Categories:

Статика, динамика первой производной, динамика второй производной

"Наука развивается от рассмотрения статики к рассмотрению динамики" -- это банальность, это все слышали и как-то понимают. Да, важен не мир как таковой (статика), а его изменения (динамика). Дальше засада с этим "как-то понимают": первая производная статики по времени -- это скорость. Вторая производная статики -- ускорение. Динамика оказывается тоже структурированной: поначалу рассмотрение скоростей, затем рассмотрение ускорений. Ньютоновская физика была прорывом, ибо занялась не только статичными объектами, не только движущимися по инерции объектами, но и разгонами-торможениями-перенаправлениями. Физические явления начали описывать дифурами в частных производных (частных -- по одной переменной, чаще всего по времени), появилась современная математика (матан -- чтобы описывать ускорения, и только потом это было обобщено), и дальше вся классическая физика. Квантовая физика продолжает эту линию, но об этом чуть позже. Похожесть формул, описывающих динамику того или сего использовалась физиками, чтобы задать тип -- предположить похожесть объектов, поведение которых оказывается "математически похожим", то есть которые меняются по схожим законам (подробней про математику как систему типов для физики писал в "Физмат-моделирование и компактификация/универсализация знания", https://ailev.livejournal.com/1621997.html).

1. При разборках во времени важны не скорости, а ускорения -- наши усилия приводят к изменениям скорости, модели нужны для планирования усилий
Мы уже разбирались со временем, ибо думать о нём тяжело:
-- системное мышление работает с временем эксплуатации создаваемой целевой системы (первое поколение системного мышления), временем жизненного цикла системы/инкремента системы (второе поколение), временем техноэволюции/непрерывного развития (третье поколение). Думать о длинных временах люди не приучены, поэтому мышлению о жизненном цикле и развитии нужно учить.
-- в плане инженерии личности время удержания внимания "прямо сейчас"/spot (мгновенного удержания внимания), время удержания внимания на рассуждении (минуты и часы), время удержания внимания на постановке практики/обучении мастерству (недели-месяцы), время удержания внимания на собственном развитии (время жизни). Всё то же самое: большинство рассмотрений "внимания" заканчиваются удержанием внимания в споте и редко заходят на удержание внимания в длинном рассуждении, а уж дальше это всё не ассоциируется с вниманием -- но это просто поменялся масштаб, собранность же безмасштабна. Собранности как понятийному наведению внимания нужно учить. При этом собранность безмасштабна в плане времени и в плане агентности (собранность человека и собранность организации очевидны, собранность сообществ и обществ менее очевидна, но их можно рассматривать -- и там тоже разные масштабы времени)
-- ритмика как важнейший момент мышления о времени. Наследование чувства ритма в споте, как выяснилось, кодируется многими генами, как и интеллект. И по самооценке оно отсутствует примерно у 13% населения в Европе — https://www.nature.com/articles/s41562-022-01359-x. При этом вроде бы установлено, что ритм "на споте" соразмерен ритму шагов/локомоции, но внятного языка разговора о ритмах нет. Подробно мы говорили на эту тему и давали ссылки год назад, 26 сентября 2021, https://vk.com/wall-179019873_1342, причём протягивали рассуждения и в сторону ритмики как темпоральных паттернов, задаваемых вне локомоции, а в деятельности, "4D-системность: паттерны в пространстве и времени, формы и ритмы", https://ailev.livejournal.com/1560357.html.
-- мы работаем со временем в курсе "Собранность": понятийное наведение внимания даётся на курсе "Онтологика и коммуникация", но затем шум в себе и окружении сбивает это внимание, и нужно уметь его удерживать (лично, коллективно и даже социально) на разных масштабах времени (пререлиз курса будет опубликован в середине октября, а пока смотрите встречи лаборатории собранности, где обсуждался ход разработки курса и разные идеи, которые легли в его основу https://www.youtube.com/watch?v=3BqYixZihsA&list=PLhPRVGfg1aeM2BmvSPpThM7V6kX1g5Boa).

Но если приглядеться к тому, как мы рассуждали о том, что происходит в ходе этих времён, то просвечивает модель "смены состояний скачком": изменения во времени -- это "было состояние одно, потом состояние другое, между ними мгновенние, называемое событием смены состояния". Дальше обсуждалась скорость смены состояний, темп в ритме, масштаб времени, за которое происходит смена состояния и т.д.. Это всё "выход в динамику скорости", доньютоновская физика и математика.

Например, операционный менеджмент весь рассматривается как доньютоновский мир -- предметом является скорость потока, её нужно стремиться делать больше. Но нет разгона-торможения! Есть констатация скорости, потом событие организационного вмешательства, потом констатация увеличившейся скорости. Никаких "ускорений", сил и масс, затраты энергии на ускорение. Доньютоновское рассмотрение. В Tame your Work Flow (2020 год, Steve Tendon и Daniel Doiron) говорится: business agility understood as “the ability to change direction at high speed”. То есть ловкость -- это не умение тормозить-разгоняться-перенаправляться, а умение сохранять скорость на поворотах. Формулировка доньютоновская, ускорения-торможения (тормознуть текущий ход событий, что требует усилий, запустить через сопротивление новый ход событий -- то есть change direction) подразумеваются, но не обсуждаются явно. Такие вещи, как ускорения и торможения в их связи с силами/усилиями не обсуждаются, они не в фокусе определения: "мало усилия долго и точно, как ионный двигатель" против "много усилия недолго и неточно, как волшебный пендель" в "доньютоновском менеджменте" не обсуждаются. Техники достижения высокой скорости обсуждаются, скорость работы самих этих техник (скорость изменения скорости, то есть ускорение) не предмет обсуждения.

Этот пост у меня программный. Я призываю обращать внимание на то, в каком языке мы говорим о динамике (изменениях, ритмике):
-- состояниях и их особенностях (статика),
-- длительность нахождения в состояниях, скорость смены состояний (доньютоновская динамика)
-- ускорения (разгоны-торможения), полёты по инерции, паузы на "ничего не делание", приложение больших или малых сил/ресурсов в течение какого-то времени для разгона или торможения для достижения желаемой скорости (ньютоновская динамика)

Возьмём трудный пример: танцы. Нам нужно получить простое описание поведения танцоров, причём такое, чтобы в нём можно было отличить танго от кизомбы, зук от модерн свинга. Увы, в танцах такой задачи обычно не стоит. Но в вест-кост свинге такая задача появилась: в середине 80х вест-кост свинг обнаружил, что свинговых оркестров всё меньше и меньше, а хорошей музыки всех других направлений больше и больше, и танцоры вест-кост свинга стали танцевать примерно так же, но под другую музыку, назвали это модерн свингом. Появилась проблема: привычная свинговая, то есть со сдвигами акцентов, ритмика танца (внимание: ритмика чего именно? ритмика каких объектов танца?) вдруг стала накладываться на бессвинговую музыку. И чтобы сохранить традицию и совместимость танцевания старых и новых танцоров, которые свинг-музыку уже не очень знают и не имеют привычки её танцевать, старый стиль танцевания (внимание: что входит в понятие стиля, что позволяет отличать старый стиль и чуждый новый стиль?) было решено обозвать "свинг контент" и требовать как минимум в конкурсах, в формулировках "90% танца должно содержать свинг-контент для новичков, а для опытных танцоров свинг-контент должен содержаться в 75% танца". Но проблема: определений свинг-контента нет, только разговоры о том, что "свинговые элементы из того времени, когда танцевали под свинг, надо сохранить под несвинговую музыку". Гипотеза в том, что договориться не могут из-за недостаточного описания: речь идёт о ритме, а в ритме важны не "скорости" и "изменения", а "скорости изменений" -- производная второго порядка. Если речь идёт не о результатах (движении с какой-то скоростью), а об усилиях на разгонах-торможениях, то свинг-контент начинает описываться как участки времени в рамках ритма, в которых идёт приложение усилий в (виртуальной, то есть воображаемой танцорами и пересчитываемой в реальное физическое движение тел) физике. Силы/усилия, прилагаемые в какие-то отрезки времени (не точки-пульсы, а отрезки - биты/доли)! То есть речь идёт о времени в ритме, когда лидер разгоняет, тормозит, перенаправляет (тормозит в одном направлении, разгоняет в другом), не тормозит и не разгоняет (инерционное движение или просто остановка) фолловера. И это, похоже, ключевой момент: характер этих разгонов-торможений тел в их наложении на пульс музыки и определяет стиль танца. Смотреть нужно на ньютоновскую (дифуры, производные второго порядка) динамику тел в целом и частей тел, а не на доньютоновскую (описание инерционного движения), и тем более не на статику (позировки в конкретные моменты). Пока не заговоришь на полноценном (с силами и ускорениями), а не упрощённом (только скорость и траектория) языке описания изменений, привязанных ко времени/ритму, танца полноценно не опишешь.

Если танец не опишешь полноценно, то не будет быстрой техноэволюции танца, ибо не будет хорошо реплицируемого кода, передаваемого без существенного накопления ошибки. Это рассматривается и у Дэвида Дойча, который приводит в пример в "Начале бесконечности" генокод как такой цифровой код, так и у Ванчурина-Кацнельсона, которые рассматривают порог точности репликации, после которого можно говорить о том, что знания в ходе эволюции накапливаются быстрее, чем энтропия их разъедает при репликации -- то есть что эволюция вообще возможна. Для работы техноэволюции, то есть развития с внешне от развиваемой системы хранимым мемомом и "умными мутациями" нужен формальный/цифровой (дискретный для репликации без накопления ошибок, при аналоговом представлении быстро накапливается ошибка) язык описания. Основная идея поста: если мы рассматриваем ритмику и стилистику, процессы и воркфлоу, практики и прочие изменения, то язык нужно строить сразу "для описания дифурами", то есть с использованием производных второго порядка: нужны описания не только скорости и траектории, но и массы-момента, усилий-сил, ускорений-торможений. При описании времени в целом и ритмики в частности, привязывать к моментам во времени нужно усилия и обсуждать получаемые ускорения. А скорость? Скорость будет в результате ускорений (а не ускорения в результате изменений скорости -- причинно-следственные отношения нужно блюсти, помня о grounding!). Подробнее эта гипотеза про компактное описание танца через ритмику усилий по разгонам-ускорениям см. в "Копаем swing content как наиболее близкое к искомому нами виду определения танцевального стиля "база = ритмика динамики без лексики/фигур", https://vk.com/wall-179019873_1604.

2. Планирование усилий и предсказательное/порождающее моделирование для этого нужно делать не ньютоновской математикой, а квантовоподобной.

Это мы постарались описать фронтир (в частности, этот материал планируется учесть в ближайшее время в курсах собранности и системного менеджмента, каждый раз при обсуждении скорости чего бы то ни было ставя вопрос об обсуждении скорости изменения скорости и усилиях для разгонов-торможений-"полётов по инерции"), а сейчас опишем постфронтир -- и как пример тут будет excess Bayesian inference из работы "Connecting the free energy principle with quantum cognition", https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnbot.2022.910161/full

Дифуры кодируют мир как пространство непрерывных состояний. Из этого два неприятных свойства:
-- функции должны быть непрерывными, переменные полностью аналоговы. Решения приблизительны, ошибки накапливаются, если речь идёт о техноэволюции.
-- пространство состояний запредельно велико, в реальном времени вычислить ничего не удастся. А надо вычислять аж две порождающих (т.е. дающих предсказания состояния мира) модели: модель себя и модель мира, заодно выполняя планирование на каждом шаге (просчитывая, какие собственные минимальные действия по изменению себя и мира приведут к минимизации неприятного сюрприза типа "чёрт, не успел, меня съели", причём восприятие это тоже действие, "измерение" -- с планированием того, что как где с какой точностью измерять и непрерывным учётом балансов ресурсов и рисков). Вычисления по предсказаниям запредельно трудоёмки.

Переход к байесовскому вероятностно-логическому выводу тут помогает, но только частично: из рассмотрения выкидывается всё, что не соответствует уже наблюдённым распределениям вероятности, основанным на произошедших уже и известных событиях. Это существенно ограничивает выразительную способность вывода, но существенно ускоряет вычисления. В реальном мире это отражается в том, что если вы примерно представляете, как кто-то выглядит в фас и вдруг видите чей-то профиль, то предсказать кто это вы сможете, если подтащите измеритель-тело в такое место, где сможете пронаблюдать этого "кого-то" примерно в фас. Moving your body to see the front face of the singer implies that action-motion control and determining the correct placement of the body can address this disadvantage of Bayesian inference. This is called active or embodied inference. Это дико, дико энергозатратно. И байесовская логика в пределе -- это та же булевская логика, чёрно-белое представление мира. Совместимую модель мира при этом собрать не удаётся, это хорошо показано в работах Андрея Хренникова https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=wdhkzPMAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate про квантовоподобную вероятность (алгебры разных распределений вероятности оказываются формально несовместимыми, и из колмогоровской теории статистики приходится убирать одну аксиому, чуть подробней мы это обсуждали в тексте "физмат-стек рациональности", данный текст в какой-то мере продолжает эти рассуждения, https://ailev.livejournal.com/1613398.html, а этот текст опирался на обсуждение теорий решений -- классической, причинной, квантовой, термодинамической через active/embodied inference и т.д. -- https://ailev.livejournal.com/1611838.html).

Поэтому нужно другое представление мира, и это достигается квантизацией/цифровизацией представления, которая делается (это уже наша гипотеза) как раз системой типов -- и вычисления над "типизированным" aka "квантизированным" описанием мира будут квантовоподобными. Дискретность представления мира решает множество задач, прежде всего компактность представления: отбирается самое важное, дальше вычисления становятся как бы "символьными", а не аналогово-дифурными.

Вот эта типизация состояний должна быть для динамики второй производной, то есть везде надо искать аналоги сил, масс, и далее приходить к скоростям через ускорения и движения по инерции -- об изменении чего бы мы ни говорили. Важны скорости изменений (вторая производная) и какими усилиями можно разогнать-затормозить изменения в тех или иных ситуациях, чтобы они проходили быстро, когда надо, или наоборот проходили медленно, когда они не нужны, а не просто "важны изменения".

И способ вычислений дальше будет особый: квантовоподобность даёт линеаризацию в решениях, поэтому запредельно большое время вычислений становится приемлемым, а риски принятия плохого решения растут не так уж сильно -- и в биологии, а также психологии неожиданно оказывается, что эволюционно реализованы именно такие алгоритмы: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0303264720301994

Работ по этой линии выходит множество, их можно легко найти в списках литературы по уже приведённым ссылкам (например, легко находится работа https://www.researchgate.net/publication/344825943_Ground-0_Axioms_vs_1st_Principles_and_2nd_Law_Illuminating_Mind-Matter_Unity_with_the_Geometry_of_Light_and_Logic_of_Photon_for_Analytical_AIQI -- это иллюстрация тезиса, что философы потом ракоходно найдут эти работы физиков и будут пытаться их художественно интерпретировать. Но настоящие прорывы делают физики. Обратите внимание, что это работа физика, который предлагает разные варианты онтологии и логики, базирующиеся на физичности мира. В работе, например, предлагается определение logically definable causality, quantum intelligence, quantum bioeconomics и много чего ещё интересного, но надо быть физиком и логиком, чтобы разобраться -- поэтому "истинные философы" не скоро ещё разберутся, то есть никогда).

Итого:
-- минимальные описания/модели/объяснительные теории мира, нужные для надёжного предсказания и запуска техноэволюции даются не в терминах статики (наборы состояний) или динамики в терминах первой производной (траектории, скорости), но динамики в терминах второй производной (массы, силы и связанные с ними ускорения и инерционное движение - скорости и траектории тут будут следствиями). Это отслеживаем в самых разных описаниях самых разных изменений, например, изменений организационного развития, изменений своих привычек, стилистики танцев и т.д.. Модели нужны не сами по себе, а для планирования усилий, которые что-то разгоняют (в том числе сдвигают с места) или тормозят (в том числе останавливают).
-- сегодняшний фронтир трёхсотлетней давности (ньютоновская физика, Ньютон умер в 1727 году), подправленный указанием важности вероятностных оценок (работы Jaynes 20-летней давности, "рациональное мышление и его логические основания", https://ailev.livejournal.com/1311261.html) будет заменяться квантовоподобностью с учётом "квантовости" в репрезентации мира (сокращение пространства состояний, которые нужно оценить и переход к линейным временам расчёта), это буквально наши дни, работы 2021-2022 года. И это способ работы с моделированием динамики из первого пункта.

Да, всё это мутно сформулировано и плохо понятно. Мой текст почти художественный в этом плане, но в нём только толика художественности. Даже не пытайтесь понять, что это я написал, не заглядывая в работы по ссылкам из этого текста, особенно в части квантовоподобности. Там уж никакой художественности, сплошные формулы. Для чего я пишу этот пересказ чужих мыслей из текстов по ссылкам? Ну, мой тут отбор того, что именно нужно пересказывать. А пишу, как всегда, для двух целей:
-- для себя. Рассказал себе завтрашнему, собрал ссылки и формулировки в одном месте. Поупражнял мозг на использование новых терминов, подумал над выбором терминов там, где термины ещё не вводились раньше. Прикладные выходы: сделать заметки для курса системного менеджмента (сдвиг со скоростей на импульсы-работы как усилия*время, дающие ускорение изменений, которые без наших усилий идут "по инерции" -- иногда идут сами по себе желательные и нежелательные), продолжить разборки со стилистикой на материале танцев, проверить наши другие курсы на работу с ускорениями-торможениями, привязанными к какой-то ритмике.
-- для других, но их немного: я точно знаю, что есть люди, отслеживающие эти мои исследования по материалам блога. Они ждут этот текст (хотя некоторые не ждут, но будут рады его появлению).