Меню журнала
> Архив номеров > Рубрики > О журнале > Авторы > Требования к статьям > Редсовет > Рецензенты > Порядок рецензирования статей > Политика издания > Ретракция статей > Этические принципы > Правовая информация
Журналы индексируются
Реквизиты журнала

В погоне за двумя зайцами поймай обоих сразу!
34 журнала издательства NOTA BENE входят одновременно и в ERIH PLUS, и в перечень изданий ВАК
При необходимости автору может быть предоставлена услуга срочной или сверхсрочной публикации!
ГЛАВНАЯ > Вернуться к содержанию
Боевые кибернетические системы с высокочастотной перцепцией информации
Соболев Владислав Евгеньевич

директор по информационным технологиям, "НТЦ-Комцентр"

109147, Россия, г. Москва, ул. Нижегородская, 1А

Sobolev Vladislav Evgen'evich

director for information technology at NTS-Komcentr Company

109147, Russia, Moscow, str. Nizhegorodskaya, 1A

qutrit@mail.ru
Аннотация. В статье рассматриваются физические принципы, лежащие в основе перцепции визуальной информации сенсорной системой человека, применительно к проблеме скорости восприятия и обработки этой информации головным мозгом. Показано, что физиологические особенности сенсорной системы человека накладывают существенные ограничения на способность человека к наблюдению быстропротекающих физических процессов. Отмечается зависимость между частотой обработки головным мозгом человека информации, поступающей от сенсорной системы из внешней среды, и субъективным восприятием времени человеком. Показано, что повышение частоты обработки поступающей информации приведет к фактическому замедлению всех наблюдаемых процессов. Рассмотрены примеры субъективного восприятия человеком течения времени. Данная проблема рассматривается с позиций физики и теории информации. Также рассмотрен философский аспект данной проблемы в контексте концепции конструктивизма и проблемы роли наблюдателя в квантовой механике. Показана принципиальная возможность создания боевых кибернетических систем, обладающих способностью к высокочастотной перцепции и обработке визуальной и иных типов информации, получаемой из внешней среды. Показано, что преимущество таких кибернетических систем перед человеком будет особенно существенным при наблюдении быстропротекающих физических процессов, а также при детектировании атак с использованием высокоскоростных видов вооружения.
Ключевые слова: кибернетика, кибернетические системы, время, многомерное время, конструктивизм, сенсорная система, теория относительности, относительность реальности, теория информации, замедление времени
DOI: 10.7256/2409-7543.2016.6.21467
Дата направления в редакцию: 18-12-2016

Дата рецензирования: 18-12-2016

Дата публикации: 10-01-2017

Abstract. The article considers the physical principles, underlying the perception of visual information by the human sensory system, in relation to the problem of the speed of perception and interpretation of this information by the brain. The author shows that the physiological peculiarities of the human sensory system restrict the ability of a person to observe the high-speed physical processes. The author notes the dependence between the frequency of interpretation of external information by the brain and the subjective perception of time by the person. The article shows that the intensification of the frequency of processing the incoming information leads to the actual slowdown of all observed processes. The author considers the examples of the subjective perception of the passing of time by a person. This problem is considered from the position of physics and the information theory. The article considers the philosophical aspect of this problem in the context of the constructivist concept and the problem of the observer’s role in quantum mechanics. The author demonstrates the potential possibility to create military cybernetic systems able to perform the high-frequency perception and interpretation of visual and other types of external information. The article shows that the advantage of such cybernetic systems over a human will be especially significant in observing high-speed physical processes and detecting attacks of high-speed weapons. 

Keywords: information theory, relativity of reality, relativity theory, sensory system, constructivism, multidimensional time, time, cybernetic systems, cybernetics, time dilation

В начале 1900-х гг. Г. Минковский впервые предложил рассматривать Вселенную как четырехмерное псевдоевклидово пространство, введя четвертое, временно́е, измерение в дополнение к трем пространственным измерениям евклидовой геометрии. В геометрии Минковского пространство и время, таким образом, представляют собой не различные сущности, а взаимосвязанные измерения единого четырехмерного пространства-времени. Именно на основе четырехмерного пространства-времени Минковского в 1905 г. была создана специальная теория относительности. По всей видимости, к идее создания теории относительности А. Эйнштейна привела работа А. Пуанкаре «Измерение времени» [1, 2], в которой была показана относительность такого понятия как одновременность двух событий.

За прошедшее столетие было опубликовано множество как физико-математических, так и философских работ, посвященных природе времени; в том числе высказывалась гипотеза о возможной многомерности времени. Системы с многомерным временем были рассмотрены нами в работе [3], где было показано, что такие системы являются своего рода реализацией концепции многомировой интерпретации Эверетта [4]. Эта концепция, являющаяся интерпретацией квантовой механики, предполагает, что Вселенная одновременно находится в суперпозиции всех математически возможных состояний, однако человек-наблюдатель способен одномоментно наблюдать лишь одно состояние из всех возможных, что дает теоретическую интерпретацию тому факту, что наблюдаемая человеком физическая реальность в каждый момент времени находится лишь в одном состоянии.

Так называемая проблема роли наблюдателя наглядно демонстрируется такими известными мысленными экспериментами, как «кот Шрёдингера» и «парадокс друга Вигнера» [5, 6]. Эти квантовые «парадоксы» указывают на то, что самим процессом наблюдения человек-наблюдатель способен изменить состояние наблюдаемой системы. Понимание этого факта привело в 1970-х гг. к появлению философской концепции конструктивизма [7], предполагающей, что наблюдаемая человеком физическая реальность обусловлена теми методами, которые человек применяет для изучения этой реальности. Иными словами, «объективной реальности» как таковой не существует, и наблюдаемая человеком реальность является продуктом искусственного конструирования и результатом субъективного восприятия информации, получаемой посредством сенсорной системы [8] и физических измерительных приборов. Из концепции конструктивизма фактически следует относительность реальности – наблюдаемая реальность относительна и зависит от наблюдателя.

По своей физической сути, восприятие человеком-наблюдателем времени сводится к восприятию изменения состояния какой-либо наблюдаемой системы. В общем случае, такой наблюдаемой системой для человека является вся Вселенная, включая и самого человека, поскольку его сенсорная система воспринимает не только внешние процессы, происходящие в окружающей среде, но и внутренние процессы, протекающие внутри организма самого человека.

Следует отметить, что представление о физической реальности как о смене состояний наблюдаемой системы дает основание отказаться от такого понятия как движение и позволяет интерпретировать любые наблюдаемые физические процессы как переключение наблюдаемой системы из одного состояния в другое. Субъективно воспринимаемое человеком движение наблюдаемой системы (Вселенной) из прошлого в будущее, т. е. последовательность наблюдаемых человеком событий, может быть представлена в виде последовательности сменяющихся состояний наблюдаемой системы. При таком подходе никакого движения в классическом понимании не происходит, а осуществляется дискретный переход или переключение системы из одного состояния в другое (подробнее это обсуждается нами в [3]).

Таким образом, наблюдение какого-либо события сводится к получению наблюдателем информации об этом событии. В простейшем случае бинарной логики переключение наблюдаемой системы из одного состояния в следующее, т. е. происходящее в данной системе элементарное событие, представляет собой переход в состояние «+1 бит», т. е. в результате эволюции наблюдаемой системы наблюдатель получает информацию в количестве 1 бита. При переходе от бинарной логики к другим типам логик [9, 10] каждое элементарное событие будет выражаться в получении наблюдателем иного объема информации. Теоретическая оценка кванта информации (кванта знания) как минимально возможного объема информации, получаемого наблюдателем в процессе измерения состояния наблюдаемой системы за единицу времени, была сделана нами в работе [11].

Важно подчеркнуть, что восприятие информации, получаемой сенсорной системой человека, имеет известные ограничения, обусловленные как физиологическими особенностями самой сенсорной системы, так и особенностями обработки получаемой информации головным мозгом, который может рассматриваться как аналог компьютерного процессора, а сам человек – как кибернетическая система [3, 11]. В частности, визуальная сенсорная система человека способна осуществлять перцепцию информации лишь в ограниченном диапазоне частот. Данный факт наглядно демонстрируется кинематографом и телевидением [12]: человек видит изображение на экране как динамическое, поскольку не способен воспринимать визуальную информацию с частотами выше определенного порога чувствительности своей сенсорной системы. На принципе использования этой особенности сенсорной системы человека основана и известная технология «25-го кадра», в основе которой лежит предполагаемая неспособность человека осознанно воспринимать визуальную информацию с частотами более чем 24 кадра в секунду. Несмотря на то, что эффективность технологии «25-го кадра» для осуществления скрытого внушения оспаривается некоторыми исследователями, сам факт неспособности человека осознанно наблюдать 25-й кадр обычно не подвергается сомнению.

Головной мозг человека, таким образом, воспринимает происходящие на экране процессы как непрерывное движение отображаемых объектов, хотя на самом деле это изображение формируется посредством развертки каждого отдельного кадра. Человек не способен видеть, что изображение просто рисуется на экране точка за точкой, и что каждый отображаемый таким образом кадр в действительности является статичным. Смена статичных кадров с частотой 24 кадра в секунду воспринимается головным мозгом человека как непрерывное движение объектов на экране. Однако, если бы мы ускорили частоту восприятия информации сенсорной системой, то мы бы увидели, как разворачивается каждый кадр.

По своей сути, изображение на экране телевизора или монитора является двумерным аналогом визуально воспринимаемой человеком трехмерной реальности. Человек видит окружающую его цветную реальность благодаря тому, что на сетчатку глаза попадает отраженный от окружающих объектов свет (электромагнитные волны оптического диапазона) и каждому видимому цвету соответствует электромагнитное излучение определенного диапазона частот (порядка ТГц) [13].

При увеличении порога восприятия сенсорной системой, и при соответствующих частотах обработки этой информации головным мозгом, человек сможет видеть свет как движение отдельных фотонов. Восприятие цвета окружающих объектов в этом случае может быть измененным, и сама окружающая реальность будет восприниматься существенно иначе, вследствие субъективного замедления всех визуально воспринимаемых физических процессов. Чем выше частота обработки мозгом получаемой визуальной информации, тем более медленными будут казаться движения любых наблюдаемых объектов. Если же оперировать не понятием движения, а понятием переключения состояния наблюдаемой системы, то можно сказать, что система (физическая реальность) будет переключаться из одного состояния в другое медленнее. При достаточно высокой частоте обработки информации время в этой системе, образно говоря, остановится, система будет статична и наблюдаемая физическая реальность будет находиться в одном состоянии. Фактически это позволит наблюдать замедление или остановку времени.

Можно также отметить, что факт зависимости субъективного восприятия времени от состояния человека хорошо известен [14] в психологии. В экстремальных ситуациях, в частности, при возникновении угрозы для жизни, человек воспринимает происходящие события как бы замедленными. Это обусловлено тем, что в таких ситуациях мозг начинает обрабатывать информацию ускоренно, что приводит к субъективному ощущению замедления всех наблюдаемых процессов. В результате ускоренной обработки информации вся окружающая реальность для человека фактически замедляется.

Субъективное восприятие изменения состояния внешней среды, таким образом, напрямую зависит от частотного порога перцепции информации, получаемой сенсорной системой, а также от частоты обработки этой информации головным мозгом. В связи с этим можно высказать предположение, что у всех высших млекопитающих на Земле примерно сопоставимая частота обработки информации, получаемой от сенсорной системы, поэтому «течение времени» воспринимается всеми живыми существами примерно одинаково. Однако гипотетически нельзя исключать того, что могут существовать разумные формы жизни, способные обрабатывать информацию с более высокими частотами, чем человек. Теоретически также возможно создание искусственных кибернетических систем, способных обрабатывать информацию о внешней среде со сверхвысокими частотами. Такие кибернетические системы могут применяться, в частности, для эффективного решения широкого спектра задач военно-прикладного характера.

Таким образом, вышеизложенные физические принципы открывают теоретическую возможность разработки боевых кибернетических систем, обладающих способностью к высокочастотной перцепции и обработке визуальной и иных типов информации, получаемой из внешней среды. Автономные боевые кибернетические системы, способные принимать и обрабатывать информацию с частотами, превышающими соответствующие возможности сенсорной системы и головного мозга человека, будут иметь колоссальное преимущество на поле боя и при выполнении любых боевых задач в условиях, предполагающих быстрое изменение состояния охраняемого пространства или наблюдаемого вражеского объекта.

Очевидно, что преимущество таких кибернетических систем перед человеком будет особенно существенным при наблюдении быстропротекающих физических и физико-химических процессов (например, выстрелов, взрывов и т.д.), а также при детектировании ракетного удара или других видов атак с использованием высокоскоростных видов вооружения, включая такие перспективные виды вооружения как лазерное и пучковое (ускорительное) оружие, которые могут применяться в том числе при ведении боевых действий в космическом пространстве [15].

Библиография
1.
Пуанкаре А. Избранные труды (в 3-х томах). Том 3, Измерение времени. М. : Наука, 1974. – 772 с.
2.
Суворов С. Г. Эйнштейн: становление теории относительности и некоторые гносеологические уроки // Успехи физических наук, т. 128, вып. 7, 1979. – С. 459–501. URL: http://ufn.ru/ru/articles/1979/7/c/
3.
Соболев В. Е. Компьютерное моделирование физических процессов с многомерным временем // Кибернетика и программирование. – 2016. – №4 – С. 35–43. URL: http://e-notabene.ru/kp/article_20061.html
4.
Everett H. Theory of the Universal Wavefunction. Thesis. – Princeton University, 1973. – pp. 1–140. – URL: http://www.pbs.org/wgbh/nova/manyworlds/pdf/dissertation.pdf
5.
Ненашев М. И. Антропный принцип и проблема наблюдателя. // Вопросы философии. – 2012. – №4. – С. 64–74.
6.
Фейгин О. О. Парадоксы квантового мира. – М. : Эксмо, 2012. – 288 с.
7.
Режабек Е. А. Радикальный конструктивизм: критический взгляд // Вопросы философии. – 2006. – №8 – С. 67–77.
8.
Смирнов В. М., Будылина С. М. Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М. : Издат. центр «Академия», 2003. – 304 с.
9.
Карпенко А. С. Многозначные логики. // Логика и компьютер, вып. №4. – М. : Наука, 1997. – 223 с.
10.
Меськов В. С. Очерки по логике квантовой механики. – М. : Изд-во МГУ, 1986. – 144 с.
11.
Соболев В. Е. Квант знания и информация как гносеологическая проблема // Философская мысль. – 2016. – №6. – С. 19–27. URL: http://e-notabene.ru/fr/article_19212.html
12.
Джакония В. Е., Гоголь А. А., Друзин Я. В. и др. Телевидение. – М. : «Горячая линия – Телеком». – 2007. – 616 с.
13.
Ландсберг Г. С. Оптика. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2003. – С. 387.
14.
Головаха Е. И., Кроник А. А. Психологическое время личности. – Киев: Наукова думка. – 1984. – 208 c.
15.
Арбатов А. Г., Васильев А. А., Велихов Е. П. и др. Космическое оружие: дилемма безопасности. – М. : Мир. – 1986. – 182 с
References (transliterated)
1.
Puankare A. Izbrannye trudy (v 3-kh tomakh). Tom 3, Izmerenie vremeni. M. : Nauka, 1974. – 772 s.
2.
Suvorov S. G. Einshtein: stanovlenie teorii otnositel'nosti i nekotorye gnoseologicheskie uroki // Uspekhi fizicheskikh nauk, t. 128, vyp. 7, 1979. – S. 459–501. URL: http://ufn.ru/ru/articles/1979/7/c/
3.
Sobolev V. E. Komp'yuternoe modelirovanie fizicheskikh protsessov s mnogomernym vremenem // Kibernetika i programmirovanie. – 2016. – №4 – S. 35–43. URL: http://e-notabene.ru/kp/article_20061.html
4.
Everett H. Theory of the Universal Wavefunction. Thesis. – Princeton University, 1973. – pp. 1–140. – URL: http://www.pbs.org/wgbh/nova/manyworlds/pdf/dissertation.pdf
5.
Nenashev M. I. Antropnyi printsip i problema nablyudatelya. // Voprosy filosofii. – 2012. – №4. – S. 64–74.
6.
Feigin O. O. Paradoksy kvantovogo mira. – M. : Eksmo, 2012. – 288 s.
7.
Rezhabek E. A. Radikal'nyi konstruktivizm: kriticheskii vzglyad // Voprosy filosofii. – 2006. – №8 – S. 67–77.
8.
Smirnov V. M., Budylina S. M. Fiziologiya sensornykh sistem i vysshaya nervnaya deyatel'nost': Ucheb. posobie dlya stud. vyssh. ucheb. zavedenii. – M. : Izdat. tsentr «Akademiya», 2003. – 304 s.
9.
Karpenko A. S. Mnogoznachnye logiki. // Logika i komp'yuter, vyp. №4. – M. : Nauka, 1997. – 223 s.
10.
Mes'kov V. S. Ocherki po logike kvantovoi mekhaniki. – M. : Izd-vo MGU, 1986. – 144 s.
11.
Sobolev V. E. Kvant znaniya i informatsiya kak gnoseologicheskaya problema // Filosofskaya mysl'. – 2016. – №6. – S. 19–27. URL: http://e-notabene.ru/fr/article_19212.html
12.
Dzhakoniya V. E., Gogol' A. A., Druzin Ya. V. i dr. Televidenie. – M. : «Goryachaya liniya – Telekom». – 2007. – 616 s.
13.
Landsberg G. S. Optika. – M. : FIZMATLIT, 2003. – S. 387.
14.
Golovakha E. I., Kronik A. A. Psikhologicheskoe vremya lichnosti. – Kiev: Naukova dumka. – 1984. – 208 c.
15.
Arbatov A. G., Vasil'ev A. A., Velikhov E. P. i dr. Kosmicheskoe oruzhie: dilemma bezopasnosti. – M. : Mir. – 1986. – 182 s
Ссылка на эту статью

Просто выделите и скопируйте ссылку на эту статью в буфер обмена. Вы можете также попробовать найти похожие статьи

Другие сайты издательства:
Официальный сайт издательства NotaBene / Aurora Group s.r.o.
Сайт исторического журнала "History Illustrated"