Алексей Шилейко - Информация или интуиция?

ОТКУДА БЕРЁТСЯ ИНФОРМАЦИЯ!

И еще одно, самое последнее, рассуждение, перед тем как окончательно распрощаться с читателем. Рассуждение о том, как возникает информация. Следуя второму началу термодинамики, мы должны утверждать, что общее количество информации в природе может лишь либо уменьшаться, либо оставаться постоянным. Однако в отдельных, локальных системах количество информации может увеличиваться. Так как же она возникает?Есть хорошо известный в биологии факт, что постоянные браки между близкими родственниками приводят к вырождению. Наоборот, новые биологические виды могут быть получены при скрещивании достаточно отдаленных ветвей. Сейчас мы знаем, что это свойство есть именно свойство информации, заложенной в хромосомах. При браках между родственниками подчеркиваются и закрепляются имеющиеся генетические дефекты, в то время как скрещивание отдаленных ветвей приводит к появлению новой информации.Все то же самое должно быть справедливо и для интеллектуальной деятельности. Мы говорим об этом потому, что в последние годы очень модным стало стремление избавить работника интеллектуальной профессии от так называемой рутинной деятельности. Всевозможные автоматы начинают поставлять нам все больше раз личных заготовок — полуфабрикатов. Такое происходит и в искусстве, и в музыке, и, в частности, в науке, где всевозможные информационно-поисковые системы ставят себе целью в конечном итоге избавить ученого от необходимости иметь дело с литературой.Трудно представить себе более рутинную работу, чем разыгрывание гамм на рояле. Однако еще труднее представить себе пианиста, никогда не играющего гамм. И важно именно то, что при разыгрывании гамм не только увеличивается гибкость пальцев, приобретается то, что называется техникой игры, но и устанавливаются зависимости между отдельными звукосочетаниями и мышечными сокращениями. Точно так же и в науке. Пользуясь полуфабрикатами, ученый перестает видеть ту самую общую картину, которая, по нашему предположению, лежит в основе всякого открытия. Роясь в библиотеках, просматривая сотни ненужных на первый взгляд публикаций, ученые получают возможность черпать отдельные фрагменты, штрихи, мазки — называйте их как угодно, — которые в конечном итоге и складываются в общую картину. Приведем в этой связи несколько строк из книги М. Шагинян «Человек и время»:«Шли дни, месяцы, годы такого чтения в поисках «истины — до конца» (которого, кстати сказать, и не бывает). И прочно, как возводимое каменное здание с цементом, скрепляющим камни, вырастала привычка. Замечательная привычка, сделавшаяся моей «подругой» на всю долгую жизнь. Привычка находить нужную книгу; а в книге находить ее самое нужное место; а нужное место правильно конспектировать, ставя номер страницы. Привычка вдумчивого чтения, открытия цитатной мысли у автора; усвоения побочных мест, могущих пригодиться; привычка чувствовать себя в книге,— любой и почти на любом иностранном языке, во всяком случае на трех из них, — не как в гостях, а как дома. Словом, привычка хорошо понять и отложить в записях для памяти нужную тебе книгу. Пусть она потом забудется. Но память хранит ее в своей кладовой для первого нужного случая. И вы. останетесь богачом знаний даже в периоды своих беспамятств, богачом знаний, потому что удерживаете в памяти связь между всем прочитанным, как нитку в ожерелье жемчужин. Постепенное обретение простого опыта, что изолированной науки в мире нет и все познанное человеком перекликается, — оно-то, в сущности, и составляет секрет «образованности».

Слово «информация» известно в наше время каждому. Между тем вошло оно в постоянное употребление не так давно, в середине двадцатого века, с подачи Клода Шеннона. Он ввел этот термин в узком техническом смысле, применительно к теории связи или передачи кодов (которая получила название «Теория информации»). В настоящее время наполнение этого термина получило гораздо более глубокий смысл. И это не случайность, а следствие того, что только в последние десятилетия выявилась необходимость осознанной организации процессов движения и обработки того, что имеет общее название «Информация». Между тем само понятие «Информации» во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности. Представляется, что настало время рассмотреть обмен Информацией в целом как глобальное явление и попытаться найти его общие свойства и закономерности, знание которых может оказаться полезным в изучении каждой конкретной реализации этого явления.Для того чтобы вывести наиболее общее определение понятия «Информация», выделим такое его свойство, которое с одной стороны было бы присущим любому его конкретному проявлению, и с другой стороны, позволяло бы отличать их от проявлений других понятий. Другими словами мы хотим выделить необходимый и достаточный признак, по которому мы будем определять, относится ли то или иное явление к проявлению понятия «Информации».

Начнем с того, что построим самую простую схему из трех понятий: «Объект», «Среда» и «Взаимодействие». «Объект» – это нечто устойчивое во времени и ограниченное в пространстве интересующее нас как единое целое. «Среда» – это множество всех других потенциальных «Объектов» интересующих нас только с точки зрения их влияния на состоянии выделенного «Объекта» и обратного влияния «Объекта» на их состояния. «Взаимодействие» – это растянутый во времени процесс взаимозависимого изменения параметров состояния «Объекта» и «Среды». Эта схема является замкнутой в том смысле, что «Среда» включает в себя все потенциальные «Объекты» способные влиять на состояние выделенного «Объекта». Далее мы не будем брать в кавычки приведенные понятия.

В природе существует два фундаментальных вида взаимодействия: обмен веществом и энергией. Фундаментальность этих видов взаимодействия заключается в том, что все прочие взаимодействия происходят только через их посредство. Эти виды взаимодействия подчиняются закону сохранения. Сколько вещества и энергии один объект передал другому, столько тот и получил, и наоборот. Потери, происходящие при передаче, не рассматриваются, ибо потери вещества и энергии в замкнутой среде не возможны и то, что называют потерями, является отдельными актами взаимодействия с другими объектами той же среды. Среда замкнута именно в том смысле, что все взаимодействия происходят только внутри ее.

Энергетическое и вещественное взаимодействие объектов является симметричным, т.е. сколько один отдал столько же другой получил. Переходы между веществом и энергией не влияют на общий баланс, поскольку действуют законы сохранения константы их соотношения. Так же не влияет на общий баланс разрушение объекта в результате таких взаимодействий, так как опять же сохраняется сумма констант соотношения вещества и энергии, образовавшихся в результате разрушения частей (новых объектов).

Примем за аксиому, что на основе комбинации фундаментальных взаимодействий, между объектами может происходить взаимодействие более высокого порядка, при котором от одного к другому переходит некоторая субстанция и при этом потери одного не совпадают с приобретением другого. Такое взаимодействие является несимметричным. В предельном случае несимметричного взаимодействия при передаче субстанции между объектами один из них ее приобретает, а другой не теряет. Изменение количества энергии и вещества при этом естественно, будут иметь место, поскольку данный акт взаимодействия имеет в своей основе комбинацию фундаментальных видов взаимодействия обеспечивающих перенос субстанции.

Теперь сформулируем наиболее общее определение понятия Информации, от которого мы будем отталкиваться в дальнейшем.

Любое взаимодействие между объектами, в процессе которого один приобретает некоторую субстанцию, а другой ее не теряет называется информационным взаимодействием. При этом передаваемая субстанция называется Информацией.

Из этого определения следует два наиболее общих свойства Информации. Первое – Информация не может существовать вне взаимодействия объектов. Второе – Информация не теряется ни одним из них в процессе этого взаимодействия.

Шилейко А. В., Шилейко Т. И. Информация или интуиция?1

ПЕРВЫЕ ВСТРЕЧИ1

ЧТО ТАКОЕ ИНФОРМАЦИЯ2

ДВЕ ЗАГАДКИ3

СКОЛЬКО ИНФОРМАЦИИ?5

ОГЛЯНЕМСЯ НАЗАД7

ИНФОРМАЦИЯ И СЛУЧАЙ8

ЭНЕРГИЯ ПЕРВЫЙ СОРТ11

ЭНЕРГИЯ И ЭНТРОПИЯ13

О ВНУТРЕННЕМ СОВЕРШЕНСТВЕ16

ИГРАЕМ В БИЛЬЯРД18

Модель ТОМА СОЙЕРА19

БИЛЬЯРД С КРЫШКОЙ20

БАЛЛОН С ГАЗОМ22