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
нал24; — программа25; — сведения26; — знания27; —
негэнтропия
28
; — процессы отражения29 и т. д. Стано
вится ясным, что корни трудностей определения сущ
ности феномена информации (об этом свидетельствует
приведенные нами похожие и непохожие друг на друга
формулировки), заключаются в попытках рассмотреть
постнеклассический объект с позиций и методами тра
диционной науки. Серьезные попытки кибернетиков
дать необходимое определение привели к своеобразно
му парадоксу: кибернетика широко использует инфор
мацию как средство управления сложными системами,
но оказалась неспособной дать этому явлению адекват
ное определение. И это вопреки заинтересованности в
решении вопроса ведущих кибернетиков, стремящихся
к постановке больших теоретических проблем. К этому
выводу приводит анализ обзорных работ, посвященных
философии кибернетики и теории информации. В них
поднимаются актуальные вопросы, например, о связи
информации и психологии, о роли информации в раз
витии общества
сти кибернетических систем
24
См.: Тарасенко Ф.П. Введение в курс теории информации.
Томск: Издво ТГУ, 1963. 240 с.
25
См.: Корогодин В.И. Информация и феномен жизни. Пущино:
АН СССР, 1991. 200 с.; Эйген М. Молекулярная самоорганизация и
ранние стадии эволюции // Успехи физических наук. 1973. Т. 109.
Вып. 2. С. 545–590.
26
См.: Котина С.В. К вопросу о соотношении понятий отражения
и информации // Труды Кишинев. с.х. инта. Кишинев, 1968. Т. 175.
27
См.: Махлуп Ф. Производство и распространение знаний в
США. М., 1966.
28
См.: Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в живот
ном и машине / Пер. с англ. М.: Сов. радио, 1968. 344 с.
29
См.: Берг А.И., Черняк Ю.И. Информация и управление. М.:
Мысль, 1966. 64 с.; Бриллюэн Л. Научная неопределенность и ин
формация / Пер. с англ. М.: Мир, 1966. 272 с.; Елгнанинова О.В.
Роль социальной информации и математических методов в выра
ботке управленческих решений // Научное управление обще
ством. М., 1969. Вып. 3.
30
См.: Кочергин А.Н., Цайер З.Ф. Информациогенез и вопросы
его оптимизации. Новосибирск: Наука, 1977. 232 с.
31
См.: Пушкин В.Г. Проблема надежности. М.: Наука, 1971.
192 с.
30
, о философской проблеме надежно
31
, о социальных пробле
421
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
мах информатики32 и т. д. Становится ясно, что дело не
в субъективных сложностях, с которыми сталкиваются
отдельные ученые и, уж конечно, не в недостаточной
эрудиции этих ученых, а в принципиальной особенно
сти познавательной ситуации. Признание информации
многостадийным необратимым процессом в неравновес
ных системах означает, что информация — объект пост
неклассической науки. Это раскрывает причину преж
них неудачных попыток дать универсальное определе
ние сложного феномена, рассматривая лишь один из
множества его аспектов. Такой подход позволяет при
мирить различные частные определения и на их основе
построить представление об информационном процес
се, состоящем из отдельных стадий. Порядок и число
стадий не универсальны и могут быть различны в раз
ных конкретных ситуациях. Так, во многих случаях ис
пользуются устройства, осуществляющие перевод ин
формации с одних систем записи на другие, что позво
ляет участие в информационном процессе различных
носителей. Возможные стадии отражены на схеме рис. 6.
Заметим, что, понимая под термином «информация»
процесс, мы употребляем его с глаголами «хранить»,
«запасать», «обладать». Во всех этих случаях имеется в
виду способность информации — процесса оставлять
реальные следы в материальном мире в виде некоторо
го результата. Так, например, носитель информации
(блок 2) может восприниматься как объект, обладающий
информацией, а блок памяти (блок IV) как хранилище ин
формации, оператор (блок 7) как устройство, позволя
ющее реализовать программу, отвечающую семантике
информации. Все эти существительные вовсе не исклю
чают основного смысла информации — ее процессу
альности. Ведь генерация — выбор, запоминание, коди
рование, передача по каналам связи, считывание, отбор,
целенаправленные действия — суть процессы. Пока
жем, что они связаны со свойствами информации (об
щими для всех ее видов), а также отражают причины
глубокого полиморфизма этого термина. Каждая стадия
32
См.: Глинский Б.А. Философские и социальные проблемы ин
форматики. М.: Наука, 1983. 110 с.
422
Глава 6. Философские проблемы информатики
выступает как некая грань сложной системы представ
лений, объединяемых концепцией постнеклассической
науки. Разным ученым по тем или иным причинам ока
зываются доступными лишь эти отдельные грани явле
ния, отсюда — множественность определений одного и
того же феномена. Каждой стадии, представленной бло
ком рис. 6, введем в соответствие то или иное опреде
ление. Рассмотрим наиболее значимые элементы
схемы.
Блок 1. «Генерация информации есть случайный
выбор» (определение Г. Кастлера). Выбор имеет смысл,
то или иное содержание или семантику. В дальней
шем развитии процесса информация однозначно оп
ределит оператор (блок 7), для построения которого она
использована. В этой определенности информации и
состоит ее важное свойство — семантика. Однознач
ность понимается в таком же смысле, как однознач
ность определения фенотипа генотипом.
Блок 2. Как было рассмотрено выше, запоминание
есть необратимый, неравновесный процесс перехода
системы из одного состояния в другое. Этой стадии
процесса отвечает такое определение: «Информация —
объективное содержание связи между взаимодейству
ющими материальными объектами, проявляющееся в
изменении состояний этих объектов»
33
.
Фиксируемость представляет собой ключевое
свойство информации, которая, не являясь «ни мате
рией, ни энергией», может существовать только в за
фиксированном состоянии на материальном носителе.
При этом происходит деформация носителя с време
нем релаксации большим, чем время считывания.
Блок 3. Кодирование — подготовка сообщения для
передачи по каналу связи либо к пользователю, спо
собному считывать и декодировать информацию, либо
в блок «Памяти» для длительного хранения.
В технике связи термин «кодирование» является
родовым для всякого процесса, посредством которого
сообщение превращается в сигнал, подходящий для
33
Михайлов А.И., Черный А.И., Гиляровский Р.С. Основы инфор
матики. М.: Наука, 1968.
423
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
данного канала. С кодированием и декодированием
связан специальный круг задач создания наиболее
труднорасшифровываемого кода или о наиболее про
стом кодировании.
Процесс генерации
информации
Блок 1
Процесс фиксирования
информации
Блок 2
Процесс кодирования
информации
Блок 3
Процесс передачи
информации
Блок 4
Процесс
декодирования
считывания
информации
Блок 5
Процесс
рецептирования
информации, отбор
алгоритмов
Блок 6
Процесс построения оператора
по алгоритму, отвечающему
Процесс
целенаправленных
действий
Блок 8
семантике выбора
Блок 7
Процесс передачи
информации в память
Блок IV
Процесс хранения
информации
Блок V
Процесс
рецептирования
информации
из блока памяти
Блок VI
Процесс
редупликации
информации
Блок 9
Рис. 6. Блоксхема информационного процесса,
состоящего из элементарных актов
Этой стадии информационного процесса отвечает
определение, которое дается в словаре лингвистиче
ских терминов: «Информация — это сведения, содер
424
Глава 6. Философские проблемы информатики
жащиеся в данном сообщении и рассматриваемые как
объект передачи, хранения и переработки»
34
. Отметим
и роль свойства мультипликативности, благодаря ко
торому возможно существование одной и той же ин
формации на разных носителях. Эти два свойства иг
рают важную роль для процесса кодирования – под
готовки сообщения (сигнала) для передачи по каналу
трансляции либо в синхронном режиме, непосред
ственно к объектуреципиенту, либо в блок «памяти»
для длительного хранения. Каналов связи, каналов
трансляции может быть несколько (на рис. 7 показан
один между блоками 3 и 7), и «формат» каждого из них
требует своего кода, что и становится возможным вслед
ствие свойства инвариантности.
На стадии кодирования важным является свойство
информации быть инвариантом по отношению к фи
зической природе носителей
35
.
Принцип инвариантности означает, что одна и та
же информация, независимо от ее семантики, может
быть «записана» на любом языке, любым алфавитом,
то есть системой знаков, наносимых любыми способа
ми на любые «подложки». Оказывается возможным
переводить информацию с одного языка на другой (это
относится и к «машинным» языкам). «Ярчайшим при
мером инвариантности информации может служить
наше понимание генетической информации и созда
ние искусственных генов в соответствии с заранее
составленным планом»
36
.
Блоки 4 и IV отвечают передаче к пользователю и
в «Память» по каналам связи. Для этих двух идентич
ных стадий важно понятие не информации, а ее ха
рактеристики — «количество», определяемое по фор
муле Шеннона на основе статистических свойств со
общения, связанных с частотой передачи тех или иных
сигналов. Связь с семантикой информации полностью
34
Ахманова О.С. Словарь лингвистических терминов. М.: Сов.
энциклопедия, 1966. 608 с.
35
См.: Дубровский Д.И. Информация, сознание, мозг. М.: Выс
шая школа, 1980.
36
Корогодин В.И. Информация и феномен жизни. Пущино: АН
СССР, 1991. С. 31.
425
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
отсутствует, поэтому этим блокам можно привести в
соответствие только свойство транслируемости — воз
можности информации быть переданной с одних но
сителей на другие. От скорости трансляции зависит
жизнеспособность информации.
Мы уже отмечали, что до сих пор еще сильны
традиции считать шенноновскую формулу, бесспорно
важную в технике связи, исчерпывающим определе
нием информации.
Эффективность и экономичность, а также помехо
устойчивость передач логической информации, важной
для общения людей, связаны с оптимальной конструк
цией передающего устройства, включающего «кабель»
связи. При этом возникает множество технических
задач, решаемых в рамках теории связи.
Блок V — это блок памяти, то есть специальное
устройство, использующее носители с чрезвычайно
большой продолжительностью жизни. Такие блоки
предназначены для хранения информации, запасен
ной впрок. Для искусственного создания запомина
ющих устройств может быть использовано неогра
ниченное многообразие физикохимических явлений,
обусловливающих изменение состояния некоторого
запоминающего элемента под влиянием внешних
воздействий. Создание подобных эффективных уст
ройств в ходе развития информационных систем
было настоящей революцией. Необходимость совер
шенствования конструкции блока памяти, имеющего
наибольшую емкость и вместе с тем доступность
запомненной информации, поставила задачу о нало
жении информации и об ассоциативной памяти.
Последнее означает, что в блоке памяти могут быть
наложены друг на друга информации, относящиеся
к разным множествам. Мы говорим, что система
обладает ассоциативной памятью, если при подаче
на ее вход некоторой картины она автоматически
отбирает и подает на выход наиболее близкую к ней
хранящуюся в памяти картину.
Природным блоком запоминающего устройства с
ассоциативной памятью является мозг. Исключитель
ная пластичность мозга человека, система произволь
426
Глава 6. Философские проблемы информатики
ного доступа к огромным объемам информации, хра
нящейся в нем, ставят множество вопросов о меха
низмах памяти, к обсуждению которых мы вернемся
ниже.
Стадия хранения в памяти, строго говоря, не явля
ется процессом. Процессуально лишь формирование
памяти и заполнение запоминающих ячеек блока па
37
мяти
, что аналогично фиксации информации, но на
гарантированно большие сроки (в идеале бесконечно
большие), ибо неизвестно, когда понадобится запом
ненная информация. Таким образом, мы снова имеем
дело со свойством фиксируемости, запоминания, дру
гими словами, носителей. Гибель носителей или их
существенное изменение означает потерю информа
ции, которая таким образом обладает свойством брен
ности. Память противостоит этому свойству. Бренность
различных информаций определяется свойствами их
носителей. Носители, с которых считывается инфор
мация, могут иметь малое время жизни, поэтому при
ходится переводить информацию для ее длительного
хранения на носители другой природы со значительно
б
óльшим временем жизни.
Блоки VI и 6 — это блоки рецепции информации из
«памяти» и после перекодирования соответственно.
Рецепция (получение) информации есть необрати
мый процесс в неравновесной системе. Рецепторная
система — это диссипативная система, самопроизволь
но повышающая степень своей упорядоченности. На
стадии рецепции созданная информация воспринима
ется неравновесной материальной средой, способной
создавать структуры, отбираемые с помощью правил,
естественного отбора, отбора людьми или созданными
ими устройствами. Понятию информации на стадии
рецепции отвечает определение Хаттена: «Информа
ция означает порядок, коммуникация есть создание по
рядка из беспорядка или, по крайней мере, увеличе
ние степени той упорядоченности, которая существо
37
Запоминающей ячейкой называется совокупность запоми
нающих элементов, предназначенных для хранения одного слова
или одной команды.
427
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
вала до получения сообщения»38, а также Винера: «Ин
формация — это обозначение содержания, полученно
го из внешнего мира в процессе нашего приспособле
ния к нему и приспособления к нему наших чувств»
39
Это согласуется с тем, что научное творчество в обла
сти естественных наук начинается рецепцией инфор
мации из природы, играющей роль «памяти». При этом
первым информационным актом является измерение.
Под измерением понимается любое однозначное
преобразование измеряемой величины в некоторую
другую, называемую регистрирующим параметром, в
то время как измеряемая величина является внутрен
ним параметром исследуемой системы. Любой опыт,
то есть результат измерения, дающий информацию о
физической системе, приводит к увеличению энтропии
либо самой системы, либо ее окружения и связан та
ким образом с необратимым процессом
40
. Это согла
суется с нашим тезисом о том, что рецепция информа
ции есть процесс необратимый. Блок 6 отвечает рецеп
ции информации, переданной для пользователя,
который должен ее принять и понять, а блок VI — ре
цепции из памяти. Наглядным примером является
работа историка в архиве, документы в котором могут
быть десятилетиями невостребованными, но тем не
менее их сохраняют на случай будущей рецепции. Мы
рецептируем информацию, когда учимся, читаем кни
ги, слушаем музыку, смотрим фильмы и т. д.
В современной технике рецепция из запоминающих
устройств используется в помехоустойчивых системах
связи. Так, например, расшифровка кода в технике те
леуправления осуществляется после накопления части
кода в специальных запоминающих устройствах и пе
риодически в нужные моменты рецептируется. В этом
случае задействованы блоки VI и 6.
.
38
Hutten E.H. The ideas of physics. Edinburg; London: Oliver & Boyd,
1967. 153 p. (Цит. по: Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в
животном и машине / Пер. с англ. М.: Сов. радио, 1968, С. 123–125.)
39
Винер Н. Кибернетика и общество. М.: ИЛ, 1958.
40
См.: Поплавский Р.П. Термодинамические модели информа
ционных процессов // Успехи физических наук. 1975. Т. 115.
Вып. 3. С. 465–501.
428
Глава 6. Философские проблемы информатики
На стадии рецепции важен целый комплекс
свойств информации: фиксируемость, размножае
мость, мультипликативность (возможность одновремен
ного существования одной и той же информации в виде
некоторого числа идентичных копий), семантика. Ин
вариантность лежит в основе возможности понимания
информации (то есть ее семантики), без которого ре
цепция была бы бесполезной.
Блоки 7 и 8 — это реализация некоторой програм
мы, которая была выбрана в процессе генерации
(блок 1). В связи с этим в книге М. Эйгена наряду с ка
стлеровским определением говорится и о таком ее смыс
ле: «Информация, то есть план строения клетки и, сле
довательно, всего организма»
41
. Модификацию этого оп
ределения мы встречаем в известной работе Э. Янча,
трактующего информацию как «инструкцию» к само
организации в процессе эволюции биологических струк
42
тур
. Реализация информации, представляющей собой
на этом этапе «руководство к действию», происходит
благодаря оператору — устройству, позволяющему до
стичь цели, ради которой генерировалась или рецепти
ровалась информация. По отношению к оператору ин
формация — алгоритм для его построения. Сама по себе
информация неспособна самостоятельно создавать опе
ратор. Для этого необходимо реализующее устройство
и ресурсы. Так, самая эффектная идея (информация) по
совершенствованию, например, станка не создаст но
вого станка, пока не будут «прочтены» соответствую
щие чертежи и не будет настроен некоторый механизм
реализации усовершенствования и, наконец, новый
станок как результат целенаправленных действий.
В биологии к классу операторов необходимо отно
сить и молекулы белка, и рибосомы, и негенетические
компоненты клеток. В социальных системах операто
ром являются технологии, общественные институты,
техника эксперимента.
41
Эйген Э., Винклер Р. Игра жизни / Пер. с нем. М.: Наука, 1979.
С. 12.
42
См.: Jantsch Е. The selforganizing Universe: Scientific and human
implications of emerging paradigm of evolution. Oxford etc.: Pergamon
press, 1980. Р. 99–102.
429
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
Стадиям, описываемым блоками 7 и 8, относится
определение: «Совокупность приемов, правил и све
дений, необходимых для построения оператора, будем
называть информацией»
43
. Построение оператора и
обеспечение его функционирования требует не только
ресурсов, но и энергозатрат.
Кроме семантики, важным для этих стадий является
свойство полипотентности. Смысл полипотентности в
том, что один и тот же оператор может быть использован
для осуществления самых разных целенаправленных дей
ствий. Таким образом, одна и та же информация с одной
и той же семантикой может быть использована для реше
ния разных задач, для достижения различных целей.
Основным свойством информации на описывае
мых стадиях является ее действенность — ключевое
свойство информации, приближающее систему к дос
тижению цели. Без деятельности информация обрече
на на гибель, ибо сама по себе она бесполезна в силу
своей пассивности.
Блок 9. Условием неограниченно долгого существо
вания информации, вопреки бренности, является пе
риодическая репликация (воспроизведение). Важно,
чтобы скорость репликации была не меньше скорости
деградации. В биологии, где репликация происходит
постоянно, наряду с сохранением информации прояв
ляется ее изменчивость, ибо при репликации возмож
ны «ошибки» — «информационные дефекты»
рые, тиражируясь в последующих поколениях, повы
шают изменчивость информации.
Итак, на этой последней стадии актуальными явля
ются такие свойства, как размножаемость, мультипли
кативность (возможность существования одной и той же
информации на разных носителях) и изменчивость.
Каким бы сложным нам ни казался информацион
ный процесс, мы должны помнить, что своим проис
хождением он обязан материальной среде, генериру
емая информация не может быть запомнена вне связи
43
Корогодин В.И. Информация и феномен жизни. Пущино: АН
СССР, 1991. С. 23.
44
430
См: МеликГайказян И.В. Информация и самоорганизация:
методологический анализ. Томск: Издво ТПУ, 1995. 180 с.
44
, кото
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]