6. Неоднородности субстрата и информация

К фундаментальным сущностям Мира относят массу, энергию, пространство, время, информацию [5]. До настоящего времени нет ясности, какое из перечисленных понятий является первичными, а какое производным.

Выше выдвинуто предположение, что в основе Мира лежит материя - сетевой субстрат. Структура субстрата есть совокупность неоднородностей разной природы. Пространство отражается сознанием как совокупность «вещей», то есть неоднородностей материи и движения. «Вещи» образуются при сгущении движущегося субстрата. Динамика внутреннего движения «вещей» определяет их свойства: массу, заряд, спин, энергию. Субстрат является одновременно сплошным и дискретным (неоднородным).

Подвижность субстрата есть динамика его неоднородностей. Направленное изменение неоднородностей ощущается сознанием как движение, как время, перемещение, эволюция. «Статика» неоднородностей представляется как вещи, объекты, структура, пространство. Разделение неоднородностей на статичные и динамичные является условным. Все статичные структуры «наполнены» циклическим движением (колебание, вращение).

Сознание способно воспринимать только неоднородный Мир. Если бы Мир был абсолютно однородным, неизменным, то он оставался бы невидимым. Эта особенность, например, используется лягушкой для уменьшения нагрузки на её мозг. Лягушка видит только движущиеся предметы (врагов и пищу). Покажем, что человеческое сознание также способно воспринимать Мир только в движении.

То, что воспринимается сознанием, принято называть информацией, следовательно, информация и неоднородности материального Мира имеют общую природу. Попытаемся показать, что информация, также как время и пространство, является субъективным переживанием неоднородностей.

Информация проникает в сознание и переживается как время и пространство, следовательно, информация является первичным понятием, а пространство и время - вторичными. Проведём исследование природы информации.

Термин «информация» происходит от латинского «information», что означает «осведомление», «представление», «разъяснение». Это слово как термин в начале нашло употребление в журналистике. Затем получило распространение в разных областях знаний: в теории связи, социологии и других. В сороковых годах XX века информация как объект исследования была рассмотрена в работах Шеннона [25] и Винера [26]. Теорию интересовали проблемы передачи сигнала по каналу связи с минимальной потерей информации. При этом вопрос о сущности информации не возникал. Винер ограничился замечанием, что информация - это не материя и не энергия. Это утверждение верно, т.к. информация – это неоднородности материи.

Н. Винер [26] связал информацию с управлением. Так появилась кибернетика, которая расширила область применимости информации за пределы человеческих функций, показав, что законы управления в биологических системах очень сходны с функционированием автоматов (роботов), созданных человеком. И там и здесь циркулируют сигналы (информация). Далее термин информация был использован биологами, изучавшими наследственность и механизмы управления в живых системах. К проблеме информации обращались многие учёные [6].

В 1955 г. биофизик Н.П. Рашевский предложил топологический подход для измерения количества информации. Исходя из идеи Рашевского, кибернетик У.Р. Эшби [27] интерпретировал информацию как передаваемое разнообразие. Под разнообразием понималась совокупность различных элементов, связей, отношений свойств объектов. Концепцию информации как разнообразия развили кибернетики В.М. Глушков [28], Б.Н. Петров, С. Бир, а также философы И. Земан, К.Е. Морозов, В.С. Тюхин, А.Д. Урсул.

Цацковский считал информацию материальной. А.Д. Урсул связывал информацию с фундаментальным свойством материи – отражением. По его мнению, информация - это отражённое разнообразие. В.И. Ленин предположил, что всей материи присуще свойство сходное с ощущением (отражение) и что существует генеалогическая связь между низшими и высшими формами отражения.

Ребане А.К. и Вейцзакер определяли информацию как форму. По их мнению, источником информации является любая форма. Массу и энергию они также рассматривали как специфическое выражение информации. Однако Вейцзакер считает, что информация это не просто форма, а чьё-то знание об этой форме, то есть предполагается наличие субъекта познания (приёмника информации).

У.Р. Эшби, А.Д. Урсул и Вейцзакер, допуская атрибутивность информации, всё же рассматривали только ту её часть, которая «отразилась» в сознании или на других носителях информации. По Урсулу информация - это часть отражения, образ, возникающий в голове.

Как видно, мнения разделились на два фронта. «Атрибутисты» квалифицируют информацию как атрибут любого материального объекта, оценивают информацию как меру упорядоченности структур и взаимодействий. По их мнению, хранилищем информации объектов неживой природы является собственная упорядоченная структура. Они отличают информацию в веществе и в природе от информации в голове наблюдателя. Форма (Ребане), образ (Урсул), - это все потенциальная информация, которая может быть воспринята, изучена. Эта материальная часть информации привязана к своему носителю. Другая (идеальная часть) может мигрировать, менять носитель.

«Функционалисты» связывают информацию лишь с функционированием самоорганизующихся систем, при этом под самоорганизующимися системами предполагают лишь живые объекты и кибернетические автоматы. В философском энциклопедическом словаре информация толкуется как сообщение, осведомление о положении дел, сведения о чем-либо, передаваемые людьми [6].

Однако эта точка зрения не учитывает множества фактов, где понятие «информация» используется для объяснения процессов, протекающих без участия головного мозга человека. Нервная клетка – нейрон получает, перерабатывает и выдаёт информацию даже вне головного мозга. Любая клетка живого организма через мембрану, отделяющую её от окружающей среды, передаёт и получает информацию. Гормоны, метаболиты, «путешествуют» по организму как «почтальоны», переносят информацию от клетки к клетке. Иммунная система опознает «врагов» и предпринимает действия по их уничтожению. Можно приводить много других примеров, но и этих достаточно, чтобы понятие «информация» распространить на всё живое.

Если обратиться к неживой материи, то и там можно увидеть проявление информации. Молекулярные структуры на поверхности твёрдых тел способны «узнавать» определенные молекулы в хаосе газовых смесей и совершать только с ними различные химические превращения. Это явление называется гетерогенным катализом. Такими свойствами обладают не только катализаторы, созданные человеком, но и естественные, природные минералы, глины. Есть гипотеза, что именно глины послужили субстратом для синтеза протобионтов [30].

Турбулентные процессы в атмосфере, в океане не могут происходить без циркуляции информации, без наличия положительных и отрицательных обратных связей. Резонансные системы всевозможных природных маятников (сухой лист дерева на ветру, травинки) являются своеобразными колебательными системами, резонансными фильтрами, «вырезающими» из шума ветра определённую полосу частот колебаний. Как видно информация – это атрибут не только живой, но и всякой материи.

На наш взгляд спор между функционалистами и атрибутистами не имеет смысла, т.к. первые изучают и используют в практических целях верхушку айсберга, которая и виднее и доступнее, и на первый взгляд полезнее. Атрибутисты пытаются заглянуть в корень и увидеть подводную часть айсберга. При этом описания одного и того же объекта выглядят разными и даже на первый взгляд несовместимыми.

Возражая функционалистам, которые информацию связывают только с деятельностью человеческого сознания, можно сказать, что они правы лишь частично. Сознание, ставшее главным инструментом выживания человека, просматривается в этой роли и у более простых живых организмов. Использование и изготовление орудий труда и охоты можно увидеть у насекомых, млекопитающих, птиц [29]. Обобщая, можно допустить, что любой природный феномен проходит свой долгий эволюционный путь восхождения. На этом пути он изменяется и качественно, и количественно, приобретая новые эмерджентные свойства, но сохраняет в себе старое иногда только в виде следов. Именно поэтому возникла современная парадигма глобального эволюционизма. Исходя из изложенного выше, можно принять как постулат, что и информация, так широко используемая человеком, своими корнями уходит в фундамент Мира.

Итак, многие авторы сходятся во мнении, что информация – это атрибут материи и проявляется как разнообразие форм, свойств, алгоритмов, интервалов времени и т.п. Поэтому определение академика Глушкова В.М., что информация - это мера неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени, наиболее близка к истине [27]. Очевидно, что информация связана с пространством (форма), со временем (телеграф Морзе, модуляция радиоволн и другое), с энергией (передача информации всегда требует затрат энергии), с материей (любая информация всегда имеет свой материальный носитель).

Очевидно, информация (неоднородности) никогда не может быть оторвана от материи. При копировании она сразу без промежуточной (идеальной) стадии оказывается на другом носителе. Когда ставят канцелярскую печать, то оттиск сразу появляется на бумаге, и нет стадии, когда информация уже «ушла» со штемпеля и еще не «прибыла» на бумагу. Будучи атрибутом материи, информация также должна считаться материальной. Слепой человек, читающий книгу пальцами, ощущает выпуклости на бумаге, т.е. информация дана ему в ощущение, следовательно, по определению она материальна.

К недостаткам определения информации по Глушкову следует отнести использование понятий пространство и время. Что такое пространство и время до сих пор нет четкого понимания. Получается, что информация определяется посредством других неопределенных понятий, что не вносит ясности.

Приведём более общее определение информации. Информация – это любые неоднородности материи. В нашем определении информации используются только понятия материя и неоднородность. Пространство и время исключены, т.к. являются производными сознания.

Определим материю как субстанцию, которая может вызывать ощущение (осознание) у потенциального наблюдателя. Неоднородность - это количественная и качественная различимость состояния субстанции средствами потенциального наблюдателя, в том числе и средствами разума. Если объекты не различимы средствами наблюдателя, то из этого нельзя делать вывод об их идентичности. Просто различия (информация) не доступны наблюдению. Абсолютно однородная среда (гипотетическая) не содержит информации.

Из определения информации академика Глушкова В.М. изъято также слово «мера», т.к. очень многое, что невозможно измерить, может подходить под статус информации. Такая концепция не только закладывает информацию в фундаментальные основы Мира наряду с пространством, энергией, массой, но и раскрывает природу информации. Информация – это «рябь» на субстрате. Если пространство может характеризоваться кривизной [3, 10], то это тоже проявление неоднородности, следовательно, проявление информации.

В нашем сознании система неоднородностей воспринимается, как образ, форма. Создавая скульптуру из глыбы мрамора, человек создает только новые неоднородности (форму). Там, где есть материя туда органически «вплетается» информация. Вероятно, неоднородности (флюктуации вакуума) появились вместе с нашей Вселенной и роль их чрезвычайно велика.

Неоднородность процессов во времени также информативна. Колебания маятника, волновые процессы (музыка), тепловое (броуновское) движение – это все проявление информации.

Передача разнообразия от одного объекта к другому есть информационный процесс. Та часть информации, которая в ходе отражения переносится на другие носители, получила название отражённого разнообразия (Урсул). Абдеев [31] предлагает эту отражённую информацию называть оперативной информацией, т.е. информацией, которой можно оперировать, пользоваться, которая функционирует в системах управления.

Человеческое сознание из информационной бездны выделяет умопостигаемые объекты и явления. Выделение - это процесс ограничения разнообразия, в ходе которого отсеивается избыточная информация и остаётся то, что мы называем моделью (образом) объекта.

Таким образом, мировая информация едина и эволюционна. Ученые условно подразделяют её на атрибутивную и функциональную. Функциональная информация исследована в теории информации и является частным случаем в общей теории информации, которая пока еще не создана. Информация имеет иерархическую структуру. Информация может копироваться и транслироваться посредством разнообразных материальных носителей. Любая трансляция сопровождается частичной потерей информации (фильтрация).

Биологические часы

Переживание

пространства

Переживание

времени

Внутренние и внешние часы

Геометрия в

сознании

Рис. 10. Схема соотношений понятий «информация, пространство, время».

Кант выявил все инварианты, которые за тысячи лет высказаны о мышлении и пришел к точке зрения, что нельзя построить удовлетворительную, обоснованную картину Мира, т.е. Мир не познаваем. Соглашаясь с Кантом, в предшествующих разделах развивается идея, что понятия «время», «пространство», «информация» не являются простым отражением реальности. Эти ощущения возникают в сознании в результате сложного комплекса взаимодействия сенсоров, внутренних метрик (геометрия, внутренние часы), и памяти. Эта не очень понятная мысль иллюстируется блок-схемой рис.10.

На рис. 10 показано, что реальный Мир отделён информационными фильтрами органов чувств от виртуального мира сознания. Ограниченные возможности отражения реальности (ограниченность гносеологии) часто определяются порогом восприятия сознания. Могут остаться незамеченными не только слабые воздействия, но также медленные или очень быстрые. Например, при первом взгляде на цветок о медленном процессе роста ничего сказать нельзя. Ежедневные наблюдения, измерения приведут к выводу, что высота цветка увеличивается. Чтобы сделать вывод о суточном приросте, нужно помнить вчерашнюю высоту цветка. Не только помнить, но и уметь сравнивать вчерашнее с настоящим. Если «память короткая» и вчерашний образ забывается, то изменения в объекте наблюдения не фиксируются сознанием.

Итак, для восприятия динамики развития необходима долговременная память, а также способность сравнивать разные образы. Органы чувств не обладают такой способностью (или обладают в недостаточной степени), поэтому восприятие Мира осуществляется мозгом. Для сравнения пространственных форм сознание использует геометрию. Для сравнения темпа процессов использует внутренние и внешние часы.

Мир познаваем только в движении. Чувство пространства возникает только в результате движения внимания относительно неподвижных объектов. Внимание сканирует неоднородности материального Мира, запоминает, сравнивает с метриками. Этот процесс создает образ пространства.

Ощущение времени возникает при движении Мира относительно неподвижного внимания. Когда в поле внимания происходят какие - либо процессы, и эти изменения запоминаются, сравниваются с внутренними биологическими часами, то в сознании возникает ощущение времени. Все ощущения возникают в результате относительного движения неоднородностей субстрата и внимания.

Единство времени и пространства объясняется единым механизмом осознания неоднородностей мирового субстрата. Поэтому следует учитывать, что СТО изучает не реальный Мир, а только мысленные образы сознания. Многие иллюзии СТО могут иметь гносеологическую основу.

Во всех предшествующих разделах мы старались подчеркнуть важность осознания роли субъективного при построении моделей Мира. Смена парадигмы всегда изменяет гносеологические модели реального Мира, поэтому целесообразно переформулировать ряд ранее существовавших понятий в свете парадигмы не пустого пространства, парадигмы целостности субъективного и объективного.

1. Материя – есть мировой субстрат, первооснова неизвестного происхождения, непрерывная и дискретная, обладающая первичной структурой, способная совершать движение, обладающая потенцией развития. Непосредственно сознанием материя не ощущается.

2. Движение субстрата (динамика неоднородностей) – есть изменение расстояния между узлами сети в результате скручивания волокон, струн.

3. Локальное движение представляет собой циклическое изменение неоднородностей сети в ограниченной зоне (внутреннее движение).

4. Нелокальное движение – это перемещение локального движения в границах субстрата.

5. Вещество – это более плотные участки субстрата. Это структуры, возникающие в результате перегруппировки первичных неоднородностей субстрата, совершающие локальные движения.

6. Масса – это основная разновидность локального движения вещества (массой покоя обладает практически всё вещество).

7. Заряд, спин есть другие разновидности локального движения вещества, проявляющиеся на фоне массы.

8. Поле – это градиент неоднородностей движения субстрата вокруг вещества.

9. Энергия представляет собой обобщённое понятие, объединяющее совокупность различных форм движения материи (субстрата).

10. Атрибутивная информация есть система неоднородностей материального субстрата вне зависимости от присутствия наблюдателя, задающая алгоритм развития материи.

11. Сила – это причина, способная вызвать движение вещества.

12. Гравитация представляет собой взаимодействие, приводящее к сближению (объединению) фрагментов массивного вещества.

13. Пространство – это ощущение, возникающее в сознании при сканировании вниманием неоднородностей вещества.

14. Время – это ощущение, возникающее в сознании при отслеживании процессов изменения неоднородностей вещества.