Філософія інформації та складних систем

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство освіти України
Житомирський інженерно-технологічний інститут
Кафедра
гуманітарних
наук
Реферат
з філософії на тему
Філософія інформації та складних систем
Аспірант В. Ю. Винник
Керівник В. І. Муляр

Зміст
"1-3" Вступ ............................................ .................................................. ...... 2
До загального визначення поняття інформації .............. 3
Кількісні теорії інформації. Міра Шеннона ............................. 3
Якісний аспект інформації ............................................... .............. 4
Інформація як функція різноманітності .............................................. ...... 6
Відображення та інформація ............................................... .............................. 7
Інформація та складні системи ........................................... 9
До визначення поняття системи .............................................. .................. 9
Інформація в кібернетичних системах .............................................. . 11
Інформація в теоретико-ігрових моделях ............................................ . 13
Зв'язок інформації з законами і категоріями діалектики 14
Закони діалектики та інформація .............................................. .............. 14
Інформація та розвиток ............................................... ............................... 15
Інформація, закони природи і причинність ......................................... 16
Простір-час і інформація ............................................. .............. 18
Інформація та суспільство ............................................... .............. 19
Особливості соціальної інформації ............................................... ..... 19
Науково-технічна інформація і пізнання ........................................ 21
Суспільство та інформатизація ............................................... ...................... 22
Висновок ................................................. .......................................... 25
Література ................................................. ............................................ 25

Введення
Теорія інформації - одна з найбільш бурхливо розвиваються галузей сучасного наукового знання. За півстоліття з моменту виникнення вона нараховує майже стільки ж робіт, скільки і теорія відносності - один з фундаментальних розділів сучасної фізики. В даний час формула кількості інформації К. Шеннона, напевно, відома не менш, ніж формула взаємозв'язку маси й енергії А. Ейнштейна. До того ж якщо теорія відносності застосовується тільки фізиками, то теорія інформації проникає в багато науки про живу і неживу природу, суспільстві та пізнанні, її використовують і фізики, і біологи, і економісти, і вчені багатьох інших спеціальностей.
Теорія інформації потрібна не тільки науці, але і виробництва. Сучасне виробництво стало дуже складним, у зв'язку з цим на перший план у ньому висуваються питання організації і управління, засновані на процесах передачі і перетворення інформації. Без вивчення і широкого використання інформації було б надзвичайно ускладнене подальше перетворення речовини та енергії в процесі виробництва. Крім того, зовсім нещодавно з'явився і в даний час бурхливо розвивається принципово новий сектор виробництва - виробництво не речовинно-енергетичних, а суто інформаційних товарів.
Природно, що інтенсивний розвиток теорії інформації та її додатків ставить ряд питань філософського характеру. І перш за все виникає проблема виявлення змісту самого поняття «інформація». При аналізі цього поняття ми змушені залучати до розгляд матеріальний субстрат, на якому розгортаються процеси руху інформації - інформаційні системи. Тому в огляд філософської теорії інформації входить як невід'ємна частина виклад основних положень філософської теорії систем.
Структура викладу така. Спочатку описано ряд приватних теорій інформації, володіють дуже обмеженою сферою застосування, але дають добрі результати для певних класів явищ. Кожна з цих теорій сама по собі пов'язана з тими чи іншими філософськими узагальненнями і тому їх розгляд має безпосереднє відношення до теми реферату. Далі розкривається зв'язок поняття інформації з філософськими категоріями відмінності і відображення. Визначення інформації, що отримується на цьому шляху, приймається як найбільш загального і використовується скрізь у іншій частині.
Другий розділ присвячений систем та інформаційних процесів в них. Дано загальне визначення системи та уточнені окремі аспекти цього поняття. Окремо розглянуто клас систем, що має особливу важливість, - складні самоврядні (кібернетичні) системи.
У третьому розділі описана зв'язок поняття інформації з законами і категоріями діалектики. Особливу увагу приділено категоріям причинності, простору, часу та розвитку.
Найбільш складним з відомих систем є людське суспільство. Надзвичайно складні та інформаційні процеси, що протікають у ньому. В останньому розділі розглядається соціальна інформація взагалі і такий особливий вид її, як наукова інформація. Нарешті, сказано про деякі проблеми, специфічних для сучасного суспільства та пов'язаних з бурхливим розвитком пристроїв обробки інформації.

До загального визначення поняття інформації

Кількісні теорії інформації. Міра Шеннона

До епохи інтенсивного розвитку систем зв'язку і до виникнення кібернетики поняття інформації вважалося інтуїтивно зрозумілим і не потребують точних визначеннях, а тим більше у філософському аналізі. Історія вчень про інформацію починалася з розробки її кількісного аспекту, що диктувалося потребами радіо-і телефонного зв'язку. При цьому будь-яка кількісна теорія неминуче була пов'язана зі спробою дати те чи інше загальне визначення. Кожній формулі кількості інформації відповідав свій погляд на її сутність.
Найбільш розробленою є статистична теорія інформації [А11], [Б11], що виникла на базі теоретико-імовірнісних підходів і пов'язана з визначенням інформації як знятої невизначеності.
У задачах теорії зв'язку розглядається система, що складається з джерела інформації, приймача й розташованого між ними каналу зв'язку. Істотно, що для одержувача єдиним способом отримання інформації є зчитування повідомлення з каналу зв'язку. Іншими словами, приймальня сторона не може достовірно передбачити таке повідомлення. Так у розгляд вводиться поняття невизначеності, що грає в теорії фундаментальну роль. До прийому повідомлення у приймача існує невизначеність (незнання) щодо того, яке повідомлення прийде наступним. Акт прийому повідомлення знімає дану невизначеність. Якщо відомо, що в каналі всязь відсутні перешкоди, то невизначеність знімається повністю. В іншому випадку невизначеність усувається лише частково, так як у прийомної сторони залишається ще невизначеність (сумнів) щодо того, чи не є повідомлення, яке результатом спотворення.
Таким чином, невизначеність, знімна в результаті прийому повідомлення, ототожнюється з інформацією. Таке визначення дуже близько до життєвого розуміння: інформацією ми, як правило, схильні вважати те, що для нас ще не відомо, нове, те, що зменшує наше незнання. Наприклад, нехай нас цікавить питання, чи прибув поїзд. При цьому у нас немає ніяких підстав для припущення, що він дійсно прибув, так само як і для протилежної припущення. Равновероятности цих двох можливостей означає максимальну невизначеність вибору. Зателефонувавши на вокзал по телефону, і отримавши відповідь на яке нас цікавить, ми тим самим усунемо невизначеність до нуля. Зауважимо, що як позитивний, так і негативну відповідь (через їх равновероятности) усувають невизначеність в рівній мірі. Усунення невизначеності вибору з двох рівноймовірно можливостей відповідає одному біту інформації.
Розглянемо тепер іншу ситуацію, аналогічну першою у всьому, крім того, що ми заздалегідь на 90% впевнені в тому, що поїзд ще не прийшов, і лише 10% залишаємо на частку сумніви. Отримавши по телефону відповідь «поїзд не прийшов», ми не дізнаємося майже нічого нового: ми й так були заздалегідь підготовлені до такого результату. Тому є підстави вважати, що отримано міні 1 біта інформації. Навпаки, отримавши несподівану відповідь, то є відповідь з більшою невизначеністю, ми отримуємо більше 1 біта інформації.
Кількісним вираженням неформального поняття «невизначеність» служить відома і з успіхом застосовується міра Шеннона. Нехай всього можливі типів повідомлень, причому для кожного типу повідомлення апріорі відома його ймовірність . Невизначеність окремого типу повідомлення виражається формулою . Ця формула повністю задовольняє розглянутому вище вимогу, тому що для більш вірогідних подій, , Вона дає малу невизначеність і, навпаки, для малоймовірних подій ( ) Отримуємо зростаючу невизначеність . Зокрема, подія, яка з повною вірогідністю може бути передбачене заздалегідь ( ) Не несе ніякої інформації ( ).
Тепер для визначення середньої невизначеності одного акту прийому повідомлення потрібно лише усереднити індивідуальні невизначеності по безлічі типів повідомлень:

Формула Шеннона збігається з вигляду з формулою Больцмана для статистичного визначення ентропії, взятої з протилежним знаком [А2]. У термодинаміці ентропія служить мірою хаотичності, безладу в системі. Таким чином, інформація, будучи негативною ентропією (негентропії) може розглядатися як внесок в упорядкування системи.
Розвиток статистичної теорії інформації призвело до наступних результатів. По-перше, стало можливим суворе кількісне дослідження інформаційних процесів. По-друге, був розширений об'єм поняття інформації, так як статистична теорія повністю відволікається від двох вищих семіотичних аспектів інформації: семантічіского (смислового) та прагматичного (ціннісного). З позицій цієї теорії інформацію несе не тільки людська мова, а й будь-які об'єкти і процеси, які підкоряються статистичним закономірностям.
Далі, статистичний підхід дозволив виявити фундаментальний зв'язок інформаційних процесів і термодинаміки. Знак «мінус» у формулі Шеннона однозначно вказує на те, що інформаційні процеси у відомому сенсі протилежні природним термодинамічним процесам, ведучим, як відомо, до деградації. Статистична теорія прямо пов'язує інформацію з процесом перетворення можливості в дійсність, випадковості в необхідність, що вже дає підставу для філософського аналізу. Нарешті, в рамках статистичного підходу було отримано перше визначення інформації, задовільний з філософської точки зору: інформація є усунення невизначеності.
Разом з тим, статистична теорія має і суттєвими недоліками, які є продовженням її достоїнств. По-перше, інформація пов'язується лише з випадковими процесами, що підкоряються імовірнісним законам. Статистична теорія стверджує, що інформаційні процеси не відбуваються в однозначно детермініованних системах. Зокрема, комп'ютер, що виконує певну програму і функціонує по законам необхідності, виявляється, відповідно до статистичної теорії, неінформаційних системою, а гральна кістка - інформаційної. По-друге, відволікання від свідомості і корисності інформації, цілком доречне при аналізі систем зв'язку, вже не може нас задовольнити, якщо мова йде про живих системах, про людину і суспільство. Ці та інші неадекватності змушують шукати інші, більш загальні визначення інформації. Це, звичайно, означає не відмову від статистичної теорії, а лише чітке визначення області її застосування.
Характерною особливістю статистичної теорії є те, що в якості математичного кошти формалізації поняття невизначеності була обрана ймовірність. Однак поняття невизначеності в загальному випадку виявляється ширше поняття ймовірності, а статистична теорія не може правильно описувати ті процеси зняття невизначеності, які до ймовірності не зводяться. Дійсно, нехай є безліч елементів, з яких здійснюється вибір. Вибір може відбуватися і за заздалегідь заданому закону (детермінованому алгоритму), невідомому пізнає суб'єкту. У цьому випадку у суб'єкта існує невизначеність щодо цього закону, проте ця невизначеність має невероятностную природу. Навіть якщо до такої нагоди вдасться застосувати статистичну теорію, це буде штучний прийом, що спотворює внутрішню логіку і сутність пізнаваного процесу. Це є ні що інше, як утискання реальної ситуації в прокрустове ложе готової теорії замість того, щоб розробити теорію, адекватну своєму предмету.
Невероятностние теорії, пов'язані з якісного аспекту інформації, будуть розглянуті нижче. Тут же згадаємо одну з найбільш відомих невероятностних кількісних теорій - алгоритмічний підхід А. Н. Колмогорова. В основі підходу лежить той факт, що кількість інформації, що містяться в об'єкті нас частіше за все цікавить не саме по собі (абсолютна кількість інформації), а щодо певного об'єкта , Тобто взаємне, відносна кількість інформації. Кількість інформації за А. Н. Колмогорова - це складність об'єкта щодо об'єкта , Даного в якості будівельного матеріалу. А саме, кількість інформації вимірюється як найменша довжина алгоритму, що будує об'єкт з об'єкта . Алгоритмічний підхід пов'язаний з конструктивним напрямком в математиці.

Якісний аспект інформації

Теорії, що мають справу з «чистим» кількістю інформації, за потребою обмежуються синтаксичним аспектом - нижчим в трійці семіотичних характеристик. Однак інформація має ще й якісну сторону (вірніше, сторони), деякі з яких успішно формалізуються і вивчаються средставмі математики. Зокрема, для деяких якісних характеристик інформації отримано кількісні вирази.
Найбільш проста теорія, що має відношення до якості інформації - це теорія кодування. Даний напрямок розвивався у тісному зв'язку зі статистичною теорією, але аж ніяк не зводиться до неї. Для теорії кодування характерно використання не імовірнісних, а алгебраїчних методів.
Поняття кодування охоплює такі процеси, як переклад пропозиції з однієї природної мови на іншу, подання тексту в пам'яті комп'ютера, де кожній букві ставиться у відповідність числове позначення, перехід від «людського» алфавіту до азбуки Морзе і назад і т. д. Система правил, дозволяє переводити повідомлення з однієї форми подання в іншу, називається кодом.
У процесі кодування форма подання інформації, вид повідомлення, кількість символів, що використовуються для його запису, та інші характеристики можуть істотно змінюватися. Однак, і це головне, зміст повідомлення залишається незмінним. Отже, від перекодування не змінюється невизначеність, яка усувається повідомленням у суб'єкта. Таким чином, кодування змінює якісну природу носія інформації та кількісні характеристики форми подання повідомлення, але не змінює кількість і якість інформаційного змісту повідомлення. Як видно, теорія кодування, хоча й має певне відношення до якісної аспекту інформації, все ж не виходить за межі синтаксичного рівня.
У людському спілкуванні особливу роль відіграє зміст інформації, тобто семантичний аспект. Одна з відомих семантичних теорій - теорія Р. Карнапа і Й. Бар-Хіллела [А11], що використовує апарат символічної логіки. По суті, кожної пропозиції, що виражає закінчену думку, ставиться у відповідність його ймовірність (міра істинності). Коли з більш простих суджень утворюються більш складні, ймовірність останнього обчислюється за певними правилами виходячи з ймовірностей вихідних суджень. Таким чином, теорія Карнапа - Бар-Хіллела грунтується на ймовірнісної логіці.
Припустимо, є початкове достовірне знання про світ , І нехай - Гіпотеза. Методи ймовірнісної логіки дозволяють обчислити ступінь новизни гіпотези в порівнянні з початковим знанням - . Ступінь новизни тим більше, чим менше ця гіпотеза випливає з встановлених фактів. Очевидно, якщо сб'екту буде повідомлена нова інформація, ніяк не наступна з наявного у нього запасу знань, то суб'єкт отримає велику кількість інформації. Навпаки, якщо те, що суб'єкту повідомлено, і без того випливає з відомих фактів, то ніякої нової інформації суб'єкт не отримує. На підставі цього в теорії Карнапа - Бар-Хіллела ступінь новизни повідомлення і вважається кількістю семантичної інформації.
З точки зору даної семантичної теорії вислів «На Марсі є життя» містить чималу кількість інформації, бо ця гіпотеза не підтверджена наявними експериментальними даними. У той же час висловлювання «На Землі є життя» виявляється позбавленим семантичної інформації, бо це достовірне знання. Хоча положення, що лежить в основі теорії, узгоджується зі здоровим глуздом, послідовне проведення такої точки зору, очевидно, має приводити до неадекватності.
Інший підхід до формалізації семантичного аспекту був запропонований Ю. А. Шрейдером. У його моделі інформацією володіють не тільки гіпотези, але взагалі будь-які відомості, які змінюють запас знань (тезаурус) приймача інформації. У загальному випадку семантичний аспект виражає відношення між інформацією як компонентом відображення і відбиваним об'єктом, який грає роль передавача інформації. У моделі Ю. А. Шрейдера кількість семантичної інформації, що міститься, наприклад, в будь-якому тексті, вимірюється ступенем зміни тезауруса під впливом цього тексту. Ця зміна може бути певним способом виміряна кількісно. При читанні шкільного підручника тезаурус школяра істотно розширюється, - учень отримує нову інформацію. Тезаурус ж академіка при читанні того ж підручника не змінюється, він не отримує семантичної інформації, не змінює запасу знань.
У будь-якому випадку облік семантичного аспекту вимагає розгляду відносини двох сторін: інформації та сприймаючого суб'єкта, так як одна і та ж інформація для двох різних людей може володіти різним змістом. Синтаксичний аспект інформації вимагає розгляду лише однієї сторони, тобто самої інформації. Розглянемо тепер ще одне відношення, тристороння - між інформацією, суб'єктом і метою, яку ставить перед собою суб'єкт. Це ставлення відповідає вищому, прагматичному аспекту.
Одним з найбільш важливих прагматичних властивостей інформації є цінність. Цінність інформації спочатку була визначена за допомогою теоретико-імовірнісного підходу (А. А. Харкевич). А саме, якщо до отримання повідомлення ймовірність досягнення мети суб'єктом була , А після його отримання стала , То цінність отриманої інформації (або прагматичне кількість інформації) визначається через прирощення цієї ймовірності. Існують і інші підходи до визначення цінності інформації, серед яких особливе місце займають теоретико-ігрові моделі.
Важливо зазначити, що цінність одного і того ж повідомлення істотно залежить як від суб'єкта, так і від поставленої мети. Поза зв'язку з метою прагматичний аспект інформації взагалі втрачає сенс. Поняття мети зазвичай характеризує людську діяльність, а також може бути застосовано до тваринного світу і кібернетічнскім пристроям. У неживій природі немає ніяких цілей, а значить і відсутня така властивість інформації, як її цінність.
Облік прагматичного аспекту призводить до висновку, що іноді слід розглядати негативні кількості інформації. Нехай, наприклад, ставиться мета: запуск аеростата. Для цього необхідно знати напрямок вітру. Припустимо, нам повідомили, що дме північно-західний вітер. Безумовно, це повідомлення зменшує нашу невизначеність і наближає до досягнення мети. Припустимо тепер, що відразу ж після першого собщения приходить спростування: дме південно-східний вітер. Якщо застосувати міру Шеннона, то обидва повідомлення несуть однакову позитивне кількість інформації. Але з точки зору прагматичної друге повідомлення повертає нас до стану первісної невизначеності, тому що ми вже не знаємо, якого з повідомлень вірити. Нарешті, чиясь навмисна дезінформація (яка за Шеннону також доолжна розглядатися як позитивне кількість інформації) зменшує наші шанси на досягнення мети і тому має негативну цінність.
З викладеного можна зробити висновок, що розвиток вчень про інформацію відбувається одночасно в багатьох напрямках. Кожен напрямок фіксує певну сторону поняття інформації і має свою область застосування. При виході за межі цієї області ефективність застосування того або іншого підходу різко падає і може навіть призвести до помилкових висновків. Найкращого, універсального визначення серед перерахованих (і багатьох інших) формальних математичних визначень інформації немає.
Примітно, що при аналізі всіх трьох семіотичних аспектів інформації: синтаксичного, семантичного та прагматичного, першими розроблялися імовірнісні теорії, а потім відбувався поступовий тход від імовірнісних моделей. Тим самим саме поняття інформації звільнялося від дуже вузьких імовірнісних уявлень.
Кількісні міри інформації виступають як найбільш простий рівень наукового знання про інформацію. Після оволодіння кількісними методами неминучий підйом на наступний щабель - розуміння глибокої сутності інформації. З наведеного далеко не повного переліку зводяться один до одного приватних теорій інформації виявляється багатогранність і складність поняття інформації. У зв'язку з цим виникає питання про найбільш загальному визначенні інформації, не спеціально-науковому, а філософському, яке б не суперечило жодної з існуючих приватних теорій і містило би їх у собі у вигляді окремих випадків.

Інформація як функція різноманітності

В основі більш широкого підходу до визначення поняття інформації лежить уявлення про тісний зв'язок інформації та різноманітності. Дана точка зору є в даний час найбільш широко поширеною і аргументованої [А6]. Відповідно до цієї концепцій природа інформації полягає в різноманітності, а кількість інформації висловлює кількість різноманітності.
Концепція різноманітності добре узгоджується з усіма згадуваними раніше теоріями інформації. Так, у статистичній теорії розглядається різноманітність повідомлень, а усунення невизначеності можна представити як обмеження різноманітності можливостей до однієї реалізованої дійсності. Розглянемо приклад. Нехай дано безліч, що складається з 10 різних елементів, то є безліч, що володіє великим внутрішнім розмаїттям. Вибір одного, заздалегідь не зазначеного, елемента, кажучи мовою статистичної теорії, усуває невизначеність . Якщо ж сукупність одноманітна, тобто складається з абсолютно однакових елементів, що належать до одного типу, то випадковий вибір елемента ніяку невизначеність не усуває: ми і так наперед знаємо, до якого типу буде належати вибраний елемент ( ). Отже, чим більше різноманітність елементів, ТЄЇ більше інформації укладено в акті вибору одного з них.
У комбінаторної теорії розглядається різномаїтті елементів і різноманітність зв'язків між ними. Алгоритмічне кількість інформації визначає різноманітність операцій алгоритму, необхідних для відтворення об'єкта. Дуже яскраво виражена ідея різноманіття в теорії семантичної інформації Ю. А. Шрейдера, де кількість семантичної інформації визначається через ступінь зміни тезауруса, тобто через зміну різноманітності запасу знань суб'єкта. Концепція різномаїтті не суперечить і житейській розумінню інформації. Адже ми звичайно розуміємо під інформацією щось нове, відмінне від уже відомого.
Таким чином, кожна приватна теорія інформації вивчає деякий спеціальний вид різноманітності. Те, що для однієї теори виступає як різноманітність (інформація), для іншої може бути одноманітністю, тотожністю (відсутністю інформації). Так, одне і те ж повідомлення (одноманітність на рівні синтаксису) може мати різний сенс для різних суб'єктів (різноманітність на рівні семантики). Навпаки, два повідомлення, абсолютно різних з синтаксичної точки зору, можуть нести однаковий зміст. Тому синтаксичні теорії інформації мають справу з іншим типом різноманітності, ніж семантичні.
Методологічна ефективність і перспективність концепції різноманіття, згідно [А11], полягає в наступному. По-перше, концепції розмаїття дає можливість прийти до тих же результатів у побудові тієї чи іншої теорії, які досягалися виходячи з будь-яких інших міркувань. Вона дозволяє інтерпретувати на єдиній основі різні теорії та концепції інформації, чого позбавлені інші, більш вузькі трактування інформації. По-друге, концепція розмаїття відкриває можливість розвитку теорій інформації у відповідності з наступним принципом: кожному виду різноманітності повинен відповідати свій вид інформації і навпаки. По-третє, на її основі можна простежити зв'язок інформації з законами та низкою категорій діалектики.
Визначаючи інформацію як міру різноманітності, ми маємо на увазі інформацію, взяту в певний момент часу, в одномоментному зрізі. Відповідно, всі інформаційні процеси повинні розглядатися як трансформації, кількісні та якісні зміни різноманітності, передача різноманітності в часі і просторі.
Статистична теорія вводить в розгляд процес обмеження невизначеності, акт вибору. Іншими словами, статистична теорія - це не стільки теорія інформації, скільки теорія елементарних форм руху інформації. Сама ж інформація визначається на основі процесу свого руху. Те, що концепція розмаїття вільна від акту вибору, є її істотним недоліком так як жорстка прив'язка поняття інформації до процесів її руху звужує область застосування теорії.
Підхід до визначення інформації, близький до концепції різноманіття, є і в працях академіка В. М. Глушкова. Він характеризує інформацію як «міру неоднорідності в розподілі енергії (або речовини) в просторі і в часі». «Інформація існує остільки, оскільки існують самі матеріальні тіла, і, отже, створені ними неоднорідності. Будь-яка неоднорідність несе з собою якусь інформацію ». (Цитується за [А11].)
Дане визначення інформації має один важливий наслідок. Розмаїтість (відмінність) об'єктивно властиво всієї матерії. Будь-які два об'єкти хоч чимось різняться (інакше це не були б різні об'єкти), і сам по собі кожен об'єкт містить внутрішні відмінності. Отже, визначаючи інформацію на основі поняття різноманітності, ми тим самим визнаємо, що інформація є атрибутом матерії, носить загальних характер, і що інформаційні процеси властиві в тому числі і неживої природи.

Відображення та інформація

Вище поняття інформації було визначено на основі поняття різноманітності, і, отже, на основі категорії відмінності. У цьому розділі буде показано зв'язок поняття інформації та категорії відображення ([А6], [А8], [А10], [А11], [Б9], [Б16], [Б17], [Б18]). Зокрема, визначення «інформація = різноманітність» виявляється неповним, і для вичерпного визначення необхідно залучити відображення.
Розгляд змісту категорії відображення почнемо з поняття взаємодії та причинності. Вплив одного тіла на інше пов'язане з відображенням. При цьому об'єкт, що є причиною, називається відбиваним, а об'єкт-наслідок - відбиваючим. Відображення є стороною причинного зв'язку. З усього змісту поняття взаємодії витягується лише певний аспект. Під відображенням у широкому сенсі розуміється процес і результат впливу однієї матеріальної системи на іншу, який представляє собою відтворення в іншій формі особливостей (рис, сторін, структури) однієї системи в особливостях (рисах, структурі) іншої системи. У процесі взаємодії в загальному випадку можливі й інші зміни, які не відповідають особливостям відбиваної системи. Але від цих останніх змін при визначенні відображення відволікаються.
Якщо спробувати розкрити, в чому саме полягає відповідність між відбиваючим і відбиваним, то можна прийти до такого визначення. Віддзеркалення - це вплив однієї матеріальної системи на іншу, що веде до встановлення певного (конкретного) тотожності між системами, коли внутрішні відмінності однієї системи (що відображає) відповідають внутрішнім розбіжностям іншої системи (відбиваної).
Як випливає з наведеного визначення, відображення виступає як діалектична зв'язок тотожності та відмінності двох об'єктів, причому тотожність об'єктів виражається через відмінність і завдяки йому. Таке визначення дає можливість висловити інформаційний аспект відображення. А саме, інформація є ні що інше, як зміст відображення. Змістом відображення є ті зміни, відмінності в відбиває системі, які відповідають внутрішнім розбіжностям відбиваної системи.
Таким чином, інформація з позицій теорії відображення може бути представлена ​​як відбите різноманітність, те розмаїття, яке один об'єкт містить про іншому об'єкті. Симетричним чином інформацію можна визначити і як разнообразностний аспект (бік, компонент) відображення.
Покажемо, що всі види руху інформації в інформаційних системах є, по суті, процесами відображення. Всього є чотири форми руху інформації: сприйняття, передача, зберігання і переробка, причому сприйняття і передача дуальних один до одного і завжди в парі.
Розглянемо спочатку пару сприйняття - передача. Хай об'єкт А передає інформацію, а об'єкт Б її приймає. Коли говорять про сприйняття інформації, неявно передбачається, що сприйнята інформація буде деякий час зберігатися в об'єкті-приймачі. Іншими словами, для того, щоб інформація дійсно була сприйнята об'єктом Б, в ньому мають відбутися якісь відносно стійкі зміни, в яких і буде закодована прийнята інформація. Далі, оскільки інформація виходить від об'єкта А, вона є ні що інше як частина внутрішнього розмаїття цього об'єкта, відірвана від самого об'єкта і перенесена на матеріальний носій іншої природи. У результаті приходимо до висновку, що зміни внутрішнього розмаїття об'єкта Б відповідають певної частини різномаїтті об'єкта А. Отже, в даному випадку має місце відображення об'єкта А об'єктом Б. Об'єкт, що передає інформацію, виступає в ролі відбиваного, а приймає - в ролі відбиває .
Зберігання інформації - це її передача не в просторі, а в часі. Відбиваним об'єктом є запам'ятовуючий пристрій в початковий момент часу, а відображає - той же пристрій в наступні моменти. Переробка інформації - це також її передача (відображення) у часі, проте між процесами зберігання і переробки інформації як відбивними процесами є істотна різниця. Зберігання передбачає повне (на рівні синтаксису) збіг образу і оригіналу. При переробці ж неминуче змінюється синтаксична форма інформації, а також можуть зазнавати змін її сенс і цінність. Таким чином, між інформацією-оригіналом і інформацією-чином має місце більш високий тип тотожності, ніж у разі збереження, - генетична тотожність.
У більшості випадків у реальному процесі відображення передача інформації від відбиває світло, до відбиваному відбувається у формі сигналу. Отже, для того щоб здійснився процес відображення, крім відбиваного і відбиває об'єктів, необхідний третій компонент - середовище, що передає інформацію, закодовану у формі сигналу. У теорії зв'язку під сигналом розуміють будь-який процес або об'єкт, за допомогою якого можна передавати інформацію, кодувати відмінності. Ті властивості сигналів, які не змінюються (або від зміни яких відволікаються), - не несуть інформації, для сприймає об'єкта вони тотожні, позбавлені внутрішніх відмінностей. Ті ж властивості сигналів, які можуть передавати відмінності, змінюються відповідно до зміни (відмінностей) передавального (відбиваного) об'єкта.
Сигнали та відповідні їм процеси відображення можна розділити на чотири типи: сигнали в неживої, живій природі, суспільстві і техніці. У неживій природі сигнальний характер взаємодій не використовується тілами, інформаційний процес не виділяється з матеріально-енергетичного. Переробка інформації пов'язана з співвіднесенням інформації, що сприймаються відмінностей з об'єктами, які передають ці відмінності у формі сигналів. Такого співвіднесення немає в неживої природи, відображення там носить пасивний характер.
У живій природі відображення існує на двох рівнях: допсіхіческом і психічному. Цим рівням відповідають дві різні форми передачі інформації: за допомогою сигналів-кодів та сигналів-образів. Допсіхіческому відображенню відповідають сигнали-коди. Кодування виникло в процесі еволюції як виділення біологічними системами саме інформаційних (на відміну від матеріально-енергетичних) характеристик матерії. Прикладами кодів можуть бути виділяються тваринами пахучі речовини, якими вони мітять свою територію. Високорозвинені тварини використовують поряд з кодами більш досконалі сигнали - психічні образи. Прикладом може бути відлякує поза кішки (вигнута спина, розпушений хвіст, притиснуті вуха), що супроводжується шипінням або гарчанням.
Відмітна особливість трьох вищих класів відображення полягає в тому, що тут інформаційний зміст як би відділяється від свого матеріального носія і знаходить відносно самостійне буття. Так, робота сучасних комп'ютерів зводиться до передачі послідовностей електричних імпульсів, що підкоряється певним правилам. Проте ми все ж визначаємо комп'ютер не як пристрій для передачі електричних імпульсів, а як пристрій для обробки інформації. При цьому для нас неістотно, який матеріальний носій інформації в комп'ютері: електрика, світло (оптичні комп'ютери), стиснене повітря (пневматичні обчислювальні машини). Більше того, у високоорганізованих системах, як правило, є складні ланцюги відображення, що складаються з якісно різнорідних об'єктів, відображають один одного. Інформація (різноманітність) змінює свою форму, проходить через кілька проміжних носіїв, можливо, абсолютно різної природи, і, тим не менш, залишається собою, тобто зберігає своє утримання.
У процесі передачі відображення по ланцюгу відображають один одного об'єктів втрачається ряд різних особливостей початкового відбиваного прообразу, втрачається частина його змісту, а залишається лише те, що можна об'єктивувати, передати. Таким чином, інформація виступає як сторона, компонент відображення, його інваріант, який може перекодувати, передаватися, опредмечиваются і т. д. Категорія відображення виявляється ширше поняття інформації, так як інформація - це лише один з компонентів відображення. Відображення містить ряд неінформаційних аспектів: модальність, тип подібності образу і оригіналу та ін Аналіз відбивних процесів приводить до висновку про те, що вони залежать від своїх матеріальних носіїв за цілою низкою характеристик. Між тим, інформаційний зміст відображення інваріантно по відношенню до носія: все одно, передається інформація по дротах, на папері або в усному мовленні.
Розглянемо з цих позицій процес передачі інформації від людини до людини. Спочатку людина А, відбиваючи деякий об'єкт М всіма органами почуттів, формує багатий і цілісний образ об'єкту. Цей образ напевно містить риси, що не зводяться до «чистої» інформації. Припустимо, людина А розповідає про об'єкт М людині Б. При цьому відбувається кодування, опредметнення образу, виділення з нього інформаційного змісту (інваріанта), що неминуче пов'язане зі спрощенням і зубожінням. Одержувач Б не тільки пасивно запам'ятовує розповідь А, а формує на його основі свій, новий образ, вплітаючи інформацію в середу своїх асоціацій, переживань і т. д. У результаті у двох людей виходять два багато в чому різних образу. Загальна ж між цими образами полягає саме в інформаційному інваріанті.
Зв'язок інформації з різноманітністю і відображенням має важливе методологічне слідство. Кожному виду відображення, так само як і кожному виду різноманітності, повинен відповідати свій вид інформації і навпаки. Ця гіпотеза націлює на пошук відповідних невідомих компонентів тріади «інформація - відображення - різноманітність», якщо відомий хоча б один з них.
Вище була викладена концепція, яка, на думку авторитетних фахівців [А6], є на сьогоднішній день найбільш аргументованою і перспективною. Поряд з нею є і ряд інших точок зору на зв'язок інформації та відображення. Не зупиняючись на них детально, покажемо загальну картину, засновану на класифікації за двома критеріями. По-перше, є спектр точок зору від простого ототожнення інформації з відображенням до твердження про можливість існування інформаційних процесів поза процесами відображення. У другому випадку іноді робиться висновок про те, що інформація є більш загальна категорія, ніж відображення, і відображення визначається на основі інформації.
Наступне поділ проходить по лінії між «аспектним» і «видовими» концепціями. Прихильники першого вважають, що інформація входить як компонент, аспект, сторона в будь-які відбивні процеси. Наслідком є ​​визнання атрибутивного характеру інформації. (Таким чином, викладена вище теорія відноситься до класу аспектних.)
Навпаки, у видових теоріях стверджується, що інформація притаманна лише деяким видам відображення і, по суті, тотожна їм. Інформація, згідно з цією точкою зору, виникає тільки на рівні життя, нерозривно пов'язана з управлінням, і існує тільки в єдності всіх своїх семіотичних характеристик: синтаксичних, семантичних і прагматичних (іншими словами, те, що позбавлене корисності і не використовується для будь-яких цілей , - не є інформація). Один з висновків видових теорій полягає в тому, що в процесі пізнання інформація не сприймається людиною з неживої природи (адже її там просто немає), а створюється в результаті взаємодії органів почуттів з об'єкту, що відбивається. Як зазначено в [А6], перевагу аспектно концепції має бути віддано, зокрема, тому, що тільки вона дозволяє говорити про об'єктивне існування інформації.

Інформація та складні системи

До визначення поняття системи

Розглянуті вище аспекти, сторони поняття інформації відносяться або до статичної інформації, що розглядається в певний момент часу, або до найпримітивніших актам її руху. Аналіз же інформаційних процесів неможливий без залучення відомостей про те середовище, матеріальному субстраті, на якому ці процеси базуються. Справді, інформація сама по собі не є матерія, це спосіб організації матеріальних об'єктів (наприклад, сукупність станів всіх нейронів в мозку). Отже, будь-які процеси обробки інформації - це передусім процеси, що відбуваються в якісь об'єкти.
Істотно, що ці об'єкти не можуть розглядатися як неподільні: важливо простежити рух інформації всередині об'єкта. Важливо також те, що для скільки-небудь складних інформаційних процесів внутрішнє облаштування об'єктів, в яких відбуваються ці процеси, повинно бути теж досить складним. Методологічною базою для вивчення расчленімих складних об'єктів є системно-структурний підхід, який в даний час набув статусу загальнонаукового методу ([А1], [А7], [А8], [А11], [А13], [Б2], [Б4], [Б5], [Б14], [Б19]). Основні поняття системного підходу викладені нижче.
Система є безліч пов'язаних між собою компонентів тієї або іншої природи, впорядкована по відносинах, які мають цілком певними властивостями; це безліч характеризується єдністю, яка виражається в інтегральних властивостях і функціях безлічі [А8].
Виділимо деякі явні і неявні характеристики систем, укладені в наведеному визначенні.
1. Будь-які системи складаються з вихідних одиниць - компонентів. В якості компонентів системи (у широкому сенсі) можуть розглядатися об'єкти, властивості, зв'язки, відносини, стану, фази функціонування, стадії розвитку. У рамках даної системи і на даному рівні абстракції (конкретизації) компоненти представляються як неподільні, цілісні й помітні одиниці, тобто дослідник абстрагується від їх внутрішньої будови, але зберігає відомості про їх емпіричних властивості.
Об'єкти, які становлять одиниці, з яких складається система, можуть бути матеріальними (наприклад, атоми, що складають молекули, клітини, які складають органи) або ідеальними (наприклад, різні види числа складають елементи теоретичної системи, яку називають теорією чисел).
Властивості системи, специфічні для даного класу об'єктів можуть стати компонентами системного аналізу. Наприклад, властивостями термодинамічної системи можуть бути температура, тиск, об'єм, а напруженість поля, діелектрична проникність середовища поляризація діелектрика суть властивості електростатичних систем. Властивості можуть бути як змінюються, так і незмінними за даних умов існування системи. Властивості можуть бути внутрішніми (власними) і зовнішніми. Власні властивості залежать тільки від зв'язків (взаємодій) всередині системи, це властивості системи «самої по собі». Зовнішні властивості актуально існують лише тоді, коли є зв'язки, взаємодії із зовнішніми об'єктами (системами).
Зв'язки досліджуваного об'єкта також можуть бути компонентами при його системному аналізі. Зв'язки мають речовинно-енергетичний, субстанційний характер. Аналогічно властивостям, зв'язки можуть бути внутрішніми і зовнішніми для даної системи. Так, якщо ми описуємо механічний рух тіла як динамічну систему, то по відношенню до цього тіла зв'язку мають зовнішній характер. Якщо ж розглянути більш велику систему з декількох взаємодіючих тіл, то ті ж механічні зв'язку слід вважати внутрішніми по відношенню до цієї системи.
Відносини відрізняються від зв'язків тим, що не мають яскраво вираженого речовинно-енергетичного характеру. Тим не менш, їх облік важливий для розуміння тієї чи іншої системи. Наприклад, просторові відносини (вище, нижче, лівіше, правіше), тимчасові (раніше, пізніше), кількісні (менше, більше).
Стану та фази функціонування важливі для аналізу функціональних, діючих протягом тривалого часу систем. Сам процес функціонування (послідовність станів у часі) пізнається шляхом виявлення зв'язків і відносин між різними станами. Прикладами можуть бути фази серцевого ритму, що змінюють один одного процеси збудження і гальмування в корі головного мозку та ін
Нарешті, етапи, стадії, ступені, рівні розвитку виступають компонентами генетичних систем. Якщо статки і фази функціонування відносяться до поведінки у часі системи, що зберігає свою якісну визначеність, то зміна етапів розвитку пов'язана з переходом системи в нову якість.
2. Між компонентами безлічі, що утворює систему, існують системоутворюючі зв'язки і відносини, завдяки яким реалізується специфічне для системи єдність. Система має загальними функціями, інтегральними властивостями і характеристиками, якими не володіють ні складові її елементи, взяті окремо, ні проста «арифметична сума» елементів. Інакше кажучи, властивості системи в цілому неаддитивности по відношенню до властивостей її елементів і підсистем. Суттєвим показником внутрішньої цілісності системи є її автономність, або відносна самостійність поведінки та існування. За ступенем автономності можна до певної міри судити про рівень і ступеня їх відносної організованості і самоорганізованості.
3. Істотними характерістікамілюбих систем є притаманні їм організація і структура, з якими тісно пов'язане математичний опис систем.
4. Будь-яка система існує лише в певних межах змін її властивостей, тому зазвичай задаються максимальні і мінімальні значення її змінних.
5. Відносність понять «компонент» («елемент») і «система» («структура») полягає в тому, що будь-яка система може, у свою чергу, виступати в якості компонента чи підсистеми більш широкої системи. З іншого боку, компоненти, що виступають при аналізі системи як нерозчленовані цілі, при більш детальному розгляді (мікроаналізі) самі по собі проявляють себе як системи. У будь-якому випадку (і саме це є основою для розчленування системи на підсистеми) зв'язку елементів всередині підсистеми сильніше, ніж зв'язки між підсистемами, і сильніше, ніж зв'язки між елементами, що належать різним підсистемам. Істотно також те, що кількість типів елементів (підсистем) обмежене, внутрішнє розмаїття і складність системи визначається, як правило, різноманітністю межелементних зв'язків, а не різноманітністю типів елементів.
6. Для будь-яких (і особливо високоорганізованих) систем важливо з'ясувати характер зв'язку підсистем, ієрархічних рівнів всередині системи; в системі поєднуються взаємозв'язок її підсистем за одним властивостям та відносинам і відносна незалежність за іншими властивостями і відносинам. У самоврядних системах це виражається, зокрема, в поєднанні централізації діяльності всіх підсистем за допомогою центральної керуючої інстанції з децентралізацією діяльності рівнів і підсистем, що володіють відносною автономністю.
7. Складна система - це результат еволюції більш простої системи. Система не може бути вивчена, якщо не досліджений її генезис.
Отже, пізнання того чи іншого об'єкта як системи має включати в себе наступні основні моменти: а) визначення структури та організації системи; б) визначення власних (внутрішніх) інтегральних властивостей і функцій системи; в) визначення функцій системи як реакцій на виходах у відповідь на вплив інших об'єктів на входи; г) визначення генезису системи, тобто способів і механізмів її утворення, а для систем, що розвиваються - способів їх подальшого розвитку.
Особливо важливою характеристикою системи є її структура. Уніфіковане опис систем на структурному мовою передбачає певні спрощення та абстракції. Якщо при визначенні компонентів системи ми абстрагувалися від їх будови, розглядаючи їх як нерозчленовані одиниці, то наступний крок полягає у відверненні від емпіричних властивостей компонентів, від їхньої природи (фізичної, біологічної тощо) при збереженні відмінностей за якістю. Таким чином, при аналізі структури ми маємо справу з абстрактними якісно різними одиницями.
Між компонентами системи, як було зазначено вище, існують різні зв'язки і відносини. Самі способи зв'язку та види відносин залежать як від природи компонентів, так і від умов існування системи. Для поняття структури специфічний особливий і в той же час універсальний тип відносин та зв'язків - відносини композиції елементів. Відносини порядку (впорядкованості) у системі існують у двох видах: стійкі і нестійкі стосовно точно певних умов існування системи. Поняття структури відображає стійку впорядкованість. Структура системи є сукупність стійких зв'язків і відносин, інваріантних стосовно до цілком певних змін, перетворень системи. Вибір цих перетворень залежить від меж і умов існування системи. Структури об'єктів (систем) того чи іншого класу описуються у вигляді законів їх будови, поведінки та розвитку.
На закінчення коротко зупинимося на взаємозв'язку і взаємозалежності систем та їхніх складових елементів. Тут виявляються такі діалектичні закономірності [Б5].
1. Відносна самостійність структури, незалежність її від елементів. При видаленні з системи одного або кількох елементів структура може залишитися незмінною, а система може зберегти свою якісну визначеність (зокрема, працездатність). Дистанційні елементи в деяких випадках можуть бути без шкоди замінені новими, інокачественнимі. У цьому виявляється переважання внутрішніх структурних зв'язків над зовнішніми.
2. Залежність структури від елементів. Структура не існує як незалежна від елементів організуючий початок, а сама визначається складовими її елементами. Сукупність елементів не може поєднуватися довільним чином, отже, спосіб зв'язку елементів (структура майбутньої системи) частково визначається властивостями елементів, узятих для її побудови. Наприклад, структура молекули визначається (частково) тим, з яких атомів вона складається.
3. Відносна самостійність елементів, незалежність їх від структури. Входження елемента в структуру більш високого рівня мало позначається на його внутрішній структурі. Ядро атома не змінюється, якщо атом увійде до складу молекули, а мікросхемі «все одно», у складі якого пристрою вона функціонує.
4. Залежність елементів від структури. Елемент може виконувати притаманні йому функції тільки у складі системи, тільки в координації з сусідніми елементами. У деяких випадках навіть скільки-небудь тривале збереження елементів своєї якісної визначеності неможливо за межами системи. Рука, відрізана від тіла, є рука тільки за назвою (приклад В. І. Леніна).

Інформація в кібернетичних системах

Всі матеріальні системи можна розглядати як перетворювачі інформації, що працюють зі своїми власними кодами. Саме такий підхід був розвинений в працях М. М. Амосова ([А1], [А11], [Б2]). Так, на атомному рівні код складається з елементарних частинок, на молекулярному - з атомів, головним кодом соціального рівня є мова. У зв'язку з цим М. М. Амосовим ставиться проблема взаємини вищих і нижчих кодів. Велика білкова молекула може отримувати інформацію, передану нижчими кодами - елементарними частинками та окремими атомами. Але вищий код для неї - молекулярний. Якщо на неї подіяти, скажімо, словом, то вона «не зрозуміє», так як її якість, її структура не в змозі сприймати цей занадто високий код.
У складній системі М. М. Амосов виділяє поверхову структуру обробки інформації. На кожному поверсі функціонує свого роду транслятор, що сприймає код нижчого поверху і виробляє код більш високий. При просуванні вгору інформація зменшується кількісно (так як на кожному поверсі відбувається абстрагування, відсікання безлічі несуттєвих деталей, присутніх в нижчому коді), але переходить у більш високу якість. Наприклад, код молекул занадто низький для людини. Вплив окремої молекули не може нами безпосередньо сприйматися. Зате узгоджене квазіперіодичних рух безлічі молекул повітря, проходячи декілька поверхів обробки, сприймається нами як звук, потім - як слово, а на верхньому поверсі переходить в поняття. Абстрагування в цьому випадку полягає, наприклад, в тому, що при виділенні слова з звуку для нас несуттєвим стає тембр голосу мовця, а при переході до понять ми відволікаємося від окремих слів.
Вищий код може бути розкладений на знаки нижчого коду, так як кожен знак вищого коду є результатом з'єднання певним чином в просторі або в часі деякого числа нижчих знаків. Але замінити вищий код нижчим не можна, оскільки перехід від нижчого коду до вищої є якісний стрибок.
Зупинимося на характеристиці процесів регулювання і управління у кібернетичних системах (як живих, так і технічних). Спільною рисою усіх кібернетичних систем є те, що протягом усього періоду існування вони захищають самі себе від зовнішніх збурень ([А10], [А11], [Б19]). До цієї захисної функції може бути так чи інакше зведений великий спектр більш приватних функцій. Покажемо, що основу і сутність даної функції складають інформаційно-відбивні процеси.
Під обуренням розуміють вплив на систему, що прагне перевести її з одного стану в інший. Обурення можуть бути як зовнішніми, так і внутрішніми, пов'язаними з порушенням функціонування будь-якого органу усередині системи. Оскільки стан системи характеризується інформаційним змістом (= різноманітністю), то дія обурення є зміна різноманітності системи. Очевидно, не всяке зміна стану системи сумісно з її існуванням. Так, при дії системи «кішка» на систему «миша» остання знищується (втрачає своє колишнє якість). Таким чином, існування системи можливе лише в певному діапазоні зміни її станів.
Якщо під впливом певних збурень система залишається у межах допустимих станів (зберігає свою якісну визначеність), говорять, що вона стійка по відношенню до даного типу збурень. Стійкість системи може бути досягнута двома шляхами: по-перше, якщо на шляху різноманітності збурень ставиться пасивна перешкода, по-друге, якщо можлива активний захист від нього.
Перший спосіб захисту застосовується, в основному, порівняно примітивними тваринами. Прикладами можуть слугувати різні раковини і панцирі. Проте основним способом збереження стійкості кібернетичних систем є активна захист, яка полягає в тому, що між джерелом збурень і системою ставиться регулятор. Основна функція регулятора - у відповідь на різноманітність збурень виробляти контрразнообразіе компенсуючих дій.
Процеси, що відбуваються у всіх типах регуляторів, підкоряються фундаментальному закону, званому законом необхідної різноманітності (У. Росс Ешбі). Суть його полягає в наступному. Для того щоб відповідна реакція регулятора була адекватна обуренню, необхідно, щоб регулятор спочатку сприйняв, відбив обурення, вичленував істотну інформацію про нього. А це означає, що інформаційна ємність (= ​​різноманітність станів) регулятора повинна бути не менше, ніж різноманітність збурень.
У процесі еволюції живих істот перевагу отримали не «панцирі», а «мізки». Удосконалення технічних пристроїв також ішло по лінії від пасивної до активного захисту. Найбільш загальним механізмом активного захисту є управління за принципом зворотного зв'язку. Обурення - це, по більшій частині, непередбачувані, випадкові процеси. Система, як правило, «дізнається» про обурення лише після того, як піддасться його дії і виявиться переведеної в інший стан, відмінне від запланованого. Різниця між заданим і дійсним станом (між метою і результатом) виявляється сигналом для приведення в дію регулятора. Мета регулювання полягає в тому, щоб зменшувати дане відмінність (негативний зворотний зв'язок).

Розглянемо узагальнену схему системи зі зворотним зв'язком (див. рис.) [Б14]. Стрілками показані напрямки передачі інформації. Система
отримує інформацію про зовнішній світ (M) і обробляє її, після чого впливає на зовнішній світ, передає йому частину інформації (N). Відомо, що тільки така структура дозволяє зберігати та накопичувати інформацію. У ряді випадків кількість інформації, що містяться в системі, буде збільшуватися не безпосередньо в результаті зовнішнього впливу на систему, а в результаті взаємодії потоків інформації всередині самої системи. А саме, що проходить крізь систему потік M-A-B-N взаємодіє з внутрішнім потоком B-C-D-A таким чином, що загальна кількість інформації збільшується.
Інформація, ціркулірющая по замкнутому контуру A-B-C-D-A, називається до пов'язаної інформацією, і може вважатися частиною структури системи. Це стійкі знання системи про зовнішній світ, ті знання, які постійно потрібні для підтримки функціонування системи. Саме накопичення пов'язаної інформації протистоїть природному процесу зростання ентропії і обумовлює прогресивний розвиток системи, тобто закономірне ускладнення її структури, підвищення рівня організації. Як видно зі схеми, зв'язана інформація може накопичуватися в результаті переробки вільної інформації, тобто тієї інформації, якою система обмінюється з зовнішнім світом (M-A-B-N).
Системи, здатні обмінюватися інформацією з зовнішнім світом, подібно показаної на рис., Називаються відкритими. Системи можна класифікувати за їхньою здатністю до взаємодії і здатності використовувати інформацію. (Див. табл.)
Відкриті системи
Системи, здатні сприймати, зберігати, втрачати, накопичувати і використовувати вільну і пов'язану інформацію
Інформаційні системи
Системи, здатні передавати вільну інформацію і втрачати пов'язану інформацію
Неінформаційних системи
Закриті системи
Системи, здатні лише втрачати пов'язану інформацію
Управління в ібернетіческіх системах можна розділити на три типи: самозбереження, саморозвиток і самовідтворення [А11]. Ці типи управління пов'язані з різними класами різноманітності і з різними видами генетичного тотожності.
У разі самозбереження кінцева мета управління полягає у збереженні цілісності, якісної визначеності системи. Прикладом може служити відносна незмінність будь-якого організму в його зрілому віці, нормальне функціонування кібернетичних пристроїв, що працюють за принципом зворотного зв'язку. Характерна риса цього типу управління - збереження інформаційного содрежанія структури кібернетичної системи і сталість мети управління. При самозбереженні кібернетична система залишається тотожною самій собі в структурному відношенні. Назвемо цей тип тотожності генетичним тотожністю першого роду.
Саморозвиток - більш складний тип управління. З точки зору самозбереження необов'язково вдосконалення, прогрес системи. Саморозвиток ж передбачає накопичення структурної інформації, а значить і зміна структури. Система, саморазвіваясь, вже може змінювати свій тип цілісності, якісної визначеності, залишаючись в той же час сама собою. Цей, більш високий тип тотожності можна назвати генетичним тотожністю другого роду. Прикладом саморозвиваються можуть бути ембріони, молоді, які не досягли зрілості організми, а також самообучающиеся кібернетичні пристрої.
Ще більш складний тип управління - самовідтворення. Він властивий живим організмам і суспільству (економіці, науці, культурі і т. д.). Є й перші штучні самовідтворюються системи - комп'ютерні віруси, що відносяться не до класу пристроїв, а до суто інформаційним утворенням. Спільним для всіх процесів самовідтворення є те, що при збереженні або навіть збільшення інформаційного змісту однієї системи нею прочекати інша система, як правило, здатна до саморозвитку. Іншими словами, інформація від першої системи не відбирається, а дублюється, причому частково. Нащадок створюється не як закінчена і точна копія предка, а як «заготовка», що посяде лише головні особливості структури і здатна самостійно накопичувати інформацію. Предок і нащадок - це дві різні системи, що займають різні області в просторі та існуючі в різні проміжки часу. Тому те тотожність, яка існує між ними (генетична тотожність третього роду), має ще більш високий тип.
Загальний висновок з наведеного розгляду полягає в тому, що управління завжди пов'язане або зі збереженням, або із збільшенням структурної інформації системи. Втім, цей висновок не можна абсолютизувати і вважати, що якщо система має управління за принципом зворотного зв'язку, то її інформаційний зміст не може зменшуватися. Справа в тому, що управління в системі здійснюється лише стосовно певних збурень, а інші обурення не усуваються. У випадку дії непередбаченого обурення, від якого система не може захиститися, її інформаційний зміст може знижуватися. Таким чином, управління пов'язано зі збереженням або підвищенням кількості інформації лише в певному відношенні і в певних межах.
Відображення та інформація в кібернетичних пристроях мають ряд рис, властивих відображенню та інформації у неживій природі [А6]. Це пов'язано з тим, що субстратом відбивних процесів, елементами кібернетичних пристроїв є неживі об'єкти, що функціонують за зако фізики. Проте організація цих пристроїв принципово відрізняється від організації систем неживої природи, бо вони втілюють задум людини.
У неживій природі інформаційні процеси не виділені з енергетичних. Будь-яка нежива система бере участь в інформаційному процесі «повністю», всією своєю структурою. У неї немає спеціального органу, відділу, який би відповідав за інформацію. На відміну від цього, кібернетичні системи володіють такою структурою, завдяки якій вони здатні виділити інформаційний зміст з несучого його потоку речовини або енергії.
Специфічною рисою відображення в кібернетичних пристроях є те, що за допомогою властивості відображення, властивого неживим об'єктам моделюються інформаційно-відбивні процеси, притаманні живій природі і навіть суспільству. Процеси відображення в неживій матерії при створенні кібернетичних пристроїв організуються і впорядковуються таким чином, щоб супутні їм інформаційні процеси були ізоморфні (у загальному випадку гомоморфним) інформаційним процесам, що протікають у біологічних і соціальних системах. Матеріальні носії нижчих форм відображення несуть інформаційне навантаження, властиву вищих форм відображення. Ця особливість відрізняє відображення в кібернетичних пристроях від інших форм відображення і дозволяє говорити про особливу кібернетичної формі відображення [А10].

Інформація в теоретико-ігрових моделях

До нового розуміння інформаційних процесів можна прийти, якщо в якості джерела збурень, що діють на кібернетичну систему, розглянути іншу кібернетичну систему [А10]. Іншими словами, розглядаються дві системи, що перебувають у стані конфлікту. У цілі кожної з двох систем входить перешкодити іншій системі в досягненні її цілей і захистити себе від перешкод з боку суперника. Математична теорія, що вивчає подібні процеси, називається теорією ігор. Багато ситуації, що виникають у житті суспільства і в техніці, допускають теоретико-ігрову формалізацію.
Приймемо приватне визначення інформації як знятої невизначеності. Велика частина ігор так чи інакше пов'язана з невизначеністю. Розглянемо різні види ігрової невизначеності і відповідні їм види інформації.
В іграх, відомих під загальною назвою азартних, основний вид невизначеності - це статистична невизначеність. Гравець не знає заздалегідь, як ляже карта, або яка цифра випаде при киданні кістки. Проте важливою рисою статистичної невизначеності є те, що апріорі відомі ймовірності всіх можливих результатів. Чисто азартні ігри (кістки, орлянку, рулетка) - це ігри виключно статистичні, інших типів невизначеності вони не містять. Вся статистична невизначеність повністю усувається при черговому ході. Отже, статистична невизначеність пов'язана з об'єктивно випадковим характером процесів, що використовуються у грі.
Інший тип невизначеності характерний для так званих ігор з повною інформацією (шашки, шахи, рендзю, рішення головоломок типу кубика Рубіка). У будь-який момент гравець володіє повною інформацією про поточний стан справ. З формально-математичної точки зору, принципово можливо перебором всіх можливих варіантів і дослідженням всіх можливих наслідків вибрати оптимальний хід. Однак число можливих ходів та їх наслідків настільки величезна, що на практиці цього неможливо зробити. Невизначеність цього типу називається комбінаторної.
Статистичну, комбінаторну і деякі інші типи невизначеності об'єднує те, що невизначеність пов'язана виключно з самої по собі ігровий ситуацією (розкладом карт, розташуванням квітів на гранях куба), тобто з синтаксичним аспектом інформації про перебіг гри. Синтаксична невизначеність може бути пов'язана як з ходом супротивника (я не знаю, що випаде на рулетці), так і з власним ходом (я не знаю, на яке число поставити).
Невизначеність більш високого типу пов'язана з тим, що гравець, нехай навіть володіючи повною інформацією на синтаксичному рівні, не може до кінця з'ясувати її зміст. Невизначеність цього типу називається семантичною. Недосвідчений шахіст, граючи з гросмейстером, не відразу зрозуміє, що послідовність ходів противника разом складає єдиний маневр. Можлива також семантична невизначеність свого ходу (я не знаю, який маневр зробити) і семантична невизначеність у відношенні дій супротивника.
Семантична невизначеність завжди існує в такій ігровій ситуації, як наукове пізнання (гра з природою). Такі постійно розвиваються форми, як поняття, категорії, теорії включають на семантичному рівні поряд з певністю також деяку невизначеність. Семантичної невизначеністю володіють сукупності експериментальних даних (невідомо, який закон за ними криється).
Якщо синтаксична невизначеність пов'язана тільки зі структурою безлічі можливих ходів (своїх або супротивника), то семантична невизначеність пов'язана ще і з особливостями відображення цієї множини в системі (свідомості гравця). У разі статистичної невизначеності при незнанні конкретного результату наступного ходу все ж таки відомо розподіл ймовірностей, а в разі семантичної невизначеності невідомі навіть ймовірності.
Найбільш складний вид невизначеності в грі - це стратегічна невизначеність. Гравець не знає, якого способу дій дотримується противник, які цілі перед собою ставить. Невизначеність цього типу зазвичай невластива ігор (у звичайному розумінні цього слова): мета гри чітко визначена правилами, але притаманна різним сферам людської діяльності (бізнес, політика і т. д.). Інформація, яка знімає стратегічну невизначеність - це стратегічна інформація.
Окремим випадком стратегічної невизначеності є невизначеність прагматична, полягає у незнанні (вірніше, у неповному знанні) гравцем власних цілей. Прагматична невизначеність пов'язана з неадекватністю та неповнотою самовідображення суб'єкта, з неповною інформацією про себе і про своє місце в ігровій ситуації.
Між видами невизначеності і відповідними видами інформації виявляються відносини взаємної підпорядкованості. Поки я не знаю, чого хочу сам, для мене марна інформація про стратегії інших людей. Тільки коли мої цілі визначені, ця інформація стає мені потрібна - для вироблення власної стратегії. Лише після того як продумана стратегія, можна планувати тактику - визначати зміст (семантику) більш дрібних етапів. І лише після цього можна переходити до рівня синтаксису - планувати і здійснювати окремі вчинки.
При зборі відомостей про ворога інформація проходить сходи рівнів у зворотному напрямку. Природно, що супротивник ніколи сам не розкриє свою тактику (семантику) і тим більше стратегію (прагматику). У кращому випадку я можу сподіватися отримати синтаксичну інформацію - які конкретні дії робить супротивник, якими повідомленнями обмінюється по каналах зв'язку (хоча і синтаксична інформація зазвичай засекречується). Інформацію вищих рівнів можна отримати лише шляхом аналізу, переробки та узагальнення безпосередньо одержуваної інформації про дії противника.

Зв'язок інформації з законами і категоріями діалектики

Закони діалектики та інформація

Діалектика, як відомо, представляє собою загальну теорію розвитку. Тому дію основних законів діалектики виявляється, головним чином, при аналізі інформаційних процесів (а не інформації в одномоментному зрізі). Розглянемо по черзі три основних закони діалектики в додатку до руху інформації ([А6], [А11], [Б1], [Б3]).
Закон єдності і боротьби протилежностей. Причину всякого інформаційного процесу, як і всякого взагалі процесу, становить взаємодія двох протилежних начал. Так управління за принципом зворотного зв'язку грунтується на відмінності, розбіжності «бажаного» і «дійсного» станів системи і спрямоване на усунення розриву між ними. У процесі обміну інформацією між системою і зовнішнім середовищем, як правило, має місце протидія системи негативним впливам середовища. Внутрішня суперечливість процесів управління полягає ще й у тому, що самовідтворюються і самовдосконалюється системи в процесі функціонування, залишаючись в одному відношенні тотожними самим собі (хоча б генетична тотожність зберігається завжди), в іншому відношенні можуть зазнавати істотні зміни, аж до зміни своєї якісної визначеності.
Суперечливу роль інформаційних процесів розкриває закон необхідної різноманітності Ешбі. Хоча інформація сама по собі пов'язана з різноманітністю, відмінностями, її використання в складних самоврядних системах направлено на збереження тотожності. Тільки постійно змінюючись під впливом навколишнього середовища, тільки відбиваючи її зміни, система може залишитися собою, зберегти свою якість.
Розглянемо наступну ситуацію. Нехай ми намагаємося дізнатися що-небудь про певному об'єкті. Наші початкові уявлення про нього характеризуються повною невизначеністю. Це означає, що різноманітність можливих (з нашої точки зору) припущень щодо даного об'єкта максимально. Кожного разу, коли ми дізнаємося про об'єкт щось нове, коло допустимих припущень звужується, тобто, зменшується різноманітність гіпотез. У цьому відношенні отримання інформації є ограніяченіе різноманіття (що рівносильно розглядався у статистичній теорії усунення невизначеності). В іншому відношенні отримання інформації пов'язане з наростанням різноманітності. А саме, зростає різноманітність тих достовірних фактів, які нам відомі і тих наслідків, які можуть бути нами з них отримано, іншими словами, зростає складність наявною у нас картини світу.
Прогресивний розвиток завжди пов'язане з обмеженням розмаїття. З безлічі можливих сценаріїв еволюції на практиці реалізується тільки один. Із сотень тисяч органічних молекул в живі організми входять лише сотні, з сотень амінокислот - лише 20 і т. д. Але цей процес супроводжується збільшенням складності, внутрішньої різноманітності прогресуючих систем, зокрема, ускладненням поведінки (= збільшення різноманітності реакцій) живих істот. Отже , будь-який процес руху інформації пов'язаний зі знищенням, обмеженням одного виду різноманітності та одночасним збільшенням іншого його виду.
Закон переходу кількісних змін у якісні. У процесі еволюції будь-якої системи відбувається накопичення укладеної в ній інформації. На перших етапах пристосування до нових умов зовнішнього середовища інформація про середовище накопичується у вигляді вільної інформації. Це чисто кількісне зростання «знань» системи про зовнішній світ, що не приводить до зміни її якісної визначеності. При досягненні певного порогу (при перевищенні заходів) вільна інформація переходить в пов'язану, тобто відбувається закріплення отриманих знань у структурі системи. Відтепер ті чи інші особливості середовища відображені в системі «жорстко» і є невід'ємною частиною її самої. Будь-яка перебудова структури є, очевидно, якісна зміна.
Кількісним накопиченням інформації супроводжувався природний процес еволюції матерії. Наприклад, можна стверджувати, що якщо інформаційний зміст об'єкта становить кілька десятків біт щодо молекулярного рівня, то це напевно об'єкт неживої природи. Якщо ж в об'єкті міститься порядку біт на тому ж рівні, то це, швидше за все, живий об'єкт.
Закон заперечення заперечення. Цей закон діє у сфері висхідного розвитку, тобто тієї лінії розвитку, на якій відбувається збільшення інформаційного змісту систем. У загальному випадку закон стверджує, що на більш високому ступені розвитку повторюються деякі риси, властиві вихідної ступені, причому має місце не повне копіювання, а лише часткове відтворення. У застосуванні до інформаційних процесів це означає, що інформаційний зміст, що досягається системою на послідовних ступенях розвитку, змінюється за рахунок почергових заперечень окремих його частин. Друге заперечення, що знімає перше, веде до часткового відтворення на якісно новому рівні інформації, збагаченої досвідом двох ступенів розвитку.
Кожного разу, коли розвивається система повторює одну з попередніх своїх рис, це означає відтворення минулого структурної інформації. Найкращим прикладом може бути те, що високоорганізовані системи здатні залучати власний минулий досвід для вирішення поточних завдань. Припустимо, система колись потрапляла в певні умови і виробила оптимальну програму поведінки в цих умовах. Після цього умови змінилися, система змушена була відкинути колишню програму і виробити безліч нових. Нехай тепер система потрапляє знову в умови, подібні початковою. Тепер вона зможе відтворити вироблену раніше відповідну програму, причому значно швидше, ніж у перший раз, і значно якісніше, тому що тепер знання системи про зовнішній світ збагачене пам'яттю про багатьох різних ситуаціях.

Інформація та розвиток

Розуміння інформації як різноманітності тісно пов'язано з найбільш загальними уявленнями про рух як зміну. Результатом руху системи стає відмінність (різноманітність) у часовому відношенні. Рух є атрибутом матерії, невід'ємно притаманне матерії і така її властивість, як розходження. Оскільки поняття інформації трактується на основі категорії відмінності, можна припустити, що інформація також має атрибутивний характер. Зв'язок понять руху та інформації, зокрема, така, що дозволяє результат руху відображати методами теорії інформації. Це має велике значення для вивчення процесів розвитку, дає можливість виробити інформаційний критерій, що дозволяє встановлювати ступінь розвитку тієї чи іншої системи.
Оскільки далі розглядається лише розвиток будь-яких конкретних систем, то під розвитком даної системи розуміються її внутрішні зміни, або зміни її внутрішнього різноманіття. Якщо внутрішнє розмаїття системи не змінюється, то в цьому випадку рух системи відносно інших систем буде «чистим» рухом.
Різноманітність, як зазначалося вище, має різні рівні, класи і т.д. Внутрішньо воно може змінюватися на рівні: елементів, відносин порядку, інших відносин і зв'язків, цілісності і т. д. Крім того, можливі різні напрямки самої зміни різноманітності, наприклад , прогрес і регрес.
Під висхідним розвитком, або прогресом, розуміється збільшення внутрішнього розмаїття систем. Мовою теорії інформації це означає накопичення інформації. Низхідна гілка розвитку, чи регрес, означає зменшення внутрішнього розмаїття систем або зменшення кількості інформації. Таким чином, зміна інформаційного змісту систем - це кількісний критерій розвитку.
Інформаційний критерій розвитку знаходить своє застосування в теорії еволюційного ряду, або низки розвитку. Під сходами розвитку матерії маються на увазі найбільш загальні матеріальні системи, які послідовно з'являлися один за одним у процесі прогресивного розвитку матерії. Ступенів розвитку матерії в принципі нескінченно багато, але нам відомі лише п'ять: дозвездная, зоряна, планетарна, біологічна і соціальна (цей ряд, хоча й пов'язаний з класифікацією форм руху матерії, далеко не ізоморфний ів).
Кожна ступінь характерізуетсяструктурой (організацією), елементами якої є певні дискретні одиниці. Так, для дозвездной ступені за структурну одиницю можна прийняти елементарні частинки, для зоряної - атоми, для планетної - молекули, для життя - організм, для соціальної - людини. Структурна одиниця - це з'являється саме на даному ступені розвитку основної її елемент. Ступені розвитку самі по собі є системами, оскільки задовольняють всім вимогам, що пред'являються до систем. Характерно, що кількість інформації в ступенях розвитку і у всіх структурних одиницях збільшується.
Прогресивний розвиток систем супроводжується якісними стрибками. Тому прогрес системи супроводжується не тільки кількісним зростанням структурної інформації, але і зміною її якості. Це дозволяє вводити в розгляд якісні інформаційні критерії розвитку.
Наприклад, ступінь розвитку деяких технічних систем характеризується цінністю цих систем (= цінністю укладеної в них структурної інформації). Цінність, як зазначалося вище, завжди пов'язана з певною метою. Наведемо приклад. На зміну дуже складним за конструкцією поршневим авіаційним двигунам прийшли більш прості - реактивні. Спрощення конструкції останніх є зменшення кількості структурної інформації. Тому, якщо користуватися тільки кількісним критерієм розвитку, то винахід реактивних двигунів слід було б розцінити як крок до регресу. Але ж мета людини полягає не в ускладненні конструкції двигуна, а в досягненні більш високої швидкості польоту. Реактивні двигуни більш корисні для досягнення даної мети, ніж поршневі. Так включення прагматичного аспекту інформації в критерій розвитку приводить нас до висновку тому, що винахід реактивного двигуна було прогресивним явищем.

Інформація, закони природи і причинність

Закон відображає загальні стійкі зв'язки і відносини між явищами (або частинами одного явища). Таким чином, закон є структура явища, якщо останнє розглядається як система. Як і всяка структура (інваріант), закон обмежує різноманітність, так як з усіх мислимо можливих сценаріїв протікання процесу реалізуються лише ті, які підпорядковуються закону. Наприклад, з усього мислимого різноманітності процесів, що відбуваються з макроскопічними тілами, можливими виявляються тільки ті, які задовольняють законам ньютонівської механіки.
Будь-яке явище підпорядковується не одному якому-небудь закону, а сукупності законів, причому, вседствие невичерпності матерії, нескінченною. Кожен закон природи фіксує лише одну з нескінченної кількості сторін явища і тому є абстракцією, спрощенням в порівнянні з дійсністю. Отже, внутрішнє розмаїття і інформаційний зміст закону менше, ніж у досліджуваного явища.
У той же час відомо, що в абстрактному законі природа відображена глибше, вірніше, точніше, ніж в наших відчуттях, сприйняттях і уявленнях. У процесі відображення природи органами почуттів останні огрублюють, обмежують різноманітність об'єктивно існуючих систем. Нескінченна різноманітність реальних явищ нашими органами чуття відбивається у вигляді кінцевого різноманітності. Частина інформації при чуттєвому сприйнятті втрачається. Однак завдяки абстрактного мислення і знання законів природи ми можемо оперувати і тією інформацією, яка безпосередньо не полягає у чуттєвому образі. Тому абстракція закону - це не просте обмеження емпіричного різноманіття, а лише обмеження несуттєвих сторін чуттєвого образу явищ з метою розширити істотне різноманітність, безпосередньо не доступне чуттєвому сприйняттю.

Кількість інформації, що міститься в науковому законі, може бути виміряна методами статистичної теорії інформації [А2]. Нехай, наприклад, досліджується залежність між двома фізичними фелічінамі: і , Причому обидві величини можуть змінюватися в заздалегідь встановлених межах: , (Межі застосовності теорії). Квадратна область є область всіх мислимих комбінацій значень досліджуваних величин, коли залежність між ними невідома. Площа цієї області є ні що інше, як апріорне різноманітність. У результаті серії експериментів було встановлено емпіричний закон, що зв'язує величини і (Жирна лінія на мал.) з певною похибкою (затемнена область).
Тепер можна з упевненістю стверджувати, що в природі реалізується лише те разноообразіе станів, яка потрапляє в затемнену область, що має площу . Таким чином, кількість інформації в емпіричному законі може бути виражене через обмеження різноманітності:
.
Можливий і інший підхід до визначення інформаційного змісту заакона або теорії, прагматичний, що оцінює цінність даного закону для досягнення певної мети, наприклад, створення будь-якого приладу.
Обширний клас законів природи - це закони, що встановлюють зв'язок між станами системи в два різних моменту часу, тобто причинний зв'язок. Тому виявляється зв'язок інформації з категорією причинності.
Згідно з А. А. Маркову, подія A містить інформацію про подію B в силу сукупності законів M, якщо наявність B може бути логічно виведено з наявності A за допомогою B. При цьому A розглядається як причина, B - як наслідок. Висновок А. А. Маркова полягає в тому, що причина містить інформацію про слідство.
При однозначної причинного зв'язку мова може йти про повну передачу інформації від причини до слідства. При цьому структура причини повністю передається слідству, відтворюється в ньому. Цей важливий, але все ж приватний випадок має місце в механічних ланцюгах причинності.
У класичній механіці при переході від явища A до його слідству B не відбувається ні втрата, ні накопичення інформації: події A і B еквівалентні в інформаційному відношенні. Подібний інформаційний зміст у механічну причинність вкладав ще Лаплас, коли запропонував ідею «демона», який, знаючи всі причини, міг би предстказать всі наслідки. По одному ланці однозначної причинного зв'язку можна визначити всі інші ланки, так як в них міститься однакова кількість інформації.
Подальший розвиток науки виявило недостаточностьпредставлений про причинного зв'язку як взаємно одноначном відповідно причини і наслідки. Виявилося, що недетермінованої, а точніше - не повністю детермінована поведінка властива матерії на рівні квантів. У цьому випадку має місце багатозначна причинність, коли одна причина (строго певна) породжує не одне, а область можливих наслідків.
У випадках багатозначною причинного зв'язку неможливо точне відтворення структури причини в структурі слідства. Їх інформаційний зміст нееквівалентні. По-перше, оскільки слідство визначається не тільки своєю причиною, в ньому міститься деяка нова інформація, якої в причини не було. З іншого боку, частина інформації при переході від причини до слідства безповоротно втрачається, вседствие чого точне знання слідства не дозволяє однозначно відновити причину. Прогресивний розвиток системи, як такий розвиток, в ході якого йде накопичення структурної інформації, можливо лише у випадку неоднозначною причинності.
Звідси випливає, що лапласовскій демон неможливий не тільки з технічних, але і з принципових причин.
У зв'язку з цим доречно зробити одне важливе зауваження. Розквіт механістичних філософських концепцій збігся з епохою лінійних фізичних теорій, і не тільки за часом. Точніше, механіцизм був природним і необхідним філософським узагальненням лінійної фізики Ньютона. Згідно Ньютону, знання всіх сил, що діють на тіло, призводить до абсолютно точному знанню його поведінки в майбутньому. Якщо весь світ підкоряється законам Ньютона, то він однозначно детермінований. При цьому в класичній лінійної фізики джерело руху, сила розглядається як щось зовнішнє по відношенню до тіла. Тому Ньютону необхідно було постулювати божественний першопоштовх.
Навпаки, рівняння квантової механіки істотно нелінійні (формальна сторона), з змістовної сторони вона розглядає матерію, як щось активне, укладає в собі і невизначеність (недетермінірованності), і потенції свого подальшого розвитку. Те ж саме, але тільки стосовно макроскопічних властивостей матерії, можна сказати і про загальну теорію відносності. Таким чином, саме у визнанні фундаментальної ролі нелінійності в картині світу є ключ до 1) розуміння руху матерії як саморуху і 2) до переходу від однозначної до багатозначної моделі причинності. Нелінійної фізики відповідає діалектична філософія. [Б11]
Л. Брілюена у своїй книзі [А2] детально проаналізував зв'язок наукових законів і теорій з поняттям інформації, спираючись на негентропійної визначення інформації. Один з найбільш важливих висновків Л. Бріллюена полягає в наступному.
Протягом століть вчені розглядали похибки експериментів лише як прикру перешкоду. Ця перешкода могла бути більшою або меншою, але вона завжди розглядалася як щось другорядне, непринципове. Само собою зрозумілим вважалося те, що помилка вимірів може бути зроблена скль завгодно малою. Нарешті, містить похибки експерименту протиставлялася строга й точна теорія, на думку вчених вільна від усіляких помилок і тому не вважається з похибками вимірювань.
Брілюена, навпаки, була показана та фундасментальная роль, яку відіграє помилка, незнання, невизначеність в сучасній науці. З перешкоди теорії похибка стає її невід'ємною частиною. Дослідник більше не є пасивним глядачем, спостерігає явища і ніяк не впливає на них. Кожен експеримент - це взаємодія дослідника і явища. Спостереження саме по собі обурює і спотворює спостережуване явище. Тому традиційна постановка питання «як ведуть себе явища природи, коли на них ніхто не дивиться» втрачає всякий сенс. Будь-яка сучасна теорія описує не саме по собі явище, а взаємодія явища з спостерігачем.
Брілюена відзначає ще одну причину, по якій однозначна детермінація не може бути прийнята в якості загальної. У міркуваннях про однозначну причинності причина вважається заданою абсолютно точно. Але не може бути експериментального способу точного визначення причини. Навіть якщо б демон Лапласа був сконструйований, його неможливо було б забезпечити усією необхідною вихідною інформацією. За зауваженням Брілюена, абсолютно точні вихідні дані зустрічаються тільки в екзаменаційних завданнях з фізики.
Більш того, було доведено, що саме завдяки наявності тих чи інших помилок і завдяки їх принципову непереборності стає можливим наукове пізнання (ще один прояв єдності і боротьби протилежностей в інформаційних процесах). Так, у наведеному вище прикладі відкритий емпіричний закон все ще володіє невизначеністю . Тільки тому, що ця невизначеність не дорівнює нулю, кількість інформації, укладену в законі, буде кінцевою величиною. Якщо б закон був встановлений з абсолютною точністю ( ), То він мав би містити нескінченно багато інформації, що означало б зняття нескінченно великий ентропії. Остання, у свою чергу вимагає витрати нескінченно великої енергії і супроводжується нескінченним зростанням ентропії окружающнго світу. Тому дослідник, який прагне до відкриття абсолютно точного закону, був би приречений на нескінченне очікування. Набагато більших успіхів доб'ється той дослідник, який погодиться прийняти неминучі неточності як експерименту, так і теорії, і задовольниться завідомо приблизною моделлю світу.

Простір-час і інформація

Добре відомо, що суть простору і часу нерозривно пов'язана з рухом матерії. Але рух є зміна, тобто різниця. Коли ми говоримо про різні об'єкти та явища, то маємо на увазі, перш за все, просторові відмінності, а коли говоримо про різні стани одного об'єкта (процесу), маємо на увазі відмінності тимчасові. Відповідно до прийнятої концепції будь-які класи відмінностей можуть послужити основою для застосування теоретико-інформаційних методів.
Властивості простору і часу прийнято ділити на дві великі групи: метричні і топологічні. Перші виражають кількісний аспект. Метричні характеристики об'єктів і процесів носять ситуативний, минущий, відносний характер: відстань між двома об'єктами, проміжок часу між двома подіями. Крім цього само по собі простір-час (як реальна фізична, так і всілякі абстрактні простори, використовуються в багатьох теоретичних побудовах) має певної метричними властивостями, головне з яких носить назву метрики, або метричного інтервалу, і являє собою, по суті, формулу для визначення відстані (в узагальненому сенсі) між двома точками простору.
До топологічним відносяться найбільш загальні і фундаментальні властивості. Реальне фізичний простір володіє такими топологічними властивостями, як об'ємне, безперервність, симетричність, однорідність. При наявності тяжіє маси з'являється топологічний властивість неевклідової і в зв'язку з цим змінюються метричні властивості. Серед топологічних властивостей реального часу відзначимо одномірність, однорідність, односпрямованість (незворотність).
Розглянемо, в якому зв'язку знаходиться інформація і властивості простору-часу. Візьмемо для початку одномірне дискретний простір, тобто пряму лінію з виділеними на ній точками, перенумеровані цілими числами. Дискретність і одномірність відносяться до топологічні властивостями. Метричний властивість визначимо звичайним чином: 1) відстань між сусідніми точками приймемо рівним 1, 2) відстань адитивно: для будь-яких точок , і , Де лежить між і , . Тепер візьмемо відрізок цієї лінії, що містить точок. Очевидно, кількість інформації, необхідне для однозначного завдання певної крапки в цьому відрізку, так само .
Тепер перейдемо до двовимірного дискретного простору і розглянемо в ньому квадрат точок. У цьому випадку кожна точка буде характеризуватися одиницями інформації. Взагалі, для -Мірного простору ця величина складе .
Аналогічне міркування можна провести і для безперервних просторів. Як відомо, для цього необхідно задатися величиною похибки вимірювань , Тієї точності, з якою можуть бути визначені координати точки (про роль похибки в дослідженні законів природи див. попередній підрозділ). Вказівка ​​однієї точки -Мірного одиничного гіперкуба вимагатиме (щодо заданої похибки) одиниць інформації. На підставі цього можна зробити висновок, що саме по собі простір (абсолютний простір, що розглядається окремо від яких би то не було об'єктів) володіє деякою інформаційною ємністю.
Розглянемо тепер інформаційну ємність об'єктів, що існують у тривимірному просторі. Помістимо в спочатку в простір одну матеріальну точку. Для однозначного завдання її положення потрібно вказати 3 координати. Якщо точок дві, то конфігурація описується шістьма координатами і т. д. Таким чином, чим складніше (в сенсі чисто кількісного складу) просторова конфігурація, тим більшої кількості інформації вимагає її опис.
Це відноситься не тільки до реального фізичного простору, але й до так званих фазовим просторів, до яких вдаються для опису стану технічних пристроїв. Суть методу полягає в тому, що фізичні величини, що характеризують стан системи, такі, як напруги і струми, чисто формальним чином представляються як координати фазового простору. Таким чином, кожний стан системи зображується однією точкою фазового простору, а процес її функціонування (як послідовність змінюють один одного станів) - фазовою траєкторією. Кібернетична система, за визначенням, - це система, переробна інформацію. Зв'язок фазових просторів з інформацією полягає в тому що чим складніше система, чим більш складні завдання вона здатна вирішувати, тим більше складну топологію має область фазових траєкторій.
Окремий предмет розгляду становлять особисте і соціальний простір і час, які, як відомо, зовсім не тотожні фізичному простору-часу. Постараємося показати, що їх особливі властивості пов'язані з особливостями інформаційних процесів в індивідуальній і суспільній свідомості.
Людина, володіючи пам'яттю (явно інформаційна здатність), може багаторазово переживати минулі події, тому в топології особистого часу є поворотні петлі. Інша здатність, прогнозування майбутніх подій, доповнює топологію часу випереджаючими петлями. Добре відомо також, що протягом особистого часу нерівномірно: в кульмінаційні моменти долі ми відчуваємо, що час тече зі стрімкою швидкістю, а в періоди заспокоєння і розслаблення час немов зупиняється. З точки зору теорії інформації це можна пояснити кількісної та якісної нерівномірністю, нерівноцінністю сприйманого нами потоку інформації.
Чітко проявляється також нерівномірність ходу соціального часу. Оскільки кількісної мірою прогресу людства цілком можна вважати кількість накопиченої соціальної інформації, оскільки наука стала безпосередньою продуктивною силою, а інформація - найважливішим виробничим ресурсом, прискорення соціального часу безпосередньо пов'язане з інформаційними процесами, що протікають в суспільстві.
Особливість особистого простору-часу полягає в тому, що воно має цілком визначені межі. Ми пам'ятаємо лише порівняно недавнє минуле, більш давніх подій для нас як би не існує. Наша здатність передбачати майбутнє ще більш обмежена, віддалені майбутні події для нас ненаблюдаемость. Приватний простір завжди має своїм центром самої людини: я бачу тільки те, що навколо мене; про іншому просторі я можу тільки пам'ятати або здогадуватися. Всі ці особливості пов'язані, безумовно, зі здатністю індивіда приймати і обробляти інформацію про світ.
Багато «некласичні» властивості людського часу, як особистого, так і соціального, описані в художніх творах. Так, в антиутопії Дж. Оруелла «1984» робота інформаційної спецслужби («Міністерство правди») призводить, по суті, до змінності історичного минулого. Граничний випадок нерівномірності особистого часу описаний Х. Л. Борхесом в новелі «Таємне диво». У свідомості розстрілюваного поета за час польоту кулі проходить рік, за який поет встигає закінчити головний твір свого життя.
Гіпотеза про дивовижний топологічному властивості фізичного часу міститься в оповіданні «Сад розбіжних стежок» того ж автора. Відповідно до цієї гіпотези, в кожен момент часу, коли в нашому світі здійснюється якої б то не було вибір між рівноімовірними можливостями, світ розгалужується на кілька паралельних світів, в кожному з яких реалізована та чи інша можливість. Таким чином, паралельно існує нескінченна безліч світів, в сукупності вичерпних все в принципі можливі сценарії розвитку. Дана топологія часу має місце лише у свідомості автора гіпотези, гіпотеза зобов'язана своїм існуванням розвиненої здатності до обробки і виробленні інформації у людини.

Інформація та суспільство

Особливості соціальної інформації

Соціальні системи - це особливий, вищий з відомих нам типів матеріальних систем. І одна з особливостей суспільства, тісно пов'язана з усіма іншими його характерними рисами і відрізняє його від інших типів систем - це здатність до інформаційно-відбивним процесам особливого роду ([А6], [А10], [А11], [Б6], [Б10 ], [Б13]).
Біологічне і соціальне відрізняються в інформаційному плані «перш за все тим, що останній тип організації характеризується наявністю особливої ​​надіндивідуальної і внеорганіческой системи засобів накопичення, зберігання і передачі від покоління до покоління істотно важливою для колективного об'єднання інформації, програмує дії вхідних у нього індивідів» (Маркарян, 71). Наявність специфічно соціальної форми передачі інформації призводить до того, що поряд з генетичними та умовнорефлекторних програмами поведінки як чисто біологічними з'являються нові форми детермінації поведінки за допомогою соціальної інформації та соціальної пам'яті. Ю. Лотман дає інформаційне визначення поняття «культура» як сукупності всієї неспадкової інформації, способів її організації та зберігання.
Людство як особливий тип організації матеріальних систем може існувати саме тому, що надіндивідуальних накопичення, зберігання, передача і переробка інформації виявилися тісно пов'язаними з розвитком у людини перетворювальної функції. Біологічні системи, в основному, пристосовуються до навколишнього середовища, вони з кібернетичної точки зору належать до класу (переважно) адаптивних систем. У кожній окремій людської особистості зберігається адаптивне властивість біологічних систем. Суспільство ж у цілому виступає як адаптує система, що пристосовує середовище проживання до своїх потреб.
Зв'язок між адаптирующим характером людської діяльності та внеособовий накопиченням інформації проявляється в наступному. З одного боку, необмежені можливості перетворення природи відкривають все нові можливості для створення носіїв інформації, для переміщення інформації з індивідуальної свідомості у зовнішні сховища. З іншого боку, перетворююча діяльність неможлива без відділення особистого досвіду членів суспільства від них самих, обміну інформацією. А це легше і надійніше за все робити за допомогою довговічних і загальнодоступних носіїв.
При взаємодії суспільства з природою потоки информациии йдуть у двох протилежних напрямках. По-перше, інформація витягується суспільством з природи у процесі матеріальної практики та наукового пізнання. По-друге, інформація, перероблена суспільством, переноситься назад у природу в процесі перетворюючої діяльності, створення речей, «другої природи». Кожна річ несе в собі інформацію про своїх творців: вкладену в них наукову інформацію та відомості про їхню культуру, звичаї, уклад життя. Так, археолог далекого майбутнього, знайшовши лазер 20-го століття, зробить висновок, що людям цієї епохи була відома квантова механіка. А виявивши тактичну ракету, він зробить висновок про кількість та інтенсивності конфліктів у нашому світі.
Предмети матеріальної культури мають двояку роль: з одного стоони, вони служать практичним цілям, а з іншого, - концентруючи в собі досвід попередньої трудової діяльності, виступають як засіб збереження і передачі інформації. Для сучасника, який має можливість отримувати цю інформацію по численних більш прямих каналах, основною є перша функція. Але для нащадка, археолога вона повністю витісняється другий.
Характерною рисою соціальної інформації є те, що вищі її види дедалі більше віддаляються від чуттєво сприйманих речей. Людина здатна утворювати абстракції як завгодно високого рівня: абстракції від абстракцій, абстракції від абстракцій абстракцій і т. д. Це неможливо було на біологічній щаблі розвитку, де інформаційно-відбивні процеси не були настільки самостійними і були пов'язані безпосередньо з потребами організму.
Вище вже омечает, що біологічна еволюція пов'язана з діалектичним запереченням сигналів-кодів сигналами-образами. Виникнення людського суспільства характеризується переходом від сигналів-образів знову до сигналів-кодами (коди 2-го порядку). Це знакові форми сигналів в людському суспільстві. Особливість кодів 2-го порядку полягає в тому, що вони являють собою знаки, відроджуються позаособистісної форму. До них належать книги, магнітофонні записи, фотозображення і взагалі будь-які об'єкти людської матеріальної і духовної культури.
Знаки відрізняються від образів тим, що самі по собі не мають ніякого (принаймні, помітного) подібності з тими об'єктами реального світу, які з їхньою допомогою відображаються. Написане на папері слово як графічний об'єкт не схоже на звучання того ж слова, а обидві ці форми не схожі на позначуваний ними об'єкт. Використання знаків можливо тільки при достатньо розвиненої здатності до абстракцій.
Ця особливість культури була помічена ще раніше представниками суб'єктивного ідеалізму, наприклад, неокантіанців Е. Кассирер, прагматистов Ч. Морріса та ін (викладається по [А10]). Згідно їх концепції (званої «знаковою концепцією людини»), людина є не соціальною, а символічним істотою. Людська культура, по Кассиреру, являє собою акти «об'єктивізації» автономних творінь духу у пам'ятках, документах, які мають лише символічне буття. Людина, таким чином, виступає як тварина, що створює «символічний світ».
Знакова концепція абсолютизує одну з реально існуючих рис людської культури і ігнорує інші суттєві риси. Автору цього реферату більш виправданою видається, все ж, матеріалістична точка зору, згідно якої первинна суспільна природа людини, а виробництво і використання знаків підпорядковане суспільно-виробничої діяльності.
Різним формам суспільної свідомості відповідають різні види інформації. Це відмінність відносно, тому що між цими формами постійно відбувається обмін, в результаті якого рівні соціальної інформації взаємно збагачуються. Так, інформація, безпосередньо одержувана стародавніми в процесі матеріальної практики, знаходила своє химерне відображення в міфах та легендах і навпаки, міфологічний світогляд мав вплив на практичну діяльність людей. У сучасному суспільстві відбувається інтенсивний обмін інформацією між науками про природу, філософією, мораллю, повсякденним свідомістю. Так, у передмові до однієї з науково-популярних книг з фізики сказано, що «жоден з розділів фізики не сприяв в такій мірі плекання людського духу, як термодинаміка, особливо її другий початок». Відомо також той величезний вплив, який справили на філософію теорія відносності, квантова механіка та кібернетика. Проникнення філософської інформації в конкретно-наукові дослідження пов'язано, в основному, з її методологічної функцією. Яскраві приклади впливу науки і техніки на буденна свідомість - космонавтика, і інформатика (особливо Інтернет).
Вище йшлося про ту важливу роль, яку відіграє структурна (пов'язана) інформація в забезпеченні стійкості системи. У суспільстві роль такої структуроутворюючої інформації відіграють традиції, вірування, моральні підвалини, національна самосвідомість, те, що дозволяє суспільству залишатися тотожним самому собі протягом століть. Очевидно, до інформації такого роду незастосовні суто кількісні критерії. Тут необхідно залучення якісні аспектів інформації, смислових особливо і ціннісних.

Науково-технічна інформація і пізнання

Серед усіх форм суспільної свідомості особливо виділяється наука, яка останнім часом відіграє дедалі більшу роль у житті суспільства. Особливістю 20 століття стало перетворення науки в безпосередню продуктивну силу. Тепер рівень розвитку продуктивних сил можна характеризувати не тільки і не стільки кількістю перероблюваної енергії і речовини, а й кількістю інформації, що містяться в засобах виробництва, а також кількістю інформації, що циркулює в системах управління виробництвом ([А6], [А9], [А10] , [Б6], [Б12], [Б13]).
Крім того, інформація стала одним з найважливіших виробничих ресурсів поряд з сировиною і енергією. Підприємство, маючи одними лише запасами сировини, не зможе нічого виготовити, якщо невідомі технології. Як і будь-який виробничий ресурс, наукова інформація стала товаром. При цьому є ряд істотних відмінностей інформації від традиційних видів ресурсів, які роблять її найбільш вигідним товаром. Унікальна її особливість полягає в тому, що інформація при продажу, передачі, обміні не відбирається у власника, а дублюється. Це означає, що можна продати скільки завгодно копій однієї і тієї ж інформації, вклавши працю в її виробництво тільки один раз. Далі, обмін і рух інформації відбувається значно швидше, ніж будь-яких «матеріальних» товарів, що дозволяє надзвичайно швидко робити гроші на інформаційному ринку. На відміну від будь-яких інших товарів, інформація не втрачає своєї якості і не знецінюється в процесі споживання, в тому числі і багаторазового. З іншого боку, інформація швидко застаріває, знецінюється в результаті науково-технічного прогресу. Тому по відношенню до інформації абсолютно неприйнятна тактика «скупого лицаря». Вигоду отримує не той, хто володіє інформацією, а той, хто нею постійно обмінюється.
Всі ці особливості призвели до виникнення самостійного інформаційного сектора економіки, швидке зростання питомої ваги якого дозволяє вже говорити і про повністю інформаційних економіках. Вигідніше стало винаходити нові матеріальні блага, ніж виробляти їх. У системі світового поділу праці розвинені країни все більше беруть на себе винаходять функцію, залишаючи виробництво на частку відсталих і бідних країн. Світ поступово поділяється на країни - конструкторські бюро і країни - цехи [Б15].
Товаром, проте, стає не всяка науково-технічна інформація. Особливе місце в науці займають фундаментальні дослідження, які, як правило, настільки випереджають розвиток продуктивних сил, що їх безпосереднє використання у виробництві абсолютно неможливо. Володіння фундаментальної інформації не дає ніякої економічної вигоди. З іншого боку, згідно вироблена за останнє сторіччя моральному кодексу вченого, фундаментальні знання повинні бути надбанням усього людства. Міжнародне співробітництво в галузі фундаментальних досліджень можливе тільки за умови активного і вільного обміну всіма одержуваними результатами. Тільки в цьому випадку вдається уникнути непотрібного дублювання, координувати зусилля, розробляти проблему з різних сторін і т. п.
З іншого боку, товаром може ставати не тільки наукова інформація. Швидко застаріваючі дані, інформація разового користування, така, як курси валют і котирування акцій необхідні підприємцям для успішної діяльності. Інший вид інформації-товару являє собою розважальна інформація. Розваги і дозвілля мають чималий питома вага в друкованій продукції, на телебаченні та в Інтернеті.
З прогресом науки пов'язана глобаьная проблема інформаційної кризи. Вона являє собою суперечливу єдність інформаційного вибуху та інформаційного голоду. Інформаційний вибух полягає в тому, що загальна кількість наукової інформації, накопиченої людством, зростає експоненціально. У нашому столітті в галузі фізики, математики, біології, астрономії було накопичено більше інформації, ніж за всю попередню історію людства. Виникли нові напрямки та нові науки: кібернетика, синергетика, біоніка, генетика і т. д. Парадокс інформаційного голоду в тому, що він являє собою зворотний бік інформаційного вибуху. Дослідник виявляється безпорадним у морі інформації. Навіть за вузькоспеціальними темами публікується більше, ніж дослідник в змозі прочитати. Проблема посилюється тим, що потрібна дослідникові інформація, по суті, ніяк не відділена від непотрібної. Тому вчений змушений витрачати, за деякими оцінками, до 50% (!) Часу на нетворчу роботу, пов'язану з пошуком і обробкою інформації на тему своїх досліджень. Відомо, що зробити відкриття самому іноді виявляється простіше, ніж дізнатися, що воно вже зроблено.
Можливі два шляхи подолання інформаційного кризи. Перший шлях полягає у створенні технічних засобів зберігання, обробки і передачі інформації, що усувається дослідника від рутинних операцій пошуку. Для цієї ролі як не можна краще підходить Інтернет. Вже в його сучасному вигляді він забезпечує широкий спектр функцій пошуку інформації з будь-якої заданої теми. Подальший розвиток Інтернету має проходити по лінії інтелектуалізації засобів пошуку, що неможливо без абсолютно нових засобів комп'ютерного аналізу семантики текстів. В ідеалі сценарій роботи вченого з Інтернетом повинен виглядати наступним чином. Вчений задає (у вільній словесній формі) опис цікавить його теми. Сервер цілодобово здійснює семантичний аналіз всіх матеріалів, які розміщені в Інтернет вченими всього світу, знаходить серед них ті, які стосуються заданої теми, сортує їх за ступенем важливості, якщо необхідно, аннотірует і реферується їх і видає вченому осортірованную добірку текстів. (Докладніше про роль Інтернету в житті суспільства - у наступному підрозділі.)
Цей шлях, безумовно, надзвичайно важливий, і може призвести до стрибка в продуктивності інтелектуальної праці. Але все ж, він полягає в усуненні слідства, а не причини кризи. Причина ж лежить в самій структурі (точніше - безструктурності) наукового знання. Розвиток спеціальних наук йде по лінії поглиблення та спеціалізації знання, накопичення все більшої кількості інформації про все більш вузьких класах явищ. Філософія, навпаки, йде по лінії узагальнення, отримуючи все більш загальні (і тому все менш змістовні) закони, що стосуються все більш широкого кола явищ. У межі наука буде знати «все ні про що», а філософія - «ніщо про все». Експонентний ріст конкретно-наукового знання призвів до того, що швидкість накопичення знань перевищила здатність людини філософськи осмислювати їх і приводити в цілісну систему.
Ця проблема може бути вирішена тільки побудовою принципово нових інтегральних теорій, міждисциплінарних напрямків, що дозволяють з єдиних позицій підійти до якісно різнорідним явищам. Стало необхідністю відкриття законів, з одного боку, досить змістовних (що властиво конкретно-науковим законам) і, з іншого боку, досить загальних (як закони діалектики). Такі теорії по відношенню до сьогоднішнього наукового знання зіграють ту ж роль, яку звичайні природничонаукові закони грають по відношенню до совокупностям емпіричних фактів.
Наприклад, до створення Ньютоном цілісної теорії механічного руху падіння яблука, рух Місяця і політ артилерійський снаряд представлялися зовсім різними явищами, і єдиний спосіб вивчення їх полягав у нагромадженні величезних масивів експериментальних даних, практично непотрібних саме в силу своєї неозорості. Відкриття загальних законів руху дозволило «згорнути» всі наявні експериментальні дані (і, що головне, всі дані нездійснених, але в принципі можливих експериментів) у кілька компактних формул.
Аналогічним чином, «об'єднана теорія» («загальна теорія всього» - за висловом С. Лема) повинна звести до єдиних підстав неозоре різноманіття приватних теорій. Систематизувати та структурувати суму знань - значить багато разів спростити її. Надію на об'єднання наук дає той факт, що в нашому столітті вже виникло кілька міждисциплінарних інтегральних галузей знань, серед яких кібернетика і синергетика. Так, кібернетика узагальнила дані біології, соціальних і технічних наук показала ізоморфізм всіх процесів управління, що існують у живій природі, суспільстві і техніці. (Про синтезі знань див. [Б20])
Тут доречно сказати про якісну відмінність двох рівнів інформації: приватних емпіричних законів і законів загальнонаукових. Приватні закономірності містять значну кількість інформації про вузькі класах явищ. Інформація цього типу виступає, головним чином, як відбите різноманітність емпіричних фактів. Загальнонаукові і філософські закони містять значно меншу кількість інформації, але застосовні до незрівнянно більш широкому безлічі явищ. У конкретно-наукових дослідженнях загальфілософські закони грають, в основному, методологічну роль. Зокрема, вони дозволяють досліднику виділити завідомо даремні напрями пошуку, відсікти приречені на провал гіпотези. Тому інформація, укладена в загальних законах, виступає, головним чином, як обмеження невизначеності.

Суспільство та інформатизація

Винахід в 20 столітті пристроїв для автоматизованої обробки, зберігання, передачі та видачі інформації, як, напевно, жодне інше винахід в історії чнловечества, мало величезні наслідки для сучасного суспільства. З одного боку, з інформатизацією пов'язувалися надії на вирішення багатьох, якщо не всіх, глобальних проблем, а з іншого - в ній бачили джерело проблем ще більших. Безсумнівно, однак, те, що образ людства під впливом комп'ютерів істотно змінився (а в який бік - питання дискусійне).
Винахід швидкодіючих пристроїв, вирішальних складні завдання обчислювального характеру (саме цим обмежувалися функції перших поколінь ЕОМ) поставило людину перед тим фактом, що практично будь-який клас завдань, підвладних людині, допускає автоматне рішення. Саме це змусило людину по-новому осмислити безліч філософських проблем, головна з яких - місце людини у світі. Свого часу розуміння того, що людський організм з фізичної точки зору являє собою термодинамічну систему і, отже, підпорядковується другим законом термодинаміки, змусило людину по-новому усвідомити себе. У наш час відбувається подібне переусвідомлення людиною себе як кібернетичної системи.
Одна з традиційних проблем, пов'язаних з появою будь-якої нової техніки, пов'язана з частковим витісненням людини з деяких галузей діяльності. Але якщо раніше кожна нова машина мала лише свою вузьку сферу застосування (велика частина машин просто заміняла важка фізична праця), то кібернетика відразу заявила, що немає такої сфери діяльності, яка не могла б бути доручена кібернетичним пристроям. Перші ж застосування ЕОМ стали посяганням на традиційно человеской область інтелектуальної праці. Тому за ейфорією з приводу очікуваного зльоту економічної ефективності пішли похмурі прогнози про можливе повне витіснення людини машиною. Людство зіткнулося з новою силою, ним же самим викликаної до життя, яка в майбутньому в принципі може в усьому зрівнятися з людиною і навіть перевершити його.
Найважливішим аспектом проблеми людино-машинної взаємодії стала проблема штучного інтелекту (ШІ) [Б8]. Фахівці в галузі кібернетики відразу ж вказали на принципову можливість як завгодно повного і точного моделювання свідомості, як індивідуального, так і суспільного, за допомогою технічних засобів. У самому справі, мозок людини складається з кінцевого (нехай і великого) числа нейронів. Різноманітність інформаційних функцій, які виконуються одним нейроном, очевидно, звичайно. Отже, кінцева сукупність технічних засобів здатна моделювати всі інформаційні процеси, що відбуваються в окремому мозку. У середині 90-х років уже вирішена проблема моделювання нейронних систем, що знаходяться на рівні нервової системи головоногого молюска (близько 100 тис. нейронів). Такі системи вже здатні до самонавчання, до утворення умовних рефлексів і навіть до найпростіших «умовиводів», заснованим на виявленні аналогій.
Ще більш захоплюючі перспективи відкриваються, якщо відмовитися від простого копіювання людської свідомості, а створити свідомість, не схоже на наше. Живуть у віртуальному світі віртуальні істоти з іншої практикою, в корені відмінною організацією «суспільства», з «нелюдської» логікою, філософією і мистецтвом - все це ще надзвичайно далеко від практичного втілення, але темпи розвитку техніки (і все зростаюча небезпека глобальних техногенних катастроф) змушує заздалегідь задуматися про проблеми взаємодії людства зі створеної ним самим новою цивілізацією. Тут на перший план виходять не технічні, а морально-етичні проблеми.
На думку багатьох видатних фахівців, зокрема академіка В. М. Глушкова ([Б7], [Б8]) драматичних форм суперництва природного і штучного інтелекту можна уникнути, якщо при розробці засобів ШІ суворо дотримуватися принципу підпорядкованості машини людині. З чисто технічної точки зору, машинний інтелект цілком може увійти в конфлікт зі своїми творцями, але тільки якщо в неї закладена така здатність. Замість цього потрібно створювати інструмент, який не замінює людини, а доповнює його, виконує лише другорядні функції за дорученням людини і звільняє його тим самим від рутинної роботи для творчої праці. Таким чином, штучний інтелект за В. М. Глушкову - це з'єднання активного, целезадающего розуму людини з пасивною, виконуючою машиною. Без людського компонента система неповна і не може (не повинна) самостійно функціонувати.
У зв'язку з цим доречно зазначити, що людський інтелект, якщо підходити до нього не як до матеріального субстрату, а як до здатності відображати зовнішній світ і впливати на нього, виступає в значній мірі не природним, а соціальним утворенням, так як формується в результаті людської діяльності і в цьому відношенні також може бути названий штучним. З іншого боку, інтелектуальні машини будуть ні чим іншим, як продовженням людини. Принаймні, початкову структуру і початковий запас знань, а також початковий курс навчання вони отримають від людини. Тому їх інтелект буде в якійсь мірі природним.
Найбільш вражаючі наслідки мало об'єднання обчислювальних засобів із засобами зв'язку. Поява комп'ютерних мереж негайно призвело до якісного стрибка в силі впливу «комп'ютерного чинника» спочатку на виробництво, а потім і на все суспільне життя. Щоб зрозуміти причину цього стрибка, потрібно згадати характеристичні властивості складних систем. Поки комп'ютери існували відокремлено, вони не утворювали системи, а вплив кожного з них було локальним, тобто поширювалося в невеликий «околиці» самого комп'ютера. Об'єднання декількох комп'ютерів в систему, навіть невелику, наприклад, в масштабах підприємства, обов'язково призводить до появи у системи в цілому принципово нових інтегральних властивостей. А глобальне об'єднання комп'ютерів (Інтернет) призводить до глобалізації впливу комп'ютерів. Нинішнє суспільство (принаймні, суспільство розвинених країн) цілком можна охарактеризувати як інформаційний.
Об'єднання людського розуму з міццю глобальної інформаційної системи призводить до виникнення гіперінтеллекта. Відмінність його від штучного інтелекту полягає в тому, що ІІ - це тільки з'єднання розуму однієї людини з обчислювальними можливостями одного комп'ютера. Гіперінтеллект - це глобальна людино-машинна система, по суті, єдиний планетарний розум.
Роль процесів обміну інформацією в розвитку суспільства підкреслює (і гіперболізує) канадський соціолог Л. Маклюен (викладається по [А10]). Основний двигун цивілізації він бачить у розвитку засобів інформаційного зв'язку. Маклюен виділяє 4 етапи в розвитку цих коштів (і, відповідно, у розвитку суспільства): 1) період від виникнення членороздільної мови до винаходу писемності; 2) ера писемності; 3) ера друкарства; 4) ера електронних засобів комунікації. За Маклюеном, винахід писемності послужило поштовхом до бурхливого розвитку Римської імперії, а винахід друкарства призвело до поширення технічних знань і, отже, до виникнення промисловості і зародженню капіталістичних відносин. Розвиток електронних засобів повинно повісті до повторення на новому рівні (відповідно до закону заперечення заперечення) деяких рис родоплемінного періоду. Глобальні системи передачі інформації повинні зробити людство єдиним.
Оригінальну точку зору на інформатизацію та інтернетизацію суспільства і на гіперінтеллект висловив М. Сухарев в статті [Б15]. Викладемо коротко його основні тези. У вступній частині статті наводяться міркування, подібні тим, які викладалися вище в цьому рефераті. Одним з невід'ємних властивостей відомої нам частини Всесвіту є неухильне ускладнення природних об'єктів і систем. Так, послідовно виникали зірки, планети, складні молекули, життя, розум. Еволюція Всесвіту підкоряється закону, який можна сформулювати так: складність найскладніших з наявних у Всесвіті систем з часом підвищується.
У розвитку суспільства видно ще одна закономірність: прискорення зростання складності з часом. Якщо екстраполювати цю тенденцію в майбутнє, то вийде, що швидкість розвитку суспільства повинна збільшитися настільки, що суспільно-економічні формації почнуть змінюватися кожні п'ятдесят, десять і менше років, а людство протягом 21 століття об'єднається в наддержаву. Здавалося б, цей прогрес повинен неминуче сповільнитися, оскільки якісно нові стани суспільства не можуть з'являтися кожен день, годину, хвилину.
Але, відзначає далі автор статті, з'явився фактор, що змушує думати, що тенденція до прискорення ускладнення суспільства збережеться, принаймні, в найближчому майбутньому. Це Інтернет, або Мережа. Мережа, на думку М. Сухарева, є певним етапом в еволюції Всесвіту і продовжує зазначену тенденцію до самоусложненію матерії.
Далі М. Сухарев простежує розвиток матеріальних носіїв соціальної інформації (мозок, усне мовлення, книги, електронні носії). «... У вже давно перебіг процесу дедалі більша частина мислячого Духа Землі поступово переміщається в штучно створені обіталіща. Момент, коли вже менша частина цього Духа залишиться в головах людей, наближається із загрозливою швидкістю ... Відсоток штучної складності в сукупному носії світового Розуму неминуче перевищить людську частину і буде продовжувати рости з усе зростаючою швидкістю. "
Ще одне джерело стрибка складності в Інтернеті полягає в наступному. На ранніх етапах комп'ютеризації, коли комп'ютери не були пов'язані між собою, була необхідність в багаторазовому дублюванні інформації. На кожному локальному комп'ютері була своя копія оброблюваних даних. Інтернет усуває необхідність у дублюванні ресурсів. Кожен комп'ютер в Мережі відіграє все більш унікальну роль і тому все більш цінний для мислячого Духа. Поділ розуму (як продовження розподілу праці) забезпечить, таким чином, ще більше зростання сукупної складності глобального людино-машинного конгломерату.
Далі автор статті вказує на те, що феномен Інтернету як не можна краще соглясуется з теорією П. Тейяра де Шардена і є черговою сходинкою на шляху до точки Омега. Інтернет надає (або надасть у найближчому майбутньому) технічні засоби для «суперагрегаціі душ».
У статті М. Сухарева також коротко описані ті наслідки, які об'єднання людства матиме у сфері економіки, науки і культури. Загальний висновок статті полягає в тому, що виникнення Інтернету - закономірний етап у розвитку Всесвіту і крок до злиття людства і утворення єдиного сверхразума.
Ще одна проблема, породжувана Інтернетом, являє собою продовження вічної дилеми «цивілізація чи культура». Ще Жан Жак Руссо стверджував, що розвиток наук, мистецтв, технічний прогрес, по суті, не приносять користі людині. Всі блага цивілізації містять в собі негативну сторону і часто обертаються проти людини. Руссо розглядав блага матеріальні і духовні разом, на думку Руссо, вони одно ворожі людині. По-іншому цю проблему поставив Н. А. Бердяєв у роботі «Сенс історії. Досвід філософії людської долі »(розділ« Воля до життя і воля до культури »). Цивілізація (все раціональне, грошове, технічна) - це смерть культури (тобто всього духовного).
Інтернет, найбільше досягнення технічної цивілізації, цілком міг би стати не має аналогів в історії засобом поширення і утвердження високої культури. В Інтернеті і зараз існують віртуальні картинні галереї, бібліотеки та фонотеки симфонічної музики. Але досить раз поглянути на рейтингові дані, щоб виявити, що користувачі віддають перевагу сайти з порнографією. Теза Бердяєва приходить на розум сам собою. (До речі, на фотографію, грамзапис і особливо кінематограф і телебачення також спочатку покладалися нездійсненні надії, як на кошти для «просвітління душ людських»).
Інтернет - універсальний засіб, і спосіб його застосування повністю залежить від того, хто її застосовує. В даний час в Інтернеті діє принцип необмеженої свободи. Кожен може наповнювати свій сайт будь-яким змістом. Кожен хоче, щоб його сайт відвідували частіше. Тому зміст Інтернету «плентається в хвості» у смаків маси користувачів. В Інтернеті немає цілісної політики формування смаків. На думку автора роботи, це значною мірою пов'язане з причинами комерційного характеру. Пропаганда високої культури сама по собі комерційної вигоди не приносить, а навпаки, вимагає вкладень. Власник же «масового» сайту отримує чималу вигоду від розміщення реклами.
Суть отмеченнуой проблеми можна інакше визначити як злиття Інтернету і мас-культури. Прикладом може бути новий феномен - культура кіберпанку, що об'єднала за допомогою всесвітньої мережі отбоси суспільства всього світу.
У зв'язку з цим доречно сказати кілька слів про саме явище масовізації. Масова культура пропонує молодим людям певні шаблони, стандарти поведінки. Парадоксально, але молодіжні рухи, що виникали як протест проти одноманітності і відсталості суспільного життя, самі перетворюються на ще більш одноманітні субкультури з жорсткими правилами поведінки. Відповідно до прийнятого нами визначенням інформації, масовізація, знищуючи різноманітність індивідуальностей, знижує інформаційний зміст суспільства і, в згідно з інформаційним критерієм розвитку систем, представляє собою регресивне явище. Виникає таке враження, ніби суспільство виробляє мас-культуру як засіб «захисту» від можливого прориву в нову якість.
Взагалі, всі названі проблеми - це не проблеми інформатизації, з перш за все проблеми самого суспільства. Поява комп'ютерів та мереж тільки сприяло більш виразному прояву і загострення старих протиріч. Техніка сама по собі не ворожа і не дружня створив її суспільству. Техніка - це знаряддя, і наслідки її використання цілком залежать від намірів того, хто нею володіє. Тому вирішення всіх інформаційних протиріч має, на переконання автора роботи, починатися з дозволу протиріч соціально-економічних.

Висновок

У рефераті були розглянуті питання, пов'язані з філософським осмисленням поняття інформації. Протягом усього викладу згадувалися різні визначення цього поняття: повідомлення, інформування про стан справ; відомості про що-небудь, передаються людьми, зменшення невизначеності вибору в результаті отримання повідомлення; негативна ентропія, а сигнал, взятий в єдності всіх семіотичних характеристик: синтаксичної, семантичної та прагматичної; різновид відображення, нерозривно пов'язана з процесами управління; аспект будь-яких процесів відображення, пов'язаний із передачею різноманітності.
До виникнення кібернетики проблема інформації в філософії не тільки не вирішувалася, але і не ставилася. Задовільним вважалося розпливчасте уявлення про неї, як про відомості, якими обмінюються люди в процесі свого спілкування. Наступним етапом стала побудова кількісної статистичної теорії, поштовхом до чого послужило інтенсивний розвиток радіо-і телеграфного зв'язку. Інформація в цій теорії представляється як знята невизначеність. Обсяг поняття інформації з виникненням статистичного підходу розширився: були виявлені нові види інформації та інформаційних процесів - вже не тільки в людському суспільстві, але і в технічних системах зв'язку і управління, в комунікації живих істот.
Подальший розвиток поняття інформації призвело до ще більшого розширення його обсягу. Це було викликано як пріложеніемтеоретіко-інформаційних методів в науках про неживу природу, так і логічним розвитком самої теорії - особливо виникненням нестатистической (невероятностних) підходів. Обсяг поняття інформації настільки розширився, що воно перетворилося на загальнонаукову категорію.
Оскільки пізнання природи інформації виявляло все нові її ознаки, властивості, то, природно, постало питання про найбільш загальному визначенні цього поняття.
В основу загального визначення інформації, яке, згідно з даними літературних джерел, є найбільш підходящим, покладені два її ознаки. Виявилося, що, по-перше, інформація пов'язана з різноманітністю, відмінностями, по-друге, з відображенням. Відповідно до цього її можна визначити в найбільш загальному випадку як відбите різноманітність або дуальним чином - як разнообразностний компонент відображення. Інформація - це різноманітність, яке один об'єкт містить про іншому об'єкті (у процесі їх взаємодії). В окремому випадку це може бути і розмаїття, яке є результатом відображення об'єктом самого себе, тобто самовідображення.
На основі наведеного визначення можна зробити висновок, що інформація є загальна властивість матерії. Адже і різноманітність, і відображення - атрибути матерії.
Поняття інформації відображає як об'єктивно-реальне, не залежне від суб'єкта властивість об'єктів неживої і живої природи і суспільства, так і властивості пізнання, мислення.
Різноманітність об'єктивної реальності відбивається свідомістю суспільної людини, і в цьому сенсі воно стає відбитим різноманітністю, властивістю свідомості. Інформація, таким чином, властива як матеріальному, так і ідеального. Вона застосовна і до характеристики матерії, і до характеристики свідомості. Якщо об'єктивна (і потенційна для суб'єкта) інформація може вважатися властивістю матерії, то ідеальна, суб'єктивна інформація є відображенням об'єктивної, матеріальної інформації.

Література
1. Амосов Н.М. Моделювання складних систем. - К.: Наукова думка, 1968.
2. Брілюена Л. Наукова невизначеність та інформація. - М.: Світ, 1966.
3. Брюшінкін В.М. Логіка, мислення, інформація. - Л.: ЛДУ, 1988.
4. Жуков Н.І. Філософські підстави кібернетики. - М.: Знання, 1985.
5. Короткий нарис історії філософії. - М.: Думка, 1981.
6. Пушкін Б.Г., Урсул А.Д. Інформатика, кібернетика, інтелект. - Кишинів: Штіінца, 1989.
7. Туркін Ю.С. Теорія систем. - М., 1995.
8. Тюхтін В.С. Відображення, системи, кібернетика. - М.: Наука, 1972.
9. Урсул А.Д. Інформація. Методологічні аспекти. - М.: Наука, 1971.
10. Урсул А.Д. Відображення та інформація. - М.: Думка, 1973.
11. Урсул А.Д. Природа інформації. - М.: Політвидав, 1968.
12. Філософський енциклопедичний словник. - М.: Радянська енциклопедія, 1983.
13. Янков М. Матерія та інформація. - М.: Прогрес, 1979.
Б. Статті
1. Акчурін І.А. Розвиток кібернетики та діалектика. / / Питання філософії, 1965, № 7.
2. Амосов Н.М. Моделювання інформації та програм у складних системах. / / Питання філософії, 1963, № 12.
3. Бірюков Б.В., Спиркин А.Г. Філософські проблеми кібернетики / / Питання філософії, 1964, № 9.
4. Биховський А.І. Живі організми і антіентропійний ефект інформації. / / Питання філософії, 1965, № 9.
5. Вальт Л.О. Співвідношення структури та елементів / / Питання філософії, 1963, № 5.
6. Вінер М. Наука і суспільство. / / Питання філософії, 1961, № 7.
7. Глушков В.М. Гносеологічна природа інформаційного моделювання. / / Питання філософії, 1963, № 10.
8. Глушков В.М. Мислення і кібернетика. / / Питання філософії, 1963, № 1.
9. Жуков Н.І. Інформація в світлі ленінської теорії відображення / / Питання філософії, 1963, № 11.
10. Копнін П.В. Поняття мислення та кібернетика. / / Питання філософії, 1961, № 2.
11. Корюкін В.І. Вірогідність та інформація. / / Питання філософії, 1965, № 8.
12. Ляпунов А.А., Кітов А.І. Кібернетика в техніці та економіці. / / Питання філософії, 1961, № 9.
13. Маркарян Е.С. Людське суспільство як особливий тип організації / / Питання філософії, 1971, № 10.
14. Петрушенко Л.А. Взаємозв'язок інформації і системи. / / Питання філософії, 1964, № 2.
15. Сухарєв М. Вибух складності. / / Компьютерра, 1998, № 43.
16. Тарасенко Ф.П. До визначення поняття «інформація» в кібернетиці. / / Питання філософії, 1963, № 4.
17. Українців Б.С. Інформація та відображення / / Питання філософії, 1963, № 2.
18. Урсул А.Д. Про природу інформації. / / Питання філософії, 1965, № 3.
19. Ешбі У. Росс. Системи та інформація. / / Питання філософії, 1964, № 3.
20. http://www.synth.zt.ua (Лабораторія синтезу знань, Житомир)
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Філософія | Реферат
273.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Автоматизована обробка інформації складних систем проекційними методами
Розробка складних інформаційно-пошукових систем
Комп ютерне моделювання складних систем
Системний аналіз складних систем управління
Чисельні методи інтегрування та оптимізації складних систем
Дослідження математичних моделей оптимізації обслуговування складних систем
Вибір методів та засобів технічного діагностування складних систем озброєння
Неспецифічні універсальні елементи теорії екстремального стану складних біологічних систем
Ентропія складних повідомлень надмірність джерела Мета стиснення даних і типи систем стиснення
© Усі права захищені
написати до нас