A Neopolitis eljárás és a természetes függvény

 

A honlapon a klímaváltozásra és a többi olyan globális kihívás, krízis kezelésére fókuszáljuk a Neopolitis eljárást, mint például a világban a szegénység, a terrorizmus, a migráció egyre nagyobb ütemű terjedése.

Ezek esetében érdemes-e, vagy ajánlatos lenne-e, vagy kifejezetten szükséges lenne-e a kapcsolódó tudományos kutatásokban, a szükséges intézkedések megtervezésében és azok megvalósításában egy olyan megoldást alkalmazni, amely nagyobb hatékonyságot, átláthatóságot, és biztonságot garantálna?

 

1/ Bevezető

 

A Neopolitis egy logikai alapú, új formális nyelvre, a természetes függvényre épülő komplex (nem-numerikus és numerikus) modellezési eljárás.

A modellezést támogatni lehet egy alapvetően új típusú Információs Technológiával (IT, IKT), amely Mesterséges Intelligencia alapú és a modellekkel számítógépes szimulációt tesz  lehetővé. 

Annak érdekében, hogy majd értelmezhető legyen az eljárás egészének lényege, előre kell bocsátani a következőt:

· a természetes függvény nem egy számítógépes programozási nyelv és

· a Neopolitis eljárás – alapvetően – nem egy számítógépes, hanem számítógéppel is támogatható modellezési eljárást jelent.

Tehát mind az új formális nyelv, mind a modellezési eljárás alapvetően független a számítástechnikától, mert egy, a számítástechnikánál mélyebb szinthez kötődik. Mint majd látható lesz, épp ez a mélyebb szintű kötődés jelenti a teljes komplexum „erősségét” és stabilitását. Viszont van egy hatékonyan kihasználható közös felületük a számítástechnikával, ez pedig a számítógépes szimuláció lehetősége, amely még tovább fokozza a teljes eljárás „erősségét”. Azonban a szimuláció lehetőségének van egy másik, elvi jelentősége is, amelyről majd a referencia-alkalmazások ismertetésénél lesz szó.

 

Először nézzük, hogy a természetes függvény hol használható, melyek voltak a referencia-alkalmazásai és utána, hogy melyek a fő jellemzői!

A természetes függvény elsősorban a szöveges, azaz a nem-mennyiségi típusú ismeretanyagok pontos, egyértelmű és maradéktalan modellezésére (algoritmizálására, leképezésére) alkalmas.

A továbbiakban a szöveges ismeretanyag alatt a matematika nyelvén egyáltalán nem, vagy csak részben modellezhető ismereteket, összefüggésrendszereket értjük. Ilyen ismeretanyagok jellemzik pl. az orvostudományt, általában az élettudományokat (biológia, élelmiszer-, agrártudomány stb.), az ökológiát, a jogot, a közigazgatást és folytathatnánk a sort.

E területek ismeretanyagai általában sok-tényezős és sok-elágazásos struktúrák, illetve folyamatok, mechanizmusok bonyolult összefüggésrendszereit, „játékszabályait” fogalmazzák meg. Jelenleg ezeket átfogóan a normál beszélt nyelven (esetenként ábrákkal kiegészítve) tudjuk csak reprezentálni, dokumentálni és kommunikálni. Viszont tudjuk, hogy a normál beszélt nyelv nem alkalmas a bonyolult összefüggésrendszerek pontos, egyértelmű kezelésre.

Itt egy kis kitérőt kell tennünk, hogy érthetőbb legyen, mi a célunk az itt leírtakkal.

Ugyanis ugyanez, a beszélt nyelvvel kapcsolatos probléma a fizikában is fennállt – még azelőtt, hogy ezt a tudományt a tudósok egzakttá, kvantitatív szemléletűvé tették volna. A fizikában a problémát azzal oldották meg, hogy a XVII. század végén a matematika formális nyelvét, pontosabban annak új ágát, a függvénytant kezdték a fizika tudományának „hivatalos” nyelveként alkalmazni. Azaz attól az időszaktól kezdve a matematika segítségével kezdték modellezni és rendszerezni a természeti jelenségekről szerzett tapasztalatokat, ismereteket. Ebben a matematika-nyelv (és szabályai) mellett annak a rendezőelvnek, gondolkodásmódnak volt meghatározó szerepe, amelynek alapelveit – a függvénytannal együtt – Isaac Newton dolgozta ki az 1680-as években (lásd Princípiák).

Mint majd látható lesz, a természetes függvény és a Neopolitis eljárás szempontjából ez a Newtoni rendezőelv és függvénytan jelenti a stabil alapzatot és a fix orientációs pontot. A honlap Áttekintés oldalán részletesebben bemutatott, 2002 évi jogharmonizációs referencia-alkalmazásban ennek volt kiemelt jelentősége. Ugyanerre az alapzatra építjük azt az alkalmazási javaslatot, amelyet a 2. pontban a jelenlegi tanulmány fő céljaként fogalmazunk meg.

Newton egy olyan paradigma-váltást kezdeményezett, amely a XVII. században egyelőre még csak(!) a geocentrikus világkép lebontását eredményezte. Majd – igazából csak a XIX. században kiteljesedve – rohamos tempóra állította a mai napig tartó tudományos és technikai fejlődést. (Ennek eredménye volt, hogy például a gyertya-világítást villanyvilágítással, a lovas-kocsit expressz-vonatokkal, repülőgépekkel, a futárt mobiltelefonnal lehetett kiváltani és a végtelenségig folytathatnák a sort. A matematika alapú paradigma-váltás nélkül még ma is gyertyával világítanánk, lovas-kocsival utaznánk, és futárral küldenénk üzenetet, és esélyünk sem lenne ezek meghaladására.)

Mielőtt még a természetes függvény előnyeit akarjuk felvezetni, tudatosítani kell, hogy a matematikai alapú modellezésre való átállás konkrét előnyökkel járt. Ezek egy bonyolult, de a tudománytörténet által jól feltérképezett mechanizmus szerint érvényesültek a gyakorlatban. Ennek lényegét az alábbiakban lehet röviden (és a témánk szempontjából felhasználhatóan) összefoglalni:

· a tudományos kutatás során egyre átláthatóbbá lehetett tenni a természeti jelenségek rejtett és vizsgált összefüggéseit, ehhez egyre pontosabb fogalmakat lehetett alkotni, és így egyre több összefüggést, egyre több „játékszabályt” lehetett feltárni (megismerni),

· mindezeket már pontosabban tudták kommunikálni, oktatni, segítve ezzel a tudományos nézetek konvergenciáját, azt hogy a nézetek ne egymás ellen hassanak, hanem hogy egymást erősíthessék és

· hatékonyabban és nagyobb biztonsággal lehetett a megszerzett ismereteket a gyakorlatban (pl. a műszaki életben) felhasználni, és így egyre korszerűbb termékeket lehetett létrehozni.

Önmagában nézve a paradigma-váltással beindított fejlődés rendkívül örvendetes. Azonban az éremnek van egy másik oldala is, és ha ezt is megnézzük, akkor a következőt látjuk:

· Az egyik oldalon az alkalmazott matematika segítségével a műszaki tudományok sikereinek határa – szó szerint – a csillagos ég.

A szinte határtalan lehetőség jelentős mértékben tette egyre bonyolultabbakká és kiélezettebbekké az emberiség „viszonylatait”, a globális kihívásokat, a feszültségeket, válságokat. Gondoljunk például a klímaváltozásra, vagy a világban az egyenlőtlen fejlődés következtében egyre tágabbra nyíló ollók, szakadékok következtében a szegénység, a terror, a migráció egyre veszélyesebb terjedésére.

· A másik oldalon, pont ahol e súlyos problémákat kezelni kellene, átfogóan csak az a normál beszélt nyelv áll rendelkezésre, amely pedig eleve nem alkalmas arra, amire a megfelelő „eszközrendszer” hiányában használni kell. (Tehát a normál beszélt nyelv a fizikában sem adott esélyt az embernek pl. a geocentrikus világkép, a gyertya meghaladására. Nagy valószínűséggel a globális kihívások kezelésében sem számíthatunk érdemi eredményekre egy megfelelő formális nyelvi és módszertani eszközrendszer nélkül.)

Azon a bizonyos „másik oldalon”, ott, ahol egyebek mellett például az egyre fenyegetőbb globális kihívásokat kellene tudni kezelni, ott döntően, vagy kizárólag a nem-mennyiségi típusú ismeretekkel kellene boldogulni. Tehát azokkal a nem-mennyiségi típusú ismeretanyagokkal, amelyek kezelését, jól átlátható rendszerbe foglalhatóságát az újonnan felismert formális nyelv és a ráépül Neopolitis eljárás hatékonyan képes támogatni.

A kitérő után már a természetes függvénnyel foglalkozunk és egyből a lényegre térünk. Ugyanis a honlapon ismertetett éles referencia-alkalmazások eredményei és tapasztalatai alapján egyértelműen ki lehet jelenteni a következőket:

· Minden objektív feltétel adott ahhoz, hogy a globális kihívásokat kezelő szakemberek, döntéshozók munkáját olyan formális nyelvi, módszertani és technikai eszközrendszerrel lehessen támogatni, amely alkalmas a bonyolult, nem-mennyiségi típusú összefüggésrendszerek pontos, egyértelmű kezelésére (is).

· Ez az új eszközrendszer pontosan ugyanúgy alkalmas erre, mint ahogy az alkalmazott matematika formális nyelvének, Newtoni rendezőelvének egységes rendszere alkalmas a mennyiségi típusú összefüggések kezelésére – például a fizikában, a műszaki tudományokban. Hogy ennek mi az oka, arról a 4/ A gyökerek című pontban számolunk be.

2/  A lehetséges felhasználási lehetőségek, illetve a célok

A tudományok, a szakmák és a mindennapi élet jelentős, vagy akár döntő hányadánál is elsősorban az olyan típusú ismeretek és tapasztalatok a jellemzőek, amelyek kezelését a természetes függvény alapú modellezés segítségével lehet átláthatóbbá, hatékonyabbá, biztonságosabbá tenni. Ez a helyzet például az orvos-, az agrár-, az élelmiszertudományok, a biológia esetében, ahol a viszonylag kevesebb mérhető (számszerűsíthető) tényező mellett döntően nem-mennyiségi típusú, nominális tényezőkkel kell dolgozni. Hasonló a helyzet a jog, a közigazgatás, a társadalomtudományok körében. Sőt, ha a műszaki életet nézzük, a műszaki berendezések szerelésének, karbantartásának, javításának bonyolult technológiai előírásai is nagyrészt nem-mennyiségi típusú összefüggésekből állnak.

Ezek (és az itt nem említettek) esetében el lehet dönteni, hogy érdemes-e, vagy ajánlatos lenne-e, vagy kifejezetten szükséges lenne-e igénybe venni a természetes függvény alapú modellezést (algoritmizálást), a vele járó hatékonyságot, biztonságot, egyértelműséget?!

Ha például atomerőművek, repülőgépek javítási, karbantartási, üzemeltetési előírásaira vonatkoztatjuk a kérdést, mégpedig egyes ténylegesen bekövetkezett, és valamely „emberi tényezőre” visszavezetetett baleset, katasztrófa miatt, akkor legalább az „ajánlatos” lenne az indokolt válasz.

Hasonlóan érdekes lehet a kérdésfelvetés az orvostudományok és a többi élettudomány esetében. Nem beszélve a jog, a közigazgatás területéről, ahol a – szakmai és tudományos szempontból rendkívül sikeres – referencia-alkalmazások folytak.

A honlapon az olyan globális kihívások, krízisek kezelésére fókuszáljuk a kérdést, mint például a klímaváltozás, vagy a világban a szegénység, a terrorizmus, a migráció egyre nagyobb ütemű terjedése.

Tehát ezek esetében érdemes-e, vagy ajánlatos lenne-e, vagy kifejezetten szükséges lenne-e a kapcsolódó tudományos kutatásokban, a szükséges intézkedések megtervezésében és azok megvalósításában egy olyan megoldást alkalmazni, amely nagyobb hatékonyságot, átláthatóságot, és biztonságot garantálna?

 

3/ Előzmények

A fenti kiemelt cél megalapozottságához három referencia-alkalmazásra hivatkozunk, ezeket részletesebben a honlap Áttekintés oldalán ismertetjük. Mivel 10-15 évvel ezelőtti alkalmazásokra fogunk hivatkozni, ezért itt van először jelentősége a Bevezetőben említett ténynek, hogy a természetes függvény és a Neopolitis eljárás elsősorban nem számítógépes kategóriák. Hisz, ha azok lennének, akkor ennyi idő alatt mára már el is avulhattak volna. Viszont azon a szinten, ahova a természetes függvényt (a később részletezett okok miatt) be lehet sorolni, egészen más a helyzet.

Az alkalmazások felsorolását – itt és az Áttekintés oldalon – nem időrendi és nem is fontossági sorrendben tesszük, hanem olyan sorrendben, ahogy a tapasztalatok szerint könnyebben válik értelmezhetővé a komplexum egésze. (Az alkalmazásokat tehát részletesebben a honlap Áttekintés oldalán tárgyaljuk.)

· 2006, Miskolc Önkormányzata
Egy uniós GVOP projekt keretében az Önkormányzat honlapján on-line futtatható jogi ügyfél-tájékoztató rendszer elkészítése a rendszeres szociális segély vonatkozó jogszabályainak algoritmizálásával. Az elkészült rendszer elismerten alkalmas volt arra, hogy megkönnyítse az ügyfelek tájékozódását az előírások labirintusában. Emellett a gyakorlatban igazolta a természetes függvényre épült és Mesterséges Intelligencia alapú fejlesztői technológiának azt az érdekességét, hogy egyáltalán nem igényel programozási ismeretet.

· 2002, Belügyminisztérium
Az uniós jogharmonizáció keretében egy új törvénytervezet kidolgozása volt a feladat a természetes függvény alapú algoritmizálási és szimulációs eljárás segítségével. A jogszabály megtervezését, ahogy az Áttekintés oldalon olvasható, lényegében egy műszaki berendezés megtervezésével lehetett páthuzamba állítani.

Ez az alkalmazás a gyakorlatban igazolta az új formális nyelv, a természetes függvény és a Neopolitis eljárás nem-informatikai, hanem mélyebb gyökereit. Azokat a gyökereket, amelyekből a newtoni függvénytan és rendezőelv nem-mennyiségi másolataiként a természetes függvény és az arra épült rendezőelv erednek. Továbbá e gyökerek határozták meg a Neopolitis eljárásnak azokat a kapacitásait, amelyek miatt egyöntetű szakmai és tudományos sikert aratott a jogharmonizációs munka és annak produktuma, a törvénytervezet.

A munka sikeres voltáról pontosabb képet lehet nyerni a honlap „Rólunk írták” oldalán a Belügyminisztériumnak abból a 2002 évi levélváltásából, amely a Magyar Országgyűlés főtitkárával, és a társminisztériumok államtitkáraival folyt. A levelek a módszertan közigazgatási felhasználásával kapcsolatosan a Minisztérium hivatalos javaslatait fogalmazzák meg.

· 2000, Pázmány Péter Katolikus Egyetem Jog- és Államtudományi Kar, Doktori Iskola
A természetes függvény és a jogszabály-modellezés oktatása jogász-doktorandusoknak. Az új formális nyelv egyszerűségét, szinte triviális voltát igazolja, hogy a doktorandusok már a második foglalkozáson lelkesen algoritmizálták a modellezésre kijelölt törvényt. Ennek azért van jelentősége, mert úgy optimális az eljárás alkalmazása akár a globális kihívások kezelése keretében, akár más esetben is, ha az adott témák szakemberei azt megtanulják és maguk alkalmazzák.

Még „szöveges függvénynek” hívtuk az új formális nyelvet a referencia-alkalmazások idején, és csak 2013-tól kapta a természetes függvény nevet. Így minden korábbi dokumentumban a régi elnevezés szerepel.

4/ A gyökerek

A teljes komplexum alapja, amelyet az Áttekintés oldalon részletesebben ismertetünk, hogy az új nyelvet érti egy, világszerte használt standard Mesterséges Intelligencia eszköz. Ez a PROLOG-nyelv beépített visszafelé-következtető motorja, amelyre a továbbiakban PROLOG-motor néven fogunk hivatkozni. Ez a motor az informatikában a matematikai logikának az egyik legmagasabb szintű „megtestesítője”. A standard PROLOG-motor annak ellenére érti az új nyelvet, hogy ez utóbbi még csak nem is hasonlít a matematikai logikára, vagy a PROLOG-nyelvre, legfeljebb csak abban, hogy ez is a HA, ÉS, VAGY AKKOR kötőszavakat használja, viszont ebben az új nyelvben egyetlen szimbólumot sem használunk

A természetes függvényt alapvetően az különbözteti meg a matematikai logikától, hogy a két-értékű logikai változók helyett az ún. n-értékű szöveges változókat használjuk és az köti össze, hogy a standard PROLOG-motor érti mindkét „konstrukciót”. Csak amíg a két-értékűség a „gépek” működésére jellemző „konstrukció”, addig az n-értékűség az, amely közelebb áll az ember gondolkodásához (és esetleg az idegrendszer, a neuronok működéséhez is).

Ennél fogva az n-értékűségre épülő logika és Mesterséges Intelligencia a funkcióit tekintve is alapvetően tér el a hagyományosan két-értékű logika és Mesterséges Intelligencia funkcióitól.

Hogy a standard motor érti az új formális nyelvet, nos, ez a tény – több lépcsőn keresztül – az alkalmazott matematika és a matematikai logika gyökereiig, a Newton által az 1680-as években, a Principiában megfogalmazott alapelvekhez vezet vissza minket.

A mennyiségi összefüggések oldalán – a Princípiák nyomán – a matematika-nyelvnek és a logikus gondolkodásnak, a „logikus rendezőelvnek” egy tökéletes mechanizmus-rendszerét építették ki a tudósok.

Az egzakt műszaki- és természettudományokban ez a mechanizmus-rendszer foglalja rendszerbe azt a teljes vertikumot, amely a kutatás, a megismerés folyamatától (azaz a tapasztalatok rendszerezésétől a természeti törvényszerűségek matematikai képleteinek kidolgozásáig), a megszerzett ismeretek oktatásán keresztül az ismeretek felhasználásáig terjed.

 

Ez az alkalmazott matematikai alapokon standardizált rendszer vezetett oda, hogy először is (mindjárt már Newton korában) megdőlt az ezeréves múltra visszatekintő geocentrikus világkép, majd pedig idővel beindultak a tudományos és technikai forradalmak, amelyben például a gyertyát felváltotta a villanyvilágítás, a postakocsit mobiltelfon.

Miért érdekes számunkra mindez? Azért, mert a természetes függvényhez csupán csak egy érdekes lehetőséget kellett észrevenni a PROLOG-motor meglepő működésében. Annak lehetőségét, hogy a függvénytan is és a mennyiségi oldalnak a newtoni alapelvekre épült tökéletes mechanizmus-rendszere is egy szisztéma mentén értelemszerűen átmásolható a nem-mennyiségi oldalra. Oda, ahol a jog, a közigazgatás, a biológia, az orvostudomány, az ökológia stb. működik. Ez az alapja mindannak, amiről a honlapon olvasni lehet.

Előre bocsátjuk, hogy az új nyelvi formátum nem vethető egybe a mérnökök, a fizikusok matematikájának bonyolult szabályaival. Viszont a PROLOG-motor a gyakorlatban igazolja a következőket: Ez az új formátum pontosan megfelel azoknak a newtoni alapelveknek, amelyekből az alkalmazott matematika és a matematikai logika bonyolult szabályait és ezekre építve például a fizika törvényszerűségeit egy axiomatikus rendszerben fokozatosan felépítették.

 

Annak, hogy az alkalmazott matematikára épült newtoni mechanizmus–rendszer annyira hatékonnyá és annyira sikeressé, eredményessé válhatott, volt egy alapvető tényezője. Ez pedig a matematika oktatása. (Egy fizikus mondta, hogy a leghatékonyabban megtérülő beruházás a matematika oktatása, illetve tanulása.)

A természetes függvény optimális felhasználásának is ez az előfeltétele, legyen szó bármely területen való felhasználásról. A Newton-féle alkalmazott matematika oktatásának általánossá tételéhez majd két évszázadra volt szükség. Talán gyorsabbá tehető a természetes függvény alapú eljárás oktatásának bevezetése, ha a döntéshozók tekintetbe vesznek néhány tényezőt:

· A természetes függvény elsajátításával a diákok egyúttal elsajátítanak egy új információs technológiát, egy új rendszerfejlesztési megoldást is. (Ne feledjük, szinte mindenhol hiány van az informatikai fejlesztő szakemberekből!)

· Ha a diákok először a szinte triviális természetes függvényt sajátítanák el, utána könnyebben tudna ráállni az agyuk a matematikának a számukra annyira idegen szabályaira és jelölés-rendszerére. (Ne feledjük, egyre vészesebben csökken a világban és nálunk is a matematikát értő és a reál tárgyak iránt érdeklődő diákok száma, aránya!)


- X -

Magát a természetes függvényt, a természetes függvény alapú algoritmusokat, illetve algoritmizálást, mindezek legfontosabb jellemzőit az Áttekintés oldalon, a referencia-alkalmazások ismertetése keretében mutatjuk be.

Kérés a honlap olvasói felé, hogy az alkalmazások konkrét jellemzőit olvasva vegyék figyelembe a komplexitásra, az „Egész” irányába mutató alábbi két szempontot (a két komplementer-párost) is:

· A mennyiségi és a nem-mennyiségi típusú fogalmakat és ezek bonyolult összefüggéseit komplex módon tudja kezelni a természetes függvény, mégpedig a numerikus és az n-értékű szöveges változók együttes és egyenrangú alkalmazásával.

· A miskolci alkalmazás a Neopolitis eljárásnak minden olyan felhasználási módjához mintaként szolgál, ahol már meglévő ismeretanyagot kell algoritmizálni valamilyen konkrét cél érdekében. (Például, hogy a számítógépes szimulációt fel lehessen használni döntések előkészítéséhez, vagy az e-learning keretében az oktatás, illetve a tanulás támogatásához, vagy technológiai folyamatok végrehajtásának pontos levezényléséhez stb.) Ezzel szemben a jogharmonizációs (jogszabály-tervezési) munka az olyan alkalmazások mintája, ahol új ismeretanyagot kell létrehozni, például tervezés, vagy tudományos kutatás eredményeként – kihasználva az átmásolt mechanizmus-rendszer előnyeit.


 

 

Hírek

2012 - Ezüstérmet nyert Tajvanban a Neopolitis eljárás (lásd: CAD/CAM technológia).

2013-tól a szöveges függvény új elnevezése: természetes függvény

Elérhetőség

Kérjük, írja meg

véleményét, kérdését!

E-mail címünk:

email

Neopolitis