Об обобщённых операциях множества информационных моделей

DOI: 10.32743/UniTech.2021.82.1-1.18-20

АННОТАЦИЯ

Данная работа посвящена теоретическому исследованию действия операций сочетания, дифференциации и перекомпоновки над элементами множества информационных моделей (МIМ), которые являются основными механизмами работы любых естественных и искусственных интеллектов. Анализ действия операций сочетания, дифференциации и перекомпоновки над элементами множества информационных моделей и соответствующих им примеров показывают, что: 1) МIМ по отношению к выполнению операций сочетания, дифференциации и перекомпоновки является открытым множеством; 2) основа любого когнитивного процесса (выявления или создания новых информационных моделей) – это действие операций сочетания, дифференциации и перекомпоновки, или комбинация этих    операций  над соответствующими элементов МIМ; 3) операции сочетания, дифференциации и перекомпоновки являются ядром работы любых видов алгоритмов естественного и искусственного интеллекта.

ABSTRACT

The article is devoted to the theoretical study of the combination operations, differentiation and recomposition on elements of a multitude of information models (MIM), which are the main mechanisms of any natural and artificial intelligence. The analysis of combination operations, differentiation and recombination on the elements of the multitude of information models and their corresponding examples show that:

MIM is an open set in relation to the implementation of combination, differentiation and recombination; 2) the basis of any cognitive process (identification or creation of new information models) is the action of combination, differentiation and recombination, or the combination of these operations on the corresponding elements of MIM; 3) combination, differentiation and recombination are the core of any kind of algorithms of natural and artificial intelligence.

Ключевые слова: Обобщенные операции, множества информационных моделей, информационная модель, сочетание, дифференциация, перекомпоновка.

Keywords: Generalized operations, plurality of information models, information model, combination, differentiation, rearrangement.

Данная статья является продолжением наших предыдущих работ и посвящена качественному исследованию природы выполнения обобщённых операций над элементами множества всевозможных информационных моделей, мысленно допустимых по разнообразию объектов идеальной и физической природы DIMIFN (All possible mentally permissible diversities of information models of objects of the ideal and physical nature) [3,4,5]. Для удобства в дальнейшем множество DIMIFN будем назвать просто множеством информационных моделей (MIM).

Природа терминов «информация», «информационная модель» и частично «множество информационных моделей» было проанализировано в предыдущих наших работах [4,5]. В настоящей работе будут формально описано выполнение обобщённых операций над элементами MIM по мере возможности с приведением соответствующих примеров. Если множество информационных моделей представим [5]:

DIMIFN =                                             (1)

то каждый элемент этого множества представляет некую информационную модель (IМ). В свою очередь, каждая IМ состоит из некоторого количества информационных компонентов (IК). Отсюда следует, что каждый элемент MIM есть некое подмножество, состоящее из соответствующих информационных компонентов, то есть:

В зависимости от уровня сложности описываемого явления число  в каждой  может быть разным.

Рассмотрим обобщённые операции: сочетания, дифференциации и перекомпоновки над элементами MIM. Обобщённость операции сочетания, дифференциации и перекомпоновки заключается в том, что их можно представить в виде любых математических операций или их комбинации с учётом соблюдения принципа логико-конструктивного и логико-информационного соответствия. Смысл терминов, рассматриваемых нами операций в данной работе, понимается следующим образом:

Сочетание – это собрание частей вместе, одно наряду с другими в каком-нибудь единстве, согласованности.

Дифференцировать – значит расчленить, различить отдельное от частного при рассмотрении целостности.

Перекомпоновка – из множества частей составление целого по-новому, относительно первоначального вида.

Сочетание соответствующих элементов MIM порождает определённый вид информационной модели. Дифференциация соответствующих элементов множества MIM порождает ограниченное количество информационных компонентов. Перекомпоновывая результаты операции дифференциации, возможно получить ограниченное количество информационных моделей. Эти три операции и лежат в основе любых исследований, познания, анализа и синтеза в процессе изучения окружающей среды. Степень отражения выявленных нами имитационных моделей, воображаемых действительности, зависит от успешного применения операции сочетания, дифференциации и перекомпоновки. Поучительным примером является герой рассказов Артура Конана Дойла (1986) [1], а именно - действия Шерлока Холмса, где он, сочетая, дифференцируя, перекомпоновывая собранную информацию, умеет создать целостность совершившегося события (новой информационной модели).    

I. Сочетания: действия этой операции заключается в том, что, сочетая определенное количество элементов МIМ в логико-конструктивном и логико-информационном соответствии, выявляется . Результат может быть нам ранее известным или же новым для нас .

Свойство операции сочетания в (1):

1. , информационные модели  сочетаются в логико-конструктивном сочетании.

2. , информационные модели  не сочетаются в логико-конструктивном сочетании.

3. , сочетание ассоциативно.

4. , сочетание не ассоциативно.

5. , сочетание коммутативно.

6. , сочетание не коммутативно.

Примеры операции сочетания. Информационные модели могут сочетаться или не сочетаться в зависимости от принципа логико-конструктивного и логико-информационного их соответствия. К сочетаемым и несочетаемым  более наглядный примеры можно привести из области математики, физики, химии и биологии.  функции вида  и второй закон Ньютона  не сочетается, потому что эти две  не находятся в логико-конструктивном и логико-информационном соответствии. Закон Гука  (отражающий действия упругих сил на металлический шарик), второй  и третий законы (F=-F) Ньютона - это сочетаемые . Результатом такого сочетания является  вида  – математическая модель упругих колебаний металлического шарика. , характеризующая сочетания химических элементов: натрий -  и хлор -  сочетается, притом сочетание это коммутативно. Результат такого сочетания - . Гелий -  и неон -  , не сочетаемые по принципу логико-конструктивного и логико-информационного соответствия. На языке химии это объясняется как укомплектованность внешних электронных оболочек элементов гелия и неона. Можно привести много примеров из области биологии, экологии к вышеизложенным свойствам операции сочетания, но приведённые примеры достаточно убедительно отражают мысль.

II. Дифференциация: действия этой операции заключается в том, что большинство элементов МIМ можно расчленить на ограниченное количество информационных компонентов . Существуют такие элементы MIM, которые не поддаются операции дифференциации, так как они не делятся на информационные компоненты, то есть они считаются единой целой . Фундаментальные мировые constant (физические, математические: скорость света, постоянная Планка, Больцмана, …, , …) как раз относятся к недифференцируемым элементам МIМ. Недифференцируемые элементы МIМ по своей природе более сочетаемые с другими элементами МIМ, тем самым они участвуют в выявлении новых информационных моделей, ранее не известные нам.

Свойство операции дифференциации в (1):

1.  дифференцируемый

2. недифференцируемый, то есть состоит из единственного информационного компонента это .

Примеры операции дифференцируемости. Дифференциация химических структур элементов таблицы Менделеева на электроны, протоны и нейтроны; дифференциация экосистемы на экологические компоненты; дифференциация ДНК и РНК на последовательность нуклеиновых кислот и т.п.

III. Перекомпоновка. Действие операции перекомпоновки заключается в том, что результат операции дифференциации  возможно перекомпоновать таким образом, что она может порождать другие , отличную от первоначального вида . Возможны различные перекомпоновки и различные информационные модели.

Свойства операции перекомпоновки (1):   

Пусть  – множество информационных компонентов. Различные перекомпоновки данного множества информационных компонентов могут выдать разнообразные информационные модели. В результате возможно получить прежние или новые, ранее не известные . Возможны и такие варианты, что данная дифференциация , не перекомпонуется по-другому, кроме как первоначальный вид.

Примеры операции перекомпоновки: Пусть нам даны информационные компоненты:  расстояние, время прохождения данного расстояния  и скорость прохождения данного расстояния. Различные логико-конструктивные и логико-информационные соответствия этих информационных компонентов  дают нам различные информационные модели:  и . Таким образом, мы получили различные  расстояния, время и скорости. Всевозможные последовательности нуклеиновых кислот могут порождать различные ДНК и РНК. Здесь всевозможные последовательности соответствуют многообразным сочетаниям.

Эти операции являются основой обобщённого алгоритма познания, исследования, анализа и синтеза изучения окружающей среды и искусственного интеллекта.

Действие рассматриваемых нами операций сочетания, дифференциации и перекомпоновки на МIМ не ограничено, их можно применять столько, сколько это необходимо. В основе оптимального выполнения вышеизложенных операций должен лежать принцип логико-конструктивного и логико-информационного соответствия, то есть пространственно-временное соответствие воображаемой реальности. Вышеизложенные операции являются тем механизмом, который порождает всевозможные информационные модели.

Операции сочетания, дифференциации и перекомпоновки являются основой любых познавательных, научно-исследовательских и игровых процессов, другими словами, основанием любых интеллектуальных процессов. В этих процессах очерёдность выполнения названных операций не имеет значения. Последовательность выполнения зависит от природы изучаемой проблемы соответствующего момента времени и местности.

Объектом исследования и изучения человеческого интеллекта являются информационные модели окружающего мира. Процесс исследования и изучения человечеством окружающего его мира не ограничен ни в прошлом, ни в настоящем, ни в будущем. Следовательно, мощность MIM потенциально бесконечно.  

Вышеизложенные обобщённые операции над элементами MIM не налагают на MIM никаких ограничений, наоборот, обеспечивают ему бесконечное разнообразие мощности континуума. Одним словом, множество MIM – это универсальное множество всех информационных моделей.  

Заключение

1. Любая информационная модель - это результат применения операций сочетания, дифференциации и перекомпоновки. Очерёдность выполнений названных операций не играет роли. Главное - это соблюдение принципа логико-конструктивного и логико-информационного соответствия.
2. Механизмом любого когнитивного процесса являются операции сочетания, дифференциации и перекомпоновки.
3. МIМ по отношению к операции сочетания, дифференциации, перекомпоновки является открытым множеством.
4. Недифференцируемые элементы МIМ можно принимать как  в виде информационного компонента.
5. Реализация вариантов равновозможных сочетаний и перекомпоновки диктуется диссипативным, бифуркационным, аттракторным, синергетическим и другими нелинейными состояниями структуры пространственно-временных конструкций.

Список литературы:

1. Артур Конан Дойл. Красным по белому. Ташкент.Укитувчи.1986. 464с.
2. Гуламов М.И., Палиев В.А., Ходырев А.А., Раскатов В.А. Моделирование взаимодействия экологических факторов. Издательство ТГСХА. Москва-Тверь. 2003. 192 с.
3. Гуламов М.И. О природе обновления разнообразия //Universum: Химия и биология: электрон. науч. журн. 2017. № 10(40). URL: http//7universum.com/ru/nature/archive/item/5125
4. Гуламов М.И. О природе «материализации» информационных моделей //Universum: Технических наук: электрон. науч. журн. 2018. № 4(49). URL: http//7universum.com/ru/nature/archive/item/5797
5. Гуламов М.И. О множестве информационных моделей //Universum: Технических наук: электрон. науч. журн. 2020. № 5(74). URL: http//7universum.com/ru/nature/archive/item/9341