2.3. Оперативная информация.
Итак, определив информацию как
неоднородности материального мира и став на позиции атрибутистов, мы обязаны
согласовать эту позицию с эмпирическим опытом функционалистов. Иначе цельной
модели информации не получится.
Функционалисты изучают и имеют в поле
своих исследований только ту часть информации (те неоднородности), которая
находится в «транспортном» режиме, то есть перемещается от объекта А к объекту
В или хранится на носителях, изобретенных человеком. Ее можно передавать на
расстояния, принимать, обрабатывать и использовать в целях человека. При этом
люди интересуются в первую очередь процессами передачи информации, полезной,
нужной для человека. Этот утилитарный подход с точки зрения полезности для
человека является проявлением антропного взгляда на жизнь.
Тот факт,
что информация может передаваться на
расстояния, ни у кого не вызывает возражений. Но при этом часть
информации теряется и накапливаются «шумы» (лишняя информация). Для переноса
информации нужен какой-либо носитель. Информация может многократно
«переписываться» с одного носителя на другой. На любом материальном носителе
информация проявляется, как чередование уплотнений, пятен, полос, слоев,
неровностей, намагниченности, наличия зарядов и т.п. Известны магнитные
носители информации (ленты, диски, барабаны), где чередуются намагниченные и не
намагниченные участки. Чередование уплотнений в воздухе (звуковая волна) также
активно используется в живой природе как носитель информации. Волновые процессы
и поля, обладающие способностью распространяться на значительные расстояния,
также обеспечивают перенос информации. Рентгеновский луч при прохождении через
кристалл рассеивается на атомах и эти изменения в структуре луча несут
информацию о строении кристалла [158, 159].
Тень от предмета несет в себе информацию о форме предмета и о его
размерах. Свет, прошедший через вещество, сообщает наблюдателю о химическом
составе, однородности и мутности вещества [129, 213]. Информация может переноситься с одного носителя на другой.
Монохроматический свет, отраженный от объекта и попавший на фотопластинку,
запечатлевает на ней голограмму в виде пятен и полос. Голограмма несет информацию об объеме и
внешнем виде объекта [242]. Если через голограмму пропустить другой луч, то на
сетчатке глаза появится объемное изображение объекта, которое передается в мозг
и фиксируется в памяти как образ. Изображение можно переносить с фотопленки на
магнитофонную ленту, с ленты на экран дисплея или на бумагу и тому подобное.
Информация может не только транслироваться, но и размножаться. С одной
фотопленки можно сделать много фотографий на бумаге. Книги тиражируются сколько
угодно раз.
В живой
природе оперативная информация получила новый импульс развития. Годовые кольца
на срезе дерева несут информацию об истории климата. Процессы жизнедеятельности
клетки были бы невозможны без переноса информации с ДНК на РНК. РНК
транспортируют информацию к считывающему устройству – рибосоме, где по
программе синтезируются белковые молекулы. Информация в виде молекул проникает
через мембрану клетки и запускает внутренние процессы [90]. Ферменты узнают
нужные молекулы, пропускают в свою структуру, разворачивают в удобное положение
и осуществляют химические реакции [39].
Перенос и
работу информации можно увидеть и в неживой матери. Катализ на поверхности
твердых минералов напоминают работу ферментов [291]. Звук из воздуха может
передаваться на другой носитель (воду) или твердое тело. Это примеры смены
носителей. Свет даже в отсутствии наблюдателя несет некоторую информацию о
далеких галактиках, светилах, химическом составе космического пространства.
Горные породы «помнят» о направлении магнитных силовых линий – магнитного поля
земли прошлых эпох. Рельеф поверхности Марса хранит информацию о былых
временах, когда текли реки и была
плотная атмосфера. Примеры можно множить бесконечно.
Итак, в дополнение к понятию атрибутивной
информации, сформулируем понятие оперативной информации [1].
Реплику (отпечаток) атрибутивной информации, перенесенную на другие носители, будем называть оперативной информацией.
Урсул А.Д.
именно эту разновидность информации считает собственно информацией. С
появлением наблюдателя (пользователя)
оперативная информация стала подразделяться на полезную и бесполезную.
Полезную оперативную информацию, функционирующую в человеческой системе,
назовем функциональной. Именно эту информацию признают и изучают
«функционалисты». Разложив информацию разных видов «по полочкам», мы приобрели
возможность увидеть, что лежит в фундаменте, а что проявляется «на поверхности»
и в сознании людей.
В ходе
эволюции живых и разумных систем информация приобрела сигнальный характер.
Сигнал - это информация, код, запускающий программу считывания информации из
памяти приёмника информации.
Подразумевается, что приёмник информации уже содержит у себя сведения, знания о
содержании сигнала. Поэтому сигнал - это неоднородности, но не повторяющие
неоднородности реального объекта. Например, красная ракета - сигнал начала
атаки. Знаки дорожного движения - кодированная информация. Нервный импульс не несет информации о причине боли, но
является командой (кодом) отдернуть, например, руку.
Таким образом, оперативная информация
также как и атрибутивная обязательно проявляется через чередование разного типа
неоднородностей. В теории информации за единицу количества информации также
принимаются какие либо неоднородности: точка - тире; единица - ноль; черное -
белое; максимум- минимум амплитуды сигнала.
В связи с нашим определением информации
стоит сформулировать понятие поле, так
широко используемое в физике. Истинная
природа многих полей не ясна. Поля эмпирически ощущаются в виде сил притяжения
или отталкивания, проявляющихся в различных точках пространства. Например, поле
гравитации - это пространственное распределение сил, действующих на некоторую
пробную массу. Поэтому поле - это информация о характере распределения (неоднородности) некоторого параметра (силы,
плотности, концентрации, и т.п.) в пространстве. Поле - это информация о
состоянии среды (чаще
энергетическом). Определив поле через информацию, мы осуществили очередную
интеграцию терминов, сократили лишние сущности.
Обращает на
себя внимание факт, что передача и репликация оперативной информации на любой
без исключения материальный носитель не может обходиться без потерь.
Реплицируется и транслируется не вся атрибутивная информация, а только ее
часть. Количество оперативной информации всегда меньше, чем атрибутивной.
Каждая реплика уменьшает количество первичной информации. Любой носитель
оперативной информации в течение времени может взаимодействовать многократно с
другими объектами и полями. При этом на нем реплицируется также часть
атрибутивной информации многих других объектов. Суперпозиция информации
происходит не аддитивно. При этом «зашумляется» часть информации, полученной на более ранних этапах
взаимодействия. Следует особо подчеркнуть, что информация в пустоте не
существует. Информация всегда связана с
материей и вне материи существовать не может. Поэтому мнение некоторых авторов,
что информация предшествовала материи, сомнительно, т.к. эмпирический опыт
этого не подтверждает.
Поскольку ноосфера есть результат
функционирования оперативной информации, отраженной на органических и
неорганических носителях, то эволюция ноосферы сводится к эволюции оперативной
информации, количество которой должно возрастать. Именно это явление принято в
наше время называть информационным взрывом. Покажем на примерах, что существует
закон возрастания в ходе эволюции количества не только атрибутивной
информации, но и оперативной.
Вопрос
о циркуляции оперативной информации в клетке мы рассматривали выше. Живая
клетка – это сложный агрегат, управляемый из центра (ядра). Периферийные
системы клетки имеют долю автономии и решают многие задачи самостоятельно.
Существует сложная, развитая коммуникационная сеть (эндоплазматическая сеть),
по которой осуществляется транспорт оперативной информации и “строительного”
материала [39, 250].
Спустимся
на неживой уровень материи, рассмотрим кристаллы. Кристаллы могут
самопроизвольно возникать из растворов или расплавов. Из хаоса раствора могут
образовываться единицы информации – кристаллические зародыши. Информация,
задающая правильный рост кристалла, располагается на самом кристалле (на его
поверхности), и поэтому, по определению, является атрибутивной. Строение
поверхности предопределяет пространственное размещение на ней следующего слоя
атомов (ионов), как, например, тара для транспортировки куриных яиц задает
расположение яиц в ямках. Технология строительства кристалла не принадлежит
только кристаллу. Поверхность кристалла предлагает только план строительства, а
внешняя среда поставляет строительный материал, который сам находит вакантное
место на поверхности. При росте кристалла нет обмена веществ. Есть поток
вещества из раствора к поверхности. Другого, обратного потока нет. Итак, рост
кристаллов определяется атрибутивной информацией. Оперативной информации здесь
еще не прослеживается.
Поскольку функционирование живой клетки
связано с процессами катализа (ферменты), то целесообразно рассмотреть
аналогичные процессы в неживой природе – гетерогенный катализ. На поверхности
твердых частиц катализатора имеются “активные участки”, неотделимые от
поверхности, т.е. эти участки – атрибут поверхности. Каталитические центры, как
и ферменты, выполняют роль “машин”, “разрезающих” и “сшивающих” фрагменты
молекул. К поверхности катализатора поступают одни молекулы, а с поверхности
уходят другие. Это уже обмен веществ. Некоторые катализаторы могут изменяться,
стареть, что напоминает онтогенез живых существ. Но в гетерогенном катализе нет размножения информации и нет переноса
информации (нет оперативной информации). А в живой клетке информация
переносится, размножается. Деление клетки начинается с удвоения информации в
ядре. Далее ядро разделяется на два фрагмента, каждый из которых уносит с собой
в качестве приданного материальную базу своего существования (часть
протоплазмы). Фактически размножается не клетка, а оперативная информация (ДНК,
хромосомы). Оперативная информация не локализована в одном единственном ядре.
Она рассеяна во всей совокупности ядер клеток популяции. Это исключает
случайную потерю информации. Таким образом, переход живое-неживое
сопровождается резкой активизацией функционирования оперативной информации.
Главной особенностью живого является накопление и размножение оперативной
информации, которая не исчезает с гибелью индивидуума, а наследуется
потомками.
Действие
закона энтропии как бы не касается эволюции информации. Когда изнашивается один
носитель (бренное тело), информация строит новое тело (переходит на другой
материальный носитель). Информационный блок в живой системе является главной
ценностью. Он всегда защищен от повреждений. Ядро находится в центре клетки, а
мозг окружен прочной костной тканью. Развитие эмбриона человека начинается с
формирования в первую очередь клеток мозга.
Информация
в живом организме работает на всех его уровнях. Гидра, растертая в кашицу,
восстанавливает самопроизвольно свой облик. Клетки “знают”, как найти своего
партнера и куда присоединиться. Это тоже проявление информации. В работе [292]
показывается, что оперативная информация в живых клетках переносится
электромагнитными волнами, идет обмен информацией между ДНК и белками.
Итак,
расщепление информации на два типа оперативную и атрибутивную, знаменует переход от неживого к живому. Графически это
представлено на рис. 2.3.1.
Точку
бифуркации X1 определяем условно, т.к. оперативная информация
вырастает из атрибутивной плавно. Точка перехода живого в разумное также
условна, т.к. разум начинается не с человека.
Х1
Жизнь Человек
В
р е м я
Рис. 2.3.1. Эволюция информации
При
исследовании оперативной информации следует иметь ввиду, что копирование
атрибутивной информации никогда не бывает полной. Часть атрибутивной информации
теряется. Различные материальные носители при взаимодействии с объектом
«снимают» с него разную информацию. Таким образом, нет возможности получить
полную информацию об объекте, часть ее неизбежно «отфильтровывается». В качестве фильтра
выступают физические параметры носителя. Для увеличения объема скопированной
информации надо использовать широкий набор разных носителей.
Фильтрация информации
– явление фундаментальное. Она проявляется на всех уровнях материи: на
косном, живом, психическом, социальном, кибернетическом. Например, свет,
проходящий через кристалл, «уносит» информацию о коэффициенте преломления,
однородности, химическом составе, шероховатости поверхности. Но никакой
информации о составе ядра, заряда поверхности и т.д. свет не несет (нам это
неизвестно). Клеточные мембраны пропускают внутрь клетки далеко не все
молекулы, а только те, которые необходимы для функционирования клетки. При
соударении двух объектов на обоих остаются следы этого удара, которые несут
информацию о форме и твердости
участников процесса, но только приблизительно, не полно. Глаза лягушки
видят только те объекты, которые движутся, так как и пища, и враги у лягушки
движущиеся. Здесь живое использует фильтрацию как средство ограничения
информации с целью избежания перегрузки мозга. Технические средства связи
используют всевозможные фильтры для ослабления шума и выделения полезного
сигнала. Устройство глаз у большинства высших животных позволяет обозревать Мир
в пределах угла зрения (фильтрация). Смотровая щель в танке также направлена
вперед, где находится вероятный противник. Среди полифонии симфонического
оркестра слушатель способен выделить голос любого музыкального инструмента. Спящая
мать реагирует на плач своего ребенка и не слышит другой шум.
Глобальность
явления фильтрации информации дает основание ввести это явление в ранг закона
природы. Фильтрация играет важную роль в процессах самоорганизации
Мира на всех иерархических уровнях. В ходе эволюции эта особенность оперативной
информации модифицировалась и в
психических процессах приобрела доминирующее значение.
Каждый
объект Вселенной связан со всеми другими объектами. Каждый объект обменивается своей
атрибутивной информации с окружением. Каждый из них может стать передатчиком,
приемником и носителем информации. Очевидно, что любой носитель информации
всегда одновременно является и приемником. Почтальон сначала получает письма, а
затем разносит адресатам. Традиционно принято считать, что получатель
информации - это конечный адресат. Промежуточные получатели – это
ретрансляторы. Поля и волны способны переносить информацию на максимально
большие расстояния. Звуковые волны, возникающие на земле, могут достигнуть
любой ее точки, но не могут выйти за пределы ее атмосферы. Электромагнитные и
гравитационные поля распространяются на любые расстояния, но при этом их
энергия уменьшается, и когда амплитуда полезного сигнала станет соизмеримой с
уровнем помех (шумов), то различимость информации становится практически
нулевой. Перенос вещества в виде
потоков, струй способен транслировать информацию на расстояния в пределах
галактики. Вся Вселенная наполнена информационным шумом. Поэтому наиболее
значима для организации мира та информация, которой обмениваются соседние
объекты, когда информация еще не слишком «зашумляется».
Выводы.
1. Оперативная информация - это реплика с
атрибутивной информации, это информация в движении, перемещенная информация.
Причиной переноса информации являются взаимодействия. Материальный носитель
информации всегда является и приемником.
2.
Передатчики и приемники информации эволюционируют
совместно (коэволюция), объединяясь в системы. Это и есть источник адаптивного
поведения.
3.
Жизнь не может существовать без функционирования оперативной информации.
4. Ноосфера - это результат эволюции оперативной информации.
