Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое информациогенез, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое информациогенез , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Философия.
"Информациогенез есть процесс порождения информации в природе" (А.Н.Кочергин (Кочергин А.Н. "Информация и сферы ее проявления", 2008; Кочергин А.Н., Цайер З.Ф. "Информациогенез и вопросы его оптимизации", 1977.)) . Речь идет не о любой, а о продуктивной информации, приводящей к полезным качественным изменениям и отличающейся от деструктивной дезинформации и непродуктивного информационного шума. Информациогенез в приведенном смысле альтернативен диссипации информации. Порождение продуктивной информации начинается морфологически (как увеличение разнообразия открытой системы) и происходит по синергетическим законам за счет разнообразия среды. Так в систему поступают данные. Увеличение морфологического разнообразия, т.е. элементного состава системы, через селекцию ценных данных переходит в синтаксическое связывание элементов с помощью внутрисистемной программы самообучения (если таковая есть). Так ценные для системы данные превращаются в информацию – первичные знания – система "познает" приобретенное разнообразие, и в памяти системы возникает тезаурус, если он не был создан на раннем этапе самоорганизации в подобной ситуации. При наличии сознания хранимые в системном тезаурусе первичные знания приобретают смысл, достигая высшего для знания семантического уровня.
Использование нами лингвистических терминов морфологии, синтаксиса и семантики не случайно. Во-первых, описанная "технология" информациогенеза в природе вполне укладывается в грамматические правила построения фраз и текстов из слов. Даже средневековые физики это понимали, говоря о "текстах природы" (Галилео Галилей). Во-вторых, информациогенез характерен как для первоприродных феноменов и процессов, так и для второприродных артефактов человеческой деятельности, будь то наука (в частности, лингвистика), искусство, техника. В этом плане гуманитарии и естественники, лирики и физики должны понять, что с позиций информации как таковой и информациогенеза их противостояние, если оно есть, выглядит противоестественным.
Исследователи интеллектуальных систем сходятся во мнении, что тезаурусы и базы знаний интеллектуальных систем в процессе развития строятся на комбинаторно-иерархическом принципе за счет постепенного объединения информационных блоков – сначала самых простых, затем все более сложных. Эти блоки используют коды системы – наследственные и/или инкорпорированные из среды – и представляют в действительности клеточные ансамбли нейронных сетей (естественных или искусственных). Укрупнение блоков, а также их внутренняя морфологическая и функциональная модификация, сводящаяся к установлению связей между клетками ансамбля (биологическими нейронами или искусственными формальными нейронами), стимулируется средой (в актах познания и организации) или системой (в актах самопознания, самоорганизации). Такие закономерности свойственны также социальным системам (популяциям, социумам) и информационно-коммуникационным системам (сетям) с распределенной базой знаний – коллективным тезаурусом (Далее объединим родственные термины "база знаний" и "тезаурус" в один – тезаурус.).
Пример 1. Пусть 0 и 1 – синтаксические коды простейших элементов – строительных "кирпичиков" (фракталов) информационных блоков. Блок – два элемента. При информациогенезе сначала внутри блоков устанавливаются связи между их элементами по принципамидентичности (00,11) и комплементарности (01,10). Когда все комбинации связей, формирующих знание, необходимое для регулятивного парирования среды, исчерпаны, вступает в действие закон необходимого разнообразия – тезаурус более не способен помочь системе в парировании среды, требуется укрупнение информационных блоков, что и делается. Появляются триады 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, тетрады 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111 и т.д. При этом потенциальный спектр внутриблочных связей расширяется. Любое укрупнение, как мы видим, приводит к росту разнообразия в информационном смысле, т.е. к порождению новой информации – происходит качественный скачок знания. Обратим внимание, что приведенные в качестве примера информационные тетрады (биологические квадруплеты) нулей и единиц базируются на триадах (триплетах), те, в свою очередь, на диадах (дуплетах) и, наконец, последние – на монадах ( моноплетах) 0 и 1.
Реальные коды тезаурусов (генетический, белковый, метаболический, машинный) оказывают существенное влияние на темпы самоорганизации тезауруса. Чем сложнее код (по объему алфавита), тем большим разнообразием обладает каждый информационный блок тезауруса по сравнению с аналогичным блоком при простом коде.
Пример 2. Монада ("буква") компьютерного кода способна дать 2 комбинации, монада генетического кода – 4, монада белкового кода – 20, русского языка – 33 комбинации, а дуплет – соответственно 4, 16, 400 и 1089 комбинаций (Число комбинаций в дуплете N = n2, где n – разнообразие монадного кода.). Следовательно, при очередном качественном скачке (укрупнении блоков) тезауруса, кодированного неизменным сложным кодом, внутриблочные связи комбинируются дольше, чем при простом кодировании, и только потому, что их потенциально больше. Эти механизмы объясняются комбинаторной информационной мерой разнообразия. Увеличение длительности внутриблочных комбинаторных процессов функционально-морфологического связывания информационных элементов тезауруса по мере его развития приводит к тому, что частота качественных скачков знания на поздних стадиях развития самоорганизующейся системы уменьшается по сравнению с ранними стадиями самоорганизации тезауруса, удлиняется процесс адаптации тезауруса к росту знания. Так, скорость восприятия человеком новых знаний растет примерно до 4-5-летнего возраста, затем стабилизируется и, начиная с 6-7 лет, уменьшается, особенно быстро после 20-25-летнего возраста и катастрофически быстро – к старости (Дружинин В.В., Конторов Д.С. "Проблемы системологии", 1976.).
Конечно, влияние возраста человека на скорость восприятия знаний объясняется сложнее, чем это сделано на примере объединения информационных блоков и комбинирования связей внутри них. По-видимому, есть и другие скрытые информационные факторы, в частности, наличие предела сложности тезауруса – предела, который зависит от полезно усвоенного информационного ресурса среды и от материально-энергетических ограничений носителя тезауруса (например, мозга). Другой возможный фактор: изменение (загрубление) чувствительности сенсорных механизмов (алгоритмов) информационного метаболизма по мере развития тезауруса.
Кроме того, интеллект не использует без разбора (а вернее, без отбора) все потенциальные комбинации внутри- и межблочных информационных связей для обогащения тезауруса. Механизм интеллектуального отбора выбирает наиболее ценные из этих связей в соответствии с некоторой целью. И если первые шаги в становлении и развитии тезауруса начинаются с первоначального накопления некоторого минимума разнообразия связей (состояний) по принципу "лучше что попало, чем ничего", то целенаправленный отбор ценных и отбраковка бесполезных (вредных) связей осуществляются по принципу "лучше ничего, чем что попало".
Накопление, связывание, комбинирование, укрупнение, отбор и, наконец, генерирование информации – операции (действия), составляющие целенаправленную последовательность – алгоритм, реализуемый через программу. Логично назвать ее программой генерирования информации. Откуда ей взяться и где ее хранить? Когда учащегося выручает память, ему не нужна такая программа. Но как только в результате нескольких провалов он почувствует, что метод простого накопления данных не помогает и, более того, опасен, возникает потребность в другом методе, основанном не на запоминании, а на понимании данных и взаимосвязей между ними. Подобная ломка метода мучительна, но необходима. Удастся – система выживет и будет развиваться, не удастся – система умрет или деградирует вплоть до полного разложения. Так возникает программа генерирования информации как меры организованности системы знаний. Без такой программы даже бифуркационная (вероятностная) самоорганизация системы и сама система невозможны.
Заложенная в программу генерирования информации логика должна быть вероятностной, нечеткой, дающей свободу выбора пути самоорганизации системы. Далее под самоорганизацией системы будем понимать процесс роста ее информационного разнообразия за счет разнообразия среды и работы внутренней программы генерирования информации. В данном смысле самоорганизация эквивалентна развитию. Но мы не исключаем самоорганизации, направленной в противоположную сторону, – к деградации ("Массовое сознание" самоорганизуется толпой не во благо развития толпы за счет роста ее информационного разнообразия, а во вред окружающему социуму за счет уменьшения данного разнообразия (см. тему 4, раздел 4.5). Самоорганизация ради уничтожения, а не созидания – не такая уж редкость.). Далее рассмотрим самоорганизацию-развитие.
Итак, программа генерирования информации может возникнуть параллельно с процессом роста разнообразия. Естественным местом ее хранения является тезаурус системы. Очевидно, что до возникновения потребности в такой программе не было потребности и в тезаурусе. Но однажды образовавшись как запоминающее устройство (ЗУ), тезаурус, так же как компьютерное ЗУ, позволяет хранить и редактировать помещенные в него программы (дополнять, модифицировать, стирать), наряду с данными (по аналогии с принципом хранимой программы в "неймановском" компьютере). При этом разнообразие элементного состава системы растет за счет вещественно-энергетических обменных процессов под управлением генетической программы, а разнообразие связей (отношений) между элементами – за счет информационного метаболизма под управлением программы генерирования информации, которая, в свою очередь, возникает и совершенствуется в процессе этого же метаболизма. Обе программы взаимосвязаны.
Предполагаем, что генерирование информации дискретно и совпадает с моментами самопознания системой своего возросшего разнообразия. Сгенерированная информация согласно закону конечной информации конечна. В соответствии с принципом хранимой программы программа генерирования информации хранится в кодах тезауруса. Благодаря этой программе рост разнообразия приобретает более ценный для системы характер, ибо множество состояний системы включает комбинации уже не только свойств отдельных элементов, но и образованных программой свойств взаимосвязей и групповых свойств элементов. И так же как случай оказывает основное влияние на раннее морфологическое развитие системы, так по мере наполнения и совершенствования ее тезауруса все большее влияние на самоорганизацию системы оказывает программа генерирования информации и информационный обмен со средой. Система, вначале запасавшая впрок что попало, по мере развития становится "разборчивой", отметает случайные данные и заполняет память уже не ими, а знаниями, где все элементы накопленного разнообразия увязаны между собой в единую систему, отвечающую цели развития. Это нивелирование случайности развития по мере усложнения тезауруса приводит в биосистемах (и в системах другой природы) к уменьшению их естественных мутаций. Вероятность ощутимых генетических мутаций высокоразвитых систем исчезающе мала. Правда, это может оказаться опасным для таких систем в том смысле, что они теряют способность быстро адаптироваться к резко изменившейся среде обитания. Передозировка информации, генерируемой сверхсложным тезаурусом, устойчивость систем к мутациям по своим последствиям сходны с судьбой консервативных систем, потерявших способность развиваться.
Отметим, что любая система со стабильным тезаурусом в разных условиях может обладать разной степенью организованности. Так, достаточно организованная целостная система житейских знаний некоторого человека может вносить слишком малый вклад в систему его производственных и тем более научных знаний. Причин здесь две: нехватка данных на каждом из более высоких уровней и нехватка связей между данными. В результате целостная система знаний сужается и(или) рассыпается на более мелкие целостные системы вплоть до полного исчезновения систем как таковых.
Пример 3. На рис. 5.1 показан пример разрушения целостной системы за счет разрывов связей между элементами при увеличении некоторого порога U (порога обнаружения, порога понимания, порога терпения и т.д.). Выше порога в системе сохраняются прочные, устойчивые связи (взаимовлияния), непрочные связи с повышением порога разрушаются – элементы перестают реагировать на состояния друг друга. Понятие порога оказывается гносеологически и онтологически значимым.
С другой стороны, система, однажды организованная в некоторой среде, может сохранять свою организацию в других средах без повреждения ("принцип бетона"). Целостность такой системы можно нарушить только экстремальными воздействиями. Так, если человек что-то понял и полученное знание закрепилось, целостность системы знаний может быть нарушена только при патологических изменениях мозга.
Словом, результат самоорганизации открытой системы зависит от программы генерирования информации, хранимой в тезаурусе системы и управляющей процессом самоорганизации с соблюдением закона сохранения информации. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Гносеологическая версия данного закона позволяет утверждать, что полная взаимная информация развивающейся системы и среды всегда ограничена достигнутой информативностью тезауруса.
Технология работы программы генерирования информации представляется нам аналогичной эволюционному механизму развивающихся систем и принципу программного управления "неймановского" компьютера. Суть принципа состоит в том, что программа планирует поведение системы (компьютера) не на весь жизненный цикл (сеанс работы), а всего на один следующий шаг (одну команду). Для развивающегося тезауруса реализация этого принципа сводится к незначительному расширению базы знаний на очередном шаге самоорганизации по отношению к предыдущему шагу. Все в мире развивается именно таким путем – от простого к сложному, пошагово, постепенно. Ничто не совершается сразу. Наличие переходного (эволюционного) процесса – закон. Точно предсказать его исход невозможно, т.к. это вероятностный процесс, в котором корреляции между случайными событиями не жестко детерминированы. Для биосистем и тезауруса это правило может быть сформулировано так: "Каждая отдельная система, возникающая в результате мутаций и отбора, непредсказуема в отношении своей структуры, тем не менее, неизбежным результатом всегда является процесс эволюции – это закон (Эйген М. "Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул", 1980) " .
Малая дозировка сложности, как и незнакомого лекарства, представляется единственно разумным способом поведения системы в условиях априорной неопределенности последствий. Передозировка чревата летальным исходом, если "лекарство" вредно для системы, в частности, если оно не оптимизирует ее целевую функцию развития. Малая доза не способна убить систему. Но, если система своевременно не распознает вреда, она может продолжать наращивать свою сложность в избранном ложном направлении, и, в конце концов, при очередной бифуркации сработает отрицательный кумулятивный эффект вредной сложности – система деградирует и погибает. Куда программа развития (генерирования информации) заведет систему – к правильному решению или сбою – зависит только от программы и использованных ею данных. Для этого в ней должны быть предусмотрены средства защиты от ошибок выполнения и некачественных данных, что в "неймановском" компьютере известно как "защитное программирование".
Из "Информациогенез и самоорганизация" следует, что информациогенез и самоорганизация неразрывно связаны друг с другом.
До возникновения синергетики под самоорганизацией понимали спонтанное возникновение организации в автономной замкнутой системе. Но практически все системы в мироздании открытые, подверженные влиянию среды и друг на друга. Поэтому синергетика как междисциплинарное научное направление занимается проблемами самоорганизации открытых систем (Г. Хакен, И. Пригожин, М. Эйген (Пригожин И., Стенгерс И. "Порядок из хаоса", 1986; Чернавский Д.С. "Синергетика и информация (динамическая теория информации", 2004.) и др.) . Представления о самоорганизации впервые появились в эпоху античности (Демокрит, Аристотель). Но увязка самоорганизациии с информацией (информациогенезом) состоялась лишь в ХХ в. в рамках синергетики.
Самоорганизация может происходить под действием а) генетической программы; б) внутренней программы генерирования информации; в) среды; г) программы генерирования информации и среды одновременно. Генетическая программа способна дать первоначальный импульс самоорганизации, придав "новорожденной" системе минимальное информационное разнообразие, необходимое для ее жизнедеятельности и выживания в среде. Программа генерирования информации, возникшая под влиянием среды, взаимодействующая с генетической программой и хранящаяся в тезаурусе системы, управляет самоорганизацией системы на всех этапах ее жизненного цикла посредством алгоритма самоорганизации. Среда способствует совершенствованию информации и наполнению тезауруса системы знаниями.
Информациогенез при самоорганизации становится неустойчивым, как неустойчиво состояние между хаосом дезорганизации (энтропийная тенденция) и порядком организации (информационная тенденция). Состояние флуктуационной неустойчивости, неравновесности свойственно каждому этапу самоорганизации системы, связанному с изменением информационного разнообразия, накопленного системой к текущему этапу. Увеличивается разнообразие→увеличивается знаниевое наполнение тезауруса→растет информативность системы, и наоборот. Борьба энтропийной и информационной тенденций при самоорганизации напоминают гегелевскую диалектическую триаду "тезис – антитезис – синтез". Объем априорной информации для самоорганизации минимален.
Самоорганизация – вероятностный процесс, и наряду с безнадежными системами, пользующимися вредными данными и командами от среды, найдутся и такие, которые благодаря средствам защитного программирования своевременно отказались от вредных данных и выполнения сбойных команд. Приращение сложности таких систем направлено на оптимизацию их целевой функции. При очередной количественно-качественной бифуркации такие системы будут прогрессировать. Но и эти системы наращивают свою сложность осторожно, малыми дозами, пошагово, не "переедая". Достоинство пошагового достижения заданной сложности и эффективности в том, что система может это сделать сама, без внешней помощи. Так, начинающий спортсмен может сразу стать олимпийским чемпионом разве что с помощью Бога. Но упорно тренируясь, он шаг за шагом сам (и никто за него!) придет к олимпийскому пьедесталу. Если же его программа тренировок была тупиковой, что ж, олимпийским чемпионом станет другой.
На вопрос, почему прогрессивное развитие (самоорганизация) идет от простого к сложному, а не наоборот, отвечает закон необходимого разнообразия Эшби, согласно которому чем больше (разнообразнее, сложнее) среда возмущает (стимулирует) развивающуюся систему, тем больше должно быть ответных реакций системы для ее эффективного существования в среде, т.е. система должна усложняться. И наоборот, чем меньше стимулируется система, тем проще она может быть (регрессивное "развитие").
Платой за сложность является время. Самоорганизация систем требует существенно большего времени, чем потребовалось бы их создателю. Есть феноменальные люди, способные практически мгновенно "создать" ответ некоторой вычислительной задачи. Если же для ее решения использовать итерационный алгоритм вычислительной математики, то чем более точный (а следовательно, и более сложный – по числу точных знаков после десятичной запятой) результат мы хотим получить, тем больше итераций должна сделать программа и, соответственно, тем дольше она занимает компьютер.
Концепции самоорганизации и синергетики, упомянутые в "Физика информации" позволили объяснить многие процессы развития (включая эволюцию) без привлечения сверхъестественных сил и мистики чуда, хотя самоорганизация как будто происходит сама собой, без видимых причин и внешнего вмешательства.
Пример 4. Эволюция космических тел согласно научным данным проходит в течение нескольких миллиардов лет, эволюция живой природы на Земле – сотни миллионов лет, эволюция разума – десятки миллионов лет. А Бог на третий день создал "зелень, траву, сеющую семя по роду и по подобию ее, и дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле", на четвертый день – "светила на тверди небесной" (Библия, Бытие, 1). За следующие два дня Господь создал всю фауну и человека. Мы восхищаемся проворностью Творца (если, конечно, понимать "день", "субботу" в человеческом измерении). Эволюция так быстро не творится. Господь Бог или эволюция? – вечная дилемма, неразгаданная загадка бытия, которую, по нашему мнению, надлежит оставить в покое, как и тайну Творения. Последнее вместе с атрибутивной информацией природы следует принять как данность. А тайны, что ж? – без них жизнь скучна и неполноценна.
Многошаговые процессы с оптимизацией некоторой целевой функции, подобные эволюции и самоорганизации тезауруса, часто встречаются в задачах динамического планирования, распределения ресурсов, оптимизации транспортных перевозок и др. Для решения подобных задач возможны два способа решения: 1) искать сразу все элементы решения на всех шагах; 2) строить оптимальное управление шаг за шагом, оптимизируя целевую функцию на каждом шаге. Реализация первого способа возможна в конечных алгоритмах динамического программирования с известной целью и результатом оптимизации (экспертные системы, интеллектуальные игры и др.). Второй способ оптимизации проще, менее рискованный, чем первый, особенно при неопределенно большом числе шагов и неопределенном конечном результате оптимизации. Обратим внимание, что задачи распределения ресурсов и оптимизации транспортных перевозок, по существу, являются основными в биологических и интеллектуальных процессах метаболизма. Соответственно, мало оснований полагать, что природа для решения задач самоорганизации выбирает сложные пути (созидание) вместо простых (эволюция). Наблюдаемая сложность природы изначально проста. Задача рациональной науки – понять эту простоту.
Было бы наивным полагать, что простота механизма самоорганизации в приведенном понимании идентична простоте в "понимании" природы. Поиск простоты в сложности природы как одна из сторон реализации принципа простоты ( "Информация и управление" ), по возможности, не должен быть слишком антропным. Достичь такого понимания природы, не ограниченного человеческим опытом и рациональной наукой, дано немногим. В физике XX века это, пожалуй, Бор, Эйнштейн, Х. Лоренц, де Бройль, Паули, Гейзенберг, Ландау. Известный афоризм Н. Бора о теориях, недостаточно безумных, чтобы быть правильными, образно демонстрирует стиль, исповедуемый неклассической и постнеклассической наукой.
Пример 5. Проанализируем некоторые эмпирические примеры биологической самоорганизации (И. Пригожин). При угрозе голода амебы стягиваются в единую многоклеточную массу, личинки термитов концентрируются в ограниченной области термитника. Подобная кооперативная самоорганизация свойственна любой популяции, т.к. "общий котел" всегда выгодней, экономней, чем раздельное питание. В этих примерах (вне зависимости от конкретного механизма самоорганизации каждой популяции) важно понять, что стимулом самоорганизации было достижение величиной разнообразия популяции некоторого контролируемого порога, вызывающего подпрограмму принятия "организационного решения". Подобный алгоритм самоорганизации характерен для коацерватных капель, развивающихся и конкурирующих фирм, государств, избирательных блоков, студентов перед экзаменом, семей и кланов и т.д. При этом глубинным мотивом кооперативной самоорганизации в общем случае является инстинкт самосохранения (выживания), проявляющийся не только при угрозе голода, но и при любой опасности со стороны враждебной среды. Так, "сытые" поодиночке предприниматели объединяются перед угрозой национализации частной собственности, слабые объединяются в стаи, племена, государства, (кон)федерации, союзы перед угрозой силы. Вполне вероятно, что и многоклеточные организмы появились в результате кооперативной самоорганизации одноклеточных, что облегчило совместное выживание, усвоение пищи, устойчивость к агрессивной среде. В основе (на входе) любого организационного решения лежит информация – пока система не осознала входной (внешней) информации, ни о каком решении речи быть не может. Это, если угодно, аксиома теории управления. Следовательно, к самоорганизации, действительно, можно придти только через познание собственного информационного разнообразия. А самопознание без тезауруса, хранящего информацию и программу ее генерирования, невозможно.
Итак, порождение информации происходит в процессе освоения (самопознания) системой приобретенного ею разнообразия, и этот процесс состоит в опосредованном (через разнообразие) распознавании и перекодировании внешней информации среды во внутренние более ценные информационные коды упорядоченности, смысла, знания (в зависимости от достигнутого системой уровня развития). Такое распознавание и перекодирование эквивалентно генерации все более ценных видов информации и возможно только при наличии программы развития и, в частности, программы генерирования информации (Диссипация информации происходит "внепрограммно".) , по принципам своей работы сходной с принципами "неймановского компьютера". Это не случайное совпадение – фон Нейман тесно сотрудничал с Винером и другими пионерами кибернетики в выработке компьютерных и кибернетических концепций.
Пример 6. В неживой природе примерами самоорганизации служат возникновение в жидкостях турбулентности из ламинарности, образование конвекционных "ячеек Бенара" (гидродинамика), автоколебательные реакции (химия), материализация виртуальных микрочастиц физического вакуума (физика).
Пример 7. В обществе примерами самоорганизации служат рынок с его "невидимой направляющей рукой" (А. Смит), истинная демократия, формирование информационного общества, Интернет, социальные сети и сетевые сообщества. Современные социальные институты как продукты человеческой деятельности в своем большинстве не являются результатом сознательного властного планирования, а самоорганизовались практически спонтанно из нелинейных, неравновесных, подчас катастрофических социальных процессов ХХ в.
Неразрывная связь самоорганизации с информациогенезом означает, что информация сопутствует любому развитию. А поскольку все известные открытые системы в той или иной мере изменяются и развиваются, взаимодействуя друг с другом и со средой обитания, между информациогенезом и системогенезом существует глубокое неразрывное единство (А.Н. Кочергин), и можно говорить обинформационной экспансии во все мыслимые системы. Иными словами, информационная экспансия означает, что информация является основным ресурсом развития всех без исключения систем. И если до появления понятия информации не могло быть и речи об информационной экспансии, то сейчас ее существование не должно вызывать сомнений.
Об информационной экспансии в природе свидетельствует вся история жизни, двигавшейся от примитивных чувственных материально-энергетических перцепций первых одноклеточных организмов к идеальным апперцепциям рефлектирующего сознания человека. В неорганической природе проследить историю информационной экспансии гораздо сложнее, ведь история природы гораздо продолжительней истории жизни. Но, исходя из имеющихся представлений об атрибутивной информации и физике информации (см. темы 1, 2), отметим, что концепция атрибутивной информации как внутренней информации всех без исключения объектов природы и теория информационного поля, питающего информацией физические поля, созвучны с концепцией информационной экспансии. Поэтому, полагаем, информационная экспансия свойственна всем естественным системам – неорганическим и органическим.
Информационная экспансия наблюдается в развитии артефактов материальной культуры, в частности, вычислительной и телекоммуникационной техники – от первичного "большого калькулятора" (computer) к современной портативной информационной машине (informachine), от сложных (дорогостоящих) телефонных и радиотехнических средств проводной и беспроводной коммуникации XIX-ХХ вв. к более простым и доступным современным средствам, в значительной мере использующим ранее созданную инфраструктуру связи.
Становление информационного общества – свидетельство информационной экспансии в сфере общественных отношений. В информационном обществе информация становится национальным ресурсом и производительной силой, не менее половины трудовых ресурсов трудятся в информационной сфере, в менталитете людей превалирует культ знаний и всеобщей грамотности, мораль и этика отношений пополнились киберэтикой и инфоэтикой, государствам приходится считаться с наличием на своих территориях независимого глобального киберпространства, насыщенного информацией и виртуальными персоналиями (по аналогии с физическим пространством, насыщенным веществом и телами). Мощные информационные потоки вторглись в жизнь человечества, грозя его психологическим и физиологическим возможностям не меньше, чем цунами и тайфуны. И если последние мы считаем проявлениями океанической экспансии, то в равной степени "информационный потоп" есть признак информационной экспансии.
Проблема человека в мире информационной экспансии приобретает специфические черты ( "Информация и человек" ). Ведь информации в этом мире много, даже слишком много, но как в ней вычленить жизненно важные знания, – большой вопрос: "Каждый хочет, чтобы его информировали честно, беспристрастно, правдиво – и в полном соответствии с его взглядами" (Г. Честертон). Но о честности, беспристрастности и правдивости информации можно только мечтать, говорить, причем каждому согласно своим взглядам. А в мутном потоке данных, низвергающемся на человека через Интернет и ангажированные СМИ, вместе с объективной информацией полно дезинформации и информационного шума. Отделять "зерна от плевел" приходится каждому из нас.
Напомним, что данные превращаются в знание через самообучение, когда система, в основном (но не только), познает собственное разнообразие (с учетом приобретенных информационных блоков) и отображенную среду, ищет, отбирает и запоминает ценную информацию в потоке данных, устанавливая дополнительные связи между ними. При этом термин "обучение" представляется нам архаизмом – обучение дает (преподает) знание, но этого явно недостаточно; в конце концов, надо получить его. Руки дающего и берущего должны соединиться; весь процесс обучения стратегически должен быть перенацелен на самообучение, ибо "человек до конца понимает лишь то, до чего додумывается сам, подобно тому, как растение усваивает лишь ту влагу, которую впитывают его корни" (А. Реньи).
Строго говоря, этапы самоорганизации и самообучения системы не поддаются разделению во времени, характер отношений между ними – диффузный. Действительно, организация (упорядочивание) как ограничение разнообразия невозможно без познания последнего, без поиска и отбора ценных данных, без использования первичных механизмов памяти. Самоорганизация не прекращается на этапе самообучения, как при освоении приобретенных метаболитов не прекращаются обменные процессы между системой и средой. В связи с этим при рассмотрении процесса самообучения вряд ли есть смысл отделять его от самоорганизации. Этапы самообучения (запоминание, восприятие, усвоение и др.) можно интерпретировать как самоорганизацию тезауруса. На информационном уровне важно лишь учитывать, что процесс самообучения складывается из усвоения (запоминания), хранения и воспроизведения знаний. Если нарушен хотя бы один из этих этапов, самообучение может не состояться.
Самообучение системы начинается после приобретения ею от среды порции информационного разнообразия в виде некоторых данных, ценность которых неизвестна. Алгоритм самообучения состоит в отборе данных по некоторым критериям ценности и в связывании отобранных данных, ценных для системы, в информацию – первичное знание о приобретенном разнообразии. Это знание помещается для хранения в тезаурус (базу знаний), который был создан системой в своей памяти на самом раннем этапе самоорганизации. Однако самообучение на этапе связывания ценных данных не заканчивается. Подпрограмма селекции по критериям ценности продолжает работать, "осмысливая" первичное знание, ибо смысл знания – конечная цель самообучения. В результате система "познает" приобретенное информационное разнообразие и за счет этого увеличивает свою внутреннюю информацию (самопознание).
На всех этапах самообучения информациогенез не прекращается. Ведь любой акт отбора (выбора) или осмысления приводит к неравновесности системы, нестационарности латентных процессов информационного метаболизма, а значит, к генерированию информации. Среда участвует в самообучении лишь косвенно – через свое закодированное отображение в рецепторной подсистеме (Дружинин В.В., Конторов Д.С. "Проблемы системологии", 1976.) .
Количественные и качественные преобразования тезауруса происходят постоянно (Постоянность изменений не означает их непрерывности. Характер изменений предстоит выяснить.) и параллельно. При этом простое наращивание количества "элементов знания" (информационных блоков) в тезаурусе еще не дает права считать его "сокровищем" системы, как нельзя считать разрозненные, случайные, не связанные между собой данные (файлы) в долговременной памяти человека (компьютера) базой знаний. Вот если эти элементы будут совместно осмыслены в виде упорядоченных, содержательно целостных кластеров, множеств, списков, массивов, семантической и/или нейронной сетей, наполненных структурными элементами типа термов, фреймов, записей, объектов, переменных, графов, формальных нейронов, тогда можно говорить о системе (базе) знаний, тезаурусе организма или машины. Иными словами, информационные связи между элементами знания, входящими в тезаурус, должны быть надежнее, чем их связи с данными, находящимися вне тезауруса. Этим, кстати, любая система отличается от "несистемы": внутренние связи системы обязательно крепче внешних связей.
Организация внутрисистемных связей обеспечивается адресно под управлением программы генерирования информации и системнойаксиологической установки познания ( "Знание как высшая форма информации" ). В "Информация и сознание" отмечалась принципиальная важность адресного связывания элементов знания в тезаурусе (скорость доступа, простота редактирования). Не зря известный RAM-принцип (От random access memory (англ. – память с произвольным доступом).) реализует адресное связывание ячеек оперативной памяти в "неймановском" компьютере.
Представим эволюцию тезауруса как усиление сложности открытой информационной системы (См. примеры 1, 2 в разделе 5.1.) , питаемое от ее среды обитания и имеющее предел когнитивной эффективности, который зависит от информационного ресурса среды, полезно усвоенного системой (Напомним, что вне данного ограничения информационный предел самоорганизации тезауруса не существует.).
Эволюционирующая от энтропийного хаоса к информационному порядку подобная открытая система одновременно проявляет и признаки движения от порядка к хаосу, тем бoльшие, чем меньше доля ценной (для системы) информации в объеме данных, поступающих в тезаурус. Второй эффект прогрессирует по мере приближения к концу жизненного цикла системы. В результате "старые" системы часто приходят к агностическому синдрому незнания: "Я знаю, что я ничего не знаю".
Но не следует считать энтропийную тенденцию развития только "старческим" негативом. "Молодые" системы тоже не избегают хаоса, потому что он информационно креативен не менее (а чаще более), чем порядок – та или иная тенденция определяется целью развития. Порядок тяготеет больше к устойчивости (сохранению, преемственности, ограничению разнообразия), хаос – к неустойчивости (новизне, изменчивости, созданию разнообразия). Порядок, придерживаясь здорового консерватизма гомеостатических систем, нацелен на "сохранение достигнутого" вместо поисков чего-то "лучшего – врага хорошего". "Свободолюбивый" хаос, наоборот, жаждет творчества. Обе тенденции взаимодополнительны и взаимопроникающи в своем сосуществовании, будь то организм или машина, популяция или государство, система образования или спорт, искусство или лингвистика.
Системные исследования показали, что развитие систем носит (квази)ступенчатый эмерджентный (От лат. emergere – появляться.) характер, когда переход на каждую следующую ступень соответствует скачку качества системы – она приобретает новые, ранее отсутствовавшие у нее свойства. Полагаем, что ступенчатый характер развития объясняется дискретностью процесса генерирования информации тезаурусом системы, хранящим соответствующую программу.
Вначале уточним понятие качественного скачка. Природой не предусмотрены материально-энергетические процессы с бесконечными градиентами, описываемые разрывными функциями с бесконечными производными во времени. Следовательно, вообще некорректно говорить об идеальных скачках применительно к реальным процессам, даже к тем, что составляют предмет исследования теории катастроф. Любой самый "крутой" скачок при рассмотрении его на достаточно быстрой развертке во времени выглядит как переходный процесс, как затухающее или нарастающее колебание, но не как идеально вертикальная ступень.
Пример 8. Большой Взрыв, если он был, развивался во времени: "Первая сотая доля секунды", "Первые три минуты" – эти названия глав книги нобелевского лауреата С. Вайнберга о теории Большого Взрыва говорят сами за себя. Любой самый мощный сигнал имеет конечные фронт и спад, обусловленные реальными постоянными времени (временнoй инерционностью) приемо-передающих устройств или органов. Словом, "никакое изменение не происходит скачком" (Г.В. Лейбниц). Эта сентенция справедлива для закономерностей самообучения тезауруса и общественного развития, действующих в рамках (а не вовне) природы и не подчиняющихся лишь воле и логосу людей. Возможно, неприятие природой идеальных скачков и есть одно из наглядных косвенных подтверждений ее эволюционности.
Пример 9. Экспериментальная зависимость обучаемости операторов (быстроты реакции) от длительности обучения имеет вид, приведенный на рис. 5.2 (по данным В.Ф. Венды). Как видим, зависимость носит существенно дискретный характер.
В принципе каждый из нас сталкивался с таким дискретным (пороговым, релейным) эффектом самообучения, когда понимание или умение (как показатели эффективности самообучения) приходили к нам не сразу после первого обучающего импульса. Требовался не один такой импульс, бьющий в одну точку с разных сторон, прежде чем срабатывала эвристика понимания или умения. Так люди учатся ходить, танцевать, плавать, ездить на велосипеде, обучаются токарному делу, программированию, музыке, хирургии, тензорному анализу, входят в сложные миры Блаватской, Гуссерля, Хайдеггера, Бергсона и т.п. Словом, в каждом акте самообучения требуется накопление на субпороговом уровне некоторого минимума разнообразия состояний тезауруса, прежде чем оно (разнообразие) достигнет порогов обнаружения и распознавания генератора информации тезауруса, что приведет к срабатыванию генератора и повышению эффективности системы.
В связи с изложенным, если мы до сих пор использовали понятие скачка и далее будем это делать, то только в философском смысле. В физическом смысле скачок – это полезная идеализация, помогающая познанию природы, не более того.
Чтобы развивающаяся система могла генерировать информацию, она должна постоянно самообучаться, познавая возрастающее в результате самоорганизации разнообразие своих состояний. Иначе новая информация не возникнет. Но любое познание, как мы неоднократно убеждались, невозможно без ошибок, в том числе ошибок, обусловленных конечной чувствительностью и конечной избирательностью алгоритмов распознавания и классификации разнообразия.
Пример 10. На входе любого алгоритма распознавания и классификации (искусственного и естественного) находится канал связи, поставляющий первичные (необработанные) данные. Приемником может быть, например, сенсорное (рецепторное) устройство некоторого прибора, органа чувств, нейронной сети. Ограниченная чувствительность приемника обусловлена объективными факторами двоякой природы: внутренними шумами приемника и внешними помехами (шумом) среды. Чувствительность обычно флуктуирует относительно некоторого среднего значения, которое, в свою очередь, дрейфует, как правило, в сторону ухудшения, т.е. повышения порога обнаружения разнообразия. Если бы это было не так, т.е. чувствительность улучшалась бы по мере старения приемника, его не приходилось бы периодически настраивать, ремонтировать и, в конечном счете, "списывать" за негодностью. Рост порога обнаружения приводит к уменьшению частоты обнаружения изменений разнообразия и частоты качественных изменений тезауруса. Если изменение разнообразия все же обнаружено, система должна адаптироваться к нему (перенастроить системную матрицу реакций, управлений разнообразием, изменить порог обнаружения разнообразия). Адаптация имеет циклический спиралевидный характер; на каждом витке спирали производится обновленный возврат к возросшему разнообразию.
Конечно, обнаружение прироста разнообразия и обнаружение сигнала связи не одно и то же. В частности, однозначно утверждать, что порог обнаружения прироста разнообразия в развивающихся системах изменяется только в сторону повышения, было бы, по крайней мере, неосторожно. Если система способна развиваться бифуркационно, то бифуркации, резко изменяющие закономерное развитие или стагнацию системы, могут случиться в любой момент времени и дать толчок как увеличению, так и уменьшению чувствительности системы к изменению разнообразия. Выявить механизмы порогового обнаружения изменения распознавания не так-то просто. Но они существуют, если верить результатам тонких термохимических исследований живой клетки биологами. Эти механизмы объединяют с обнаружением сигналов общие объективные ограничения – наличие помех и конечного порога обнаружения. Внутренние и внешние шумы, наряду с ухудшением качества обнаружения прироста разнообразия, ухудшают и избирательность алгоритмов распознавания и классификации новых элементов системы, т.к. в шумах "размываются" границы между характерными признаками этих элементов, что справедливо для любых алгоритмов и их схемных решений, будь то алгоритмы наблюдения, мышления, познания или игры. Конечный порог обнаружения не позволяет распознать слишком малый (субпороговый) прирост разнообразия, меньший уровня порога; система способна распознать новое разнообразие и адекватно отреагировать на него порцией информации, если оно отличается от прежнего разнообразия не менее чем на конечную величину порога обнаружения.
Два рассмотренных фактора подтверждают фундаментальную значимость дискретности и вызываемых ею ошибок для процессов самообучения тезауруса, объективный характер дискретности процессов познания и развития. Таким образом, генерирование информации – объективно дискретный процесс, природа которого – в квантовании разнообразия. Дискретное генерирование информации является причиной ступенчатого изменения (скачков) эффективности развивающейся системы, информативности тезауруса.
Выводы из данной статьи про информациогенез указывают на необходимость использования современных методов для оптимизации любых систем. Надеюсь, что теперь ты понял что такое информациогенез и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Философия
Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.
Комментарии
Оставить комментарий
Философия
Термины: Философия