Целенаправленное действие и его компоненты 6 глава

Очевидно, что при суммировании общее количество инфор­мации может заключаться в интервале от общей емкости ин­формационной тары до нуля, аддитивность же самой суммированной информации может встречаться лишь как частный случай. Особый интерес представляет ситуация, когда суммар­ная информация оказывается большей, чем сумма информации, содержащихся в слагаемых, т.е. когда как бы возникает некая добавочная информация. На самом деле, однако, никакого возникновения информации «из ничего» не происходит, – про­сто информация, не будучи «ни материей, ни энергией», не подчиняется принципу аддитивности, в отличие от емкости ее носителей. Крайний вариант этой ситуации, когда в сумми­руемых компонентах информации вообще не содержалось, т.е. ни в одном из них ее не было, а в сумме она появляется, – этот вариант относится уже к проблеме возникновения ин­формации и для своего рассмотрения требует, прежде всего, умения отличать информацию, содержащуюся в сообщении, от пустой последовательности букв. При суммировании возможно также исчезновение информации, хотя в суммированных фраг­ментах она содержалась в достаточном количестве.

Сходные ситуации могут наблюдаться и при делении како­го-либо сообщения, содержащего информацию, на фрагменты: количество информации в каждом фрагменте может оказаться равным любой величине, заключенной между емкостью соот­ветствующей информационной тары и нулем. Сумма информа­ции, содержащихся в фрагментах, может быть большей, а мо­жет быть и меньшей, вплоть до нуля, по сравнению с количе­ством информации, содержащейся в исходных сообщениях.

Таким образом, и суммирование, и деление информации может приводить как к ее уменьшению, вплоть до полного исчезновения, так и к увеличению ее количества, вплоть до полного заполнения ею информационной тары. Обе эти опе­рации, следовательно, могут рассматриваться как возможные пути возникновения дополнительной информации.

Очевидно, что к ценности и эффективности информации принцип аддитивности вообще неприложим, можно говорить лишь об изменениях форм распределений, описывающих то и другое. На этот счет можно высказать лишь одно утвержде­ние: никаких предсказаний здесь априори делать нельзя, и ка­ждый конкретный случай требует своего рассмотрения. Это же полностью относится к семантике, полезности и истинности информации – все эти характеристики, как и рассмотренные выше, при суммировании или делении информации могут из­меняться во всем характерном для них диапазоне значений, вне какой бы то ни было зависимости одна от другой. Это еще раз подтверждает сделанное выше утверждение, что суммирование и деление, т.е. операции над информацией, – один из возможных путей возникновения новой информации. Апри­орная непредсказуемость характеристик новой информации, образующейся при суммировании или делении, играет важную роль в ее эволюции.

Классификация информации

Приступая к проблеме классификации информации, прежде всего, по-видимому, следует раз и навсегда отказаться от попы­ток выделить элементарные единицы информации: понятие дискретности или непрерывности к информации, скорее всего, вообще неприложимо. Из всего сказанного выше следует, что ин­формацию можно классифицировать лишь по особенностям проявления тех или иных ее свойств, и в первую очередь ее фиксируемости и действенности.

По фиксируемости или, точнее, в соответствии с природой носителей мы различали уже три вида информации – генетиче­скую, «записанную» в молекулах нуклеиновых кислот; поведен­ческую, фиксируемую генетическими компонентами нервных клеток, и логическую, проявляющую себя в форме человеческого знания или в форме идей, носителем которых помимо нервных клеток служит язык, т.е. устная или письменная речь. Количественно каждая из этих информации может быть ограничена только сверху: никакой носитель не может содержать больше информации, нежели позволяет его емкость. Поэтому верхней границей генетической информации служит максимально-возмож­ное содержание в клетках ДНК, поведенческой – максимальное содержание в одном организме нервных клеток, а логической – максимально возможная суммарная емкость носителей информа­ции тех технических систем, которые используются человеком для ее записи и хранения. Каждый из этих трех видов инфор­мации может существовать в форме независимых дискретных субъединиц: хромосомы в живой клетке, нервная система того или иного животного, отдельные экземпляры книг в библиотеке. Все это свидетельствует о возможности разделить тот или иной вид информации на отдельные фрагменты, что, однако, отнюдь не отражает дискретность самой информации.

По своей действенности информация, относящаяся к каждому из этих трех видов, может быть как завершенной, так и незавер­шенной. Это, конечно, также не свидетельствует ни о ее дискрет­ности, ни о ее континуальности. Завершенной будем называть та­кую информацию, которой достаточно для построения какого-либо оператора. Незавершенная – это информация, на основе ко­торой построить целостный оператор невозможно; незавершенная информация, следовательно, может кодировать лишь какой-либо фрагмент оператора или какой-либо этап его построения. Услов­ность такой классификации, однако, связана с тем, что никакая информация не может сама построить кодируемый ею оператор, – для этого она должна быть включена в соответствующую ин­формационную систему. Поэтому в одной информационной сис­теме какая-либо информация может проявлять себя как завершен­ная, а в другой – как незавершенная, и далеко не всегда просто решить, является ли это отражением особенностей самой инфор­мации или воспринявшей ее информационной системы.

Необходимость для использования информации адекватных ей информационных систем предполагает возможность классификации и по этому признаку, т.е. по особенностям таких информа­ционных систем. Однако этот подход к классификации информа­ции предполагает достаточные знания о самих информационных системах, о чем речь пойдет только в следующей главе.

Наконец, остается еще одна возможность классификации ин­формации через специфику кодируемых ею операторов. Это, пожалуй, будет наиболее объективный подход к классификации информации, так как он включает в себя и все другие выше-рассмотренные подходы. Реализован этот подход будет ниже, при рассмотрении проблем, связанных с возникновением и эво­люцией информации. Забегая вперед, можно лишь сказать, что результатом такой классификации будут все те же три вида ин­формации, которые мы выделили в самом начале этой работы.

Информация и объекты материального мира

Теперь, когда мы достаточно знаем о свойствах и особенно­стях информации, рассмотрим взаимоотношения между инфор­мацией и теми объектами окружающего нас мира, которые мы называем «материальными» или «физическими», т.е. телами и потоками энергии. Напомним, что между этими объектами и информацией существует та принципиальная разница, что все материальные объекты могут восприниматься нашими органами чувств (либо непосредственно, либо с помощью специальных приборов), информация же сама по себе органами чувств не воспринимается, а «считывается» лишь соответствующим блоком ее собственной информационной системы.

Нетрудно видеть, что между материальными объектами на­шего мира и информацией могут быть три вида отношений, благодаря чему эти объекты можно подразделить на три класса. Класс А – это объекты, являющиеся носителями информации. Класс Б – объекты, о которых имеется или может быть создана информация. Класс В – объекты, для создания которых требо­валась или требуется информация. Такая классификация условна в том смысле, что объекты из каждого класса могут, вообще говоря, относиться (и, как правило, относятся) еще к одному или двум другим классам. В то же время эта классификация в каждом данном отношении совершенно определенна. Действи­тельно, никакая информация не может существовать, не будучи зафиксирована в каком-либо из объектов класса А. Объекты класса Б являются первичными по отношению к той информа­ции, которая может быть о них создана, но существуют независимо от какой бы то ни было информации. Объекты класса В являются вторичными по отношению к описывающей их информации и не могут возникать без ее участия, – соответст­вующая же информация в своем существовании от них не зави­сит.

Связь объектов всех трех классов с информацией можно рас­сматривать в трех аспектах: в аспекте первичности (о чем уже шла речь), в аспекте количества и в аспекте качества или семантики.

Действительно, вполне правомочно поставить вопрос, как связана степень упорядоченности или сложности физических объектов с той информацией, которая может быть в них зафик­сирована; может быть о них создана; требуется для создания таких объектов. Особый интерес при этом приобретает ситуа­ция, когда к классу Б относятся объекты, принадлежащие к классу В, т.е. когда искусственно созданные объекты служат для того, чтобы воссоздать информацию, которая была использова­на при их построении.

Прежде всего посмотрим, как связаны с информацией объек­ты класса А – ее носители. Первое утверждение относительно объектов класса А можно сформулировать так: физические свойства носителя непосредственно определяют его информаци­онную емкость (или верхнюю границу количества той информа­ции, которую он может содержать).

Второе утверждение непосредственно следует из способа фик­сации информации на носителях и состоит в том, что каждый данный носитель в пределах данного количества может содер­жать информацию любой семантики. Это – другая сторона свойства инвариантности информации по отношению к физиче­ским носителям (см. глава 2. «Инвариантность информации по отношению к носителям»).

Третье утверждение непосредственно относится к продолжи­тельности жизни информации, зафиксированной на данном но­сителе, и рассматривалось в разделе о бренности информации (глава 2. «Бренность информации»). Смысл его состоит в том, что продолжительность жизни каждой данной информации (точ­нее, данного ее экземпляра) определяется только физическими особенностями носителя и внешними по отношению к нему ус­ловиями. Здесь, однако, есть один аспект, заслуживающий осо­бого внимания: чем больше количество данной информации, тем большим по размерам (или протяженности) должен быть ее носитель. Это, по крайней мере, в некоторых случаях может влечь за собой большую уязвимость (или хрупкость) носителя и тем самым влиять на степень бренности содержащейся в нем информации. Но и в этом случае увеличение бренности инфор­мации с ростом ее количества будет определяться свойствами носителя, требующегося для ее записи, а не самой информацией как таковой.

Таким образом, физические особенности объектов класса А -носителей информации – определяют то количество информа­ции, которое может в них содержаться, и ее бренность. Первое обстоятельство объясняет, почему для измерения количества ин­формации можно использовать величины, характеризующие именно те свойства таких объектов, которые допускают их ис­пользование в качестве носителей информации. Мы уже видели (см. глава 2. «Фиксируемость информации. Ее носители»), что в качестве таковых могут выступать любые физические объекты –формальных ограничений здесь нет.

Связь с информацией объектов класса Б издавна анализиру­ется той областью философии, которую называют «теорией по­знания». В самом общем виде эту связь можно выразить так: объекты класса Б полностью и однозначно определяют количе­ство и семантику той информации, которая может быть о них создана. Это утверждение, однако, внутренне порочно: ведь мы знаем о разных объектах лишь то, что мы о них знаем, а это и есть созданная о них информация. Мы должны, следователь­но, допустить существование некоторого множества свойств, присущих какому-либо объекту, которые нам еще не известны. В этом случае можно утверждать, что создаваемая о подобных объектах информация асимптотически стремится к этому множе­ству. Но мы никогда не сможем узнать, насколько она к нему приблизилась! Решение этого вопроса тесно связано с приняти­ем посылки либо о неисчерпаемости, либо об исчерпаемости познания, т.е. посылки о существовании или несуществовании абсолютной истины. Приняв посылку о неисчерпаемости позна­ния и, что равносильно этому, об относительности всех истин, мы придем к выводу, что о любом объекте может быть создано бесконечное количество семантически определенной информации, что бессмысленно. Более эвристичной выглядит посылка об исчерпаемости познания любого объекта и, следовательно, о су­ществовании абсолютных истин, – посылка, хорошо отражаю­щая системный подход к анализу объектов материального мира. Полной информацией о том или ином объекте можно называть такую информацию, располагая которой можно этот объект воссоздать в принципе неограниченное число раз. Следователь­но, полная информация и есть тот предел, к которому стремит­ся как количественно, так и семантически информация, созда­ваемая об объектах класса Б. Алгоритмическое представление об информации [15], следовательно, предполагает исчерпаемость познания любого конкретного физического (или материального) объекта.

Теперь нам остается рассмотреть связь с информацией объ­ектов класса В – так называемых искусственных объектов, существование которых определяется кодирующей их информаци­ей. Утверждение, согласно которому сложность строения и спе­цифика таких объектов однозначно определяется количеством и семантикой этой информации, будет верным лишь отчасти, ибо большую роль здесь должно играть то устройство, которое реализует информацию в данный объект. Следовательно, такой объект всегда и неизбежно структурой своей отображает не­сколько большую по количеству и семантически более богатую информацию, нежели та, которая была использована для его создания – или, точнее, которая представляет собой алгоритм его построения. Это позволяет высказывать утверждение, что объекты класса Б определяются информацией лишь в той мере, в какой они соответствуют цели, для которой их создают, – ибо такие объекты, являющиеся искусственными, создаются все­гда и только с какой либо целью. Это же приводит нас к во­просу о существенных свойствах таких объектов.

Возможность создания полной информации о естественных объектах означает принципиальную возможность их искусственно­го построения. Такую ситуацию по отношению к нашей Вселен­ной рассматривал С. Лем в книге «Сумма технологий» [16]. Феноменологическая неразличимость искусственного и естественного миров, однако, не означает их принципиальной неразличимости: искусственное создание физических объектов предполагает предсуществование отображающей их информации, а естественно воз­никающие объекты далеко не всегда в этом нуждаются.

Таковы в основных чертах соотношения между информацией и объектами материального мира.

Литература

1. Лукреций Кар Т. О природе вещй. М., Изд. АН СССР, т. 1, 1946.

2. Корогодин В. И. Биофизика, 1983, т. 28, в.1, С. 171-178.

3. Моисеев Н. Н. Человек, среда, общество. М., «Наука», 1982.

4. Моисеев Н. Н. Алгоритмы развития. М., «Наука», 1987.

5. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и ма­шине. М., Советское радио, 1968.

6. Кордюм В. А. Эволюция и биосфера. Киев, «Наукова думка», 1982.

7. Хесин Р. Б. Непостоянство генома. М., «Наука», 1984.

8. Эйген М., Шустер П. Гиперцикл. М., «Мир», 1982.

9. Серавин Л. Н. Теория информации с точки зрения биолога. Л.,Изд. Лен.унив., 1973.

10. Дубровский Д. И. Информация, сознание, мозг. М., «Высшая школа», 1980.

11. Корогодин В. И. Информация и феномен жизни. Пущино, 1991.

12. Севастьянов Б. А. Ветвящиеся процессы. М., «Наука», 1971

13. Грязное Б. С. Природа, 1974, №4, С. 60-69.

14. Харкевич А. А. О ценности информации. В кн.: Проблемы киберне­тики, в. 4, М., Физматгиз, 1960, С. 53.

15. Колмогоров А. Н. Теория информации и теория алгоритмов. М., «Наука», 1987.

16. Лем С. Сумма технологий. М., «Мир», 1968.

 

Глава третья

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Реализация информации. Операторы и информационные системы

Выше неоднократно упоминалось о связи информации с операторами и информационными системами. Рассмотрим эту проблему более внимательно.

Начнем с утверждения, что хотя информация – объект не материальный, операторы всегда и обязательно – объекты ма­териальные, т.е. реальные физические тела, которые могут, и весьма существенно, влиять на ход событий в окружающем их реальном физическом мире. Этот факт позволяет нам выде­лить три вопроса и сосредоточить на них внимание: как про­исходит реализация информации в операторы? какими показа­телями можно характеризовать операторы? и как связаны осо­бенности информации с характеристиками кодируемых ею операторов?

Вопрос о реализации какой-либо информации в оператор предполагает, прежде всего, однозначное отображение опера­тора в этой информации, а также существование механизмов, реализующих это отображение. При рассмотрении этого во­проса мы будем опираться на работы А. Н. Колмогорова [1], посвященные определению понятия «информация» и проблеме отображения одного множества другими.

Действительно, любую информацию можно представить се­бе как некоторое множество знаков или символов, однозначно отображающее другое множество, в нашем случае – компоненты будущего оператора. Существует теорема, согласно кото­рой отображающее множество всегда менее сложно, нежели отображаемое (т.е. содержит меньшее число компонентов), но этот разрыв уменьшается по мере увеличения сложности ото­бражаемого множества, так что в конце концов «отобразить» суперсложное множество можно лишь одним путем – полно­стью его воспроизведя. Можно предположить, что с информа­цией и операторами дело обстоит иначе. Во-первых, сама ин­формация, по-видимому, относится к классу таких объектов, которые невозможно отобразить более простыми объектами; во всяком случае, когда информация представлена в макси­мально-компактной форме, ее невозможно «записать» еще бо­лее компактно. Отсюда, кстати, следует, что информацию, не­зависимо от ее количества и семантики, невозможно отобра­зить иначе, как точно ее скопировав. Во-вторых, можно думать, что пары объектов «информация и кодируемый ею опе­ратор» относятся к такому классу, где степень сложности ото­бражаемого объекта возрастает тем быстрее, чем больше сложность объекта отображающего. Иными словами, слож­ность оператора возрастает значительно быстрее количества отображающей его информации, и с ростом количества коди­рующей информации разность между сложностью этой инфор­мации и соответствующих операторов не уменьшается, а все более возрастает. На примере живых организмов в этом легко убедиться, сопоставив зависимость массы организмов от коли­чества ДНК в гаплоидных наборах их хромосом. Не исключе­но, что этот феномен имеет прямое отношение к замечанию А. Н. Колмогорова, что даже при достаточно простой структу­ре отображающего множества программа его реализации мо­жет быть столь сложной, что полное ее осуществление прак­тически невозможно.

Вероятно, многие из отмеченных выше трудностей и проти­воречий легко разрешаются, если учитывать предельную си­туацию, когда отображение оператора в информации пред­ставляет собой не что иное, как программу его построения, заданную максимально компактным образом. Условность запи­си такой программы (т.е. ее запись знаками или символами) исключает непосредственное воспроизведение по ней операто­ра, – это становится возможным только благодаря специаль­ной разверстке такой программы во времени, осуществляемой специальным устройством той информационной системы, к ко­торой информация относится. Поэтому и точность реализации здесь может варьировать, – или, правильнее сказать, точность реализации будет определяться нормой реакции реализующего устройства на сопутствующие факторы. Именно в этом смысле информацию можно рассматривать как алгоритм для построе­ния оператора.

Мы уже неоднократно подчеркивали, что никакая инфор­мация неспособна самостоятельно индуцировать построение оператора, что, впрочем, непосредственно следует из немате­риальности ее природы. Информация может быть реализована в оператор только в своей информационной системе благодаря существованию считывающих и реализующих устройств. Именно считывающее устройство ставит в однозначное соот­ветствие знаки или символы, «заполненные» информацией, с теми или иными элементарными действиями, производимыми реализующим устройством над ресурсами, содержащимися в окружающей среде, что и приводит к созданию оператора. Это обстоятельство, между прочим, очень хорошо иллюстри­рует принципиальное значение последовательности считывания информации в ходе ее реализации.

Основные типы операторов мы уже упоминали. Это – со­матические компоненты живых организмов, поведенческие ре­акции животных с развитой нервной системой, а в случае человеческих сообществ – присущие им технологические ком­плексы. Помимо таких «завершенных» операторов, составляю­щих вместе с относящейся к ним информацией завершенные информационные системы, существует множество информации и операторов промежуточных, или, точнее, соподчиненных, типов, иерархии которых и представляют собой завершенные операторы. Такие субоператоры призваны выполнять целена­правленные действия, являющиеся фрагментами или отдельны­ми элементарными этапами завершенных целенаправленных действий, осуществляемых завершенными операторами. Степень соподчиненности операторов можно проследить в разных кон­кретных случаях только при рассмотрении всей системы в целом или хотя бы системы следующего после данного операто­ра более высокого ранга, но не рассматривая разные операто­ры изолированно от других, с ними сопряженных.

Таким образом, мы подошли к возможности дополнить наши представления об информационных системах, изложен­ные выше (см. главу 2), в двух важных аспектах: такие систе­мы должны включать в себя как считывающие и реализующие устройства, так и продукты их деятельности операторы. Собственно, мы могли бы называть «завершенным операто­ром» всю совокупность неинформационных компонентов ин­формационной системы, но это будет неверно, ибо она всегда содержит (хотя бы временно) считывающие и реализующие устройства, предшествующие по отношению к вновь создавае­мым на основе некоторой данной информации его компонен­там; даже если некоторые новые компоненты и будут просто повторять старые, это повторение окажется «молчащим», предназначенным только для следующего информационного цикла.

Иерархическое разделение информационных систем на ин­формационные, считывающее-реализующие и операторные суб­системы прекрасно иллюстрируется следующим обстоятельством. Информационные системы можно разбить на два боль­ших класса. Один из них – это информационные системы 1-го рода, все три компонента которых настолько тесно соединены друг с другом, что представляют собой единое целое. Это – живые организмы, от клеток до человека. Второй тип – ин­формационные системы 2-го рода, где информация, считывающе-реализующие устройства и операторы могут существо­вать и существуют пространственно разобщенно друг от дру­га, хотя функционировать и развиваться способны лишь сово­купно. В наиболее завершенной форме – это человеческие со­общества, где информация представлена в виде книг или дру­гих систем записи, в роли считывающих и реализующих устройств нередко выступают сами люди, а в качестве суперопе­раторов – технологии.

Об иерархии в информационных системах

Б. Б. Кадомцев [2] в своей книге «Динамика и информация» (1997) указывает на иерархию в физических информационных системах. Он проводит следующие рассуждения.

Каждая открытая система имеет приток энергии Р и веще­ства М. Энергия должна поступать в систему в организован­ной форме, так что вместе с энергией и веществом в систему вводится негэнтропия (-S_i). Из системы выводятся во внешнюю среду отходы в виде вещества М и возрастания энтропии внешних систем (-S_e). Если система не имеет внутренней структуры, то она ведет себя как однородная система, напри­мер горная река.

В более сложных системах возможно расслоение на две тесно связанные подсистемы: динамическую и информацион­ную (управляющую). Структурные элементы, которые могут влиять на динамику системы сравнительно малыми возмуще­ниями, выделяются в структуру управления. Таким образом, сложные динамические системы расслаиваются на два уровня иерархии. Подсистема управления может откликаться на смы­словую часть приходящих сигналов и вырабатывать управ­ляющие сигналы в динамическую подсистему. Управляющий блок может иметь связь с несколькими динамическими подсис­темами. Управляющий, или информационный, блок может ис­пользовать негэнтропию, передаваемую из динамических под­систем, либо иметь свой источник, связанный с внешней сре­дой. В случае живых организмов негэнтропией является пища, а для получения информации используется, например, свет.

Б. Б. Кадомцев отмечает, что «для информационного пове­дения сложных физических систем более важной является структурная сложность и структурная иерархия, а не иерархия элементарных уровней (частицы, атомы, молекулы, тела). Элементы информационного поведения появляются даже у микро­частиц в виде коллапсов волновых функций, а по мере укруп­нения и усложнения структур к ним добавляются неравновес­ные коллективные параметры порядка, играющие роль дина­мических переменных» (стр. 331).

Обратимся к живой клетке. Здесь впервые встречается обо­собленный генетический «управляющий» аппарат (геном клет­ки). Он реагирует на сигналы из внешней и внутриклеточной среды, связан через трансляцию (см. возникновение генетиче­ской информации) с аппаратом гетерокатализа, который обес­печивает построение динамического оператора. В «динамичес­ком блоке» используются вещество и энергия внешней среды. В схеме самовоспроизводящегося автомата фон Неймана, яв­ляющегося аналогом живых организмов, присутствуют управ­ляющий информационный блок и динамический, для построе­ния оператора использующий ресурсы внешней среды. Все со­циальные структуры и сельское хозяйство построены на тех же иерархических принципах.

Универсальный автомат фон Неймана

Информация, заключенная в своем носителе, сама по себе пассивна: она неспособна ни участвовать в целенаправленном действии, ни перейти на другой носитель, ни осуществить собственное копирование. Чтобы эти события, обеспечивающие само существование информации, стали возможны, требуется наличие специальных материальных объектов – устройств или «машин», которые «умеют» воспринимать или создавать ин­формацию, считывать ее, обеспечивать ее трансляцию с одно­го носителя на другой, ее копирование, создание кодируемого ею оператора, а также осуществление других действий, необ­ходимых как для выявления присущих информации свойств, так и для обеспечения ее дальнейшего существования. Отдель­ные операции, совершаемые посредством этих устройств с ин­формацией или при ее участии, можно назвать элементарными информационными актами, их совокупность – информацион­ным процессом, а совокупность устройств, обеспечивающих осуществление такого процесса – информационной системой. Очевидно, что вне информационной системы информация не в состоянии выявить ни одного своего свойства, кроме бренно­сти, – но даже бренность информации здесь выступит не явно, а лишь как следствие разрушения ее носителей. Другими сло­вами, вне информационной системы не только информация обречена на диссипацию, но и само понятие «информация» утрачивает всякий смысл.

Очевидно, что все устройства, способные обеспечивать осуществление элементарных информационных актов, так же как и слагаемая ими информационная система, есть не что иное, как операторы, создаваемые на основе некоторой ин­формации, – спонтанно они образовываться не могут. Возни­кает известный парадокс яйца и курицы: что первично, ин­формация или ее операторы? Попробуем выяснить, каким ми­нимумом свойств (или особенностей) должна обладать про­стейшая информационная система, способная обеспечить осуществление полного информационного цикла, от считывания информации до ее воспроизведения. Сделать это нам будет нетрудно ввиду прекрасной разработанности этого вопроса – следует лишь обратиться к идеям Дж. фон Неймана, относя­щимся к самовоспроизводящимся автоматам [3].

В сентябре 1948 г. на симпозиуме «Механизмы мозга в по­ведении», состоявшемся в Калифорнийском технологическом институте, Дж. фон Нейман прочитал лекцию, которая называлась «Общая и логическая теория автоматов». Основной те­мой этой лекции был общий анализ структуры такого авто­мата, или, точнее, автомата такого уровня сложности, кото­рый позволял бы ему осуществлять самовоспроизведение. Фон Нейман показал, что такой автомат должен состоять из четы­рех блоков со следующими функциями (рис. 3).

 

 

 

Рис. 3. Блок-схема самовоспроизводящегося автомата фон Неймана. R - ресурсы, черпаемые из окружающей среды. Пояснения в тексте.

Блок А – автоматическая фабрика по сбору сырья (R) и его переработке в продукт, соответствующий задаваемым извне инст­рукциям (Г). Блок Б – аппарат, снимающий копии с таких инст­рукций. Блок В – контролирующий аппарат, подключенный од­новременно к блокам А и Б: когда в блок В поступают инструк­ции, они сначала направляются в блок Б для снятия с них копий, а затем – в блок А, где уже осуществляются соответствующие операции по изготовлению конечного продукта из исходного сы­рья. В случае, если таким «конечным продуктом» является дочер­ний автомат, он снабжается копией первоначальных инструкций, тогда как их оригинал остается в блоке В исходного автомата. Наконец, имеется еще блок Г, который представляет собой «запо­минающее устройство», содержащее полную запись инструкций, обеспечивающих производство блоком А конечного продукта, в том числе дочернего автомата (А+Б+В+Г). Фон Нейман показал, что для создания самовоспроизводящегося автомата структура та­кого типа является необходимым минимумом. Он предположил также, что такая структура присуща и живым организмам.

Предыдущая12345678910111213141516Следующая

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: