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
с материей, а результат процесса никогда не находит
ся в противоречии с законами природы, хотя и не
прогнозируется ими.
Учитывая все сказанное, приходим к следующему
определению.
Информация — это многостадийный, необратимый
процесс становления структуры в открытой неравно
весной системе, начинающийся со случайного запоми
наемого выбора, который эта система делает, перехо
дя от хаоса к порядку, и завершающийся целенаправ
ленным действием согласно алгоритму или программе,
отвечающим семантике выбора.
Информация — это следствие макроскопической не
обратимости, следствие «поляризованной природы того
мира, в котором мы живем»
45
. В природе существуют
системы с обратимым поведением, допускающие полное
описание в рамках классической или квантовой механи
ки. В таких системах информация не генерируется. Воз
можна только информация «о них», их изучение, то есть
рецепция как тоже неравновесный, необратимый про
цесс в воспринимающей информационной системе.
Итак, мы выяснили, что определение Г. Кастлера
относится к процессу генерации информации, матема
тическая теория связи исследует процессы передачи
информации, а понимание информации как алгоритма
или инструкции (М. Эйген, Э. Янч) определяет этап со
вершения целенаправленных действий. Проблемой ос
тается выяснение того, что является целью. Напомним,
что в числе характеристик информации есть такая ха
рактеристика, как ценность, определяемая через веро
ятность достижения цели. Классическая наука исхо
дила из того, что цель могут иметь только «живые объек
ты». Однако трудно согласиться с «отсутствием»
информации в неживой природе.
Эволюция ценности информации
На каком этапе эволюции возникла информация?
Мнения ученых по этому поводу различны: с момента
45
Пригожин И.Р., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог
человека с природой / Пер. с англ. М.: Прогресс, 1986. С. 355.
431
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
Большого Взрыва – считают И. Пригожин, Г. Хакен; с
момента начала биологической эволюции – М. Эйген,
Э. Янч; только с момента создания генетической ин
формации – Н. Моисеев, В. Корогодин.
На проблемном поле исследований эволюционных
процессов долгое время отсутствовало то общее, что
объединяет эволюцию лазерной системы, развитие
эмбриона и эволюцию социокультурную, а именно
отсутствовала информация, генерация, рецепция и
эволюция ценности которой составляют необходимые
элементы самопроизвольного развития.
Эрих Янч сумел «дать контуры унифицирующей
парадигмы», способной пролить свет на неожиданный
феномен эволюции
46
. Основой такого подхода являет
ся термодинамика сильно неравновесных открытых
систем. Сходство процессов самоорганизации в имею
щих разную природу системах позволяет строить це
лостную картину эволюции, начиная с «космической
прелюдии» и кончая «оркестровкой сознания». При
этом все уровни неживой и живой материи, все фор
мы сознания получают единое объяснение — это эво
люция, основанная на самоорганизации. Нравствен
ность, мораль, религиозное сознание — все развива
ется подобно диссипативным структурам
47
Для нас особенно значимым является включение
Янчем в эволюцию феномена информации. Информа
ция понимается им как «инструкция» к самоорганиза
ции в живых системах, то есть находится в соответ
ствии со стадией целенаправленного действия и вос
производства (см. блоксхему на рис. 7). Поэтому
развертывание процесса развития есть спонтанное
структурирование самовоспроизводящихся систем.
В итоге нет необходимости привлекать для объяснения
специальные жизненные силы, подобные жизненному
порыву А. Бергсона. Однако Э. Янчем не ставится воп
рос о первых стадиях информационного процесса, а
также об эволюции самой информации, самопроиз
46
См.: Jantsch E. The selforganizing Universe: Scientific and human
implications of emerging paradigm of evolution. Oxford etc.: Pergamon
press, 1980. P. 343.
47
432
См. там же. Р. 308.
.
Глава 6. Философские проблемы информатики
вольном повышении ее ценности, образовании иерар
хических уровней все более высокого порядка и их
влиянии на темп эволюции.
Эволюция — это цепь событий и переходов «хаос —
порядок — хаос», цепь рождений информации, ее ре
цепции, передачи, трансформации и гибели. Отсюда
идея о том, что научные представления об эволюции как
о процессе должны включать некоторые требования
48
Первое требование — необратимость, выражаю
щаяся в нарушении симметрии между прошлым и
будущим.
Второе требование — необходимость введения по
нятия «событие». События не могут быть выведены из
детерминистического закона. Событие — это то, что
может быть, а может и не быть. Можно описывать собы
тия в терминах вероятности, но далеко не все «вероятно
стные» модели (вспомним «орла» и «решку») могут пре
тендовать на термин «событие». Событие должно порож
дать некоторый нетривиальный смысл. Методологическое
предпочтение «языка событий» языку вещей, предметов
объясняется тем, что с языком событий связаны идеи
становления, развития и качественных изменений.
Третье требование — «некоторые события долж
ны обладать способностью изменять ход эволюции.
Иначе говоря, эволюция должна быть «нестабильной»,
то есть характеризоваться механизмами, способными
делать некоторые события исходным пунктом нового
развития, нового глобального взаимообусловленного
порядка».
Генерация новой информации в процессе самоор
ганизации — это, несомненно, событие, ибо оно, с од
ной стороны, случайно, а с другой — всегда имеет не
который смысл. В процессе самоорганизации на опре
деленных этапах эволюции может возникать и
развиваться информация, резко изменяющая ход, а
главное, темп эволюции.
Значение для эволюции всех событий, ею же и
«провоцируемых», не может быть одинаковым, так как
.
48
См.: Пригожин И.Р., Стенгерс И. Время, хаос, квант / Пер. с
англ. М.: Прогресс, 1994. С. 53.
433
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
событие — это создание новой информации различной
ценности. Но не только ценность имеет значение. Такие
свойства информации, как изменчивость, бренность,
полипотентность, в сочетании с ее вероятностной при
родой указывают на возможность селекции информа
ционных событий. Память об информации в виде слож
ных структур, сформированных из относительно про
стых, наслаивающихся друг на друга, пересекающихся
и трансформирующихся, приводит к периодическому
возникновению тех значимых в судьбе эволюции собы
тий, о которых говорится в третьем требовании. Объе
динение структур, возникновение на этой основе более
высокой иерархической организации всей системы
адекватно представлению о возникновении новых, зна
чимых в глобальных масштабах видов информации.
С позиций информационного подхода к универсаль
ной эволюции весь единый грандиозный процесс не
равновесного Универсума от Большого Взрыва до на
ших дней можно представить себе как цепь последова
тельных событий. Цепь эта имеет разветвления,
тупиковые ветви, ведущие в никуда, возвраты, петли, но
ее общая тенденция — прогресс, то есть повышение
сложности, упорядоченности и разнообразия. Начало
каждого события — создание новой информации — это
скачок в развитии, далее следует адаптация — этап
повышения ценности информации, сопровождающий
ся потерей ее новизны и увеличением сложности. Это
приводит к обострению чувствительности систем к внут
ренним и внешним флуктуациям, разрушающим орга
низацию системы, переводящим ее в хаотическое со
стояние. Затем — снова выход из хаоса, снова событие
информация, как случай, запоминаемый системой,
вернее, множеством систем, развивающихся по множе
ству путей. И все время хаос играет роль средства
продления времени жизни сложной структуры.
Мы выяснили, что причиной создания информации,
создания новых порядков является хаос, что эволюция
системы — это цепь событий и переходов «хаоспоря
докхаос», цепь рождений информации, ее рецепции,
передачи, трансформации и гибели. Теперь уместно за
даться вопросом, а что есть (и есть ли) цель этого про
434
Глава 6. Философские проблемы информатики
цесса? В «досинергетический» период развития теории
информации считалось, что целеполаганием обладают
только живые системы. Философы, развивающие телео
логические представления, «обвинялись» в идеалисти
ческих взглядах, несовместимых с результатами науки.
Познавательная ситуация изменилась с открытием од
ного из фундаментальных фактов теории самооргани
зации — странных аттракторов. Асимптотически устой
чивые решения, окруженные областями притяжения, в
литературе именуются аттракторами
49
. В классических
представлениях это понятие было синонимом устойчи
вости и воспроизводимости — выхода в конечном итоге
на «то же самое» при любых начальных условиях
50
В синергетическом описании были выявлены опреде
ленные условия, при которых полностью детерминиро
ванные динамические системы «попадали» в область
хаотического поведения (в область «близкого, но не того
же самого»). В результате начальные условия, сколь
угодно близкие, но не совпадающие, порождают различ
ные траектории эволюции. В фазовом пространстве есть
участки, «притягивающие» эти траектории, по которым
происходят случайные блуждания. Полезно различать
«странные аттракторы», фазовый портрет которых пред
ставляет некоторую ограниченную область решений, и
«структурыаттракторы» как реальные структуры в от
крытых нелинейных средах, на которые выходят про
цессы эволюции в этих средах
51
. Эволюционирующие
системы, обеспечивающие глобальную эволюцию, со
держат в своей среде спектр структураттракторов как
спектр целей эволюции
52
. Несомненная роль случай
ности в процессе эволюции не означает, что будущее
может быть каким угодно. И вместе с тем невозможно
его предсказать даже для простейших самоорганизую
.
49
Аttrahere – лат. «притягивать».
50
См.: Пригожин И., Стенгерс И. Порядок, хаос, квант. М.: Про
гресс, 1994. С. 80.
51
См.: Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики.
Режимы с обострением, самоорганизация, темпомиры. СПб.:
Алетейя, 2002. С. 364.
52
См.: Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и само
организации сложных систем. М.: Наука, 1994. С. 88.
435
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
щихся систем изза множественности путей развития.
Эта непредсказуемость прежде всего относится к тем
«поворотным» событиям, которые способны повлиять на
ход эволюции, на темп развития. Невозможно предска
зать не только когда произойдет это событие, но и в чем
оно будет состоять. Логика, последовательность, смысл
событийинформаций виден только в ретроспективе.
Воспользуемся этим для того, чтобы построить иерар
хическую лестницу видов информации.
Итак, еще раз повторим, что в числе характерис
тик информации есть такая характеристика, как цен
ность. Ценность определяется через вероятность дос
тижения цели. Считалось, что цель могут иметь «жи
вые объекты». На этом основании утверждалось, что
информация «начинается» с генетической. В.И. Коро
годиным на эволюционной шкале были выделены сле
дующие виды информации: генетическая, поведенче
ская, логическая
53
. Герман Хакен54, выявляя связь
информации и самоорганизации в динамике квантово
механических объектов, ввел понятие «синергетиче
ская информация», так называемая Sинформация. Для
него информация в системах любой природы — это
Sинформация. Стало ясно, что цель может определять
ся аттрактивными состояниями как возможными на
правлениями эволюции системы. Это было принци
пиальным для обоснования существования информа
ции в системах различной природы. Можно показать
55
что на шкале универсальной эволюции периоды уве
личения сложности самоорганизующихся систем и
резкого повышения темпа их развития обусловлены ге
нерацией вида информации более высокого иерархи
ческого уровня. Есть основания говорить о четырех
видах информации: синергетической, генетической, по
,
53
Термин В.И. Корогодина (от греч. logos — слово), фиксирую
щий вид информации, связанный с возникновением вербальных
и визуальных языков. Логическая информация обеспечивает пре
емственность и развитие культур.
54
См.: Хакен Г. Информация и самоорганизация / Пер. с нем.
М.: Мир, 1993.
55
436
См.: МеликГайказян И.В. Информация и самоорганизация.
Методологический анализ. Томск: Издво ТПУ, 1995. С. 72–87.
Глава 6. Философские проблемы информатики
веденческой и логической. Принципиальным является
то, что свойства, характеристики и предпосылки ин
формации изоморфны для всех ее видов (см. таб
лицу 1 на с. 440). Сами же виды различаются наборами
носителей и операторов (механизмов реализации це
ленаправленных действий). Таким образом, виды ин
формации гомоморфны, что не позволяет результаты,
полученные для одного вида, экстраполировать на
другие виды. Нарушение этого положения будет при
водить к методологическим ошибкам.
В связи с пониманием сути того, что являет собой
цель, следует обратиться к следующей философской
проблеме. Как отмечалось выше, информация создает
ся, передается, воспринимается, кодируется, хранится,
используется, и все это является некими элементарны
ми актами, стадиями процесса. Информация — слож
ный процесс, состоящий из элементарных актов. Эле
ментарность эта относительна, ибо механизмы соответ
ствующих процессов достаточно сложны. При переходе
от одной стадии процесса к другой информация всякий
раз предстает в «новом обличье». Результат, получае
мый при завершении одной стадии, делает возможным
начало следующего этапа. Увидеть это, а тем более
идентифицировать отдельные стадии с теми или иными
дефинициями информации, с позиций классической
науки невозможно, ибо ей чуждо описание создания
нового, ранее не существовавшего, чуждо процессуаль
ное описание становления. В этом отношении филосо
фия А.Н. Уайтхеда значительно опередила господству
ющую в его время парадигму классической науки, пред
ставив системное понимание процесса становления. Он
выделял два вида процессов становления: «сращение»
и «переход». Сращение — это телеологический процесс
конституирования новой реальности, переход — это вос
хождение от достигнутого (в результате сращения) к
новой действительности, подготавливающий основания
для следующего сращения.
Телеологические представления «разбиваются» на
три уровня. Собственно телеология дает объяснение
направленности процессов, исходя не из конечных со
стояний, а из их «целенаправленности» под воздействи
437
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
ем надприродных сил. Представление о странных атт
ракторах, о структурахаттракторах дает право употреб
лять понятие «телеология», не прибегая к гипотезе о
«надприродных силах». Телеономизм рассматривает
процессы, направленные к конечному состоянию, под
контролем «встроенных» в них инструкций, программ.
В контексте нашего обсуждения ярким примером теле
ономизма является работа оператора, о котором мы гово
рили выше. Пассивное, регулируемое внешними усло
виями достижение конечного состояния описывается те
леоматическими процессами. Примером таких процессов
являются передача, хранение и декодирование инфор
мации в технических информационных системах.
Применительно к информационным процессам
разделение А.Н. Уайтхеда на «сращение» и «переход»
выглядит следующим образом.
На рис. 6 мы привели модель информационного
процесса на этапе «перехода». Эта модель показывает
возможный путь тех «перевоплощений» информации,
которые потребуются, чтобы сгенерированный выбор
был воплощен в достаточно эффективный способ реа
лизации. Итак, это модель разворачивания процесса,
детерминированного первоначальным зафиксирован
ным выбором системы.
Но как выглядит процесс генерации, для которого
мы использовали определение Г. Кастлера? Каков ме
ханизм процесса, причиной которого является цель?
Приведем модель эволюции ценности информации,
являющейся возможной моделью телеологического
этапа информационного процесса.
Преодолевая хаотическое состояние, система выби
рает один из многих возможных путей дальнейшего раз
вития, то есть генерирует информацию. Эта информа
ция фиксируется, объективируется системой. Выбор
сделан. Ценность его будет определена вероятностью
приближения к целям системы, к реальным для этого
пространства режимов структураматтракторам. Итак,
в результате «сращения» многих факторов, влияющих
на совершаемый выбор, а также на динамику целей пре
одоления неустойчивости система избирает сценарий
поведения. Происходит событие, завершающее телеоло
438
Глава 6. Философские проблемы информатики
гический этап. В результате телеологического процесса
происходит «вывод на поверхность, проявление пота
енного в природе, как мы бы сказали, асимптотик це
лей, “идей” развития, структураттракторов»
56
. Итак,
сильная неустойчивость (область бифуркации) «откры
вает» для системы возможность выбора будущего. Пре
делы же выбора определяются спектром возможных
структураттракторов, то есть система выбирает не из
сколь угодного, а из определенного числа вариантов.
Следует отметить, что, вопервых, некая «предзадан
ность» разрешерного будущего, закрепленная в спект
ре структураттракторов, действует в интервале между
состояниями сильной неустойчивости, «между бифур
кациями». Вовторых, выбор будущего в этом интервале
совершается необратимо. Втретьих, весь процесс раз
вития, вся цепь переживания бифуркационных состоя
ний, все «сращения» притягиваются из будущего тем,
что И.Р. Пригожин назвал «привлекающим хаосом», то
есть странными аттракторами.
Уже более двадцати лет назад была предложена
модификация модели Лоттки–Вальтера
57
. Модель име
ет вид:
∂
n
i
=− −+∆
nnnann
∂
где n
iijii
t
— число носителей информации iго типа,
i
N
τ
/,
∑
=
j
1
2
(1.11)
т. е. концентрация элементов системы, сделавших вы
бор iварианта из N вариантов. Член n
токаталитическое производство;
родукции. Отрицательный член
å
описывает ав
i
J — время автореп
ninj— отвечает анта
гонистическому (конкурентному) взаимодействию.
Член an
2
— описывает эффект «тесноты», борьбу за
i
«ресурсы» одинаковых, сталкивающихся друг с дру
гом элементов. Член ,n
— позволяет проводить ана
i
лиз пространственновременных распределений кон
56
Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Режи
мы с обострением, самоорганизация, темпомиры. СПб.: Алетейя,
2002. С. 132.
57
См.: Chernavskay N.V., Chernavski D.S. Some Theoretical Aspects
of the Problem of Life. // Origin. Theor. Biol., 1975. T. 8. № 53. P. 13–20.
439
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
Основные функции
Выбор пути устойчивого
развития системы, ее
прогрессивная эволюция,
сохраняющая информацию
Обеспечение слажен
ности функционирова-
ния клеток и организмов
Обеспечение функцио-
нирования популяций
организмов, обладающих
развитой нервной
системой
Обеспечение:
1) быстроты обмена новы-
ми знаниями между
Циклоны, химические
системы с
автокатализом, лазеры,
геологические
самоорганизующиеся
системы
Простейшие организмы,
растения, все живое
Все высшие животные,
включая человека,
информационных систем
экологические системы
Научные сообщества,
семиосфера, биосфера,
логосфера
членами сообщества;
2) консолидации
членов сообществ;
3) создание операторов-
орудий труда, производ-
ственных навыков и
научных методов
ИЕРАРХИЯ ВИДОВ ЭВОЛЮЦИОНИРУЮЩЕЙ ИНФОРМАЦИИ Таблица 1
440
Самовоспроизводящиеся
диссипативные
локальные структуры
Элементы самооргани-
зующейся системы
(дискретная или
1 2 3 4 5
Вид информации Носители Операторы Примеры
I. СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ
(S-информация)
Негенетические ком-
поненты клеток, со-
матические элементы
Поведенческие реакции;
условные и безусловные
рефлексы. Животные с
развитой нервной
системой. Система
"Учитель"
Групповые поведен-
ческие реакции, тру-
довые навыки, техно-
логии, техника экспе-
римента, общественные
институты, формы
художественных про-
изведений
« »
сплошная нелинейная
среда)
Молекулы РНК и ДНК
(одно- или двухспи-
ральной)
Структуры нервных
клеток (пока неизвест-
ные) для передачи
информации свето-
вые лучи, звуки, запахи
Тексты, материальные
тела, на которых воз-
можна запись инфор-
мации; технические
II. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ
Возникла на основе
S-информации
III. ПОВЕДЕНЧЕСКАЯ
Возникла на основе
генетической инфор-
мации
IV. ЛОГИЧЕСКАЯ
Возникла на основе ин-
формаций генетической,
поведенческой; исполь-
произведений
системы
зует при своем развитии
S- информацию
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]