ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА

ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Физический смысл существенных свойств
информационных систем
Викорук А.В.,
Российская ассоциация искусственного интеллекта, г. Москва
По некоторым оценкам специалистов, сейчас существует около
400 определений информации [1]. Поэтому необходимо устано
вить фундаментальные понятия, на которых должно основываться
удовлетворительное определение информации. К ним относятся
следующие понятия: все информационные объекты являются мате
риальными объектами и все происходящие с ними преобразования
определяются четырьмя известными физике взаимодействиями.
В биологии получило распространение понятие "генетического
кода". Смысл слова "код" подразумевает наличие некоторой "коди
ровки", "шифровки". В действительности генетические объекты — это
всегда некоторые материальные объекты (например, молекулы
ДНК), которые благодаря своим физикохимическим свойствам при
определенных физикохимических условиях определяют результат
взаимодействия других объектов (например, процесс синтеза из мо
лекул разных аминокислот молекул белка). Поэтому логичнее ис
пользовать понятие "генетический объект" или "информационный
объект". Наличие набора генетических объектов (генома) является
существенным свойством любой информационной системы (живого
объекта).
Другим существенным свойством информационной системы яв
ляется то, что набор генетических объектов определяет синтез из по
требляемой материи системы, которая содержит подобный набор
генетических объектов, то есть подобной информационной системы.
Поэтому можно утверждать, что любая информационная система
(живой объект) обладает свойством самовоспроизводства благода
ря наличию набора генетических объектов.
Существующие определения информации можно разделить на
два вида. К одному относятся определения, авторы которых предпо
лагают, что явление информации является свойством всех объектов
материального мира: живых и неживых. Это атрибутивная версия
информации. К другой версии относятся определения информации,
ограничивающие это явления только областью живых объектов.
Здесь следует добавить, что для информационных систем, включаю
щих в себя нейронные структуры, для определения явления инфор
мации необходимо дать четкое определение функции нейронных
систем и сознания. Только адекватное понимание существенных
свойств сознания может быть гарантией правильного понимания
сущности явления информации в нейронных системах.
Перечислим существенные признаки информационного взаи
модействия для живой материи.
1. Взаимодействия происходят под контролем генетических объ
ектов.
2. Определенность, вносимая во взаимодействие, отлична от ну
ля и равна количеству информации, зависящего от количества воз
можных исходов конкретного взаимодействия.
3. Информационное взаимодействие всегда является основой
процесса воспроизводства живого объекта, который обязательно в
итоге должен иметь набор генетических объектов, способный кон
тролировать процесс синтеза живого объекта.
172
4. Взаимодействие, в процессе которого вносится определен
ность, может быть положительным или отрицательным с точки зрения
функционирования живого объекта.
Исходя из указанных признаков, можно утверждать, что физи
ческий смысл явления информации состоит в том, что информация
является мерой определенности, которую генетические объекты вно
сят во взаимодействия материальных объектов в ходе синтеза ин
формационного объекта. Для грубой оценки количества информа
ции применяется формула подсчета вероятности случайного распо
ложения составляющих живой объект атомов в порядке, который ха
рактерен для конкретного информационного объекта. Например,
для мельчайшего из живых существ такая определенность составля
ет при грубой оценке около 4 млрд. бит [2]. Используются и другие
формулы.
Следует отметить, что информация не имеет размерности и не
зависит от вида взаимодействия.
Согласно атрибутивной версии явление информации присуще и
неживой материи [3,4]. Рассмотрим существенные признаки взаи
модействия для неживой материи:
1. Отсутствие генетических объектов.
2. Величина вносимой определенности во взаимодействии рав
на нулю.
3. Величина информации равна отличию значения какоголибо
параметра от пороговой величины.
Эти признаки отличаются от признаков взаимодействий в живой
природе. Физический смысл атрибутивной версии явления инфор
мации состоит в понимании информации как меры сложности мате
риальных объектов. Т. е. представляет собой введение избыточного
параметра сложности объектов, для измерения которой есть доста
точно других параметром: масса, размерность, количество нейтро
нов, протонов и т. д. В связи с этим представляется нецелесообраз
ным введение для неживой материи параметра информации.
Появление нейронных систем и сознания не меняет физический
смысл явления информации. Нейронные системы и сознание явля
ются по своим функциям генетическими объектами. Действительно,
любые нейронные системы предназначены для того, чтобы опреде
лять вид взаимодействия между различными объектами. Нейронные
системы воспринимают поступающие воздействия и вырабатывают
сигналы, управляющие исполнительными органами. . Это признано
в фундаментальной работе "Молекулярная биология клетки" Ал
бертса и других авторов [5].
Важной проблемой является задача установления функций и
сущности технических, культурных и множества других объектов би
осферы человека и общества. Одним из примеров подхода к реше
нию этой проблемы являются работы Фридланда А.Я. [6], в которых
даются определения информационного взаимодействия, информа
ционной системы, информатики и т. д.
Однако эта проблема тоже не требует привлечения новых поня
тий, если убедиться в том, что сигналы, приспособления, устройства
и прочие элементы биосферы человека и общества имеют предназ
начение определять характер взаимодействия в процессах жизне
деятельности человека и общества, т. е. являются по своей функции
генетическими объектами.
Спецвыпуск TComm, июль 2009
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Рис. 1. Диаграмма зарождения и эволюции информационных объектов
Из сказанного следуют такие выводы. Информационная систе
ма — это система, имеющая способность к самовоспроизводству
благодаря наличию генетических объектов, которые определяют
процесс самовоспроизводства системы из потребляемых ресурсов.
Информационное взаимодействие (жизнь) — это вид взаимодейст
вия, который отличается от известных физике четырех типов взаимо
действия тем, что имеются объекты (генетические объекты), которые
определяют процесс взаимодействия, в ходе которого воспроизво
дится информационная система. Информационное взаимодейст
вие имеет характер сложного алгоритмического процесса, состоя
щего из множества частных алгоритмов, общим результатом кото
рых является синтез информационной системы.
Сознание является разновидностью информационного взаимо
действия и представляет собой множество алгоритмов взаимодейст
вий (множество генетических объектов), которое формируется в
процессе обучения или в процессе познания различных объектов с
точки зрения обеспечения функционирования информационной си
стемы. Механизм реакции сознания сводится к тому, что органы
чувств реагируют на объект (например, пища), группа нейронов, со
ответствующая этому объекту, передает сигнал исполнительным ор
ганам. Если объект опасен, нейроны включают органы защиты.
Мышление — это процесс формирования алгоритмов взаимо
действия в результате познания свойств различных объектов с точки
зрения обеспечения функционирования информационной системы.
После регистрации органами чувств неизвестного объекта, этот объ
ект исследуется на соответствие признакам угрозы или благоприят
ности. При установлении соответствия определенному признаку вы
рабатывается соответствующий алгоритм взаимодействия. При по
вторении появления такого объекта вырабатывается устойчивый ал
горитм взаимодействия нейронов.
Сознание появилось в ходе эволюции информационных систем.
Эволюция базируется на случайной или детерминированной измен
чивости генетических объектов, и существует благодаря дефициту
Спецвыпуск TComm, июль 2009
материальных ресурсов и наличию
факторов, разрушающих информаци
онные системы. Информационные сис
темы эволюционируют в направлении
формирования систем, вносящих боль
шую определенность в обеспечении
материальными ресурсами и защиты от
разрушительных факторов. На рис. 1
представлена диаграмма эволюции ин
формационных объектов.
Каждый объект характеризуется ве
роятностью случайного образования Р
случайного образования и вероятнос
тью распада Рраспада. Эволюция идет
в направлении уменьшения вероятнос
ти случайного образования (усложне
ния объекта) и уменьшения вероятности
распада (изоляции от разрушительных
факторов).
Действие всех систем информаци
онных объектов сводится к четырем
фундаментальным задачам: обеспече
ние материальными ресурсами, вос
производство объекта, различение
благоприятных и опасных объектов и
явлений (познание) и защита от опас
ных явлений (сохранение жизни).
Сознание человека формирует шкалу ценностей благоприят
ных и опасных объектов и явлений (нравственность). Сознание чело
века формирует систему нейронных образов объектов и явлений (кар
тину мира). Сознание человека формирует систему смыслов (т. е. ко
нечных результатов множества алгоритмов взаимодействия с объекта
ми). Высший смысл — сохранение жизни. Множество промежуточных
смыслов — это результаты (цели) множества алгоритмов взаимодейст
вия с точки зрения выполнения четырех фундаментальных задач ин
формационной системы.
Более подробное рассмотрение существенных свойств инфор
мационных систем приводится в статье [7] и научнопопулярной кни
ге "Ковчег жизни" [8].
Литература
1. Шнейдеров В.С. Занимательная информатика. — СПб: Политехни
ка, 1994. — 304 с.
2. Крейчи В. Мир глазами современной физики. — М.: Мир, 1984. —
312 с.
3. Колин К.К. Сущность информации и философские основы информа
тики// Информационные технологии. — 2005. — № 5. — С. 1021.
4. Кузнецов Н.А. Информационные взаимодействия в технических и
живых системах// Информационные процессы. — 2001. — Том 1. — № 1.
— С. 19.
5. Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки. В 5 томах. — М.,
1987.
6. Фридланд А.Я. Информатика и ее сущность//Информатика и
образование. — 2008. — № 4. — С. 919.
7. Викорук А. Некоторые проблемы теории информационных систем и
телекоммуникации//Телекоммуникации и транспорт. — 2008. — № 3. —
С. 4951.
8. Викорук А. Ковчег жизни. — М., 2005. — 240 с. (или на сайте
http://vicoruc.narod.ru/).
173