 |
Глава 2. Связь информации и управления.
|
|
|
|
Кибернетический подход
Если 17-ое столетие и начало 18-ого столетия – век паровых машин, то настоящее время есть век связи и управления.
В изучение этих процессов кибернетика внесла значительный вклад. Она изучает способы связи и модели управления, и в этом исследовании ей понадобилось еще одно понятие, которое было давно известным, но впервые получило фундаментальный статус в естествознании – понятие информации (с латинского ознакомление) как меры организованности системы в противоположность понятию энтропии как меры неорганизованности.
Чтобы яснее стало значение информации, рассмотрим деятельность идеального существа, получившего название «демон Максвелла». Идею такого существа, нарушающего второе начало термодинамики, Максвелл изложил в «Теории теплоты» вышедшей в 1871 году. «Когда частица со скоростью выше средней подходит к дверце из отделения А или частица со скоростью ниже средней подходит к дверце из отделения В, привратник открывает дверцу и частица проходит через отверстие; когда же частица со скоростью ниже средней подходит из отделения А или частица со скоростью выше средней подходит из отделения В дверца закрывается. Таким образом, в отделении А их концентрация уменьшается. Это вызывает очевидное уменьшение энтропии, и если соединить оба отделения тепловым двигателем, мы, как будто, получим вечный двигатель второго рода».
Кибернетика выявляет зависимости между информацией и другими характеристиками систем. Работа «демона Максвелла» позволяет установить обратно пропорциональную зависимость между информацией и энтропией. С повышением энтропии уменьшается информации и наоборот, понижение энтропии увеличивает информацию. Связь информации с энтропией свидетельствует и о связи информации с энергией.
|
|
|
Энергия (от греческого energeia - деятельность) характеризует общую меру различных видов движения и взаимодействия в формах: механической, тепловой, электромагнитной, химической, гравитационной, ядерной. Точность сигнала, передающего информацию, не зависит от количества энергии, которая используется для передачи сигнала. Тем не менее, энергия и информация связаны между собой.
Винер в своей книге «Кибернетика и общество» приводит такой пример: «Кровь, оттекающая от мозга, на долю градуса теплее, чем кровь, притекающая к нему».
Рассмотрим понятия информации, наиболее часто используемые в различных отраслях человеческого знания.
1. Общим философским определением понятия информации является следующее: информация - это отраженное многообразие. Это означает, что информация возникает, когда нарушается однообразие и это нарушение каким - то образом отражается, проявляет себя в сигналах.
2. В быту под информацией понимают сведения, которые нас интересуют. Но заинтересовать нас могут только те сведения, которые мы восприняли и осознали.
3. В журналистике под информацией понимают не любые сообщения или сведения, а только те из них, которые обладают новизной.
4. В технике связи под информацией принято понимать любую последовательность сигналов, которая хранится, передается или обрабатывается с помощью технических средств, не учитывая смысл этих сигналов.
5. Под информацией в теории информации понимают не любые сведения, а лишь те из них, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность (неизвестность). Информация - это снятая неопределенность (определение информации по К. Шеннону).
6. Под информацией в семантической теории (рассматривающей смысл сообщения) понимают сведения, обладающие новизной.
|
|
|
7. Под информацией в документалистике понимают все то, что, так или иначе зафиксировано в знаковой форме в виде документов.
8. В вычислительной технике под информацией принято понимать значения, присваиваемые подлежащим вводу в компьютер переменным (данным), хранимые в памяти компьютера, обрабатываемые компьютером и выдаваемые пользователям.
9. Под информацией (применительно к информационным, компьютерным технологиям) понимают конечную совокупность знаков (символов) или сигналов, которые образуют бесконечное разнообразие информационных объектов (текстов, изображений и т.п.).
10. В кибернетике (теории управления) под информацией понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы (определение информации по Н. Винеру).
Итак, в научной литературе основными являются две точки зрения на природу и сущность информации: атрибутивная и функциональная.
Суть первой из них состоит в трактовке информации как общего свойства всей материи. Типичным примером такой точки зрения является следующая цитата: “Допустим, что общим свойством объективной реальности всех уровней (от элементарных частиц и неорганических соединений до человека и социальных явлений) является информация. Используем представление об информационном пространстве как совокупности информации, содержащейся в объективной реальности. Какая-то часть этой информации постепенно становится достоянием человечества”.
Согласно второй точке зрения информация трактуется как функциональное явление, связанное с управлением и, следовательно, относящееся только к системам управления в живой природе, технике и обществе. В этом смысле понятие информации является основным понятием кибернетики - науки об управлении.
Как писал Н. Винер (используя термин организм в широком смысле): “Всякий организм скрепляется наличием средств приобретения, использования, хранения и передачи информации”. Там же он отмечал, что “сообщество простирается лишь до того предела, до которого простирается действительная передача информации”.
Термин информация неоднозначен еще и потому, что различают два типа информации. Первый тип - это связанная или структурная информация, которая характеризует организованность, упорядоченность самой системы управления. Вторым типом является свободная, относительная информация, информация-сообщение; именно такое понимание информации наиболее распространено в науке. Объем и само восприятие такой информации зависит от подготовки управляющей системы к ее использованию, т.е. от состава и объема имеющейся в системе связанной информации. Результатом взаимодействия свободной и связанной информации в системе управления является актуальная информация. При этом постоянно происходит процесс превращения свободной информации в связанную.
|
|
|
Информационный подход к процессам управления – первая особенность кибернетики. В информационной трактовке кибернетического подхода управление в организационных системах, рассматривается, прежде всего, как процесс преобразования информации: информация об объекте управления воспринимается управляющей системой, перерабатывается в соответствии с той или иной целью управления и в виде управляющих воздействий передается на объект управления. Поэтому понятие информации принадлежит к числу наиболее фундаментальных понятий кибернетики. В информационной трактовке процессы кибернетического управления связаны с получением, передачей, переработкой и использованием информации. Процессы получения информации, ее хранение и передачи в этом случае отождествляются с понятием «связь».
Переработка воспринятой информации в сигналы, направляющие деятельность в объекте, отождествляется с понятием управление.
Если системы способны воспринимать и использовать информацию о результатах своего функционирования, то говорят, что они обладают обратной связью. Переработка информации, идущей по каналам обратной связи, в сигналы, корректирующие деятельность системы, называют регулированием. Между терминами «управление» и «регулирование» существует различие: если считать, что управление обозначает воздействие на результаты работы системы для достижения намеченной цели, то регулирование обозначает тип управления, основанный на методе выравнивания отклонений от нормы (эталона, заданной величины). Устройства (или органы), служащие для этой цели, носят название регуляторов.
|
|
|
Явления, которые отображаются в таких фундаментальных понятиях кибернетики, как информация и управление, имеют место в органической природе и общественной жизни. Таким образом, кибернетику можно определить как науку об управлении и связи с живой природой в обществе и технике.
Один из важнейших вопросов, вокруг которого идут философские дискуссии - это вопрос о том, что такое информация, какова ее природа? Для характеристики природы информационных процессов необходимо кратко рассмотреть естественную основу всякой информации, а таковой естественной основой информации является присущее материи объективное свойство отражения.
Положение о неразрывной связи информации и отражения стало одним из важнейших в изучении информации и информационных процессов и признается абсолютным большинством отечественных философов.
Информация в живой природе в отличие от неживой играет активную роль, так как участвует в управлении всеми жизненными процессами.
Материалистическая теория отражения видит решение новых проблем науки и, в частности, такой кардинальной проблемы естествознания как переход от неорганической материи к органической, в использовании методологической основы диалектического материализма. Проблема заключается в том, что существует материя, способная ощущать, и материя, созданная из тех же атомов и в тоже время не обладающая этой способностью. Вопрос, таким образом, поставлен вполне конкретно и, тем самым, толкает проблему к решению.
Кибернетика вплотную занялась исследованием механизмов саморегуляции и самоуправления. Вместе с тем, оставаясь методически ограниченными, эти достижения оставили открытыми ряд проблем, к рассмотрению которых привела внутренняя ломка кибернетики.
Сознание является не столько продуктом развития природы, сколько продуктом общественной жизни человека, общественного труда предыдущих поколений людей. Оно является существенной частью деятельности человека, посредством которой создается человеческая природа и не может быть принята вне этой природы.
Если в машинах и вообще в неорганической природе отражение есть пассивный, мертвый физико-химический, механический акт без обобщения и проникновения в сущность обобщаемого явления, то отражение в форме сознания есть, то мнению Ф.Энгельса "познание высокоорганизованной материей самой себя, проникновение в сущность, закон развития природы, предметов и явлений объективного мира".
|
|
|
В машине же отражение не осознанно, так как оно осуществляется без образования идеальных образов и понятий, а происходит в виде электрических импульсов, сигналов и т.п. Поскольку машина не мыслит, эта не есть та форма отражения, которая имеет место в процессе познания человеком окружающего мира. Закономерности процесса отражения в машине определяются, прежде всего, закономерностями отражения действительности в сознании человека, так как машину создает человек в целях более точного отражения действительности, и не машина сама по себе отражает действительность, а человек отражает ее с помощью машины. Поэтому отражение действительности машиной является составным элементом отражения действительности человеком. Появление кибернетических устройств приводит к возникновению не новой формы отражения, а нового звена, опосредующего отражение природы человеком.
Вот почему информацию можно считать бесполезной при отсутствие обратной связи. В своей книге «Кибернетика и общество» Винер пишет: «обратная связь есть метод управления системой путем включения в нее результатов предшествующих выполнению ею своих задач».
Чем короче информационная цепочка, тем меньше вероятность неправильного понимания сигнала управления. Поскольку с точки зрения Винера «любая передача сигналов (или внешнее вмешательство в них) уменьшает объем, содержащийся в них информации».
С кибернетической точки зрения семантически значимая информация – это информация, проходящая через линию передачи плюс фильтр, а не информация, проходящая только через линию передачи.
Фильтр в данном случае это «последний механизм, открывающий генераторы и выпускающий аналогичные задачи».
Заключение
Поиск ответов на многие нерешенные проблемы информации и управления, продолжающие оставаться предметом дискуссий, актуализирует задачу более глубокого изучения творческого наследия Норберта Винера. Основоположнику кибернетики принадлежит целый ряд работ, посвященных вопросам философии и методологии науки, роли научного познания в обществе, проблеме мироздания, анализу возможных последствий научно-технической революции, а также этике ученого.
Изучив идеи Норберта Винера, можно заключить, что он рассматривает три узловые проблемы кибернетики, тесно связанные с перспективами развития человеческого общества. Это проблема обучающихся машин, проблема самовоспроизведения машин и проблема взаимоотношения человека и машины.
Что несет человечеству “магия автоматизации”, какое место принадлежит человеку в бурно развивающемся комплексе “человек – машина”, моральная ответственность ученых и правительств, направляющих стремительный бег автоматизации, – вот вопросы, которые волнуют Винера.
Нужно сказать и о большом значении работ Норберта Винера для построения научной картины мира. Собственно, книга Винера «Кибернетика», давшая имя соответствующей науке, обратила внимание читателей на то, что в общем смысле целесообразно рассматривать следующие кирпичи мироздания — элементы, устройства, системы, связи, управление и информацию.
Рассматривая проблему взаимоотношения человека и машины, Винер считает наиболее перспективным путем развития их разумный симбиоз, а котором направляющей силой служат человеческие цели. “Человеку – человеческое, вычислительной машине – машинное”, – предупреждает Винер. Идеи такого симбиоза иллюстрируются на примере биоэлектронных устройств, машинного перевода при участии человека-редактора и диагностических машин.
Вместе с тем Винер подчеркивает, что догматическое разграничение возможностей живого и неживого, чрезмерное противопоставление человеческого начала машинному столь же неправомерно, как и религиозное возвышение бога над человеком.
Как и в предыдущих своих научно-публицистических работах, Винер решительно выступает против всякого античеловеческого применения кибернетики: против ее применения для “развязывания ядерной войны с ее апокалипсическими ужасами”, против ее применения в целях сверхобогащения немногих и еще большего угнетения человека.
Вместе с тем идеи Винера представляют интерес и для специалистов, занятых приложениями кибернетических методов в технике, биологии, медицине, лингвистике и экономике.
До сих пор остаются актуальными мысли Винера о проблемах и возможных социальных последствиях научно-технической революции.
Более четырех десятилетий назад, в самом начале “кибернетической эры”, ученый предвидел приобретающую сегодня глобальный характер информатизацию общества, предсказывая, что в будущем “развитию обмена информацией между человеком и машиной, между машиной и человеком и между машиной и машиной суждено играть все возрастающую роль, ведь жизнь и разум - уникальный итог многих миллиардов лет эволюции материи. Вот почему, наша социальная, жизненная стратегия должна быть "нацелена на то, чтобы люди берегли планету, небесное и космическое пространство, осваивали его как новоселы мирной цивилизации, очистив жизнь от ядерных кошмаров и до конца, раскрепостив для целей созидания, и только созидания, все лучшие качества такого уникального обитателя Вселенной, как Человек".
Список используемой литературы
1. Баженов Л. Б. Кибернетика, ее предмет, методы и место в системе наук // Философия естествознания. – М., 1966.
2. Бирюков Б.В., Спиркин А.Г. Философские проблемы кибернетики. // Вопросы философии. – 1964
3. Винер Н. «Бывший вундеркинд»; перевод – М.:Наука,1964.
4. Винер Н. «Индивидуальный и общественный гомеостазис.» / Перевод с англ. М.Н.Грачева. // Общественные науки и современность. - 1994.
5. Винер Н. «Кибернетика и общество»; перевод – М.:ИЛ,1958.
6. Баженов Л. Б. Кибернетика, ее предмет, методы и место в системе наук // Философия естествознания. – М., 1966.
7. Поваров Г.Н. Hорберт Винер и его Кибернетика. М., 1990.
8. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине.– 2-е изд.– М., 1968.
9. Винер Н. Кибернетика и общество. – М., 1958.
|
|
|
