Ёж: Cупервентность и эмерджентность

Эта серия заметок, пусть запоздало, но посвящается JC,
без которой в 2016ом году у меня просто не возобновился бы
творческий процесс и продолжения Ежа не случилось бы.

Комментарии к моей предыдущей заметке показали, что некоторые упомянутые в ней вещи в достаточной степени не очевидны читателям. Вплоть до взаимной ругани. Хочу призвать комментаторов относиться друг к другу  немного поспокойнее - предмет обсуждения весьма интересен, но точно не стоит того, чтобы испытывать к своим собеседникам негатив.

Наиболее интенсивные возражения вызвал приведённый мною пример системы,  состояние которой при наличие физической опоры на другую, нижележащую, не детерминируется этой нижележащей системой.

Онлайн-игра, работающая где-то в интернете на серверах. Сервера состоят из микросхем, в микросхемах есть транзисторы... Но, хотя существование онлайн игры физически привязано к этим самым транзисторам, мы не можем говорить о том, что с уровня схемотехники на уровень сюжета игры, где мобы, рейд-боссы и артефакты передаётся какая-то полезная для понимания этого сюжета информация. Что состояние каждого конкретного транзистора или даже их группы как-то детерминирует сюжет и ход игры.

Для того, чтобы не впадать в ярость по поводу данного утверждения, следует осознать разницу между супервентностью*) - то есть отношением детерминированности свойств одной системы свойствами другой системы и нашей интерпретацией этих свойств.

О чём конкретно идёт речь?
Никто **) не спорит с тем, что в любой конкретный момент времени полное состояние программных процессов, выполняемых на компьютере, определяется физическим состоянием аппаратуры этого компьютера. Кроме транзисторов, конденсаторов, электрических зарядов, которые гуляют между микросхемами, намагниченных участков пластин жёсткого диска и тому подобных объектов там нету ничего. Свойства игрового процесса, в этом смысле, супервентны относительно свойств сервера.

Однако, можем ли мы сказать, мы воспринимаем и осознаём компьютер, выполняющий программу только как совокупность таких объектов?

Безусловно, нет.

Электрические сигналы возбуждают светящиеся элементы экрана, они складываются в пятна. Другие сигналы дёргают мембрану динамика, она колеблется и создаёт звуковые волны.
Но в сознании у игрока, который играет за компьютером, присутствует игровой сюжет, портрет, местоположение и характеристики и артефакты героя, которых нет(!) в компьютере.

"Топор кровавого убийцы, +3 к атаке, только для расы гномы" присутствует в интерпретации происходяшего, которую способно дать человеческое сознание. Но про него нельзя сказать, что его существование задаётся исключительно состоянием транзисторов внутри процессора компьютера.

Вопрос о том, что законы существования физической подложки такой системы как "онлайн игра" не транслируются в законы существования самой этой системы - это вопрос о том, что такое вообще "закон" с научной точки зрения.

Закон природы в том виде, в котором мы его понимаем и используем, не есть что-то самостоятельно бытийное. Это описание реальности, более компактное и удобное для дальнейшего использования, чем последовательное перечисление состояний рассматриваемых элементов реальности, к которым относится закон, при различных условиях существования этих элементов. Это описание даётся человеком в целях мыслительного и практического удобства.

---
Пример. Три закона Кеплера с известной степенью приближения заменяют многочисленные таблицы, описывающие где и в какой момент должна была бы находиться каждая планета.
Астроном, наблюдающий за планетами, мог бы быть и не знаком с этими законами, понимая при этом 'общую схему' устройства Солнечной Системы, включая вращение Земли вокруг своей оси и то, что планеты как-то обращаются вокруг Солнца. Ну вот он мог бы нанаблюдать планеты длительный период времени, составить таблицу того, где какая планета в какой момент видна и как-то описывать происходящее, опираясь на такие данные о координатах. Что собственно говоря, Тихо Браге в своё время и проделал. Но практическое использование таким образом организованных результатов наблюдений дико неудобно и избыточно. Кеплер заменил всё это достаточно простыми формулами.
---

Аналогия с рассматриваемым примером и аргументом о том, что состояние компьютерной системы можно отмоделировать в виртуальной машине и, поэтому, мы на его основе, могли бы точно знать состояние игры, тут весьма полная. Можно сколько угодно моделировать состояние программной системы с точностью до бита. В стандартной виртуальной машине виртуализация происходит отнюдь не на уровне транзисторов, но, допустим, мы напряглись и соорудили эмулятор с виртуальным процессором, прям таки потранзисторным и ещё сильнее увеличили уровень эмуляции.

Но эта эмуляция не даст нам компактного и удобного в использовании описания событий, происходящих в результате работы программы.

Мы можем иметь полную запись состояний всех транзисторов виртуального процессора в любой момент времени, но мы не можем описывать "Топор кровавого убийцы, +3 к атаке, только для расы гномы" в терминах состояния транзисторов. По двум причинам.

1) Такое описание было бы чрезвычайно избыточным и непригодным к практическому использованию. Играть в игру, читая таблицу состояния транзисторов, игрок не мог бы.

2) Состояние игровых объектов вовсе не соответствует однозначно никакому одному состоянию всех транзисторов. Процесс игры мог бы исполняться не на этом, а на другом сервере, или на этом же, но с выделением других ресурсов. При этом состояние игрового процесса могло бы быть воспроизведёно с точностью достаточной, чтобы говорить о его идентичности. Чтобы получить корректное описание Топора кровавого убийцы на языке состояний транзисторов и учесть, что этот Топор всё равно возникает при совершенно разных состояниях нижележащей системы, нам пришлось бы ввести в описание промежуточный слой абстракции, соответствующий этому Топору и другим игровым объектам. Нет никаких оснований считать, что описание этого слоя в терминах транзисторов оказалось бы существенно более компактным, чем код эмулятора со всеми его данными. А вот обратное, если вспомнить, что игру мы можем таскать с сервера на сервер и процессоры там будут разные - весьма вероятно(!).

Когда мы говорим об эмерджентности системы - мы подразумеваем полный или почти полный разрыв между описанием законов функционирования (то есть изменения состояния) системы, и нижележащих систем (то есть тех, которые входят в её состав). Между процессами, происходящими на верхнем и нижем уровнях, объективно нет прямого соответствия и у нас отсутствуют сколько-нибудь удобные преобразования, которые позволили бы полезным для нас способом переводить одно в другое.

Может ли быть заполнен этот разрыв? В ряде случаев - да, если мы такие преобразования придумаем, а в ряде случаев - нет. Применительно к нашему примеру, мне сложно представить как, и главное, зачем мы стали бы использовать вместо описания изменения игрового процесса изменения состояния отдельных транзисторов.

Если резюмировать данную часть разговора - эмерджентность, как и прочие умные слова, существует в сознании наблюдателя и является свойством мыслительного процесса. Это - одна из конструкций, облегчающих нам описание и понимание реальности.

Можно спорить с её полезностью, но нужно понимать, что у нас отсутствуют объективные способы её восприятия или измерения вне нашего собственного понимания того, что мы пытаемся понять.

Мы можем взвесить кубический метр воды или измерить линейкой кирпич, у нас нет и не будет прибора для изменения эмерджентности.

По этой причине сама по себе дискуссия о том, существует эмерджентность или нет достаточно пуста. Если она Вам не нравится - не применяйте её.

Более того, я могу уже прямо указать, что проблема с пониманием описанного мною подхода происходит в тот момент, когда состояние системы сводится в мыслях читателя к состоянию суммы всех её элементов.
Но тут встаёт очень интересный вопрос о том, полезна ли система как мыслительная конструкция для использования? Если да, то следует признать, что у неё есть некоторые свойства как у единого целого.
Если нет - то читатель мог бы отказаться от понимания некоторого корпуса научных текстов, заявив, что систем в природе объективно не существует (есть только целостные объекты физического мира) и он не считает тексты, где используется понятие системы осмысленными. Я, впрочем, подозреваю, что такой радикальный подход не нашёл бы понимания у большинства современных учёных и мыслителей.

Тем временем, наш разговор, вместо того, чтобы дойти, наконец, до обсуждение Истины, сворачивает к обсуждению понятия Причинности.

*) В рамках занудства укажем, что в нашем обсуждении речь идёт о глобальной естественной супервентности
**) В данный момент.

(no subject)

Внезапно задумался - не окно ли Овертона рубил Пётр топором в Европу?
То самое, которое "в стене! Конечно, в деревянной!"