Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Философия математики и технических наук. Учебное пособие для вузов
.pdf
Глава 6. Философские проблемы информатики
«недопустимыми» в управляемой системе, поведение
которой должно быть предсказуемо, задано извне. Ус
пех кибернетического подхода к управлению биологи
ческими, техническими и экономическими системами
был столь очевиден, что, казалось, задачи понимания
механизмов самоорганизации сложных систем будут
решены в рамках этого же подхода. Правда, элитой ки
бернетического сообщества предпринимались попыт
ки, раскрыть как тайну самоорганизации, так и приро
ду феномена информации. В 1966 г. была издана книга
«Принципы самоорганизации», которая представляет
собой сборник статей конференции, организованной
отделом информационных систем Управления военно
морских исследований США. Начало конференции
ознаменовалось обращением к термину «самооргани
зация».
«Мы блуждаем в мире загадочных черных ящи
ков, ящиков доктора Эшби. Одни из них — черепахи,
другие — горлицы, третьи — пересмешники; некото
рые из них — цифровые вычислительные машины, —
говорит известный английский ученыйкибернетик
Гордон Паск, выясняя вопрос о том, какие из систем
способны к самоорганизации. — Но, наконец, мы стал
киваемся с небольшим, но противным классом сис
тем, которые мы, помоему, как раз и называем “само
организующимися” и которые включают и вас,
джентльмены. Вы, несомненно, в высшей степени слу
чайные машины, потому что несете всякий вздор. Моя
уверенность в том, что вы скажете в следующий мо
мент, такова же, как и неуверенность, в каком поло
жении остановится “случайное” колесо... Системы
такого рода мы и будем называть самоорганизующи
12
мися»
.
Итак, в данном высказывании была отмечена прин
ципиальная значимость случайного в процессе само
организации. Оказалось, что образование структур дает
серьезное преимущество коалициям элементов, каж
дый из которых не несет в себе самоорганизующего
начала. Объединяясь, элементы приобретают новое
12
Принципы самоорганизации. М.: Мир, 1966. С. 285.
411
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
качество. В современных книгах по синергетике обыч
но приводится описание поведения амебы — однокле
точного животного — как яркий и наглядный пример
самоорганизации. Пример этот перекочевал от кибер
нетиков из доклада Паска в современные книги о са
моорганизации. Амебы вырабатывают вещество акра
зин в моменты дефицита амебной пищи. Это позволяет
им находить друг друга, образовывая структуру —
организованное целое, способное перемещаться (это
го не может одна особь) из «голодных» областей в
«хлебные». За поведением амеб тщательно наблюдали;
часть доклада, посвященная их коллективным действи
ям, вызвала большой интерес. Это не исключило, одна
ко, и скептических высказываний, например, Георга
Цопфа: «Я всего лишь надеюсь, что кибернетика и тот
ее раздел, который касается самоорганизующихся
систем, могут осветить (но не решить! — Авт.) одну
единственную кибернетическую проблему: проблему
управления и связи внутри человека и между людь
ми... Я намерен рассматривать символы и черные
ящики, слизи и лишайники, заводы, вычислительные
устройства и ракетные системы только в надежде, что
результаты такого рассмотрения приведут к тому, что
меня интересует... Я испытываю соблазн приписывать
большую ценность слову “нет”, чем слову “да”».
Эта элегическая грусть по поводу несовершенства
знаний кибернетиков о самоорганизации, оказалась
более эвристичной, чем оптимизм Эшби, утверждавше
го, что в «настоящее время принципы, лежащие в ос
нове самоорганизующихся систем, известны достаточ
но полно». При этом, как заметил Лернер: «в области
теории самоорганизующихся систем мы уже знаем,
“где копать”, хотя еще ни одного ценного “клада” не
“выкопали”». Кибернетики нащупывали области, в ко
торых царит самоорганизация: система магнитов, мо
делирующая структуру доменов, модель коры мозга по
аналогии со структурой доменов, рост кристаллов из
сильно переохлажденного раствора, то есть в сильно
неравновесных условиях.
Для того чтобы убедиться в адекватности феноме
на информации миру процессов, изучаемых постне
412
Глава 6. Философские проблемы информатики
классической наукой, перечислим ее основные онто
логические и методологические положения.
Первое. Наука прошлого столетия оперировала
обратимыми (классическая механика) и необратимы
ми (равновесная термодинамика) процессами. Однако
в природе реализуются также такие необратимые про
цессы, которые приводят к созданию пространствен
новременных (диссипативных) структур. Такая не
обратимость играет существенную конструктивную
роль, из нее следует различие между прошлым и буду
щим («стрела времени»), обусловленное не особенно
стями нашего описания, а самой природой вещей.
Это онтологическое положение постнеклассической
науки имеет прямое отношение к процессу генерации
информации, являющемуся типично необратимым, по
скольку генерация — это выбор, и коль скоро он сде
лан, происходит событие, разделяющее прошлое и бу
дущее. Об этом еще в начале ХХ в. писал известный
математик и философ А.Н. Уайтхед: способность к со
творению, то есть рождению между прошлым и буду
щим через становление, является непреложным фунда
ментальным фактом. Таким образом, можно заключить,
что, если бы не различие между прошлым и будущим,
игнорируемое традиционной наукой, информация не
могла бы возникать. Это еще раз подчеркивает: место
феномена информации только в постнеклассической
картине мира.
Второе. Неравновесные состояния открытых сис
тем весьма конструктивны благодаря их способности
к самоорганизации, то есть к «пороговому» локально
му самоупорядочению с образованием диссипативных
структур. Такое поведение — необходимый элемент
процесса рецепции информации, то есть и второе кон
цептуальное положение, как и первое, имеет отноше
ние к информации, так как рецепция есть процесс
неравновесный. Кроме того, поскольку рецепция ин
формации означает возникновение определенной упо
рядоченности в воспринимающей системе, это не толь
ко неравновесная, но далекая от равновесия система.
Рецепторная система, следовательно, есть система
диссипативная.
413
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
Третье. Важнейшим состоянием синергетической
системы является хаос, или, точнее, хаотическая дина
мика. «Связанная с разупорядоченностью неустойчи
вость движения позволяет системе непрерывно про
щупывать собственное пространство состояний, созда
вая тем самым информацию»
13
. Нет необходимости
комментировать связь информации с третьим концеп
туальным положением постнеклассической науки, о
ней говорится в самом этом положении.
Итак, мы указали на неформальную связь понима
ния природы информации с идеями теории самоорга
низации, представляющей собой основу постнекласси
ческой науки. Мы представляем себе мир, интепрети
руемый этой наукой, как мир не только траекторий, но
и процессов. Неопределенность мира, не являющего
ся ни автоматом, ни хаосом, не исключает значимой
деятельности индивида в нем.
В рамках кибернетики были предприняты попыт
ки создания теории самоорганизующихся технических
систем без выяснения конкретных механизмов само
организации. Точнее, правильные догадки о такой воз
можности не были развиты. К синергетике впервые
пришли отнюдь не кибернетики, а физикохимики и
физики, изучавшие нелинейные колебания, колебатель
ные химические реакции и стимулированное излуче
ние лазера. Следует признать, что, несмотря на огром
ное практическое значение кибернетики, создать в ней
единую теоретическую концепцию так и не удалось.
В отличие от этого, появление синергетики воспри
нимается как рождение нового объединяющего направ
ления в науке, знаменующего новое мировоззрение, от
личное от ньютоновского классицизма. В рамках си
нергетики удается раскрыть сущность феномена
информации на основе перехода современного позна
ния от «парадигм бытия» к «парадигме становления»,
созвучном философии Уайтхеда. В чем же состоят
принципиальные различия кибернетического и синер
гетического подходов? Без претензии на исчерпываю
13
Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных
системах. М.: Мир, 1979. С. 224.
414
Глава 6. Философские проблемы информатики
щую полноту ответа на поставленный вопрос отметим
следующее.
1. Кибернетика изучает законы управления и свя
зи, оперируя законами управления и информационных
взаимодействий (с помощью обратных связей) на не
скольких уровнях одновременно.
Синергетика имеет дело с системами самооргани
зующимися, их развитие можно только направлять, при
этом, согласно С.П. Курдюмову, небольшое энергети
ческое «воздействиеукол» в нужном пространствен
новременном локусе оказывается достаточным, чтобы
система перестроилась, и возник новый тип структур.
2. Несмотря на то что основным фактором кибер
нетических систем служит информация, и в силу этого
кибернетика отвлекается от энергетического и веще
ственного субстратов, кибернетические системы дей
ствуют в рамках традиционной науки (классической и
квантовой механики). В их поведении нет ничего, что
не могло бы быть предсказано с помощью этих зако
нов. Они вполне детерминистичны.
Поведение синергетических систем не противо
речит законам традиционной науки, но не прогнозиру
ется ими.
3. Кибернетика использует информацию как не
что данное. Выяснения причин и механизмов ее воз
никновения не входят в ее задачи.
С позиций синергетики для генерации информа
ции принципиально важны хаотические состояния
систем, выход из которых сопровождается созданием
новой информации.
4. Синергетика позволяет проследить эволюцию
информационной системы как эволюцию ценности и
новизны созданной информации.
Кибернетика, как и математическая теория связи
(традиционная теория информации), не рассматрива
ет эволюцию ценности и новизны информации.
Мы можем сделать вывод о том, что два важней
ших информационных процесса — генерация и рецеп
ция — суть процессы синергетические. Они неравно
весны, необратимы, для их реализации необходимы
области хаотичности.
415
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
Итак, в эволюции теории информации можно вы
делить два этапа: кибернетический и синергетиче
ский. То, что обычно называют информатикой, раз
вито на теоретических основаниях кибернетическо
го этапа. Синергетический этап открыл возможности
создания динамической теории информации. Эта
теория открыла новые возможности решения задач
проектирования информационных систем, системно
го анализа и моделирования процессов трансформа
ции информации, то есть задач, входящих в «область
интересов» информатики. Помимо этого, исследова
ние рецепции на основе динамической теории ин
формации позволило создать новое направление
информатики — нейрокомпьютинг. Успехи инфор
матики обозначили и круг проблем, носящих методо
логический характер. Прежде всего к ним относятся
проблемы выявления цели информационных процес
сов и роли информации в процессах самоорганиза
ции. Эти проблемы мы обсудим в следующем разде
ле, а пока обобщим все выше сказанное и предло
жим свой
14
вариант упорядочения коллекции опре
делений понятия «информация».
Логической основой современного научного мыш
ления является переход от фундаментализма к поли
фундаментальности (многомерности) в категориаль
ном строе и способе мышления, в его методологичес
ком и мировоззренческом базисе. В изучении много
мерного мира одним из ведущих принципов является
принцип дополнительности, согласно которому суще
ствует связь между альтернативными описаниями
одного и того же сложного объекта. Каждое из опре
делений не охватывает полноты сущностных характе
14
Подробно эта коллекция дана в монографии, на которую мы
уже ссылались (МеликГайказян И.В., МеликГайказян М.В., Тара
сенко В.Ф. Методология моделирования нелинейной динамики
сложных систем. М.: Физматлит, 2001. С. 86–123), хотя ее же
можно встретить и в книгах Чернавского Д.С. (например: Синер
гетика и информация: динамическая теория информации. М.:
Наука, Физматлит, 2001). Это лишний раз подтверждает необхо
димость философскометодологических работ для развития конк
ретнонаучных исследований в области теории информации.
416
Глава 6. Философские проблемы информатики
ристик объекта как целого, но дополняет другие. Та
ким образом, если различные определения одного и
того же явления не содержат ошибок, они позволяют
соединить его альтернативные модели для охвата всей
многомерной реальности. Подобный антифундамен
тализм безусловно характерен для информации. Он
то и является причиной беспокойства тех исследова
телей, которые считают, что логический фундамента
лизм имеет неограниченную область применения, а
потому существует единое жесткое определение тер
мина «информация». Такая лаконичная и жесткая
дефиниция действительно невозможна: большинство
определений верны, но все они являются частными,
ибо отражают либо лишь определенный этап процес
са (например, «передача сведений»), либо его цель
(«приобретение новых знаний»).
Как мы уже отмечали, длительное время в науке
существовала загадочная неопределенность и неодно
значность в интерпретации понятия «информация».
С одной стороны, крепла уверенность в том, что инфор
мация играет огромную роль в природе и человеческом
обществе. С другой стороны, нельзя было не видеть, что
попытки научного определения явления информации не
имели успеха. Это наиболее ярко проявилось в сентен
ции создателя кибернетики Н. Винера, утверждавшего:
«Информация есть информация, а не материя и не энер
15
гия»
. Ясно, что отрицание не может претендовать на
роль определения, вместе с тем в данном случае оно
существенно, ибо указывает на отсутствие субстан
ционального (вещественного и полевого) происхожде
ния информации. С другой стороны, по мнению
Н.Н. Моисеева, «строгого и достаточно универсального
определения информации не только нет, но оно и вряд
ли возможно»
16
. Имеется целая коллекция определений,
имеющих гносеологический аспект.
В философском энциклопедическом словаре чита
ем: «Информация (от лат. informatio — ознакомление,
15
Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и
машине. М.: Сов. радио, 1968.
16
Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М.: Молодая гвардия,
1990. С. 160.
417
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
разъяснение, представление, понятие): 1) сообщение,
осведомление о положении дел, сведения о чемлибо,
передаваемые людьми; 2) уменьшаемая, снимаемая
неопределенность в результате получения сообщений;
3) сообщение, неразрывно связанное с управлением,
сигналы в единстве синтаксич., семантич. и прагматич.
характеристик; 4) передача, отражение разнообразия
в любых объектах и процессах (неживой и живой при
роды)»
17
.
Становится очевидным факт глубокого полимор
физма языка теории информации. Приведенная кол
лекция определений — результат суждений о разных
гранях достаточно сложной концепции об информации,
которая только еще начинает выкристаллизовываться
на основе кибернетики и нелинейной динамики. Оста
новимся на одной из таких граней.
Особое место в коллекции определений занимают
утверждения о том, что информация — это алгоритм:
«информация... есть план строения клетки и, следова
тельно, всего организма»
18
.
Модификацию этого определения мы встречаем в
известной работе Эриха Янча, трактовавшего инфор
мацию как «инструкцию» к самоорганизации в про
19
цессе эволюции биологических структур
. Научное
определение в аспекте «информация есть некий алго
ритм» дает В. Корогодин. Обсудим его предложение
20
Пусть имеется ситуация S, на основе которой спон
танно с вероятностью p может происходить событие Z,
сопровождающееся побочными продуктами W. Это
преобразование можно описать:
.
S
→
17
Философский энциклопедический словарь. М.: Политиздат,
1986. С. 590.
18
Эйген Э., Винклер Р. Игра жизни / Пер. с нем. М.: Наука, 1979.
94 с.
19
См.: Jantsch T. The selforganizing Universe: Scientific and human
implications of emerging paradigm of evolution. Oxford etc.: Pergamon
press, 1980. Р. 99–102.
20
См.: Корогодин В.И. Информация и феномен жизни. Пущино:
АН СССР, 1991. С. 22–24.
418
(Z, W). (1.9)
p
Глава 6. Философские проблемы информатики
Назовем Z «целью». Можно так воздействовать на
процессы в S, чтобы вероятность достижения цели
увеличилась до P. Для этого должно быть совершено
целенаправленное действие с помощью некоего опе
ратора Q, построенного на основе информации I. Сле
дующее соотношение описывает целенаправленное
действие:
Q
(R, S)
→
,
pP
(Z, W), (1.10)
где R — ресурсы, содержащиеся в S.
Оператор Q — единственный компонент действия,
отличающий его от спонтанного течения событий.
Информационный оператор не может возникнуть слу
чайно, а должен быть построен в соответствии с зара
нее имеющимся планом. Отсюда следует такое опре
деление феномена информации:
n «совокупность приемов, правил или сведений,
необходимых для построения оператора, будем назы
вать информацией»
21
.
Автор этого определения ограничивает возмож
ность целеполагания только живыми организмами.
Если бы это ограничение было справедливым, оно
могло бы послужить резкой границей раздела между
«живым» и «косным». Однако на основе представле
ний постнеклассической науки эта граница практи
чески не существует. Дело в том, что математические
модели нелинейных открытых сред свидетельствуют,
что такие среды потенциально содержат определен
ные формы организации — наборы иерархических
структур, самоподдерживающихся в определенных
условиях взаимодействия с окружающей средой. Этот
скрытый в нелинейной среде спектр структур — ат
тракторов предстает как спектр целей эволюции. Речь
идет не только о биологической, но и об эволюции
физикохимических систем. Целью является «выпа
дение» системы на аттрактор, то есть выбор такой ин
формации, которая способна распространиться на
всю систему. Другими словами, можно сказать, что
21
Корогодин В.И. Информация и феномен жизни. С. 22–24.
419
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
целью является сохранение информации в будущем.
Применительно к живым объектам, в частности, к
биологической эволюции, цель — сохранение своей
информации — представляется очевидной, так как
соответствует сохранению индивидуума или вида. Но
и в случае неживых неравновесных систем фиксиру
ется распространение информации определенного
вида на всю систему. Дело в том, что все сложные
системы содержат подсистемы, которые непрестан
но флуктуируют. Иногда в сильно неравновесной си
стеме отдельная флуктуация может в результате по
ложительной обратной связи стать настолько значи
мой, что «захватывает» множество подсистем,
начинающих кооперативное движение под влиянием
созданной информации, распространившейся на всю
систему.
Большое число похожих и непохожих друг на дру
га определений понятия «информация» породило осо
бое отношение ученых к возможности и необходимос
ти выяснения сущности самого феномена.
Применение информационного подхода к описа
нию динамики различных систем (от механических до
знаковых) не может быть методологически корректным
без выяснения вопроса о сущности информации. Ре
шение проблемы «определения» важно и для выясне
ния того места, которое занимает информация в окру
жающем нас мире.
В настоящее время признано, что в период тради
ционной науки значительная часть конкретного мира
вокруг нас «ускользала из ячеек научной сети» (мета
фора Альфреда Норта Уайтхеда, цитируется по книге
22
Это в полной мере относится к понятию «информация»,
генерация которой, как мы видим, связана с синергети
ческим процессом. Достаточно вспомнить и о многооб
23
разии этого явления: информация — выбор
; — сиг
).
22
См.: Пригожин И.Р., Стенгерс И. Время, хаос, квант / Пер. с
англ. М.: Прогресс, 1984. С. 263.
23
См.: Кастлер Г. Возникновение биологической организации:
Пер. с англ./ Под ред. Л.А. Блюменфельда. М.: Мир, 1967. 90 с.; Эй
ген М. Молекулярная самоорганизация и ранние стадии эволю
ции // Успехи физических наук. 1973. Т. 109. Вып. 2. С. 545–590.
420
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]