Computational mechanics & ε- (epsilon) machines

Открыл для себя новые направления для мониторинга.

Computational mechanics

Авторам минус за тавтологию. Есть вычислительная механика, которая занимается численным моделированием механических процессов и про неё есть статься на вики. Этот пост не про неё.

Этот пост про computational mechanics, которая изучает абстракции сложных процессов: как эмерджентное поведения возникает из суммарного поведения / статистики низкоуровневых процессов. Например, почему стабильно Большое Красное Пятно на Юпитере, или, почему результат вычислений процессора не зависит от свойств каждого электрона в нём.

ε- (epsilon) machine

Концепт устройства, которое может существовать в конечном множестве состояний и может предсказывать своё будущее состояние (или распределения состояний?) на основе текущего.

Computational mechanics позволяет (или должно позволять) представить сложные системы как иерархию ε-machine. Тем самым появляется формальный язык для описания сложных систем и эмерджентного поведения.

Для примера, наш мозг можно представить как ε-machine. Формально, состояние мозга никогда не повторяется (напряжения на нейронах, позиции молекул нейромедиаторов, etc), но существует огромное количество ситуаций, когда мы делаем одно и то же в одних и тех же условиях.

Научно-популярное изложение: https://www.quantamagazine.org/the-new-math-of-how-large-scale-order-emerges-20240610/

P.S. Попробую копнуть в научные статьи. Расскажу, если найду что-нибудь интересное и прикладное. P.P.S. Давно думаю в сторону похожей штуки. К сожалению, повороты жизненного пути не позволяет серьёзно копать в науку и математику. Всегда радуюсь, когда сталкиваюсь с результатами копания других людей.

Жизнь и работа с моделями

Продолжение жизни и работы с ошибками — обсудим штуки на уровень выше.

Эссе получилось большим, но точно найдутся упущенные моменты. Если я что-то забыл — пишите. Буду благодарен и за более интересные примеры.

Итак. Давайте подумаем, как мы предсказываем будущее всякое.

Предсказаниями мы занимаемся постоянно — это буквально суть нашего существования:

• Переходя из комнаты в комнату мы знаем предполагаем, что мебель будет расставлена аналогично прошлому посещению.
• В холодильнике мы ожидаем увидеть еду, которая, по нашему прогнозу, утолит голод.
• Мы ожидаем, что участники дорожного движения будут вести себя в рамках общеизвестных правил. Если машина даёт сигнал поворота, мы прогнозируем, что она повернёт.

Это примеры «гарантированных» предсказаний, но даже они могут не исполнится:

• Мебель в комнате могла быть переставлена во время нашего отсутствия. В некоторых случаях самой комнаты может уже не быть.
• Супруг мог подъесть оставшуюся еду или та могла испортиться.
• Водитель мог включить поворотник из-за ошибки, а может он просто человек такой.

Фактически, мы никогда не знаем актуальное состояние мира вокруг нас:

• Не воспринимаем весь спектр информации об окружении, например, не видим в инфракрасном свете.
• Сигналы до органов восприятия и от них до мозга передаются не мгновенно.
• Мозг тоже работает не мгновенно.

Мы даже не обладаем всей информацией о прошедших событиях.

Поэтому.

Каждое наше решение и действие основывается на предположениях о прошлом, настоящем и будущем.

Штуки, которыми мы создаём предсказания, называются моделями.

Далее

Как выбрать ВУЗ и специальность

Если вы хотите от жизни большего, не можете сжульничать и родились в СНГ.

Давно хотел написать пару соображений на тему, а раз сейчас идёт вступительная кампания, то и напишу.

Написанное я считаю справедливым для людей, которые хотят расти над собой: стать хорошим специалистом, создать что-то заметное, принести пользу обществу.

Этот текст мало полезен для тех, кому родители уже подготовили тёплое место, кто косит от армии, кто идёт учится «потому что надо» и так далее.

Строго субъективно, конечно.

Далее

Верификация частными случаями

Буду говорить в контексте программирования, но соображения можно распространить шире.

Когда мы описываем алгоритм: программу, доказательство теоремы или решение математической задачи — мы строим его описание в рамках некоторой формальной модели. В рамках соглашений и ограничений, которые мы явно или неявно принимаем.

Описать алгоритм вне формальной модели невозможно. Хотя бы потому, что любой язык — уже формализация.

Отсюда вытекает интересная проблема.

Далее

Экзокортекс 3.5

Продолжаю думать о доработке своего экзокортекса. Я уже описывал его текущее состояние. Сейчас попробую прикинуть, как должен выглядеть правильный экзокортекс в 20-ых годах XXI века.

Для начала отметим несколько банальностей:

• Экзокортекс — это инструменты для работы именно с информацией. Протез руки или, там, автомобиль — это экзоскелет.
• Вид экзокортекса определяется компромиссом между потребностями человека и возможностями технологий.

Долгое время — тысячелетия — роль экзокортекса выполняли всевозможные библиотеки, картотеки, архивы. Нельзя сказать, что они были неэффективным и не развивались. Уверен, история библиотечного и архивного дела вещь интересная.

Но из-за технологических ограничений, экзокортекс был удовольствием для богатых. Можно сказать, качественный экзокортекс был недоступен рядовому жителю Земли большую часть нашей истории.

Тем ярче видны изменения, которые приносит увеличение доступности технологий экзокортекса. Достаточно посмотреть на влияние книгопечатания на становление науки.

Ситуацию изменило появление персонального компьютера. Автоматизация вычислений небывало удешевила обработку информации, последствия чего мы ещё не осознаём в полной мере, так как вычислительная техника продолжает развиваться быстрее, чем мы осваиваем новые возможности.

Поэтому, первое, что слудует отметить: экзокортекс будущего — это софт для управления личной информацией.

Термин «управление» я выбрал специально. Информацию необходимо не только хранить, но и передавать, редактировать, искать — нам приходится организовывать полный жизненный цикл информации, то есть управлять ей.

Под личной информацией я имею в виду информацию, с которой человек уже взаимодействал и счёл её полезной, или его софт счёл её полезной. Управлять всей информацией, само-собой, в обозримом будущем вряд ли получится.

Далее