Канке В.А. Энциклопедия философии науки

Глава 20. ФИЛОСОФИЯ ИНФОРМАТИКИ

20.1. О необходимости теоретической информатики

В термине «информатика» обнаруживаются следы трех слов: информация (от лат. informatio – осведомление), автомат и математика. Информатика действительно имеет самое непосредственное отношение и к математике, и к техническим наукам. Поистине эпохальное значение информатики трудно отрицать, особенно в свете широко распространенного и далеко не беспочвенного мнения, согласно которому современное общество является информационным. Представление об информационном обществе было впервые введено в

оборот Ф. Махлупом [1]. Актуальность этого представления постоянно возрастает прежде всего в связи с широчайшим распространением компьютеров, особенно персональных. Отнюдь не случайно в англоязычных странах информатику называют computer sciences.

Период времени, отделяющий нас от дебюта первого персонального компьютера фирмы IBM, состоявшегося 12 августа 1981 г., кажется небольшим. Но какие разительные перемены произошли и происходят буквально на глазах нынешнего поколения людей. Чрезвычайно быстрыми темпами эволюционизируют как аппаратные средства, так и программное обеспечение компьютеров. Продолжает действовать так называемый закон Гордона Мура, согласно которому число транзисторов на кристалле удваивается каждые 2 года. Процессор Pentium-4 насчитывает 42 млн транзисторов. Размеры транзисторов постоянно уменьшаются и исчисляются в нанометрах (10–9 м). Наступает эра, когда в качестве схемных элементов вместо транзисторов будут использоваться отдельные молекулы и атомы. Можно было бы привести весьма впечатляющие данные по увеличе- нию мощности, быстродействия и объема памяти компьютеров. Но за время подготовки данной книги к печати они непременно устареют. Никогда ранее ни в одной из областей своей деятельности человече- ство не прогрессировало столь быстро, как в сфере информации.

Самыми большими переменами последних 2–3 десятилетий в сфере информации являются:

• миниатюризация и суперминиатюризация;

401

Часть 2. Специальная философия науки

•резкое увеличение мощности, быстродействия и объема памяти компьютеров;

•замена символьного интерфейса (информационного обмена между исполнительными устройствами) графическим;

•сближение компьютера с пользователем;

•создание и функционирование Интернета;

•коммерциализация информационной науки и техники;

•переход от информационной синтактики к информационной семантике;

•развитие систем искусственного интеллекта.

В 1997 г. суперкомпьютер выиграл матч из шести партий у чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова. В 2002 г. очередному чемпиону мира Владимиру Крамнику не без труда удалось свести матч с компьютером вничью. Эти факты свидетельствуют о том, что ученые нашли ключ к пониманию мышления человека, в том числе таких неординарных творческих личностей, как чемпионы мира по шахматам. Заветный ключ изобретен в союзе представителей логики, математики, лингвистики, техники. По научным изобретениям человека оказалось возможным судить о нем самом. Однако развитие информатики внушает не только оптимизм, но и тревогу. Сбои в информационных системах грозят глобальными бедствиями. Вирту- ально-образные миры компьютеров вызывают психические заболевания у части их пользователей. Не счесть сюрпризов Интернета, который стал трудноконтролируемой системой. Информатика – это не только впечатляющее достижение научного сообщества, но и вызов ему. Об этом недвусмысленно свидетельствуют тревожные высказывания лауреатов престижной среди информатиков премии Тьюринга.

Так, Э. Дейкстра полагает, что «есть какая-то верхняя грань скорости, с которой общество в состоянии усваивать прогресс...»; «попрежнему основная трудность информатики состоит в том, как не заблудиться в тех сложностях, которые создаем мы сами» [2, с. 47]. Ему вторит Р. Карп: «...надо также помнить, что мы – научная дисциплина, а не просто ветвь высокой технологии», «...мы забываем подумать об основаниях нашей дисциплины» [3, с. 535]. На наш взгляд, характеризуя положение дел с основаниями информатики, Р. Карп выразился достаточно осторожно: «...мы забываем подумать об осно-

402

Глава 20. Философия информатики

ваниях нашей дисциплины». К сожалению, положение дел с основаниями информатики, т. е. с философией информатики, оставляет желать лучшего. Философия информатики все еще не конституировалась в качестве самостоятельной научной дисциплины. Потребность в ней, бесспорно, есть, ибо без нее проблемные аспекты информационного общества не могут быть осмыслены и преодолены. Уже известная читателю истина гласит: содержащийся в любой науке избыток необузданной стихийности может быть преодолен не иначе как в результате подъема на уровень специальной философии науки.

С учетом сказанного нам необходимо определиться с планом последующего изложения. Во-первых, в стремлении реализовать концептуальный тип мышления будет рассмотрен концепт «информация». Во-вторых, будет обращено особое внимание на соотношение информатики с другими науками. Решающие перемены (науч- ные революции) в информатике определяются, на наш взгляд, ростом содержательности информационного моделирования.

20.2. Информационные взаимодействия, данные и знания

Подавляющее большинство авторов полагает, что центральный концепт информатики как науки есть информация. Против этой установки редко кто выступает. Тем не менее она не бесспорна. Судя по литературе, все чаще содержание информатики связывается не только с информацией, но и с данными и знаниями. В дальнейшем будет рассмотрено соотношение между информацией (ее часто понимают как совокупность сведений), данными и знаниями. Но прежде всего обратимся к истории концепта «информация».

Óистоков информатики стоят четверо гениальных мыслителей:

À.Тьюринг, К. Шеннон, Н. Винер и Дж. фон Нейман. Алан Тьюринг, работая на стыке логики и математики, ввел в 1936–1937 гг. понятие абстрактного эквивалента алгоритма, или вычислимой функции, получившей название «машины Тьюринга». Он не построил вычислительную машину, а показал логико-математическими средствами, что она возможна, и определил характер ее действий. Первые ЭВМ появились лишь в середине 1930-х годов. Клод Шеннон, разрабатывая математическую теорию связи, вместе с ней развил и

403

Часть 2. Специальная философия науки

математическую теорию информации. Именно он предложил знаменитую формулу вычисления количества информации.

Джон фон Нейман, будучи, пожалуй, самым энциклопедически образованным ученым 1930–1950-х годов, разработал архитектуру ЭВМ, т. е. определил состав ее функционально обособленных устройств. Архитектуры современных компьютеров значительно более гибки, чем архитектура фон Неймана, но выявленные им принципы управления работой ЭВМ остались прежними. Наряду с Шенноном Нейман внес значительный вклад и в разработку цифровых вычислительных машин. Труды Неймана отмечены печатью его исключи- тельной компетентности в области дискретной математики.

Норберт Винер известен всему миру как основатель кибернетики, которую он назвал наукой об управлении и связи в живом организме и машине [4]. Термин «кибернетика» впервые употребил Платон. Выдающийся физик А. Ампер предложил называть кибернетикой науку об управлении общественными процессами. В отличие от Платона и Ампера Винер четко понимал, что управление реализуется посредством переработки информации. Концептуальное единство информатики и кибернетики в последние годы привело к утверждению тенденции включения кибернетики в состав информатики.

Решающее значение в деле прояснения содержания концепта информации имели работы Шеннона по вычислению количества информации. Как показал отчасти он, а отчасти ряд других авторов, при определении формулы количества информации необходимо учи- тывать следующие обстоятельства. Сигнал носителя информации всегда каким-то образом структурирован. Это означает, что в теории информации необходимо учитывать структурированность физических процессов, которые используются в качестве сигналов. Упомянутая структурированность в физике наиболее органичным образом выражается формулой Планка:

S = k lnw,

где w – число состояний физической системы; k – постоянная Больцмана, величина которой зависит от избранных единиц измерения и основания логарифма; S – энтропия, являющаяся количественной мерой структурированности физических процессов.

404

Глава 20. Философия информатики

Формула Планка в информатике была несколько преобразована в соответствии с содержанием статистической физики. Для определенного (дискретного) статистического распределения вероятности Pk информационная энтропия вычисляется по формуле:

где n – число состояний познаваемого объекта; P(xi) – вероятность состояния xi; Н(х) – информационная энтропия объекта х; основанием логарифма обычно выбирается число 2 (в таком случае информация исчисляется в битах). Величину Н называют негаэнтропией, т. е. энтропией с отрицательным знаком, ибо в формуле для подсче- та информационной энтропии используется знак минус (делается это для того, чтобы Н была положительной). Негаэнтропия нескольких сообщений равна сумме негаэнтропий отдельных сообщений. Для выполнения этого свойства как нельзя лучше подходит логарифми- ческая функция. Вот почему логарифмы включаются в формулу для подсчета величины негаэнтропии. Количество информации, переданное источником Х приемнику Y, I(х,у) вычисляется по формуле:

I (x,y) = H (x) − H y (x),

где Н(х) – негаэнтропия Х, а Нó(х) так называемая условная негаэнтропия источника Х относительно приемника Y. Нó(õ) < Í(õ).

Приведенные элементарные сведения относительно количества информационной энтропии позволяют перейти непосредственно к обсуждению содержания концепта информация. Схожесть формул для энтропии и негаэнтропии привела некоторых авторов к мысли о физической природе последней. Наиболее отчетливо такая точка зрения развивалась Л. Бриллюэном [5]. Налицо явно физикалистская позиция, согласно которой информация присуща буквально всем физическим явлениям и процессам. Как выяснится из дальнейшего, негаэнтропия является, строго говоря, не информацией, а ее носителем.

В нашей стране природа информации наиболее энергично обсуждалась в начале 1970-х годов (см. обзор различных точек зрения по проблеме понятия информации [6, с. 219–364]). При этом абсо-

405

Часть 2. Специальная философия науки

лютное большинство авторов исходило из марксистско-ленинской методологии. Особое значение придавалось учению В.И. Ленина о материи и тезису, что «вся материя обладает свойством, по существу родственным с ощущением, свойством отражения» [7, с. 91]. Отталкиваясь от ленинской теории материи и отражения, логично было предположить, что информация либо является атрибутом всей материи, либо присуща лишь тем существам, которые отражают свойства материи. Мы вынуждены акцентировать внимание на методологи- ческих предпосылках разработки понятия информации в нашей стране постольку, поскольку воззрения давно минувших годов с упорством, достойным сожаления, продолжают тиражироваться в наши дни. Особенно много сторонников привлекла точка зрения А.Д. Урсула. В силу этого его воззрения заслуживают особого внимания.

А.Д. Урсул подверг феномен информации тщательному анализу, стремясь объединить достоинства ленинских теорий материи и отражения. «Информация, будучи аспектом отражения, характеристикой разнообразия, также оказывается, прежде всего, одним из свойств материи, и в этом смысле она также объективна» [8, с. 223]. Итак, «информация – это отраженное многообразие» [8, с. 58]. Она «существовала и существует вечно и никогда не возникала» [8, с. 47]. Еще одна идея А.Д. Урсула состояла в том, что он относил категорию «информация» к общенаучным понятиям. «В настоящей работе мы исходили из того, что информация имеет лишь статус общенаучного понятия, не будучи в данный момент философской категорией» [8, с. 230]. Осторожность А.Д. Урсула имела веские основания: стремясь к правильному пониманию соотношения философии и частных наук, он всячески избегал поспешного включения понятий последних в состав категорий системы материалистической диалектики [8, с. 228]. Выход из затруднительного положения (концепты материи и отражения – философские категории, а понятие информации – нет) был найден в постулировании общенаучного статуса понятия информации. Будучи исключительно эрудированным автором, А.Д. Урсул всегда крайне осторожно формулировал выводы, чего нельзя сказать о многих сторонниках развитого им варианта философии информатики.

Многие авторы, отталкиваясь от идей А.Д. Урсула, особенно те, кто пришел в философию из информатики, смело включают поня-

406

Глава 20. Философия информатики

тие информации в состав философских категорий. Р.Ф. Абдеев, полагает, «что информация, удовлетворяя всем требованиям философской категории, не только отражает всеобщие формы бытия, их связи и взаимообусловленность, но и является фактором развития от низшего к высшему в природе, обществе и в познании. Материал данного учебника свидетельствует о всеобщности информации как философской категории» [9, с. 169]. В.Б. Гухман также очень решительно настаивает на переводе понятия информации из разряда общенаучных концептов в философские категории. «Информация всеобща, значит, она может быть отнесена к философским понятиям» [10, с. 38].

О всеобщности информации любят порассуждать и многие профессиональные информатики. Порой они склонны к очень резким философским выводам. Так, Ю.И. Шемакин и А.А. Романов пишут: «Информация как семантическая сущность материи – понятие системное и выражается в информации об объекте, о цели и необходимом силовом воздействии на объект. Источниками и приемниками информации могут быть элементы любой бинарной системы любого вида материи»[14, с. 13]. Эти же авторы резюмируют: «...знания и информация – семантическая сущность материи» [14, с. 10]. Не ясно, почему даже в случае со знаниями речь идет исключительно о материи, но не о сознании. Ю.И. Шемакин и А.А. Романов также следуют идеям А.Д. Урсула. Правда, на место ленинской теории отражения, истолковываемой в сугубо материалистическом духе, ставится семантика. Фактически защищается весьма спорное философское положение о возможности семантики без субъекта, т. е. интерпретатора. Впрочем, эти авторы, отклоняясь от избранной ими философии в сторону информатики, утверждают, что «информация и ее оценка возникают лишь во взаимодействии субъекта и объекта» [14, с. 33]. Это явный отход от материалистического понимания информации. Но все рекорды в абсолютизации феномена информации бьет, пожалуй, И.И. Юзвишин: «Мир – информационен, Вселенная – информационна; первичное – информация, вторичное – материя. Не бытие определяет сознание, а информация (сознание) определяет бытие» [11, с. 15]. Этот автор вполне серьезно предлагает физикам всюду видеть проявления информации [11, с. 27]!

407

Часть 2. Специальная философия науки

Итак, желание интерпретировать содержание феномена информации с позиций диалектико-материалистических категорий материи и отражения должно быть поставлено под сомнение. Нет оснований для навязывания информатике категорий диалектического материализма. Лучше проанализировать саму информатику, понять с проблемных позиций, что именно в ней произошло и происходит. В этой связи огромное значение имеет историческая трансформация информатики, выразившаяся, в частности, в том, что объектом информатики стали признавать не события или информацию, а данные

èзнания. Компьютеры, по общему признанию современных информатиков, используются для обработки данных и знаний. Применительно к предмету нашего интереса это означает, что прежде, чем говорить о понятии информации, надо рассмотреть природу данных

èзнаний.

Âинформатике под данными понимается все то, что, будучи выраженным средствами формальной языковой системы, может быть сохранено, обработано или передано субъектом посредством компьютера. Способ представления данных, к примеру, в форме электри- ческих сигналов, ориентирован, в конечном счете, на компьютер. Данные существуют не иначе, как посредством их языкового представления. А владеет этим языком человек. Таким образом, становится очевидным, что мир информации не существует без человека, который занимает здесь центральное положение. Базу данных изна- чально формирует человек, а затем он их обрабатывает, используя компьютеры.

Обратимся теперь к феномену знаний. Что такое знания? Чем знания отличаются от данных? «В общепринятом смысле, – пишет С. Осуга, – термин «знания» стал чрезвычайно популярным, однако этому термину сложно дать определение, поскольку он включает в себя большей частью философские элементы» [12, с. 9–10]. Этот же автор поясняет, что при обработке знаний наиболее фундаментальной и важной проблемой является, прежде всего, описание смыслового содержимого проблем самого широкого диапазона, а также наличие такой формы описания знаний, которая гарантирует, что обработка их содержимого формальными правилами преобразования будет осуществляться правильно. В самом общем виде знания можно определить как смысловое (концептуальное) содержание тех или

408

Глава 20. Философия информатики

иных проблем, представленное в ментальной, языковой или предмет- но-деятельностной форме. Применительно к информатике решающее значение приобретает представление знаний в определенной языковой форме. Если знания не представлены в языковой форме, то они не могут быть обработаны посредством компьютера. Строго говоря, данные – это одна из форм знаний. Разумеется, к сфере знаний принадлежит также программное обеспечение. Подобно данным, оно также обладает смыслом.

Итак, мы приходим к выводу, что существует органическая связь между феноменом информации и знаниями. Информация есть не что иное, как совокупность знаний в том виде, в каком они представлены в информатике. Развитие информатики показало, что феномен информации реализуется как представление и обработка знаний. При этом не следует забывать и о негаэнтропии, хотя не она выражает концептуальное содержание информации. Бесспорно, существует определенная связь между негаэнтропией и информацией. В компьютерных науках информация (знания) непременно должна быть представлена в осязаемой форме, т. е. посредством физических, химических или физиологических процессов. Именно в этой связи наступает час негаэнтропии, которой предоставляется почетная миссия быть материальным носителем информации.

Между информацией и негаэнтропией существует определенная зависимость, которую легко записать посредством символов:

I = f (H),

где I – информация; Н – негаэнтропия. Пикантность ситуации состоит в том, что функцию f невозможно представить в какой-либо канонической форме, в виде определенного математического выражения. Функция f меняется от одной информационной ситуации к другой. По поводу связи I и Н можно сформулировать, пожалуй, только одно правило: чем больше Н, тем большее количество информации I может быть им представлено. Возвращаясь к формулам, приведенным в начале данного раздела, приходится отмечать их неправильность. Там количество информации было представлено как изменение негэнтропии:

I = ∆ H.

409

Часть 2. Специальная философия науки

Однако изменение негэнтропии ∆ Н никак не выводит за пределы негэнтропии. Информация не сводима к негэнтропии. Приведенные в начале параграфа формулы понадобились нам прежде всего для того, чтобы показать несостоятельность негэнтропийного редукционизма. Путь определения количества информации подробнее будет рассмотрен нами в следующем разделе.

После определения природы информации вполне резонно подключить к анализу информатики и потенциал различных философских направлений – герменевтики, аналитизма, постструктурализма. Выше было показано, к каким выводам приводит опора на диалектический материализм: информация, как правило, переводится в разряд атрибутов материи. Нетрудно понять, каким образом будут интерпретировать природу информации представители других философских направлений.

Феноменологи обратят особое внимание на ментальный процесс как выработку знаний и их последующего языкового представления. Последовательный герменевтик покажет, каким образом можно подключить компьютерную обработку знаний к процессу понимания сути той или иной ситуации. Его интерес будет также сосредоточен на переводе вначале естественного языка на машинный, а затем машинного языка на естественный. Герменевтик всегда придает основополагающее значение естественному языку. В отличие от него аналитик сосредоточит свое внимание на логическом содержании языков, способах обработки данных и знаний. Наконец, постструктуралист в соответствии со своей установкой на плюрализм, надо полагать, обратит особое внимание на обилие машинных языков и трудности их согласования.

Таким образом, актуальны различные философские программы исследования феномена информации. При их реализации необходимо соблюдать осторожность, т. е. не навязывать информатике чуждые ее природе определения.

20.3. Информационная семантика и прагматика

Ни одна наука не в состоянии избежать причастности к семиоти- ческому триединству синтактики, семантики и прагматики. Но, как правило, аспекты этого единства попадают в поле зрения исследова-

410