Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое метаболизм информации, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое метаболизм информации, внутренняя информация, внешняя информация, закон конечной информации , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Философия.
В широком смысле информационный метаболизм( метаболизм информации ) – это то, как работает наше мышление. Однако, чтобы полноценно описать явление, нам недостаточно просто дать ему название. Мы также должны разбить его на составляющие и проанализировать их наполнение.
Так, информационный метаболизм делится на три этапа: восприятие, обработку и усвоение информации. В ходе них мы сперва фиксируем поступающие сведения, после чего обрабатываем их и затем уже укладываем в существовавшие у нас прежде представление о явлении, с которым мы провзаимодействовали. Непосредственное участие в этом процессе и принимает наш соционический тип: он определяет свойства мышления, через которые мы пропускаем информацию, относящуюся к тому или иному ее виду.
Информация – самоотражение объекта, данное частично в актах отражения (содержит разнообразие, значение и смысл объекта); востребованная потребителем для достижения некоторой цели имеет положительную ценность.
Информация внутренняя (объекта) – самоотражение объекта в совокупности его свойств (качестве).
Информация внешняя (об объекте) – частичное проявление внутренней информации объекта в актах отражения.
Информация взаимная (между субъектом и объектом) – внешняя информация , количественно одинаковая для субъекта и объекта.
Пример 1. Если полагать, что число состояний Универсума стремится к потенциальной бесконечности, то потенциальная энтропия Универсума как источника информации количественно тоже стремится к бесконечности. На фоне научно-философской полемики о пространственно-временной бесконечности или конечности Вселенной приведенное суждение позволяет утверждать, что если Вселенная и бесконечна, то прежде всего в информационном смысле. Трудность нашего положения обусловлена отсутствием экспериментальных или имитационно-вычислительных методов проверки информативности Вселенной как наиболее доказательных в рациональной науке. Попытка же абсолютного, полного познания источника с бесконечным числом состояний приводит к порочному кругу, внутри которого мы вынуждены вращаться бесконечно долго, задавая бесконечное число вопросов и получая на них столько же ответов, которые для своего хранения потребуют бесконечной памяти. Отсюда количество информации, получаемой в любом опыте, всегда конечно и не превышает энтропии источника – Универсума или любой входящей в него системы. Данные рассуждения имеют и строгую математическую основу ( закон конечной информации ).
Измерение информации традиционно связывается с кибернетическими системами (биологическими и искусственными). Однако нельзя отрицать, что кибернетические системы являются одновременно и физическими системами, раз они подчиняются общим физическим законам (в том числе, второму началу термодинамики) и состоят из тех же химических элементов (и отчасти веществ), что и неживая природа. Отсюда следует, что в кибернетической системе должна постоянно происходить борьба между порядком (управляемостью, несвободой, знанием, жизнью с ее неравновесностью) и хаосом (неуправляемостью, свободой, незнанием, смертью с ее равновесием). В этом плане необходимо более внимательно отнестись к взаимодействию эволюционного механизма со вторым началом термодинамики и взаимосвязи термодинамической и информационной энтропийных составляющих в рамках общей энтропии системы.
Пример 2. Образно отношение между внутренней и внешней формами информации объекта (системы) можно представить как отношение между внутренностью Солнца и солнечным протуберанцем – явленной внутренностью звезды, вырвавшейся наружу (И так же как Солнце и планеты имеют свои физические мантии, любой объект, включая Солнце и планеты, возможно, имеет информационную мантию (ауру) как переходную область между внутренней и внешней формами объектной информации.). Подобно тому, как внутренние и/или внешние физико-химические причины вызывают извержение протуберанцев, существуют похожие информационные причины генерирования объектом внешней информации, например, любознательность субъекта, участвующего, таким образом, в "творении" внешней информации познания. В результате частичная (относительная) истина, содержащаяся во внешней информации познания, в нашем знании и сознании, становится объективно-субъективной истиной. А иной она и быть не может. Понятие объективной истины, столь расхожее в марксистской философии, – не более чем идеализация, имеющая в лучшем случае отношение к недостижимой абсолютной истине. "Пусть даже для этого субъекта достижима объективность, однако она остается одновременно с человеческой субъективностью и в распоряжении человека" (М. Хайдеггер).
Пример 3. Понятие количества информации, применяемое для исчисления внешней информации, интересно не само по себе, а только в отношении между объектом и субъектом как количество взаимной информации между ними. Согласно алгоритмическому подходу А.Н. Колмогорова количество взаимной информации полагается мерой сложности объекта относительно субъекта. Это значит, что субъект может воспринять внешнюю информацию от объекта в количестве, не превышающем потенциальных возможностей субъекта по усваиванию информации, т.е. их обоюдная сложность должна быть согласована в информационном процессе.
Пример 4. На концерте симфонического оркестра присутствуют люди с разными музыкальными вкусами (даже среди меломанов). Соответственно, каждый человек воспринимает в звуковой гамме оркестра (качественно и количественно) лишь те музыкальные фрагменты, которые согласуются с его вкусами и возможностями восприятия. Таким образом, в концертном зале формируется столько информационных отношений и процессов, сколько присутствует слушателей – потребителей внешней (музыкальной) информации, источник которой всего один – оркестр.
В результате взаимодействия субъекта и объекта познания возникают физически неистребимые ошибки познания, обусловленные тем, что субъект познает не "вещь саму по себе" (внутреннюю информацию), а "вещь для себя" (внешнюю информацию), искаженную этим взаимодействием. Стоит нам избавиться от ошибок взаимодействия, и процесс познания становится невозможным (Как невозможно развитие организма без пищи, всегда содержащей, помимо полезных, вредные ингредиенты. Чтобы избавиться от последних, надо просто ничего не есть) Следовательно, ошибки, неточности, приближения и, в конечном счете, относительность добываемых истин являются непременными спутниками процесса познания. Более того, без них познание просто невозможно. Абсолютная истина и познание несовместимы. Этот качественный вывод имеет количественный аналог в теории информации – закон конечной информации.
На основании изложенного можно сделать следующие выводы.
В соционике мы описываем информационный метаболизм при помощи восьми функций модели А: задача каждой функции – работать со своим видом информации, характерным ей образом воспринимая, обрабатывая и усваивая ее. Особенности функции определяются тем, какими свойствами она обладает, а каждое свойство в свою очередь относится к одному из трех этапов работы с информацией. Так, мы выделяем свойства восприятия (ментальность/витальность и загрузочность/разгрузочность), обработки (акцептность/продуктивность и инертность/контактность) и усвоения (шаблонность/ситуативность и сила/слабость). Следует заметить, что свойства “ценностность/неценностность” имеют более глобальное проявление и относятся сразу ко всему нашему мышлению.
С точки зрения когнитивной психологии, общая модель переработки информации объединяет два важных вопроса: первый – какие этапы проходит информация при обработке, второй – в каком виде информация существует внутри каждого этапа [20]. В рамках настоящей работы рассматриваются модели, претендующие на роль ответов на оба вопроса и естественным образом интегрирующие информационный оборот любой иерархии (например, «информация», «данные», «знания» и т.п.) в процесс управления системами.
Структурно информация является замкнутой динамической иерархической категорией. Динамическая категория информации – т.е. метаболизм информации, – реализуется в логическом пространстве процессов анализа и синтеза во временно́й развертке. Такие логические структуры получили название информационных доменов. Внутри каждого информационного домена реализуется естественный, непрерывный оборот информации: от объекта, процесса, фактора (состояния которых оцифрованы или формализованы по иным «неискажающим» правилам и порождающие исходные информационные потоки) к их ос- 21 мыслению, обобщающему анализу, к количественной редукции и качественному преобразованию информации; от обобщенных аналитических выводов – к непрерывной циклическиитерационной модели, которую можно «повертеть» и «поиграть событиями»; от ограниченного набора выводов модели – к ее расширительному толкованию, «синтезу реальности» в виде системы формальностей – правил, порядка, законов и т.п.; от пунктов «правил» – к операционно-логической деятельности, т.е. снова непосредственно к воздействиям на объекты, процессы, факторы, состояния. Представление круговорота информации в природе – информационного метаболизма, – в виде единообразного информационного образования – информационного домена, законы которого «фрактально» применимы к когнитивным системам любого уровня, позволяет лучше понять качественную суть информации, отделить понятие информации от ее материальных носителей и каналов передачи, а также целенаправленно строить когнитивные или управляющие системы с заданными свойствами, а также исследовать их по единым формальным логическим свойствам – анализу, синтезу и их комбинаторным сочетаниям.
Рис. 1. Информационный домен. Принципиальная схема
Информационный домен – термин, который вводится для точного формального определения исследуемых систем. С одной стороны, информационный домен – это система, основанная на двух постулатах: первый – информационная природа взаимодействий, второй – строгое распределение информационных задач анализа и синтеза по элементам системы (Рис. 1). С другой стороны, информационный домен – это когнитивная система, базирующаяся на моделях переработки информации, используемых для организации существующего объема знаний, стимуляции и координации дальнейших усилий и облегчения коммуникаций между объектами и субъектами управления (Рис. 2).
Рис. 2. Информационные потоки как системообразующие
факторы
Несомненно, для коммутации каждой пары фаз оборота
существует своя, отдельная и отличная от других, «шина данных». Нигде не должно быть «бутылочного горлышка», чтобы
вся информация, чтобы любые данные и знания, которые описывают текущее или желаемое состояние системы, далее шли в
неискаженном и незадержанном виде. Например, мониторинговые описания ресурсов, которые могут быть использованы системой, в неискаженном и незадержанном виде должны поступать в узел «что происходит»; или, другой пример, чтобы распоряжения из узла «как сделать, чтобы» без задержек поступали
по назначению.
Важным условием является относительная информационная изолированность системы. Это означает, что рабочая информация поступает в систему и выводится из системы только
по соответствующим входам и выходам. Соблюдение условия
контролируются внесистемным регулятором. Ни один бит рабочей информации, как и кем бы он ни был получен или сгенерирован, не должен обойти вход или выход системы.
Аналитически, информационный домен – это система,
имеющая следующие типовые параметры, структуру и свойства:
a) формализованные границы, отделяющие ее от окружающей среды,
b) открытую структуру, осуществляющую обмен с окружающей средой,
c) внутреннюю формальную двустороннюю сеть связей
между элементами,
d) определенное (конечное) количество элементов,
e) неэлементарноавтономную структуру (элементу не
присущи характеристики цельной системы),
f) неимманентно регенеративные свойства (элементы и
отношения восстанавливаются с помощью других
систем),
g) элементарную структуру (допускающую самоподобно-иерархическое масштабирование в сторону увеличения),
h) невсецелонадежную структуру (не допускающую
изъятия элементов без разрушения системы),
i) без опосредования свойств (формируя свойства
цельной системы каждым ее элементом), j) вторичность свойств (система образована отношениями иных коррелятов),
k) нестабильность системы (не допускающая изменений структуры без разрушения системы),
l) сильная система (мера зависимости частей от целого
незначительна),
m) гомогенная система (из однородных двухфакторных
элементов),
n) минимально завершенная система (не допускающая
присоединения и удаления элементов),
o) упорядоченная система (не допускающая перестановку элементов),
p) динамически стационарная система (не меняющая
характеристики от смены элементов),
q) субстратноциклическая система (изменения свойств
элементов, подчиняющиеся определенному периодическому закону),
r) формальноцентрированная система (структурно сходящаяся в точку),
s) замкнуто-цепная система (элемент соотносится непосредственно с двумя и только двумя другими элементами),
t) детерминирующая система (системообразующее отношение определимо по неполному набору элементов),
u) однослойная система (все элементы системы могут
быть разбиты на группы с одинаковыми компонентами системообразующего отношения),
v) внутренняя система (отношение определяется самой
природой соотносящихся элементов),
w) частичная система (отношение установлено не по
всем свойствам элементов системы),
x) структурно-точечная (фундаментальное отношение
само по себе, безотносительно к своим коррелятам).
Перечисленные свойства позволяют формализовать функциональную схему информационного домена (Рис. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 3).
Рис. 3. Информационный домен. Функциональная схема
Функционально информационный домен состоит из четырех основных компонентов:
1. Анализ – ограничение сферы восприятия, сосредоточение внимания на ключевых элементах, редукционизм (процесс свертывания реального мира в модели).
2. Абстракция (моделирование) – информационные игры со свертками пространства и времени, материи и
энергии, деньгами и решениями.
3. Синтез – процесс разворачивания ограниченного
числа условностей в широту реального воплощения.
4. Логика – объекты, процессы, факторы, состояния.
Таким образом, принципиальную схему информационного
домена можно преобразовать к более очевидному формату схемы информационных узлов и потоков (Рис. 4).
Формально информационный домен – четырехуровневая
иерархия, свернутая в кольцо. Между компонентами существует
двунаправленная связь – информационный обмен различного
характера и интенсивности. Домен представляет собой открытую систему, взаимодействующую с остальным миром через рецепторы и эффекторы.
Рис. 4. Информационный домен. Схема информационных узлов и потоков
Взаимосвязь между свойством и отношением в феномене информации.
Данная проблема, во-первых, имманентна для внутренней информации, которая может интерпретироваться одновременно как отношение и
как свойство. Во-вторых, между внутренней информацией как фундированным свойством – атрибутом объекта – и внешней информацией как отношением между объектами действует собственное отношение, управляемое законом сохранения информации.
Нет ли противоречия в том, что внутренняя информация как система
онтологических отношений между элементами структуры объекта переопределена в его свойство? Противоречия нет, если не мыслить информацию
в отрыве от движения, если рассматривать ее дуально - не только в контексте результата, но и как процессуальный феномен. Для этого есть все основания, заложенные еще аксиомами Гераклита (все в мире изменяется) и
Парменида (все в мире неизменно). Все означает здесь все имеющееся, а не
обязательно все существующее (если под существующим понимать то в
бытии, что в нем явлено внешне). Имеющееся – это явленное и не явленное: ирреальное, фантастическое, трансцендентальное, идеальное, включая
философские понятия, в том числе - понятия свойства и отношения.
Тогда свойство (атрибут), будучи самотождественно устойчивым и
неизменным, в то же время и изменчиво, динамично в своем саморазвитии,
процессуально. Поэтому любые свойства, состояния, сущности – фактически устойчивые, стационарные, равновесные процессы. Когда эти процессы становятся неустойчивыми, нестационарными, неравновесными,
свойства приобретают черты образующих их отношений, состояния – событий, а сущности – явлений («сущности являются»), и наоборот. Свойство можно также характеризовать согласно вероятностному закону больших
чисел как статистически устойчивую закономерность (вектор) поведения
композиции большого числа отношений, их равнодействующая, «центр
тяжести», математическое ожидание. В этом смысле внутренняя информация есть свойство, сущность, а внешняя информация - отношение, явление. В модальных категориях внутренняя информация возможна (потенциальна) в качестве внешней информации, которая действительна1
.
Образно отношение между внутренней и внешней формами информации объекта можно представить как отношение между внутренностью
Солнца и солнечным протуберанцем - явленной внутренностью звезды,
вырвавшейся наружу. И подобно тому, как внутренние и/или внешние физико-химические причины вызывают извержение протуберанцев, существуют похожие информационные причины генерирования объектом внешней информации, например, любознательность субъекта. И так же как
Солнце и планеты имеют свои физические мантии, любой объект, включая
Солнце и планеты, может иметь информационную мантию как переходную область между внутренней и внешней формами информации.
Закон сохранения информации, постулирует статическое отношение между внутренней и внешней формами информации для замкнутой субъект-объектной системы – сложного источника (X,Y). Но реальное отношение динамично, как любой метаболизм (в
данном случае – информационный метаболизм), и требуется обобщенный закон сохранения информации (в его философской интерпретации) для
замкнутой среды, включающей зависимую от нее открытую систему. Среда и система информационно взаимодействуют, образуя сложный источник информации «среда-система», в котором энтропия среды больше энтропии системы, ибо последняя включена в среду, а не наоборот.
Представим Универсум как замкнутую среду Х, включающую в себя
зависимую от нее открытую систему Y, информационно взаимодействующую со средой. Характер этого взаимодействия достаточно сложен и зависит во многом от целей системы и среды. Если цель системы – самоорганизация, то внешняя информация, воспринятая системой из среды, имеет
смысл негэнтропии и, только отображаясь в тезаурусе, приобретает смысл
собственно внутренней информации, количественной мерой которой является энтропия, характеризующая потенциальную информативность тезауруса. Если цель системы – самообучение, то внешняя информация есть мера взаимного познания системы и среды. Практически указанные цели системы не альтернативны и даже не комплементарны – они диффузионны по
отношению друг к другу, между ними нет однозначной границы.
Поскольку X⊃ Y, энтропия среды больше энтропии системы:
H(X) > H(Y) (24)
Согласно (11)…(15) полная взаимная информация (или просто полная информация) I(X,Y) сложного источника выражается через безусловную и условную энтропии как среды Х, так и системы Y, т.е. внешняя информация взаимообратима для среды и системы. При этом входящие в
(11)…(13) условные энтропии, как и безусловные в (24), подчиняются неравенству:
H(X|Y) > H(Y|X) (25)
Следовательно, при жесткой зависимости Y от X условная энтропия
системы будет исчерпана, в то время как условная энтропия среды останется ненулевой:
H(Y|X) = 0 ; H(X|Y) >0 (26)
Это значит, что система будет полностью познана средой, а среда
системой – нет. Полное познание источника Y означает, что его потенциальная информативность, характеризуемая безусловной энтропией H(Y),
без остатка превратится во внешнюю информацию, и эта информация количественно будет максимальна:
max I(X,Y) = H(Y) (27)
Жесткая зависимость, при которой максимизируется I(X,Y), достигается, когда система полностью адаптирована к среде, полностью предсказуема. Такое состояние для сложной системы теоретически достижимо,
практически же - никогда . Минимум I(X,Y)=0, как показано в разделе 2.1,
достигается при полной независимости X и Y, что нереально и, кстати, не
соответствует исходному условию зависимости Y от X.
Таким образом, полная информация сложного источника «средасистема» не превышает энтропии системы. Это значит, что внешняя информация передается от среды открытой системе в количестве I(X,Y),
не превышающем ее потенциальных возможностей H(Y) по усваиванию
информации.
С позиций синергетики это значит, что система приобретает информацию в количестве не более того, сколько может «переварить», использовать для своей самоорганизации. Очевидно, что это количество теоретически не может превысить безусловной энтропии H(Y) как меры накопленного системой разнообразия, а практически всегда меньше H(Y).
С точки зрения когнитивной психологии равенство (27) означает: каждый познает то, что может, а если хочет познать больше, должен увеличить свои информационные возможности, т.е. потенциальную информативность своего тезауруса.
С позиций информационного монизма это значит - информационное
поле открыто нам лишь в меру возможностей нашего тезауруса. Поскольку
тезаурусы разных систем различны, системы получают разную внешнюю информацию I(X,Y) от среды даже в общем информационном процессе. Но
и источник генерирует при этом разную для всех информацию (согласно
принципу взаимной информации). Так, несколько наблюдателей могут
сделать на основе одного и того же наблюдения разные выводы. Разные
социумы и разные индивиды недопонимают менталитет друг друга (и до
конца не поймут!), потому что, вероятно, «взрыхляют» разные (в лучшем
случае частично пересекающиеся) участки информационного поля. Таким
образом, информационное разнообразие систем в Универсуме обусловлено
в существенной мере разнообразием системных тезаурусов, селектирующих доступную им информацию в информационном поле Универсума.
Перейдем к формулированию динамического закона сохранения информации. Для этого вначале представим статические соотношения информационного баланса между полной информацией и полной энтропией
сложного источника «замкнутая среда (X) - открытая система (Y)»:
Таблица 1. Информационный баланс в сложном источнике (X,Y)
| Зависимость | I(X,Y) | H(Y|X) | H(X,Y) | I(X,Y) +H(X,Y) |
| нет |
0 | H(Y) | H(X) + H(Y) | H(X) + H(Y) |
| нежесткая | H(Y) - H(Y|X) | H(Y|X) | H(X) + H(Y|X) | H(X) + H(Y) |
| жесткая | H(Y) | 0 | H(X) | H(X) + H(Y) |
Обратим внимание на уменьшение «производства» условной энтропии H(Y|X) системы относительно среды (т.е. дефицита информированности среды о системе) по мере развития системы (перехода системы от независимости к полной адаптации – жесткой зависимости от среды).
Поскольку развитие – процесс, представим информационное взаимодействие системы и среды через динамику полной информации I(X,Y) во
времени. Тогда при постоянстве энтропии системы H(Y) согласно (13)
(28)
Если полагать, что самоорганизация и самообучение системы приводят к развитию тезауруса, энтропия которого при этом возрастает
(H(Y) va ≡ r), и это развитие происходит дискретно (скачкообразно) [50], то
закон (31) остается в силе для каждого из множества My дискретных состояний развитости тезауруса системы, где i-ому состоянию соответствуют
свои значения энтропий H(Yi) и H(Yi|X):
При этом ограничения информационного баланса, приведенные в таблице 1, - закон для текущего состояния тезауруса системы. Когда в процессе информационного метаболизма система наращивает за счет среды свое
разнообразие и тезаурус самообучается владению новым разнообразием до
качественно нового уровня стационарного поведения в среде, она (система) переходит на этот уровень, и закон сохранения информации начинает
действовать для нового аттрактора с перераспределением совместной энтропии H(X,Y) и полной взаимной информации I(X,Y) в рамках законов
(11), (17), табл. 1.
В результате процесс информационного метаболизма развивающейся
открытой системы приобретает вид, изображенный на рис. 12.
Рис.12. Процесс информационного метаболизма открытой системы
(феноменологическая модель)
Сформулируем две версии закона сохранения информации:
синергетическая версия: динамика количества внешней информации в
открытой системе обратна динамике ее условной энтропии относительно
среды при максимуме количества информации, не превышающем текущей
безусловной энтропии системы; при этом сумма количества информации и
совместной энтропии системы и среды постоянна и равна сумме безусловных энтропий системы и среды;
гносеологическая версия: динамика внешней информации открытой
системы обратна динамике дефицита информации среды о системе при
максимуме внешней информации, количественно не превышающем текущей информативности тезауруса системы; при этом сумма полной взаимной информации и совместной энтропии системы и среды постоянна и
равна сумме текущей информативности тезауруса системы и внутренней
информации среды.
Сформулированные версии закона сохранения информации согласуются с известными синергетическими принципами поведения диссипативных систем, в частности, с принципом минимума производства энтропии
И. Пригожина [110]. Там, где действует этот принцип, справедлив и
комплементарный ему принцип максимума производства информации –
ведь энтропия и информация строго комплементарны. Но если асимптотический минимум энтропии известен (нуль), то соответствующий асимптотический максимум информации был не столь очевиден. Согласно предложенным версиям закона сохранения он определяется внутренней информацией системы (количественно – ее безусловной энтропией).
Перейдем от общенаучных версий закона сохранения к обобщенному
философскому закону, памятуя, что энтропия – мера внутренней информации, а полная взаимная информация - мера внешней информации. Тогда
феноменологический обобщенный закон сохранения информации может
быть сформулирован в следующем виде:
динамика внешней информации сложного источника «замкнутая
среда - открытая система» обратна динамике дефицита информации
при максимуме внешней информации, количественно не превышающем
текущей внутренней информации системы; при этом сумма количеств
взаимной информации и взаимного дефицита информации постоянна и
равна текущей сумме энтропий системы и среды.
Учитывая, что любая система состоит из подсистем, такая формулировка информационного закона сохранения справедлива для любой подсистемы Универсума. В данной формулировке закон сохранения информации философски значим, т.к. он охватывает все открытые системы и любую
среду. При этом отношения между ненаблюдаемой внутренней информацией, наблюдаемой внешней информацией и законом сохранения информации таковы, что возможные изменения внутренней информации объекта
не обязательно сопровождаются изменением внешней информации и никогда – нарушением закона сохранения информации.
Отметим, что все приведенные версии не совпадают с предложенным в законом сохранения информации. Вся логика нашего доказательства исходит из аддитивного характера отношений между количеством
информации и энтропией как логарифмическими информационными мерами разнообразий системы и среды, в то время как в это отношение
мультипликативно. Последнее, возможно, было бы справедливым в комбинаторной интерпретации информационных мер, однако понятие энтропии исторически связано с логарифмированием комбинаторной меры разнообразия и поэтому ее комплементарность с информацией математически
аддитивна, а не мультипликативна. Тем не менее, концептуально оба подхода сходны в том, что комплементарная суперпозиция информации и энтропии количественно есть некая константа. Как показано выше, эта константа определяется внутренней информацией каждого из источников –
среды и системы.
А.И. Вейник предложил закон сохранения информационной энергии
(информэнергии) как меры количества поведения изучаемой системы [26,
с.с.287, 552-554]. Полагается, что поведение системы характеризует ее
проявление вовне в самом широком смысле при взаимодействии с окружающей средой.
Взаимодействие, как известно, может быть вещественным, энергетическим и информационным. Энергия характеризует интенсивность
взаимодействия, а информация – его разнообразие, а вместе энергия и информация с разных сторон характеризуют изменение состояния систем.
Информация – не энергия, но поведенчески они во многих частностях
схожи. Если по аналогии с кельвиновской градацией ценности видов энергии перейти к градации ценности видов взаимодействия, то по убыванию
ценности их можно расположить в следующей последовательности: информационное→энергетическое→вещественное. По степени своего воздействия на объекты энергия и информация, пожалуй, не уступают друг
другу. При этом энергия воздействует на объекты непосредственно в силовой форме, а информация опосредованно – через энергию, которой она
(информация) управляет. Во всяком случае, это справедливо для большинства явленных процессов нашего вещного мира. Более того, в этом мире
все информационные процессы энергозависимы и энергетические процессы информационно зависимы в том смысле, что перенос информации, как
правило, производится материально-энергетическим носителем (сигналом), а перенос энергии обычно инициируется информацией. Поэтому
введение в научно-философский обиход феноменологического понятия
информэнергии, по-видимому, правомочно.
Но, как только мы переходим от феноменологии этого понятия к его
физической природе, возникает проблема интерпретации: что это – смесь
независимых сущностей или самодостаточная сущность, не разложимая на
информационную и энергетическую компоненты? Так, если информэнергию приложить к системе «человек», то можем ли мы количественно оценить поведение человека, если вслед за Вейником будем понимать поведение «в самом широком смысле этого термина»? Задача не из легких, и приступать к ее решению следует лишь после того, как будет прояснено физическое отношение между информацией и энергией – причинноследственное, корреляционное или независимое. Если это разные сущности, то правомочна ли физическая единица бит-ватт-секунда, вытекающая из предложенной в [26] формулировки закона сохранения информэнергии:
(30)
где dW – изменение информэнергии; dQu- изменение информационной работы, совершенной системой; П – информациал (мера «интенсивности
информационного взаимодействия»); dU – изменение энергии; Пi, dQi- частные значения информациала и изменения работы для i-го вещества, входящего в систему (n – число веществ).
В уравнении (30) явно не указаны параметры сохранения и налагаемые на них ограничения (свойство постоянства или значения констант).
Поэтому вызывает возражение попытка назвать его законом сохранения.
Вейник утверждает, что переносится (передается) не информация, а
энергия под действием разности информациалов; информация же системы,
как и температура или электрический потенциал, способна лишь изменяться в процессе передачи энергии. Со ссылкой на раздел 2.1 полагаем это
суждение неубедительным, по крайней мере, для нас. Во-первых, оно элиминирует само понятие информационного процесса (информационного
взаимодействия). Если быть последовательным, то согласно Вейнику в мире остаются только вещественные и энергетические взаимодействия, информационный метаболизм исключен. Но это же не так – все энергетические процессы информационны, обратное утверждение под вопросом.
Энергия – мера работы, совершаемой носителем информации в этих процессах. Кто же работодатель? – информация! – этот вывод следует из всего хода предшествующих обоснований - именно информация телеологически фундирована во все взаимодействия. С другой стороны, информационный процесс принципиально может не нуждаться в известных формах
энергии – быть безэнергетическим в традиционном понимании. Если под
информэнергией в [26] понимается нетрадиционная латентная для материального мира энергия «тонких миров» (по Вейнику - наномира, пикомира,
фемтомира, аттомира), переносящая информацию об их состояниях, тогда нет повода для критики. Но утверждать наверняка мы этого не можем,
ибо Вейник не дает убедительных обоснований на этот счет.
В связи с изложенным мы не отрицаем возможности информационной энергии как понятия, связующего воедино информацию и энергию не
просто как две стороны одного процесса, а в его более глубоком онтологическом понимании. Более того, с позиций единства природы взаимодействий эта связь правдоподобна. И если мы по-своему отстаиваем ее существование, нет оснований отказать А.И. Вейнику и другим ученым в аналогичном праве. Более глубокое обоснование обобщенного информационноэнергетического закона сохранения (с привлечением экспериментальных
данных) – благодарная область исследований для ученых и философов.
Согласно закону сохранения информации внешняя информация как
репликация части внутренней информации источника не уменьшает его
информативность, количественной мерой которой является безусловная
энтропия источника. Действительно, в результате познания некоторого
объекта Х его исходная энтропия уменьшается на величину I(X), которая в
теории информации называется количеством информации. Означает ли
это, что при бесконечной априорной энтропии H(X) непрерывного источника апостериорная энтропия H(X|Y) конечна? Нет, не означает. Количество информации как опытная мера познания не изменяет качества (природы) источника - из непрерывного он не превращается в дискретный:
∞-const=∞. Следовательно, энтропия H(X|Y) также бесконечна. Тогда в
выражении (12 ) для I(X) получаем неопределенность вида ∞-∞. Логически сознавая, что величина I(X) конечна, тем не менее разрешим математически эту неопределенность относительно I(X). Для этого рассмотрим задачу
определения положения точки на отрезке прямой с точностью ε - задача
Л. Бриллюэна (рис.13) [19, с.264-265].
Рис.13. К закону конечной информации
Пусть этот отрезок длиной L разбит на конечное число (nн) малых отрезков длиной λ, так что в интервал ε умещается тоже целое число (nк)
таких отрезков:
nн =L/λ ; nк = ε/λ (31)
Тогда с учетом равновероятности положения точки на интервалах L и ε и
асимптотической формулы (4) получим:
I(X)=log nн - log nк = log L/ε = log L – log ε (32)
При λ→0 nн →∞, nк →∞, H(X)=log nн →∞ , H(X|Y)=log nк →∞ . Но I(X)
согласно (32) не зависит от nн, nк и остается конечным.
Данная задача может быть распространена на объект любой размерности, в том числе на мироздание, и мы это делаем. Вывод: количество
информации, получаемой в опыте, акте познания, всегда конечно. Отсюда
любая истина как продукт познания относительна.
Физически этот результат объясняется тем же, что и неистребимые ошибки познания, - взаимодействием субъекта и объекта познания, в результате чего субъект познает не «вещь саму по себе», а «вещь для себя», зашумленную, искаженную, приближенную, упрощенную этим взаимодействием. Стоит нам избавиться от этой помехи (шума), и процесс познания становится невозможным. Следовательно, ошибки, неточности, приближения, упрощения и в конечном счете относительность добываемых истин являются непременным спутником процесса познания. Более того, без них познание просто невозможно. Абсолютная истина и познание несовместимы.
Рассмотрим другой – динамический – аспект данной задачи. Пусть производительность источника информации (R) и пропускная способность
канала связи (C) в совокупности удовлетворяют принципу надежного кодирования Шеннона R≤C, где R и C измеряются в бит/сек [42,52]. Тогда за
Т секунд источник Х сгенерирует I(X,Y)=RT бит внешней информации, воспринимаемой потребителем Y. Но R и T реально конечны, в противном
случае любой информационный процесс теряет смысл. Значит, количество информации I(X,Y) тоже конечно.
Изложенное позволяет сформулировать закон конечной информации: любая внешняя информация конечна.
Из совместного рассмотрения законов конечной информации и сохранения информации следует, что если количество взаимной информации I(X,Y) всегда конечно, а внутренняя информация системыпотребителя Y (как подсистемы-«микрокосма» Универсума Х) стремится к бесконечности, то закон конечной информации усиливает закон сохранения информации в части верхнего предела I(X,Y, а именно равенство (27) трансформируется в неравенство:
max I(X,Y) < H(Y) , (33)
т.е. максимум взаимной информации между системой и средой количественно должен быть меньше стремящейся к бесконечности информационной энтропии системы.
В гносеологическом аспекте закон конечной информации постулирует относительность любой истины как продукта конечного во времени и
пространстве акта познания.
Энтропия языкового шума слишком высока , чтобы ее игнорировать даже в частных случаях решения т.н. «точных» (нульэнтропийных) задач, где каждый потерянный или отвоеванный бит информации имеет очень высокую цену. Поэтому проблема языкового шума заслуживает, отдельного исследования в рамках когнитивной психологии и математической лингвистики.
С другой стороны, нуль-энтропия любого языка согласно закону сохранения информации означает информационный предел развития от полной неопределенности, недосказанности к полному порядку и безальтернативности выбора смысла, отсутствию каких бы то ни было степеней свободы у потребителя информации. Выше мы показали, что подобное языкотворчество чуждо энтропийному менталитету человеческого духа: «…там, где обнаружена соизмеримость вещи с пересказом, там простыни не смяты… поэзия не ночевала» (О. Мандельштам). Филология – любовь к слову – закончилась бы немедленно, как только это слово достигло бы максимально возможной информативности и, следовательно, нуль-энтропии своего смысла. Живопись, музыка потускнели бы в своих неповторимых красках, будучи бесстрастно разложенными на мазки и ноты, однозначно упорядоченные и объясненные искусствоведами: «Звуки умертвив, музыку я разъял, как труп. Поверил я алгеброй гармонию» (А.С. Пушкин. Моцарт и Сальери). Гносеологическая форма закона сохранения информации, определяя энтропию тезауруса в качестве верхней границы количества потребляемой внешней информации, одновременно утверждает, что эта информация, заполнив тезаурус, не оставляет в нем ни одного бита для новой внешней информации, постижения иного смысла «языковых игр», для творческого мышления. К счастью, закон конечной информации исключает такую печальную возможность, делая ее чисто гипотетической. Изложенное приводит к постановке экстремальной задачи, а именно: между внешней и внутренней информацией языка, между количеством информации и энтропией языка существует некий подвижный оптимум. Полагаем, что этот оптимум может определяться «золотым сечением» - одним из основополагающих принципов гармонии мира. Принцип золотого сечения устанавливает такое количественное отношение между двумя однородными частями целого, что само целое психологически воспринимается «гармонично», т.е. пропорционально, соразмерно, красиво, консонансно, согласованно, эстетично и т.п. Количественно это отношение отдает одной части примерно 60% целого, другой, соответственно, 40%, и в этих границах допустимы флуктуации, не нарушающие гармонии. Согласно [43] золотое сечение является оптимальным (наиболее эффективным) в том смысле, что доставляет наблюдателю максимум информации при наименьшей затрате ресурсов, т.е. максимум эстетического удовольствия
Выводы
1) Факторами повышения философского статуса феномена информации до уровня философской категории являются:
а) гноселогическая продуктивность понятия информации в познании субъект-объектных, телесно-духовных, межсистемных и внутрисистемных отношений – информационных процессов – произвольной природы;
б) мировоззренческая значимость деления понятия информации на онтологическое понятие внутренней информации как атрибута всего сущего и на гноселогическое (праксиологическое) понятие внешней информации как всеобщего отношения;
в) более высокий (метафизический) уровень абстракции понятия информации по сравнению с научными и общенаучными понятиями; г) относительная самостоятельность понятия информации в ряду других философских понятий и категорий при одновременной взаимосвязи с категориями
материи и идеального.
2) Разработанная концепция информационного монизма утверждает, что
информация лежит в основаниях мироустройства, определяя его многообразие как информационное разнообразие, все значения и смыслы сущего
как, соответственно, его информационные символы (коды) и содержание
его внутренней информации, все взаимодействия как информационные
(информационно-энергетические) процессы.
3) Возможные (сверху) и необходимые (снизу) границы информационного феномена разнообразия как морфологического содержания информации
имеют потенциальное и реальное значения, обусловленные закономерностями накопления (генерирования) внутренней информации и динамикой
внешней информации, а диалектика разнообразия состоит в поступательных количественно-качественных преобразованиях элементного состава
гетерогенных структур и их внутренних информационных связей.
4) Внутренняя информация как свойство объектов объективна в виде памяти и возможна (потенциальна), внешняя информация как отношение
между объектами (субъектом и объектом) действительна в виде сигнала;
Обе формы информации взаимосвязаны законом сохранения, постулирующим количественное постоянство суммы
внешней информации и неявленной части внутренней информации в статике и динамике информационного метаболизма, законом конечной информации, постулирующим конечность любой внешней информации, принципом взаимной информации (взаимная информация двух объектов друг о друге количественно
одинакова).
5) Внешняя информация передается от среды открытой системе в количестве, не превышающем ее потенциальных возможностей по усваиванию
информации, что значит:
Данная статья про метаболизм информации подтверждают значимость применения современных методик для изучения данных проблем. Надеюсь, что теперь ты понял что такое метаболизм информации, внутренняя информация, внешняя информация, закон конечной информации 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
Комментарии
Оставить комментарий
Философия
Термины: Философия