Базовая концепция информации

Коллендер Б.

 

Copyright © by Boris Kollender
All right reserved. Registration of Library of Congress, 2011

Содержание

*

Резюме: Разнообразие - сущность мира. Информация – это описание разнообразия, точнее, выбранной его части. Содержание информации нематериально, но его представление, описание, всегда выполняется материальным образом. Всемирная материя представлена информацией о себе. Несмотря на то, что содержание информации нематериально, она действует как самостоятельное явление, имея возможность при определенных условиях переходить с одного материального носителя на другой. Информация делает мир познаваемым и управляемым.

*

«Самое удивительное, что мир познаваем».

Альберт Эйнштейн

Огл.  Предисловие

В наше время, в начале XXI века, слово информация настолько общеизвестно и часто употребляемо, что вопрос: «Что такое информация?» может показаться неуместным. Первым, что сходу вспоминают в попытке ответить на поставленный вопрос, – это синонимический ряд терминов. Информация – это сообщение, представление, описание, изложение, инструкция, знание, характеристика, сигнал, символы и т.д.

Такое определение информации с позиций применения вполне приемлемо. Более того, в различных областях знаний находятся целые классы специальных терминов, которые также обозначают информацию. Например, в физике – это свойства материальных объектов, характеристики процессов и явлений, математические формулы, представляющие процессы и явления и т.д. В компьютерных науках, информация - это данные, программа, код, коммуникация, контроль и т.п. В биологии – это ДНК, гены, гормоны, структура белковых веществ.

Специальных названий к понятию информация так много, что многие специалисты пришли к выводу, что общего определения информации существовать не может. Один из создателей математической «Теории информации» Клод Шеннон сказал:

«The word ‘information’ has been given different meanings by various writers in the general field of information theory. It is likely that at least a number of these will prove sufficiently useful in certain applications to deserve further study and permanent recognition. It is hardly to be expected that a single concept of information would satisfactorily account for the numerous possible applications of this general field». [1]

«Различные авторы в общей области информационной теории дали различные значения слову 'информация'. Вероятно, многие из них окажутся достаточно полезными, по крайней мере в определенных условиях, и заслуживают постоянного признания и дальнейшего исследования. Едва ли можно ожидать, что единственное определение информации сможет удовлетворить многочисленные её применения в этой общей области».

В согласие с этим мнением, многие авторы и энциклопедии (см. например, Википедию) давали информации разные определения.

Математическая теория информации представляет её как то, что снимает неопределённость в процессе передачи сообщения от его источника через канал связи к приёмнику сообщения. Эта теория, как принято в математике, не рассматривала физическую природу изучаемого объекта, т.е. сущность информации, - её интересовала только её количественная характеристика, в определение которой эта математическая теория успешно справилась.

С философской точки зрения вводятся такие определения, которые выделяют характерные свойства информации, представляя их главными для её понимания.

«Информация – это обозначение содержания, полученного от внешнего мира в процессе приспособления к нему». - Но́рберт Ви́нер (Norbert Wiener) - американский учёный, выдающийся математик и философ, основоположник кибернетики.

«Передача разнообразия». - Уильям Росс Эшби (William Ross Ashby) - английский психиатр, специалист по кибернетике, пионер в исследовании сложных систем.

«Сигнал, коммуникация и связь, в процессе которой устраняется неопределённость». - Клод Э́лвуд Ше́ннон    (Claude Elwood Shannon) — американский инженер и математик.

«Отрицание энтропии». - Лео́н Николя́ Бриллюэ́н   (Lе́on Nicolas) - французский и американский физик, основатель современной физики твёрдого тела.

«Вероятность выбора». - Аки́ва Моисе́евич Ягло́м, советский и американский физик, математик; доктор физико-математических наук:

«Информация – это свойства материальных объектов, полученные в результате процесса отражения». - Аркадий Дмитриевич Урсул, российский ученый, доктор философии по проблемам информатики и кибернетики. В этом определении представлена так называемая атрибутивная концепция информации. Сторонники этой концепции считают, что информация возникает в момент взаимодействии одного материального объекта, первоисточника информации, с другим материальным объектом, в котором образуется отражение свойств первого объекта. Наличие первоисточника (первого объекта) и носителя информации (второго объекта) является обязательным условием возникновения информации. В связи с этим существует ещё такое определение информации: «Информация – это отражение одного объекта в другом».

Вместе с перечисленным «по мнению многих авторитетных исследователей, информация представляет собой один из наиболее значимых и в то же время загадочных феноменов окружающего нас мира. Попытки осмыслить сущность этого феномена предпринимались многими учеными на протяжении нескольких десятилетий, начиная с середины 20-го века. Однако общепризнанных представлений о концептуальной природе информации в научной среде до сих пор не еще выработано. Поэтому эти попытки продолжаются и сегодня, в 21-м веке, который часто называют веком информации». [2]

***

Огл.  ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ИНФОРМАЦИИ

Любая информация имеет содержание и форму.

Содержание информации это, собственно, сама информация. Например, содержанием информации о яблоке могут быть: само яблоко, устный рассказ о нем, описание его при помощи текста, фотография, данные химико-биологического анализа или, даже, вкусовые ощущения от надкусанного яблока.

Форма информацииматериальный вид и способ существования информации. Информация не может существовать вне материи, ибо она его атрибут. Например, размеры и форма предмета, его конфигурация, образуются самим веществом предмета. Это вещество в представленном виде и есть материальный способ существования этой информации. Вместе с тем, информация данного материального объекта может быть скопирована на другой материальный объект, если этот второй объект обладает соответствующими свойствами. Так, например, отраженный свет от предмета может нести информацию о его форме, размерах и цвете. В этом случае, материальным носителем информации о предмете будет свет, а способом её передачи – модуляция спектра этого света. Скажем, формой информацией о яблоке могут быть: само яблоко; вид яблока, приносимый светом; воздушные колебания и слова при его описании речью; бумага, краска и алфавит при передачи информации текстом; сенсорная поверхность фотокамеры и реакции пикселей этой поверхности при фотографировании; бумага, таблицы и графики при химико-биологическом анализе; яблочный сок, оказывающий влияние на вкусовые ресепторы языка. Далее в тексте будут приведены иные примеры содержания и форма информации.

*

Существует два принципиально разных вида информации. Это природная информация и информация, созданная человеком.

Природная информация

Природная информация представляет свойства материальных объектов. Она объективна, т.е. не зависит от человеческого сознания. Её первоисточником являются сами материальные объекты, которые своим существованием и создают эту информацию. Существовать – значит иметь информацию о себе. Ученые, изучающие материальный мир, ищут именно эту информацию, ибо -

ВСЕМИРНАЯ МАТЕРИЯ ПРЕДСТАВЛЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ О СЕБЕ.

Природную информацию следует разделить на 1) информацию, принадлежащую неживой природе – любые вещества, микромир и макромир. Тело живого организма вне его функционирования также предоставляет «неживую» информацию. 2) Информация, принадлежащая живым организмам. Эта «живая» информация, как будет показано ниже, существенно отличается от «неживой», но она также обладает объективностью по своей природе.

У природной информации, принадлежащей неживым материальным объектам, форма существования информации совпадает с видом и способом существования самого объекта и его свойств. Например, информация о дереве содержится во всей его структуре, в стволе, корнях, ветвях, листьях, химической и биологической природе этого растения, т.о есть во всём его разнообразие.

Перенос информации

Принципиально важная особенность явления «информации» заключается в том, что она может переноситься. Вопреки установившемуся мнению, эта особенность является не свойством самой информации, а обязана определённым материальным объектам (веществам, газам, излучениям), которые способны изменять свою собственную структуру (но не сущность), отражая этим содержание, передаваемой информации.

Например, свет может переносить информацию о форме, размере и цвете предмета потому, что свет, отраженный от поверхности предмета, изменяет свой спектр – происходит амплитудно-цветовая модуляция спектра. Нога, наступившая на мокрый песок, оставляет отпечаток, воспроизводящий конфигурацию ступни. Это является, в данном случае, способностью песка копировать след ноги. Колебания музыкальной струны могут передаваться при помощи воздушных колебаний, которые, распространяясь и достигая уха человека, доносят до него звук струны. Или, эти же воздушные колебания, поступая в микрофон, превращаются в колебания электрического тока, способного по проводам донести это разнообразие до запоминающего их устройства - грампластинки. И, напротив, если у материального носителя нет соответствующих способностей, то он не может переносить определённую информацию. Свет не может доставлять звук в наши уши, а воздух - цвет предмета в наши глаза.

При переносе информации передаётся определённое разнообразия, являющееся содержанием информации.

*

Природная информация, принадлежащая неживой природе, как уже отмечено, есть свойство материального объекта. Физические свойства, как известно, определяют характер взаимодействия одного объекта с другим. В этом смысле информация физических свойств объекта «управляет» характером взаимодействия с другими объектами.

Природную информацию воспринимают живые организмы при помощи органов восприятия, созданные эволюцией. Она ощущается этими живыми организмами на уровне их развитости и управляет их поведением. По сути, восприятие природной информации живыми организмами есть залог их жизни. Без восприятия природной информации жизнь невозможна.

Существующее в марксистко-ленинской философии положение, что материя обладает свойством ощущения – ложно. Неживые объекты ощущать не могут, так как это явление результат биологических процессов восприятия информации специальными органами чувств организмов и переработке этой информации совместно с другой информацией, заложенной в инстинктах и приходящих из окружающей среды. В неживых объектах такие процессы не существуют.

*

Информация, принадлежащая живым организмам, содержится в их биологической структуре и организации. Как известно, первым, кто это открыл, был Грегор Иоганн Мендель (1822 - 1884), австрийский биолог и ботаник, сыгравший огромную роль в развитии представления о наследственности. Открытие им закономерностей наследования моногенных признаков стало первым шагом на пути к современной генетике.

В истории расшифровки структуры ДНК (1953г.), которая стала одним из поворотных моментов в истории биологии и за которую была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине  Фрэнсису Крику, Джеймсу Уотсону, Морису Уилкинсу  в 1962 г., показано как глубоко может быть запрятана информация [3] . В двойной спирали ДНК четыре вида азотистых основания (аденин, гуанин, тимин и цитозин) образуют последовательности нуклеотидов, которые составляют ген - функциональную единицу наследственности, контролирующей развитие определенного признака или свойства. Информация, заложенная в ДНК организмов, очень хорошо иллюстрирует, что это свойство природы реально и объективно существует. Для переноса биологической информации внутри развивающего организма не требуются никакие дополнительные (и посторонние) носители информации. Природа живого предусмотрела доставку нужной информации внутри организма собственной организацией, внутренним движением (например, в нервной системе) и развитием.

*

Информация, созданная человеком

Информация, созданная человеком, - это результат работы его сознания [4] . В отличие от природной, эта информация по определению субъективна, хотя и может соответствовать природной информации. В отличие от природной информации содержание и форма существования этой информации принципиально отличны.

Содержание информации, созданной человеком, является результатом работы его сознания (и подсознания) по совместной обработке информации, приходящей из вне, с информацией, находящейся в памяти. Они дают в результате информацию мысли, которая по определению субъективна, так как у каждого человека своя память и своя способность к обработке информации.

Содержанием информации, созданной человеком, может быть всё, на что способно мышление и воображение человека. Это содержание может соответствовать природной информации, особенно когда она является результатом научных исследований, но может и не соответствовать. Мышление человека решает вопросы жизни и эти решения являются информацией. Любые материальные вещи, которые создает человек, имеют физические свойства и несут, соответственно, природную информацию, а также то смысловое значение, которое придает им человек.

Информация, созданная человеком, циркулирует в человеческом обществе материальным способом, на языках, созданных людьми. Естественные человеческие языки - русский, английский, немецкий и т.д., языки искусства - изобразительные, музыкальные, танцевальные и т.д., технические языки – чертежи, схемы, коды и т.д.

Огл.  БАЗОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИНФОРМАЦИИ

Информация как разнообразие

Наш мир разнообразен и многообразен, и мы часто говорим о разнообразии жизни, о биологическом разнообразии, о разнообразии предметов, разнообразии характеристик и т.д. При этом заметим, что речь может идти как о природных объектах, так и об искусственно созданных людьми. Объектах реальных, натуральных, искусственных или, даже, воображаемых. Более того, каждый отдельный объект также характеризуется многообразием свойств, а каждое свойство – разнообразием своих величин и характеристик.

РАЗНООБРАЗИЕ – ВСЕОБЩЕЕ СВОЙСТВО ВСЕГО МИРА И КАЖДОГО ОТДЕЛЬНОГО ОБЪЕКТА.

Будете ли вы рассматривать крохотную точку, напечатанную на бумаге, её форму и размеры, или микрочастицу в глубинах галактических излучений или всю Вселенную - везде вы увидете разнообразие и многообразие. И всё это может быть объектом нашего наблюдения и изучения; и всё это будет являться источником информации о этих объектах.

Указанные в предисловии определения информации являются отражением разнообразия и многообразия нашего мира. Отсюда вытекает, что информация есть описание разнообразия и многообразия. Отличие же конкретной информации от всеобщего разнообразия и многообразия заключается только в том, что:

ИНФОРМАЦИЯ – ЭТО ЧАСТЬ ВСЕОБЩЕГО РАЗНООБРАЗИЯ, А ОПИСАНИЕ РАЗНООБРАЗИЯ - ЭТО МАТЕРИАЛЬНЫЙ СПОСОБ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ.

Проиллюстрируем сказанное примерами.

Любой физически предмет или, что то же самое, материальный объект, обладает набором свойств. Это форма и размеры физического тела этого объекта, масса, плотность, энергия этого тела, теплопроводность, электропроводность, возможно электрический заряд и/или магнитное поле и т.д. Для того чтобы представить информацию о рассматриваемом объекте, мы должны сделать несколько выборов или селекций. Мы должны выбрать один конкретный объект среди других объектов. Далее, выбрать одно или несколько его свойств среди существующих или возможных у него; далее выбрать значения выбранного свойства. Это последнее можно сделать разными способами – измерением, наблюдением, устным или письменным описанием, возможно фотографированием или еще каким-то методом. Здесь важно то, что мы делаем конкретное описание выбранного свойства, которое и является информацией.

Скажем, передо мной на столе лежит книга. Прежде всего я выбираю её как интересующий меня объект среди других предметов, находящихся на столе. Информацией о книге могут быть: её размеры, вес, цвет обложки, заглавие книги, автор книги, издательство, наконец само содержание книги. И я выбираю конкретно какое свойство интересует меня или, возможно, несколько свойств этой книги. Информация о размерах определяется или измерением масштабной линейкой, или, скажем, «на глазок». В обеих случаях полученное значение это конкретный выбор из разнообразия возможных значений. Конкретное имя автора – это выбор из возможного ряда авторов. То же касается и всех других информаций. Например, в тексте написано: «..Дерево стояло на краю обрыва…» Это тоже выбор: дерево, а не дом; стояло, а не лежало; на краю обрыва, а не в открытом поле. Конечно, когда мы считываем информацию, никто сознательно не считает и не делает выбора. Этот выбор происходит автоматически за счет того, что мы берём определённое, интересующее нас значение, которое и есть выбор среди других возможностей. В математической теории информации, также оперирующей статистическим выбором, – это называется снятием неопределённости. Что иными словами означает – внесение определённости.

СУЩНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ – ЭТО ВЫБОР ИЗ МНОГООБРАЗИЯ ЕГО КОНКРЕТНОЙ ЧАСТИ.

Вообще-то разнообразие и многообразие мира бесконечно. Даже отдельно взятый предмет имеет разнообразие стремящееся к бесконечности. Скажем, вещественный предмет имеет множество физических свойств, каждое из которых может иметь большое множество значение. У взятого на рассмотрение предмета есть физическая и химические структуры. Молекулярные связи обеспечены атомными. Всё это и разнообразие, и информация. Далее идёт строение атома в веществе данного предмета, затем микрочастицы различного рода и, следовательно, опять разнообразие. Выбрав любое из встретившихся разнообразий, мы получаем информацию. Информация – это некоторая порция разнообразия, большая или маленькая, от общего многообразия.

Более коротко это можно выразить так:

ИНФОРМАЦИЯ – ЭТО ОПРЕДЕЛЁННОЕ РАЗНООБРАЗИЕ.

Определение информации вытекает из вышесказанного, но прилагательное "определённое" требуется подчеркнуть особо.

Прежде всего это то, что уже указано, не какое-то разнообразие и, тем более не неопределённое, а вполне конкретное – определённое. С этой позиции, информации подошли бы и такие определения как: информация – это выбранное разнообразие; или, информация – это отселектированное разнообразие; или, информация – это отображенное разнообразие.

Важно помнить, что информация, будучи выбранной из общего многообразия, сама является некоторым разнообразием. При этом не следует путать с точностью описания информации или с точностью её измерения. Информация, по идее, может быть любой – точной, неточной, приблизительной, неясно выраженной, лишённой смысла или абстрактной. Но она должна быть определённой частью (порцией) от всеобщего многообразия.

Информация как математическое множество

Воспользуемся формулировкой принадлежащей Бертрану Расселу: «Множество есть совокупность различных элементов, мыслимая как единое целое». Именно таким представляется определённое разнообразие, названное нами информацией.

В теории множеств любой объект может считаться множеством. Математическое множество может быть замкнутым и незамкнутым, полным и пустым, упорядоченным и неупорядоченным, счётным и несчётным, конечным и бесконечным. В принципе, любое из указанных множеств представляет разнообразие и поэтому может рассматриваться как информация.

Георг Кантор определил множество как «единое имя для совокупности всех объектов, обладающих данным свойством». Эти объекты он назвал элементами множества. Слегка изменив это определение, назвав элементы множества свойствами, а всё множество объектом, можно сказать: «Информация - единое имя для одного или группы свойств, принадлежащих рассматриваемому объекту».

Множество свойств, принадлежащих A(x), обозначим { x | A (x)} Суть информации заключена в том, что элементы множества (х1, х2, х3, х4…. хn) различны. хn-1 ≠ хn . Информация - это всегда отличие, это разнообразие. И, напротив, если между элеменами множества различия нет, то нет и информации о них.

Итак, некоторое множество Y = { x | A (x)} содержит информацию A(x) о свойствах объекта Y. Можно пойти дальше, указав, что и взятое отдельно какое-либо свойство хn тоже является объектом множества свойств z , { z | X (z)}. X = { z | Z (z)}. Тогда информация о свойствах множества X включено в другое более общее множества отдельного объекта – Y.

При передаче информации должно соблюдаться взаимно-однозначного соответствия математических множеств, передавемых информаций. Каждому элементу одного множества, представляющего информацию первоисточника, должен соответствать элемент другого множества, отображающего эту информацию на другом материальном носителе. Такая передача часто называется аналоговой передачей, так как вид передаваемого разнообразия аналогичен виду информации в первоисточнике. Это способ передачи в наибольшей мере свойственен неживой природной информации.

При неаналоговой передаче – нет взаимно-однозначного соответствия математических множеств, передавемых информаций. Но есть соответствие определённых элементов разных математических множеств. Соответствие разнообразий – необходимое условие правильной передачи информации.

Более подробное объяснения свойств информации с позиции теории множеств оставим специалистам в этой области.

*

Предлагаемое определение информации, основанное на разнообразии, представляется базовым, потому что он исходит из принципиальной сущности информации и потому что оно покрывает все остальные возможные частные определения.

Рассмотрим, например, информации символа «а». В нем содержится множество разных информаций, каждая из которых есть определенное разнообразие.

Вначале взглянем на этот символ просто как материальный объект. Он может быть выполнен чернилами на белой бумаге или активированными пикселями на экране компьютера. Нам важно то, что он имеет свою специфическую конфигурацию, которая и есть информация, позволяющая идентифицировать этот символ. Эта идентификация происходит потому, что линия, вырисовывающая этот символ, имеет специфические изгибы, а множество точек, образующее эту конфигурацию, расположены именно так и не иначе. То есть это определенное разнообразие, делающее этот объект узнаваемым среди множества других символов и даже просто на белом поле бумаги. Во всем этом разнообразии и отличие заключена информация рассматриваемого символа. Отметим попутно, что эта информация объективна. Эта конфигурация её объективное свойство, независящее от мнения того, кто на неё смотрит.

Далее. Люди, знающие русский алфавит, скажут, что этот символ «а» есть первая буква алфавита. - информация, которая из всего многообразия букв выделяет именно это определённое разнообразие. Буква «а» может играть разную грамматическую роль. Она может означать гласный звук в слове, быть предлогом или частицей в предложении, или, даже, сокращением некого слова в тексте. Все последние значения обсуждаемого символа - необъективные информации, зависящие от сознания смотрящего на него человека. В то же время это есть выбор из многообразия, возможных значений этого символа.

Другой пример - компьютерный код. Какую информацию несёт этот электрический материальный носитель? Скажем, когда мы передаём информацию о яблоке, о его внешнем виде, или любую другую информацию о яблоке? Допустим мы рассматриваем этот код на экране осциллографа. Как бы мы не всматривались в этот код мы не увидим ни яблока, ни иной другой информации похожей на «яблочную». Говорят, что вся эта информация передаётся в закодированном виде. Да, это так. Но при этом должно соблюдаться соответствие между определённым разнообразием первоисточника и разнообразием, передаваемым цифровым кодом. В этом и заключена возможность передачи любой конкретной информации.

***

Огл.  НЕМАТЕРИАЛЬНОСТЬ МАТЕРИАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Как уже не раз было сказано, информация атрибут материальных объектов, поэтому информация по своей природе материальна. Здесь действует простая природная естественность: если есть материальный объект, то существует и его информация; если есть информация - значит существует и её материальный носитель. Материальный мир и его свойства дуальны: они и материальны и идейны. Содержание информации, её разнообразие, - бестелесно и нематериально. И, что самое главное, это содержание, это разнообразие, действует как самостоятельное явление. Оно может отделяться от своего первоисточника и распространяться в пространстве и времени. Оно управляет характером взаимодействия материальных объектов, воспринимается живыми организмами и управляет их поведением. Оно является материалом сознания – воспринимается, обрабатывается и создаёт новую информацию.

Философы-идеалисты полагали, что существует некая духовная субстанция, нематериальная и бестелесная, влияющая на события в мире. В материальном мире такой субстанции не нашлась. Но её «дух» оказался атрибутом материального мира - разнообразием. Поэтому идеи философов-идеалистов, начиная от Платона и до наших дней, в историческом плане оказались не совсем лишеными смысла. А наше сознание и мысли по-прежнему нематериальны и духовны, так как "изготовлены" из бестелесной информации.

 

СОЗНАНИЕ – ЭТО ПРОЦЕСС И РЕЗУЛЬТАТ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ СОВМЕСТНО С ПАМЯТЬЮ.

ПАМЯТЬ – сохранённая информация.

МЫСЛЬ – это информация, полученная в результате работы сознания.

СМЫСЛ (или бессмыслицу) ИНФОРМАЦИИ ПРИДАЁТ СОЗНАНИЕ.

ЯЗЫК – искусственная система материальных знаков для передачи информации.

ОЩУЩЕНИЯ – влияние информации на биохимические процессы организма.

ЧУВСТВА – разнородная смесь сознания и ощущений.

ЗНАНИЯ – это осознанная информация.

Мир, Вселенная, наполнены информацией в бесконечном количестве. Это информация от всех существующих материальных объектов, которая больше их общего числа, так как умножается детальной информацией внутренних частей и организацией объектов. Информация, создаваемая сознанием, просто по идее – бесконечна.

Бесконечность информации никак «не отягощает» материальный мир, так как информация нематериальна. Вместе с тем, информация делает мир познаваемым и управляемым – надо только найти интересующую нас информацию и материальный носитель, способный донести её до нас.

представлено для публикации 10.2011 г.

[1] Stanford Encyclopedia of Philosophy. http://plato.stanford.edu/entries/information-semantic/
[2] К. Колин «Философия информации и философские проблемы информатики»
http://www.aselibrary.ru/digital_resources/journal/irr/2010/number_1/number_1_5/number_1_51394/
[3] Джеймс Д. Уотсон «ДВОЙНАЯ СПИРАЛЬ», Издательство «МИР», Москва 1969 г.
[4] Борис Коллендер «Информация и Сознание».
http://www.computerra.ru/readitorial/394724/

©    Б. Коллендер

 

«18+» © 2001-2019 «Философия концептуального плюрализма». Все права защищены.
Администрация не ответственна за оценки и мнения сторонних авторов.

Рейтинг@Mail.ru