Наука в виртуальной реальности

в 10:29, , рубрики: дополненная реальность, Научно-популярное, физика, физическое моделирование, метки: ,

Заранее хочу предупредить, что всё дальнейшее повествование является плодом больного воображения и потому не обязано быть
достоверной информацией. Более того, я не являюсь компетентным специалистом в тех областях о которых собираюсь писать ниже.
К томуже характер данного топика ни сколько не прикладной, а скорее литорический. Цель повествования, просто поделиться с людьми своими наблюдениями. Началось всё с того, что меня стали всё чаще и чаще посещать нижеизложенные несвойственные мне мысли о языках.

Человечество за своё существование создало множество языков описания реальности. В первую очередь это естественные языки общения. Они довольно универсальны, но всёже, люди предпочитают в узкоспециализированных задачах прибегать к специальным языкам. Химики записывают химические формулы языком хим. уровнений, электронщики условными обозначениями чертят схемы, а музыканты на нотном стане способны записать условные обозначения звуков. Это вершина айсберга, уж мы то програмисты, как никто другой понимаем, что даже у кофеварки может быть какой либо протокол управления, своего рода тоже язык. Естественно у каждого языка своя область применения. Причём неверно пологать, что естественные языки всеобъемлющие. Просто они способны гармонично передовать управление другому интерпритатору. Так сказать есть базовый пакет и дополнительные модули. Если быть точнее, то и сами модули могут передовать передовать управление интерпритатору другого языка. Так многие научные диалекты склонны передавать управление «математическому» модулю. Все очень гармонично, например, если биологам нужно что-то подсчитать то они просто переходят на язык математики. Так же поступают и музыканты. Физики, например, когда им требуется могут переходить на язык электрических или гидравлических схем. Чем более сложное явление нам приходится описывать тем больше языковых модулей мы должны задействовать.(Естественно, количество задействонных модулей будет ещё зависеть и от требуемой степени полноты описания).

В тоже время, людей давно тревожит вопрос полноты описания мироздания. Многие хотят иметь полное и достоверное описание нашей реальности. Что интересно, для такой задачи требуется и соответствующий язык описания. Какой модуль выбрать для построения такого описания? На данном поприще развернулась некая конкуренция. Выявились науки, притендующие на полноту описания. К примеру, философия пытается дать всеобьемлющее описание и пытается построить его на естественном языке. Физика, в связке с химией и математикой не претендуют на всеобьемлющее описание, но не много
ни мало, намерена охватить всю материальную часть мироздания.

Когда-то давно, в школьные годы, мне поподалась в руки некая статья о философии моделирования. Там говорилось о том, что при создании модели некоего обьекта или явления мы как бы наделяем эту модель набором свойств моделируемого обьекта. Экспереминтируя с моделью мы можем выявить некие её свойства, ранее нам не известные. При этом есть вероятность того, что обнаруженные свойтва проявятся в искомом обьекте. Причём, чем более точную модель мы создаём, тем выше становится эта вероятность. На этом принципе строится большая часть научной методологии. Более того выходным продуктом науки, по сути, являются точные модели, прошедшие проверку на практике.

Компьютерное моделироание.
В настоящее врямя учёные всё больше и больше опираются на компьютерные модели. Так, к примеру, уже никого не удивляет, что программы синтезируют новые органические соединения. Активно применяется физическое компьютерное моделипрование. (Сколько на youtube падающих домино, и разбивающихся ваз). Берем обкатанные и хорошо себя зарекомендовавшие физические модели формулы. Закладываем их в алгоритм. Вуаля, в один клик узнаем урон нанесёный стальным шариком запущенным в кирпичную стену с ускрением x. Или например в протеусе смоделируем генратор на операционном усилителе, и он запищит в динамике как настоящий. В музыкальной сфере например програмно эмитируем аппартные эффекты. Вобшем к чему это это я… Посмотрев на многочисленное разнообразие компьютерных программ появляется кромольная мысль, (сильно попрошу не бить за такие мысли) о некотором преводсходстве языков программирования над физико-математическим языком. Тут
сделаю некоторое отступление, что я понимаю под физико-математическим языком. Под этим я понимаю язык, строящий описание реальности на математических апроксимациях. Да многие скажут, что алгоритмические языки програмирования и ведут свое происхождение от элементов высшей математики. Просто я хочу заострить внимане, на то что
когда связка физик, математик и программист ведут совместную работу по построению какой-либо модели, то физик и математик выбирают язык мат. апроксимаций програмист же реализует модель на компьютерных языках. Те существует некая дублированость реализации модели. И вот тут, по моему, начинается самое интересное. Играя в подобные игры с друзьями мы не редко замечали, что программист делает некие отсупления от модели которую заложили физик с математиком.
Это может произойти случайно в ходе трудного процесса перевода научного языка на язык ЭВМ. Мы заметили, что часто при «обкатке» подобных моделей физик и математик не в состоянии выявить мелкие неточностьи. Был например юмористический случай, когда заложили модель, обкатали, заложили исходные данные, получили результат, всё сто раз
проверили — перепроверили (причём независимо), результат отдали заказчику, а только после этого программист случайно обнаружил, что в его коде были некоторые проблемные места, которые могли повлиять на результат. На волне подобных наблюдений у нас родилось маленькое безобидное хобби — игра в «открытие мироздания». Суть очень проста. Кто-то закладывает некий алгоритм мироздания (компютерную игру), другие участники пытаются раскрыть принцып этого «мироздания». Делают они это путём наблюдений и доступных эксперементов, в рамках допустимых возможностей заложеных в игре. Победой считается выполнение полностью доставерного описания логики работы игры. Вскрылось много чего интересного. Игры писались, естественно, на языках программирования, испытуемые же пытались описать принцип их работы на том языке, которым владели… Не подумайте, что хочу кого-то обидеть, но физики и математики (уровень — выпускник провинциального высщего учебного заведения)
выбирали язык математической апроксимации, поначалу, пытаясь выразить логику работы законом, обличённым в формулу. Задачи (игры) были примерно следующего уровня — «исследовать коэф. упругости виртуальных образцов», или «найти силу тяготения в данной виртуальной реальности», для исследований давались соответствующие виртуальные приборы, и определённая свобода действий. Эксперимент выявил потенциальную неготовность испытуемых выявить закотомерности, уровень сложности которых выходил за определённые рамки. Задачи, где логика работы могла быть описана в рамках одного математического уровнения с несколькими переменными решались очень даже еффективно. К сожалению, многие некоторые группы задачь оказальись не решенными. Так например, сложность вызвали задачи с «дискретно-пространственным фактором» — это те где геометрическое пространство параллельных исследований делилось на две группы по определённому признаку, при этом в одной группе действовал один закон, а в другой группе — иной закон. Причём надо заметить, что задача была не решена на разнесённых пространствах. Т.е. имея скажем поле в 100 гектар, испытуемые банально ошибались в том, что почему-то, были убеждены, что если закономерность
работает на половине поля, то она сработает и на всём поле, не делая соответствующие перепроверки (находили только частный случай). Нерешёнными оказался класс задач, где роль играл порядок применения приборов. Например имелось поле и несколько приборов. При этом, было заложено, что один порядок проведения измерений — неразрушающий, другой порядок — разрушающий. Разрушающий и неразрушающий метод дают разные результаты. Результаты испытуемых разделились на две группы. Первая группа успешно провела експеримент на всём поле, соблюдая один и тотже порядок применения приборов. Эта группа
вывела закономерность и заявила, что полученная закономерность единственно правильная. Фактор влияния порядка следования приборов в своих результатах они не указали. Другая группа
напротив заметила факт разницы показаний приборов, но сформулировать это правильно не смогла, заявив, что закономерности нет вообще и показания приборов имеют случайный характер. На практике оказалось, что они случайным оброзом выбирали порядок следования приборов, тем самым получая «аномальные точки». Более сложные варианты игр подробно разбирать не буду, скажу лишь, что эти игры были полностью провалены. Обьективности ради, скажу, что нельзя серьёзно относится к данному эксперименту,
так как группа испытуемых была довольно малочисленна и составляла, менее двух десятков человек (круг моих близких знакомых). Причём приимущественно они являлись выпускниками лишь нескольких провинциальных вузов. Тем не менее, для себя мы сделали определённые выводы. Одной из целей данных игр было определение качества своих научных знаний, и потенциала научных методов. Так сказать, хотелось сделать выводы для себя лично.

В ходе тчательного разбора полётов анализа результатов, мы пришли к выводам о проблемах, связанных со стереотипизацией мышления (нашего). Должен сказать, что по мере раскуривания вникания в данный вопрос, начал наблюдать трансформацию своих филосовских убеждений. Ярый материализм во мне пошатнулся. Постепенно пришла в голову новая идеология игр — брать существующие физические законы и делать их частным случаем более сложной вымышленной закономерности. (бумага всё стерпит!) Пропущу ряд не интересных умозаключений. Но в итогие начали задумыватьтся о том, возможно ли на ЭВМ заложить полную модель физической реальности, основвываясь на уже известных фактах? Технически это представляется сложным, но фантазия, что называется, не имеет границ. Представить такое вполне возможно. МегасуперЭВМ в которой заложена полная модель нашей материальной реальности. Много современной научной фантастики пиарят эту тему, тему виртуальной природы мироздания. Но нас интересовала лишь научная составляющая данной парадигмы. Первое что пришло в голову интересного, это насколько сильно можно видоизменять полученную модель, не теряя при этом сходимость с эксперементальными данными. По сути получается, что если взять исходники виртуальной модели мироздания, полностью соответствующей реальным известным фактам, и внести
в исходники некие поправки, а затем запустить в эту игру учёных с соответствующими виртуальными приборами, то некоторые виды изменений они выявят очень не скоро, если когда-либо выявят вообще. Далеко за примерами не пойду. Так например, очень мощным инструментом является, выше описанный, «дискретно-пространственный фактор». Причём, чем меньшый обьём пространства подчинён данному изменению, тем сложнее его отследить. Проше говоря если в эту модель мы например банально введём парсер координат и в определённой маленькой области сделаем исключение из общих правил игры, то отследить это будет чертовски сложно! Возможен и другой вариант, к примеру создание объектов, на которые общая парадигма не распростроняется. Если количество таких обьектов не велико, а габариты малы, то отыскать их крайне сложно. Пожалуй самое интерсное,
так это то, что в подобную модель можно гармонично вплести механизм редактирования законов игры из самой игры, тем самым превратив её в самомодифицирующуюся систему. Сложность будет лишь в отыскании методов этого модифицирования. Интересен тот факт, что поняте энергии в данном пространстве сведётся к понятию некоего коэффициента определённых видов взаимодействий но не будет основным критерием реальных механизмов под капотом системы. Другими словами, очень здорово что в нашей реальности все виды взаимодействий завязаны на единый коэффициент тех, которые не завязаны мы ещё просто не нашли. Выше упоминалось, что построив достоверную модель чего либо выявленные в ней свойства могут обнаружится в искомом объекте. В данной компьютерной модели мироздания понятие энергии охватывает лишь некую часть известных взаимодействий…
Хочу также обратить внимание на один интересный момент. Если реально бы встала задача построения такой модели, то очевидно что на данный момент её начали бы реализоввывать языком программирования. Я думаю, что это как бы намекает на то, что (сугубо моё личное мнение) програмисты обладают мощнейшим инструментом описания мироздания (турбо паскалем). К этой мысли меня также подталкивает болшое количество моделей реальности созданных ими.

Что я хотел сказать данным постом? Ни в коем случае, я не хотел оправдывать всякие лженаучные теории. (науный скептицизм превыше всего) Просто я хотел сказать о том, что в нашем мире не всё так просто, и пока ещё есть место волшебным чудесам. Мы их не отыскали, но они вполне могут существовать. И главным инструментом является именно сбор и обработка эксперементальных данных. Чем больше грамотных и компетентных, в соих областях, людей участвуют в этом процессе тем больше увеличиваются шансы человечества на небывалые открытия.

Автор: zx300

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js