CC BY
95
21. Trucco E. A note on the Information Content of Graphs // The Bulletin of Mathematical Biophysics, 1956. Vol. 18. No. 2. P. 129-135.
22. Dehmer M., Barbarini N., Varmusa K., Graber A. A large scale analysis of information-theoretic network complexity measures using chemical structure // PMC, 2010. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ (23.12.2010).
23. Кастлер Г. Возникновение биологической организации. - М.: Мир, 1967. 180 с.
24. Сейфуль-Мулюков Р. Б. Нефть - углеводородные последовательности, анализ моделей генезиса и эволюции. - М.: 11 формат, 2010. 175 с.
25. Гуревич И. М. Законы информатики - основа строения и познания сложных систем. - М.: Торус пресс, 2007. 399 с.
26.Амосов Н. М. Мышление и информация // Проблемы информации в современном мире. - М.: Мысль, 1964. С. 389.
27. Фомин Ю. М. Верхняя астеносфера - переходная зона между веществом мантии и литосферы // Проблемы эволюции. http://macroevolution.narod.ru (декабрь 2009).
28. Гуревич И. М. Информационные характеристики физических систем. - М.: 11-й формат, 2009. 162 с.
29. Germain J. E. Catalytic conversion of hydrocarbons. - London: Academic Press, 1969. 312 p.
30.Амбарцумян В. А. Научные труды. Т. 2. - Ереван: АН АрмССР, 1960.
НОВАЯ КНИГА О ПРИРОДЕ ИНФОРМАЦИИ
И. М. Гуревич, А. Д. Урсул. Информация - всеобщее свойство материи: Характеристики. Оценки. Ограничения. Следствия. - М.: Ш5Б, 2011. - 310 с.
В книге развивается философский подход к исследованию феномена информации, предложенный одним из авторов еще в 60-е годы XX века и исходящий из признания информации атрибутом материи. Понятие информации определяется в самом общем случае как отраженное разнообразие (неоднородность), тем самым представляя информацию в качестве всеобщего свойства материи. Универсальной мерой физического разнообразия (неоднородностей) является шенноновская информационная энтропия. Используемый философско-методологический подход, обобщая рассматриваемые проблемы, позволяет рекомендовать методы исследований и поставить конкретные задачи для прикладных наук, что особенно важно для областей научного поиска, охватывающих междисциплинарные предметные сферы и находящиеся в стадии интенсивного развития.
Источник. Издательство URSS.RU (http://edurss.ru/cgi-bin/db.pl?lang=Ru&blang=ru&page=Book&id=158392)
УДК 007
КИБЕРНЕТИКА: ВСЕОБЩНОСТЬ ЕДИНСТВА ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ
И. А. Варданян
Тел.: (+374-10) 27-29-33, e-mail: ivvard@mail.ru
The paper considers the problem of philosophy of information and informatics and makes revision of heritage of ideas of cybernetics, which allows to confirm the validity of the principle of generality of information and to formulate the principle of generality of unity of information and control, and underline its importance for the solution of the problems of «Information Society» or «Society of Knowledge».
В статье рассматриваются проблемы так называемой философии информации и информатики и осуществляется пересмотр наследия идей кибернетики, который позволяет утвердить справедливость принципа всеобщности информации и сформулировать принцип всеобщего единства информации и управления, а также отметить его важность для решения все возрастающего значения проблем «информационного общества» или «общества знаний».
Ключевые слова: информация как разнообразие, принцип всеобщности информации, принцип всеобщего единства информации и управления, закон управления-обучения, знание.
Key words: information as diversity, principle of generality of information, principle of generality of unity of information and control, law of control-learning, meaning
1. Введение
В журнале «Вопросы философии» (№ 2 за 2010 г.) опубликован материал круглого стола на тему: «Информационный подход в междисциплинарной перспективе». В презентации круглого стола главный редактор этого журнала, академик В. А. Лекторский отметил, что он проводится совместно с Научным советом Отделения общественных наук Российской академии наук «Методологические проблемы искусственного интеллекта». Как было сказано в этом выступлении далее, интерес к проблематике информации и связанных с этим философских и логических вопросов имеет место уже давно и не угасает до сих пор. В настоящее время этот интерес стал особенно интенсивным в связи с развитием информационного общества и информационных технологий, которые взаимодействуют с другими технологиями, определяющими новый этап технологического и экономического развития современного общества.
Информационный подход применяется сегодня во многих естественных и социальных науках. Он лежит в основе дисциплин, которые называют когнитивными (когнитивная нейрология, когнитивная психология, когнитивная социология и др.). Однако, как справедливо отмечает В. А. Лекторский, «неясно, то ли же самое имеется в виду под "информацией", когда это слово используется в разных дисциплинах. По-разному понимается взаимоотношение "информации", "знания", информационного и когнитивного подходов. Создается впечатление, что в некоторых случаях рассуждения об информационных процессах не наполнены реальным содержанием» (выделено нами - И. В.). И далее подчеркивается, что «отсутствие ясности в понятии информации мешает плодотворному развитию междисциплинарных связей и сдерживает развитие ряда научных направлений».
Очевидно, что проблемы, затронутые в
выступлении В. А. Лекторского, исключительно актуальны, так как они определяют будущее развитие человечества, в особенности в поисках ответов на вызовы, которые диктуются стремительным развитием процессов глобализации. В настоящей статье нам бы хотелось обсудить некоторые из идей, высказанных за этим круглым столом, и показать, что информация неотделима от управления и составляет с ним всеобщее единство. Поэтому правильнее следует говорить не об информационном подходе, а подходе кибернетическом.
2. Атрибутивная и функциональная концепции и принцип всеобщности информации
В выступлении доктора философии Д. И. Дубровского отмечается, что пионером в философском анализе понятия информации стал А. Д. Урсул. Его статья «Природа информации» вышла в журнале «Вопросы философии» еще в 1965 г. Были и другие публикации. Все идеи, высказанные им в то время, сохраняют свое значение и сегодня. Однако, как говорит Д. И. Дубровский, «в истолковании природы информации, в онтологических характеристиках категории информации как общенаучного понятия я не вижу каких-то значительных новаций по сравнению с тем, что было сорок лет тому назад. По-прежнему существуют две основные концепции информации, которые в явном или неявном виде представлены в современной литературе. Это атрибутивная концепция информации, полагающая, что информация присуща всем физическим процессам и системам (как говорили раньше -всей материи). Ее придерживается
А. Д. Урсул и некоторые другие ученые. Этой концепции во многом противостояла функциональная концепция информации, в которой полагается, что информация есть свойство лишь самоорганизующихся систем (т. е. биологических и социальных, включая био- и социотехнические системы)» (выделено нами - И. В.).
Как далее отмечает Дубровский, несмотря на наличие новых теоретических и методологических проблем, связанных с широким использованием информационных подходов в разных областях научной и практической деятельности, вопрос о природе
информации и о сфере ее существования «остается далеким от общепризнанных решений». Что касается самого Дубровского, то он, как и прежде, является приверженцем функциональной концепции. И хотя, как он говорит, «атрибутивная концепция получила подкрепление со стороны синергетики, но она по-прежнему не дает ответа на контраргумент со стороны "функционалистов". Суть же его в следующем: информация должна обладать тремя параметрами: синтаксическим, семантическим и прагматическим. Но если она присуща физическим процессам самим по себе, то как можно приписывать им семантические и прагматические свойства (т. е. смысл, интенциональность, цель, волю)?». При этом он утверждает, что информация необходимо воплощена в определенном физическом носителе и существует только в определенной кодовой форме, которую и представляет ее носитель.
Вместе с тем Дубровский, говоря о коде на основании своего знакомства с книгой Л. А. Николаева «Основы физической химии биологических процессов» (М.: Высшая
школа, 1976), не приводит самого определения кода, в том виде, как его понимает Николаев. Но, самое главное, он не упоминает также и очень важную идею, высказанную Л. А. Николаевым.
2.1. Код и его эволюция
Л. А. Николаев определяет код как «временную и пространственную совокупность воздействий» и высказывает положение «об усилении роли кодов, что и составляет характерный признак эволюции от неживых систем к биологическим». Это положение вытекает из его подхода к выявлению природы кода. Николаев делит воздействие кода на систему на чисто количественное (количество массы, энергии и т. п.) и на воздействие пространственно-временное с признаком порядка. Чисто количественной части он присваивает термин параметрическая, а той части, которая связана только с порядком, - термин кодовая.
По выражению А. Дюкрока, термодинамические системы являются анархическими, т. е. в них нет признаков того, что называют порядком, организацией. В таких системах взаимодействия носят параметрический характер - это область где господствуют функции состояния и их полные дифференциалы. На противоположном конце длинного ряда различных систем стоят системы биологические. В них кодовые взаимодействия не только выступают на первый
план, но и полностью регулируют ход изменения параметров. Говоря об энергии, которую получает система с термодинамической точки зрения, мы не обращаем внимания даже на вид этой энергии. В то же время с точки зрения биолога крайне странным выглядит отсутствие указаний на характер передачи и вид энергии, получаемой организмом. Сообщить организму энергию можно, например, введя в него некоторое количество белков, жиров и углеводов. Это совсем не то, что нагреть его или предложить ему для возмещения энергетических затрат порцию горячей воды.
Интервалы, определяющие моменты сообщения энергии, также более или менее определены особенностями биологической системы. Независимость от «пути» изменения состояния, столь часто упоминаемая в термодинамике при описании достоинств функций состояния, почти полностью теряет ценность при анализе поведения организмов и клеток именно потому, что контакты со средой происходят в этом случае всегда на языке кодов, и из множества воздействий лишь немногие открывают путь энергии, массе и т. п. внутрь биологической системы.
Но это не означает, что кодовое воздействие не имеет места и в неживых системах. Например, простейшей системой, которая может выделить кодовую и параметрические части, является атом. Эта система замечательна тем, что для нее известно уравнение, выражающее связь между той и другой частями. Уравнение Планка е = Ьо содержит параметрическую часть (е) и кодовую (и). Важно обратить внимание на то, что роль кода в фактическом осуществлении параметрического процесса (изменение параметра е) определяется наличием некоторой организации, т. е. собственно атома, имеющего квантовые уровни. Более подробные сведения о кодовом воздействии читатель может найти в указанной выше замечательной книге Л. А. Николаева.
Но что важно в книге Л. А. Николаева, это то, что, говоря об образовании сложных организаций, он утверждает, что их образование соответствует очень небольшой убыли энтропии, и делает вывод, что «критерием эволюционной устойчивости должна быть не энтропия и не ее производные по времени, а нечто иное» (с. 110). И эта важнейшая мысль ускользает от внимания Д. И. Дубровского.
2.2. Принцип инвариантности Д. И. Дубровского
И теперь уже совершенно не удивительно то, что Д. И. Дубровский в статье [1] бросает вызов научной общественности, требуя от нее доказательств, как ему кажется, безупречной системы выдвинутых им положений и так называемого принципа инвариантности (ПИ). Из-за ограниченности объема настоящей статьи у нас нет возможности более полно обсудить идеи Д. И. Дубровского. Однако нам думается, что его утверждение (с. 98), что «одна и та же информация может кодироваться по-разному», требует уточнений, так как возникает вопрос, что понимает Д. И. Дубровский под одной и той же информацией? Означает ли то, что информация, поступающая с носителем - сеном - в систему питания лошади, тождественна информации, поступающей в систему питания человека? И так ли важен принцип ПИ для разрешения проблемы природы информации?
И в этом смысле уже совсем не странно обнаружить положительную рецензию Дубровского на книгу А. Ц. Торосяна [2], в которой автор утверждает, что основной функцией жизни является функция восприятия окружающей среды. Иными словами, Торосян игнорирует функцию питания, и у него получается, что погибнув от истощения, живая система все еще будет продолжать воспринимать окружающую среду. Как от А. Ц. Торосяна, так и от Д. И. Дубровского ускользает представление о том, что жизнь это порождение разнообразия, в том числе и функций. Это есть то, что именуют давлением жизни.
Нам думается, что приверженность Дубровского функциональной концепции им надумана, как, впрочем, и надумано разделение концепции информации на атрибутивную и функциональную. Мы с самого начала хотим высказать свое убеждение в том, что это разделение является некорректным, как некорректными являются и сами наименования. А единственно верным подходом к определению концепции информации является принцип всеобщности информации, сформулированный А. Д. Урсулом [3].
Это становится предельно ясным хотя бы потому, что функциональная концепция информации ограничивает наличие
информации лишь биологическими,
социальными, био- и социотехническими системами самоорганизации. Однако как быть со всеми неживыми
самоорганизующимися системами?
Получается, что все неживое, что окружает
нас, включая космос, есть результат деятельности супернатурального существа. Для исследователя, занимающегося наукой и философией, это не может быть убедительным аргументом и рассматриваться серьезно. Так как в этом случае нам по умолчанию представляется один-
единственный аргумент: «Так было угодно Господу». Но такой аргумент несовместим с научным мировоззрением и свидетельствует скорее о неспособности научного объяснения и, следовательно, о слабости и уязвимости интеллектуального подхода к проблеме.
Автор настоящей статьи причину этого видит в уже отмеченных выше В. А. Лекторским рассуждениях об информационных процессах как не наполненных реальным содержанием. И здесь нам снова следует обратиться к тому вкладу, который был сделан А. Д. Урсулом, а точнее, к его исключительно информативной обзорной статье [4].
3. Кибернетика как единство процессов связи и управления
Дело в том, что, как отмечает А. Д. Урсул: «кибернетика впервые достаточно четко обратила внимание на единство ранее, казалось бы, независимых процессов связи и управления, которые и служат предметом ее исследования» (выделено нами - И. В.). Более точно, предметом исследования кибернетики является поведение систем вообще. Ибо кибернетика возникла именно как «наука об управлении и связи в животном и машине» и прежде всего как наука о функционировании систем и их поведении на самом что ни на есть абстрактном уровне, а ее начальные идеи были изложены в 1943 г. в исторической статье Н. Винера, А. Розенблата и Дж. Бегелоу, которая называлась «Поведение, целенаправленность и телеология».
Это и отличает кибернетику от других наук. Следствием единства связи и управления является то, что управление без информации невозможно. Однако нам думается, что справедливо и обратное утверждение, что информации не бывает без управления, так как информация еще и порождается в процессе управления. Ибо принцип всеобщности информации говорит о том, что информация является атрибутом материи и, следовательно, всякое движение материи, ее поведение, является самоуправляемым. Иначе трудно объяснить процессы самоорганизации, такие как возникновение ячеек Бенара или знаменитый «брюсселятор» и реакция Лоуренса, изучением которых занимался
И. Р. Пригожин. В этом смысле в рассуждениях Д. И. Дубровского понятие информации как бы «вырывается» из процесса управления и рассматривается независимо от него.
Таким образом, мы видим, что функциональная концепция игнорирует обязательную связь информации с управлением. И тогда становится понятным, что не случайно в рассуждениях приверженцев этой концепции отсутствут ссылки на какую-либо конкретную систему самоорганизации (био-, социо-) или даже на простейшую систему управления. Между тем феномен информации может быть по-настоящему понят лишь тогда, когда исследователь рассмотрит информацию и ее функционирование на примере хотя бы самой простой системы управления - системы с обратной связью.
3.1. Простейшая система управления с обратной связью
Для того чтобы быть понятыми читателем, рассмотрим процесс управления полетом ракеты. Перед запуском ракеты задается цель, к которой она должна лететь. Во время полета на ракету действуют случайные воздействия - возмущения, которые изменяют траекторию полета. Для возврата ракеты на траекторию полета к цели, система управления формирует управляющие воздействия, возвращающие ракету на эту траекторию. Естественно, что как возмущающие, так и управляющие воздействия есть не что иное, как материальные и в то же время информационные воздействия, которые являются кодами.
Цель системы также представлена в кодовом виде. Все эти понятия являются информацией, так или иначе закодированной. Однако качественно они различны. Можно утверждать, что управляющие воздействия имеют смысл - достижение цели. Сама по себе цель тоже имеет смысл в некотором контексте. В то же время можно утверждать, что возмущающие воздействия для системы смысла не имеют - они случайны. Следовательно, управляющие воздействия могут рассматриваться как ценная информация -информация, возвращающая системе устойчивость, согласующая систему с ее целью.
Иными словами, только управляющие воздействия, т. е. именно ценная информация, имеет смысл, интенциональность, цель, волю, как того требует от информации Дубровский. Это означает, что требовать от возмущающих воздействий смысла, интенцио-нальности, цели и воли просто бессмыслен-
но. Именно по этой причине так важно рассматривать информацию в единстве с управлением. И, следовательно, поэтому возмущающие воздействия следует рассматривать как просто информацию, а управляющие воздействия, т. е. ценную информацию, следует рассматривать как информацию, дающую системе возможность противостоять потерям энергии, времени, информации (кода цели - будущего системы), или, другими словами, как информацию, позволяющую системе противостоять второму закону термодинамики и сохраняющую эту систему.
Но это означает, что механизм управления ракетой работает в полном соответствии с законом У. Росса Эшби - законом необходимого разнообразия - «только разнообразие может уничтожить разнообразие». Только управляющие воздействия могут скомпенсировать возмущающие воздействия, только ценное разнообразие может скомпенсировать просто разнообразие, не дать управляющей системе ракеты быть разрушенной возмущающим воздействием, изменить ее внутренне состояние - нарушить устойчивость системы. И здесь нам хотелось бы еще раз подчеркнуть, что все эти разнообразия представлены в кодовой форме, но вместе с тем они отличаются друг от друга качественно.
3.2. Различия математического описания процессов связи и управления
Обратимся еще раз к обзорной статье А. Д. Урсула [4], которая исключительно компактно и убедительно описывает состояние существовавших в то время проблем, связанных с проблемой информации и кибернетикой. И прежде всего отметим очень важное обстоятельство, на которое обращает внимание Урсул. А именно то, что следствием единства процессов связи и управления должно быть и единство математического аппарата, описывающего как процессы управления, так и процессы связи. «Однако это, казалось бы, очевидное следствие концепции кибернетики как науки об управлении, - пишет А. Д. Урсул, - не соответствует положению дел в кибернетике. В действительности теоретическая кибернетика до недавнего времени не имела единого математического аппарата для описания как процессов связи, так и процессов управления. Процессы управления (даже после того, как была высказана идея кибернетики) изучались в основном теорией автоматического управления. А процессы коммуникации,
информационной связи, изучались преимущественно средствами теории информации, в создании которой главная роль принадлежала К. Шеннону,
доказавшему ряд важных теорем связи (фомулировка понятий количества информации, пропускной способности, кодирования и т. д.). Таких (аналогичных) теорем и понятий не было в теории автоматического управления».
3.2.1. Ложность принципа дополнительности информации и энтропии и понятия негэнтропии
Следует отметить, что К. Шеннон в своей теории связи (а точнее коммуникации) никогда не говорил о количестве информации. Он был настолько корректен, что то, что сейчас почему-то называют количеством информации, он называл информационной энтропией. И в этом смысле информационная энтропия Шеннона ничем не отличается от термодинамической энтропии (см. нашу статью [5]). Нам думается, что это ложное тождество явилось причиной того, что в науку был введен ложный принцип дополнительности информации и энтропии
и, как следствие, было введено ложное понятие отрицательной энтропии -негэнтропии.
В действительности энтропия и в термодинамике, и в кибернетике является мерой потерь. В кибернетике она должна рассматриваться, как это мы могли видеть из примера, изложенного выше, прежде всего как мера разрушения ценной информации -управляющих воздействий кибернетической системы, мерой несовершенства ее управления.
Ведь если вдуматься, ложный принцип дополнительности информации и энтропии утверждает, например, что для
существования таких самоорганизующихся систем, как живые системы, они должны экспортировать энтропию во внешнюю среду. Но это означает не что иное, как убивать, что противоречит существованию самой системы Жизни и ее устойчивости. Как можно видеть, сама Жизнь настоятельно требует единства процессов связи и управления и, следовательно, единства их описания в теоретической кибернетике.
4. Концепция информации, как разнообразия, и закон необходимого разнообразия
Как отмечается в [4], в развитии кибернетики было два этапа. На первом этапе процессы связи изучались методами теории
информации, а процессы управления - методами теории автоматического регулирования. Однако в то же время появилась тенденция синтеза знаний об этих двух процессах на базе идей У. Р. Эшби, который попытался построить кибернетику, исходя из понятия разнообразия.
У. Р. Эшби впервые убедительно показал, что «информация не может передаваться в большем количестве, чем это позволяет разнообразие» [6], и что «только
разнообразие может уничтожить
разнообразие» [7].
Первое утверждение выражает суть информационной связи, а второе, как мы уже видели, - суть управления. У. Р. Эшби говорит, что разнообразие (различие) - самое фундаментальное понятие кибернетики. Разнообразие - это характеристика различения материального мира системой, или, другими словами, с какой точностью самоорганизующаяся система различает предметы материального мира, какова ее прецизионность.
По У. Р. Эшби закон необходимого разнообразия - это закон сохранения, сформулированный специально для кибернетических процессов. Этот закон объясняет сохранение кибернетической системы относительно возмущений. Если возмущения не порождают новых состояний, то такая система считается устойчивой, т. е. разнообразию воздействий соответствует разнообразие состояний и поведения системы.
Однако, как утверждает А. Д. Урсул [4], «этот закон сохранения не выражает всей сути реально происходящих процессов... он нуждается в дополнении его другими законами, выражающими не только аспект сохранения, но и изменения, развития системы. И прогресс кибернетики как раз и идет по пути установления этих более общих законов, в которые закон, сформулированный У. Р. Эшби, входит в качестве одного из необходимых компонентов».
Нами была предпринята попытка формулировки закона, способного
преодолеть недостатки закона необходимого разнообразия.
5. Закон управления-обучения
Как мы уже отмечали, информационная энтропия ничем не отличается от энтропии термодинамической. И читатель может в этом убедиться, прочитав статью [5], в которой мы это достаточно убедительно показали. И здесь нам бы хотелось обратить внимание читателя на одно противоречие, на
которое указал И. Р. Пригожин [8]. После того как Дарвин открыл в 1859 году законы биологической эволюции, стало очевидным, что материи свойственно стремление к усложнению. Ключевые элементы учения Дарвина: идея флуктуаций, случайного отбора, стохастических процессов и идея эволюции, необратимого зарождения новых структур.
Полную противоположность этому представляет собой второй закон термодинамики - закон возрастания энтропии, открытий шесть лет спустя Клаузиусом. Согласно закону Клаузиуса в изолированной системе энтропия стремится к максимуму, в результате чего торжествует хаос. Система приходит в равновесие, необратимые процессы - к конечной остановке. Позже Больцман применил идею «эволюций» к поведению газов. Его главный вывод: энтропия тесно связана с вероятностью, отбором, что означает поразительное сходство с тем, что открыл Дарвин.
Однако результат Больцмана противоположный: вероятность становится максимальной при достижении полного единообразия; приближение к устойчивому состоянию означает забвение первоначальной структуры, ее уничтожение. Как же совместить результаты Дарвина и Больцмана? Как совместить представления о неизбежном разрушении любых структур и их созидание, самоорганизацию?
Как мы показали в [5], как в первом, так и во втором случае системы стремятся ко все большей устойчивости, определяемой внешними условиями, внешними
возмущающими воздействиями. Однако если согласно второму закону термодинамики, описывающему эволюцию систем без признаков самоорганизации, такая система стремится к своему максимально устойчивому состоянию с потерей памяти о своей первоначальной структуре, то в случае эволюции систем с самоорганизацией закон, описывающий такую эволюцию, должен отражать движение к ближайшему состоянию устойчивой неравновесности посредством запоминания своей структуры, т. е. благодаря процессу структуризации ценной информации.
Закон, который нами сформулирован, как раз и описывает процесс структуризации ценной информации - выделение инварианта. Иначе говоря, он описывает процесс управления, организации как процесс обучения. Мы назвали его законом управления-обучения. Он гласит:
Управление - это диалектическое единство процессов создания свобод (избыточности - разнообразия информации) и их редукции (устранения избыточности - выделения ценной информации -инварианта) в соответствии с целью управления.
Как можно видеть, это и есть тот механизм, который имел в виду Э. С. Бауэр, формулируя свой всеобщий принцип биологии: «живые системы никогда не
бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянную работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях» [9].
В отличие от закона необходимого разнообразия, в фундаментальности которого никто не сомневается и который, как пишет А. Д. Урсул, имеет двойной аспект: «С одной стороны, кибернетическая система должна усваивать полезное разнообразие, с другой стороны - избегать вредного разнообразия. Эта двойственность реализуется в виде ценностного отношения системы к разнообразию среды. Вряд ли можно сводить все функции закона необходимого разнообразия лишь к ограничению вредного разнообразия (как это иногда получается у У. Р. Эшби): если так узко понимать смысл этого закона, то неясно, каким образом объяснить саморазвитие, накопление внутреннего разнообразия кибернетическими системами».
Сформулированный нами закон описывает как накопление внутреннего ценного разнообразия кибернетическими системами, так и наличие источника внутреннего развития - морфогенеза. Вместе с тем он является законом сохранения ценной информации
- инварианта - актуального знания - т. е. того, что определяет устойчивость эволюционирующей системы. Это позволяет поставить его в ряд известных законов сохранения вещества и энергии.
5.1. Закон эволюции как диалектическое единство закона управления-обучения и второго закона термодинамики
Таким образом, сформулированный нами фундаментальный закон управления-обучения является законом суплементарным
- законом дополнением - для второго закона термодинамики, что снимает проблему несоответствия поведения систем с самоорганизацией этому фундаментальному закону.
Это можно увидеть на примере системы «хищник - популяция». Действительно, не будь хищников, число нехищных животных
могло бы неограниченно расти. В результате могли появиться больные, неполноценные животные, что свидетельствовало бы о росте энтропии в системе «популяция». Чтобы этого не происходило, природа «произвела» хищников, которые, являясь «санитарами», регулируют количество и качество нехищных животных.
Более того, природа «беспокоится» о сохранении необходимого количества хищных животных. Как отмечает Конрад Лоренц [10], в драке двух волков побежденный волк становится, казалось бы, в невероятную для него позу - он подставляет победителю незащищенную шею, т. е. место, где расположена яремная вена! Кажется, что вот-вот зубы победителя вскроют яремную вену побежденного. Но именно эта поза побежденного заставляет победителя прекратить нападение: он, будучи разъярен, дрожит и щелкает зубами, однако просто «не в силах» тронуть шею противника. Ее вид -запретный код, который действует как мощный блокиратор агрессивных действий победителя. Но стоит побежденному слегка изменить позу, как атака тут же возобновляется.
Такого рода «сдерживатели» отнюдь не являются редкостью в природе, напротив, они настолько распространены, что мы привыкли к ним и их не замечаем. Старая пословица гласит, что ворон ворону глаз не выклюет. Как справедливо отмечает Лоренц, подобные психические механизмы необходимы всем вооруженным животным. Если бы ворон клевал в глаз самку и молодых так же, как он клюет всякий движущийся и блестящий предмет, то сейчас уже не было бы этих птиц на земном шаре. Точно так же если бы собака или волк кусали в шею своих партнеров по стае, то эти виды животных определенно подверглись бы самоистреблению в течение короткого времени [10].
Именно поэтому система «хищник -популяция» обладает достаточной устойчивостью и способна эффективно эволюционировать. Таким образом, эти два закона не противоречат друг другу, а дополняют друг друга. Это же отмечает Пригожин, ссылаясь на Мишеля Сера, говорившего об уважении крестьян и моряков к окружающему миру. «Они знают, что не властны над временем и что умножение всякой живой твари никого не теснит - это процесс самоуправляющегося изменения, который греки называли рЬу8І8 - природа» [11].
В системе «хищник - популяция», таким образом, выполняются оба закона - и второй закон термодинамики, и закон управления-обучения, которые можно было бы объединить в одном. И тут надо сказать, что, формулируя всеобщий принцип биологии, Э. С. Бауэр, по-видимому, не мог знать многих закономерностей,
существующих за пределами биологии, которые могут описываться как регулятивные процессы, т. е. процессы с обратной связью, что позволяет заключить, что этот закон справедлив для всех материальных систем, поскольку все, что мы видим вокруг нас, есть результат его разрушительной и созидательной работы.
Другими словами, такой закон, по существу, является «сквозной» эволюционной закономерностью, описывающей
самоорганизацию Вселенной на всех ее структурных уровнях».
Этот закон можно назвать законом эволюции: «Эволюция материальных
систем протекает как диалектическое единство процессов разрушения и процессов созидания - процесса роста в них энтропии, описываемых вторым законом
термодинамики, и процессов возникновения в них самоорганизации, подчиняющихся закону управления-обучения, интенсивность которых зависит от того, насколько удалены эти системы от состояния равновесия - состояния с максимальной энтропией».
6. Информация и управление - неотъемлемые свойства материи
Как следует из изложенного выше, это действительно так. Достаточно рассмотреть такие самопроизвольные процессы, как конденсация воды из невидимого пара или превращение воды в кристаллы льда в процессе ее замораживания, которые, без сомнения, также являются процессами структуризации ценной информации.
Прежде всего, цель, а следовательно, и смысл этих процессов, заключается в том, что при существующих внешних условиях, таких как температура, давление и др., эти процессы идут в направлении более устойчивых состояний. Это означает, что смысл как цель, в направлении которой осуществляется структурирование, состоит в движении по направлению к состоянию с максимальной устойчивостью при наличных условиях внешней среды и внешних воздействий. Другими словами, достижение максимальной устойчивости системы при
наличных условиях внешней среды и представляет собой цель и смысл процесса структуризации ценной информации.
Показательны примеры, которые
приводит И. Р. Пригожин в [8]. Он пишет: «В нашей расширяющейся Вселенной равновесные системы существуют наравне с неравновесными, живущими по другим правилам... Жизнь имеет в основных канонах природы куда более глубокие истоки, чем думали до недавнего времени. Я имею в виду "химические часы" - колебательные реакции, о которых сейчас говорят и пишут чрезвычайно много... Основа колебательной реакции - наличие двух типов молекул, способных превращаться друг в друга. Назовем один из них А (красные молекулы), другой В (синие). Мы привыкли думать, что химическая реакция - это хаотические, происходящие наобум столкновения частиц. По этой логике взаимные превращения А и В должны приводить к усредненному цвету раствора со случайными вспышками красного и синего. Но когда условия далеки от равновесных, происходит совершенно иное: раствор в целом становится красным, потом синим, потом снова красным. Получается, будто молекулы как бы устанавливают связь между собой на больших, макроскопических расстояниях через большие, макроскопические отрезки времени. Появляется нечто похожее на сигнал, по которому все А или все В реагируют все разом.
Это действительно неожиданность. Ведь мы привыкли считать, что молекулы взаимодействуют только на близких расстояниях и ничего «не знают» о своих дальних соседях. А здесь система реагирует как единое целое. Такое поведение традиционно приписывалось только живому - теперь ясно, что оно возможно и у систем сравнительно простых, неживых... Так жизнь перестает считаться случайностью».
Он продолжает далее: «Теперь от этого заблуждения можно уверенно отказаться. Я бы сказал так: жизнь возникает всякий раз, когда появляются некий текст и соответствующий ему "читатель"... В условиях, далеких от равновесия, наблюдаются колебания, в которых налицо определенная последовательность, текст!
Конечно, этот текст крайне примитивен, но, во-первых, он налицо, а, во-вторых, система обнаруживает высочайшую чувствительность к изменению внешних условий. А что такое жизнь? Ведь это не просто сочетание определенных химических реакций.
Нельзя забывать, что живые системы формировались под действием гравитации, обеспечивающей определенную ориентацию в пространстве, в окружении электромагнитных полей, под влиянием ритмов - суточных, годовых и прочих, существующих на нашей вполне реальной планете. То есть решающую роль должны были играть те химические процессы, которые чутко откликаются на изменения этих условий».
6.1. Аттрактор и возникновение обратной связи и аутопоэзиса
Мы привели столь продолжительные цитаты из интервью с И. Р. Пригожиным, которые, как это может видеть читатель, заслуживают особого внимания, так как до сих пор в науке все еще имеет место редукцион-но-физикалисткий стиль мышления. Носители этого стиля, в силу его линейности, привыкли к мысли, что «воздействие на некий объект и результат этого воздействия никогда не могут быть тождественными». Но именно существующие аттракторы, как, скажем, эффект, оказываемый гравитацией, создают такие условия, что система не может покинуть область аттрактора. При наличии в системе достаточных степеней свободы в ней возникает обратная связь. Благодаря ей система в последующий момент времени, в силу нелинейности обратной связи, возвращается к самой себе, к своему self. Это и есть феномен аутопоэзиса, так характерный для всего живого.
Уже здесь можно смело воскликнуть, что это и есть условие и причина происхождения жизни и мышления! Именно поэтому все живое, приобретя устойчивость благодаря обратной связи, противостоит второму закону термодинамики и вместе с тем оказывается чувствительной к крайне слабым внешним воздействиям - кодовым, т. е. информационным воздействиям. А для противостояния второму закону
термодинамики она получает энергию от нашего светила - Солнца. Это и есть суть естественной технологии Жизни.
Естественно, что именно в соответствии со вторым законом термодинамики вечного двигателя быть не может и, следовательно, со временем система изнашивается, становится уже не в состоянии сохранять свою устойчивость и прекращает свое существование. В этом смысле когда говорят, что биосфера работает по принипу безотходности, то это ошибочно, так как в ней всегда выбывают из круговорота вещества, формирующие осадочные породы.
Но самое важное заключается в том, что это системы с минимальными потерями или минимальной энтропией. И здесь уместно сказать, что так ведет себя не только живое, но и всякий процесс во Вселенной, попавший в зону действия некоего аттрактора и получающий энергию для преодоления этого действия, определяемого вторым законом термодинамики.
6.2. Космос и его эволюция
Так возникают облака из водорода, из которых впоследствии образуются звезды.
А. Дюкрок пишет: «Газ в герметически закрытом помещении ведет себя как "анархическая" система. Но скопления водорода в космическом пространстве проявляют черты направленного поведения. Здесь гравитация играет роль "концентрирующего фактора" (аттрактора в нашей терминологии - И. В.), направляя водород к тем областям, где он случайно начал скапливаться. А тогда ассиметрия, которую мы называем упорядоченностью, перестает быть случайностью и становится состоянием, к которому система стремится; тогда все понятия о вероятности теряют смысл, так как мы имеем дело с системой, эволюция которой идет не случайно, а обусловленно. Это система с обратной связью. Процесс в такой системе питает сам себя со все нарастающим размахом; развитие становится неизбежным» [12]. Так развивается Вселенная, об эволюции которой настойчиво говорил астрофизик академик В. А. Амбарцумян.
В. А. Амбарцумян «выдвинул новую концепцию образования звезд и галактик, противоположную общепризнанной
классической теории гравитационного сжатия и конденсации. Он утверждал, что возникновение звезд и галактик происходит преимущественно путем распада и фрагментации сверхплотных, массивных космических тел, что активные ядра галактик являются источником образования самих галактик. В. А. Амбарцумян предложил свою космогоническую концепцию не с целью опровержения теории гравитационного сжатия. Его
принципиальная точка зрения, как прозорливого астрофизика, заключалась исключительно в том, что в рамках теории гравитационного сжатия не могут быть объяснены все наблюдаемые нестационарные процессы, сопутствующие рождению звезд и галактик» [13].
В. А. Амбарцумян никогда не отрицал
существования процессов гравитационного сжатия и аккреции вещества. Он основывал свою концепцию не на умозрительном озарении, а на правильной и строгой интерпретации эмпирически наблюдаемого материала. Он первым обратил внимание на загадочную природу галактических ядер. Он указал, насколько это важно для понимания явлений, наблюдаемых в галактике. Последующие открытия достаточно ясно показали, что интуитивная догадка В. А. Амбарцумяна была правильной. Столь же важны его идеи относительно рождения звезд в расширяющихся звездных ассоциациях.
Так стало ясным, что одна теория гравитационного сжатия не в состоянии правдоподобно объяснить гигантское разнообразие нестационарных процессов, происходящих во Вселенной, зарегистрированных современными астрофизическими наблюдениями. В этом смысле концепция В. А. Амбарцумяна стала мировоззренческим переворотом, сравнимым, пожалуй, с переворотом Коперника.
В свете изложенного выше становится совершенно очевидным, что процессы распада и фрагментации сверхплотных, массивных космических тел являются не чем иным, как порождением разнообразия - информации, а процессы гравитационного сжатия и конденсации являются процессами редукции этого разнообразия. Иными словами, это и есть самоуправляемый процесс - процесс эволюции Вселенной.
6.3. Принцип всеобщности единства информации и управления
Нам думается, что мы привели достаточное число примеров, показывающих, что не только не бывает управления без информации, но и информации не бывает без управления. Надо думать, что это фундаментальное свойство Вселенной, которое справедливо может быть описано принципом всеобщности единства информации и управления.
Это означает, что эти две категории кибернетики связаны друг с другом неразделимо и представляют собой всеобщее единство. Они существуют независимо от познающего субъекта так, как существовали до появления человека на планете Земля. И тут, естественно, мы позволим себе не согласиться с А. Д. Урсулом, что «В области неживой природы есть информация, но нет управления» [4], отчетливо сознавая, какой гигантский вклад был сделан этим выдающимся исследователем в философию
информации и кибернетики.
Заключение
Итак, из того, что нам удалось показать всеобщность единства информации и управления, следует, что процессы связи и управления должны быть описаны одним и тем же аппаратом. И надо понимать, что математический аппарат тут бессилен перед мощью разнообразия. Действительно, в силу того что передача информации по каналам связи может подвергаться возмущающему воздействию, искажающему передаваемое сообщение, его передача требует управления, нейтрализующего влияние помех - потерь информации, времени, энергии.
Иными словами, и для связи справедлив сформулированный нами закон управления-обучения. Технически это означает, что передача должна осуществляться с избыточностью разнообразия, с тем чтобы на приемном конце канала связи ее можно было восстановить - редуцировать к (ценной для нас) информации, отправленной передатчиком. То есть так, как это делает наша естественная система восприятия, уже содержащая эту избыточную информацию, в случае, когда имеет место искажение отдельных слов в сообщении.
Что же касается отмеченной в материалах круглого стола конвергенции информационного подхода с когнитивным, то следует заметить, что в моделях когнитивных наук отсутствует источник развития, источник порождения разнообразия, а понятие «знание» не наполнено содержанием. Наш кибернетический подход определяет знание как накопление структурированной информации и выделение из нее инварианта в соответствии с целью управления, что и представляет собой процесс обучения - сохранения системой самой себя, проявляющейся в феномене аутопоэзиса.
Для того чтобы убедиться в этом, достаточно познакомиться с работой иммунной системы, анализ которой был сделан нами в [14]. Поэтому утверждение, которое делают Д. И. Дубровский и И. В. Мелик-Гайказян, о том, что информация является процессом, выглядит по меньшей мере странно. Это утверждение вносит неясность в понятие информации, отсекает ее от процесса управления, что мешает плодотворному развитию междисциплинарных связей, а следовательно, и развитию ряда научных направлений.
В частности, утверждение Д. И. Дубровского о необходимости расшифровки
мозговых кодов психических явлений есть не что иное, как еще одно заблуждение, являющееся результатом накопления его более ранних заблуждений, которые мешают развитию такого важного для развития науки направления, как искусственный интеллект, утверждая его логико-математическую модель. И хотя он презентует себя как психолог, однако при этом совершенно игнорирует достижения культурно-исторической психологии и культурной антропологии, которые утверждают, что поведение человека определяется культурой, языком.
Поэтому расшифровка семантического кода ничего дать не может, ибо, как говорится, «каждый сходит с ума по-своему». А понятия, как инварианты языка,
формируются в лоне культуры, вне индивидуального сознания. Они есть результат коллективного сознания. Именно поэтому так важно развивать направление в искусственном интеллекте, связанное с интерфейсом «человек - машина» как эволюционным продолжением интеллекта естественного (см. нашу статью и интервью в эл. журнале psyanima.ru № 2, 2009). В этом смысле странно слышать от Д. И. Дубровского заявление о возможности обойтись без понятия информации, когда значительно важнее для развития науки прислушаться к мнению А. Д. Урсула и признать необходимым считать информацию общенаучной категорией.
Хочется особо отметить, что исключительно важным для устойчивой эволюции общества должны стать исследования процесса конвергенции информационных технологий с нанотехнологиями. Достижения нанотехнологии настолько поразительны, что уже существуют компьютерные системы, сращенные с радиоустройствами, способными уместиться на толщине листа бумаги. Иными словами, возникает то, что именуют «Интернетом вещей», когда Интернетом становиться все окружающее человека пространство. Именно поэтому возникает настоятельная необходимость разрешения проблемы несанкционированного доступа, информационной безопасности вообще, определенный вклад в которую был также сделан нами [14].
К сожалению объем статьи не позволяет обсудить все идеи, нашедшие место в исключительно актуальной и полезной дисскусии за круглым столом. Мы коснемся лишь некоторых.
Хочется отметить ясное по форме и со-
торое китайские коллеги называют сегодня философией информации. А специалистам в области информатики - в том секторе, который соприкасается с философией и которой мы называем философскими проблемами информатики. Это будет тот комплексный подход, который представляется наиболее перспективным ».
Нам думается, что наш подход согласуется с инновациями в политической жизни России, с тем, что ее руководство считает важным иметь с обществом «обратную связь» и поэтому реализует идею «расширенного правительства». Это внушает надежды на лучшее будущее и для Армении.
держательное выступление К. К. Колина, посвященное философии информации и философским основам информатики. Он справедливо утверждает, что игнорирование проблем информационного общества и недооценка информационных аспектов в жизни современного общества ведет к серьезным негативным последствиям. А после знакомства со статьей китайского ученого Лю Гана сознаешь, какой задел сделан А. Д. Урсулом и К. К. Колиным для плодотворного развития философии информации, для разрешения проблем информационного общества. Хочется отметить призыв К. К. Колина к «активизации исследований в том секторе науки, ко-
Литература
1. Дубровский Д. И. Проблема духа и тела: возможности решения // Вопросы философии, 2002.
№ 10.
2. Торосян А. Ц. Открытие основной функции живого. Фундаментальная теория. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 2005.
3. Урсул А. Д. В кн.: Диалектика фундаментального и прикладного. - М.: Мысль, 1990.
4. Урсул А. Д. Информация и кибернетика // Природа, 1972. № 5.
5. Варданян И. А. Принцип всеобщности информации, экологический императив и человекомашинные компьютерные системы // Биологический журнал Армении, 1999. Т. 52. № 3-4.
6. Эшби У. Р. Введение в кибернетику. - М., 1959. С. 248.
7. Там же, с. 294.
8. Пригожин И. Р. Мы только начинаем понимать природу // Краткий миг торжества. - М.: Наука,
1989.
9. Бауэр Э. С. Теоретическая биология. - М.-Л., 1935.
10. Лоренц К. Кольцо царя Соломона. - М.: Знание, 1978.
11. Пригожин И. Р., Стенгерс И. // Природа, 1986. № 2.
12. ДюкрокА. Физика кибернетики // Кибернетика. Итоги развития. - М., 1979. С. 96.
13. ШахбазянЮ. Л. Амбарцумян. Этапы жизни и научные концепции. - М.: Молодая гвардия, 2011.
14. Варданян И. А . Иммунная система как управляющий интерфейс с окружающей средой и проблема искусственного интеллекта // Биологический журнал Армении, 2005. Т. 57. № 1-2.
УДК 519.816
ВЗАИМОСВЯЗЬ КАЧЕСТВЕННОЙ И КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ВАЖНОСТИ КРИТЕРИЕВ В МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗАДАЧАХ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
А. П. Нелюбин, аспирант Тел.: (905) 554-12-55, e-mail: nelubin@gmail.com Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН http://www.imash.ru/
В. В. Подиновский, д. т. н., ординарный профессор Тел.: (916) 993-70-35, e-mail:podinovski@mail.ru Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», ЛАВР
http://www.hse.ru/
