Пространственная трансформация

Глава 4. Пространственная трансформация

GTR1: от карты к движению и времени

4. 1. От карты к поведению

Карта MP00 закончила предыдущую главу: пространство обитания сформулировано как информационная сущность. В полученную координатную систему введены параметры, влияющие на движение (твёрдое отделено от полого, память о расположении преград). Организм ориентируется в пространстве — знает, где стена, где проход, где он сам. Но он пока ничего с этим знанием не делает. Карта есть, поведения ещё нет.

Поведение — это не рефлекс. Рефлекс был ещё в первой главе: раздражение на входе, движение на выходе, без всякой карты между ними. Поведение устроено иначе. Организм знает, где он находится; определяет, где находится цель; прокладывает путь от первого ко второму и передаёт этот путь на исполнение. Между восприятием и движением встаёт построенный маршрут.

Именно это и есть содержание GTR1 — второго полного цикла трансформаций Гативус, теперь не материального, а информационного. Если GTR0 строил тело, GTR1 строит поведение в пространстве обитания: путь от «где я» к «где цель».

GTR1 устроен изоморфно GTR0: четыре пространства и три трансформации между ними — та же тройка свёртка / сплайс / цепочка. Но материал иной. GTR0 работал с веществом — клетками, тканями, органами. GTR1 работает с информацией — картами, объектами, движениями. На рис. 4 это оранжевая группа, надстроенная над серым GTR0 через шлюз SLGW.

4. 2. Мультикарты

Прежде чем разбирать четыре пространства по отдельности, нужно ввести сквозное свойство, общее для всех них. Каждое пространство GTR1 — не одна карта, а множество. В домене MP1x сосуществуют много элементарных карт и одна объединённая, составленная из них. Объединение выполняется шлюзами — общими элементами, видимыми сразу в двух соседних картах.

Причина этого устройства не умозрительная, а инженерно-физиологическая. Карту фиксированного размера можно заложить на эмбриональном уровне — её структура предопределена. Карта переменного размера, растущая по мере освоения мира, — несравнимо более сложная задача. Природа решает её обходным путём: строит много небольших карт фиксированного размера и сшивает их шлюзами в единое целое. Способность к росту достигается не растяжением одной карты, а добавлением новых элементарных карт к объединённой.

Поэтому всякий раз, говоря «карта MP10» или «карта MP11», следует помнить о двойственности: есть элементарная карта — атом данного уровня — и есть объединённая карта, которую все они составляют. Ниже для каждого уровня указано, что является его элементарной картой.

4. 3. MP10 — пространство

Первое пространство GTR1 — трёхмерная среда, унаследованная от SLGW.

Со стороны GTR0 она называлась MP00; включённая в информационный цикл, та же карта читается как MP10. Это не две карты, а один орган на границе двух уровней, прочитанный с двух сторон — на рис. 4 двойное имя MP00 / MP10 стоит на смежных гранях блока SLGW.

Элементарная карта MP10 — страница пространства: трёхмерный фрагмент обитаемой среды фиксированного размера. Страницы сшиты пространственными компонентами — ячейками, которые принадлежат сразу двум страницам и служат точкой перехода между ними. Объединённая карта MP10 — всё освоенное пространство, собранное из страниц через эти переходы.

MP10 несёт пространство обитания и положение организма в нём — координатную систему, в которой задаётся всякое дальнейшее движение. Это «где я», начало второго контура жизни; всё последующее строится на нём.

4. 4. MP11 — распознавание

MP11 решает задачу идентификации: выделение из сенсорного потока инвариантов и их отождествление с известными. Занятость вокселей в MP10 меняется с каждым ракурсом, расстоянием и положением наблюдателя; один объект порождает континуум проекций. Распознавание сворачивает этот континуум к инварианту.

Инструмент — свёрточная нейросеть (СНС). Фрагмент MP10 отображается в вектор признаков в собственном пространстве сети. Идентификация сводится к поиску ближайшего: каждый ранее определённый объект является узлом с сохранённым вектором, выданным той же СНС при создании объекта. Совпадение отождествляет наблюдение с известным узлом, отсутствие близкого значения может быть использовано для создания нового. Сеть и база нераздельны — векторы интерпретируемы только в породившем их пространстве признаков, и эта связка есть MP11.

Элементарная карта MP11 — одна свёртка вместе с объектами, которые она порождает. Свёрток много, порядка тысяч, и столько же элементарных карт; объединённая MP11 — все они вместе. Каждый узел (объект) MP11 имеет положение на карте MP10: объекты посажены на пространство. Тем самым MP10 получает свойство объектной карты — её элементами становятся уже не одиночные воксели, а группы, порождённые объектами. Карта проходимости становится картой вещей.

Переход от MP10 к MP11 — свёртка. Как в GTR0 свёртка меняла саму природу объекта (статическое описание превращалось в живую клетку), здесь свёртка превращает континуум проекций в инвариант, безымянную занятость вокселей — в опознанную вещь.

Нейробиологически — вентральный поток в связке с гиппокампальной системой: инвариантная категоризация плюс пространственная привязка идентифицированного.

4. 5. MP12 — движение

Изменение положения объекта на карте является вектором. Таким вектором может быть движение, необходимое для достижения корма или решения других задач организма. Чтобы движение состоялось, нужно определить три вещи: кто движется, что движется и куда. Возникает триплет:

Субъект — Движение — Объект.

Если движение касается только самого организма, объектом является его собственное тело. У более развитых животных объект может отличаться от субъекта: субъект перемещает не себя, а нечто внешнее — добычу, ветку, орудие.

Образование триплета Гативус рассматривает как сплайс — сшивку субъекта и объекта вокруг вектора движения (b-вектора). Природа элементов при этом не меняется: и субъект, и объект остаются узлами на карте. Меняется другое — между ними протягивается b-вектор, превращающий два положения в одно действие. Сам вектор может рассчитываться по разным алгоритмам, дающим организму те или иные преимущества.

Элементарная карта MP12 — один сплайс: b-вектор со сшитыми вокруг него субъектами и объектами. Объединённая MP12 — все сплайсы организма. Это пространство возможных действий.

Именно здесь, в триплете, впервые появляется субъект. Предыдущие главы обходились без него: GTR0 строит организм, не нуждаясь ни в каком «я»; SLGW строит карту, не нуждаясь в наблюдателе. Субъект возникает только вместе с движением, как одна из его опор: движение не бывает ничьим — у него всегда есть тот, кто его совершает. Субъект — не добавочная сущность поверх системы, а необходимый полюс триплета.

4. 6. MP13 — события и время

Один сплайс — элементарное действие. Реальное поведение редко сводится к одному действию: добраться до корма — значит обогнуть преграду, приблизиться, протянуться, схватить. MP13 — пространство, где из отдельных сплайсов собираются связные схемы.

Объектами карты MP13 являются сами сплайсы, созданные в MP12, плюс определённая техника их соединения. Элементарная карта MP13 — схема событий (b-local map): связный граф сплайсов. Важно, что его топология сетевая, а не древовидная: у действия может быть несколько предшественников и несколько продолжений, ветви сходятся и расходятся. Объединённая MP13 — все схемы событий организма. Ближайший человеческий аналог такой схемы — бизнес-процесс: сеть операций с ветвлениями, слияниями и параллельными ветвями.

Это цепочка — третий переход в GTR1. Как в GTR0 цепочка надстраивала последовательность над готовыми органами, здесь цепочка надстраивает схему над готовыми сплайсами. Действия связываются так, что результат одного становится исходным положением для следующего. Даже когда субъект один и тот же, схема не сводится к повторению: каждый сплайс меняет объект движения — сначала объектом было собственное тело (подойти), затем внешняя вещь (схватить), затем тело вместе с вещью (унести).

И здесь обнаруживается то, чего не было ни на одном предыдущем уровне. Когда сплайсы выстроены в схему, между ними возникает порядок: один раньше, другой позже. Этот порядок и есть время.

Время в архитектуре Гативус — не отдельная сущность и не ось, добавленная к пространству извне. Время есть последовательность, порождаемая сменой положения объекта. Когда объект меняет положение, а затем меняет снова, возникает «до» и «после» — упорядоченность состояний. Не движение происходит во времени, а движение порождает время как свою последовательность. Время — продукт MP13.

Это переворачивает привычное представление. Обычно время мыслят как пустую сцену, на которой разворачиваются события. Гативус утверждает обратное: нет событий — нет и времени; сцена соткана из самих событий и их порядка. Схема событий MP13 не размещается во времени — она его создаёт.

4. 7. Замкнутый цикл и обучение

Как GTR0 замыкался возвратом из Organism в SEED, GTR1 тоже замкнут. Обратный проход — возврат совершённого движения в карту: результат действия меняет то, как распознаются объекты, а уточнённое распознавание меняет то, как читается пространство.

Это не абстрактная симметрия. Организм, чьё движение упёрлось в новую преграду, правит карту: проход, считавшийся открытым, отмечается закрытым. Организм, обжёгшийся об объект, распознаёт его иначе — и схемы событий вокруг него перестраиваются. Совершённое действие возвращается в карту. Цикл замкнут.

И так же, как в GTR0 неточность возврата порождала эволюцию, в GTR1 неточность возврата порождает обучение. Новый опыт не перезаписывает карту начисто — он её уточняет, расширяет, иногда переворачивает. Обучение в архитектуре Гативус не добавлено к восприятию извне как отдельный механизм: это встроенная неточность замыкания GTR1.

4. 8. GTR1 как основание

GTR0 дал жизни тело. GTR1 даёт ей движение в пространстве и времени: выученную карту, распознанные объекты, действие как сплайс, схему событий как граф сплайсов и само время как порядок этих событий. Организм перестал быть пучком рефлексов — он действует в мире, который знает.

Современная робототехника воспроизводит ровно эту схему: автономные машины и человекоподобные роботы строят карту пространства, локализуются на ней, распознают объекты, планируют движение и исполняют его.

Это инженерное подтверждение GTR1 — тот же цикл, собранный из кремния вместо нервной ткани.

Но и у этого уровня есть граница. Всё, чем оперирует GTR1, дано в восприятии. Объект должен быть на карте, цель — в поле зрения, действие — направлено на присутствующее. Субъект GTR1 не может иметь дела с тем, чего сейчас нет перед ним: с отсутствующим, спрятанным, ещё не наступившим. Он привязан к непосредственно воспринимаемому.

Следующая трансформация переступит именно эту границу. Появится знак — нечто, что замещает отсутствующий объект и позволяет иметь с ним дело в его отсутствие. С этого начинается символический уровень, GTR2, и с ним — субъект, оторвавшийся от того, что прямо перед глазами.