Информационные аспекты синергетики

Задачей науки является выяснение места информации в общем процессе развития Природы Общества. Н.Н.Моисеев не согласен с мнением тех ученых, которые считают информацию всеобщим свойством материального мира. Строгого и достаточно универсального определения информации нет и оно вряд ли возможно.

Необходимость в этом понятии возникает лишь тогда, когда мы описываем свойства живого. Если описывать развитие материального мира, опираясь на принцип “лезвия Оккама”, то информация появится в нем лишь тогда, когда мы начнем изучать системы с целеполаганием, то есть объекты, способные к целенаправленным действиям. В этом случае нельзя описать процедуры принятия решений и изучать зависимость характера принимаемых решений от изменения внешних условий без термина “информация”.

(Уильям Оккам, 1285-1349, англ. философ-схоласт, логик и церковно-полит. писатель, францисканец, автор принципа, согласно которому понятия, несводимые к интуитивному и опытному знанию, должны удаляться из науки - “бритва Оккама”: сущности не следует умножать без необходимости).

Все процессы, протекающие в неживой природе, подчиняются законам физики и химии и могут быть объяснены и поняты без привлечения термина “информация”, а также и без понятия обратной связи.

В обычном, то есть житейском смысле слово “информация” означает сумму сведений, которую получает субъект (человек или животное) об окружающем мире или о самом себе, с помощью которых он может прогнозировать результаты своих действий и отбирать способы использования своих возможностей для обеспечения собственных интересов и для достижения поставленных целей.

В этой трактовке информации центральной фигурой оказывается субъект, который использует полученные сведения в своих интересах. Понятие субъект может быть распространено и на надорганизменные системы, обладающие целеполаганием.

Информация сама по себе ничего не стоит и не означает ничего. Ценности информации как ее абсолютной характеристики не существует. Качество информации оценивается прежде всего тем, насколько знания, полученные о предмете или окружающей обстановке, помогают в принятии решений. Только тогда, когда существует цель, раскрывается значение, ценность и смысл информации.

Понятие ценности информации обусловлена активностью сознания. Информация и ее оценка возникают и могут быть понятыми лишь в контексте отношений субъект — объект.

Понятие “память” также естественным образом связывается с представлением о субъекте, совершающем выбор. Живые существа всегда обладают хотя бы зачатком целеполагания - стремлением к сохранению собственного гомеостазиса. В этом случае применимо представление о памяти как о механизме хранения, накопления и извлечения информации в интересах организма. Таким образом, в мире живой материи память выступает в качестве некоторого элемента информационной службы организма.

По мере развития живой природы и общества, роста разнообразия и сложности их организационных форм изменяется место и значение информации, ее влияние на скорость и другие характеристики процесса самоорганизации.

Необходимость использования информации, ее накопления и хранения, то есть памяти, возникает лишь на определенном этапе саморазвития материального мира. В ходе развития появлялись качественно новые формы памяти, способные воспринимать, хранить и передавать новые типы информации. Вместе с развитием памяти изменялись и способы использования информации. Ее значение и влияние на характер развития возрастают по мере усложнения организации. Дальнейшее развитие материи, жизни и общества, требуют все больших объемов информации.

В ходе процесса самоорганизации возникают разные типы памяти: генетическая, подражание (“Делай, как я!), обучение (система “Учитель”). Вероятно, существуют формы памяти, нам неизвестные.

В первом случае речь идет о воспроизведении и наследовании материальных структур - макромолекул, которые подчиняются жестким правилам и могут быть объяснены без использования понятия информации. Ведь здесь еще нет субъекта - носителя определенных целей, и на этом уровне еще нет обратных связей, обеспечивающих гомеостазис.

Механизм генетической памяти, конечно, способствует совместно с мутациями и отбором совершенствованию популяций, их приспособлению к меняющимся условиям среды, но он не дает организму никакой свободы выбора. На этом уровне еще нельзя говорить о качестве передаваемой информации, ибо здесь еще не существует той естественной целевой функции, значение которой изменялось бы в зависимости от характера передаваемой информации.Говорить о качестве информации на этом уровне бессмысленно (как говорить о качестве законов Ньютона).

На организменном уровне появляется “субъективность”. Восприятия и реакции уже не являются однозначно определенными - они зависят и от качества рецепторов, и от способа распознавания сигналов, и многих других факторов, связанных с информационной службой организма.

Еще более сложным является механизм хранения и передачи информации в системе “Учитель”. Ценность информации, хранимой и передаваемой учителем, проявилась в рождении еще одного механизма отбора - морали и нравственности. Сама возможность передачи и использования информации с помощью системы “Учитель” диктовала и определенные нормы поведения.

На процесс формирования морали и нравственности ушло много времени, и нормы поведения не были однозначными и неизменными; они изменялись соответственно изменению условий. Однако их возникновение и изменение порождались не целесообразностью, а информацией.

В самом деле, если ценность информации определяется качеством поведения, вырабатываемого на ее основе, то это означает, что в игру вступает интеллект. Он сопоставляет, анализирует, делает выводы, принимает решения. Выводы и решения могут быть и ложными (например, суеверия). Таким образом, целесообразность связана с моралью и нормами поведения весьма опосредованно.

Здесь мы сталкиваемся еще с одним противоречием, еще с одной нетривиальной особенностью процесса самоорганизации. Бездумные действия безусловного или условного рефлексов, как правило, всегда целесообразны. А вот поступки весьма интеллектуального человека вполне могут быть и ошибочными. Они могут быть ложными, наносящими ущерб и самому организму, и его окружению. Другими словами, интеллект сам по себе еще не является гарантом целесообразности.

Возможное объяснение этого феномена заключается в следующем. Наблюдая рефлексы животных, мы обычно имеем дело с конечным результатом их формирования. Ошибочные варианты поведения к этому времени исключаются, мы их не наблюдаем (за исключением экспериментальных условий). Что касается интеллекта, то он дает людям возможность не только предвидеть результаты, но и осознавать противоречивость целей, их многокритериальность. Ситуация типа “буриданов осел” - это типично человеческая ситуация. Животный мир не знает подобных коллизий.

Объясняется это тем, что человек живет в условиях значительно большей неопределенности, нежели животные, которых не гложут сомнения. Этот уровень неопределенности и является источником не только нетривиальных решений, но и возможных ошибок, когда человек, не желая того, действует тем не менее во вред самому себе.

Обретя Разум, Человек приобрел вместе с ним не только новые возможности, но и новые трудности - трудности выбора. С одной стороны, вместе с интеллектом он получил удивительную способность предвидеть результаты собственных действий и поступков, возможность создавать и использовать в своих целях огромные массивы информации. С другой стороны, эта информация раскрывает перед Человеком сложную противоречивость окружающего мира, понимание которой и приводит его в плен неопределенности.

Наука возникла в одном из последних актов процесса развития разумной жизни, ее самоорганизации. Она представляет собой одно из наиболее ярких проявлений информационной сущности современного общества, в котором знания, то есть упорядоченная информация, начинает играть определяющую роль.

Возникшая из чисто практических нужд, наука сегодня поднялась до высочайшего уровня абстракции, и поэтому ее связи с конкретными потребностями общества становятся все более опосредованны.

Человечество, создавая научные знания, очень часто заранее ничего не может сказать об их полезности, предсказать дальнейшее развитие науки, объяснить причины, побудившие ученого заниматься теми или иными проблемами. Мы плохо представляем законы, которые управляют развитием науки. В результате знания обретают самостоятельную жизнь. Возникает самостоятельная ценность знаний, а каждая научная дисциплина обретает собственную логику развития. То есть каждая наука начинает жить собственной жизнью.

Знания накапливаются впрок. Они оттачивают интуицию, содействуют проявлению феномена открытия, порождают спонтанные скачки в нашем понимании окружающего мира. Открытия - это проявление крайней нелинейности процесса самоорганизации информационной базы цивилизации.

Среди различных кризисных явлений особое место занимает информационный кризис.

При недостатке информации процедурам принятия решений свойствен высокий уровень неопределенности. В этом случае на формирование решений оказывают большое влияние субъективные факторы. Однако избыточность информации также порождает трудности и в простых случаях оказывается просто бесполезной.

Наши знания, как и наша деятельность, непрерывно усложняются. Их объем и количество связей, которые приходится учитывать в практической деятельности, растут быстрее, чем экспонента. Если техника работы с информацией остается старой, то новые знания с какого-то момента перестают быть нужными.

Для того, чтобы сделать что-либо новое, приходится хорошо изучать старое, чтобы избежать повторов. При старой технике работы с информацией исследователь не располагает возможностью за обозримый срок изучить тот передний край научных знаний, за которым начинается путь в неведомое. Сегодня мы наблюдаем, что количество работ, повторяющих известные результаты, стремительно растет. Эффективность затрат на новые научные разработки начинает постепенно снижаться.

Другой пример - быстрый рост сложности управления деятельностью, которое требует изучения и учета всех связей. В управленческую сферу вовлекается все большее число людей, что порождает целый ряд новых трудностей: растет число согласований, ошибок и пр., в результате падает эффективность управления - растет мера хаоса.

Есть и еще одна сфера работы с информацией. Нам все чаще приходится иметь дело с объектами, с которыми экспериментировать невозможно в принципе. Единственную информацию о поведении подобных объектов могут дать лишь исследования их математических моделей, которые при старых методах работы требуют необозримых затрат времени.

Эта трудность в значительной степени преодолевается в связи с изобретением компьютеров. Это изобретение столь же эпохальное событие, как и овладение огнем на заре истории. ЭВМ тоже суждено изменить весь облик нашей цивилизации. Среди тех проблем, которые ЭВМ помогут разрешить людям, отметим главную проблему современности - конфликт между Человеком и Природой.

Для того, чтобы сформировать стратегию взаимоотношений между Человеком и Природой - стратегию Разума, недостаточно традиционных методов, основанных на исследовании локальных экологических ситуаций. Нам необходимо научиться изучать биосферу как единое целое, исследовать свойства этой сверхсистемы, законы ее развития, ее реакции на антропогенные нагрузки, то есть необходимо научиться оценивать влияние человеческой деятельности на изменение параметров биосферы и тенденций ее изменения как единой системы.

Биосфера - это уникальный объект, существующий в единственном экземпляре, объект, который находится в вечном движении. В этих условиях обычный, не машинный эксперимент становится ненадежным средством исследования. Но, самое важное, эксперименты с биосферой крайне опасны, ибо в силу какой-либо случайности могут поставить человечество на грань катастрофы. Поэтому экспериментирование с биосферой абсолютно недопустимо.

Располагая лишь теми методами работы с информацией, которые принято использовать в традиционном естествознании и истории, мы не сможем правильно оценить характер эволюции биосферы в условиях растущего влияния на нее цивилизации. Проблемы изучения биосферы и условий гармоничного развития биосферы и общества оказываются гораздо сложнее всех тех проблем, с которыми мы сталкивались до сих пор.

Объединение способностей человеческого интеллекта со способностями вычислительной машины - решающее достижение в разработке той инструментальной основы, которая необходима для теории развития ноосферы и решения возникающих при этом практических задач. Инструментарий, который возникает в результате симбиоза логики и интуиции, методов, возникших в точных и гуманитарных дисциплинах, можно будет назвать “коллективным” интеллектом. Создание подобного инструмента будет качественно новым шагом в развитии средств познания окружающего мира и цивилизации.