Семантическое пространство-время
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Семантическое пространство-время — это теоретическая основа для агентного моделирования пространства -времени , основанная на теории обещаний . Он актуален как в качестве модели информатики, так и в качестве альтернативной сетевой формулировки физики в некоторых областях.
Семантическое пространство-время было представлено физиком и ученым-компьютерщиком Марком Берджессом в серии статей под названием «Пространство-время с семантикой» . [1] [2] [3] как практическая альтернатива описанию пространства и времени, первоначально для информатики. Он пытается объединить количественные и качественные аспекты пространственно-временных процессов в единую модель. Берджесс называет это охватывающим как «динамику, так и семантику». [4] Теория обещаний используется как представление семантики. Направленная смежность — это логический примитив теории графов, но с оговоркой, что каждый узел должен одновременно испускать и поглощать отношения смежности, аналогично унитарной структуре квантовых вероятностей и переходов. Таким образом, пространство состоит из взаимодействующих узлов и ребер. Представление пространства-времени становится формой помеченного графа , специально построенного на основе теоретико-обещающих привязок.
Происхождение
[ редактировать ]По словам Берджесса, семантическое пространство-время возникло из-за вопроса о том, как теория обещаний влияет на наше понимание пространства и времени. [1] Традиционный взгляд на пространство-время, похоже, не имеет никакого отношения к явлениям в области вычислений, электроники, биологии и многих других информационных процессов. Классическое понимание пространства-времени эпохи Ньютона основано на баллистике, идея о пространстве и времени представляла собой чисто пассивный театр движения и поведения материальных тел. [5] Эйнштейн частично изменил это восприятие, создав общую теорию относительности , в которой геометрия пространства-времени является активным участником со своими собственными свойствами, то есть кривизной, энергией и массой. Однако в моделях процессов информатики, электроники, биологии и логистики пространство формируется из функциональных компонентов, которые действуют скорее как поставщики услуг. [6] Процессы — это представления автономных модульных результатов, результат передачи информации между агентами в сетях таких активных компонентов с определенной силой связи.
Берджесс также наблюдал связь между представлениями семантических знаний и биографиями Робина Милнера , но обнаружил, что существующие языки чрезмерно формальны и лишены выразительности. [1] В семантическом пространстве-времени используется язык теории обещаний, чтобы сформулировать модель процесса (пространства-времени) для автономных агентов. Свойство автономии становится тесно связанным с локальностью в физике, поэтому подход апеллирует к универсальности.
Связь с другими моделями
[ редактировать ]Берджесс заявил, что семантическое пространство-время — это попытка демистифицировать объяснение определенных явлений как в физике, так и в информатике. «Пока мы не сможем преодолеть предрассудки классического разделения науки на дисциплины, мы не добьемся прогресса в понимании компьютерных систем в огромных масштабах». [7]
В 2019 году Берджесс написал расширенную книгу об идее под названием «Умное пространство-время», чтобы стимулировать интерес к этому подходу и объяснить концепцию семантического пространства-времени, а также снял документальное видео. [8] Книга идет дальше, указывая на «глубокие связи» с другими областями науки, предлагая междисциплинарную точку зрения. [5] Комментаторы сравнили эту идею с другими теоретико-графовыми моделями пространства-времени, такими как причинные множества , квантовая графития и физический проект Вольфрама . [9] однако Берджесс подчеркивает ключевые различия, выходящие за рамки очевидного использования графов для моделирования пространства в этих работах.
В физике пространство-время представляет собой чисто количественное описание метрических свойств, помеченных координатами для обозначения области или объема; но в информационных науках пространство-время также может иметь семантику или «качественные» функциональные аспекты, которые возникают как вместилище активных процессов. Их также необходимо включать в описания явлений. Классически роль отделена от пространства и времени, но это может добавить уровни нежелательной сложности, поскольку в модели пространства-времени скрываются скрытые предположения.
Например, одна область космоса может быть фабрикой, а другая — рекой. В биологии клетки — это области пространства-времени, которые играют разные роли в организме, а органы — это более крупные области, состоящие из множества клеток. Таким образом, регионы пространства-времени берут на себя роль агентов , и для моделирования поведения целого может потребоваться полное описание их топологии и динамики. Семантическое пространство-время не делает различия между пространством и материей, оно рассматривает материю как локальное свойство пространственно-временной сети агентов.
Прием и использование
[ редактировать ]Бёрджесс описывает семантическое пространство-время как идею, находящуюся в зачаточном состоянии и требующую еще много работы. [7] привлекая небольшой интерес в основном со стороны глубоких специалистов. В ряде работ [4] он разработал приложения этой идеи в основном при проектировании технологических систем. В интервью он заявляет, что некоторые документы, относящиеся к технологиям, являются собственностью и поэтому не могут быть опубликованы или на них можно ссылаться.
Семантическая модель пространства-времени и теория обещаний упоминались как подход к проектированию многомодельной базы данных и структуры описания ресурсов внедрению для ArangoDB . [10]
Ограниченные статьи об интеллектуальных конвейерах данных и последовательном распространении информации были основаны на семантическом пространстве-времени и привели к появлению стартапов Aljabr и Dianemo. [11] [12] разработать соответствующие технологии. Это также стало предметом большого интереса для понимания телекоммуникаций 5G , особенно в Китае. [13]
Применение модели в нейробиологии и машинном обучении было отмечено приглашением на специальный закрытый салон в октябре 2022 года от Фонда Кавли (США) . [14]
Виртуальное движение и социофизика
[ редактировать ]Семантическое пространство-время определяет три способа понимания движения графа. Их называют движением первого, второго и третьего рода. [1] Берджесс пишет: «Семантика обычного пространства и времени разнообразна в интерпретации. Что касается пространства, мы думаем о расстоянии, траектории, смежности (топологии), соседстве, непрерывности, направлении и т. д. Что касается времени, то мы имеем время на часах, продолжительность, время суток, частичный порядок и т. д.». [4] Семантическое пространство-время объединяет их на языке теории обещаний (и, следовательно, теории графов).
Понятие семантического пространства-времени позволяет явления в облачных вычислениях рассматривать как форму виртуальной физики, в которой процессы и свойства (например, записи данных) могут перемещаться от хоста к хосту как движущиеся обещания. Описание этого с точки зрения теории обещаний и семантического пространства-времени было развито в серии статей под названием «Движение третьего рода». [15] [16] Берджесс заявил, что нам следует ожидать «снова открыть физику в облаке». [7]
Доверие является основной мерой выполнения обещаний в теории обещаний. Семантическое пространство-время также использовалось в качестве агентной модели для социофизики, в которой доверие играет роль, аналогичную роли энергии в обычной механике. [17]
Серия уроков
[ редактировать ]Серия руководств с примерами программирования была опубликована под названием «Семантическое пространство-время и аналитика данных». [18] Также был снят документальный видеофильм « Больше, быстрее, умнее» . [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Берджесс, Марк (2014). «Пространство-время с семантикой I, Заметки по теории и формализму (2014)». arXiv : 1411.5563 [ cs.MA ].
- ^ Берджесс, Марк (2014). «Пространство-время с семантикой (II), Масштабирование агентства, семантики и аренды (2015)». arXiv : 1411.5563 [ cs.MA ].
- ^ Берджесс, Марк (2016). «Пространство-время с семантикой (III), Структура представления функциональных знаний и искусственное мышление (2016)». arXiv : 1608.02193 [ cs.AI ].
- ^ Jump up to: а б с «Семантическое пространство-время – что это такое?» .
- ^ Jump up to: а б Берджесс, Марк (2019). Умное пространство-время . XtAxis Пресс. ISBN 978-1797773704 .
- ^ Суссна, Джефф (2015). Проектирование доставки . O'Reilly Media, Inc. ISBN 9781491949887 .
- ^ Jump up to: а б с «Подкаст The Judgment Call Марка Берджесса (CF Engine, теория обещаний, семантическое пространство-время)» . Ютуб .
- ^ Jump up to: а б «Больше, быстрее, умнее (Часть 1): умное пространство-время» . Ютуб .
- ^ «Интервью об умном пространстве-времени с Марком Берджессом» .
- ^ Самуэльсен, Симен Дайв (2018). Представление и хранение семантических данных в многомодельной базе данных . Университет Осло (магистерская диссертация).
- ^ Берджесс, Марк; Прангсма, Эвоут (2019). «Коалья: от передачи данных к интеллектуальным рабочим пространствам в расширенном облаке». arXiv : 1907.01796 [ cs.DC ].
- ^ Берджесс, Марк; Герлиц, Андраш (2022). «Непрерывная интеграция историй данных в согласованные пространства имен». arXiv : 2204.00470 . дои : 10.13140/RG.2.2.17170.53444 . S2CID 247922612 .
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ «Семантическое пространство-время и теория обещаний автономных сетей» . Ютуб .
- ^ «Семантика пространства-времени и когнитивные процессы» . 7 января 2023 г.
- ^ «Движение третьего рода (I) Заметки о причинной структуре виртуальных процессов для привилегированных наблюдателей (2021)» .
- ^ «Движение третьего рода (II) Заметки о кинематике, динамике и относительности в семантическом пространстве-времени (2022)» .
- ^ «Заметки о доверии как причинной основе социальных наук (2022)» .
- ^ «Семантическое пространство-время и аналитика данных» .