Страницы: -
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -
11 -
12 -
13 -
14 -
15 -
16 -
17 -
18 -
19 -
20 -
21 -
22 -
23 -
информации.
Диалектика изучает взаимные связи, взаимообуслов-ленности и процессы
развития. Однако, она не дала ещ„ ис-черпывающего ответа на вопросы об
их информационной сущности. Прогрессивное развитие в самом общем виде
озна-чает повышение ОНГ системы. На основе этого и по законам термодина-
мики можно сделать вывод, что прогресс не может протекать во всех облас-
тях универсума, а только локально. В окружающем эти места мире (среде)
ОНГ должна соот-ветствено или в ещ„ большей степени уменьшаться. Для
оп-ределения путей и локальных мест развития (повышения ОНГ) недостаточ-
но выяснить наличие противоречий и де-структивных процессов. Для этого
требуется ещ„ определение каких-то общих увеличений упорядоченности,
возникновение новой структуры, т.е. обработка и хранение полученной
ин-формации. Те системы, которые получат повышенное коли-чество информа-
ции из окружающей среды, будут более кон-курентоспособными по сравнению
с другими системами. Поз-нание, как указал уже И.Кант, является далеко
не просто отражением всего существующего, но на него влияет и
дея-тельность конструктивного мышления. Это отражает диа-лектическое со-
единение взаимовлияния субъекта и объекта, передачи информации по кон-
цепции целостности у пред-ставителей немецкой классической философии
(И.Фихте, Ф.Шеллинг, Г.Гегель).
Классическая диалектика не раскрыла количественную сторону своих по-
нятий: связь, взаимообусловленность, раз-витие, борьба противоположнос-
тей и др. Этим занимается но-вая научная дисциплина - инфодиалектика.
Инфодиалектика исследует информационную природу всех категорий клас-
сической диалектики и возможностей применения диалектических принципов
для объяснения и применения информационных процессов, в том числе из-ме-
нений ОЭ и ОНГ.
При совмещении методов диалектики и теории инфор-мации они взаимно
обогащают друг друга и проблемы найдут более количественную, т.е. науч-
ную оценку. Для объяснения протекания многих информационных процессов в
быстро раз-вивающихся, противоречивых, многоцельных и вероятност-ных
системах метафизические догмы непригодны. Вс„ разно-образие систем, це-
лей, свойств, взаимовлияющих факторов, случайностей может охватывать
только диалектическое мышление.
Инфодиалектика внесла ряд изменений и усовершенст-вований в принципы
классической диалектики:
1. Прогрессивное развитие не является общим, все-местным свойством
всех систем, но локальным явлением. Оно связано с повышением ОНГ систе-
мы, но одновременно с этим сопровождается с повышением ОЭ, вырождением,
уменьше-нием упорядоченности окружающей среды.
2. Познание является не только получением сведений от реального мира,
а объективно существующим информационным процессом. Инфодиалектика не
призна„т теорию отражения и дуалистический принцип идеальной сущности
сознания. Соз-нание, как и все другие информационные процессы,
объек-тивно существует в мире, как и вещество и энергия.
3. Закон "отрицания отрицания" объясняется борьбой двух противополож-
ных процессов. Общее направление повы-шения ОЭ отрицает упорядоченность,
организованность. Накоп-ление ОНГ, наоборот, отрицает ликвидирует ОЭ,
увели-чивает упорядоченность.
4. Поскольку ОНГ существует как в микро-, так и в макромире объектив-
но рядом с веществом и энергией, во времени и пространстве, то необходи-
мо определить их соот-ношение, взаимодействие, диалектические единство и
про-тиворечия.
Так как информационные процессы являются основными в явлениях, раньше
исследуемых диалектическими методами (развитие, изменение, борьба проти-
воположностей и др.), то их совместное изучение по критериям ОЭ и ОНГ
да„т целостную картину мира. Развитие включает противоречивое взаимо-
действие тенденций двух противоположных на-правлений:
тенденция стабильности (сохранение гомеостазиса), отрицательные об-
ратные связи
тенденция поиска новых, более рациональных спосо-бов использования
ресурсов энергии, вещества и ОНГ, использует положительные обратные свя-
зи.
Диалектика в развитии выражается в том, что каждое новое действие по-
рождает новое противодействие, после чего порождаются новые конфликты и
необходимость подыскания компромиссов. Основные механизмы развития оди-
наковы как в неживом и живом мире, так и в обществе и состоят из
эле-ментов изменчивости, наследственности и отбора. Диалек-тика самоор-
ганизации (по принципам синергетики) выра-жается в том, что одни и те же
факторы изменчивости (про-явление стохастичности и неопредел„нности) мо-
гут стимули-ровать как создание, так и разрушение структур и элементов
системы. Сочетание развития и стабильности всегда противо-речиво, она
представляет собою непрерывную цепь компро-миссов между противоречивыми
тенденциями.
Диалектические методы помогают обобщать, выяснять сущность многих
проблем, связанных с вопросами пере-работки и применения информации:
1. Вопросы ОНГ систем и их изменения связаны с глу-боко противополож-
ными тенденциями: с одной стороны - дисси-пация энергии и рассеяние ин-
формации, с другой - локальное повышение ОНГ и концентрация энергии. Не-
определ„нность поведения системы - развитие или деградация, зависит от
не всегда предсказуемого соотношения скорости роста новых и старых эле-
ментов структуры.
2. Между возможными стабильными состояниями сис-темы возникает конку-
ренция, отбираются "наиболее эко-номные" варианты, которые с наиболее
высоким эффектом используют полученную энергию, вещество, информацию.
Для выяснения наиболее эффективных и жизнеспособных вариантов в поиско-
вом поле возможностей требуется приме-нения (в сочетании информации с
методами системного анализа) экспертных систем и диалектический подход к
сложным проблемам.
3. Существуют общие принципы отбора оптимальных вариантов, которые
называют по разному (принцип мини-мума диссипации энергии, минимума по-
тенциала рассеяния, минимума производства или экономии энтропии).
Обобщ„нный принцип диссипации открывает неко-торые возможности прог-
ноза прогрессивного развития (уве-личения ОНГ) систем:
Если в данных конкретных условиях возможны не-сколько альтернативных
вариантов упорядочения системы, согласующихся с другими принципами отбо-
ра, то реализу-ется та структура, которой отвечает минимальный рост (или
максимальное убывание) ОЭ при максимальной степени поглощения поступаю-
щих извне энергии, вещества и ОНГ.
Данный принцип действует во всех системах, да„т воз-можность для ши-
роких обобщений и аналогии. В то же время применение его в сложных сис-
темах с высоким ОЭ и ОНГ требует сочетания последних с системным анали-
зом и прин-ципами эвристического программирования.
4. Положение диалектики, по которому развитие происходит по спирали,
указывает на оптимальное направ-ление для повышения ОНГ систем при мини-
мальных потерях энергии и информации. Такой путь является по возможности
близким к равновесному состоянию системы и окружающей среды. Здесь реа-
лизуется диалектическое противоречие: опти-мальный путь к неравновесию
ид„т через множества вре-менных равновесий.
5. При оптимизации процессов полезно применять диа-лектический прин-
цип "крайности сходятся". Чем дальше от оптимальности, в любую сторону,
тем больше понижение ОНГ, тем больше потери ресурсов.
6. Особого подхода требуют вопросы диалектического единства инфопро-
цессов на микро- и макроуровне и в соз-нании. Существующие в микромире
вероятностные факторы и неопредел„нности можно характеризовать количест-
вом ОЭ, с другой стороны, их квантовый характер указывает на сущест-во-
вание информационного и негэнтропийного компонента.
МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА ПЕРЕДАЧИ
ИНФОРМАЦИИ
Процесс передачи информации не происходит только по специальным инфо-
каналам (электронные, компьютерные сети и др.). Инфообмен протекает меж-
ду большинством систем в универсуме, т.е. он является одним из самых
распрост-ран„нных явлений мира. Только в большинстве систем он протекает
в скрытом, трудноисследуемом виде. Системы имеют вокруг себя гравитаци-
онные и др. поля (или искрив-ления полей), которые могут оказать влияние
на другие системы. Поля можно рассматривать в качестве отдельной систе-
мы, обладающей массой, энергией и ОНГ. Поля раз-личаются по интенсивнос-
ти, форме, преимущественного вида проявления (волны, вибрации и др.).
Внешнее поле может служить каналом связи между системами. Например, даже
такая со строго определенными пределами инертная вещест-венная система
как камень, да„т ряд сигналов во внешний мир: гравитационное поле, отра-
жение света, инфракрасное тепловое излучение и др. Мысль человека также
является системой и далеко не изолированной. Мозг связан при по-мощи ве-
гетативной нервной системы с многими органами человека и оставляет там
какой-то след. Хранение мысли в памяти зависит от существенности е„ для
жизни человека.
Более существенную роль в процессе передачи инфор-мации играет систе-
ма-при„мник. Структура каждой системы имеет какую-то избира-
тельность-чувствительность к сигналам от внешнего мира. Информационную
чувствительность от-носительно энергетического воздействия можно выра-
зить увеличением ОНГ системы после получения одной единицы
энергии ОНГ . Этот показатель колеблется в очень больэнергия
ших пределах. Поток энергии может содержать малое или огромное коли-
чества ОНГ относительно целевой критерии системы. Особенно, если ис-
пользовать современные техни-ческие средства для усиления сигналов. Нап-
ример, совре-менными приборами установлено существование галактик на
расстоянии десятки миллиардов световых лет от земли. Ко-нечно, поток
энергии или вещества с такого расстояния нич-тожно мал, практически его
нет. Тем не менее, получаемая информация может быть очень ценной. Неко-
торые глубо-ководные рыбы могут регистрировать изменения электри-ческого
поля (по плотности тока) менее чем 10-11 ампер. Огромные потоки информа-
ции могут содержаться и в пото-ках вещества. В системе переработки амми-
ака окислением в азотную кислоту 1 г катализатора может обеспечить про-
из-водство 1 тонны азотной кислоты.
Чем больше система-при„мник содержит ОНГ, тем больше она находится в
неравновесном состоянии. Тем боль-ше система является неустойчивой,
чувствительной и реакци-онноспособной к внешним воздействиям. Особенно
чувст-вительной система становится в близости к точке бифур-кации, где
направление дальнейшего изменения структуры зависит от ничтожных внешних
воздействий. Повышение ОНГ наблюдается только в том случае, если ско-
рость возни-кновения элементов новой структуры превышает скорость разру-
шения элементов старой структуры.
Для определения количества и качества информации предложены ряд дру-
гих невероятностных методов. Вместе с тем все подобные теории обнаружи-
вают нечто общее со ста-тистической теорией: все они определяют коли-
чество инфор-мации как уменьшение неопредел„нности. Только неоп-
ре-дел„нность определяется по другим методам. Одним из вы-двигаемых ныне
невероятностных подходов является пред-ложенный А.Н.Колмогоровым метод
определения алгорит-мического количества информации. Последний определя-
ется по "сложности последовательности", т.е. по минимальной дли-не прог-
раммы е„ описания. Длина программы измеряется количеством команд (опера-
ций), позволяющих воспроизвести последовательность событий. Легко ви-
деть, что и здесь имеется дело с определением неопредел„нности и е„
уменьше-нием (только по методу программ).
Во многих публикациях высказано предположение, что статистическая те-
ория не рассматривает вовсе качественную и полезностную сторону информа-
ции. Предусматривается, что качественной стороной занимаются такие нау-
ки, как семи-отика - теория знаковых систем, и е„ разделы; синтактика -
исследование формальных отношений между знаками; семан-тика - содержание
информации; прагматика - вопросы опре-деления ценности информации. Одна-
ко, при анализе любых альтернативных методов существо вопроса основыва-
ется на определении уменьшения неопредел„нности. Методы разли-чаются по
структуре моделей и по терминам обобщенных понятий и их передачи. Для
определения качественного со-держания или полезности информации также
необходимо сначала определить цель и критерии оценки е„ достижения и ус-
ловные энтропии по каждым факторам. Факторами могут служить и словесные
понятия или разные методы по оценки ценностей информации. Все альтерна-
тивные методы могут играть дополнительную роль при определении условных
вероятностей выполнения критерии цели. Однако, они не из-меняют сущность
ОЭ и ОНГ систем.
6. СТРУКТУРА ИНФОСИСТЕМ (ИС)
Поскольку универсум состоит из систем и все системы и их элементы со-
держат связанную информацию (ОНГ) и об-мениваются ею, то весь мир можно
рассматривать как ги-гантскую инфосистему. Последняя иерархически разде-
ляется на все более мелкие инфосистемы до кванта света, энергии, прост-
ранства или времени. Инфосистемы обмениваются меж-ду собой или между
элементами информацией [ 39 ]. Но такой обмен происходит строго избира-
тельно, в условиях конкуренции. Могут произойти односторонние или взаим-
ные обмены, при различных отношениях количества и эффектив-ности инфор-
мации. Обменом информацией являются также потоки е„ связанной формы ОНГ,
уплотн„нной в веществе и энергии. Однако, информация может быть передана
и при помощи ничтожно малого количества вещества или энергии, даже через
различного рода вибрации полей. Например, сол-нечную систему можно расс-
матривать в виде инфосистемы в которой элементы-планеты постоянно обме-
ниваются инфор-мацией с солнцем. Траектория движения планет определена
гравитационным полем (ОНГ) солнца. Это не значит, что солнце не посылает
земле ОНГ также в виде солнечного облучения, космических лучей, потока
нейтрино и других микрочастиц. Кроме ОНГ они могут содержать допол-ни-
тельную информацию (в виде аномальных вибраций) о состоянии солнца и
космоса.
Как и все системы, инфосистемы должны иметь свои структуры, элементы
и отношения (связи) между ними [ 48 ]. Элементами в инфосистеме служат
ОНГ (память), от-ношениями между ними служат каналы и потоки ин-форма-
ции. Каждую инфосистему характеризует целостность. Выделение е„ из дру-
гих систем выражается в том, что отношения между элементами инфосистемы
сильнее, чем между элементами других систем. Целостность инфосистем мож-
но понимать в более или менее строгом значении. При слабой целостности
существенным признаком считается только самостоятельность и автономность
инфоканалов, спо-собных работать без других систем. Строгая целостность
показывает, что из системы нельзя удалить или заменить ни одного инфока-
нала или ОНГ без того, чтобы система не исчезла. Целостность ИС предпо-
лагает также наличие согласованного функционирования е„ элементов для
вы-полнения явной или скрытой цели. В случае живых, сознательно или ис-
кусственно созданных инфосистем можно говорить о наличии цели или целе-
сообразности. В не-органических структурах можно говорить о назначении
или о свойствах инфосистем. Приобретение системой полезных свойств может
дать ей существенные преимущества в "борь-бе за существование" и может
рассматриваться как не-осознанная цель системы. Важность такой характе-
ристики как свойство системы подч„ркивает и параметрическая теория сис-
тем. В этой теории исходят из того, что система определяется при помощи
параметров трех категорий: эле-ментами, соотношениями между ними и
свойствами. Перенося выводы теории к инфоструктурам, они состоят из ОЭ,
информации и ОНГ, а также из их соотношения.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ИС
Обобщ„нное понятие структуры инфосистем следующее.
Структурой инфосистемы является совокупность взаи-моотношений ин-
фо-перерабатывающих элементов (память, ОНГ) пут„м обмена информации.
Вид структуры зависит от закономерностей инфопере-дачи между элемен-
тами и от степени инфопереработки в элементах [ 5 ]. Все элементы должны
иметь информаци-онные связи с другими элементами системы, но не всеми.
Информационные связи могут быть детерминированными или функциональными,
но они могут быть выражены и в форме стохастических или статистических
закономерностей. Струк-тура является отдельной составляющей в инфосисте-
ме, которой е„ элементы не содержат, но содержит целостная система.
ИЕРАРХИЯ ИНФОСИСТЕМ
Так же, как для всех систем, для комплексов инфо-систем (ИС) сущест-
вует принцип иерархичности. В качестве фактора, вызывающего иерархич-
ность, служит целостность ИС, что проявляется в отношениях ИС с внешней
средой. ИС можно рассматривать, как уровень иерархии в общей сис-теме,
которая занимает как е„, так и среду (внешние ис-точники и потребители
информации). Так можно подни-маться по уровням иерархичности вверх до
инфосистемы всего универсума или вниз - до квантов. В инфосистемах можно
исследовать отдельно их структуры и функции, но они тесно связаны. Любая
функция ИС может быть реализована только посредством е„ конкретной
структуры.
Существует три вида иерархических комплексов ИС.
1. Иерархия ИС объективной реальности. Обладают ОЭ, близкой к беско-
нечности и требуют для исследования упрощений при помощи моделей.
2. Иерархия ИС вторичной реальности, сознания. Су-ществуют также
объективно, но состоят в основном из систем моделей в голове и творениях
людей.
3. Иерархия искусственно людьми созданных ИС. Сюда относятся все
электромагнитные, электронные и электри-ческие системы связи, библиоте-
ки, телевидение, радио и т.д.
ИНФОСИСТЕМЫ НЕЖИВОЙ И ЖИВОЙ
ПРИРОДЫ
Может возникать вопрос, справедливо ли говорить об ИС-ах в неоргани-
ческом мире? Ведь процессы там протекают по законам физики и химии, не
по теории информации. Однако все законы физики и химии являются только
упро-щ„нными моделями первичной реальности с ограниченным количеством и
пределами факторов. Они только при-ближ„нно гомоморфны с ней, не учиты-
вают неопреде-л„нностей и вероятностных процессов реального мира. Для
оценки неопредел„нностей требуется выяснение ОЭ, ОНГ и условных вероят-
ностей влияния факторов.
Исследование сложных ИС начинается с изучения элементарных систем.
Элементарная ИС состоит или из двух элементов ОНГ, которых соединяет по
меньшей мере одна информационная связь (А) или из одного элемента ОНГ,
который имеет каналы входной и выходной информации (Б)
Вариант А Вариант Б ОНГ1 И ???R — - - - ОЭ ОНГ2 Ивх ???R — - - - -
ОЭ1 ОНГ Ивых ???R — - - - - ОЭ2
Элементарная ИС типа В.Эшби. Эленментарная ИС типа О.Ланге.
В элементах, которые отправляют информацию, увели-чивается ОЭ.
Элементарные ИС типа В.Эшби (А) моделирует инфо-обмен между двумя
элементами связанной информации ОНГ. В качестве примеров такого типа из
неживой природы можно привести следующие:
1. Замерзание водо„ма при отрицательных температурах окружающего воз-
духа. Элементы ОНГ: вода и окружающая среда. Вода при замерзании
уменьшает свою ОЭ, увеличивает ОНГ и отда„т тепло воздушной среде. ОЭ
среды увели-чивается. При этой общей схеме локальные процессы зависят от
многих вероятностных факторов, в частности соотношения ОЭ и ОНГ.
2. Соединение атомов в молекулы. Степень свободы и ОЭ атомов уменьша-
ется, ОНГ увеличивается. Кажется, что реакции между атомами и молекулами
протекают по хими-ческим законам и уравнениям. В действительности химики
знают, как много в химических экспериментах на скорость и полноту реак-
ций, на их равновесие оказывают влияние вероятностные свойства, дополни-
тельные условия реакций, реакционная среда, катализаторы и др. факторы.
3. Адсорбция газа н