Юрий Батурин: Познать себя и задуматься о ценностях

R&D.CNews. Юрий Михайлович, Мы беседуем с Вами в канун Нового года – года, объявленного Международным годом астрономии. С астрономией, звёздным небом прочно ассоциируются непреходящие интеллектуальные ценности. Насколько актуальны космос, Вселенная и их познание в наступающий, очевидно непростой для народов мира, год?

Юрий Батурин. Во-первых, хочу поздравить читателей портала Исследования и разработки – R&D.CNews с наступающим, 2009 годом, пожелать исполнения в нём самых сокровенных желаний, творческих успехов и ярких открытий. Наконец, разрешения накопившихся в этом году проблем, говоря физическим языком – снятия энтропии. В этом смысле мы традиционно рассматриваем новогодние праздники как обновление.

Согласно одной из интерпретаций теоремы Геделя о неполноте, система не может познать сама себя. Для этого нужно выйти за пределы системы. Вот и человек, как часть нашего земного мира, начал выход за его пределы. В этом и состоит фундаментальная ценность исследования Вселенной и выхода человека в космос. Переворот в культуре и в мировосприятии, вызванный выходом человечества в космическое пространство, масштабен, происходит на наших глазах и требует глубокого анализа.

Не менее важен и практический аспект освоения космоса. Космические системы прикладного назначения, обеспечиваемые ими продукты и сервисы ныне знакомы и привычны каждому – мобильная телефония, спутниковое телевидение, навигаторы в машинах и т.д. Космос становится важнейшим фактором, определяющим мощь государства. Восстановление возможностей России в космосе, сегодня во многом растраченных, становится важнейшей политической и технической задачей.

R&D.CNews. Вы получили высшее образование в Московском физико-техническом институте (МФТИ), овеянном легендами вузе. Затем Вы оказались в космосе. Как знания, приобретенные на Физтехе, помогли Вам в работе на орбите?

Юрий Батурин. Физтех – это не только образование, но и воспитание. Второе, пожалуй, поважнее. Мне повезло закончить Физтех по кафедре академика Бориса Викторовича Раушенбаха, друга и соратника Сергея Павловича Королева. Раушенбах был очень многогранным человеком, иногда на лекциях он уходил далеко в сторону от читаемого курса, и только сейчас по-настоящему понимаешь, как много давали нам эти экскурсы в философию, литературу, живопись, историю…

R&D.CNews. Какие научные проблемы Вы для себя обозначили, учась на Физтехе?

Юрий Батурин. Интересная штука: две первые свои научные работы я опубликовал в одном сборнике, еще будучи студентом четвертого курса. Предметом первой была астронавигация, второй – компьютер. С тех пор, в какие бы научные области меня не заносило, какие бы уходы в сторону, согласно заветам Б.В.Раушенбаха, я не совершал, обе эти темы постоянно сопровождают меня по жизни.

Космонавтика – моя профессия.

Сначала я занимался разработкой элементов системы управления космическим кораблем, потом летал в космос, а теперь меня очень интересует методология постановки космических экспериментов на борту пилотируемых кораблей и станций. Что же касается компьютеров, то я не создал в этой области ничего технически нового, но развил науку компьютерного права, опубликовал первую в нашей стране фундаментальную монографию на эту тему (и горжусь, что на нее и почти через двадцать лет ссылаются во всех серьезных исследованиях), организовал 13 лет назад первую, и, по-моему, единственную в России кафедру компьютерного права в Московском инженерно-физическом институте, продолжаю ее возглавлять, а также много занимаюсь вопросами компьютерного моделирования. Ну, вот, расхвастался…

R&D.CNews. XX век перевернул с ног на голову привычные представления об иерархии ценностей во Вселенной. Если раньше считалось, что небо, Вселенная – область господства идеального и потому фундаментального, текущая наука связывает «идеальное» уже не с мега-, но микромиром; идеальными характеристиками, и в первую очередь тождественной неразличимостью, отличаются микрочастицы и только они. Конечно, любая картина мира преходяща, и всё же – стоит ли нынешней молодёжи стремиться в небо? И если да, то зачем?

Юрий Батурин. Наука открывает новые пути, но не отменяет ранее найденные. Микромир, конечно, полон тайн, которые хотелось бы раскрыть. Но есть и иные направления познания. Я, например, если бы сейчас был студентом, занялся исследованием человеческого мозга, механизма мышления, логического и внелогического, как формируется личность, пропуская через мозг в разных соотношениях научные знания, искусство и религию. А в небо всегда кто-то захочет полететь, коль скоро тропинка в космос пусть слегка, но протоптана. Визбор был прав:

"…притяженье звездного пространства
сильнее притяжения Земли".

R&D.CNews. Лететь в космос, чтобы увидеть Землю со стороны?

Юрий Батурин. Хотя бы для этого. Как-то Михаил Жванецкий сказал мне: "Вам повезло, Вы смогли сделать то, о чем мечтают все писатели - посмотреть на все, что угодно, в том числе и на себя, со стороны".

R&D.CNews. Писатели тоже грустят из-за ограничений, которые накладывает на них теорема Геделя?

Юрий Батурин. Возможно. Хорошие писатели – большие интуитивисты, они могут провидеть будущее лучше тех, кто пытается будущее вычислить, рассчитать. Но и они хотели бы усилить степень своего понимания мира и соответственно влияния на читателей, а для этого как раз и нужен взгляд со стороны. Поясню подробнее.

У Вольтера в философской повести "Кандид" есть персонаж по имени Панглосс, который, несмотря на обрушивающиеся беды – войну и землятресение, – с неизменным оптимизмом повторяет: "Все к лучшему в этом лучшем из миров". (Между прочим, в лице Панглосса карикатурно выведен знаменитый ученый Лейбниц, утверждавший, что мир совершенен).

Согласны мы с Панглоссом или нет, но как проверить? Это можно сделать только сравнив, а значит, оставив "лучший из миров", который предъявляется нам единожды. Конечно, все мы рано или поздно его покинем, но вот возвратиться дано только тем, кто избрал профессию космонавта. Удивительное чувство – осознать, что ты действительно ушел из земного мира, он остался там, под тонкой голубой кромкой атмосферы.

И вот, насытившись созерцанием нового и незнакомого мира космоса, постоянно возвращаясь взглядом к родной Земле, сравнивая их, понимаешь, что Панглосс был все-таки прав. Как бы его ни вышучивал Вольтер. Поэтому когда космонавт возвращается на Землю, меняется не только его мировоззрение, меняется его личность.

R&D.CNews. Юрий Михайлович, вы правы, мало кому из землян удавалось увидеть своими глазами нашу планету со стороны. А насколько разительно отличается истинная реальность – от реальности картографической?

Юрий Батурин. Разительно. Далеко не все географические объекты, очертания которых известны нам с детства по картам и глобусу, соответствуют реальным и потому узнаются сразу. Оказавшись на орбите с учебным «зрительным образом» Земли, в первые минуты я не смог узнать, например, даже знакомые контуры острова Кипр. Подумалось, что карты для космонавтов и для земных путешественников или мореплавателей и должны отличаться друг от друга – первым нужно что-то более отвечающее восприятию Земли «космическим взглядом». Наверное, и в обычной земной жизни нам не в меньшей степени необходим пересмотр привычных представлений о картах.

R&D.CNews. В чём суть проблемы?

Юрий Батурин. Современные карты, особенно карты крупномасштабные, предлагают нехарактерные для человека точки зрения, ракурсы, на привычную среду обитания. В обычной жизни мы не видим мир сверху, ортогонально – так, как он представляется на картах и планах. Проблемы, возникающие при синтезе воедино мозгом человека абстрактного картографического и конкретного визуального образов окружающей действительности, ещё предстоит разрешить.

Однако возникающие при этом парадоксы существенно осложняют даже тривиальные операции посредством привычных карт. Например, известный факт – по картам практически невозможно сколь-нибудь удобно и вразумительно спроектировать пешеходные дорожки в строящемся микрорайоне, хотя с этой задачей легко справляется каждый, кто видит местность в более привычном ракурсе.

Проблема обеспечения максимально естественного, полного и достоверного восприятия реального мира – так называемого принципа комплексности отображения, или принципа Situational Awareness – становится ключом не только к решению узко специфических задач пилотируемой космонавтики. XXI век требует, в первую очередь, нового качества управления – глобальными, региональными, локальными, инфраструктурными объектами. Важнейшими аспектами управления являются аспекты географический и динамический, пространственный и временной. Собственно, проблема связана с необходимостью отказа от специфического, исторически обусловленного инструментария – картографических проекций.

Для создания карты (не забывайте, что термин «карта» изначально отнюдь не «географический»; словом «карта» в русском языке обозначалось всё плоское) – необходимо отобразить на плоскость поверхность Земли. А сама Земля – не плоская. (Кстати, карта плоская, чтобы можно было расстелить ее на столе. А в космических аппаратах свободных плоских поверхностей не так много, зато ничто не мешает развернуть и «повесить» в невесомости карту на любой сложной гиперплоскости).

Для такого отображения используются специфические математические преобразования – картографические проекции. Одно из основных требований к ним – соблюдение метрической достоверности того или иного параметра по полю карты. Например, есть проекции, сохраняющие длины, площади, азимуты…

Но космонавт видит Землю под произвольным, подчас неожиданным, ракурсом. Мало того, что условные цвета, используемые в картографии, с реальностью имеют мало общего. Даже очертания географических объектов, и так-то отражаемые с изрядной долей условности, причудливым образом изменяются, осложняя обработку мозгом человека, привыкшим к картографическим стереотипам, реальной картины.

На Земле проблему сегодня решают в рамках нового научно-технического направления – неогеографии, которое использует непривычные прежде средства и методы работы с геопространственной информацией.

R&D.CNews. На разных этапах истории человечества проблема отображения географического пространства решалась по разному. Существовали "Т-О" карты, смысл которых уже утрачен. Затем наступила эпоха Великих Географических открытий…

Юрий Батурин. Совершенно верно. Мореплаватели, эти «космонавты» прошлых веков, изобрели для себя особые карты. Широко известна проекция Меркатора, фламандского картографа XVI века: проколем глобус в северном и южном полюсах, а дырочки растянем так, что получится цилиндр; теперь остается разрезать его вдоль любого из меридианов и расстелить на столе. Вот карта – вблизи полюсов искажения громадные, в средних широтах поменьше. Но есть одно, для навигаторов полезное свойство: проведя прямую через любые две точки на карте, получим линию, образующую постоянный угол с параллелями и меридианами – линию постоянного румба, или азимута.

Для морской навигации сохранение углов очень удобно, т.к. наблюдаемый угол между любыми двумя ориентирами равен углу, измеряемому по карте. Такие карты можно строить также с помощью стереографической проекции примерно так: положим глобус на плоскость, поверхность сферы проецируется на плоскость из диаметрально противоположной точки по отношению к точке касания.

Так как точку, из которой производится проецирование (центр проекции) можно выбирать внутри, на поверхности и вне глобуса, существует бесконечное множество таких проекций.

Космонавты работают в условиях иных, нежели моряки, сохранять углы на карте не требуется, поэтому стереографическая проекция не годится.

Если бы мы рассматривали Землю, скажем, с Луны (а лучше подальше), то с некоторым приближением получим ортографическую проекцию (проецирующие лучи почти параллельны). Ортографическая карта не сохраняет углов, но делает наглядной шарообразность Земли.

Но если центр проекции находится на борту станции, летящей по орбите высотой 350-400 км, то о параллельности говорить не приходится. Проекции, сделанные с орбиты, не точны в передаче многих свойств земной поверхности, но зато наиболее адекватны нашему зрительному восприятию.

Следовательно, чтобы найти ответ на поставленный вопрос, нам необходимо изучить геометрию пространства восприятия. Иначе его называют «перцептивное пространство», а получается оно путем преобразования отражения на сетчатке системой восприятия человека (мозг и его вынесенная наружу черепной коробки часть – глаз).

R&D.CNews. Поясните пожалуйста, поподробнее.

Юрий Батурин. Суть этой проблемы обозначил академик Раушенбах, предложив рассмотреть топологическую модель пространства визуального восприятия – перцептивного пространства.

Борис Викторович интересовался задачей отображения на плоскости реального, трёхмерного мира – причём интересовался очень глубоко, сформулировав целое направление в исследованиях философии восприятия – в частности, в работе «Пространственные построения в древнерусской живописи» (М., «Наука», 1975), а потом развивал свою концепцию в исследованиях 1980, 1986 и 1994 годов. Кстати, сама постановка вопроса возникла из потребностей практики. Необходимо было выработать эффективные принципы передачи на плоском экране объемных конфигураций космических кораблей и их узлов при стыковке, которую космонавт контролирует не непосредственно, а с помощью оптико-электронного устройства. Б.В. Раушенбах исходил из того, что перцептивное пространство – это пространство Римана переменной кривизны. Кривизна положительна на больших удалениях от наблюдателя (эллиптическая геометрия), постепенно уменьшается по мере приближения к нему, а в непосредственной близости становится отрицательной (гиперболическая геометрия).

Казалось бы, решение нашей задачи мы должны искать (в соответствии с космическими расстояниями) в рамках эллиптической геометрии.

И все же, как мне представляется, перцептивное пространство космонавта, наблюдающего Землю с орбиты – гиперболическое. Это только какая-то зона мозга «знает», что 400 км (высота орбиты) – большое расстояние. А для глаза перед иллюминатором – объект (Земля), не вмещающийся в иллюминатор, а значит, находящийся близко. Соотношение диаметра Земли (или линейных размеров континентов и их отдельных частей) и высоты орбиты таково, что объект, действительно, рядом. Понятия «близко» и «далеко» зависят от масштабов рассматриваемых объектов. То, что на Земле далеко, в космосе – «рукой подать».

Другой фактор – отсутствие в космосе хорошо известных опорных предметов, по которым мы можем оценивать глубину пространства. Мы даже не задумываемся, что легко определяем расстояние до приближающейся машины, потому что опираемся на известные нам, легко оцениваемые реперные объекты: до светофора примерно 50 метров, а тот дальний дом находится на расстоянии полукилометра.

Один из космонавтов рассказывал мне, что однажды в течение нескольких суток периодически наблюдал в иллюминатор, как ему казалось, на расстоянии нескольких километров неидентифицированный им объект, но, безусловно, искусственного происхождения (правильный шестигранник), сопровождавший орбитальное движение станции. И только через несколько дней разобрал, что это гайка, обращавшаяся по законам механики вокруг модуля космического комплекса всего в метре от иллюминатора.

Парадоксы визуального восприятия чрезвычайно сложны и многоаспектны. Они оказывают важное и порой определяющее влияние на восприятие нами пространства – а следовательно, и эффективность любой деятельности. Понимание природы процессов, лежащих «между» реальным миром и его образом в сознании человека – проблема, без решения которой невозможно создать новые, информационно полные, достоверные и точные модели местности, а без таких моделей обеспечение качественного управления в XXI веке останется лишь благим пожеланием.

R&D.CNews. Мало создать модель пространства; для работы с ней нужны какие-то принципиально новые подходы.

Юрий Батурин. Мы возвращаемся к недостаточно разработанному в нашей стране понятию Situational Awareness. Действительно, сознание человека уже неспособно "переварить" огромные объемы динамически меняющейся информации, продуцируемой современными сенсорными и вычислительными системами. Необходим новый инструментарий её концентрированного – но при этом не загрублённого и опосредованного, как географические карты – представления. Одним из перспективных методов представляются технологии "Виртуального окружения" и "Виртуального повествования".

Виртуальное окружение – это технология человеко–машинного взаимодействия, которая обеспечивает погружение пользователя в трехмерную интерактивную среду изучаемого явления или процесса и предоставляет естественный интуитивный интерфейс для взаимодействия с объектами (искусственными и/или реальными) в виртуальной среде.

Виртуальное повествование — это инновационная интерактивная образовательная технология, которая обеспечивает погружение пользователя в виртуальный мир с использованием технологии виртуального окружения и включает пользователя в определенный сюжет (сценарий) в качестве наблюдателя, режиссера или участника интерактивной истории.

В настоящее время на кафедре Системной интеграции и менеджмента МФТИ мы ведём работы по отработке принципов создания комплексных пространственных моделей и работы с ними с использованием виртуального окружения. Созданы модели орбитальной станции “Мир”, Солнечной системы, муниципальных образований. Видите, как сошлись вместе два моих "аттрактора интереса" – космос и компьютеры.

Технологии не стоят на месте. На смену "виртуальным мирам" приходят системы нового поколения – так называемые Decision Theater. В этой гонке мы не должны стать аутсайдерами.

R&D.CNews. Юрий Михайлович, благодарим Вас за интервью. Мы приурочили его к наступающему Новому Астрономическому году; что бы Вы могли посоветовать нашим молодым читателям, которые не утратили интерес к глубинным проблемам мироздания? Как им найти себя в мире выхолощенных ценностей?

Юрий Батурин. Они отнюдь не выхолощены, просто на первый план вышли другие ценности. Сегодня самым популярным критерием успеха являются деньги. Конечно, без них жизнь сложна: надо кормить семью, давать образование детям, поддерживать свой представительский статус. Конечно, ценности меняются в зависимости от того, как меняется общество.

Я воспитывался в одних условиях, у меня свои ценности, у моей дочери уже совсем другие. Они мне, может, и не нравятся, но, с другой стороны, это ее дело, на каком фундаменте строить свою жизнь. А ей, может быть, тоже не нравятся мои ценности. Она, например, считает, что глупо работать космонавтом и получать так мало денег, если мне ничего не стоит стать вице-президентом какого-нибудь банка, получать в сто раз больше и жить по-человечески, с ее точки зрения. Она думает, что я в этом отношении неправильно живу. А я считаю, что ее установки неправильные, потому что на первом плане – материальные ценности, деньги, желательно сразу и побольше. Но я вижу, что такие взгляды не только у нее, а вообще у многих среди молодого поколения. Они выросли в таком обществе, где деньги являются главным. Но деньги обладают одним нехорошим свойством: они застилают глаза и делают незаметными другие ценности жизни, которые, на самом деле, и формируют шанс на удачу и счастье.

R&D.CNews. То есть Вы рекомендуете скорректировать иерархию ценностей?

Юрий Батурин. Ну, почему обязательно иерархию? Для земного человека иерархия означает продвижение снизу вверх, причем слово «вверх», «к вершине (успеха, славы, богатства)» значит очень много, – образ, навеянный горами, покорением. Постепенно, особенно после того, как я побывал в космосе, у меня к понятию «вершина» отношение сложилось совсем иное. В космосе, в невесомости, понятия верха и низа нет. И поэтому говорить о том, что ты стремишься наверх – просто бессмысленно.

Но космос – это достаточно интересный мир, и, конечно, люди там тоже куда-то стремятся. На земле, когда ракета стоит, направленная вверх, кажется, что ты летишь вверх, а потом, когда оказываешься там, Земля уже почему-то над тобой. Все зависит от ориентации корабля, конечно. Поэтому сейчас у меня (не скажу, что раньше так было тоже) нет стремления к вершине, к тому, чтобы занять более высокую ступеньку на иерархической лестнице.

У меня есть стремление либо решить какую-то задачу, которую до тебя не решали, либо сделать какое-то дело лучше других. Так что иерарахия – совсем не единственный способ организации системы ценностей. Можно говорить о сетевой, многомерной их структуре, да мало ли еще какой. Думающий человек обязательно найдет для себя правильные ценностные соотношения.

R&D.CNews. Юрий Михайлович, большое спасибо. С Новым годом!