Знание, псевдознание, креативность, практика(на примере технологий синтеза петрофизического и литологического знания)
Б.Н.Еникеев, ОАО «ЦГЭ» , г.Москва
1. Знание. Введем рабочее определение. Под знанием будем понимать текущий результат открытого для обсуждения и критики (в рамках некоторого сообщества) систематизированного изучения круга проблем, явлений, способов их описания и путей решения (согласно правилам описания и нормам удовлетворительности, принятым данным сообществом, по некоторым формальным или неформальным процедурам) в данный момент времени. Знание об одном и том же явлении разных субъектов и сообществ может быть не только различно по объему, но и плохо соизмеримо, ибо способы познания разными субъектами и сообществами могут принципиально отличаться. Однако, сказанное не означает, что моменты последовательности применения “правил игры” или согласованности с остальной картиной мира могут быть проигнорированы. В XIX-XX веке была развернута программа исключения или минимизации теоретических компонент в знании – позитивизм и неопозитивизм. Одним из итогов ее развития можно считать отказ от нее и признание того, что почти все измерения или факты являются “теоретически нагруженными”. Поскольку существенным моментом в восприятии знания является признание его претензии на то, что оно является обобщением, отражающим деятельности ума, и притязает на объективную истину (в отличие, например, от воображения или фантазий, к которым не предъявляются столь же жесткие правила и нормы отбора), которая подтверждается практикой, то часто знанием пытаются представить нечто заметно иное (не отвечающее требованиям научности). В последние годы распространение идеологии искусственного интеллекта, нейронных cетей и генетических алгоритмов гальванизировало интерес к этой проблематике, что нашло отражение в ряде публикаций на Западе и в России. Немаловажно это и для практики, что заставило автора изложить часть соображений по данной теме. Популярна позиция, согласно которой любые рассуждения на столь абстрактную тему или слишком “заумны” или напротив тривиальны. И возражение тут видится скорее мировоззренческое, чем логическое.
2. Актуальность. Известное высказывание Губермана об императиве понимания России умом стало столь в той же степени фактом общественной жизни, как и ошарашивающая своим бессилием и прекрасно иллюстрируемая опытом российских реформ и специфики первичного накопления декларация Тютчева о невозможности понимания умом значимых фактов и явлений российской действительности. ;-))
С учетом этих амбивалентных соображений геология, психология, социология и примыкающие к ним отрасли знания должны быть в существенной мере российскими науками именно в силу их сложности и кажущейся порою алогичности. ;-)
Автор данного доклада недавно волей судеб наткнулся на публикацию, в которой для озадачивающего его cтатистического уравнения (неоднократно упоминаемого сибирских публикациях - Кпгл=0.22*Кгл*SQRT(z/2300)/Кглмин) был, наконец, указан его истинный автор. И именно это столкновение подаваемого почти как закон природы (без анализа причин и условий применимости, лишенного атрибутов, позволяющих анализировать его адекватность и потому загадочного как 0.62/Кп2.15) уравнения с пониманием обстоятельств его получения и ограничений лишний раз напомнило о мифологичности того декларативного знания, с которым работают отдельные петрофизики, и об отсутствия регулятивов рассматривающих это как аномалию.
Обилие разнородных, разноточных и по разному проинтерпретированных наблюдений, отнесенных к разным (а порой и принципиально!) объектам, является необходимой информацией для регуляризации решения обратных задач геофизики. Это во многом составляет глубинную суть интерпретации и частично вписывается в идеологию статистических подходов к интерпретации каротажа, развиваемых автором доклада с начала 70-х годов. Несколько в стороне остается проблематика герменевтики, по существу более принципиальная чем алгоритмические и программные аспекты формального решения обратных задач.
3. Корни и традиции. Герменевтика ранее рассматривалась как учение об истолковании текстов, преимущественно древних (в первую очередь - библии), понимание первоначального смысла которых затруднено вследствие недостаточной сохранности источников и дополняющих их сведений. Формально герменевтику можно рассматривать по аналогии с известной в математике идеологией решения “обратных задач” (таких, например, как восстановление изображений по зашумленным измерениям). Такое восстановление (понимание) достигалось последовательным вскрытием всех сопровождающих текст аспектов (от изучения языка и вскрытия намеков до анализа исторического контекста и психологической личности автора). Особенностью герменевтической процедуры для всех авторов является итерационный подход, при котором анализ каждой из частей текста производится в соответствии и с учетом особенностей текста в целом (П.Рекер называет этот элемент объяснением) и обратно – текста в целом с учетом особенностей его частей (в этом случае он говорит уже о понимании). Подобная схема анализа при работе с количественными переменными широко применяется в прикладной статистике (так называемый ЕМ-алгоритм), причем сходимость его строго доказывается. Основной вопрос философской герменевтики, по Гадамеру, состоит в том, что понимание есть «род круга» — повторяющаяся структура, где всякая новая интерпретация ссылается на предпонимания (определяющаяся традицией предпосылка понимания) и возвращается к ним. В такой интерпретации понимание является открытым эволюционным процессом, в котором любой потенциальный интерпретирующий и любое потенциальное интерпретируемое могут быть включены в контекст общей традиции понимания. В силу сказанного вопросы типологии предпонимания и соотнесения с иными результатами (в статистической интерпретации обратных задач речь шла бы о способах задания априорной вероятности) приобретают особо важную роль.
4. Контекст и ключи. Таким образом, включение в контекст или исключение из контекста исследования фактов и концепций может во многом предопределить результат в случае неполноты измерений и имеет давнюю и серьезную укорененность в ряде областей, работающих с сильно зашумленными данными и знаниями. Поэтому рассмотрение способов интеграции и синтеза данных и знаний с оценкой их применимости в данный момент надо считать одной из важнейших задач, необходимых для повышения точности интерпретации. Конечно, задача повышения точности также отлична от увеличения личной прибыли интерпретатора как задача максимизации информации интерпретатором от задачи экономии им затрат его энергии, но обсуждаем-то мы не это. Ведь (вспоминая замечательную метафору Брудно!) не стоит оценивать результаты интеллектуальной деятельности в килокалориях и пересчитывать их стоимость по цене киловатт-часа, если они и в самом деле хоть сколько-нибудь интеллектуальны!
Представим себе, что объекты изучения могут быть кластеризованы несколькими принципиально разными способами c организацией соответствующих деревьев принадлежности. Например, запись: Sl+1(Kt) < Sl(Kt) должна означать принадлежность Sl+1 к Sl по ключу Kt(он строится по некоторой области Vt подмножества переменных Xm, Xn,с которыми может потенциально оперировать исследователь). Важно уметь строить процедуру, гарантирующую корректность связи, например, свойств a1 и a2 с с1 и с2 (рис. 1), требует введения детализированной системы понятий-ключей. Зачастую процедура построения ключа или выбора переменных Xm, Xn, c которыми производится оперирование крайне субъективна. В качестве намека на выбор переменных укажем на три их типа: фазовые - описывающие расположение в пространстве, компонентный состав и структуру; генетические – различающие гипотезы о происхождении пород; конъюнктурные – отражающие моду или собственные, основанные на вненаучных критериях, пристрастия исследователя. Просто пояснить cубъективность на наглядном примере. Рассмотрим ключи, объединяющие объекты по сходству в отношениях по классическим критериям связи: а) причина – следствие; б) часть-целое; в) род-вид; г)раньше-позже. Наиболее легко наблюдаемо и наименее проблематично отношение предшествования и оно же легко приводит к заблуждениям при взятии его в качестве ключевого. Фактически известные издержки “магического мышления” (“После того – значит по причине того!”) связаны именно с подобным выбором ключа для построения классов обобщения. Что же касается других указанных отношений, то в геологии каждое из них ничуть не более однозначно.
Что может означать в нашем случае фиксация принадлежности к дереву? Очевидно – необходимость оперирования, при котором всякий изучаемый природный объект и его петрофизика при сохранении его уникальности могут быть и должны быть соотнесены с иными объектами (“всякая система понятна лишь после выделения подсистемы и надсистемы”). Бытующие правила вывода в нечетких дисциплинах часто возвращают нас к постановкам индуктивной логики в ее классическом (Бэкон-Гершель-Милль) или неоклассическом (В.К.Финн) вариантах. Фактически в них речь идет о рассуждениях трех типов: фиксация близости объектов изучения по ключу (непротиворечивое включение их по нему в один класс); обобщение по ключу (индуктивный шаг - все ранее известные объекты, обладающие принадлежностью к данному ключу, обладают этим свойством и объекты с его отсутствием не наблюдаемы); cледствие из обобщения по ключу (новый объект имеющий тот же ключ также должен обладать этим же свойством). При таком подходе классическая силлогистика заменяется на сильно ослабленные допущения (фактически вместо тождественности по посылке вводится близость, а вместо фиксации имманентного свойства вводится гипотеза о его справедливости на основе конечной выборки). Ограниченность такого подхода очевидна в рамках вероятностно-статистического или размытого подхода к проблематике. Забавно, что по существу уже на уровне выбора фактов или знаний появляется различие между герменевтическими процедурами (например, легко вычленяются и приобретают интеллектуальную дифференциацию такие различные герменевтики с легко реконструируемым по названиям смыслом: апологическая, мазохистская, байесовская, минимаксная, блеклая и насыщенная). Вторым измерением, различающим герменевтические процедуры, может послужить характер использования и корректировки знаний (последовательный привнос малыми порциями – напрашивается аналогия со стохастической аппроксимацией или использование их всех с одновременной корректировкой ключей).