Авторы: проф.,д.т.н., В.Н. Романенко, проф.,д.п.н., Г.В. Никитина
Аннотация:
Наряду с веществом и полем информация может рассматриваться в качестве одного из возможных состояний материи. Учёт связи: информация — энергия — вещество позволяет избежать многих трудностей в понимании работы нервной системы. Информация возникает как следствие взаимного отражения объектов. Идеальное же может толковаться в качестве отражения уже отражённого. Вводится понятие внешней и внутренней коммуникаций и с этих позиций рассматриваются сложные системы живых организмов.
Ключевые слова: информация, идеальное, отражение, разум, мозг.
Some words about connection between information and understanding of the ideal
Autors: Prof., Dr., Vladimir Romanenko, Prof., Dr., Galina Nikitina
Summary:
One can consider information as one of possible states of matter like substance and field. Connection: information — energy — matter helps to avoid several difficulties in explaining the work of neural system. The information creates in the process of mutual reflection of different objects. One may consider the ideal as a result of reflection of something previous reflected. There are manifested the new ideas of different kinds of communications – external and internal. That is the good way for study complex systems of living organisms.
Key words: information, ideal, reflection, mind, brain.
Проблема правильного понимания понятия информации привлекает внимание как исследователей, так и просто любознательных людей уже долгое время. По этому поводу исписаны тонны бумаги. Несомненно что позитивные сдвиги в этом направлении имеются. Однако наряду с этим в средствах информации, в особенности в секторе популярных знаний, появляются самые удивительные толкования этого понятия, вплоть до отождествления понятия информации с Богом. Чтобы убедиться в этом достаточно заглянуть на августовские публикации этого года на сайте ЭНС. Мы отнюдь не намерены вступать в бессмысленные дискуссии по этому поводу. Тем не менее, мы сочли полезным разместить в журнале НИЖИ переработку нашего материала опубликованного пару лет ому назад. Надеемся, что это может принести определённую пользу.
Использование бинарных оппозиций
Потоки сигналов, поступающих к человеку от внешнего мира, обрабатываются мозгом. Обработка связана с обобщениями. Они опираются на модельные представления. Противоречивость жизненных ситуаций позволяет сводить анализ к созданию противоположных и во многом взаимоисключающих моделей. Этот подход, называемый бинарной оппозицией известен с глубокой древности. Одна из давно известных оппозиций — это оппозиция: материальное-идеальное. Сейчас философов интересуют более сложные подходы [1]. Бинарные оппозиции со временем изменяют свою смысловую сторону, то есть описание полюсов оппозиции. В последние десятилетия наметился прогресс в трактовке понятия информации [2-6].
Это заставляет пересмотреть понимание некоторых представлений, в частности тех, которые составляют основу бинарной оппозиции: материальное-идеальное. Будем исходить из ряда материалов сайта [7]. У многих его авторов отрицательное отношение к политической практике советского периода перекинулось на философию. Поэтому отрицание, например ленинского определения материи, стало у них повсеместным. То, что это определение основано на многовековой традиции, идущей от Парменида и других древнегреческих философов этим авторам не известно или же они им просто пренебрегают. По этой же причине без анализа существа вопроса они отказываются от понятий отражения, всеобщего взаимодействия и ряда других важных проблем.. Вместо этого часто предлагаются вновь изобретённые формулы и понятия.
Содержательная сторона понятия материя.
Понятие материя и его эквиваленты создавались, чтобы охватить все объекты, окружающие человека. Основа этих определений — всеобщность и объективность. Подразумевается независимость объектов от присутствия рассуждающего индивидуума. Каждый автор создавая своё определение понятия при разговоре о всеобщности материи старался отразить всю совокупность естественно-научных представлений своего времени. До конца XIX века понятие материи отождествлялось с той её формой, которую сейчас называют веществом. Поэтому определения материи учитывали только основные характеристики вещества: его протяжённость, наличие формы, количественные характеристики типа вес или масса и т.д. Явления связанные с энергий известны очень давно. Чёткое их понимание отсутствовало так как понятие энергия не было ещё сформировано.
В результате приходилось давать плохо обоснованные и часто неверные толкования. Обращение к объяснениям, которые исходили из того, что есть нечто, отличное от материи и плохо отражаемое в сознании, приводило к разным формам введения идеального. Поэтому авторы, не желавшие отказаться от основ материалистического понимания мира, нередко вынуждено обращались к дуализму. Со времён энергетизма Оствальда ситуация изменилась. Формула Эйнштейна E=mc2 количественно связала массу и энергию. Это соотношение формирует понятие о двух формах материи: вещество и поле. Необходимость в философском дуализме после этого практически отпала.
В отношении информации прослеживается аналогичная тенденция. И сам термин [8], и многие свойства информации давно известны. Однако, только в последние годы стало уделяться внимание сложности и многозначности этого понятия [9-11]. Для обсуждаемой проблемы интересны результаты, которые связаны с т.н. Пределом Бремерманна [12]. Здесь информация описывается с позиций её материалистической трактовки. Это же сделано в[ 13,14]. Их авторами оценена энергия затрачиваемая на создание единицы информации. Одновременно определена минимальная энергия нужная для простейшего процесса передачи информации от носителя, называемого инфоисточником, к приёмнику. Такую передачу ряд авторов называет инфопроцессом.
Таким образом устанавливается непосредственная связь между информацией и энергией и далее через соотношение Эйнштейна с массой (веществом). Это подтверждает философское утверждение о том, что информация наряду с веществом и энергией должна рассматриваться в качестве третьего вида материи. Оценки энергии, связанные с созданием и передачей одного бита информации, делались и в [15,16]. Признание материальности информации вновь делает не актуальным вопрос о философском дуализме.
Говоря о материальности информации фактически говорят о её отражаемой части, которая передаётся от источника к получателю. Подробнее об этом сказано в [17]. В общем понимание информации требует учёта трёх её частей: отражаемой I0, отражённой I∑ и не отражённой S информации. Они связаны законом сохранения:
I0 = I∑ + S.
Нами использована терминология и обозначения, предложенные В.Б. Вяткиным [17]. Единства в этой терминологии нет. Так Ю.А. Ершов [13] говорит о связанной и переданной информации, в нашей работе [10] мы, вместо отражаемой I0 информации, пользовались термином сведения. Важно отметить, что при любом подходе отмечается факт прямой связи передаваемой (воспринимаемой и т.п.) информации и процесса отражения. Не менее важно отметить, что полное отражение всей связанной информации (сведений) возможно только при отражении объекта самого на себя — тождественное отражение или самоотражение. Для оценки эффективности инфопроцесса можно воспользоваться отношениями I∑/0 и I∑/S. Их смысл достаточно очевиден.
Отражение, как способ описания всеобщего взаимодействия объектов .
Вселенная (Универсум) многообразна, то есть неоднородна, как в пространстве, так и во времени. Даже умозрительно сложно представить Мир, который одинаков в любой точке пространства и не изменён во времени, то есть не имеет ни начала не конца. Такое состояние можно определить как Великое Ничто.
Признавая сложность Вселенной, мы должны одновременно признать, что отдельные её части должны взаимодействовать между собой. В упрощённом виде это реализуется посредством потоков вещества, энергии и информации. Здесь мы упрощённо говорим о двух важных обстоятельствах. Первое — это ограничение взаимодействий только тремя типами потоков. На самом деле можно предполагать, что со временем удастся обнаружить и другие их типы. Второе обстоятельство — возможность говорить о каждом типе потоков независимо от других. Такая возможность связана с наличием преобладающего типа взаимодействий. Это реализуется не всегда.
Воздействие потока на объект проявляется в частичном изменении свойств объекта. Это изменение и есть то, что понимается как отражение. Поэтому наличие взаимодействия в обязательном порядке предполагает наличие отражения и наоборот. Можно сказать, что изменение свойств объекта или его части под воздействием окружающего мира, то есть других объектов, является сущностью отражения, как философского понятия.
Взаимодействие разных объектов через их окружение — одно из важнейших свойств Универсума [18,19]. Поэтому можно говорить о ныне редко упоминаемом законе, который ранее формулировался как: Всеобщая связь и взаимодействие объектов в Природе и обществе. В одном из изданий Философского словаря[20] говорится: Всеобщая связь явлений — наиболее общая закономерность существования мира, представляющая собой результат и проявление универсального взаимодействия всех предметов и явлений. Она выражает внутреннее структурное единство всех элементов и свойств в каждой целостной системе, а также бесконечно разнообразные связи и отношения данной системы о др. окружающими ее системами или явлениями.
В соответствии с[18,19] сказанное можно представить в виде схемы на рис. 1. Само взаимодействие реализуется в несколько стадий. Как минимум это стадия взаимодействия окружения и условной границы и стадия последующего взаимодействия границы с основной частью объекта. Возможен и обратный вариант — стадия взаимодействия внутренней части объекта с границей и последующая стадия взаимодействия границы и окружения.
Рис. 1 .
Взаимодействие объекта и окружения, описываемое при помощи трёх типов потоков.
Итак, отражение связано с изменением свойств объекта под действием окружения. Это изменение должно быть не существенным в том смысле, что объект, как таковой, сохраняет при отражении свои основные признаки. В противном случае под результатом внешних воздействий объект преобразуется (трансформируется). Отметить эту разницу можно так как определение объекта заведомо не может включать все его возможные признаки. Если необходимый и достаточный набор признаков сохраняется, то можно говорить о том, что внешнее воздействие вызывает отражение, а не преобразование.
Более строго сказанное можно выразить утверждая, что отражение — это такое воздействие внешнего мира (внешних объектов) на некоторый объект (носитель), которое сохраняет этот объект неизменным, то есть сам объект, на котором происходит отражение, инвариантен по отношению к процессу отражения. Отражение объектов внешнего мира происходит как на неживые, так и на живые объекты. Так дерево может быть отражено и на фотопластинку, и в мозг человека. Отражение в этих двух случаях различно. Фотопластинка или другой носитель частично преобразуются под внешним воздействием. Это изменение фиксируется в отражающем объекте. Можно сказать, что процесс отражения на этом заканчивается. Подобное отражение естественно назвать пассивным. В отличие от этого активное отражение не ограничивается фиксацией. Оно порождает цепь последующих преобразований — действий, трансформаций, обработки и т.д. Можно полагать, что одно из фундаментальных отличий живой и неживой материи связано с разницей в характере отражения. Иными словами, живое характеризуется активным отражением внешнего мира, в то время как неживая материя ограничивается только пассивным отражением.
Идеальное и преобразование информации .
Активное отражение изменяет свойства отражающего объекта. Сам отражаемый объект может отражаться множеством отражающих объектов — носителей. Тем не менее основная часть отражения инварианта. Она учитывает то, что называется структурой отражаемого объекта. Учтём ещё, что информация иерархична [3,4,10]. При взаимодействиях между объектами отражается в основном актуальный или следуя [13,14] генеральный её уровень. Иными словами, из всего многообразия структурных характеристик объекта реально отражается только их часть. Она характеризует кардинальные свойства отражаемого объекта. В численном выражении это разнообразие характеристик существенно уступает полному их многообразию.
Не случайно одно из распространённых определений понятия информация говорит, что информация — это отражённое разнообразие. Можно дополнить это словами и запомненное [4]. Понимание различия в терминах многообразие и разнообразие, формируется и в общей теории многообразий [21,22]. Высокоорганизованные живые существа обрабатывают отражённую информацию о разных объектах и классифицируют её. Деятельность мозга во многом связана с операциями сравнения поступающей новой информации с уже имеющейся в его словаре (тезаурусе). Мозг часто строит из имеющихся в его тезаурусе элементов представления о новых объектах, которые могут отсутствовать в реальном мире. Именно эти объекты и формируемые новые представления относятся к области идеального. Такой подход, который говорит о вторичности идеального по отношению к материальном,у известен ещё со времён Древней Греции. Именно тогда у Платона прозвучало определение искусства, как отражения отражённого. Понятие отражение отраженного можно использовать для характеристики науки и других явлений гуманитарной сферы. Эти соображения отнюдь не новы. В то же время их смысл связан с тем, что показывая роль относительно нового понятия информация и указывая на его иерархическую природу и сложность, мы снимаем ряд недоразумений, которые вновь породили интерес к возвращению представлений о дуальной паре материально-идеальное. Не до конца сформулированное по своей чёткости понятие информации, отрицание того, что информацию следует считать одним из трёх, связанных между собой количественно видов (состояний) материи [13-16] приводит к утверждениям о дуализме материальное-идеальное применительно к информации. Так в [23] напрямую сказано: Информация – это свойство материи быть организованной, т.е. иметь структуру и свойства. Любая информация материальна по форме существования и нематериальна по содержанию. Материальность формы обнаруживается органами чувств человека, а содержание – его сознанием. Как следствие протягивается цепочка к отрицанию определения материи [24]. Никаких усилий для проведения доказательства правильности чисто материалистического подхода к описанию Вселенной мы не делаем. Многовековой опыт давно показал, что дискуссии этого плана бессмысленны. Мы только хотим зафиксировать внимание читателя на том, что дуализм в этих вопросах менее последователен, чем материализм или чистый идеализм.
О возможности подхода от более простого к более сложному.
Наш исходный тезис о том, что периодически возникающие усилия заново сформулировать дуалистический поход к основным вопросам связаны с использованием нечётких представлений о природе информации позволяет несколько иначе взглянуть на построение всей цепочки рассуждений. В большинстве случаев отправной точкой анализа выбирается вопрос о природе сознания. Тем не менее, нельзя забывать о том, что сознание человека — это вершина пирамиды. Она начинается с возникновения простейших ощущений [25].
Такие сложные проблемы можно изучать «сверху» и «снизу» [26]. Путь сверху — это идти от проблемы в целом, постепенно по мере надобности упрощая её. В противоположность этому путь снизу подразумевает начало анализа с простейших ситуаций, которые по мере исследования усложняются, а их решения объединяются. Одним из возможных способов обсуждения рассмотрения проблемы может считаться путь, который основан на анализе информационных процессов в системах, где нервная деятельность предельно проста[25]. Там показано, что в простейших системах никаких сложностей, решение которых можно провести с помощью представлений о нематериальности семантического смысла информации, не возникает. Запись информации и то, что можно оценить как её истолкование имеют вполне определённую материальную основу. Усложнение нервной деятельности шло в результате эволюции. Анализ эволюции тоже желательно начинать с простых систем. Если это требование не выполняется, как например в [27], то все сложности с оценкой работы разума сохраняются. Последовательный путь от простого организма, где для объяснения работы нервной системы просто не остаётся никакого места для идеального, ставит вопрос о том, на какой стадии усложнения нервной системы происходит возникновение нематериального. На более высоких уровнях организации живых систем возникает необходимость описания информации целенаправленно передаваемой от объекта к объекту или между подсистемами одного и того же объекта. Здесь приходится вводить тот уровень информации, который называют коммуникативным. Для простоты при передаче направленной информации между чётко разделёнными объектами можно говорить о внешней коммуникации. При передаче информации между частями одного и того же объекта, скажем между отделами мозга, можно использовать термин внутренняя коммуникация. Рассмотрение сознания принято начинать с работы мозга. Разобраться во внутренних коммуникациях мозга даже с учётом последних достижений нейрофизиологии непросто. Тем не менее можно найти некоторые простейшие ситуации, которые при желании можно истолковать как принятие осознанных решений. Так колонии бактерий могут сдерживать скорость роста в направлениях, где им грозит отсутствие пищи [28]. Это удобно толковать, как проявление некоторых осознанных решений, что и делается в ряде случаев. На самом деле здесь наглядно выступает механизм сравнения сигналов от различных частей бактериального сообщества. Он получил название чувство кворума.
Известен ряд возможных путей коммуникации между индивидуумами. Используемые сигналы могут иметь разную природу — электромагнитные и звуковые волны, феромоны, механические колебания среды. Иногда каналы связи при этом используют остаточные механизмы, которые в процессе эволюции были отодвинуты на второй план[29]. В результате могут возникнуть некоторые коллективные действия сообщества живых существ. Из этого иногда делаются выводы о наличии у таких сообществ коллективного разума, или используя терминологию В.М. Луговского, супермозга[30]. Нам представляется, что обсуждаемый в этом разделе вопрос об путях анализа информации по схеме от простого к сложному может быть полезен и в этом плане. Действительно, идея супермозга в рассматриваемом аспекте изучается в[30] с позиций оценки пропускных возможностей различных каналов связи (коммуникации) и с точки зрения того, что можно назвать некоторой коммуникационной сетью. Эта сеть связывает воедино многие элементы — живые существа. Если эти существа имеют простую организацию, то весь вопрос сводится к тому, каким образом возникает такая сеть. Простота составляющих сеть элементов (организмов) делает их практически взаимозаменяемыми. В этом случае организм должен иметь возможность установить связь с ближайшими соседями. В силу практической идентичности составляющих её элементов (существ) и их простоты, все элементы выполняют однотипные функции. По мере усложнения нервной системы существ, составляющих сеть, каждый её элемент (живая особь) может выполнять разные функции, то есть иметь нечто аналогичное процессору, памяти и т.д. Объединение таких элементов в сеть делает её внешне схожей уже не со структурой компьютера (или мозга), как в случае простых организмов. Такая структура по своим возможностям должна напоминать сеть из компьютеров, созданную для выполнения т.н. распределённых вычислений[31]. Связь между объектами сети, то есть живыми существами здесь относительно слаба. В то же время сами существа сложны, то есть обладают высокой степенью гетерогенности. Такие системы принято называть Grid. Их работа требует серьёзной организации и обычно основывается на иерархической структуре.
Одним из важнейших теоретических вопросов для дальнейшего анализа проблемы можно полагать оценку связи требуемой мощности коммуникативных каналов и сложности нервной системы индивидуумов. Очень слабая связь при высокой сложности организмов — это фактически система современного социума. Говорить здесь о наличии эффективного механизма принятия строго определённых результатов повышенной сложности сложно, хотя ряд коллективных решений в социуме непрерывно возникает. С другой стороны очевидно, что слишком сильная связь даже при большой сложности нервной системы живых объектов приведёт к утрате индивидуальности. В эволюции такие системы из более простых элементов, образовывавших колонии, предшествовали появлению многоклеточных организмов.
Литература.
1. Курдюмов С.П. Синергетика / Персональный сайт [Электронный ресурс] . Код доступа: http://spkurdyumov.narod.ru . (Последнее обращение 25.12.2012).
2. Floridi L. The Philosophy of Information — Oxford NY: Oxford Univ. Press. 2011. 405 p.
3. Седов Е.А. Эволюция и информация — М.: Наука — 1976. — С. 232 .
4. Хазен А.М. Введение меры информации в аксиоматическую базу механики — М.: ПАИМС — 1996. 48 с.
5. Lutsenko E.V. Conceptual principles of the system emergent information theory & Its application for the modeling of the action objects entities //2002 IEEE International Conference of Artificial Intelegence System (ISAIS 2002 — Computer Society IEEE: Los Alamos and oth. P. 268-269.
6. Вяткин В.Б. Синергетическая теория информации [Электронный ресурс]— Код доступа: http://www.vbvvbv.narod.ru . (Последнее обращение 03.01.2013).
7. Электронный Научный Семинар [Электронный ресурс] — Код доступа: http://www.elektron2000.com .
8. Berkeley G. Alciphron: Or the Minute Philosopher — Routlege. L — N.Y.: 1993. P. 236.
9. Попов А.В., Седов А.Е., Гудов С.В. Развитие концепций информации [Электронный ресурс] — Код доступа: http://www.biometrika.tomsk.ru/biom-2000/sedov.htm . (Последнее обращение 05.01.2013).
10. Романенко В.Н.. Никитина Г.В. Многозначность понятия информации — Философия науки (2010), № 3(5) С. 70-76.
11. Бондаревский А.С. Информация: метаразновидности и определения — Межд. журнал прикладных и фундаментальных исследований (2011) № 7, С. 167-174.
12. Bremermann H.J. Optimisation through Evolution and Recombination / From: Jovits M.S., Jacobi G.T., Goldstein G.D. (eds) — Spartan Book, Washington DC, 1962. P. 93-106.
13. Ершов Ю.А. Энергетика и кинетика информационных взаимодействий — ЖФХ т. 73, № 10, С. 1817-1823 (1999).
14. Ershov Yu. A.[Электронный ресурс] — Код доступа: http://www.chronos.msu.ru/nameindex/ershovua.htm . (Последнее обращение 26.12.2012).
15. Пирс Дж. Символы, сигналы, шумы. Закономерности и процессы передачи информации. Пер. с англ. — М.:Мир, 1967. 388 с.
16. Александров В.В., Кулешов С.В. Бит и Джоуль [Электронный ресурс] — Код доступа: http://sial.iias.spb.ru/files/bit.pdf . (Последнее обращение 04.01.2013).
17. Вяткин В.Б. Информация и отражение [Электронный ресурс] — Код доступа: http://www.vbvvbv.narod.ru . (Последнее обращение 27.12.2012).
18. Романенко В.Н. Никитина Г.В. Взаимодействие объекта и окружения — Межд. журнал прикладных и фундаментальных исследований (2011) № 8, С.47-51.
19. Romanenko V., Nikitina G. Interaction Between Objects and its Environment [Электронный ресурс] — AITE Proc on NW Branch (2012) v.2, article 2. Код доступа: http://akadionw.spb.ru/wp-content/upload/2012/02/ISSN-22263.pdf (Последнее обращение 05.01.2013).
20. Философский словарь / Под ред. И.Т. Фролова: 4-е изд. — М.: Политиздат, 1981.
21.Чайковский Ю.В. Элементы эволюционной диатропики — М.: «Наука». 1990. 270 с.
22. Романенко В.Н. Основы теории многообразий — СПб.: Изд-во СПбГАСУ. 1997. 75 .с.
23.Коллендер Б. Информация и сознание [Электронный ресурс] — Код доступа: http://www.elektron2000.com/kollender_0219.html . (Последнее обращение 11.12.2012).
24. Коллендер Б. Заблуждения ленинского материализма [Электронный ресурс] — Код доступа: http://nounivers.narod.ru/pub/kb_lm.htm .(Последнее обращение 10.12.2012).
25. Турчин В.Ф. Феномен науки : Кибернетический подход к эволюции. Изд. 2-е — М.: ЭТС. 2000. 366 c.
26. Романенко В.Н., Никитина Г.В. Общие технологии — СПб.: ИВЭСЭП, 2011. 277 с.
27. Менджерицкий Э. О возникновении самосознания и феномена «Я» [Электронный ресурс] — Семь Иску Код доступа: http://7isskusstv.com/2011/Nomer9/Mendzericky1.php . (Последнее обращение 03.01ю2013).
28. Be’er A., Zhang H.P., Florin E.-L., Payne S.M., Eshel B.-J., Swinny H.L. Deadly Competition Between Sibly Bacterial Colonies — PNAS (2009) 106, no 2, 428-433.
29. Романенко В.Н., Никитина Г.В. Научные и педагогические вызовы XXI века: Предварительный анализ — Lambert Academic Publishing, Saarbrücken, 2012. 152 c.
30. Луговской В.М. Супермозг человечества: К проблеме эволюционного и божественного начала в развитии человека и вселенной — М.: Народный пушкинский фонд. 2009. 160 с.
31. Tannenbaum A.S., Steen van M. Distribution Systems. Principles and Paradigms. 2-nd. ed — Upper Suddle River. NJ. 2007. 686 p. (Есть перевод на русский язык).
Иллюстрация: MyShared.ru
