Информация как функция разнообразия

В основе более широкого подхода к определению понятия информации лежит представление о тесной связи информации и разнообразия. Данная точка зрения является в настоящее время наиболее широко распространенной и аргументированной [А6]. Согласно этой концепци природа информации заключается в разнообразии, а количество информации выражает количество разнообразия.

Концепция разнообразия хорошо согласуется со всеми упоминавшимися ранее теориями информации. Так, в статистической теории рассматривается разнообразие сообщений, а устранение неопределенности можно представить как ограничение разнообразия возможностей до одной реализовавшейся действительности. Рассмотрим пример. Пусть дано множество, состоящее из 10 различных элементов, то есть множество, обладающее большим внутренним разнообразием. Выбор одного, заранее не указанного, элемента, говоря языком статистической теории, устраняет неопределенность . Если же совокупность однообразна, то есть состоит из совершенно одинаковых элементов, принадлежащих к одному типу, то случайный выбор элемента никакую неопределенность не устраняет: мы и так заранее знаем, к какому типу будет принадлежать выбранный элемент (). Следовательно, чем больше разнообразие элементов, теи больше информации заключено в акте выбора одного из них.

В комбинаторной теории рассматривается разнобразие элементов и разнообразие связей между ними. Алгоритмическое количество информации определяет разнообразие операций алгоритма, необходимых для воссоздания объекта. Очень ярко выражена идея разнообразия в теории семантической информации Ю. А. Шрейдера, где количество семантической информации определяется через степень изменения тезауруса, то есть через изменение разнообразия запаса знаний субъекта. Концепция разнобразия не противоречит и общежитейскому пониманию информации. Ведь мы обычно понимаем под информацией нечто новое, отличное от уже известного.

Таким образом, каждая частная теория информации изучает некоторый специальный вид разнообразия. То, что для одной теори выступает как разнообразие (информация), для другой может быть однообразием, тождеством (отсутствием информации). Так, одно и то же сообщение (однообразие на уровне синтаксиса) может иметь разный смысл для различных субъектов (разнообразие на уровне семантики). Наоборот, два сообщения, совершенно различных с синтаксической точки зрения, могут нести одинаковый смысл. Поэтому синтаксические теории информации имеют дело с иным типом разнообразия, чем семантические.

Методологическая эффективность и перспективность концепции разнообразия, согласно [А11], состоит в следующем. Во-первых, концепции разнообразия дает возможность прийти к тем же результатам в построении той или иной теории, которые достигались исходя из каких-либо других соображений. Она позволяет интерпретировать на единой основе различные теории и концепции информации, чего лишены другие, более узкие трактовки информации. Во-вторых, концепция разнообразия открывает возможность развития теорий информации в соответствии со следующим принципом: каждому виду разнообразия должен соответствовать свой вид информации и наоборот. В-третьих, на ее основе можно проследить связь информации с законами и рядом категорий диалектики.

Определяя информацию как меру разнообразия, мы имеем в виду информацию, взятую в определенный момент времени, в одномоментном срезе. Соответственно, все информационные процессы должны рассматриваться как трансформации, количественные и качественные изменения разнообразия, передача разнообразия во времени и пространстве.

Статистическая теория вводит в рассмотрение процесс ограничения неопределенности, акт выбора. Иными словами, статистическая теория — это не столько теория информации, сколько теория элементарных форм движения информации. Сама же информация определяется на основе процесса своего движения. То, что концепция разнообразия свободна от акта выбора, является ее существенным достоинством, так как жесткая привязка понятия информации к процессам ее движения сужает область применимости теории.

Подход к определению информации, близкий к концепции разнообразия, имеется и в работах академика В. М. Глушкова. Он характеризует информацию как «меру неоднородности в распределении энергии (или вещества) в пространстве и во времени». «Информация существует постольку, поскольку существуют сами материальные тела и, следовательно, созданные ими неоднородности. Всякая неоднородность несет с собой какую-то информацию». (Цитируется по [А11].)

Данное определение информации имеет одно важное следствие. Разнообразие (различие) объективно свойственно всей материи. Любые два объекта хоть чем-то различаются (иначе это не были бы разные объекты), и сам по себе каждый объект содержит внутренние различия. Следовательно, определяя информацию на основе понятия разнообразия, мы тем самым признаем, что информация является атрибутом материи, носит всеобщих характер, и что информационные процессы свойственны в том числе и неживой природе.

Отражение и информация

Выше понятие информации было определено на основе понятия разнообразия, и, следовательно, на основе категории различия. В настоящем разделе будет показана связь понятия информации и категории отражения ([А6], [А8], [А10], [А11], [Б9], [Б16], [Б17], [Б18]). В частности, определение «информация = разнообразие» оказывается неполным, и для исчерпывающего определения необходимо привлечь отражение.

Рассмотрение содержания категории отражения начнем с понятия взаимодействия и причинности. Воздействие одного тела на другое сопряжено с отражением. При этом объект, являющийся причиной, называется отражаемым, а объект-следствие — отражающим. Отражение является стороной причинной связи. Из всего содержания понятия взаимодействия извлекается лишь определенный аспект. Под отражением в широком смысле понимается процесс и результат воздействия одной материальной системы на другую, который представляет собой воспроизведение в иной форме особенностей (черт, сторон, структуры) одной системы в особенностях (чертах, структуре) другой системы. В процессе взаимодействия в общем случае возможны и другие изменения, которые не соответствуют особенностям отражаемой системы. Но от этих последних изменений при определении отражения отвлекаются.

Если попытаться раскрыть, в чем именно заключается соответствие между отражающим и отражаемым, то можно прийти к такому определению. Отражение — это воздействие одной материальной системы на другую, ведущее к установлению определенного (конкретного) тождества между системами, когда внутренние различия одной системы (отражающей) соответствуют внутренним различиям другой системы (отражаемой).

Как следует из приведенного определения, отражение выступает как диалектическая связь тождества и различия двух объектов, причем тождество объектов выражается через различие и благодаря ему. Такое определение дает возможность выразить информационный аспект отражения. А именно, информация есть ни что иное, как содержание отражения. Содержанием отражения являются те изменения, различия в отражающей системе, которые соответствуют внутренним различиям отражаемой системы.

Таким образом, информация с позиций теории отражения может быть представлена как отраженное разнообразие, то разнообразие, которое один объект содержит о другом объекте. Симметричным образом информацию можно определить и как разнообразностный аспект (сторону, компонент) отражения.

Покажем, что все виды движения информации в информационных системах являются, по существу, процессами отражения. Всего есть четыре формы движения информации: восприятие, передача, хранение и переработка, причем восприятие и передача дуальны друг к другу и всегда образуют пару.

Рассмотрим сначала пару восприятие — передача. Пусть объект А передает информацию, а объект Б ее принимает. Когда говорят о восприятии информации, неявно предполагается, что воспринятая информация будет некоторое время храниться в объекте-приемнике. Иными словами, для того, чтобы информация действительно была воспринята объектом Б, в нем должны произойти какие-то относительно устойчивые изменения, в которых и будет закодирована принятая информация. Далее, поскольку информация исходит от объекта А, она есть ни что иное как часть внутреннего разнообразия этого объекта, оторванная от самого объекта и перенесенная на материальный носитель другой природы. В результате приходим к выводу, что изменения внутреннего разнообразия объекта Б соответствуют какой-то части разнобразия объекта А. Следовательно, в данном случае имеет место отражение объекта А объектом Б. Объект, передающий информацию, выступает в роли отражаемого, а принимающий — в роли отражающего.

Хранение информации — это ее передача не в пространстве, а во времени. Отражаемым объектом является запоминающее устройство в начальный момент времени, а отражающим — то же устройство в последующие моменты. Переработка информации — это также ее передача (отражение) во времени, однако между процессами хранения и переработки информации как отражательными процессами имеется существенная разница. Хранение предполагает полное (на уровне синтаксиса) совпадение образа и оригинала. При переработке же неизбежно изменяется синтаксическая форма информации, а также могут подвергаться изменениям ее смысл и ценность. Таким образом, между информацией-оригиналом и информацией-образом имеет место более высокий тип тождества, чем в случае хранения, — генетическое тождество.

В большинстве случаев в реальном процессе отражения передача информации от отражающего объекта к отражаемому происходит в форме сигнала. Следовательно, для того чтобы осуществился процесс отражения, кроме отражаемого и отражающего объектов, необходим третий компонент — среда, передающая информацию, закодированную в форме сигнала. В теории связи под сигналом понимают любой процесс или объект, при помощи которого можно передавать информацию, кодировать различия. Те свойства сигналов, которые не изменяются (или от изменения которых отвлекаются), — не несут информации, для воспринимающего объекта они тождественны, лишены внутренних различий. Те же свойства сигналов, которые могут передавать различия, изменяются соответственно изменению (различиям) передающего (отражаемого) объекта.

Сигналы и соответствующие им процессы отражения можно разделить на четыре типа: сигналы в неживой, живой природе, обществе и технике. В неживой природе сигнальный характер взаимодействий не используется телами, информационный процесс не выделяется из вещественно-энергетического. Переработка информации связана с соотнесением информации, воспринимаемых различий с объектами, которые передают эти различия в форме сигналов. Такого соотнесения нет в неживой природе, отражение там носит пассивный характер.

В живой природе отражение существует на двух уровнях: допсихическом и психическом. Этим уровням соответствуют две различные формы передачи информации: посредством сигналов-кодов и сигналов-образов. Допсихическому отражению соответствуют сигналы-коды. Кодирование возникло в процессе эволюции как выделение биологическими системами именно информационных (в отличие от вещественно-энергетических) характеристик материи. Примерами кодов могут быть выделяемые животными пахучие вещества, которыми они метят свою территорию. Высокоразвитые животные используют наряду с кодами более совершенные сигналы — психические образы. Примером может быть отпугивающая поза кошки (выгнутая спина, распушенный хвост, прижатые уши), сопровождаемая шипением или рычанием.

Отличительная особенность трех высших классов отражения состоит в том, что здесь информационное содержание как бы отделяется от своего материального носителя и обретает относительно самостоятельное бытие. Так, работа современных компьютеров сводится к передаче последовательностей электрических импульсов, подчиняющейся определенным правилам. Однако мы все же определяем компьютер не как устройство для передачи электрических импульсов, а как устройство для обработки информации. При этом для нас несущественно, каков материальный носитель информации в компьютере: электричество, свет (оптические компьютеры), сжатый воздух (пневматические вычислительные машины). Более того, в высокоорганизованных системах, как правило, имеются сложные цепи отражения, состоящие из качественно разнородных объектов, отражающих друг друга. Информация (разнообразие) меняет свою форму, проходит через несколько промежуточных носителей, возможно, совершенно различной природы, и, тем не менее, остается собой, то есть сохраняет свое содержание.

В процессе передачи отражения по цепи отражающих друг друга объектов теряется ряд различных особенностей первоначального отражаемого прообраза, утрачивается часть его содержания, а остается лишь то, что можно объективировать, передать. Таким образом, информация выступает как сторона, компонент отражения, его инвариант, который может перекодироваться, передаваться, опредмечиваться и т. д. Категория отражения оказывается шире понятия информации, так как информация — это лишь один из компонентов отражения. Отражение содержит ряд неинформационных аспектов: модальность, тип сходства образа и оригинала и др. Анализ отражательных процессов приводит к выводу о том, что они зависят от своих материальных носителей по целому ряду характеристик. Между тем, информационное содержание отражения инвариантно по отношению к носителю: все равно, передается информация по проводам, на бумаге или в устной речи.

Рассмотрим с этих позиций процесс передачи информации от человека к человеку. Вначале человек А, отражая некоторый объект М всеми органами чувств, формирует богатый и целостный образ объекта. Этот образ наверняка содержит черты, не сводящиеся к «чистой» информации. Предположим, человек А рассказывает об объекте М человеку Б. При этом происходит кодирование, опредмечивание образа, выделение из него информационного содержания (инварианта), что неизбежно связано с упрощением и обеднением. Получатель Б не только пассивно запоминает рассказ А, а формирует на его основе свой, новый образ, вплетая информацию в среду своих ассоциаций, переживаний и т. д. В результате у двух человек получаются два во многом различных образа. Общее же между этими образами заключается именно в информационном инварианте.

Связь информации с разнообразием и отражением имеет важное методологическое следствие. Каждому виду отражения, так же как и каждому виду разнообразия, должен соответствовать свой вид информации и наоборот. Эта гипотеза нацеливает на поиск соответственных неизвестных компонентов триады «информация — отражение — разнообразие», если известен хотя бы один из них.

Выше была изложена концепция, которая, по мнению авторитетных специалистов [А6], является на сегодняшний день наиболее аргументированной и перспективной. Наряду с ней имеется и ряд других точек зрения на связь информации и отражения. Не останавливаясь на них подробно, покажем общую картину, основанную на классификации по двум критериям. Во-первых, имеется спектр точек зрения от простого отождествления информации с отражением до утверждения о возможности существования информационных процессов вне процессов отражения. Во втором случае иногда делается вывод о том, что информация есть более общая категория, чем отражение, и отражение определяется на основе информации.

Следующее разделение проходит по линии между «аспектными» и «видовыми» концепциями. Сторонники первых полагают, что информация входит как компонент, аспект, сторона в любые отражательные процессы. Следствием является признание атрибутивного характера информации. (Таким образом, изложенная выше теория относится к классу аспектных.)

Наоборот, в видовых теориях утверждается, что информация присуща лишь некоторым видам отражения и, по существу, тождественна им. Информация, согласно этой точке зрения, возникает только на уровне жизни, неразрывно связана с управлением, и существует только в единстве всех своих семиотических характеристик: синтаксических, семантических и прагматических (иными словами, то, что лишено полезности и не используется для каких-либо целей, — не есть информация). Один из выводов видовых теорий состоит в том, что в процессе познания информация не воспринимается человеком из неживой природы (ведь ее там просто нет), а создается в результате взаимодействия органов чувств с отражаемыми объектами. Как отмечено в [А6], предпочтение аспектной концепции должно быть отдано, в частности, потому, что только она позволяет говорить об объективном существовании информации.