§ 4. Анализ данных, знаний и структур, связанных с изучением проблемы устойчивого развития [79]

Среди прикладных проблем, требующих глубокого анализа данных, знаний и структур с применением средств искусственного интеллекта, особое место занимает проблема устойчивого развития. Она стала привлекать общественное внимание после Конференции ООН по окружающей среде (Рио-де-Жанейро, 1992 г.), принявшей решение «Повестка дня на XXI век» [104,153]. С этого времени термин «устойчивое развитие» стал очень популярным, однако его строгая формулировка пока отсутствует. По этой причине, прежде чем переходить к изложению задач анализа информации, связанной с этой проблемой, попытаемся ответить на следующие вопросы.

1. Об устойчивом развитии чего именно идет здесь речь?

2. Чем отличаются процессы развития от любых других процессов, происходящих в системе?

3. Чем отличаются процессы устойчивого развития от любых других процессов развития?

Резюме наших ответов на эти вопросы состоит в следующем:

а)  нас интересует устойчивое развитие ноосферы,

б) к процессам развития системы (в отличие от процессов стагнации или деградации) мы относим такие процессы, которые увеличивают ее способности к самосохранению;

в) устойчивым мы считаем такой процесс, который неопределенно долго остается процессом развития.

Поясним пути получения этих выводов и определений.

Мы исходим из предположения о том, что увеличение функциональных возможностей системы, в частности возможности ее самосохранения, неизбежно связаны с ростом сложности ее организации. На всякую природную систему действуют разрушающие силы, причем чем сложнее устроена система, тем выше риск ее разрушения. Если некая система оказывается в состоянии сохранять себя или даже усложнять свою структуру, это свидетельствует о том, что система имеет средства, которые могут противостоять естественным разрушительным процессам.

Такие средства реализуют функции типа «внешнее воздействие-адекватная реакция» и известны как механизм отражения или сознание, простейшие проявления которого присутствовали на самых ранних стадиях развития органического мира. Простейшие микроорганизмы противостоят энтропийным процессам с помощью высокопродуктивных способов размножения. В животном мире наблюдаются механизмы адаптации к изменениям среды обитания в виде пассивного гомеостатического приспособления к изменяющейся среде, рефлексов уклонения от угрозы и некоторых более сложных рефлексов. Для сохранения организации материи более высокого уровня сложности возможности этих механизмов были бы недостаточными. Требовалось появление способности материи к активному и упреждающему противодействию энтропии.

Эта способность получила свое воплощение в Разуме, с помощью которого носители разумной жизни могут не только приспосабливаться к среде обитания, но и изменять ее в благоприятном для себя направлении. При этом они опираются на накопленный опыт выживания (Знания) и используют три главные активные компоненты Разума:

- способность прогнозировать развитие ситуации и ставить перед собой цели (Мудрость);

- способность вырабатывать планы достижения выбранных целей (Ум) и

- способность организовывать действия по осуществлению выработанных планов (Воля).

Разум должен развиваться одновременно с развитием (усложнением) жизненных систем. Если развитие Разума отстает от роста сложности системы, то начинают преобладать силы ее энтропийного разрушения.

С развитием Разума у индивидуумов и по мере их социализации начинают проявляться результаты работы «Коллективного Разума» в виде постановок общих целей, коллективно вырабатываемых планов их достижения и организации совместных действий, направленных на реализацию этих планов. По мере роста Коллективного Разума росли масштабы коллективных усилий, результаты которых начали заметно сказываться на состоянии среды его обитания. Изменения природы Земли и ближнего космоса, вызываемые деятельностью людей, стали по своим масштабам сравнимыми с изменениями чисто природного характера. Эта веха в истории Земли осознается в качестве периода перехода к образованию вслед за геосферой и биосферой новой сферы ее развития — ноосферы [31,129,147].

Так же, как для отдельного человека главным средством самосохранения является его Разум, так для человечества и среды его обитания в эпоху ноосферы главным средством самосохранения является Коллективный Разум. Влияние несовершенного нарождающегося Коллективного Разума может порождать многочисленные процессы в природных, производственных, социальных или духовных областях, одни из которых объективно ведут к росту, а другие к ослаблению жизненного потенциала человечества. Их суммарный результат может носить нестабильный характер и в каждый момент времени проявляться в качестве процесса деградации, стагнации или развития. Выделим ту часть ресурсов Коллективного Разума, которая порождает процессы развития. Этому объекту наиболее близко соответствует используемый в русской философии термин «Соборный Разум» [154].

Таким образом, важнейшим средством самосохранения и развития ноосферы является не просто Разум населяющих ее индивидуумов и не просто та часть их интеллектуального и биоэнергетического потенциала, которая объединяется в Коллективный Разум, но та часть потенциала, которая образует Соборный Разум, ведущий к развитию ноосферы. Периоды преобладания процессов развития ноосферы над другими процессами будут занимать тем большие отрезки времени, чем большую мощность будет иметь Соборный Разум. Следовательно, пути достижения состояния устойчивого развития ноосферы совпадают с путями устойчивого роста мощности Соборного Разума.

В свете сказанного ясно, что при обсуждении проблем устойчивого развития ноосферы более конкретно речь должна идти об устойчивом развитии Соборного Разума. Соборный Разум, будучи высшим достижением эволюции природы, объединяет в себе и главную цель (его сохранение и развитие), и главное средство достижения этой цели.

Объективно нет оснований считать, что способность к самосохранению разумной жизни будет продолжаться бесконечно долго. Это нынешнее свойство природы следует рассматривать не как гарантию, а как шанс, которым можно воспользоваться, а можно и потерять. Среди причин, которые могут привести к деградации ноосферы и Разума, чаще всего указывают на перенаселение Земли и загрязнение окружающей среды. Однако в гораздо большей степени развитию человечества угрожает несовершенство его социальной организации. Так, по оценкам биофизиков продуктов питания на земле достаточно для обеспечения более многочисленного населения, если Коллективный Разум сможет изменить взаимоотношения между отдельными людьми, человеческими коллективами и государствами. Мир погружается в атмосферу все большего числа конфликтов, возникающих на этнической, социальной и религиозной почве, с заметной тенденцией перерастания из локальных в глобальные. Так что наряду с вниманием к экологической ситуации следует обращать внимание и на состояние социальной и духовной сфер человечества. Предотвращение катастроф в этих сферах может быть достигнуто только усилиями Соборного Разума.

Следовательно, одна из основных целей, стоящих перед человечеством, состоит в объединении усилий Разума на поиске путей перехода процессов, протекающих в ноосфере, на траекторию устойчивого развития. В этой связи важной научной проблемой является проблема построения компьютерной модели, с помощью которой можно было бы имитировать процессы эволюции ноосферы. В завершенном виде модель должна состоять из иерархической системы элементов в виде индивидуумов, их малых групп, этносов, государств и человечества в целом вместе с производственной средой и средой земного и космического обитания, которые взаимодействуют между собой [45].

Элементы каждого уровня наделяются своими характеристиками и правилами взаимодействия с элементами своего уровня, а также с элементами других уровней. Так, например, индивидуум, обладающий своими личностными характеристиками, взаимодействует с другими индивидуумами, изменяя свои характеристики и влияя на характеристики других индивидуумов, а также взаимодействует со своим этносом, своим государством, всем человечеством и средой обитания в целом, оказывая в рамках имеющихся возможностей доступное ему влияние на характеристики всех этих элементов.

Наборы характеристик у элементов разных уровней различны и зависимости между ними могут иметь различный характер. Так, у каждого государства есть свои характеристики, которые не сводятся к средним характеристикам своих этносов, и свои пути влияния на другие элементы иерархии, не являющиеся простой суммой влияний своих этносов на эти элементы.

Из сказанного выше следует, что для построения модели потребуется ввести несколько различных наборов характеристик, указать исходные («современные») значения этих характеристик, сформулировать функции влияния характеристик друг на друга и организовать динамический процесс, имитирующий развитие элементов модели во времени. На работающей модели можно будет вести наблюдение за ее поведением при разных условиях (т. е. значениях характеристик элементов и функций их взаимовлияния). Можно также определять «устойчивые» условия, т. е. условия, при которых ноосфера устойчиво развивается, и условия «стагнации», «деградации» и «катастрофы». Затем можно будет решать главную задачу: поиск технологий перевода некоторых заданных условий (например, существующих в настоящее время) в условия, обеспечивающие устойчивое развитие исследуемой системы при фиксированных ограничениях на время перевода и другие ресурсы. Если такие траектории будут обнаружены, можно будет предлагать некоторую глобальную целевую программу перехода развития на траекторию устойчивого развития и организовывать усилия на реализацию этой программы.

Решение описанной проблемы распадается на следующие составные части — отдельные задачи.

1. Определить множество свойств элементов модели различного ее уровня.

2. Разработать методы количественной оценки значений выбранных свойств у отдельных людей, этносов, государств, человечества и ноосферы в целом.

3. Провести измерения современных значений выбранных свойств. Организовать систему скрининга для периодического контроля состояния этих свойств.

4. Определить характер взаимного влияния свойств разного уровня друг на друга и формализовать эти функции влияния.

5. Построить имитационную модель эволюционного развития свойств во времени при заданном начальном векторе условий (т. е. начальных значениях этих свойств и параметров функций влияния).

6. Найти множество векторов условий, при которых реализуется устойчивое развитие ноосферы, и разработать методы и технологии перевода современного вектора условий в устойчивые векторы условия с учетом временных и других ресурсных ограничений.

7. Организовать систему деятельности по практическому применению выбранной технологии формирования желательных значений свойств всех элементов ноосферы.

Многие из указанных задач сейчас могут решаться только методами групповых экспертных оценок с привлечением аксиологов, психологов, социологов, футурологов и т. д. Однако по некоторым элементам проектируемой модели уже сейчас имеется большой и постоянно растущий объем информации, касающейся процессов социально-экономического, технологического, демографического, экологического и т. п. характера. Эта информация имеет вид экспериментальных и статистических данных, хранящихся в разрозненных протоколах или организованных базах данных. Знания людей представлены технологическими инструкциями, сводами правил типа «если ... то ...», имитационными моделями, научными теориями. Вся эта информация записана на разных языках, зафиксирована на разных носителях, рассредоточена в разных местах, принадлежит разным агентам. Чтобы использовать ее в интересах устойчивого развития, потребуется обрабатывать все эти массивы информации в единой многоагентской системе. На пути к этому помимо организационных трудностей возникает проблема понимания системой разнородной информации.

Вновь появляющаяся информация все чаще фиксируется на машинных носителях. Что же касается информации, накопленной в прошлом, то для вовлечения ее в оборот необходимо разработать методы и средства, позволяющие переносить на машинные носители информацию из машинописных и рукописных текстов, считывать ее с фотоснимков, фонограмм и т. д. На этом этапе центральной научно-технической проблемой является проблема распознавания образов, широко представленная в данной книге.

Каждая новая таблица данных «объект-свойство-время» или новая база данных, попадающая на общий информационный склад, потребует предобработки. Нужно проверить эти данные на наличие в них грубых ошибок и противоречий с уже имеющимися данными, попытаться заполнить обнаруживаемые пробелы. Для этих целей можно использовать описанные в книге алгоритмы семейства ZET и WANGA. Целесообразно структурировать данные, выделив в таблицах кластеры похожих объектов, моментов времени или зависимых признаков. Для этого нужно использовать алгоритмы таксономии. С их же помощью можно построить иерархическую структуру множества объектов, признаков и моментов времени. Выделение типичных представителей (прецедентов) каждого таксона позволит существенно ускорить многие процедуры дальнейшей обработки данных.

Аналогичная обработка должна делаться и на множестве вновь поступающих знаний. Здесь большую роль должны играть методы автоматического обнаружения грубых ошибок в знаниях и противоречий между знаниями. Очевидны области приложения также для методов таксономии знаний, выбора информативных предикторов, распознавания принадлежности новых знаний к ранее выделенным классам (образам) знаний. Совместный анализ данных и знаний позволит обнаруживать и устранять противоречия между знаниями и данными, пополнять базу знаниями, автоматически извлекаемыми из данных.

В процессе работы модели, имитирующей процессы развития, также потребуется постоянное использование описанных в книге методов анализа данных, знаний и структур для обнаружения статических и динамических закономерностей, прогнозирования многомерных процессов, распознавания возникающих ситуаций и т. д. Все такие процедуры удобно осуществлять средствами интеллектуальной оболочки в виде описанной выше экспертной системы партнерского типа. Так что область анализа данных и знаний будет играть большую роль в решении важнейшей задачи, стоящей перед современной наукой — задачи создания средств и методов перехода ноосферы на траекторию устойчивого развития.