20 Dec 10:48 avatar

Фундаментальные аспекты информационного взаимодействия. Часть №3

Автор: Кривошеин Н.В., Нехаев С.А. | Источник: webplan.ru

Продолжение статьи. Начало здесь.
12. Законы относительной ценности информации.
Одна и та же информация может быть полезной и бесполезной в зависимости от того, в какой системе и для какой цели используется. Благодаря правильному использованию информации в целевых системах могут осуществляться процессы маловероятные или невероятные. При этом происходит выигрыш (по сравнению со случайно протекающими процессами), пропорциональный правильности использованной информации.

Информация, являясь в своей всеобщности скорее общенаучной категорией, нежели прикладным термином, привлекает для «обслуживания» практической сферы ряд семантически близких понятий: факт, знания, сведения, данные, информационные ресурсы и др. Наряду с этим, неопределенность понятия информации в какой-то мере «нивелируется» набором описывающих и оценивающих ее параметров (свойств). Актуальность такого подхода подчеркивает само развитие информационных технологий, активно использующих как оценочные параметры, так и вышеназванные однородные понятия. В табл. 1 приводится практическая характеристика основных параметров оперативной информации, отражающая, прежде всего, точку зрения ее потребителей.

Табл.1 — Параметры оперативной информации


1.3. Информационная система

Основным методологическим направлением изучения организованных объектов является системный подход и его расширяющееся приложение — системный анализ.

Система (от греч. Systema — соединение, составление из частей) — есть совокупность элементов (материальных или идеальных), определенным образом связанных между собой и образующих некоторую целостность. Вообще говоря, в качестве системы можно рассматривать любой объект действительности, лишь бы он представлял собой относительно целостное множество элементов, например, биологические системы (организм, вид), объекты психологии, социологии, семиотики, экономики, различные системы знания, а также технические системы. Большинство объектов, относимых современной наукой к системам, сами являются предметами познания. Делая упор на их системном характере, мы имеем в виду, прежде всего изучение тех сторон и качеств этих объектов, благодаря которым они оказываются упорядоченными, организованными. Это позволяет констатировать следующие основные системные признаки:
целостность, выражающаяся в принципиальной несводимости свойств системы к сумме свойств составляющих её элементов;
структурность, подразумевающая возможность описания системы через установление ее структуры, т.е. сети связей и отношений системы;
взаимозависимость системы и среды, в результате которой формируются и проявляются системные свойства;
иерархичность, при которой каждый элемент системы в свою очередь может быть рассмотрен как система (или, точнее, подсистема);
множественность описания системы, которая обоснована её сложностью, требующей для адекватного познания построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определенный аспект системы.

В разделе 1.1 мы говорили о том, что любая система уже по своей сути является информационным образованием, т.к. взаимосвязи её элементов осуществляется посредством перетоков информации. Именно информация, являясь объективной характеристикой всех материальных объектов, обеспечивает взаимодействия, доминирует на всех уровнях организации материи, лежит в основе процессов саморегулирования и управления в живой природе и человеческом обществе. Далее, употребляя термин «система», мы всегда будем иметь в виду её информационную основу.

Формально структуру системы можно представить в виде упорядоченной пары S=, где N есть множество элементов системы, а R — множество отношений между этими элементами. Как же осуществляется отношения (информационные взаимодействия) в рамках системы? Впервые простейшая структура информационного взаимодействия рассмотрена К. Шенноном (см. раздел 1.2.) и представлена как передача информации от некоторого передатчика \(источника) к приемнику (адресату):



Автор рассматривает источник как стохастический объект, который в каждый момент с некоторой вероятностью находится в том или ином состоянии, которое и есть сигнал, поступающий к адресату. Можно эту ситуацию интерпретировать так, что источник есть природный или технический объект, случайно меняющий свои состоянии, которые наблюдает адресат и фиксирует в собственных внутренних состояниях. Однако возможно и другая интерпретация, при которой источник рассматривается как активный субъект, стремящийся передать приемнику некую информацию. Для теории К. Шеннона не существенно, является ли приемник активным субъектом, использующим эту информацию, или пассивным, управляемым с помощью информационного взаимодействия на него со стороны активного источника.

Сегодня накоплен огромный опыт изучения и создания сложных систем преобразования информации. Но не смотря на то, что осмысление этого опыта приводит и будет приходить к новым концепциям информационного взаимодействия, классическая модель К. Шеннона останется актуальной ещё очень долгое время. Так, например, С.Я. Янковский использует её в своем подходе к Общей теории информации, когда показывает три основных фактора, необходимых для осуществления информационного взаимодействия. Это наличие кодов (форм вещества или энергии, с помощью которых переносится информация), наличие аппарата интерпретации этих кодов у принимающего объекта (по К. Шеннону: декодирующее устройство) и обязательная целесообразность информации.

Однако спектр информационных взаимодействий в системах необычайно широк. Уже Н. Винер (1953 г.) рассматривает более сложную схему, в которой информация действует не сама по себе, но как особый «агент», используемый в ситуациях управления, где решающей является способность управляющей системы А нужным образом повлиять на поведение управляемой системы В. С одной стороны передается информация от А к В о том, как должны меняться состояния В (прямая связь). С другой стороны передается информация от В к А о том, на сколько изменения состояний В соответствуют должным или иначе, как они отклоняются от должных (обратная связь). В графическом виде это можно представить следующим образом:


Естественным развитием такого представления об обратной связи оказалось создание самонастраивающихся и самообучаемых систем (частные случаи саморегулирующихся систем), где управляющая информация вырабатывается системой А в процессе извлечения все новой информации о реакциях В на те или иные управляющие сигналы. Примером саморегулирующихся систем может служить любой живой организм или любая сложная техническая система с ярко выраженными обратными связями, например, Интернет. Подобные системы изучает синергетика (от греч. Sinergia — содействие, сотрудничество).

Под этим названием, предложенным Г.Хакеном, объединяются различные направления в различных науках — физике, биологии, химии, математике. Синергетика акцентирует внимание на согласованности взаимодействия элементов при образовании системы как единого целого. Самоорганизация при этом порождается самой системой в результате потери устойчивости некоего состояния — как некоторый, обобщенно понимаемый фазовый переход. Очень важно, что данный процесс происходит без какой-либо «направляющей руки», или, говоря философским языком, трансцендентального субъекта-управителя. Если в традиционном подходе описание качеств системы опирается на принцип локализации, то синергетика существенно не локальна. Если в традиционным подходе описание системы строго детерминировано, то в синергетическом и детерминизм, и случайность в некотором смысле уравниваются в своих правах. Синергетика создает новые гипотезы, абстракции и новые методы исследования сложноорганизованных систем, используя при этом методы математической физики, так называемые «формальные технологии». Далее мы ещё вернемся к этой теме, когда будем использовать синергетический подход для описания неструктурированного состояния Интернета (см. главу 2).

Исследуемые современной наукой информационные системы можно разделить на классы, исходя из природы участвующих в них элементов. Р.Ф.Абдеев соответственно трем основным видам оперативной информации — элементарной, биологической и социальной (см. предыдущий раздел) — различает три крупных класса систем:
  • естественно возникшие информационные структуры неорганической природы;
  • естественно возникшие информационные структуры органической природы;

  • искусственные информационные структуры, созданные целенаправленной деятельностью человека (так называемая вторая природа, или ноосфера).
Очень близкую классификацию предлагают Н.А.Кузнецов, Н.Л.Мусхелишвили, Ю.А. Шрейдер, которые, однако, исключают из неё системы неживой природы и вводят понятие смешанных систем. Последнее имеет принципиальное значение и, поэтому, мы считаем, что наиболее верной будет интегрированная композиция из четырех классов, где информационные взаимодействия элементов осуществляются по следующим типам:
  • искусственный — искусственный;
  • живой — искусственный;
  • живой — живой;
  • неживой — неживой (имеется в виду естественный неорганический объект, в отличии от искусственного).
К первому классу относятся информационные взаимодействия в технических системах от простейших регуляторов до глобальной компьютерной сети. Ко второму (смешанному) классу — информационные взаимодействия типа «человек — машина», «исследователь — неживой объект исследований» и т.д. К третьему относятся взаимодействия, действующие в пределах от молекулярно-генетического уровня до уровня социальных сообществ. Четвертый класс взаимодействий характеризует информационные потоки в системах неорганической природы, например, геологических телах.

При таком многообразии взаимодействующих объектов, — пишут Н.А.Кузнецов, Н.Л.Мусхелишвили и Ю.А.Шрейдер, — задача описания законов информационного взаимодействия необычайно сложна. Более того, в одной и той же системе можно обнаружить сложную иерархию уровней информационного взаимодействия. Сегодня можно даже в технических системах найти весьма изощренные схемы информационного взаимодействия, гораздо более сложные, чем классическая схема управления по Винеру с петлей обратной связи". В качестве примера такой иерархической схемы авторы приводят протокольные уровни в международных стандартах Интернета (физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый и др.). Подобно выделенным протокольным уровням Интернета можно выделить уровни в системах, состоящих из элементов различной природы. Так, для первых трех типов упомянутой выше классификации (здесь и далее системы неорганической природы не рассматриваются, т.к. выходят за рамки нашего изучения) имеет смысл выделение следующих уровней представления и обработки информации:
  • физического;
  • сигнального;
  • лингвистического;
  • семантического;
  • коллективного поведения;
  • воспроизводства и эволюции.
Эти уровни в некоторых случаях частично перекрываются, а их соответствующие закономерности выявляются в рамках тех научных дисциплин, которые изучают информационное взаимодействие на данном уровне. Так энтропийный подход описывает информацию на сигнальном уровне, алгоритмический и алгебраический — на лингвистическом, логический — на семантическом. Для следующих уровней сегодня можно сформулировать только некоторые принципы-условия, при выполнении которых информационное взаимодействие будет происходить успешно.

1.4. Информационное пространство

Определив систему, мы как бы проводим условную замкнутую границу, за которой остаются не вошедшие в неё элементы. Совокупность этих элементов, которые оказываю влияние на систему или, наоборот, на которые она воздействует, называют внешней средой. Например, для такой биологической системы как человек, средой является весь окружающий Мир, а в более узком смысле — природные условия, в которых протекает его деятельность. Граница между системой и её внешней средой очень условна, т.к. они всегда связаны множеством взаимообусловленных отношений, точнее, как мы уже определили, информационных взаимодействий. Формального способа определения границ системы не существует, тем более, что любая система может являться элементом другой, более высокого уровня.

Внешняя среда, как общее философское понятие, по существу сама является метасистемой и реализуется в пространстве и времени. В один ряд с этими категориями, подчеркивая фундаментальное значение взаимодействий как таковых, мы имеем все основания поставить и феномен информации. Поэтому пространство является не просто формой бытия материи, а информационной формой бытия, равно как и время, выражая последовательную смену состояний и длительность информационных процессов, есть характеристика (или критерий) информации. Таким образом категории среда и пространство пересекаются на информационном уровне (временные отношения в контексте нашей задачи пока не рассматриваются) и создают серьезную неопределенность в описании природы информационных взаимодействий.

В классическом подходе пространство выражается в протяженности, структурности, дифференцированности, сосуществовании и взаимодействии её элементов. В тех же понятиях можно описать любую более или менее сложную систему (следовательно и среду) и таким образом объявить эти термины семантически тождественными. Вполне правомерно, в связи с этим, возникают три взаимосвязанных вопроса:
  • В чем заключается принципиальное различие между средой и пространством, что, так сказать, «первичнее» и шире в определении?
  • Какая из этих сущностей является носителем организованных (или организующихся) структур?
  • Какое определение более корректно с практической точки зрения: информационная среда или информационное пространство?
По нашему мнению, среда и пространство, хотя и взаимообусловленные, но все же различные понятия.

Как мы уже отмечали, внешняя среда системы всегда реализуется в пространстве другой, более высокого уровня системы. Здесь можно провести прямую аналогию с теорией поля, согласно которой современная физика определяет пространство как такое, в котором находятся энергетические поля (электромагнитные, гравитационные, поля сильных и слабых взаимодействий элементарных частиц). Пустое само по себе пространство обладает единственным свойством содержать в себе поля и, если предположить существование информационных полей (эта гипотеза имеет место в науке и активно разрабатывается), становится вполне очевидным «первичность» пространства.

Другая модель предполагает совершенно противоположное. Рассматривая какую-либо частную систему как подсистему структуры более высокого уровня, можно в связи с безграничностью пространства продолжить этот иерархический процесс до бесконечности, по крайней мере до того уровня, куда распространяется физическое влияние или умозрительное влечение человека. Весьма наглядно это можно представить на следующей схеме:



На этой схеме видно, что если теперь производить обратное действие — анализ системы, срезая её структурные пласты до бесконечно малой величины, то на каждом уровне будет вновь и вновь оказываться другое пространство (или подпространство) другой системы. Теоретически эту процедуру можно осуществлять до того момента, когда в центре нашей модели окажется неделимая элементарная частица, которая уже не может рассматриваться как система. Окружающая среда вокруг неё, тем не менее, существовать будет,. что означает безусловно более широкое определение среды по сравнению с пространством.

Этот парадокс, назовем его дихотомией смысла пространства, имеет чисто философское значение и носит во многом схоластический характер. В практическом же измерении, что совершенно очевидно демонстрирует рассмотренная модель, понятие среды шире понятия пространства системы и не зависит от её размеров. Это означает, что носителем систем является пространство и, соответственно, термин информационное пространство является более корректным.

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.