Файл: Дойч. Структура Реальности.doc

До настоящего времени мое внимание концентрировалось на пер­вых двух составляющих: сенсорах и генераторах изображений. Дело в том, что при современном примитивном состоянии технологии ис­следование виртуальной реальности все еще заключается в формиро­вании изображений. Но заглянув за преходящие технологические огра­ничения, мы увидим, что генераторы изображений просто напросто обеспечивают интерфейс —«соединительный кабель» —между поль­зователем и настоящим генератором виртуальной реальности, которым является компьютер. Виртуальная среда полностью создается внутри компьютера. Именно компьютер обеспечивает сложную и независимую «ответную реакцию», которая оправдывает использование слова «реаль­ность» в сочетании «виртуальная реальность». Соединительный кабель ничего не вносит в среду, воспринимаемую пользователем, с точки зре­ния пользователя он «прозрачен» в той же степени, в какой пользователь не считает свои собственные нервы частью окружающей его среды. Та­ким образом, будущие генераторы виртуальной реальности лучше всего описать как генераторы с одной главной составляющей, компьютером с несколькими обычными периферийными устройствами.

Я не хочу недооценивать практические задачи, связанные с пере­хватом всех нервных сигналов, поступающих в человеческий мозг и выходящих из него, и расшифровкой различных кодов таких процес­сов. Но это конечный набор задач, которые нам придется решить толь­ко один раз. Кроме того, основное внимание технологии виртуальной реальности сдвинется раз и навсегда к компьютеру, к задаче его про­граммирования для передачи различных сред. Какие среды мы сможем передавать, уже будет зависеть не от того, какие сенсоры и генераторы изображений мы сможем построить, а от того, какие среды мы сможем точно определить. «Точное определение» среды будет означать наличие программы для компьютера, являющегося сердцем генератора вирту­альной реальности.

Из-за интерактивной природы виртуальной реальности понятие точной передачи для нее не столь просто, как для формирования из­ображений. Как я уже сказал, точность генератора изображений —это мера близости переданных изображений к тем, которые следовало пе­редать. Но в виртуальной реальности обычно не существуетизображе­ний,которые нужно передать: нужно передать пользователю ощущение нахождения в определенной среде. Точное определение среды вирту­альной реальности означает не определение того, что должен ощущать пользователь, а скорее определение того, как среда должна отреагиро­вать на каждое возможное действие пользователя. Например, при вир­туальной игре в теннис заранее можно определить внешний вид корта, погоду, поведение публики и уровень игры противника. Но ход игры не определяют: он зависит от множества решений, принимаемых пользо­вателем во время игры. Каждый набор решений приведет к различным реакциям виртуальной среды и, следовательно, к различным вариантам игры.

Количество возможных вариантов игры в одной окружающей сре­де, т.е. переданное одной программой, огромно. Рассмотрим передачу Центрального Корта Уимблдона с точки зрения игрока. Предположим, что в каждую секунду игры игрок может двигаться одним из двух заметных способов (заметных для игрока). Затем через две секунды количество возможных вариантов игры станет равным четырем, че­рез три секунды —восьми и т. д. Примерно через четыре минуты ко­личество возможных вариантов игры, заметно отличающихся друг от друга, превысит количество атомов во вселенной и продолжит расти в экспоненциальной зависимости. Чтобы программа точно передала одну такую среду, она должна иметь возможность реагировать на любой из несметного количества заметно отличающихся вариантов в зависимос­ти от поведения пользователя. Если две программы одинаково реаги­руют на каждое возможное действие пользователя, значит, они переда­ют одну и ту же среду: если же их реакции даже на одно возможное действие заметно отличаются друг от друга, значит, они передают раз­личные среды.

Это свойство остается неизменным, даже если пользователь ни­когда не произведет то действие, которое выявит разницу. Окружаю­щая среда, передаваемая программой (для данного вида пользователей, с данным соединительным кабелем), —это логическое свойство про­граммы, которое не зависит от того, выполнялась ли когда-нибудь эта программа. Передаваемая среда точна настолько, насколько онаспособ­наотреагировать предполагаемым образом на каждое возможное дей­ствие пользователя. Таким образом, ее точность зависит не только от ощущений, действительно возникающих у пользователей, но и от ощу­щений, которые у них не возникают, но возникли бы, поведи они себя иначе во время передачи. Возможно, это звучит парадоксально, но, как я уже сказал, это прямое следствие того, что виртуальная реальность, как и сама реальность, интерактивна.

Этот факт порождает важное отличие между формированием из­ображений и формированием виртуальной реальности. Пользователь в принципе может почувствовать, измерить и констатировать точность передачи изображения генератором изображений, но не точность пе­редачи виртуальной реальности. Например, если вы любите музыку и достаточно хорошо знаете определенное музыкальное произведение, вы можете послушать его исполнение и подтвердить совершенно точ­ную его передачу, в принципе, вплоть до последней ноты, выражения, динамики и т. п. Но если вы фанат тенниса, в совершенстве знающий Центральный Корт Уимблдона, вы все равно не сможете подтвердить абсолютную точность вышеназванной передачи. Даже если вы сможе­те исследовать виртуальный Центральный Корт сколь угодно долго и «воздействовать» на него всевозможными способами и даже если вы по­лучите равный доступ на реальный Центральный Корт для сравнения, вы не сможете даже констатировать, что программа действительно пе­редала его реальное расположение. Дело в том, что вы не можете знать, что произошло бы, если бы вы исследовали его чуточку дольше или вовремя оглянулись. Возможно, если бы вы сели в кресло судьи и за­кричали «фолт!», ядерная подводная лодка всплыла бы на поверхность травы и торпедировала бы табло.

С другой стороны, если вы обнаружите хотя бы одно отличие меж­ду виртуальной и реальной средой, вы можете немедленно заявить о неточной передаче. Если только виртуальной среде не присущи не­которые умственно непредсказуемые черты. Например, рулетка скон­струирована так, что ее поведение предсказать невозможно. Если мы снимем фильм о рулетке, на которой играют в казино, этот фильм мож­но назвать точным, если числа, которые выпадают на рулетке в филь­ме, совпадают с числами, которые действительно выпадали на рулетке во время съемок фильма. При каждом показе фильма числа будут те же самые: это абсолютно предсказуемо. Таким образом, точное изоб­ражениенепредсказуемой среды должно быть предсказуемым. Но ка­кое это имеет значение для точнойпередачирулетки в виртуальной реальности? Как и раньше, это означает, что пользователь не должен обнаруживать заметные отличия от оригинала. Но это предполагает, что передачанедолжна вести себя идентично оригиналу: если бы это происходило, либо ее, либо этот оригинал можно было бы использовать для предсказания поведения оставшегося, и не осталось бы ничего не­предсказуемого. Кроме того, передача не должна вести себя одинаково каждый раз, когда ее осуществляют. Совершенно переданная рулетка должна быть столь же применима для азартных игр, сколь и реальная. Следовательно, она должна быть столь же непредсказуема. А также она должна быть столь же беспристрастна, т.е. все числа должны появлять­ся абсолютно беспорядочно, с равной степенью вероятности.

Каким образом мы узнаем непредсказуемые среды, и как мы до­казываем беспристрастное распределение случайных чисел? Мы про­веряем, соответствует ли передача рулетки ее точному определению. Эта проверка осуществляется точно так же, как проверка на реаль­ность какой-либо вещи: мы воздействуем на нее и смотрим, реагирует ли она так, как сказано. Мы проводим значительное количество по­добных наблюдений и осуществляем статистические проверки резуль­татов. И опять, сколько бы проверок мы не провели, мы не сможем констатировать точность передачи или даже вероятность точности пе­редачи. Ибо как бы беспорядочно, на первый взгляд, не выпадали числа, они, тем не менее, могут выпадать по какой-то тайной схеме, которая позволила бы пользователю, знакомому с ней, предсказывать эти числа. Или, возможно, спроси мы вслух дату битвы при Ватерлоо, следующие два числа неизменно показали бы эту дату: 18, 15.С другой стороны, ес­ли появляющаяся последовательность кажется небеспристрастной, мы не можем быть уверены в том, что она таковой и является, но мы мо­жем говорить овероятностинеточности передачи. Например, если на нашей виртуальной рулетке десять раз подряд выпадает ноль, нам сле­дует сделать вывод, что вероятно, мы неточно передали беспристраст­ную рулетку.

При обсуждении генераторов изображений я сказал, что точность переданного изображения зависит от остроты и других характеристик чувств пользователя. Для виртуальной реальности это простейшая за­дача. Безусловно, генератор виртуальной реальности, в совершенстве передающий данную среду для человека, не сможет этого сделать для дельфинов или инопланетных существ. Чтобы передать данную среду для пользователя с данным видом органов чувств, генератор виртуаль­ной реальности должен быть физически приспособлен к таким органам чувств, а в его компьютере должны быть запрограммированы их харак­теристики. Однако модификации, которые необходимо осуществить для данного вида пользователей, конечны, и их нужно осуществить лишь однажды. Они эквивалентны тому, что я назвал сооружением нового «соединительного кабеля». При рассмотрении даже более сложных сред задача их передачи для данного типа пользователей становится решае­мой с помощью написания программ вычисления поведения этих сред; причем зависящая от вида часть задачи, в которой и состоит сложность, становится по сравнению с этими программами пренебрежимо малой. Сейчас мы говорим о наивысших пределах виртуальной реальности, поэтому мы рассматриваем сколь угодно точные, длинные и сложные передачи. Именно поэтому имеет смысл говорить о «передаче данной среды», не определяя, для кого эта среда передается.

Мы видели, что существует четко определенное понятие точности передачи виртуальной реальности: точность —это близость (в преде­лах восприятия) передаваемой среды к той, которую необходимо пере­дать. Но эта точность должна быть близка при каждом возможном ва­рианте поведения пользователя, поэтому, каким бы наблюдательным ни был человек, находящийся в виртуальной среде, он не сможет конста­тировать ее точность (или вероятную точность). Но ощущение иногда может показать неточность (или вероятную неточность) передачи.

Этот разговор о точности в виртуальной реальности отражает от­ношение между теорией и экспериментом в науке. Там тоже можно экспериментально доказать ложность общей теории, но никогда нельзя доказать ее истинность. Кроме того, поверхностный взгляд на науку также заключается в том, что она состоит только из предсказаний на­ших чувств-впечатлений. Правильный же взгляд следующий: несмотря на то, что чувства-впечатления играют свою роль, наука состоит в по­нимании всей реальности, только бесконечно малая часть, которой нам знакома.

Программа в генераторе виртуальной реальности воплощает об­щую предсказательную теорию поведения виртуальной среды. Осталь­ные составляющие следят за поведением пользователя, зашифровывают и расшифровывают сенсорные данные; выполняют, как я уже сказал, довольно тривиальные функции. Таким образом, если среда физически возможна, ее передача, в сущности, эквивалентна нахождению правил предсказания результатов каждого эксперимента, который можно осу­ществить в этой среде. Из-за определенного способа создания научного знания даже более точные правила предсказания можно обнаружить только через лучшие объяснительные теории. Такая точная передача физически возможной среды зависит от понимания ее физики.

Обратное также верно: открытие физики среды зависит от осу­ществления ее передачи в виртуальной реальности. Обычно говорят, что научные теории только описывают и объясняют физические объ­екты и процессы, но не передают их. Например, объяснение солнеч­ных затмений можно напечатать в книге. В компьютерную программу можно заложить астрономические данные и физические законы пред­сказания затмения и распечатать описание этого затмения. Но чтобы передать затмение в виртуальной реальности, потребуется дальнейшее программное и аппаратное обеспечение. Однако все это уже есть в на­шем мозге! Слова и числа, напечатанные компьютером, эквивалентны «описаниям» затмения только потому, что кто-то знает значение этих символов. То есть символы пробуждают в разуме читателя некое подо­бие какого-то предсказанного эффекта затмения, по отношению к ко­торому и проверяют настоящий эффект затмения. Более того, пробуж­даемое «подобие» интерактивно. Затмение можно наблюдать разными способами: невооруженным глазом, с помощью фотографий или различ­ных научных инструментов; из некоторых мест на Земле видно полное затмение, из других мест —частичное, а из третьих —затмение не видно вообще. В каждом случае наблюдатель будет видеть различные изображения, каждое из которых можно предсказать с помощью тео­рии. Компьютерное описание вызывает в разуме читающего не просто отдельное изображение или ряд изображений, а общий метод создания множества различных изображений, соответствующих множеству спо­собов размышления пользователя при осуществлении наблюдений. Дру­гими словами, это передача в виртуальной реальности. Таким образом, в достаточно широком смысле, если принять во внимание процессы, ко­торые должны происходить внутри разума ученого, наука и передача физически возможных сред в виртуальной реальности —это два тер­мина, обозначающие одно и то же.

А как же быть с передачей физически невозможных сред? В прин­ципе, существует два различных вида передачи в виртуальной ре­альности: меньшинство, описывающее физически возможные среды, и большинство, описывающее физически невозможные среды. Но не исчезнет ли это различие при ближайшем рассмотрении? Рассмотрим генератор виртуальной реальности в процессе передачи физически не­возможной среды. Это может быть пилотажный тренажер, обрабаты­вающий программу вычисления вида, который открывается из кабины самолета, когда его скорость превышает скорость света. Пилотажный тренажер —этопередачатой среды. Но пилотажный тренажер —это физический объект, окружающий пользователя, и в этом смысле он сам является средой, которую ощущает пользователь. Давайте рассмотрим эту среду. Ясно, что эта среда физически возможна. Поддается ли та­кая среда передаче? Безусловно. В действительности, ее на редкость легко передать: достаточно просто использовать второй тренажер той же конструкции, работающий по идентичной программе. При таких обстоятельствах второй пилотажный тренажер можно считать переда­ющим либо физически невозможный самолет, либо физически возмож­ную среду, то есть первый пилотажный тренажер. Подобным образом первый пилотажный тренажер можно рассмотреть как передающий фи­зически возможную среду, то есть второй пилотажный тренажер. Ес­ли допустить, что любой генератор виртуальной реальности, который в принципе, можно построить, можно, в принципе, построить и еще раз; то из этого следует, что каждый генератор виртуальной реальнос­ти, работающий по любой программе из своего репертуара, передаеткакую-тофизически возможную среду. Он может передавать и другие вещи, включая физически невозможные среды, но, в частности, всегда есть некая физически возможная среда, которую он передает.