Подходы к определению понятия «информация»

Понятие информации — одно из фундаментальных в современной науке. Необходимое уточнение содержания указанного понятия не может быть достигнуто с помощью определения, так как последнее лишь свело бы его к другим не определенным основным понятиям. Наряду с такими понятиями, как вещество, энергия, пространство и время, оно составляет основу современной научной картины мира. Однозначно определить, что же такое информация, так же невозможно, как невозможно это сделать для понятий «время», «энергия» и пр.

В зависимости от позиции, которую занимает исследователь в решении вопроса о семантических свойствах материи, существуют три подхода к феномену информации.

1. Атрибутисты полагают, что информация как семантическое свойство материи является неотъемлемым атрибутом всех систем объективной реальности, она существовала и существует вечно, является организующим началом в живой и неживой природе.

2. Функционалисты отрицают существование информации в неживой природе. По их мнению, информация через информационные процессы реализует функцию управления (самоуправления} в биологических, социальных и социотехнических (человеко-машинных) системах. Информация — это одна из функций жизни, основное отличие живого от неживого.

3. Антропоцентристы ограничивают сферу информации главным образом социальными системами и определяют информацию как содержание (смысл) сигнала, полученного системой из внешнего мира. Говорить о смысле сигнала, а следовательно, об информации можно только по отношению к человеку и обществу.

Все точки зрения имеют право на существование и исследуются в соответствующих областях науки: информация как семантическое свойство материи изучается в философии, физике; информация как функция управления изучается в кибернетике, физиологии, биологии; информация как содержание воспринятого сигнала изучается в лингвистике, з социологии, психологии.

Поскольку информатика изучает, прежде всего, информационные процессы в социотехнических системах, а эти системы относятся к типу управляемых и самоуправляемых систем и обязательно включают в себя субъекта − человека, информатике как науке ближе второй и третий подходы, то общее, что в них есть. Это не означает, что информатика отрицает наличие информации в неживой природе — просто эти проблемы сейчас ее интересуют в меньшей степени.

Цель этого параграфа — познакомить вас с основными подходами к определению понятия «информация», которые чаще всего используются в информатике. А поскольку информатика включает в себя элементы многих областей научного знания, таких как теория информации, кибернетика, computer science, программирование и пр., то в каждой из них есть свои особенности в трактовке феномена информации и определении этого понятия.

В философии принято следующее определение: информация — это отраженное многообразие реального мира. Столь широкий подход позволяет философам рассматривать самые общие вопросы как материальной, так и духовной жизни, делая философию наукой наук.

В быту под информацией понимают сведения, которые нас интересуют. Но заинтересовать нас могут только те сведения, которые мы восприняли и осознали. Поэтому восприятие поступающих извне сигналов и их интерпретация — основа превращения этих сигналов в информацию для нас.

Пример. Все ли сигналы внешнего мира несут информацию для вас? Конечно же, нет. Два человека вместе идут по улице, но видят они её по-разному. Один замечает (воспринимает и осознает) все проезжающие мимо автомобили, а второй обращает внимание на собак и котов. Попросите рассказать их, что они видели, и вы услышите описание совершенно различных «улиц».

В журналистике под информацией понимают не любые сообщения, а только те из них, которые обладают новизной.

В технике связи под информацией принято понимать любую последовательность сигналов, которая хранится, передается или обрабатывается с помощью технических средств, не учитывая смысл этих сигналов.

Под информацией в теории информации понимают не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность. Информация — это снятая неопределенность (К. Шеннон, 1948 год). Чем меньше вероятность появления того или иного сигнала, тем больше информации он несет для потребителя. В обыденном понимании, чем неожиданнее новость, тем больше ее информативность. Была предложена и формула для вычисления количества информации в передаваемом сообщении. Вывод ее мы осуществим далее, здесь же отметим, что полученная формула оказалась очень похожа на формулу Больцмана для физической энтропии − меры неупорядоченности системы. Вот почему предложенной подход был назван энтропийным. Однако, возможно, что связи здесь не только внешние, ведь возрастающее количество информации о состоянии системы свидетельствует о ее возрастающей упорядоченности.

Но математическая теория информации не охватывает всего богатства содержания информации, поскольку она отвлекается от содержательной (смысловой, семантической) стороны сообщения. С точки зрения этой теории фраза в 100 слов из газеты, пьесы Шекспира или теории Эйнштейна имеют приблизительно одинаковое количество информации.

Попыткой учитывать содержательную сторону дела, было предложение советского математика Ю. А. Шрейдера оценивать информацию по увеличению объема знаний человека под воздействием информационного сообщения, а также предложение академика А. А. Харкевича измерять содержательность информации по увеличению вероятности достижения цели после получения информации человеком или машиной. В самом деле, ведь не количество полученных знаков сообщения решает порой судьбы людей, или исход баталии, решающим фактором является содержание сообщения.

В кибернетике (теории управления) под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, то есть в целях сохранения, совершенствования, развития системы (Н. Винер).

Под информацией в документалистике понимают все то, что так или иначе, зафиксировано в знаковой форме в виде документов.

В социальных науках (социологии, психологии, политологии и др.) под информацией понимаются сведения, данные, понятия, отраженные в нашем сознании и изменяющие наши представления о реальном мире. Эту информацию, передающуюся в человеческом обществе и участвующую в формировании общественного сознания, называют социальной информацией.

С точки зрения индивидуального человеческого сознания информация — это то, что поступает в наш мозг из многих источников и во многих формах и, взаимодействуя там, образует нашу структуру знания. Информацией для человека являются не только сухие факты, строгие инструкции, но и то, что радует нас, волнует, печалит, заставляет переживать, восторгаться, негодовать, сочувствовать и любить. Более половины общего объема сведений, полученных в процессе разговора, приходится на так называемую невербальную информацию, которую говорящий по желанию, а иногда непроизвольно, сообщает нам особой тональностью разговора, своей возбужденностью, жестикуляцией, выражением лица, глаз и т.д.

Что же понимается под информацией в информатике?

Человечество тысячи лет обрабатывало информацию, прежде чем изобрело машину для ее обработки, которая вам известна как электронно-вычислительная машина (ЭВМ) или компьютер. Параллельно с этим возникли чисто практические задачи поиска, хранения и передачи уже имеющихся знаний (информации). С появлением технических средств хранения и обработки информации появилось новое толкование самого понятия «информация», разделяющее понятия информации и данных.

Вы знаете, что все физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изменения, которые сопровождаются обменом энергии и переходом ее из одной формы в другую. Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов. При взаимодействии сигналов с физическими объектами в последних возникают определенные изменения свойств. Это явление называется регистрацией сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать разными способами, при этом образуются новые сигналы — данные. Но мало зарегистрировать сигналы и получить данные — надо знать, что и как с этими данными можно делать. То есть необходимо владеть методами обработки данных.

Пример. Вы хотите узнать, который час. Вы смотрите на часы и видите лишь положение стрелок относительно делений на циферблате — это данные, которые при наличии соответствующего метода обработки могут стать информацией для вас. В данном случае методы обработки данных включают в себя знание цены деления шкалы (5 минут или 1 час), арифметические правила умножения и сложения и пр. Применение этих методов к данным о положении стрелки позволит вам получить информацию о текущем времени.

Пример. Все файлы, хранящиеся в памяти компьютера, записаны в двоичном коде. Но если вы в текстовом редакторе откроете файл, созданный в графическом редакторе, то в лучшем случае увидите на экране набор малопонятных символов. Методы обработки двоичных кодов в этих программных средствах различны. Только применение соответствующих методов обработки (в нашем случае — выбор нужного редактора) позволит вам увидеть, какой рисунок содержится в файле.

Итак, в информатике информацию можно рассматривать как продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

Поскольку взглядов на феномен информации, видимо, столько же, сколько людей, существуют и другие ее определения.

Вероятно, вы уже заметили, что разные определения вводят различные аспекты информации и иногда противоречат друг другу: то, что считается информацией в соответствии с одним определением, может и не быть таковой в соответствии с другим.

Пример. Текст телеграммы, передаваемой по телеграфу, в которой сообщается об известных вам событиях, с бытовой точки зрения на определение понятия «информация» станет для вас информацией, когда вы её прочтёте и осознаете. С технической точки зрения, текст телеграммы является информацией в процессе его ввода, передачи, вывода и хранения на бумажной ленте. С точки зрения новизны, никакой информации для вас в такой телеграмме нет, так же как и с точки зрения информации как снятой неопределенности.

Пример. Идея, пришедшая в голову вашему другу и которой он с вами поделился, с бытовой точки зрения является для вас информацией, если вы ее поняли. С точки зрения технического подхода это не информация. С точки зрения новизны — информация, если эта идея для вас действительно нова. Согласно подходу к информации как снятой неопределенности, рассказ друга будет для вас информацией, только если он содержит неизвестные до сих пор вам ответы на некоторые вопросы.

Если вы участвуете в диспуте по проблемам феномена информации, не забывайте уточнить, на позиции какого подхода к определению понятия «информация» вы стоите в данном обсуждении.