Моделирование смысла в стандарте ДИС2 Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИННОВАЦИИ

Вестн. Ом. ун-та. 2012. № 2. С. 220-225.

УДК 1

Л.И. Рыженко

МОДЕЛИРОВАНИЕ СМЫСЛА В СТАНДАРТЕ ДИС2

Проработка концептов «информация», «модель», «смысл» опирается на категорию отражения. На основании теории динамических информационных систем разрабатывается стандарт упаковки информации ДИС2, позволяющий строить модели смыслов. Любая модель смыслов, построенная в стандарте ДИС2, включает внешние (экстенсиональные) компоненты, моделируемые фреймами, и внутренние (интенсиональные) компоненты, моделируемые так называемыми смысловыми профилями.

Ключевые слова: отражение, информация, моделирование, смысл, ТДИС, ДИС2, фрейм, семантическая сеть, экстенсиональный, интенсиональный, мышление, понимание, смысловой профиль.

Категории смысла посвящено достаточно много работ, демонстрирующих неоднозначность ее трактовок в зависимости от предметной области. Наиболее очевидны отличия лингвистических толкований (смысл знака, текста, сообщения) и толкований в гуманитарной сфере (смысл событий, действий, жизни). Многообразны толкования в психологии и антропологии, особенно в той части, где пытаются связать мышление с физиологическими процессами [1]. В философско-методологической традиции смысл явлений моделируется системой взаимосвязанных понятий и категорий, что обобщает дискурсивное описание. Тем не менее в большинстве современных источников смысл по-прежнему описывается дискурсивно [2], а попытки построения формальных моделей не выходят за пределы языково-лингвистической предметной области. Из известных автору работ исключение составляет исследование С. Чернышёва [3], которое, впрочем, не получило дальнейшего развития.

Можно ли моделировать смысл? Несмотря на то что во многих источниках смысл относится к субъективной реальности [4], мы считаем, что он как продукт процессов мыследеятельности может быть измерен (например, путем сопоставления с другими реальностями) и, следовательно, может выступать в качестве объекта. В связи с этим моделировать его можно, причем в практике делается это довольно активно, например в лингвистике (см. модели типа «текст=>смысл=>текст» [5]).

Зачем вообще нужно моделирование смысла? Целью любого моделирования является замещение объекта, которым оперирует субъект, другим объектом, с которым работать легче, поэтому, следуя работе [6], моделирование уместно определять через философскую категорию отражения. Будем называть моделированием отражение исследуемой реальности на каком-то информационном носителе (например, в виде схемы), причем субъект создает это отражение с какой-либо целью (например, познания). Под информационным носителем понимается материальный объект, способный сохранять либо воспроизводить это отражение в пространстве и во времени [7].

У лингвистов модели категории смысла, начиная с Г. Фреге [8], Ф. Соссюра [9] и заканчивая современными исследователями [10], разработаны достаточно детально. Основной вывод из этих работ заключается в том, что в отличие от моделей языков смысл нельзя моделировать в виде последовательности цепочек знаков, его невозможно представить в виде одномерных конструктов. Во всех лингвистических моделях (машинного перевода и др. [11]) смысл моделируется в виде графов (в частности, деревьев) и других многомерных конструкций.

Важным направлением исследований, требующим оперирования моделями смысла, является онтологический инжиниринг, в частности, такие

© Л.И. Рыженко, 2012

его ветви, как построение экспертных систем либо разработка поисковых метаязыков в сети Интернет. Основной трудностью при создании таких систем является построение процедур принятия решений (правил вывода) на базе внесенной в систему информации. Эта информация отражается в базе данных системы в форме семантических сетей, фреймов, других конструктов упаковки и распаковки информации. Как ни странно, в некоторых системах онтологического инжиниринга не используются модели, а иногда - даже определение смысла! В англоязычной научной литературе редко используется само слово «sence» - наиболее близкое толкование смыслу в русском языке. Предпочитают использовать «meaning», что ближе к толкованию «значение» (о различении концептов «смысл» и «значение» см.:

[12]), или «semantics», что приближено к лингвистическим толкованиям. Это заводит многие исследования в тупик: если не построена общая для человека и машины модель смысла, невозможно ставить вопрос о диалоге между ними.

Остается загадкой, почему многочисленные дискуссии о том, может ли машина мыслить, до сих пор не увенчались общепринятыми моделями, которые синтезируют в единую онтологическую систему понятия «смысл», «информация», «модель» и другие связанные с ними концепты. Возможно, ответ заключается в том, что мейнстрим исследований «повело в сторону» алгоритмизации и к неблагодарным попыткам заставить машину повторить процесс мышления. Мы предлагаем отойти от этой достаточно расхожей парадигмы и перенести центр внимания на продукты мышления - смыслы и модели. Этот путь достаточно хорошо зарекомендовал себя в теории динамических информационных систем [13], лингвистике, других областях науки [4] и представляется более плодотворным.

В предлагаемой нами ниже концептуальной проработке информационно-смысловой темы мы вынуждены отказаться от шенноновской трактовки информации, поскольку Шеннон вводил свое определение совсем для других целей. Следуя работе [14], дадим определение информации как отражения реальности на каком-либо информационном носителе. Это понимание очень похоже на приведенное несколькими абзацами выше толкование понятия «модель». Категория смысла тоже из этого ряда и связана с отражением любого объекта (в том числе текста), но уже в сознании человека (см. табл.).

Таким образом, информация о реальности превращается в модель тогда, когда она попадает в сферу целеполагания субъекта, который начинает ее каким-то образом использовать. А модель реальности порождает смысл, когда она, во-первых, возникает в сознании субъекта и, во-вторых, соотносит-

ся (упаковывается, упорядочивается) в единую систему с другими отражениями (моделями). Мы говорим, что субъект действует осмысленно, когда он принимает решения на основании ситуативной информации, как-то согласующейся в его сознании со всеми другими моделями (которые в этом случае называются знанием). Приведенное рассуждение дает ключ к постановке задачи моделирования смысла.

Сравнительное уточнение понятий, связанных с категорией отражения реальности

Понятие, связанное с отражением реальности Наличие субъекта и его целей Носитель информации Соотнесение (упаковка) отражения в системе с другими отражениями

Информация Не обязательно Любой Не обязательно

Модель Обязатель- но Любой Не обязательно

Смысл Обязатель- но Сознание субъекта Обязательно

Сформулируем эту задачу путем обращения к онтологии смысла. Ключевым моментом смыслообразования является упаковка информации в сознании человека (которое в данном случае выступает как материальный информационный носитель), увязанная с его целеполаганием и знаниями. Изучение способов упаковки информации привело к появлению теории фреймов [15]. Фрейм, отражающий «внешнюю» сторону смысла [16], представляет собой шаблон, имеющий иерархическую структуру, через который субъект воспринимает реальность (см. рис. 1).

Иерархия уровней фрейма соответствует иерархии отношений «общее - частное» между явлениями. При этом в фрейме представлены как минимум два понятия, имеющих максимальную общность: одно - top вертикальной структуры; другое - top горизонтальной. Слот представляет собой, по сути дела, наиболее частный случай одновременно и того, и другого. Можно легко представить фрейм с третьей составляющей (структуру, ортогональную первым двум), а на большее, пожалуй, наш мозг не способен. Мы не знаем, связано ли это с трехмерностью мира, либо, наоборот, фундаментальные свойства мозга порождают трехмерное восприятие. Конечно, математически теорию фреймов можно обобщить на многомерный случай, но все равно эти модели будут выражаться через одномерные (тексты) либо двумерные и трехмерные (формулы и схемы) конструкции, которые человек способен представить в своем воображении.

Помимо внешних (экстенсиональных) компонентов, моделируемых фреймами, процесс мышления имеет еще внутреннюю

Частное

Внешний (экстенсиональный) компонент смысла

'О..

£Г

“>о

Внутренний (интенсиональный) компонент смысла

Общее

Рис. 1. Экстенсиональная часть модели смысла - фреймы

(интенсиональную) часть - увязку воспринимаемой информации со знаниями субъекта. При этом следует заметить, что по неведомым свойствам нашего мозга смысл всегда «схватывается» как целое, и переход от одного смысла к другому осуществляется дискретно. «Схватывание» смысла осуществляется путем сопоставления воспринимаемого явления с другими закрепившимися в сознании образами (которые моделируются понятиями). При этом среди последних всплывают главные, которых немного (опять свойства нашего мозга!), а остальные маячат на периферии внимания. Автором проведена серия экспериментов (в опросе участвовали студенты и преподаватели вуза): сколько «главных» образов одновременно способно удержать в сознании внимание человека? Ни один из опрашиваемых не указал на число, большее трех.

Мозг человека устроен так, что он встраивает новое воспринятое явление в систему своих знаний, причем пытается оперировать не более чем тремя образами-понятиями, которые ему знакомы и максимально значимы для объяснения явления. Это всем хорошо знакомая операция по-

строения дефиниции, в результате которой воспринимаемое явление не будет отторгнуто, как неопознанное. Если воспринимаемое явление не удается представить через уже известные образы-понятия, в памяти ищется образ, похожий на данное явление (метафора), и для них обоих надстраивается обобщающее их представление.

При более детальном осмыслении и узнавании данного явления таких понятий появляется больше, и дальнейшая упаковка информации идет двумя разнонаправленными процессами. Первый, нисходящий, заключается в том, что первоначальный «мысленный образ» может быть уточнен в сторону большей конкретности (понятиями меньшего уровня общности). В частности, это происходит тогда, когда уточняющие понятия оказываются более значимыми, вытесняя первоначальный «смысловой образ» на периферию внимания. Если же они являются менее значимыми, то сами отходят на эту периферию (рис. 2).

Такое отдаление образов на периферию внимания составляет противоположный, восходящий процесс. Если уточняющие новые понятия оказываются практически та-

Внешний (экстенсиональный) компонент смысла

Внутренний (интенсиональный) компонент смысла

О

О

,0‘

-о

о'_-

,"0

.-"'.''-'О

""О.-;'-'::------О

.......О

Нисходящий процесс к значимым образам /

Рис. 2. Интенсиональная часть модели смысла

I

Восходящий процесс к периферии внимания

кими же по значимости, как первоначальные, то в сознании вместо этого множества понятий складывается некий новый образ (нисходящий процесс), а сами же «похожие» понятия становятся в более общую позицию по отношению к нему, отодвигаясь на периферию внимания (восходящий процесс).

Обобщая сказанное, можно определить смысл явления как его отражение в сознании субъекта вместе с соотнесением (упаковкой) отражаемого образа в системе с другими, уже закрепившимися в сознании образами (понятиями). Процесс отражения реальности будем называть «прочтением», а соотнесение (упаковку) - «пониманием». Такое разделение изучается давно, как экс-тенсиональнае и интенсиональная части познания, а формальное моделирование в общем виде впервые было осуществлено в явном виде С. Чернышёвым в книге [3]. То, что в нашей интерпретации является «прочтением», там названо «формацией» и связывается со шкалой сложности, а то, что у нас «понимание», там названо категорией и связывается со степенями абстракции.

Теперь мы можем перейти к формальному моделированию смысла, которое оформлено в виде стандарта работы с информацией ДИС2, отражающего все вышеописанные особенности мышления. Этот стандарт разработан на базе теории дина-

мических информационных систем (ТДИС,

[13]), в которой достаточно полно проработана онтология познавательного процесса. Информационными единицами, или сущностями, которыми оперирует ДИС2, являются устойчивые мысленные образы, или понятия. Между сущностями могут быть установлены связи типа «первообразные - производные», соответствующие отношению «общее - частное». В описываемом стандарте любая сущность может иметь ровно три первообразных (дешифровка) и сколько угодно производных (расслоение). Для дешифровки определена обратная операция свертки, а для расслоения - обратная операция склейки. ДИС2 позволяет строить так называемые «смысловые профили» предметных областей [7].

Например, если мы определили концепт «когнитивная модель» как отражение с целью познания какого-либо феномена на информационный носитель, то его смысловой профиль будет изображен на рис. 3. Три наиболее значимых для его дешифровки понятия представлены вершинами центрального треугольника, пронумерованного (в троичной системе исчисления) однозначными числами: «0. Исследуемый феномен», «1. Отражение с целью познания» и «2. Информационный носитель».

20. Материальная основа

информационного

носителя

1. Отражение с целью познания

і____V

Исследуемый феномен

11. Способ отражения 10. Субъект познания 01. Среда наблюдения 00. Сущность феномена

Рис. 3. Смысловой профиль концепта «Когнитивная модель»

11. Язык отражения 10. Отражение явления 01. Значимость явления 00. Состояние восприятия Рис. 4. Смысловой профиль концепта «Смысл»

Остальные уточняющие понятия (пронумерованные двузначными числами в троичной системе исчисления) являются более общими по отношению к указанной тройке и находятся на периферии внимания. Они осуществляют дальнейшую дешифровку понятий первого уровня дешифровки. «0. Исследуемый феномен» определяется как сущность, проявляемая в среде наблюдения. «1. Отражение с целью познания» определяется как способ отражения феномена субъектом, обеспечивающий познание. «2. Информационный носитель» определяется как некий материальный объект (основа), способный (имеющий средства) хранить образ отражаемого феномена (см. рис. 3).

Конструкция, представленная на рис. 3, называется смысловым 9-вершинником, поскольку имеет 9 периферийных понятий. Для таких конструкций стандартом ДИС2 определена операция мутации, заключающаяся в перестановках периферийных понятий, совпадающих по модулю три. Мутации определяют разные аспекты осмысления воспринимаемого явления. Например, для схемы на рис. 1 имеется 6 базовых (простейших) мутаций, которые в соответствии с отражаемыми ими нюансами смыслов названы: «Адекватная научная модель», «Актуальная модель», «Модель в аспекте юзабилити (удобства)», «Интеллектуальная модель»,

«Описательная модель», «Инструментальная модель» [7].

Теперь мы готовы к тому, чтобы перейти к моделированию смысла. Используя стандарт ДИС2, можно построить смысловой профиль самого концепта «смысл» (см. рис. 4).

Как видно на рис. 4, три наиболее значимых для дешифровки понятия будут: воспринимающий явление субъект, прочтение явления и его понимание. Остальные уточняющие более общие понятия, находящиеся на периферии внимания, дешифруют понятия первого уровня дешифровки. «0. Субъект воспринимающий» определяется как субъект, воспринимающий явления, имеющие для него значимость. «1. Прочтение» определяется как отражение явления на каком-то языке с какой-то целью. «2. Понимание» определяется как упаковка прочитанного образа в систему знаний субъекта (см. рис. 4).

Подытоживая, можно сказать, что «внешний» компонент смысла, ассоциированный с концептом «прочтение», связан с моделями фреймов (в стандарте ДИС2 это определяется расслоениями), а «внутренний» компонент смысла, ассоциированный с концептом «понимание», связан с моделями смысловых профилей (которые в стандарте ДИС2 определяются дешифровками). Это двуединство модели смысла изображено на рис. 5.

:б.

8--.. О-----

'О..

-О"

:х>-

Внешние, «экстенсиональные» компоненты в модели смысла фреймы

-Ш

-I ’ ■ г

Внутренние, «интенсиональные» компоненты в модели смысла -смысловые профили

Рис. 5. Внешние и внутренние компоненты моделирования смысла

Частным случаем смысловых профилей, получаемых путем дешифровок воспринимаемого образа, являются семантические сети. Только семантические сети приспособлены для моделирования смысла дискурса (фраз, текстов), а смысловые профили - для моделирования смысла любых образов, связанных с восприятием человеком реальности.

Стандарт ДИС2 опубликован (см.:

http://thoughtring.com), позволяет строить модели любых смыслов вне зависимости от предметной области, в которой они рассматриваются. Смысловая упаковка информации осуществляется следующим образом. На основании определенных стандартом ДИС2 правил строится модель связей между понятиями, структура которой может быть сложной, но имеет две «простые» проекции. Одна проекция представляет собой фреймы, а другая - смысловые профили. Точнее, на том месте, где в традиционной теории фреймов находятся слоты, могут быть смысловые профили, а там, где в смысловых профилях находятся вершины, могут возникать фреймы.

Использование стандарта ДИС2 имеет широкий спектр приложений: экспертные системы, поисковые системы в среде Интернет и др. (см., напр.: [17; 18]). Ядро этих приложений разработано на языке С# и может использоваться в разнообразных программных продуктах.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Иванов Е. М. Онтология субъективного. Саратов : Наука, 2007. 200 с.

[2] Алексеев А. Ю., Артюхов А. А., Крючков В. Л., Маликова Я. С., Розов М. А. Социокультурные аспекты моделирования «смысла» // Философия искусственного интеллекта : матер. Все-рос. междисцип. конф. (Москва, МИЭМ, 17-19 января 2005 г.). М. : ИФ РАН, 2005. С 134-138.

[3] Чернышев С. Смысл. Периодическая система его элементов. М. : Мартис, 1993.

[4] Дубровский Д. И. Сознание, мозг, искусственный интеллект : сб. статей. М. : Стратегия-центр : Еу1СепйБ, 2007. 272 с.

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

Мельчук И. А. Русский язык в модели «Смысл-Текст» М. : Языки русской культуры, 1995. 712 с. Чуприкова Н. И. На пути к материалистическому решению психофизической проблемы: от дуализма Декарта к монизму Спинозы // Вопр. философии. 2010. № 10. С. 110-121. Рыженко Л. И. Стандарт ДИС2 упаковки информации как инструмент моделирования социальной реальности // Методология науки: матер. Всерос. науч. школы (Омск, 6-8 сентября 2011 г.) / отв. ред. В. И. Разумов. Омск : Изд-во Ом. гос. ун-та, 2011. С. 60-64.

Фреге Г. Смысл и денотат // Семиотика и информатика. Вып. 8. М. : ВИНИТИ, 1977. С 181-210. Соссюр Ф. Курс общей лингвистики. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 1999. 432 с.

[10] Кравец А. С. Три парадигмы смысла // Вестн. Мос. ун-та. Сер. 7: Философия. 2004. № 6. С. 75-93.

[11] Лингвистическое обеспечение системы ЭТАП-2 / Ю. Д. Апресян, И. М. Богуславский, Л. Л. Иом-дин и др. М. : Наука, 1989. 296 с.

[12] Рыженко Л. И. Подход к смысловой организации информационных баз данных // Философия науки. 2010. № 3 (46). С. 58-80.

[13] Разумов В. И., Сизиков В. П. Основы теории динамических информационных систем. Омск, 2005. Ш1_: http://www.omsu. гиЯІІе.рІір?ісІ=4264; Их же. Информационные основы синтеза систем : в 3 ч. Ч. I. Информационные основы системы знаний. Омск, 2007. Ш1_: http://www. оіт^и.гиЛЇІе.рІір?ІС=2594; Там же. Ч. II. Информационные основы синтеза. Омск, 2008. иР1_: http://www.omsu.ru/file.php?iC=4265.

[14] Рыженко Л. И. Подход к смысловой организации информационных баз данных // Вестн. Ом. ун-та. 2010. № 4. С. 279-292.

[15] Минский М. Фреймы для представления знаний / пер. с. англ. О. Н. Гринбаума ; под ред. Ф. М. Кулакова. М. : Энергия, 1979. 151 с.

[16] Загоскина Н. А. Фрейм как структурная единица знания в информационных системах // Философия искусственного интеллекта. С. 134-138.

[17] Рыженко Л. И. Сети трансфера технологий, основанные на смысловых экспертных системах // Вестн. СибАДИ. 2011. № 3 (21). С. 68-73.

[18] Луначарский А. Н., Рыженко Л. И. Экспертный редактор «Когнитивный ассистент» // Методология науки. С. 142-145.