Эволюция представлений об информации

Докибернетическое понимание информации как передачи сообщений сохранялось на протяжение более двух тысячелетий - вплоть до середины XX в. Однако развивающееся научное познание уже в начале XX в. существенно углубило понятие информации, связав его с категорией отражения. Именно философское понимание категории отражения как всеобщего свойства материи (первичной по отношению к отражению) оказалось методологически плодотворным для проникновения в сущность информации.

Идея, что информацию можно рассматривать как нечто самостоятельное, возникла вместе с новой наукой - кибернетикой, доказавшей, что информация имеет непосредственное отношение к процессам управления и развития, обеспечивающим устойчивость и выживаемость любых систем. Сегодня информация уже мыслится как важнейшая субстанция, или среда, питающая исследователей, разработчиков, управляющие органы, которая ими же и создается и непрерывно обновляется (например, в виде всевозможных банков данных). Это была фундаментальная и, вместе с тем, неожиданная идея. Совсем не просто было понять, что в различных системах (технических, биологических и др.) циркулируют одинаковые потоки информации, что одна и та же информация может храниться в различных физических носителях и передаваться по каналам, чрезвычайно разным по своей природе. Встав в один ряд с таким) категориями, как материя и энергия, информация превратилась в необычайно широкое понятие и продолжала раскрываться все шире и глубже. В зависимости от области знания, в которой проводилось исследование, информация получила множество определений: информация - это обозначение содержания, полученного от внешнего мира в процессе приспособления к нему (Винер); информация - отрицание энтропии (Бриллюэн); информация - коммуникация и связь, в процессе которой устраняется неопределенность (Шеннон); информация - передача разнообразия (Эшби); информация - оригинальность, новизна; информация - мера сложности структур (Моль); информация - вероятность выбора (Яглом); и т.д. Каждое из этих определений раскрывает ту или иную грань (аспект) этого многозначного понятия.

Более широким (и значимым для философии) явилось понимание информации как отраженного разнообразия, введенное А.Д. Урсулом (1973). Разнообразие и отражение в процессе развития материи неразрывно связаны, взаимно друг друга определяют. Чем больше внутреннее разнообразие системы, тем более адекватно сражение ею внешнего мира. А чем больше возможностей отражения, тем система может быстрее совершенствоваться, увеличивая свое разнообразие.

Отечественные исследователи внесли существенный вклад в изучение методологических вопросов информационного подхода к явлениям развития. При этом принципы и методы кибернетических исследований, играя интегративную роль, способствовали дальнейшему развитию научного мировоззрения.

В связи с экстенсивным развитием кибернетики, затронувшей большинство областей современной науки, особенно усилилось внимание к феномену информации. Это не только одно из самых распространенных, но и наиболее дискуссионных понятий. Споры о сущности информации продолжаются до сих пор. Показательно в этом отношении, что в нашей философской науке более трех десятилетий сосуществуют два различных подхода, две противостоящие друг другу концепции информации - атрибутивная и функциональная.

"Атрибутисты" квалифицируют информацию как свойство всех материальных объектов, т.е. как атрибут материи (Б.В. Ахлибининский, Л.Б. Баженов, Б.В. Бирюков, К.Е. Морозов, И.Б. Новик, Л.А. Петрушенко, А.Д. Урсул и др.).

"Функционалисты", напротив, связывают информацию лишь с функционированием самоорганизующихся систем (В.В. Вержбицкий, Г.Г. Вдовиченко, И.И. Гришкин, Д.И. Дубровский, Н.И. Жуков, А.М. Коршунов, М.И. Сетров, Г.И. Царегородцев и др.). "По нашему мнению, - пишет Г.И.Царегородцев, - информация принадлежит лишь управляемым системам (живым и кибернетическим)". Дубровский Д.И., утверждая, что "атрибутивная концепция теоретически неправомерна", рассматривает самоорганизующиеся системы в отрыве от предшествовавшей эволюции, в нарушение принципа историзма. Он лишь констатирует, что самоорганизующиеся системы "возникают исторически в период становления жизни на Земле" [14]. Как они возникли, благодаря чему произошло становление жизни - этого функционалисты предпочитают не объяснять.

В то же время современный уровень научного познания все более позволяет связать прогрессивное развитие материи с процессами отражения и с накоплением структурной информации. Уже имеется множество доказательств того, что информация, как мера упорядоченности структур и их взаимодействия, является объективной характеристикой на всех стадиях организации материи. Как атрибут материи, информация участвовала в процессах ее самоорганизации, способствуя возникновению живого и, тем самым, становлению гомеостазиса и феномена управления.

Критикуя В.В. Вержбицкого, высказавшегося за отказ от жесткой связи информации с управлением (с возникновением жизни), Урсул А.Д. отмечает, что "хотя цель этого автора заключается в "спасении" функциональной концепции в результате ее существенной коррекции, тем не менее объективно происходит отказ от функциональной точки зрения". В работе [15] А. Д. Урсул вносит следующее утешение в ранее высказанную им концепцию об информации как о передаче (отражении) разнообразия: как -передающаяся- часть, сторона отражения.

Новый импульс функциональной концепции информации дала опубликованная в 1982 г. книга Н.Н. Моисеева "Человек, наука, общество" [16]. В противоборстве двух концепций функционалисты по существу стремятся вновь вернуться (при современном уровне научного познания) к ограниченному пониманию информации - лишь как передачи сигналов в управляющих системах, возникших с появлением жизни. Но в этом случае ставится под сомнение преемственность материальных образований в процессе развития материи от простого к сложному, от неживого к живому. Кроме того, возникает ряд трудных вопросов, на которые функционалисты не дают ответ. Так, Н.Н. Моисеев, утверждая, что понятия информации и обратной связи "совершенно излишни на уровне организации неживой материи" [16], фактически отвергает понятие структурной информации, не признает факты передачи элементарных сигналов в неживой природе. В противовес этому приведем следующие высказывания: "Хранилищем информации объектов неживой природы является их собственная упорядоченная структура" (Е.А. Седов), "Нейтрино несет информацию о глубинном строении материи, процессах в современных галактиках и звездах" (В. Ермолаев). Другие примеры: годичные кольца на срезе древесины содержат объективную информацию о жизни данного растения независимо от того, воспринял субъект эту информацию или нет; Л.А. Петрушенко писал, что "кроме энергии, заключенной в куске угля, там содержится и информация о событиях, происшедших в далекие времена". [3].

Правда, условием существования информации Л.А. Петрушенко считает наличие ее источника, канала связи и получателя информации. Однако это относится лишь к оперативной информации. В самой структуре объектов тоже содержится информация - структурная. Она тогда превращается в оперативную, когда появляются получатель информации и канал связи. Другими словами, информация в неорганической природе существует объективно, но как бы в потенциальной форме. С появлением живого, т.е. получателя информации, начинается использование информации в целях познания и управления:

Представлению о структурной информации помогают и слова К. Маркса о том, что промышленность есть открытая книга человеческих сущностных сил. Искусственная природа, созданная человеком и являющаяся сама своеобразным каналом связи между ним и "естественной природой", может рассматриваться как гигантский аккумулятор структурной информации. Такая информация существенно отличается от той, которая передается между системами и, по сравнению с ней, представляет собой относительно устойчивое явление.

Отрицательная энтропия (негэнтропия), по Бриллюэну, это и есть информация; при этом структуру он рассматривает как связанную, внутреннюю информацию.

Благодаря разности энергетических и структурных уровней между объектами неживой природы происходили не только деструктивные взаимодействия, т.е. с возрастанием энтропии, но и прогрессивные, например образование новых минералов, появление органических веществ. Можно ли объяснять эти негэнтропийные процессы лишь теми принципами отбора, которые приводит Н. Н. Моисеев (закон сохранения энергии и, тем более, второе начало термодинамики)? Нет. Естествознание второй половины XX в. и новая его ветвь - синергетика доказали наличие негэнтропийных процессов и в неживой природе (см. работы А. Дюкрока, Я.П. Терлецкого. А. Жабина, М.Н. Матвеева, Г. Хакена, И. Пригожина и др.).

Накопление структурной информации в ходе эволюции постепенно повышало уровень организации объектов неживой природы. Далее, на этой основе, под влиянием цикличных воздействий пространственно-временного континуума мира (т.е. информации в виде изменяющихся во времени тепла, света и т.д.) стали возникать функциональные системы живой природы. Таким образом, так как отражение, присущее всей материи (по В.И. Ленину), и информация как "передающаяся" часть отражения (по А.Д. Урсулу) имеют решающее значение в возникновении живого, то информация объективно существует в неживой природе. Как и отражение, информация является атрибутом всей материи.

С появлением жизни связано лишь начало циркуляции информации по замкнутым контурам с обратной связью, т.е. по контурам познания, управления. Иначе говоря, с появлением жизни возникло целенаправленное использование информации для сохранения целостности в условиях воздействия окружающей среды, что обусловило последующее прогрессивное развитие материи.

Что касается Н.Н. Моисеева, то он рассуждает с точки зрения математика-программиста, занятого моделированием различных процессов. Но с более широкой, философской точки зрения - развития в соответствии с диалектическими законами и принципами историзма - отрицательная обратная связь в живых системах возникла не просто так. Ее предпосылкой в неживой природе явился принцип отрицательного обратного действия. И авторы пятитомника "Материалистическая диалектика" в этом случае справедливо отмечают универсальность этого принципа. Они пишут: "Современная наука сформулировала законы для всех основных форм движения, которые [т. е. эти законы] являются частными формами осуществления этого принципа... В живых организмах принцип отрицательного обратного действия реализуется в информационных процессах управления. Для таких процессов он получил название принципа отрицательной обратной связи" [15].

Поскольку в своей книге Н. Н. Моисеев [16] в довольно категоричной форме высказывается за утверждение функциональной концепции информации в философской науке, остановимся на логических противоречиях этой книги, имеющих прямое отношение к обсуждаемой проблеме.

1. В книге утверждается, что "объединение понятий информации и энтропии является следствием определенного недоразумения" (с. 84) и что принцип энтропии правомерно относить только к неживой природе. И в то же время автор пишет, что принцип неубывания энтропии имеет большое философское значение и отражает диалектическое единство противоположных тенденций - сохранения и разрушения организации материальных систем - и что этот принцип "прослеживается на всех уровнях организации материи, а не только в неживой природе" (с. 62). На с. 37 отмечено также, что Л. Берталанфи "был первым, кто вполне четко заявил, что все законы физико-химических процессов неживой природы сохраняют свою силу и для живой материи. В их числе, конечно, и второй закон термодинамики".

2. По отношению к живому Н. Н. Моисеев сам применяет понятие энтропии: "... в некоторых биологических системах наблюдается уменьшение энтропии... Только при поступлении энергии извне и возникают те антиэнтропийные эффекты, которые мы и наблюдаем в действительности" (с. 38). (К "энергии" мы бы добавили здесь и "информацию".)

Отметим здесь следующее. Во-первых, не в некоторых, а в подавляющем большинстве биологических систем (а на этапах нормального роста - во всех) уменьшается энтропия, возрастает уровень организации (рис. 39). Во-вторых, уменьшение энтропии происходит в результате информационно-управленческого процесса в биологической системе - за счет обмена с внешней средой веществом, энергией и информацией (А. Быховский, 1976; И. А. Аршавский, 1982).

Рис. 39. Изменение энтропии в жизненном цикле человека

Связь энтропии и информации была (в неявной форме) отмечена Л. Сциллардом в 1929 г. Он указал, что энтропия, теряемая газом благодаря разделению частиц с высоким и низким уровнем энтропии, равна информации, получаемой "демоном Максвелла" и передающейся наблюдателю "эксперимента".

Позже К. Шенноном было замечено совпадение математического выражения количества информации с формулой Л. Больцмана и дано определение информации, основанное на энтропии сообщений. Теория информации получила начало с работ К. Шеннона (1948), в которых под информацией понималось сообщение, уменьшающее неопределенность (энтропию) у получателя сообщений [201.

Отмечая формальное тождество количества информации количеству термодинамической негэнтропии (т.е. отрицательной энтропии), Н. Винер в 1948 г. констатировал, что "количество информации, будучи отрицательным логарифмом величины, которую можно рассматривать как вероятность, по существу есть некоторая отрицательная энтропия". Такие математические аналогии, как отмечал акад. А.Н. Колмогоров (1957), следует всегда подчеркивать, так как сосредоточение на них внимания содействует прогрессу науки.

В повседневной жизни мы неоднократно убеждаемся в глубоком значении и правоте высказываний основоположника кибернетики - Н. Винера о том, что процессы, ведущие к потере информации, весьма сходны с процессами, ведущими к увеличению энтропии. Эти два понятия нужно рассматривать в единстве, как считали Дж. фон Нейман и Р.А. Фишер. Понятия информации и энтропии стали сегодня основополагающими для теории развития. Следовательно, нет оснований относить принцип энтропии только к неживой природе.

3. Пытаясь объяснить историю объединения понятий информации и энтропии, Н. Н. Моисеев пишет, что специалистов в области связи "интересовала проблема не качества, а количества передачи информации, которое действительно описывается выражением типа энтропии" (с. 84).

Но ведь "качество информации" с еще большим успехом можно характеризовать энтропией. Примеры: неупорядоченный массив всевозможной информации без ее классификации; книги в библиотеке, сваленные в беспорядке в одну кучу; "захламление" банков данных информационным "мусором". Можно привести множество примеров энтропии (хаоса, беспорядка) и в социальной сфере, и в народном хозяйстве, которые удается ликвидировать (или уменьшать) именно внесением новой информации (порядка, организации).

4. Говоря, что понятие информации имеет смысл только в сочетании с понятиями "цель", "принятие решения" и "управление", Н.Н. Моисеев приводит в подтверждение общеизвестное положение о том, что одна н та же информация может иметь совершенно различное значение для разных субъектов, каждый из которых преследует свою собственную цель. Например, информация о том, что на улице -40°С, имеет неодинаковое значение для земледельца, туриста, собирающегося в поход, и аспиранта, работающего в библиотеке.

Здесь опять-таки речь идет лишь об оперативной информации, об использовании информации для управления, о различной ценности информации для субъектов, имеющих разные цели. Данный пример никак не доказывает, что эта информация (низкая температура) при отсутствии субъектов (земледельца, туриста и аспиранта) исчезает. Нет, она объективно существует вне и независимо от них. Она определенным образом действует на окружающие тела, отражается в их структуре, обусловливая движение. При появлении субъектов эта информация воздействует на их рецептуры, вызывая соответствующую реакцию и побуждая к принятию решений в зависимости от стоящих перед ними целей. Информация при этом вовлекается в контур управления, становясь фактором поведения.

5. И, наконец, бесследно ли исчезает информация, имеющая место при обсуждениях, дискуссиях, в результате которых рождается новая идея. формула или новое изделие? Нет, она не исчезает. Здесь оперативная информация превращается в структурную, т.e. объективируется, становясь объектом неживой природы. А чем отличается вновь созданный объект, например замок, от исходного материала (скажем, железной руды)? Только тем, что структурная информация неживой природы в результате целенаправленной человеческой деятельности детерминировалась, приобретя новую функцию.

Итак, доводы функционалистов свидетельствуют о том, что на данном этапе познания нет никаких оснований безоговорочно принимать функциональную концепцию. Это означало бы возврат назад, к докибернетическому пониманию информации. К тому же недостаточно исследованы доводы и возможности противоположной, атрибутивной концепции, которую собираются элиминировать. подвергнуть отрицанию. Где доказательства того, что она себя уже исчерпала?

Учитывая вышесказанное и в интересах более полного выявления возможностей атрибутивной концепции, мы в данной работе при исследовании поставленных проблем придерживаемся атрибутивной концепции информации (см. также [19]) и считаем это методологически целесообразным и оправданным. А наша дискуссия ни в коей мере не умаляет ценности этой интересной и весьма содержательной публикации Н. Н. Моисеева, так как проведена лишь с целью выявить истину и, в какой-то мере, разрешить спор между функционалистами и атрибутистами.

Понятие информации настолько всеобъемлюще, что ряд авторов вводит его в свои определения понятия жизни. Так, А. А. Ляпунов утверждает: "Жизнь - это высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул" [17].

"Жизнь, - считает Н.С. Кардашев, - возникает благодаря возможности синтеза особого вида молекул, способных запоминать и использовать вначале самую простую информацию об окружающей среде и собственной структуре, которую они используют для самосохранения, для восприятия и, что для нас особенно важно, получения еще большего количества информации" [18].

Как видим, наиболее общее содержание эволюции проявляется в целенаправленном накоплении информации и увеличении ее использования. И живые организмы, и социальные институты стремятся получить и использовать максимум информации об окружающем и о самом себе.

Ранее, в разд. 2, было показано, как в промышленно развитых странах интенсивно расширялась сеть общедоступных банков данных. В настоящее время огромные инвестиции вкладываются в создание глобальной сета банков данных. Информация превращается в неистощимый стратегический ресурс человечества, постоянно возрастающий по объему и доступности. Это объективно привело к тому, что на рубеже третьего тысячелетия необычайно возросло могущество коллективного, общепланетарного Разума.

Что касается философского статуса информации, то в отечественной литературе информация до сих пор считается лишь общенаучным понятием, хотя ряд авторов уже высказались за признание информации философской категорией. Вопрос этот дискуссионный, поэтому уместно высказать и нашу точку зрения.

К философским категориям относятся, как утверждал П.В. Копнин, те понятия, которые способствуют решению проблем, составляющих предмет философии. Из изложенного нами материала видно, что в решении проблем развития именно информации принадлежит определяющее значение. Все философские категории - гносеологические (в широком смысле). Информация - узловой пункт познания и, как философская категория, позволяет выявить не только всеобщее, но и частное - конкретные, многогранные связи с действительностью, как отражение этой действительность. Поэтому информация, как философская категория, является ступенькой развития не только познания, но и общественной практики людей, их отношений между собой и природой.

Один из наиболее общих критериев статуса философских категорий - успешное использование в философии (на том или ином этапе ее развития) вновь вводимых понятий, их содействие приращению философского знания в целом. Информация, удовлетворяя всем требованиям философской категории, не только отражает всеобщие формы бытия, их связи и взаимообусловленность, но и является фактором развития от низшего к высшему в природе, обществе и в познании. Материал данного учебника свидетельствуют о всеобщности информации как философской категории. Непризнание информации философской категорией можно объяснить лишь данью догматическим тенденциям, которые уже преодолеваются сегодняшним развитием естествознания.

Атрибутивная концепция информации, все разнообразие объектов и процессов как двух разновидностей информации также позволяют обосновать информацию как философскую категорию. Остановимся на этом подобнее.

Как следует из содержания первых глав, мы разделяем информацию на:

1. структурную (или связанную), присущую объектам неживой и живой природы естественного и искусственного происхождения. Последние (орудия труда, предметы быта, произведения искусства, научные теории и т.д.) возникают путем объективировання ("оседания", "опредмечивания") циркулирующей информации, т.е. благодаря и в результате целенаправленных управленческих процессов;
2. оперативную (или рабочую), циркулирующую между объектами материального мира, используемую в процессах управления в живой природе, в человеческом обществе. Преемственность этих двух форм информации очевидна. Генетически структурная информация неживой природы .явилась необходимой предпосылкой возникновения оперативной информации и функциональных систем живой природы. Объекты потому могут порождать процессы, что в объектах содержится информация, которая при определенных условиях может реализоваться в "передающуюся часть" отражения. Субъект извлекает из объектов неживой природы информацию, включает ее в контур познания и (или) управления. При этом выявляется содержание информации, она приобретает ценность, т.е. раскрываются семантический и прагматический аспекты информации.

Таким образом, две разновидности (или два класса) информации тесно связаны взаимными переходами и обусловленностью. При этом сигналы могут быть даны одной и приняты другой системой благодаря структурной неоднородности самих систем и среды, через которую они передаются. На этой основе акад. В. М. Глушков сформулировал следующее определение: "Информация в самом общем ее понимании представляет собой меру неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени, меру изменений, которыми сопровождаются все протекающие в мире процессы" [21].

Активная роль информации в возникновении и развитии новых форм движения и информационных структур, а также единство и взаимосвязь структурной и оперативной информаций особенно четко проявились в двух переломных скачках развития материи - от неживой природы к жизни и от высших животных к человеку, к человеческому обществу: отражение пространственно-временного континуума мира (т. е. структуры неживой природы) способствовало появлению опережающего отражения и элементарных форм психического отражения - раздражимости (irritabilitas), превращению ее в чувствительность (sensibilitas), в способность ощущений. Эта оперативная информация с помощью механизма обратной связи и естественного отбора "кристаллизовала" и развивала биологические структуры.

Эволюция живой природы и становление наиболее высокоорганизованной биологической (и социальной) структуры - человека с его качественно новым уровнем отражения - сознанием, в свою очередь, способствовали резкому повышению интенсивности оперативной информации и взаимообщению людей в процессе их трудовой деятельности. Появилось множество новых взаимосвязей, взаимодействий, что в конечном итоге привело к образованию новой метаструктуры - человеческого общества. Последнее обусловило резкое возрастание социальной, научно-технической, технологической, статистической и прочей оперативной информации, используемой в целенаправленной деятельности людей по созданию множества новых искусственных структур (орудий труда, машин, предметов быта, наук, произведений искусства и т.п.), т.е. ноосферы.