Эпидемиология - общемедицинская наука, определяющая закономерности возникновения и распространения заболеваний различной этиологии с целью разработки контроля и профилактических мероприятий напоминает мне Чеховский театр, в каждой драме которого развешаны ружья, но ни одно не стреляет.
Этот принцип Антон Павлович Чехов часто повторял: "Нельзя ставить на сцене заряженное ружье, если никто не имеет в виду выстрелить из него. Нельзя обещать. Если вы в первом акте повесили на стену пистолет, то в последнем он должен выстрелить. Иначе - не вешайте его"
А теперь скажите: кто нибудь из эпидемиологов мог предвидеть как будет развиваться сеть коронавируса? В мире? В Китае? В Италии и Испании? Или может ли кто нибудь ответить на вопрос почему в США умирает много, а в Канаде мало? Почему пик в одной стране длится день, а в другой неделю?
Никто?
Так вот почему тогда не сравнить принципы эпидемиологии, которые должны быть с Чеховское ружьё - принципом драматургии, согласно которому в истории не должно появляться элементов, обманывающих ожидания аудитории тем, что никогда не играют роль в дальнейших событиях?
Но к чему я это?
7
А вот к чему:
Если у эпидемий, подобных коронавирусной, т.е вызванной неизвестным доселе вирусом нет алгоритмов, то почему бы не отнестись к выживанию в условиях неопределенности как к задаче адаптивного управления?
Адаптивное управление - совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от изменения параметров объекта управления или внешних возмущений, действующих на объект управления.
Между прочим, есть понятие систем с адаптивным управлением (система с переменной структурой).
Нейронные сети, кстати - это системы с адаптивным управлением.
А чем вирусная сеть отличается от нейросети? Или от искусственной нейронной сети, ИНС) - математической модели, построенной по принципу организации и функционирования биологических нейронных сетей - сетей нервных клеток живого организма.
ИНС представляет собой системусоединённых и взаимодействующих между собой простых процессоров (искусственных нейронов). Такие процессоры обычно довольно просты (особенно в сравнении с процессорами, используемыми в персональных компьютерах). Каждый процессор подобной сети имеет дело только с сигналами, которые он периодически получает, и сигналами, которые он периодически посылает другим процессорам. И, тем не менее, будучи соединёнными в достаточно большую сеть с управляемым взаимодействием, такие по отдельности простые процессоры вместе способны выполнять довольно сложные задачи.
При этом нейронные сети не программируются в привычном смысле этого слова, они обучаются.
Без пизды, уже же известны возможности осуществлять нелинейный контроль за функционированием объекта путем изменения структуры управляющего устройства в зависимости от размеров и знаков входных значений, поступающих в управляющее устройство от измерительного устройства.
При этом могут быть использованы комбинации линейных регулирующих законов.
Технически обучение ИНС заключается в нахождении коэффициентов связей между нейронами. В процессе обучения нейронная сеть способна выявлять сложные зависимости между входными данными и выходными, а также выполнять обобщение. Это значит, что в случае успешного обучения сеть сможет вернуть верный результат на основании данных, которые отсутствовали в обучающей выборке, а также неполных и/или "зашумленных", частично искажённых данных.
Ну так вот. Давай те же попытаемся разобраться о чем может идти речь, если мы будем говорить о коэффициентах связи между вирусами, рассматриваемых как процессоры или нейроны.
В процессе обучения вирусная сеть, если она - сеть, способна выявлять сложные зависимости между входными данными и выходными, а также выполнять обобщение.
А чему мы можем научить вирусную сеть?
Ну, разумеется же - принципу чеховского ружья. Они должны "стрелять". Чехов, конечно же бы обрадовался, узнай он, что его знаменитый принцип есть нечто иное как принцип необратимости в термодинамике: все процессы должны идти до конца.
А что должно идти до конца в случае вирусной эпидемии?
Все! Но только не везде, а в зонах повышенной энтропии.
То что происходит в них в условиях крайне неустойчивого равновесия локально - происходит во всей системе глобально.
Большинство проблем с пониманием энтропии, однако, можно снять, если понять одну вещь. Энтропия качественно отличается от других термодинамических величин: таких как давление, объём или внутренняя энергия, потому что является свойством не системы, а того, как мы эту систему рассматриваем.
Например, если вы спросите меня, с кем я всречаюсь, и я отвечу: с местной квачкой, то моя энтропия для вас будет высока, всё-таки девушек в Квебеке много. Если же я назову вам ее габариты: 90-60-90 и отмечу, что она: спорсменка, комсомолка и просто красавица, то моя энтропия для вас понизится, поскольку вы получите больше информации на 4 символа. Мы измеряем энтропию как количество символов, необходимых для записи числа микросостояний. Математически это количество определяется как логарифм. Если у вас есть две девушки, то есть еще и жена, то полная энтропия равна сумме энтропий каждой из этих девушек, потому что log (ЖенаЛюбовница) = log Жена + log Любовница.
Из приведённого выше описания становится понятно, почему не следует думать об энтропии как о собственном свойстве системы.
Поэтому, если Трамп поносит ВОЗ последними словами - он понижает энтропию ВОЗ, указывая в чем именно она виновата, при этом свою собственную он понижает, т.к о том, в чем он виноват, лукаво утаивается. Хотя известно же максима: если ты имеешь дело с идиотом, который себя таковым не считает, то идиот, скорее всего ты сам. В этом смысле соблюдается Второй закон термодинамики.
Второй закон термодинамики утверждает, что энтропия (замкнутой системы) никогда не уменьшается. Мы теперь можем понять, почему: потому что невозможно внезапно получить больше информации о том, кто виноват или кто идиот.
Точно также невозможно внезапно получить больше информации когда выстрелит "чеховское ружье" неопределенной вирусной эпидемии.
Но нужно понимать еще и то, что как только оно выстрелило, мы потеряли некую информацию о микросостоянии и мы не можем просто так вернуть её назад.
В этом случае лучше не вешать ружье. "Нельзя обещать", - как говорил Антон Павлович. А вот Трамп обещал. Буквально он говорил: будем надеятся случится чудо и все будет ОК.
Это ошибка Трампа. Нельзя вешать ружье, если оно не выстрелит.
Другими словами, энтропия - это то, как мы описываем систему. И это делает её сильно отличной от других величин, с которыми принято работать в физике.
Но! Оказывается можно ограничить систему рассмотрением только зоны повышенной энтропии и использовать это в качестве обучения системы. Как это делает нейросеть.
Она же, как мы выяснили ранее, может манипулироваться коэффициентом связи между вирусами, рассматриваемых как процессоры или нейроны.
Коэффициент связи между вирусами - если его повысить максимально в зоне повышенной энтропии, то все процессы в ней пройдут до конца.
Что значит "все" и "до конца"?
А как в Ухане, но если бы в городе не ввели карантин. Если бы Ухань оставили на откуп стратегии "стадного инстинкта", т.е оградили входы и выходы из города, позволив переболеть 60-70% процентам населения, а умереть - 10% или можно определить точно по количеству людей с эпителиальной патологией.
Далее вирусная сеть начнет обучаться, т.е принимать конечное значение энтропии в зоне повышенной энтропии. А оно будет минимально - те, кто мог умереть - умрут, а те кто не должен - выживут. Но те кто умер уже не считаются, так не являются больше элементами системы. Поэтому, вирусная сеть закончит свое существование - . Это теорема.
Теорема Пригожина - теорема термодинамики неравновесных процессов. Согласно этой теореме, стационарному состоянию линейной неравновесной системы (в условиях, препятствующих достижению равновесного состояния) соответствует минимальное производство энтропии. Если таких препятствий нет, то производство энтропии достигает своего абсолютного минимума - нуля.
В чем фишка теоремы Пригожина в рамках парадигмы "чеховского ружья"?
В зоне повышенной энтропии нужна не просто изолляция, а возможность дать вмем процессам дойти до конца. То есть стратегия "стадного иммунитета", должна иметь место только там и, согласно ней все, кто мог умереть, должны были умереть, а те кто не мог умереть - не должен. 10% заразившихся должны умереть, 60-70% заразившихся - пить Боржоми, а всем живым вместе - считать своих любовниц или любовников на "радость" супругам и детям. Так максимализируется коэффициент связи между вирусами. И на самом деле никакого цинизма*. Все процессы при нормальном рампределении* должны идти до конца! Это условие необратимости. Такое понимание нужно повесить на стенах ВОЗ и такая вот "циничная" сратегия должна "стрелять" в каждом акте. А обещать нельзя.
*По собранной статистике у порядка 80% пациентов наблюдаются только легкие симптомы, у оставшегося числа может развиться очень специфический тип пневмонии, поражающий оба легких и вызывающий дыхательную недостаточность. Примерно у 10% пациентов это может привести к летальному исходу. Такая статистика соответствует закону нормального распределения.