смысл теории хаоса и ничего в итоге не добиться. Чтобы действительно понять её смысл, необходимо воспринять качественно иное образное и эмоциональное восприятие понятия "случайность".

В своё время интерес к теории эволюции привёл меня на должность программиста в лабораторию теоретической генетики Института генетики и цитологии АН БССР. Там мне пришлось познакомиться с генетикой количественных признаков, в основе которой лежит представление о полигенах. То есть, предполагается, что количественный признак организма формируется множеством генов с малыми эффектами, которые суммируются аддитивно. При этом эффект каждого отдельного гена малосущественен. Данная концепция соответствует классическому представлению о случайности, которая есть сумма большого количества малых воздействий, каждое из которых пренебрежимо мало.

И тогда, и теперь я был убеждён в весьма ограниченной применимости и неадекватности принципа полигении. Моё мнение первоначально основывалось на качественно иной интерпретации понятия случайности. Мне представлялась не модель броуновского движения, когда каждое отдельное малое воздействие в принципе несущественно, а образ идеального конуса, стоящего на своём основании в некоей метафизической пустыне. На вершину этого конуса падает идеально правильный шар. Причём, центр тяжести шара располагается точно над вершиной конуса.

В данном случае ситуация принципиально иная. Всякое малое воздействие имеет решающее значение. Именно бесконечно малая флуктуация, в конечном счёте, и определяет в последний момент - куда упадёт шар. Этот образ показался мне тогда настолько важным, что я изобразил его на компьютере (тогда это был ещё 286-ой). Впоследствии я вставил эти картинки в диссертацию и автореферат и даже, воспользовавшись случаем, передал цветные фотографии этих рисунков нобелевскому лауреату Илье Пригожину через одного из его сотрудников :). В значительной степени именно этот образ побудил меня к знакомству с работами по синергетике и с трудами Пуанкаре, который приводил весьма сходную интерпретацию случайности, используя образ перевёрнутого конуса.

Недавно я вновь отыскал эти старые файлы и довершил дело - превратил картинки в анимацию. Таким образом, оказалось воспроизведено то, что возникало перед моим мысленным взором.


Системные причины кризиса начала девяностых. Ассоциативно-образная модель

Иногда предсказать общий ход развития того или иного природного или социального процесса можно, не углубляясь в конкретные частные свойства отдельных его элементов, а исходя из самых общих соображений и аналогий. В этом и состоит идея общности универсальных законов поведения систем. Те, кто уже в сознательном возрасте пережил масштабный социальный кризис начала девяностых, помнят хаос, неопределенность и растерянность тех лет. "Осень доплывём ли, долетим ли до ответа - что же будет с Родиной и с нами...". Я тоже пытался анализировать и прогнозировать ситуацию. В своих размышлениях я опирался на следующие ассоциативно-образные модели.

Итак, в самом общем виде, рыночная экономика представляет собой среду, в которой отдельным элементам предоставлена свобода взаимодействия друг с другом. Это можно представить себе как совокупность, например, чёрных и белых шариков, между которыми действуют некие силы притяжения и отталкивания. Будучи предоставленными сами себе, они взаимодействуют друг с другом, образуя "молекулы" и агрегаты, которые в силу естественности своего происхождения оказываются внутренне сбалансированы и устойчивы. То есть в основе функционирования системы лежит принцип естественной свободной самоорганизации.

Командно-административная система, в отличие от свободно-рыночной, имеет в своей основе всемогущий центр, силовое поле которого выстраивает элементы (чёрные и белые шарики) в шеренги, полностью игнорируя их взаимное притяжение и отталкивание. И в том, и в другом случае в результате имеет место порядок. Но в первом случае этот порядок внутренне согласованный, а во втором - насильственный и стабильный только во внешнем силовом поле.

Задача виделась в том, чтобы перейти от противоречивого насильственного порядка административно-командной системы к естественному порядку, характерному для рыночных экономик. Для этого была провозглашена Перестройка, суть которой сводилась к некоторому ограничению власти центра. В своей модели я отобразил это как помещение неких полупроницаемых экранов между полюсами всемогущего центра и шеренгами чёрных и белых шариков. К чему это привело. Силового поля ослабевшего центра уже не хватало, чтобы стабилизировать шеренги отталкивающихся шариков, и они рассыпались. Но, вместе с тем, ограниченное центральное силовое поле продолжало эффективно препятствовать естественным само организационным процессам, не давая чёрным и белым шарикам свободно взаимодействовать и воссоединяться. Система впала в бесперспективное деструктивное состояние, постепенно накапливая отрицательную энергию неуправляемого социального взрыва, который и последовал, приведя к распаду всей системы СССР.

А. КОЛЕСНИКОВ,
[email protected]


1 Колесников А.В. Ад камп'ютернай графiкi да вiзуальнай фiласофii//Навiны АНБ.-1994.-5 лютага.-С.2.

Версия для печатиВерсия для печати

Номер: 

33 за 2007 год

Рубрика: 

Компьютер и жизнь
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!

Комментарии

Страницы

Аватар пользователя Логик
И еще mike (old student) - ты уже упоминал что "китайская комната" изолирована - но от чего или кого она изолирована то? - И на сколько важна эта изоляция для отсутствия возникновения Понимания?
Аватар пользователя mike
>Вот тогда надо достать те схемы бумажные и приборы неэлектрические

:) Тогда надо крутить педали руками. Или не знаешь, как устроена аварийная морская станция?

>Когда субъект сам поймет, что он понимает?

Когда в его мозгу возникает образ-место объекта. Конечно, это вовсе не означает, что субъект понимает ПРАВИЛЬНО.

>И что или кто ему для этого нужен?

Тезаурус.

>от чего или кого она [китайская комната] изолирована?

От др. каналов, в которых возможна рецепция семантики.

>на сколько важна эта изоляция для отсутствия возникновения Понимания?

Просто необходима. Напр., крайне важно обеспечить, чтобы при виде иероглифа никак не проскакивала бы его семантика.

Аватар пользователя Логик
mike (old student)> :) Тогда надо крутить педали руками. Или не знаешь, как устроена аварийная морская станция?

А педаль - сломалась? Что рабiць? - Или ты типа в шлюпку побыстрому попал - а Титаник утоп. Что рабiць?

Аватар пользователя Логик
mike (old student)> Когда в его мозгу возникает образ-место объекта. Конечно, это вовсе не означает, что субъект понимает ПРАВИЛЬНО.

В его мозгу может возникнуть все что угодно, mike. Электрон может испустить фотон, ион - принятуть к себе электрон, нейрон - возбудится и передать импусль следующему нейрону (группе нейронов) - все что угодно. - Но вот "образ-место" там не может возникнуть никак. - Все может возникнуть и произойти, а вот "образу-место" как ты пишешь - нет там места. - Уж как ни смотрели, куда уж не пыталсь засунуть это "образ-место" - не получается никак.

Петроуз от безысходности засунул в нанотрубочки. Да, нанатрубочки в мозгу есть. Зачем он туда засунул то Сознание - а потому, что там, в нанотрубочках, возможны уже КВАНТОВЫЕ эффекты. - Если засунуть Сознание больше некуда - то можно и в квантовые эффекты засунуть - не так ли? - А не так. И сейчас Петроуз ВООБЩЕ НЕ ОТВЕЧАЕТ ни на какие вопросы, когда его спрашивают об этих нанотрубках в мозгу - стыдится, похоже.

mike, ты же понимаешь, что никакие образования в мозгу не могут породить Сознание или, как ты пишешь "образы-места". Или ты все еще тешишь себя надейдой, что через рару десятков лет все же найдут эти образования (типа волны, или типа связи или типа еще что)? - Не тешь себя надеждой, mike. Не найдут - как не дадут определение чисел в математике.

Аватар пользователя Логик
mike (old student)> >И что или кто ему для этого нужен? >>Тезаурус.

А он у кого есть? Или где есть?

>крайне важно обеспечить, чтобы при виде иероглифа никак не проскакивала бы его семантика.

А где она(семантика может проскачить) и от кого(чего)? Где она хранится то, для того, чтобы проскачить? - Во вне комнаты - не так ли? А где во вне комнаты?

Аватар пользователя Инкогнито
>>К примеру - Лоренц. Он придумал эфир и на основе этой модели вывел свои уравнения. Эфир его выбросили - сказали ему - типа наврал ты, Лоренц с эфиром, а уравнения, выведенные на основе идеи эфира то - оставили и пользуются и пользуются и пользуются... А еще один муж, на основе идеи о том, что Солнце вращается вокруг Земли, вывел свои схемы ориентирования для моряков. - Потом Солнце переместили в центр, Землю отодвинули на 3 позицию, а его схемами по прежнему пользуются для мореплавания.

Твоя идея ясна, Логик. Можно врать, врать, врать, авось вранье случайно совпадет с истиной, и им будут пользоваться благодарные потомки. Но твои примеры -- вранье, и потому они не доказывают даже твою идею. Лоренц не выдумывал эфира, это сделали до него (Максвелл пользовался уже готовой идеей эфира). Уравнениями Лоренца тоже никто не пользуется, потому что они неправильные (правильные, с квадратными корнями, впервые вывели Пуанкаре и Эйнштейн, Пуанкаре скромно приписал правильный вид Лоренцу, у которого было лишь квадратичное приближение). А до "еще одного мужа" было тоже много "выводителей" геоцентрического мира, и этот "муж" сам писал, что представление о Земле в центре и эпициклы -- не более чем вычислительная схема, и схемой его уже давно не пользуются. Врать, Логик, некрасиво, люди обижаются, и ты, если не бросишь это, останешься в окружении одних лишь врунов.

Аватар пользователя Логик
>Лоренц не выдумывал эфира, это сделали до него...

До него был иной эфир:

"Эфир был необходим Максвеллу. Но этот эфир был незаметен. Мимо него нельзя было двигаться. Эфир Максвелла двигался вместе с телами. Он мог увлекаться движущимися телами.

И это, казалось, прекрасно доказывали опыты француза Ипполита Физо. Движущиеся струи воды увлекали за собой свет.

Лоренц ввел в теорию Максвелла электрон. Он пустил его в максвеллов эфир, предварительно закрепив эфир на месте. Эфир стал недвижимым, но в нем двигались электроны. Поперечные колебания эфира по-прежнему были и светом, и другими электромагнитными волнами.

«Сегодня, излагая электромагнитную теорию, я утверждаю, что движущийся по криволинейной орбите электрон излучает энергию, а завтра я в той же аудитории говорю, что электрон, вращаясь вокруг ядра, не теряет энергии. Где же истина, если о ней можно делать взаимно исключающие друг друга утверждения? Способны ли мы вообще узнать истину и имеет ли смысл заниматься наукой?» (Лоренц).

«Я потерял уверенность, что моя научная работа вела к объективной истине, и я не знаю, зачем жил; жалею только, что не умер пять лет назад, когда мне еще все представлялось ясным». (Лоренц).

"А другая теория была совершенно безумной. Ее придерживался английский физик Фитцджеральд. Он был уверен, что эфир неподвижен, а тела двигаются сквозь него. Однако заметить движение невозможно – всякое тело, перемещающееся по эфиру, сжимается, сокращает свои размеры в направлении движения, причем тем больше, чем с большей скоростью оно перемещается. Сокращаются в размерах метры, линейки, эталоны. Каждый «бывший» сантиметр становится немного короче. Претерпевала деформацию и шкала прибора Майкельсона. Поэтому-то с его помощью и не удалось заметить движения относительно эфира."

Лоренц облек идеи Фитцджеральда в изящные математические формы... Лоренц не мог отрешиться от всего классического опыта, чтобы сделать еще один шаг и изобрести теорию относительности, покоящуюся на только что упомянутых «преобразованиях Лоренца».

Цитаты, цитаты, цитаты...

А ведь он жалел, что что не умер пять лет назад, когда ему еще все представлялось ясным.

Аватар пользователя Логик
>Уравнениями Лоренца тоже никто не пользуется, потому что они неправильные (правильные, с квадратными корнями, впервые вывели Пуанкаре и Эйнштейн, Пуанкаре скромно приписал правильный вид Лоренцу, у которого было лишь квадратичное приближение)...

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/education/pde/poincare_einstein.htm

"Группа преобразований найденная Пуанкаре исходя из уравнений Лоренца, стала основой всей современной релятивистской физики."

Пуанкаре "сразу обратил внимание на предложенную Лоренцем теорию локального времени и сокращения размеров движущихся в эфире тел... В своем курсе "Электричество и оптика" Пуанкаре пишет: "Это странное свойство производит впечатление фокуса, разыгранного природой для того, чтобы было невозможно определить движение Земли посредством оптических экспериментов. Такое положение дел не может меня удовлетворить. Я полагаю весьма правдоподобным, что оптические явления могут зависеть только от относительных движений присутствующих материальных тел....

...Тем самым в трех фразах Пуанкаре исключил эфир, в следующем, 1900 году в статье "Теория Лоренца и принцип противодействия" он дал физическую интерпретацию Лоренцева локального времени: это время подвижных наблюдателей, которые настроили свои часы с помощью оптических сигналов, игнорируя собственное движение."

"В трех фразах Пуанкаре исключил эфир" - бедный Лоренц, изобретя свои уравнения для спасения эфира - он его, эфир, так и не спас...

"Пуанкаре публикует резюме своих исследований в заметке в Академии наук от 5 июня 1905 года, где можно найти следующую фразу: "Самое главное, что было установлено Лоренцем – это то, что уравнения электромагнитного поля не изменяются под действием преобразований, которым я даю название преобразований Лоренца".

На самом деле это именно Пуанкаре принадлежит доказательство инвариантности уравнений Максвелла. Это позже честно признал сам Лоренц "Это были мои рассуждения, опубликованные в мае 1904 года, которые подвигнули Пуанкаре написать свою статью, в которой он приписывает мое имя преобразованиям, из которых я не смог извлечь всей пользы. Позже я смог увидеть в мемуаре Пуанкаре, что я мог добиться больших упрощений. Не заметив их, я не смог установить принцип относительности как строго и универсально справедливый. Пуанкаре, напротив, установил совершенную инвариантность и сформулировал постулат относительности. Именно этот термин он первым и употребил".

"Действительно, Лоренц предложил двухступенчатую замену переменных, связывающую координаты событи {x,y,z,t} в некотором инерциальном репере с координатами этого же событи {x',y',z',t'} в другом инерциальном репере, движущимся по отношению к первому. В то время как Пуанкаре связал координаты {x,y,z,t} с координатами {x',y',z',t'} единым преобразованием. Это преобразование симметрично и обратимо: никакой репер не имеет привилегированного характера и в этом суть релятивизма. Немедленное следствие: постоянство скорости света.

Именно этому преобразованию Пуанкаре дал имя Лоренца, ставшее классическим"

И что же тут не так? Спасая эфир, Лоренц предложил преобразования, которые, как он считал, идею эфира спасут, но все же эфир был выброшен, а его преобразования упрощены и названы его именем - чем не трагедия для Лоренца - впору застрелится.

Аватар пользователя mike
>А педаль - сломалась? Что рабiць?

:) Молиться. Потому что в этом случае астролябии тоже нет...

>образ-место" там [в мозгу] не может возникнуть никак

Отчего же? Под образом-местом я имел в виду родительский образ, пиерент, такскать. Без этой фишки классификация отражений не катит.

>ты все еще тешишь себя надейдой, что через пару десятков лет все же найдут эти образования [родительские образы]

:) Ну я не так наивен. Образы-отражения размазаны по нейронным сетям круче, чем электроны в атоме.

>А он [тезаурус] у кого есть?

Например, у тебя. А что, есть сомнения? :)

>А где она(семантика может проскачить)?...

В прореху. Например, если некто тебе будет синхронно показывать по ТВ (прореха такая), что означает тот или иной иероглиф, то ты, возможно, начнёшь понимать, о чём речь; прикольно, что могут говорить о покушении на дятла, сидящего в "комнате". :)

Аватар пользователя Логик
Инкогнито > А до "еще одного мужа" было тоже много "выводителей" геоцентрического мира, и этот "муж" сам писал, что представление о Земле в центре и эпициклы -- не более чем вычислительная схема, и схемой его уже давно не пользуются.

"Коперник, хотя и был "революционером", сохранил множество традиционных представлений, которые препятствовали полному успеху его гипотезы. В частности, он продолжал принимать птолемеевскую аксиому, согласно которой планеты должны совершать равномерное круговое движение, что в конечном итоге и приблизило его систему к птолемеевской по своей математической усложненности. Копернику по-прежнему требовались малые эпициклы и эксцентрики, чтобы теория не расходилась с наблюдениями. Он сохранил представления о прозрачных концентрических сферах, приводящих в движение планеты и звезды, наряду с прочими существенными математическими и физическими составляющими старой Птолемеевой системы.

Система Коперника, из-за его приверженности теории равномерного кругового движения, в результате не оказалась ни проще, ни даже точнее Птолемеевой... преемники коперниковского учения будут привлечены в первую очередь его эстетическими(!) достоинствами, а не утилитарной(!) научной разработанностью."

"В практической же деятельности, как до Коперника, так и после него использовалась видоизмененная астрономическая модель Птолемея...

Для ориентации корабля, как и вообще для определения положения планет на небесной сфере, использовались альфонские таблицы, составленные по указанию Альфонса X еще в 1252 году. В 1474 году в Нюрнберге впервые были напечатаны "Эфемериды" Региомонтана, а следующее их издание уже содержало таблицы для решения самой сложной задачи - определения широты места. Все великие мореплаватели XV века - Диас, Васко да Гама, Америго Веспуччи и Колумб пользовались этими таблицами. С их помощью Веспуччи определил в 1499 году долготу Венесуэлы, а Колумб смог поразить туземцев, сообщив им о предстоящем солнечном затмении 29 февраля 1504 года."

"Региомонтан также построил точные приборы для измерения углов между светилами - трикветрум Региомонтана и посох Якова. Трикветрум - укрепленный на Земле стационарный прибор, предназначенный для измерения на небе высоты Солнца с точностью до 1'. Посох Якова - измерительный прибор, который наблюдатели держали в руках, измеряя углы между светилами. Этот прибор использовался мореходами для измерения высоты Солнца или звезды над горизонтом. Те же таблицы Региомонтана использовались для обработки измерений с посохом Якова... Все это знал Колумб и мог пользоваться инструментами для определения координат корабля и счисления пройденного пути."

Бегайм ввел посох Якова в португальский флот вместе с эфемеридами своего учителя. Сделавшись по этому своему приложению известным между моряками и получив в их среде широкое, продолжавшееся до половины XVII ст. распространение, посох Якова приобрел от них название градштока." Градшток — предшественник секстанта.

"Закрепление "штурманского" этапа навигации, пожалуй, можно отнести к концу XVI в., когда в 1594 г. появилась работа англичанина Дж. Девиса "Секреты мореплавания", в которой приводился перечень обязательных штурманских принадлежностей, таких как морская карта, компас, лаг, механические (уже не песочные) часы, используемые при счислении пути судна, а также градшток, квадрант и таблицы склонения Солнца, используемые при определении широты места" ("Морские навигационные тренажеры: проблемы выбора" Автор: Недзельский И.И.Издательство: Электроприбор Место издат.: СПб ISBN: 5-900780-39-2 Год: 2006 Стр: 220 Цена: 140 руб)

И вывод - зная, что Земля вращается вокруг Солнца - в ПРАКТИЧЕСКОЙ деятельности ПРОДОЛЖАЮТ пользоваться таблицами "Эфемериды", составленными НА ОСНОВАНИИ ПТОЛЕМЕЕВСКОЙ картины мира! - Так разве ПРАКТИКА критерий ИСТИНЫ?

Страницы