Поиски фундаментального закона

На рубеже 70-х и 80-х годов ХХ в. значительно возрос интерес к теоретическим аспектам информатики и, в особенности, к ее методологическим проблемам. Необходимость в решении этих проб­лем и построении теории информатики, адекватной ее практи­ческому развитию и расширившейся сфере ее применения, была четко выражена на официальном заседании информатиков в Национальном научном фон­де США в 1979 г., получившем название "Круглого стола". Этот же период ознаменован появлением крупных работ по теории информатики в Великобритании, принадлежавших известным ученым Б. Бру­ксу и Дж. Фаррадейну.

В четырех последовательных номерах английского "Journal of Information Science" (1980.– Vol. 2, N 3–6; 1981.– Vol. 3, N 1) была опубликована работа Б. Брукса "Основания информационной науки". Автор начинает с того, что, когда он посещал американские университеты, ему представляли коллег как пре­подавателей лингвистики, вычислительной техники, статистики для информатиков. Когда же он спрашивал, кто учит студентов самой информатике, ему отвечали, что информатика – смесь из этих дисциплин вместе с библиотечной технологией и исследовательской методикой. Но автор утверждает, что "информатика это дисциплина с собственной и притом уникальной областью ис­следований, проблемами и точкой зрения на человеческую деятельность, и теперь она должна создать собственные принципы и методы. Как смесь не связанных между собой элементов из про­извольного набора отдельных дисциплин информатика не имела бы будущего".

Б. Брукс справедливо полагал, что информатика должна опи­раться на фундаментальные законы, согласующиеся с определенной философской системой. Как и большинство ученых на Западе, он развивает свою теорию в рамках объективного идеализма и берет за основу критический рационализм современного английского философа К. Поппера, в частности, его учение о существовании трех миров: физического мира, мира субъективного зна­ния и мира объективного знания ментального мира. Исследо­вание Б. Брукса направлено на поиски количественной меры знания, которое он понимает как структуру понятий и отношений между ними. Информацию он рассматривает как небольшую часть этой структуры, а взаимосвязь между информацией и знанием выражает уравнением:

K [S] + I = K [S + S],

описывающим в общем виде преобразование структуры знания: K [S], которая превращается под воздействием информации I в K [S + S].

Из этого уравнения в псевдоматематической форме автор делает следующие выводы:

– если информация и знания измеримы, то они должны измеряться в одних и тех же единицах,

– информация отлична от чувственно воспринимаемых данных, хотя и зависит от них,

– появление новой информации может приводить к радикальному изменению структуры знания не только путем добавления к ней новых элементов.

Б. Брукс переосмысляет полученные им ранее результаты в общую теорию и считает, что классические статистические методы игнорируют то обстоятельство, что при образовании больших классов потеря информации соответствует потере индивидуально­сти объединяемых в эти классы сущностей. Поэтому в обществен­ных дисциплинах, к которым принадлежит информатика и в кото­рых индивидуальность этих сущностей значительна, необходим частотно-ранговый анализ.

В дальнейших рассуждениях он приходит к формулированию логарифмического закона информации, который интерпретируется как закон равномерного распределения информации в логарифмической шкале. В качестве аналога этого закона он использует закон перспективы (видимые размеры объекта обратно пропорци­ональны расстоянию до него), преобразованный им следующим образом: видимое расстояние до объекта пропорционально логариф­му физического расстояния до него.

Другую аналогию, иллюстрирующую логарифмический закон информации, Б. Брукс находит в наблюдении звездного неба. В те­чение шестнадцати веков существовала Птолемеева модель космоса, в точности соответствовавшая абстрактному информационному миру, в котором информация распределена равномерно. (Чело­веку, находящемуся на Земле и наблюдающему небо, нелегко де­лать поправку на искажение расстояний за счет закона перспек­тивы). Эта модель служит примером субъективной точки зрения на трехмерный мир, наблюдаемый в перспективе. Чтобы перейти к объективной картине космоса, понадобилось открыть постоянство скорости света, сформулировать понятие светового года и сделать его объективной мерой астрономических расстояний. Нечто подобное должно произойти и в информатике после нахожде­ния меры семантической информации, что, по мнению автора, мо­жет быть сделано на основе теории информации К. Шеннона.

Иная попытка создания теории информатики была предпринята Дж. Фаррадейном в статьях "К истинной информационной науке", "Природа информации", "Знание, информация и информатика ", опубликованных в 1976–1980 гг. в том же журнале (и его предшественнике "Information Scientist". –1976. – Vol. 10, N 3; 1979. – Vol. 1, N 1; 1980. –Vol. 2, N 2). Эти статьи не составляют законченного цикла, но обладают внутренним единством и посвящены тому же кругу вопросов, разрешаемых, впрочем, в ином аспекте. Основная задача данного исследования заключалась в том, чтобы опе­рационным путем нащупать связь между информацией и ее содержанием, между мыслью и ее физической формой, что, по мнению автора, возможно лишь путем изучения реакции получателя (потребителя) информации. В соответствии с этой задачей он опре­деляет информацию как физическую форму представления знания или отдельной мысли, как их суррогат, предназначенный для коммуникации. В этом определении отсутствует связь информации как с ее создателем (отправителем), так и с ее воздействием на получателя (потребителя).

Дж. Фаррадейн считал, что большинство определений информации как фрагмента знания содержит характеристики, свидетельствующие о непонимании природы мысли ("новизна", "приращение знания", "полезность", "интерпретация внешних стимулов", "основные закономерности материи и сознания", "повышение уровня знаний получателя", "устранение неопределенности", "значение для принятия решения", "структура или организация", "измене­ние структуры тезауруса получателя"). Альтернативная этим оп­ределениям концепция информации как системы, включающей лю­дей, их деятельность и потребности, а также влияние передачи информации на принятие решений, социальное поведение и т. п., представляется автору тоже неприемлемой для эффективного анализа проблемы, поскольку не позволяет изучать каждый элемент системы изолированно.

Автор рассматривает разные варианты реакции потребителя на получение незапрашиваемой информации:

– если она ему уже известна, он может отвергнуть ее или же принять как подтверждение прежнего опыта, но не закладывать в долговременную память как поверхностную, тривиальную или не соответствующую его интересам,

– если же информация не была получена ранее и не отверга­ется по названным причинам, то она может быть добавлена к имеющимся знаниям, не изменив их, заполнить пробел в структуре знаний получателя, изменить существующую у него структуру знаний.

При получении информации, отвечающей на запрос, реакция потребителя обычно ограничивается двумя последними вариантами, т. е. заполнением пробела в знании или изменением его структуры.

Рассматривая информационную науку как экспериментальную, Дж. Фаррадейн не ждет больших результатов от философских размышлений и абстрактных математических моделей, если они не дают объяснений экспериментальным данным. Большинство же экспериментов в информатике, по его мнению, недостаточно корректно, так как опирается на произвольную интерпретацию данных. Поэтому он призывает обратить большее внимание на реакцию потребителя при получении первичной и вторичной информации. Что же касается эффективности информационно-поисковых систем и всей информационной деятельности, то основным инструментом и этапом достижения этой эффективности он считает индексирование. При этом центральная роль отводится индексатору даже и в автоматизированных системах, где эта роль лишь завуалирована, но может проявляться в тезаурусах, алгоритмах, стратегиях поиска, грамматических и лексических правилах. Хочется отметить, что и в этом исследовании подчеркивается настоятельная необходимость создания теоретической базы информатики, которая позволила бы этой новой дисциплине стать исключительно интересной в будущем.

Важное значение, на наш взгляд, имела также дискуссия, прошедшая в ГДР в 1978–1979 гг. на страницах журнала "Informatik" под девизом "К выяснению теоретических основ научной информации как предпосылки совершенствования информационной работы в области науки и техники". В дискуссии приняли участие преподаватели и научные работники Берлинского университета им. В. Гумбольдта, Высшей технической школы Ильменау, Академии наук ГДР. Не будет преувеличением сказать, что все имевшиеся к тому времени в литературе мнения об информатике (информационной науке, науке об информации и документации), ее предмете, объектах и проблемах исследования были подвергнуты критическому осмыслению. Эти дискуссии в разных странах проводятся до настоящего времени.

Это хорошо, поскольку привлекает внимание к важ­ной проблеме. Ведь в отличие от политических, научные дискуссии не завершаются принятием согласованного решения, а служат средством выяснения точек зрения и побудительным мотивом для дальнейших исследований.

Трудно возражать против того, что все возрастающее число исследований во многих точных, естественных и общественных науках, посвященных информационным аспектам этих наук, пред­ставляют для нас интерес и служат прояснению общих концепций информатики. Можно понять и стремление декларировать создание всеобщей науки об информации – проникновение в сущность этой философской категории является одной из актуальных общенауч­ных задач. В конечном счете, все научные проблемы взаимосвя­заны и каждая имеет свой информационный аспект.

Однако в силу многих причин и особенностей организации современной науки как социального явления мы вынуждены дробить ее на специальные научные дисциплины. Вопрос о предме­те и объектах исследования, о границах каждой и особенности такой формирующейся дисциплины, как информатика, это, преж­де всего, вопрос о выделении того круга понятий и явлений, который необходим и достаточен для открытия фундаментальных объективных законов и закономерностей. Одной из устойчивых тенденций в развитии информатики является расширение понима­ния ее предмета. Эта тенденция нуждается в разумном контро­ле и ограничении, если мы не хотим, чтобы информатика из специальной научной дисциплины превратилась в комплексный раздел науки, объединяющий разнородные темы, связанные с изучением различных видов и аспектов информации. Это вынуждает нас обращать особое внимание на определение и предметную область информатики.