Лекції 7-10 (8 год.)
Теорія інформації
Тема. Концепції загальної теорії інформації.
Еволюція інформування
План:
Поняття інформації. Теорія Клода Шеннона.
Неживі форми інформування. Теорія Станіслава Янковського.
Найпростіші форми життя та інформація.
Інформація та клітинна форма життя.
Інформаційні взаємодії в багатоклітинних формах життя.
Соціальні утворення в інформаційних взаємодіях.
Література:
Claude E. Shannon, Warren Weaver. The Mathematical Theory of Communication. Univ of Illinois Press, 1963. ISBN 0252725484 // http://uk.wikipedia.org.
Maxwell's Demon: Entropy, Information, Computing, H. S. Leff and A. F. Rex, Editors, Princeton University Press, Princeton, NJ (1990). ISBN 069108727X // http://uk.wikipedia.org.
R. Landauer, Information is Physical Proc. Workshop on Physics and Computation PhysComp'92 (IEEE Comp. Sci.Press, Los Alamitos, 1993) pp. 1-4.
Shannon C.E. A Mathematical Theory of Communication (PDF, 358 КБ, англ.) // www.cm.bell.-labs.com.
Thomas M. Cover, Joy A. Thomas. Elements of information theory New York: Wiley, 1991. ISBN 0471062596 // http://uk.wikipedia.org.
Колмогоров А.Н. Три подхода к определению понятия "количество информации" (PDF, 200 КБ, рос.) // www.kolmogorov.pms.ru/books/3podhoda.pdf.
Корогодин В.И. Информация и феномен жизни. – Пущино, 1991.
Редько В.Г. Лекции по эволюционной кибернетике // www.keldysh.ru/BioCyber/Lectures/Lectures15...
Репин В.С. Молекулярная информация: миф или реальность // www.science.ng.ru/polemics/2000-03-02.
Теорія інформації // Вікіпедія: вільна енциклопедія // http://uk.Wikipedia.Org.
Турчин В.Ф. Теория метасистемных переходов. На английском // www.pespmc1.vub.as.be.
Турчин В.Ф. Феномен науки. Кибернетический подход к эволюции. – М.: Наука, 1993. На английском // www.pespmc1.vub.as.be.
Янковский Станислав. Концепции общей теории информации // www.n-t.ru/tp/ng/oti03.htm.
Галина Вікторівна Лазутіна (Лазутина Г.В.Основы творческой деятельности журналистов. – М., 2006. – С.25-28):
Соціальна інформація характеризує життя суспільства. СІ має сьогодні два найпоширеніші значення. За першим, СІ – це повідомлення про суспільне життя. Тут предметом завжди є той чи інший аспект, момент соціальних взаємин. За другим, СІ – це вся сукупність знакових повідомлень, які створює людина і які циркулюють у суспільстві. СІ постійно множиться, утворюючи інформаційний масив, який своїми коренями сягає глибин століть і тягнеться в майбутнє.
Знакову, соціальну природу мають усі повідомлення, але не всі створює людина, ще й з допомогою спеціально вироблених систем знаків та правил їхнього використання – як природних, так і штучних мов (наприклад, програмування).
Два приклади. Перший. Мисливець побачив сліди зайця – і зняв із плеча рушницю: він розкодував знаки, отримав важливі для себе повідомлення. Однак до СІ таке „повідомлення” не належить. Приклад інший. Мисливець прочитав у газеті, що полювання на зайців дозволено з 15 листопада, і почав готувати спорядження. Тут поведінка мисливця модифікована (скерована, випливає) СІ, тобто спеціально створеним для цього інформаційним продуктом.
Таким чином, можна сказати, що СІ – це вся сукупність інформаційних продуктів, що виникають у суспільстві, які закріплені з допомогою знаків у тому чи іншому матеріалі.
Мова йде саме про матеріалізовані, об’єктивізовані інформаційні продукти – не про задуми чи мету як мисленнєве передчуття, а про здійснений результат.
Інформаційні продукти бувають найрізноманітніші – технічна документація, музична п’єса, кодекс законів, приватний лист тощо. Але все це – соціальна інформація в широкому розумінні, бо вона поєднує не тільки людей, що живуть одночасно, а й нові покоління. Тобто СІ – це об’єктивована громадська думка у всій багатогранності та динаміці, що відтворює дійсність на різних історичних етапах з різним ступенем її відповідності.
Протиріччя, які мають місце (а) різноманіття інфопродуктів, полімовність та невседоступність, б) поєднання і сучасників, і інших поколінь), криються не в пізнанні явища, а у природі дійсності. Яким чином їх подолати? Структура СІ містить пласт, що відіграє роль духовного моста між представниками різних соціальних груп. Завдяки цьому людина залишається цілісною. Люди здатні розуміти один одного, незважаючи на життєвий досвід, спеціалізацію у праці, різні соціальні позиції, приналежність до різних етносів та епох... Цей пласт СІ називають масовою інформацією.
Цікавий ще один підхід. Суспільство – саморегулююча система. Якщо використати кібернетичний підхід, то актуальною виявиться дихотомія (з грецької – поділ надвоє; розбиття на пари) „масова” – „спеціалізована”.
Ще у 1970-ті початки кібернетики для програмування соціального організму зацікавили наукову громадськість. Виник навіть справжінй бум з цього приводу. Але менш як за 20 років кібернетичний підхід до вивчення суспільства почали забувати, поступившись місцем новим підходам та поглядам. Хоч, задля справедливості, треба сказати, що потенціал наукових уявлень про суспільство як систему кібернетичного плану і механізми її саморегулювання ще далеко не вичерпано.
Так, Норберт Вінер, основоположник кібернетики як науки про складні системи самоуправління, висловив переконання, що людство теж належить до них. Німецький дослідник Георг Клаус показав, з чого складається і як діє розгалужена, багаторівнева структура механізмів самоуправління суспільства – він назвав їх „переплетеними контурами регулювання”. Якщо дослухатись і придивитись до цього ретельніше, можна побачити багато цікавого. Щоб це ліпше зрозуміти, необхідно спочатку з’ясувати механізми управління (керування) власної поведінки. Є такі головні типи: інстинктивний (діяти за інстинктом – вирішує природа), процесуальний (наявні процеси спостереження, осмислення, прийняття рішенння, дії). Суть процесуального типу зводиться до механізму (формули): отримання інформації про щось – пояснення її – перегляд (вибір) варіантів реагування – вибір остаточного варіанту – рішення про дію – дія.
----------------------------------------
Словом інформація тепер нікого не здивуєш. Відомі сотні визначень, переважно взаємовиключні, на позначення різних значень, одиниць, фактів, подій, понять і наук. Натомість нас цікавить насамперед інформація не як форма (жанр) журналістики, не як накопичені знання в довідковій літературі і не як факти-базис арґументації. Насамперед ми повинні з’ясувати онтологію інформації, її сутнісні параметри, характеристики, ґенезисно-функціональні закони і сфери застосування, тобто поведемо інформаційно-дослідний дискурс в фарватері наукових досліджень другої половини ХХ століття. Насамперед нашу увагу привертають дві науки – теорія інформації та теорія масової комунікації. Переведення основних проблем, поставлених у цих науках, на соціальні координати, дозволяє нам вести мову про ще одну модерну дисципліну – „Теорія/основи соціальної інформації”.
Теорія інформації (ТІ) – це розділ математики (кібернетики), який досліджує процеси зберігання, перетворення і передачі інформації. Теорія інформації тісно пов’язана з такими розділами математики як теорія ймовірностей і математична статистика. Вона пов’язана з інформаційною ентропією, комунікаційними системами, криптографією, корекцією помилок і іншими важливими галузями.
Виникнення ТІ зазвичай пов’язують із появою у 1948 р. фундаментальної праці американського вченого Клода Шеннона „Математична теорія зв’язку”. Теорія Шеннона (якого вважають „батьком” теорії інформації), з самого початку розглядалась як точно сформульована математична задача і дала можливість інженерам визначати ємність комунікаційного каналу.
В основі теорії інформації лежить запропонований Шенноном обчислення кількості інформації у випадковій величині відносно іншої випадкової величини. Для дискретних випадкових величин X і Y, заданих законами розподілуP(X = Xi) = pi,P(Y = Yj) = qj и спільним законом розподілу P(X = Xi,Y = Yj) = pi,j, кількість інформації в X відносно Y, дорівнює
К.Шеннон ввів поняття інформація лише в технічному сенсі, на позначення теорії зв’язку або передачі кодів (далі її перейменовано на теорію інформації). Уже сьогодні (на відміну від 80-х рр. ХХ ст., коли основою ТІ називали комп’ютер, який підпорядкує всіх і скрізь, наприклад, з допомогою штучного і позацивілізаційного інтелекту) ця наука дуже добре розвинута. Причина – людство зрозуміло необхідність усвідомленої організації процесів руху і обробки всього під назвою „інформація”, тобто вступило в постіндустріальну , інформаційну епоху.
Подивимось на інформацію в цілому як на глобальне явище і спробуємо виявити його спільні риси та закономірності. Саме таке розуміння є одним з найуніверсальніших та найповніших.
Побудуємо найпростішу модель із трьома поняттями – об’єктом, середовищем і взаємодією.
Об’єкт (О) – це щось стійке у часі та обмежене у просторі, щось, що цікавить нас як єдине ціле.
Середовище (С) – сукупність усіх інших потенційних об’єктів, які цікаві для нас двояко: по-перше, як вони впливають на виділений об’єкт, по-друге, який зворотний вплив О на них.
Взаємодія (В) – це розтягнутий у часі процес взаємної заміни параметрів станів О та С.
Ця схема у певному сенсі замкнена, адже С акумулює у собі всі потенційні О, що здатні впливати на стан виділеного О.
Умовно спробуємо показати схемку так:
О
Кола й овали – середовище, сукупність об’єктів, подвійне коло – виділений об’єкт, стрілки і вектори – взаємодії, що змінюють (трансформують) і О, і С. Йдеться не про статичність, а постійну й неперервну динамічність (плинність, змінність) зображення на малюнку.
Ми знаємо про два головні, фундаментальні види взаємодії – про обмін речовини та про обмін енергії. Будь-які інші обміни-взаємодії неможливі без цих двох, адже все відбувається за законом збереження. Іншими словами: один об’єкт передає (речовину та енергію), інший – отримує. Кількість (обсяг) того, що передано, і того, що отримано, - тотожна, тобто збігається. Про втрати при передачі не йдеться, оскільки в замкненому середовищі вони неможливі. Акти трансформування і видозмінювання, які не тільки можливі, а й регулярні (це ми вже зазначали) – не є втратами, а є актами взаємодії з іншими об’єктами одного і того ж середовища. Середовище замкнене, оскільки всі взаємодії відбуваються всередині.
Оскільки йдеться про рівність (однаковість) взаємодіїі – скільки віддано – стільки й отримано, – то енерґетична та речова взаємодія об’єктів (переходи між речовиною та енергією) є симетричною, тобто такою, що не впливає на (не змінює) загальний баланс. За цих умов діють закони збереження константи їхнього співвідношення.
А якщо внаслідок взаємодій об’єкт зруйновано? Навіть тут сума констант співвідношення речовини та енергії, що утворились внаслідок руйнації частин (нових об’єктів), незмінна і не впливає на загальний баланс.
Далі розглянемо несиметричні взаємодії. Таке теж можливе, якщо аксіома – це взаємодія вищого порядку, при якій з’являється певна субстанція, що провокує втрати одного об’єкта настільки, що ті не збігаються з набутками іншого. При передачі субстанції між об’єктами бувають навіть такі несиметричні взаємодії, коли один із О її (цю субстанцію) набуває, а інший О – її не втрачає. З огляду на комбінацію фундаментальних видів взаємодії, за якої відбувається перенесення субстанції, має місце зміна кількості енергії та речовини.
Ці розмисли дозволяють підійти до загального визначення поняття інформації, насамперед до одного з тих, яким ми послуговуватимемось надалі:
Будь-яка взаємодія між об’єктами, під час якої один О набуває певної субстанції, а інший О її не втрачає, - це інформаційна взаємодія. Субстанція, яку О1 передає іншому об’єктові (О2), називається інформація.
Наприклад, телеведучий (вчитель, знайомий) як О1 ділиться певною субстанцією з іншими (О2...n). О1 не втрачає цієї субстанції, але інші об’єкти (суб’єкти – це також живі об’єкти) її набувають. Завдяки інформаційній взаємодії, інформація не губиться, навпаки, її стає більше, вона клонується в первинному вигляді і ґенерується на новому рівні.
Таким чином, виділимо дві загальні риси інформації: 1 – інформація не може існувати поза об’єктною взаємодією; 2 – у процесі взаємодії інформацію не втрачає жоден із об’єктів.