Информация и физический мир

1.5. Информация и физический мир.

Известно большое количество работ, посвященных физической трактовке информации. Эти работы в значительной мере построены на основе аналогии формулы Больцмана, описывающей энтропию статистической системы материальных частиц, и формулы Хартли.

Заметим, что при всех выводах формулы Больцмана явно или неявно предполагается, что макроскопическое состояние системы, к которому относится функция энтропии, реализуется на микроскопическом уровне как сочетание механических состояний очень большого числа частиц, образующих систему (молекул). Задачи же кодирования и передачи информации, для решения которых Хартли и Шенноном была развита вероятностная мера информация, имели ввиду очень узкое техническое понимание информации, почти не имеющая отношения к полному объему этого понятия. Таким образом, большинство рассуждений, использующих термодинамические свойства энтропии применительно к информации нашей реальности, носит специальный характер. В частности, является необоснованными использование понятия «энтропия» для систем с конечными небольшими числами состояний, а так же попытки расширительного методологического толкования результатов теории вне довольно примитивных механических моделей, для которых они были получены. Энтропия и ниэнтропия интегральные характеристики протекания стохастических процессов – линии параллельны информации и превращаются в нее в частном случае.

Информацию следует считать особым видом ресурса, при этом имеется в виду толкование «ресурса» как запаса неких знаний материальных предметов или энергетических, структурных или каких – либо других характеристик предмета. В отличие от ресурсов, связанных с материальными предметами, информационные ресурсы являются неистощимыми и предполагают существенные методы воспроизведения и обновления, чем материальные ресурсы.

Рассмотрим некоторый набор свойств информации:

- запоминаемость;

- передаваемость;

- преобразуемость;

- воспроизводимость;

- стираемость.

Свойства запоминаемости – одно из самых важных. Запоминаемую информацию будем называть макроскопической (имея в виду пространственные масштабы запоминающей ячейки и время запоминания). Именно с макроскопической информацией мы имеем дело в реальной практике.

Передаваемость информации с помощью каналов связи (в том числе с помехами) хорошо исследовано в рамках теории информации К. Шеннона. В данном случае имеется в виду несколько иной аспект – способность информации к копированию, т.е. к тому, что она может быть «запомнена» другой макроскопической системой и при этом остается тождественной самой себе. Очевидно, что количество информации не должно возрастать при копировании.

Воспроизводимость информации тесно связана с ее передаваемостью и не является ее независимым базовым свойством. Если передаваемость означает, что не следует считать существенными пространственные отношения между частями системы, между которыми передается информация, то воспроизводимость характеризует неиссякаемость и неистощимость, т.е., что при копировании информация остается тождественной самой себе.

Фундаментальное свойство информации – преобразуемость. Оно означает, что информация может менять способ и форму своего существования. Копируемость есть разновидность преобразования информации, при котором его количество не меняется. В общем случае количество информации в процессах преобразования меняется, но возрастать не может. Свойство стираемости информации также не является независимым. Оно связано с таким преобразованием информации (передачей), при котором ее количество уменьшается и становится равным нулю.

Данных свойств информации недостаточно для формирования ее меры, так как они относятся к физическому уровню информационных процессов.

Подводя итог сказанному в п. 1.4 – 1.5, отметим, что предпринимаются усилия ученых, представляющих самые разные области знаний, построить единую теорию, которая призвана формализовать понятие информации и информационного процесса, описать превращение информации в процессах самой разной природы. Движение информации есть сущность процессов управления, которые ………, ее способности к самодвижению. С момента возникновения кибернетики управление рассматривается применительно ко всем формам движения материи, а не только к высшим (биологической и социальной). Явное проявление движения в неживых – искусственных (технических) и естественных (природных) – системах также обладают общими признаками управления, хотя их исследуют в химии, физике, механике в энергетической, а не в информационной системе представлений. Информационные аспекты в таких системах составляют предмет новой междисциплинарной науки – синергетики.

Высшей формой информации, проявляющейся в управлении в социальных системах, являются знания. Это наддисциплинарное понятие, широко используемое в педагогике и исследованиях по искусственному интеллекту, также претендует на роль важнейшей философской категории. В философском плане познание следует рассматривать как один из функциональных аспектов управления. Такой подход открывает путь к системному пониманию генезиса процессов познания, его основ и аспектов.

II. Линия информации и информационных процессов.

Система знаний содержательной линии «информация и информационные процессы» представлены в виде графа по схеме 1. Данная схема объединяет в себе структуру двух содержательных линий: «информация и информационные процессы» и «представление информации». Вместе их можно рассматривать в качестве интегрированной линии с названием «информация».

Надо сказать, что линия информации охватывает содержание всего базового курса, поскольку понятие информации является в нем центральным. В любой теме курса речь идет о различных вариантах представления информации и информационных процессов. Поэтому схема 1 представляет собой структуру наиболее общих понятий предмета.

Каждое из понятий данной системы рассматривается в базовом курсе в двух аспектах: назовем их условно «компьютерным» и «безкомпьютерным». Под компьютерным аспектом понимается рассмотрение информации без привязи к компьютеру, с общих позиций, по отношению к человеку, обществу, природе. В этом аспекте изучаются такие вопросы, как: определение и измерение информации, информационные модели, информационные процессы и процессы управления в природе и обществе. Под компьютерным аспектом понимается изучение информационной стороны функционирования самого компьютера в рамках архитектуры ЭВМ, а также изучение компьютерных технологий работы с информацией, программирование. Ключевыми вопросами данной содержательной линии являются:

- определение информации;

- измерение информации;

- хранение информации;

- передача информации;

- обработка информации.