§ 4. Информация и разнообразие

  До сих пор мы рассматривали информацию в самом общем плане как снятую, устраняемую неопределенность. Именно то, что устраняет, уменьшает любую неопределенность, и есть информация. Но что такое неопределенность вообще? Здесь мы не собираемся дать исчерпывающий ответ на этот вопрос, а обратим внимание читателя на некоторые существенные моменты использования понятия неопределенности в теории информации.
Во-первых, теория информации не занимается анализом самого понятия неопределенности, а дает преимущественно количественные методы ее измерения. Само же понятие неопределенности считается интуитивно данным.
Во-вторых, предполагается, что понятие неопределенности связано с процессами выбора, или отбора. Этот выбор может осуществлять человек, машина или живое существо. Но выбор, уже как отбор, может происходить и независимо от упомянутых воспринимающих информацию систем, например в форме случайных процессов неживой природы. Наконец, в самом общем случае неопределенность связана с превращением возможностей в действительность, когда происходит их ограничение (редукция).
Понимание информации как всего того, что устраняет неопределенность, достаточно хорошо «работает» во многих современных концепциях информации. Как уже отмечалось, понятие неопределенности используется в статистической теории информации. Все же было бы неверно считать, что неопределенность связана лишь со случайными процессами. Такую точку зрения старается провести Ст. Бир. Но и он вынужден признать, что неопределенность имеет относительный характер и то, что может оказаться неслучайным для исследователя, становится случайным для машины [‡‡‡‡‡]. Необходимо, конечно, исходить из более общих представлений о понятии неопределенности, чем вероятностные. Это, в частности, диктуется появлением невероятностных подходов в теории информации.
Однако даже широкое понимание неопределенности уже не удовлетворяет современную концепцию информации. Не все нестатистические подходы допускают достаточно последовательную трактовку с позиций неопределенности. Для объяснения необходимости введения некоторых невероятностных подходов иногда применяется искусственная модель неопределенности. Это мы видели на примерах топологического и комбинаторного определения количества информации. Так, в комбинаторном подходе искусственно вводится модель неопределенности, когда рассматривается процесс выбора элемента из конечного множества. Между тем здесь количество информации просто можно измерять как логарифм количества элементов во множестве. То же самое можно сказать и в отношении других невероятностных подходов.
Думается, что от процедуры выбора, от моделей неопределенности желательно избавиться тогда, когда выбор, неопределенность привносится субъектом с единственной целью сохранить наши представления об информации как снятой неопределенности. Использование моделей неопределенности и выбора иногда может привести к навязыванию объективным процессам того, что им внутренне не присуще. Доведенная до крайности концепция выбора, неопределенности может привести к тому, что объективный характер самой информации окажется под сомнением и будет признаваться «творение» информации субъектом или вообще воспринимающей системой. В силу этих соображений наше общее понимание информации должно быть освобождено от ее зависимости от воспринимающей системы (хотя в ряде случаев эта зависимость действительно существует) в такой же степени, как и от трактовки информации в духе чисто вероятностных представлений.
Отказ от трактовки информации только как устраняемой неопределенности диктуется и приложениями концепции информации. Это можно аргументировать, например, применением теории информации в биологии. Н. Н. Жуков -Вережников, рассматривая проблемы генетической информации, отмечает, что хотя, согласно известному определению К. Шеннона, количество информации есть мера того количества неопределенности, которое исчезает после получения сообщения, однако для биолога информация - прежде всего совокупность реальных сигналов, отображающих каче - ственное или количественное различие между какими-либо явлениями, предметами, процессами, структурами, свойствами и т. д. *
В психологии информация также выступает как снятая неопределенность, но и здесь информация - это прежде всего совокупность реальных раздражителей.
В статистической теории информации невозможно представить информацию уже как нечто данное, действительное без учета превращения возможностей в действительность. Во многих приложениях теории информации под информацией понимается нечто уже существующее, причем существующее в данный момент. Короче говоря, информацию не обязательно связывают с процессами превращения возможностей в действительность. Мы думаем, что это вполне оправданно, если ее рассматривать не только как снятую неопределенность, но и несколько шире.
Основы такого более широкого подхода к определению понятия информации мы находим в работе одного из основоположников кибернетики английского ученого У! Росс Эшби - «Введение в кибернетику». Согласно Эшби, понятие информации неотделимо от понятия разнообразия. Другими словами, природа информации заключается в разнообразии, а количество информации выражает количество разнообразия.
Предположим, что нам дано множество: с, b, с, а, с, с, а, b, с, b, b, а,
содержащее двенадцать элементов. Если порядок, в котором расположены элементы, игнорируется и не принимаются во внимание их сочетания, то в данном множестве содержится всего три различных элемента. «О таком множестве, - пишет Эшби, - будет говориться, что оно имеет разнообразие в три элемента» [§§§§§].
Согласно Эшби, множество с разнообразием и множество с вероятностями имеют эквивалентные свойства. Так, множество, у которого все элементы различны, имеет максимальное количество разнообразия. В то же время вероятность выбрать наугад данный элемент из множества с максимальным разнообразием равна единице, деленной на количество всех элементов множества. Это аналогично статистической совокупности с равномерным распределением вероятностей. Количество получаемой информации имеет в этом случае максимальное значение.
Множество, у которого все элементы одинаковы, тождественны, содержит минимальное количество элементов, т. е. всего один. Теоретико-вероятностная аналогия такого множества - статистическая совокупность с таким распределением вероятностей, когда одна из них равна единице, а остальные - нулю. Количество информации в такой совокупности равно нулю. Можно полагать, что информация во множестве появляется лишь в том случае, ко - гда один элемент отличается от другого. Различие, разнообразие есть по меньшей мере отношение двух элементов.
Трактовка количества информации как количества разнообразия позволяет вполне естественно объяснить введение логарифмической меры. В самом деле, разнообразие может измеряться как число различных элементов и как логарифм этого числа (например, по основанию два). Но если мы будем считать, что множество с минимальным, т. е. единичным, разнообразием соответствует нулевому количеству информации, то мы должны ввести функцию преобразования множества с разнообразием в множество с количеством информации. Такой функцией и является логарифмическая функция.
Между минимальным и максимальным количествами разнообразия во множестве существует ряд промежуточных состояний, которые появляются в результате ограничения разнообразия. Ограничение разнообразия должно соответствовать уменьшению количества информации. Если понятие разнообразия неотделимо от понятия информации, то понятие ограничения разнообразия равносильно установившемуся в статистической теории понятию избыточности.
Избыточность тем больше, чем больше ограничение разнообразия, а если все элементы во множестве одинаковы, избыточность равна единице. Например, если в ящике все шары оказываются одинакового цвета, то их избыточность по цвету равна единице; если все шары разного цвета, то избыточность равна нулю.
Таким образом, основные понятия статистической теории информации можно интерпретировать в терминах концепции разнообразия.
Эта концепция не противоречит и нестатистическим подходам в теории информации.
Так, комбинаторное количество информации определяет ко - личественное разнообразие элементов конечного множества, то есть некоторый определенный вид математических совокупностей, где даны отношения различия элементов и некоторые простейшие отношения порядка. Два множества обладают комбинаторным разнообразием, если они отличаются друг от друга: 1) количеством входящих в них элементов; 2) порядком элементов; 3) тем, что некоторый элемент, входя в одно из множеств, не входит в другое.
Топологическое количество информации возникло как попытка определения топологического различия (например, различия вершин графов по степеням, по ориентации ребер и т. д.). Динамические системы, как отмечалось, также являются определенными множествами, где имеется свое разнообразие (например, разнообразие координат, ускорений, скоростей и т. д.). Алгоритмическое количество информации определяет количество различных ко - манд, операций алгоритма воспроизведения последовательности.
Понятие различия, разнообразия имеет не только количественную, но и качественную сторону. В материалистической диалектике специально рассматривается такой широкий класс разнообразия, как качественные различия. Любой объект, явление в единстве его качественных различий и тождеств обладает качественной определенностью, или просто качеством. Качественные различия представляют, следовательно, определенное проявление качества.
Анализируя идеи и теории, связанные с изучением качественного аспекта информации, можно также отметить справедливость концепции разнообразия. Например, теория семантической информации может быть представлена как теория смыслового, содержательного разнообразия. Теория Карнапа - Бар-Хиллела связана, с одной стороны, с понятием логической вероятности, поэтому семантическая информация может рассматриваться как снятая смысловая (содержательная) неопределенность. Но, с другой стороны, согласно этой теории, все предложения, которые дедуктивно выводятся из других, подтвержденных экспериментом, не содержат информации. Поэтому здесь речь идет о логическом разнообразии вывода, которое хотя бы частично не вытекает из совокупности посылок (отличается от них). Такое разнообразие является не достоверным (дедуктивным), а вероятностным (индуктивным).
Весьма ярко выражена идея разнообразия в модели теории семантической информации, предложенной Ю. А. Шрейдером, где количество семантической информации определяется как степень изменения тезауруса (запаса знаний) под воздействием текста. Сам тезаурус обладает определенным смысловым, содержательным разнообразием, а его изменение ведет к увеличению этого разнообразия. В модели Ю. А. Шрейдера семантическая информация носит в общем невероятностный характер, и потому эта модель открывает более широкие возможности для построения теории семантической информации как теории содержательного разнообразия.
Можно также отметить, что концепция информации как разнообразия не противоречит и общежитейскому пониманию информации как сведений, которыми обмениваются люди. Ведь сведения тогда представляют интерес, несут в себе информацию, когда мы узнаем что-то новое, отличное от известного. Поэтому с точки зрения теории обмена информацией между людьми сведения, которые не раскрывают индивидууму чего-либо ему не известного, могут считаться не содержащими информации.
Следует еще раз подчеркнуть, что каждая концепция информации изучает лишь определенный вид разнообразия. То, что для одной теории выступает как разнообразие, для другой может считаться однообразием, тождеством. Это следует, например, из такого факта: содержание предложения может быть одинаковым для всех людей, однако ценность его нередко оказывается различной. Поэтому прагматическая теория информации имеет дело с иным типом разнообразия, чем семантическая.
Итак, мы приходим к выводу, что концепция разнообразия не противоречит ни количественным, ни качественным подходам к изучению информации. Непротиворечие данным естествознания, как уже отмечалось, является необходимым, но еще недостаточным условием для определения содержания понятия информации. Важно также, чтобы содержание этого понятия вытекало из хода познавательного процесса. Было бы неверным представлять, что понятие информации как разнообразия вытекает только из естественно научных положений.
Мы стараемся показать, что необходимость перехода к концепции разнообразия выступает как результат логической и теоретико-познавательной тенденции, как итог, к которому стремится научное знание об информации. Теоретико-познавательный и логический анализ учения об информации, обобщение естественно научного материала и позволяют выдвинуть положение о том, что понятие информации может быть истолковано на базе категории различия.
Методологическая эффективность и перспективность кон - цепции разнообразия заключается, на наш взгляд, в следующем.
Во-первых, концепция разнообразия дает возможность прийти к тем же результатам в построении той или иной теории, которые достигались исходя из каких-либо других соображений. Она позволяет интерпретировать на единой основе различные теории и концепции информации, чего лишены другие, более узкие, трактовки информации. Во-вторых, концепция разнообразия открывает возможность в принципе бесконечного развития теорий информации и их приложений, прогноза возникновения новых теорий и новых применений. В-третьих, на ее основе можно проследить связь информации с отражением и рядом других категорий диалектики. Естественно, что эти преимущества концепции разнообразия делают необходимыми ее серьезные исследования. В частности, важно выявить соотношение концепции разнообразия с другими, менее общими, взглядами на природу информации, рассматривающими информацию, скажем, как упорядоченность, организацию или как категорию, связанную с управлением.
Впервые Эшби изложил концепцию разнообразия в естественно научном плане как своего рода эквивалент статистической теории информация. Наша задача состояла в том, чтобы проанализировать и другие теории информации, которые не были рассмотрены Эшби. Поскольку концепция разнообразия представляется нам весьма перспективной, мы хотели бы обратить внимание и на взгляды других ученых, весьма близкие к идеям Эшби.
Так, Ст. Бир в книге «Кибернетика и управление производством» вслед за Эшби также связывает информацию с разнообразием. Но если в работе Эшби информация практически отождествляется с разнообразием, то в трактовке Ст. Бира это понимание приобретает исключительно вероятностный смысл. Он, например, пишет, что «информация уничтожает разнообразие» [******]. Здесь речь идет лишь о разнообразии вероятностных возможностей, то есть о неопределенности, которая действительно уничтожается (устраняется) при получении информации. Уничтоже - ние, снятие разнообразия возможностей эквивалентно уничтожению неопределенности, причем этот тип разнообразия связан лишь с такими объектами, где происходит превращение случайных возможностей в действительность.
Однако такая трактовка разнообразия противоречит, например, топологическому (или любому невероятностному) разнообразию как данному, где нет превращения возможностей в действительность и где количество информации отражает действительно существующее разнообразие. Односторонне-вероятностная трактовка разнообразия Ст. Биром связана с его односторонним пониманием кибернетики, которое он излагает в своей книге. Предметом исследования: кибернетики, по мнению Ст. Бира, являются только «сложные вероятностные системы».
Когда Ст. Бир говорит о том, что информация уничтожает разнообразие, то в определенном отношении он, конечно, прав. Однако это его высказывание следует относить не к информации как таковой, а к проявлению особого закона информационных процессов, который Эшби называет законом необходимого разнообразия. Информация как таковая связана как с ограничением, уничтожением разнообразия, так и с его увеличением, расширением. Те авторы, которые обращают внимание лишь на одну сторону - на уменьшение, ограничение разнообразия, просто не замечают, что в другом отношении разнообразие всегда увеличивается. Примеры, подтверждающие это положение, читатель найдет почти во всех следующих параграфах. Например, для того, чтобы разнообразие внешних возмущений было меньше, любая кибернетическая система должна увеличивать свое внутреннее разнообразие (см. § 7). Значит, в одном отношении разнообразие увеличивается, а в другом оно уменьшается. Любое прогрессивное развитие связано с ограничением разнообразия - из существующих сотен тысяч органических молекул в живые организмы входят лишь сотни, из сотни аминокислот лишь 20 и т. д. Но этот процесс сопровождается увеличением внутреннего разнообразия прогрессирующих систем (см. § 8). Ограничение и расширение разнообразия свойственно и информационным познавательным процессам (см. § 14, 15).
На основании анализа этих и других примеров мы склонны считать, что ограничение разнообразия и сопутствующее ему увеличение разнообразия нельзя отождествлять с информацией. Информация есть разнообразие, а движение этого разнообразия (увеличение или ограничение) представляет собой информационные процессы или их проявление.
По-видимому, мнение о том, что информация связана лишь с ограничением разнообразия, навеяно статистической интерпретацией количества информации, где большее внимание обращалось именно на снятие, ограничение разнообразия, чем на само разнообразие. Поэтому переход от трактовки информации как снятой неопределенности к информации как разнообразию есть в то же время переход от частного проявления движения информации к самой информации.
В ряде работ советского биолога И. И. Шмальгаузена информация рассматривается как многообразие. Применительно к биологическим системам он пишет об «определении количества информации как меры многообразия в строении популяции» [††††††]. Среди других работ, рассматривающих связь информации и разнообразия в биологии, можно отметить интересные статьи К. М. Хайлова [‡‡‡‡‡‡].
Французский ученый А. Моль в книге «Теория информации и эстетическое восприятие» («Мир», 1966) связывает информацию с оригинальностью, которую он рассматривает как функцию «невероятности» событий, сообщений. При этом в ряде мест оригинальность он фактически отождествляет с разнообразием. Исходя из своей трактовки информации как оригинальности, А. Моль вводит понятие эстетической информации в отличие от статистической и семантической. В чем же состоит ее специфика?
Мы можем, например, хорошо знать и помнить те или иные музыкальные, поэтические и другие произведения искусства, и в этом смысле они для нас банальны, неоригинальны, а значит, не содержат информации в семантическом смысле. Однако мы с удо - вольствием можем слушать эти произведения, они для нас являются каждый раз эстетически оригинальными, разнообразными. Следовательно, согласно А. Молю, можно предположить, что существует особая разновидность информации - эстетическая оригинальность. Правда, А. Моль не дает четкого определения эстетической информации. Он не отличает ее, по сути дела, от субъективной информации, то есть информации, уже воспринятой и отраженной субъектом, которая не обязательно связана с искусством.
В. М. Глушков в ряде работ характеризует информацию «как меру неоднородности в распределении энергии (или вещества) в пространстве и во времени». «Информация, - пишет он, - существует постольку, поскольку существуют сами материальные тела и, следовательно, созданные ими неоднородности. Всякая неоднородность несет с собой какую-то информацию.
С понятием информация в кибернетике не связано обязательно свойство ее осмысленности в обычном житейском понимании. В научном плане понятие информация охватывает как те сведения, которыми люди обмениваются между собой, так и сведения, существующие независимо от людей. Скажем, звезды существуют независимо от того, имеют люди информацию о них или нет. Существуя объективно, они создают определенную неоднородность в распределении вещества и поэтому являются источником информации» *. Связывая понятие информации с неоднородностью материи, В. М. Глушков в конечном счете также стоит на позициях концепции разнообразия (поскольку неоднородность - это иное выражение, вид разнообразия). Точка зрения В. М. Глушкова поддержана в учебнике А. Г. Спиркина **.
Концепция разнообразия постепенно проникает в философские работы. Так, в вышедшей в Праге в 1962 г. книге И. Земана «Познание и информация» концепция разнообразия Эшби используется для анализа процесса познания. Эта концепция стала в той или иной степени рассматриваться и в работах советских философов. Ее поддерживает Ю. В. Сачков ***. В. С. Тюхтин **** отмечает, что наиболее общее определение информации - это разнообразие. К. Е. Морозов ***** указывает на связь информации и разнообразия (неоднородности материи). Л. Н. Плющ ****** полагает, что информацией является разнообразие, проявляющееся в машинах, живом веществе и человеческом обществе.
Итак, можно сделать вывод, что трактовка информации как разнообразия все больше привлекает внимание ученых. Конечно, существуют и иные, более частные, подходы к определению информации. Следует отметить, что любое такое частное определение обращает внимание на какую-то одну сторону информации, абсолютизирует какое-либо ее свойство или вид. Иногда такая абсолютизация обусловлена анализом ограниченного материала исследования и недостаточно аргументированными исходными положениями. Как правило, всякое ограниченное определение понятия информации не обосновывается логическим и теоретико-познавательным анализом.
Важно подчеркнуть, что, хотя, с нашей точки зрения, информация может быть более глубоко понята на основе концеп - ции разнообразия, наше понимание разнообразия значительно шире, чем у Эшби. По существу, мы отождествляем его с различием, одной из важных философских категорий, лежащей в фундаменте ряда категорий и законов диалектики.
Эшби же мыслит разнообразие (различие) в основном как математическое или кибернетическое*.
Разнообразие, информация и различие часто будут нами употребляться в одном и том же смысле. Возможно, что эти понятия не полностью совпадают. Например, различие воспринимается скорее как определенное отношение любых двух объектов, а разнообразие как совокупность различий одного и того же объекта. Не доказана еще и возможность полного тождества разнообразия и информации. В конце книги мы попытаемся рассмотреть, в чем совпадают и чем отличаются друг от друга понятия информации и разнообразия. Пока же будем считать, что отличия между упомянутыми понятиями на данном этапе исследований не столь существенны.
Категория различия развивалась вначале преимущественно в философском аспекте. Но затем она стала предметом пристального внимания со стороны частных наук.
На наш взгляд, понятие информации в различных дисциплинах конкретизирует определенный аспект понятия различия. И в этом нет ничего неожиданного. История науки дает нам немало примеров того, как те или иные общие положения, входившие в сферу изучения философии, становились предметом исследования специальных наук. Так случилось с пространством и временем, когда возникла классическая механика, а затем специальная и общая теории относительности. Так, в настоящее время развиваются идеи о жизни вне земли, высказанные еще Демокритом и Дж. Бруно, и т. д. Философия порождала и порождает плодотворные идеи, которые нацеливают ученых на поиски правильных путей их решения. В свою очередь развитие специальных наук приводит к обогащению старых философских категорий и к появлению новых. К числу таких новых категорий относятся, например, понятия структуры, системы, симметрии и ряд др. А понятие информации в определенном отношении развивает одну из старых философских категорий - категорию различия.
Любой объект наряду с различием, разнообразием содержит в себе и тождество. Это значит, что разнообразие может быть разбито на определенные классы, где признаком вхождения различия в данный класс являются тождественные стороны. Так, все случайные процессы входят в класс статистических, и их разнообразие в количественном отношении изучается вероятностной теорией информации. Общим, тождественным для всех теорий информации и их приложений является то, что они изучают разнообразие, хотя каждая из них исследует определенный класс, вид разнообразия.
Таким образом, концепция разнообразия обращает внимание на то, что информация имеет место там, где среди некоторого тождества существует или появляется определенное различие. При анализе информации необходимо исходить из взаимосвязи, взаимопревращения различия и тождества.


<< | >>
Источник: Урсул А. Д.. Природа информации: философский очерк. 2010

Еще по теме § 4. Информация и разнообразие:

  1. Индексы разнообразия
  2. Нарушения и разнообразие сообществ
  3. Разнообразие внутри сообществ
  4. Разнообразие паразитов
  5. Неравновесные модели разнообразия сообществ
  6. ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И СТРУКТУРА
  7. Глава 22 Закономерностивидового разнообразия
  8. Факты, подтверждающие экологические теории Разнообразие местообитаний или разница в площади?
  9. РАЗНООБРАЗИЕ ПРОБЛЕМ КООРДИНАЦИИ И ИХ РЕШЕНИЙ
  10. Масштаб, разнообразие и базовая компетенция фирмы
  11. Экологические теории, касающиеся островных сообществ Разнообразие местообитаний
  12. Этническое разнообразие кульчурных характеристик социальных групп. Роль национальных школ
  13. Разнообразие образовательных форм как необходимое условие построения интеграционного пространства
  14. Теория единства и разнообразия культурно-исторического процесса в философии культуры Тердера
  15. 1. Культура как объект социологического познания. Разнообразие теоретических подходов к изучению и пониманию культуры
  16. 1.1. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ И ЕЕ СВОЙСТВА
  17. 1.2. ВИДЫ ИНФОРМАЦИИ
  18. Коммуникация и информация
  19. 1.3. СОЦИАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
  20. Потребность в информации