Главная » Статьи » Техника » Изобретения

Основы методологии трансляции знаний между различными предметными областями

С.В. Ёлкин, В.В. Куликов, Э.С. Клышинский, В.Ю. Максимов, С.Н. Аминева

Аннотация

Работа посвящена разработке основ методологии трансляции знаний между различными предметными областями. Возможность подобной трансляции знаний базируется на наличии универсальных категорий в структуре любой предметной области и возможности построения отображения между системами понятий и аксиом посредством абстрагирования от специфического контекста. Из универсальных категорий построен семантический язык посредник SL, используемый для представления знаний. Введено понятие лингвистических супероператоров. В качестве примера их использования рассмотрена категоризация понятий движения. Показано, что предлагаемая методология способна выявлять семантические лакуны в предметной области.
Работа поддержана РФФИ, грант № 06-01-00538

Введение

Специализация есть очевидное общественное благо. В сегодняшнем мире узких специалистов это аксиома, не требующая доказательств. Времена великого Леонардо да Винчи, времена великих ученых-универсалистов, ученых-энциклопедистов, как представляется, ушли в прошлое навсегда. И, тем не менее, крупнейшие открытия делаются именно на стыке различных дисциплин. Удивительнейшие изобретения представляют собой следствие соединения, как казалось, несоединимого. Так ушла ли, действительно, насовсем универсальность мыслителей? Возможна ли сегодня “тотальная” универсализация знаний? Сама постановка такого вопроса в нашем безумно разнообразном мире, поначалу, кажется не менее “безумной”. Но, может быть, все-таки, прав Нильс Бор, считавший что идея, чтобы быть верной должна быть “достаточно безумной”?
Существуют же, в конце - концов, такие впечатляюще-красивые и бесконечно разнообразные фигуры как фрактали – и при всем этом каждая часть фракталя геометрически подобна любой другой ее части. И ведь нельзя же сказать, что это некие редкие казусы, нет - фрактали чрезвычайно распространены в природе: горы, облака, молнии и деревья лишь некоторые из многочисленных примеров. Одни и те же геометрические образы характерны для самых, казалось бы, различных явлений: например, спираль появляется и в течении воды у стока домашней ванны и в структуре галактик. Одни и те же уравнения описывают самые различные природные явления, наиболее известный пример - волновые уравнения, описывающие явления от волн морского прибоя до волн возбуждений в мозгу человека и поведения квантов Вселенной.
Иначе говоря, если гипотеза о возможности тотальной универсализации верна, мир должен представлять собой один-единственный фракталь, каждая часть которого, в каком-то смысле, подобна любой другой его части. Или, другими словами, искомое “единое универсальное уравнение” должно описывать мир в любой наперед выбранной его области.
Исторически, первым человеком, построившим именно такую единую фрактальную систему мира был великий немецкий мыслитель, творец системы диалектики, Г.Ф.В. Гегель.
Основное положение диалектики, ее “универсальное уравнение” или “единый закон” состоит в том, что каждый объект изучения, каким бы он ни был, выступает в виде противоположностей, причем, именно единство этих противоположностей (противоречие) составляет саму суть объекта. Универсальность этого закона, применимость ко “всему и вся”, естественным образом, приводит к его рекурсивности, применимости к самому же себе. Утверждаемое единство противоположностей приводит к своей собственной противоположности, к различию-противоположению. Противоположности не только едины, но и различны, а именно, “противоположны”.
Тем самым возникает универсальное “порождающее правило” для понятий, знаменитый “метод триад” Гегеля. Продолженный рекурсивно в бесконечность, он порождает саму систему, объемлющую весь мир. Стоит отметить, что фундаментальной характеристикой и, собственно, математическим определением фракталя, как раз является наличие единого “порождающего правила”, зная которое можно построить весь фракталь целиком.
Современными, предельно мощными понятиями современной науки, которые можно поставить наравне с диалектическими понятиями единства и различия противоположностей, являются понятия симметрии и инвариантности. Именно, под симметрией какого либо объекта сегодня понимают наличие некоторого преобразования, трансформирующего одну из форм (ипостасей, проекций) объекта в некую другую. Основным инвариантом преобразования, то есть, сущностью, не изменяемой при преобразовании симметрии, оказывается, таким образом, сам объект. Теперь нетрудно понять, в современной трактовке, саму суть диалектики: она в утверждении наличия некоей “симметрии противоположностей” у каждого объекта и его инвариантности при трансформации одной из противоположностей в другую. Иначе говоря, каждый объект фундаментально имеет две “стороны”, “проекции-ипостаси” которые обычно и выглядят для нас, его “противоположностями”.
Поскольку наличие и повсеместная распространенность противоположных сторон вещей, процессов и явлений, по-видимому, ни у кого не вызывает сомнений, такая “симметрия противоположностей” тех же битов, симметрия нулей и единиц информатики, вполне может претендовать на статус фундаментальной симметрии нашего мира, присутствующей везде и всюду, на всех уровнях познания. Таким образом, гипотеза фрактальности нашего мира находит некоторое подтверждение. Не забудем, однако, что для утверждения истинной фрактальности необходимо еще и наличие универсального рекурсивно порождающего правила, формирующего новые противоположности и, соответственно, новые симметрии – правда, все того же, единого “битового” типа. Нетрудно догадаться, что в данном случае таким порождающим правилом оказывается само преобразование симметрии, превращающее одну из ипостасей объекта в ее “противоположность”. Это преобразование естественно назвать “противоположением” или, согласно диалектической традиции, “диалектическим отрицанием”.
Действуя рекурсивно, такое преобразование и само по себе должно быть симметричным, в смысле противоположения. Противоположным тут будет, как нетрудно догадаться, отрицание противоположности, то есть, тождество, единство, равенство – или, иными словами, утверждение. Именно так, между прочим, из диалектики отрицания рождается формальная логика. Возникающая фрактальная иерархия симметрий описывает объект или процесс, будь он локален или глобален, тем более подробно, чем глубже мы готовы применять наше порождающее правило. При этом в контексте различных использований данного универсального подхода, порожденные симметрии получают, как нетрудно понять, различную интерпретацию.
Так в развитой именно таким образом, одним из авторов, квантовой теории пространства-времени [1] показано, что “памятью” Вселенной, сохраняющей 5“события времени” является пространство – и диалектический процесс порождения симметрий естественным образом приводит к возникновению уравнений Эйнштейна и Дирака. В более поздней совместной работе авторов [2] подобным же образом развита математическая теория личности. В работах [3,4] тем же способом развито абстрактное исчисление (у-чисел), объединяющее фрактально развивающиеся объекты и, соответственно, усложняющиеся операции над ними. Наиболее же выдающимся примером эффективности данного подхода стал созданный в 80-е годы прошлого века универсальный фрактальный язык обмена идей и общения Диал [5]. Этот первый в истории истинно “философский” язык, был построен строго согласно порождающему правилу, в котором базой было выбрано “бытие звука” или, иначе, переходы симметрии типа “молчание-звук”, и далее, порождающее ударения, ритмы, интонации, фонемы и полную грамматику вместе со словарным ресурсом языка. Язык, как орудие общения, всегда является средством отображения мира вокруг нас – и сама возможность построения языка подобного уникального типа стала важнейшим доказательством справедливости гипотезы фрактальной Вселенной. В дальнейшем на основе Диала и абстрактного исчисления у-чисел был разработан семантический язык SL [6], предназначенный для формализованной записи смыслов слов и выражений естественного языка для задачи машинного перевода. Но вернёмся к проблеме универсализации знаний.
В результате крайней специализации специалисты даже близких областей науки перестают понимать друг друга и не имеют достоверной информации о положении дел. Необходимость универсализации знаний и стандартизации терминологии (даже внутри одних и тех же областей) назрела давно. Решение проблем универсализации и стандартизации способно изменить в корне взгляд на науку, на само знание, разработать системы поддержки научных исследований, достичь лучшего взаимопонимания между специалистами узких областей, что, несомненно, приведёт к множеству новых открытий. Что же мешает на сегодняшний день осуществить процесс универсализации знаний? Попробуем перечислить проблемы, встающие на этом пути.

1. Терминологический хаос в науке. Омонимия – когда одно и тоже по сути явление в различных предметных областях называется по-разному. Синонимия – когда разным явлениям, процессам, изобретениям из разных предметных областей присваиваются одинаковые имена (термины). Иногда это делается сознательно, но без понимания специфики подобного термина, а лишь по ассоциации. А иногда несознательно, по незнанию, что такой термин уже употребляется, где-то, в ином значении.

2. Различия в структуре наук: в аксиоматике, организации, в методах и инструментах.

3. Отсутствие теории универсализации знаний.

4. Распространённое мнение об узко специальном характере знаний и невозможности их универсализации.

5. Крайне малое количество ученых обладающих энциклопедичными знаниями, необходимыми для проведения соответствующих обобщений.

...

6.1. Запись текста на языке SL .

Спецификация вспомогательных символов
( ) – скобки, обозначающие целостное понятие, понятие в скобках вставляется внутрь основного понятия как ссылка, например, ((а *г) *(о *р *а));
[] - скобки обозначающие семантическое поле, например, [(г *о)<чел>]; < > - скобки, обозначающие тему (тематические пометы);
// -скобки для параметров частей речи, n – существительное, v – глагол, adj – прилагательное, num – числительное, adv – деепричастие, prts – причастие, prep – предлог, part – частица;
|| -скобки для морфологических параметров;
* - разделитель, операция перехода понятий;
индексы: 1, 2, 3, 4, .. -номера фазы или состояния (твердое, жидкое, газообразное, плазма..); + атрибут появления чего – либо;
- атрибут исчезновения чего – либо;
o - операция объединения понятий ; , - разделитель перечисления;
⊃ − символ включения;
∈ − символ принадлежности;

6.2. Пример использования SL для синтеза производных понятий

о, а, у, и, ы, э – свойства;
б, д, г, в, т, h, к, п, х, ф, з, с ш, .. - сущности, например, г - потребление, использование, б - принадлежность, связь, р- движение;
фазы: о1 - твердое вещество, о2 – жидкость, о3 – газ;
фазы со ссылкой: о1 <геогр> - грунт, о2<геогр> - воды, о3<геогр> - воздух;
(о1 *б) - твердое вещество с функцией связывания (например, цемент);
(г *о)<чел> - человек, без тематической ссылки просто потребитель;
(г *о1) <фауна> - животное;
(г *о2) <фауна> - рыба или водоплавающее животное;
(г *о3)< фауна > - птица или насекомое, (г *о)<био> - живое;
(о *р)/n/<дв> – вращение (как процесс) , (о *р)/v/<общ> – вращать;
(о *р *о)/n/<дв> - цикл, вращение;
(о *р *а)/n/<дв> - движение вращательное переходит в поступательное;
(а *р)/n/<дв> – движение прямолинейное, поступательное;
(у *р)/n/<дв> - приближение, (и *р)/n/<дв> - удаление, (у *р *и)/n/<дв> - колебание;
((о *р) *(а *р)) - колесо – орудие, преобразующее вращательное движение в поступательное;
((χьоо<гео>) *(а *р))/n/<общ> - дорога -ограниченная часть пространства (земли), предназначенная для движения;
((а *р) *(г *о)<чел>) - транспорт (орудие при помощи которого человек потребляет движение);
((а *г) *(о *р *а)) - двигатель, орудие (преобразующее) использующее активное вещество (а *г) для движение (о *р *а); ((а2 *г *а3) *(о *р *а)) - двигатель внутреннего сгорания;
Автомобиль - транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания на колесах движущееся по грунтовым дорогам – ((а *р) *(г *о))<чел>⊃ ((а2 *г *а3) *(о *р *а))) [(((χьоо<гео>) *(а *р))/n/<общ>)] (а *р)[(г *о)<чел>] – бежать;
(а *р)[(а *р) *(г *о)<чел> ]- ехать.
Пример записи предложения:«Автомобиль ехал по грунтовой дороге»:
((а *р) *(г *о))<чел>⊃((а2 *г *а3) *(о *р *а)))[(((χьоо<гео>) *(а *р))/n/<общ>)] (а *р)[((а *р) *(г *о))<чел>] ((χьоо<гео>) *(а *р))/n/<общ>.
Запись можно заметно упростить, если скобки «( )» и знак умножения « *» использовать только там где они действительно необходимы, а 30семантические поля хранить в отдельной информационной базе. Тогда предложение будет иметь вид:
(ар *го)<чел>⊃(а 2га3 *ора) (ар)((χьоо<гео>) *(ар))/n/<общ>.

7. Заключение

В работе изложены основные положения необходимые для разработки методологии трансляции знаний между различными научными областями. Стержнем методологии являются семантический язык SL и теория лингвистических супероператоров. Мы предполагаем, что система понятий всякой области знаний структурно представляет собой некий универсальный фрактал. Важный вклад в его изучение внесла классическая немецкая философия, хотя в те времена понятие фрактала ещё не существовало. Наши чисто теоретические исследования, опирающиеся на анализ исторического развития философских систем, должны быть подкреплены экспериментальными исследованиями, которые мы намерены осуществить на базе машинного переводчика «Магнус» разработанного в лаборатории АСОЛИ. Адекватность наших представлений об универсальном фрактале можно проверять, пытаясь транслировать знания из одной области науки в другую. Одновременно мы получим инструмент для заполнения белых пятен в той или иной предметной области.

Источник(Полная версия - формат PDF)

Литература

1.V.V.Koulikov, http://www.pycbi.com/science/UnivInfoSpace.html
2. Куликов В.В., Ёлкин С.В. Супероператоры и теория информационного взаимодействия Материалы 8-го научно-практического семинара "Новые информационные технологии".М.:МГИЭМ, 2005, С. 150-193.
3. Ёлкин С.В. Информационное исчисление Вестник ВИНИТИ НТИ. 2002. сер 2, N11. С17-24.
4. Ёлкин С.В., Игашов С.Ю. Алгебра у-чисел: возможности в области построения функций и множеств Препринт ИПМ им. М.В.Келдыша РАН N 60 за 2005г.
5. Куликов В.В., Гаврилов Д.А., Елкин С.В., Универсальный искусственный язык- “hOOM-Диал”. -М.: Гэлэкси Нэйшн, 1994, -113 с.
6.Ёлкин С.В. Открытый cемантический язык SL. Вестник ВИНИТИ НТИ. 2003. сер 2, N4. С.5-15
7. http://www.ura.mephist.ru/
8. Куликов В.В., Ёлкин С.В. От информационного исчисления к теории супероператоров Материалы 8-го научно-практического семинара "Новые информационные технологии". М.:МГИЭМ, 2005, С. 194-223. 31

Источник: http://www.agpl.ru/agopel/publik/tr-zn.pdf

Категория: Изобретения
Добавлено: 19.11.2010
Просмотров: 3347
Рейтинг: 5.0/1
Темы: Синонимия, абстрактное исчисление у-чисел, Основное положение диалектики, Ёлкин, семантический язык SL, Омонимия, Диал, фрактали, наука
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]