Наиболее важные качества информации: как ценность и объем, также тяжело поддаются четкому определению. Как ценность, так и объем информации в большей степени, если не в основном, обусловлены поставленной субъект-системой целью. Эти качества, как и сама информация, как некоторая сущность, возникают (проявляют себя) только в процессе достижения системой некоторой поставленной ею цели. С позиций целеполагания эти качества допускают процедуру количественной оценки, но такая процедура редко бывает строго формализованной.
Теперь рассмотрим временные качества, характерные для ИС. Как известно, циклические, ритмические процессы встречаются в системах любого типа. Принято считать, что ритмичность, как проявление периодичности, выражает стабильность динамических процессов. Для ИС ритмические, циклические процессы являются одним из системообразующих условий. Это объясняется тем, что без таких процессов невозможно реализовать информационные функции: прием, передача, обработка информации и реализация поведения, т.е. действий, имеющих причинность информационного типа. В общем случае в каждой ИС может реализовываться определенное множество ритмических процессов, но только их принципиальная синхронизация обеспечивает само существование ИС, как динамической системы, находящейся в неустойчивом равновесии с окружающей средой. Из всей совокупности ритмических процессов, реализуемых в ИС, часть из них, или один такой процесс, используется в качестве временной шкалы, посредством прямой или косвенной регистрации, тем или иным способом, количества циклов данного ритмического процесса (или процессов). Следовательно, в ИС в определенной форме существует информация об относительном приращении времени, т.е. этим системам присуще имманентное "чувство" времени, способность ощущать направление времени.
Как отмечалось, для любого i-го уровня членения любого типа системы всегда выполняется условие:
Wi < W(i + 1) (2.1),
где Wi - некоторая усредненная мощность системных связей. Для ИС можно попробовать постулировать еще одно условие:
ti > t(i + 1) (2.2),
где t - некоторая усредненная длительность периода циклических процессов. Тогда условие (2.1) может выполняться не только за счет увеличения энергии связи, но и за счет уменьшения величины t.
С другой стороны известно, что при любой процедуре обработки информации с определенной вероятностью возникают те или иные ошибки, которые имеют тенденцию с течением времени накапливаться, что в итоге приводит к деградации управляющих, т.е. информационных функций системы, а значит и к разрушению самой системы. Точнее, накопление этих ошибок происходит по мере увеличения количества циклов "опорного" ритмического процесса системы. Поэтому можно предположить, что данное обстоятельство является одной из причин, обуславливающих некоторое типичное усредненное время жизни - Т информационной системы, по истечении которого данная система, как материальный объект, распадается. Для времени жизни ИС также можно попробовать постулировать, что в общем случае выполняется условие:
Ti > T(i + 1) (2.3)
Но с другой стороны по всей вероятности можно предположить, что
Ti = ki??ti (2.4)
где ki - некоторое усредненное количество циклов определенного типа ритмических процессов. Поэтому скорее всего условие (2.3) отражает общую тенденцию, но в частных случаях ряд факторов, свойственных конкретным ИС, могут сформировать такое значение ki, то это условие будет нарушено.
Следовательно, еще одним необходимым системообразующим условием для ИС является наличие синхронизированных циклических процессов, обеспечивающих, в частности, нужную последовательность информационныХ процессов в системе, и имманентное свойство (качество) ощущать направление времени.
Попробуем подвести некоторые итоги.
Детальный анализ всех способов проявления такой сущности как информация позволяет выделить два самых существенных момента.
1. Информация не может существовать в отрыве от некоторого материального носителя.
2. Информация может проявить себя только в результате функционирования некоторой информационной субъект-системы.
Основываясь на этих выводах, попробуем дать "очередное" определение понятия информации. Итак:
- упорядоченность в пространстве некоторых параметров двух взаимодействующих подсистем некоторой системы проявляет себя как информация тогда и только тогда, когда своеобразие и результат этого взаимодействия зависит от характера, специфичности этой упорядоченности.
Отсюда следует, что сама по себе организация, как некоторое качество объект-системы, не есть информация. Она может проявить себя как информация только в определенных, специфичеких процессах. Следовательно, можно утверждать, что только в процессе функционирования ИС, как специфической формы существования материи, выявляется (наблюдается) такой специфический атрибут (качество) материи, как информация. И наоборот, наличие в данной системе подсистем с этим качеством материи, позволяет реализоваться информационной системе, как специфической форме существования материи. В такой ситуации единственно приемлемым, и можно считать достаточно обоснованным, является следующее утверждение:
- специфическое качество - информация и специфическая форма существования - ИС, являются фундаментальными, изначальными, как и сама материя.
Это утверждение имеет чрезвычайно важное, принципиальное значение и влечет за собой очень важные следствия. Поэтому более развернутому и детальному обсуждению этого утверждения будет посвящен специальный раздел. Пока же будем считать, что это утверждение достаточно обоснованно. В частности из этого утверждения вытекает интересное и очень важное следствие, что ИС (естественная) может возникнуть только от другой ИС. Никакой процесс прогрессивной эволюции сам по себе, под влиянием только физических причин не может реализовать переход от ФС к ИС. С точки зрения такого перехода глобальные множества ФС и ИС - это принципиально неперекрывающиеся множества. Обратный переход от ИС к ФС, в процессе деградации ИС, возможен и реализуется. Переход от ФС к ИС возможен только под управлением другой ИС, т.к. только ИС может ввести в состав ФС информацию, необходимую для преобразования ФС в ИС.
Возникновение естественных ИС от ИС - это фактически процесс самовоспроизведения, т.е. размножения. Поэтому очередным существенным, специфическим качеством ИС должна являться способность самовоспроизведения, с генетической передачей основной, базовой программы (информации) функционирования. А это, как известно, - одно из основных качеств живой материи. Поэтому, уже на этом уровне анализа свойств ИС, становится очевидным, что ИС, конечно естественные, есть живые системы - ЖС, т.е. Жизнь.
В связи с тем, что генетическая передача информации, как и любая передача информации, всегда происходит с некоторой погрешностью, ИС в процессе самовоспроизведения, от поколения к поколению, т.е. в процессе филогенеза, изменяет свои параметры (качества), т.е. проявляет изменчивость, что в итоге приводит к способности ИС эволюционировать (наряду с другими возможными причинами эволюции, которые будут подробнее рассматриваться позже). В процессе эволюции ИС возникающие новые приспособления (новые функции управления), препятствующие деструктивным факторам, в частности, деструктивному воздействию внешней среды, сохраняются. Точнее, преимущественное развитие получают те ИС, которые при данной совокупности внутренних и внешних условий достигают максимального значения негэнтропии. В этом заключается 5-й закон энергоэнтропики [5]. К проблеме эволюции ИС мы еще вернемся несколько позже.
Теперь попробуем привести несколько другое (очередное) определение понятия ИС:
ИС - это самовоспроизводящаяся, открытая, динамичная, адаптирующаяся и эволюционирующая, термодинамически неравновесная система.
Если подвести итог проведенного анализа всех необходимых специфических свойств ИС можно еще раз подчеркнуть утверждение по поводу природы генезиса ИС. Система должна обладать одновременно чрезвычайно большим количеством специфических качеств (структурных, функциональных, программ реализующих функционирование системы, в частности процесс размножения и т.д.), чтобы быть информационной. Причем, все эти качества обладают значимостью только в совокупности! При исключении хотя бы одного из этих качеств, остальные не только теряют смысл, но и в основном, становятся системоразрушающими! Поэтому можно утверждать, что в принципе исключается любой вариант физического развития ФС с "постепенным" накоплением этих качеств. Следовательно, никакая совокупность случайных физических факторов в процессе развития ФС любой сложности не может преобразовать ее в ИС.
Из-за чрезвычайной важности приведенного определения ИС еще раз проанализируем содержащиеся в нем понятия.
ИС - термодинамически неравновесная система. будучи таковой она естественно может оставаться системой, только в том случае, если она способна адаптироваться, т.е. она должна обладать функциями автоматического управления некоторыми своими качествами, а для этого ей, как минимум, необходимы все атрибуты АСУ. Далее, для реализации функций управления ИС необходим приток извне энергии и двусторонний обмен веществом с окружающей средой. По всем этим причинам ИС должна быть динамичной и открытой. Но интересно отметить, как уже обращалось на это внимание, термодинамическая неравновесность вроде бы обуславливает необходимость адаптирующих функций, но в то же время эти функции эффективно реализуются только при термодинамической неравновесности системы. Что кого в итоге обуславливает? На этот вопрос пока ответить невозможно. Можно только утверждать, что эти качества жестко коррелированы.
Но как любая динамическая, открытая неравновесная система, ИС в принципе должна обладать конечным временем существования, хотя бы из-за того, что в процессе длительного автоматического управления, в обязательном порядке сопровождающимся процессами преобразования информации, происходит накопление ошибок, что приводит в итоге к деградации ИС.
Если исходить из факта, что естественные ИС все-таки существуют, то следовательно на смену распавшим, деградировавшим ИС приходят новые, "молодые" ИС. Откуда они берутся? Такая же программа адаптирующих функций в условиях неравновестности заново возникнуть не может, тем более в массовом порядке. Следовательно, смена поколений ИС может происходить только за счет самовоспроизведения.
И наконец, при генетической передаче информации всегда вкрадываются некоторые погрешности, которые, как один из факторов, могут служить причиной изменчивости ИС, а следовательно могут быть и причиной эволюции ИС. Но природа эволюционного процесса - очень сложный вопрос, и мы к нему еще вернемся и постараемся уточнить природу изменчивости и эволюции ИС.
Теперь попробуем взять любую компоненту из этого определения ИС и оценить ее целесообразность в отрыве от других остальных, и одновременно попробуем представить систему, обладающую всеми компонентами, кроме одной из них. Легко убедиться, что во всех вариантах можно прийти только к следующему принципиальному выводу: или они все есть, или же у системы нет ни одного из этих качеств и она не информационная.
В связи с изложенной выше точкой зрения на понятия информация и информационная система, возникает необходимость несколько уточнить определение понятия отражения.
Как известно, считается, что отражение, как фундаментальная категория и атрибут материи, есть всеобщее свойство материи, заключающееся в "воспроизведении" особенностей отражаемого объекта или процесса. Принято, что отражение присуще телам неживой природы (след, произведенный воздействием одного объекта на другой): простейшим организмам (раздражение): животным и человеку (психическое отражение): высшая, специфическая человеческая форма отражения - сознание, т.е. способность идеального воспроизведения действительности в мышлении, осознание Бытия, субъективный образ объективного Мира и т.д. Если такое определение понятия отражения сопоставить с приведенными выше определениями понятий ИС и информация, то становится ясно, что процесс "воспроизведения особенностей отражаемого объекта или процесса" в ФС (мертвая материя) и ИС (живая материя) происходит принципиально по-разному, подчиняется принципиально разным объективным законам. Это разные сущности Бытия, разные атрибуты материи. Поэтому процесс формирования образа (модели) в ИС корректнее было бы назвать отображением.
Конечно отображение предполагает наличие элементарных процессов раздражения, а они в свою очередь - более элементарных процессов отражения, т.е. в итоге отображение основывается на отражении, но не сводится к нему. Из принципиальной невозможности под влиянием физических причин перехода ФС к ИС, вытекает, что принципиально никакими физическими способами количественные изменения таких качеств, как отражение (и даже раздражение) не может привести к возникновению нового качества - отображения.
отражение - это результат физических воздействий, а отображение - результат информационного взаимодействия.
В настоящее время широко обсуждается проблема соотношения понятий информации и отражения. Некоторые авторы отождествляют эти понятия. Иногда термины "отражение", "отображение", "образ", "информация" понимаются как синонимы, используемые для обозначения одного и того же понятия. Очевидно, что такой подход к этой проблеме совершенно некорректен.
Другие исследователи этой проблемы стараются так или иначе подчеркнуть качественное различие между понятиями отражения и информации. Например, это различие понимают как различие между субстратным и функциональным взаимодействием: "отражение как всеобщее свойство материи представляет собой субстратное взаимодействие, а отражение как информация (т.е. отображение, К.В.) является взаимодействием функциональным" [11]. Обсуждение этой проблемы подробно приведено, в частности, в [6], где автор приходит к выводу, что информация есть сторона, аспект тех видов отражения, которые связаны с управлением.
Принято считать, что раздражимость - есть свойство живых объектов отвечать на воздействие внешней среды, изменением своего состояния или деятельности (поведения). Ощущение - это элементарный результат воздействия внешней среды непосредственно на органы чувств (анализаторы, рецепторы). Ощущения являются основой для формирования элементарных представлений. Восприятие, впечатление - это чувственный образ внешних структурных характеристик предметов и процессов материального мира, непосредственно воздействующих на органы чувств. Субстратом восприятия являются ощущения, образующие непрерывный комплекс в пространстве и времени или только во времени.
Из этих определений раздражимости, ощущения, восприятия видно, что эти качества характерны только для ИС. Предыдущие определения ИС были сформулированы с целью выявления существенных, специфических имманентных качеств ИС. Но для того, чтобы иметь возможность идентифицировать ИС на фоне множества ФС, только по некоторым "внешним" признакам (качествам), количество таких качеств должно быть сведено до минимума - в оптимальном варианте - до одного, позволяющего наиболее эффективно (и с большей достоверностью), в данных условиях, выполнить эту процедуру идентификации ИС. Вот для этой задачи может быть продуктивно и оправдано моноатрибутивное определение понятия ИС. Но нужно всегда иметь в виду, что для полной, окончательной идентификации ИС, необходимо использовать ее полиатрибутивное определение. Наиболее общим представляется следующее моноатрибутивное определение ИС:
ИС - это система, которая в ответ на воздействие внешней среды совершает действие (или совокупность действий), характер которого не объясняется (полностью или частично) всем множеством известных физических причин.
Отсюда следует, что
информация - это нефизическая причина любого движения материи
и
поведение - это совокупность действий, совершаемых системой и имеющих или чисто информационные причины, или же некоторую компоненту таких причин.
Во всех этих определениях имеется, на первый взгляд, один существенный недостаток, который заключается в том, что практически невозможно учесть полностью влияние всех физических причин, тем более еще неизвестных. Но это обстоятельство связано с фундаментальным принципом неполноты вообще любых знаний об объективном мире. Поэтому эта ситуация типична при любых исследованиях. Фактически человек по принципу, по которому здесь дано определение понятия поведения, осуществляет предварительное опознание, идентификацию (чисто по внешним признакам) живого организма. Совершенно неподвижный объект, или же объект, выполняющий самые простые "естественные" действия, воспринимается как неодушевленный. И наоборот, искусственный механизм, совершающий сложные, на первый взгляд "неестественные" действия - воспринимается как одушевленный объект.
Подчеркнем еще один очень важный вывод, который естественным образом вытекает из самой сути определения ИС и информации: информация принципиально инвариантна по отношению к физическим свойствам ее носителя! Если к тому же учесть, что информация является причиной информационных процессов или взаимодействий, то становится очевидным определенное сходство информации с энергией. Иначе говоря, как информация, так и энергия являются причинами соответствующих процессов, и выражают не свойство носителя самого по себе, а его способность совершать работу, т.е. отношение внешнее для носителя.
С проблемой выявления специфичности информационных процессов относительно всех других, т.е. физических процессов, связана интересная проблема определения объективной, существенной разницы между направленными и целенаправленными процессами. Подразумевается, что направленность может характеризовать физические процессы, а целенаправленность - только информационные.
В случае направленного процесса вся совокупность причинно-следственных взаимодействий, возникающих последовательно во времени в течение реализуемого процесса, в итоге приводит к определенному результату. Иначе говоря, здесь результат является следствием.
При целенаправленном процессе, "осознание" необходимого результата (цели) является толчком, инициатором возникновения этой причинно-следственной цепочки, т.е. самого процесса. Отсюда видно, что в данном случае, результат, точнее "осознанный или желаемый результат" - есть причина наблюдаемого процесса. Как отмечает В.И.Корогодин [12], в направленных процессах настоящее определяется прошедшим, а в целенаправленных - настоящее подчиняется будущему и те или иные события происходят не только "потому, что...", но также и "для того, чтобы...".
Таким образом, мы приходим к проблеме идентификации таких сущностей, как причина и следствие. Но известно, что если между ними нет четко осознаваемого временного интервала, такую идентификацию человеческое сознание осуществить не может в принципе. По исходному определению причина всегда должна предшествовать следствию. Это конечно необходимое, но не достаточное условие. Но если это условие не выполняется, то ни по каким другим критериям невозможно определить, где причина, а где следствие, т.е. понятие причинно-следственной связи в этом случае вырождается. Отсюда ясно, что для того, чтобы различить направленный и целенаправленный процессы, нужно выяснить что чему предшествовало:"результат" началу процесса, или начало процесса результату. Но вся сложность проблемы заключается в том, что в случае целенаправленного процесса "результат" предшествовал во времени началу процесса, не физически, а "информационно", т.е. закладывался в "программу", реализовавшую в последствии целенаправленный процесс, который уже привел к реализации "результата" физически.
Таким образом, получилось, что для определения понятия информационного (целенаправленного) процесса пришлось использовать понятие опять же информационное: "образ результата". Это обстоятельство еще раз подчеркивает всю сложность проблемы выявления информационных процессов, т.е. взаимодействий, на фоне физических. Но можно однозначно утверждать, что инициализация любого информационного процесса возможна только при наличии некоторой цели, т.е. информации о "желаемом" состоянии системы, точнее - при наличии информации об отклонении текущего состояния системы от этого "желаемого". Этот очень важный момент никогда нельзя упускать из виду. Информационный процесс "запускается" и поддерживается только благодаря существованию некоторой, специфической для данного процесса, информации!
Для корректной дискриминации информационных и физических процессов (явлений, взаимодействий) необходимо, чтобы выполнялся ряд условий. Если сопутствующие процессу физические факторы не поддаются контролю или процесс наблюдается один раз и только в стадии своего развития, то такую дискриминацию принципиально нельзя осуществить, даже если имеется возможность влиять на него некоторыми факторами, сознательно вводимыми субъект-системой.
Если алгоритм информационного взаимодействия (процесса) не осознается субъект-системой, то взаимодействие воспринимается как физическое, вызванное неизвестными физическими факторами. И наоборот, некоему физическому процессу можно ошибочно приписать реализацию некоторого алгоритма, особенно когда процесс наблюдается один раз или при недостаточно полной контролируемости факторов, которые являются причиной наблюдаемого процесса. Вполне возможна ситуация, когда один и тот же процесс одной субъект-системой будет восприниматься как информационный, а другой - как физический.
Проблема дискриминации целенаправленных и направленных процессов будет в дальнейшем обсуждаться еще раз.
Теперь вернемся к вопросу о понятии структуры системы. Как уже отмечалось, можно говорить о структуре системы только в пространстве некоторых параметров. Также отмечалось, что элемент, входящий в некоторую систему благодаря некоторым своим системообразующим связям, может иметь также и локальные или индивидуальные связи, нейтральные для данной системы, но системообразующие для другой. Иначе говоря, в общем случае, элемент может быть "составной частью" неограниченного количества систем. Даже больше, по одному из параметров (качеств) система может входить в другую систему в качестве подсистемы, а по другому параметру последняя система может быть подсистемой рассматриваемой системы! Следовательно, часть целого в одном пространстве может стать целым, а целое его частью - в другом пространстве! Отсюда может вытекать утверждение, что целое и часть - сугубо относительные понятия. Для придания какой-либо определенности в соотношении целого к его части, необходимо придать значимость некоторым параметрам, что может сделать только субъект-система, т.е. эта процедура также субъективная. Следовательно, даже такие понятия, как целое и часть являются субъективными понятиями.
Что касается ИС, т.е. ЖС, то ясно, что они по некоторым своим физическим параметрам могут принадлежать одной системе, а по информационным - совершенно другой, что чаще всего и реализуется.
Как известно, к настоящему времени достаточно хорошо разработаны математические, строго формализованные методы описания таких физических понятий как количество, плотность энергия, мощность, сила, работа и т.д. Поскольку информация является причиной специфических, информационных процессов, то, как уже отмечалось, безусловно между информацией и энергией должно существовать определенное сходство. Поэтому можно считать, что информация, как фундаментальная сущность, также обладает некоторыми, аналогичными в какой-то степени, характеристиками или свойствами .В частности, уже используются такие понятия как объем, ценность информации, а также такое информационное понятие как цель, которое является обязательной причиной любого информационного, следовательно целенаправленного, процесса. Широко используется понятие сложности алгоритмов информационных процессов и систем. Однако до строго формализованного понимания этих понятий пока еще очень далеко.
Теперь рассмотрим временные качества, характерные для ИС. Как известно, циклические, ритмические процессы встречаются в системах любого типа. Принято считать, что ритмичность, как проявление периодичности, выражает стабильность динамических процессов. Для ИС ритмические, циклические процессы являются одним из системообразующих условий. Это объясняется тем, что без таких процессов невозможно реализовать информационные функции: прием, передача, обработка информации и реализация поведения, т.е. действий, имеющих причинность информационного типа. В общем случае в каждой ИС может реализовываться определенное множество ритмических процессов, но только их принципиальная синхронизация обеспечивает само существование ИС, как динамической системы, находящейся в неустойчивом равновесии с окружающей средой. Из всей совокупности ритмических процессов, реализуемых в ИС, часть из них, или один такой процесс, используется в качестве временной шкалы, посредством прямой или косвенной регистрации, тем или иным способом, количества циклов данного ритмического процесса (или процессов). Следовательно, в ИС в определенной форме существует информация об относительном приращении времени, т.е. этим системам присуще имманентное "чувство" времени, способность ощущать направление времени.
Как отмечалось, для любого i-го уровня членения любого типа системы всегда выполняется условие:
Wi < W(i + 1) (2.1),
где Wi - некоторая усредненная мощность системных связей. Для ИС можно попробовать постулировать еще одно условие:
ti > t(i + 1) (2.2),
где t - некоторая усредненная длительность периода циклических процессов. Тогда условие (2.1) может выполняться не только за счет увеличения энергии связи, но и за счет уменьшения величины t.
С другой стороны известно, что при любой процедуре обработки информации с определенной вероятностью возникают те или иные ошибки, которые имеют тенденцию с течением времени накапливаться, что в итоге приводит к деградации управляющих, т.е. информационных функций системы, а значит и к разрушению самой системы. Точнее, накопление этих ошибок происходит по мере увеличения количества циклов "опорного" ритмического процесса системы. Поэтому можно предположить, что данное обстоятельство является одной из причин, обуславливающих некоторое типичное усредненное время жизни - Т информационной системы, по истечении которого данная система, как материальный объект, распадается. Для времени жизни ИС также можно попробовать постулировать, что в общем случае выполняется условие:
Ti > T(i + 1) (2.3)
Но с другой стороны по всей вероятности можно предположить, что
Ti = ki??ti (2.4)
где ki - некоторое усредненное количество циклов определенного типа ритмических процессов. Поэтому скорее всего условие (2.3) отражает общую тенденцию, но в частных случаях ряд факторов, свойственных конкретным ИС, могут сформировать такое значение ki, то это условие будет нарушено.
Следовательно, еще одним необходимым системообразующим условием для ИС является наличие синхронизированных циклических процессов, обеспечивающих, в частности, нужную последовательность информационныХ процессов в системе, и имманентное свойство (качество) ощущать направление времени.
Попробуем подвести некоторые итоги.
Детальный анализ всех способов проявления такой сущности как информация позволяет выделить два самых существенных момента.
1. Информация не может существовать в отрыве от некоторого материального носителя.
2. Информация может проявить себя только в результате функционирования некоторой информационной субъект-системы.
Основываясь на этих выводах, попробуем дать "очередное" определение понятия информации. Итак:
- упорядоченность в пространстве некоторых параметров двух взаимодействующих подсистем некоторой системы проявляет себя как информация тогда и только тогда, когда своеобразие и результат этого взаимодействия зависит от характера, специфичности этой упорядоченности.
Отсюда следует, что сама по себе организация, как некоторое качество объект-системы, не есть информация. Она может проявить себя как информация только в определенных, специфичеких процессах. Следовательно, можно утверждать, что только в процессе функционирования ИС, как специфической формы существования материи, выявляется (наблюдается) такой специфический атрибут (качество) материи, как информация. И наоборот, наличие в данной системе подсистем с этим качеством материи, позволяет реализоваться информационной системе, как специфической форме существования материи. В такой ситуации единственно приемлемым, и можно считать достаточно обоснованным, является следующее утверждение:
- специфическое качество - информация и специфическая форма существования - ИС, являются фундаментальными, изначальными, как и сама материя.
Это утверждение имеет чрезвычайно важное, принципиальное значение и влечет за собой очень важные следствия. Поэтому более развернутому и детальному обсуждению этого утверждения будет посвящен специальный раздел. Пока же будем считать, что это утверждение достаточно обоснованно. В частности из этого утверждения вытекает интересное и очень важное следствие, что ИС (естественная) может возникнуть только от другой ИС. Никакой процесс прогрессивной эволюции сам по себе, под влиянием только физических причин не может реализовать переход от ФС к ИС. С точки зрения такого перехода глобальные множества ФС и ИС - это принципиально неперекрывающиеся множества. Обратный переход от ИС к ФС, в процессе деградации ИС, возможен и реализуется. Переход от ФС к ИС возможен только под управлением другой ИС, т.к. только ИС может ввести в состав ФС информацию, необходимую для преобразования ФС в ИС.
Возникновение естественных ИС от ИС - это фактически процесс самовоспроизведения, т.е. размножения. Поэтому очередным существенным, специфическим качеством ИС должна являться способность самовоспроизведения, с генетической передачей основной, базовой программы (информации) функционирования. А это, как известно, - одно из основных качеств живой материи. Поэтому, уже на этом уровне анализа свойств ИС, становится очевидным, что ИС, конечно естественные, есть живые системы - ЖС, т.е. Жизнь.
В связи с тем, что генетическая передача информации, как и любая передача информации, всегда происходит с некоторой погрешностью, ИС в процессе самовоспроизведения, от поколения к поколению, т.е. в процессе филогенеза, изменяет свои параметры (качества), т.е. проявляет изменчивость, что в итоге приводит к способности ИС эволюционировать (наряду с другими возможными причинами эволюции, которые будут подробнее рассматриваться позже). В процессе эволюции ИС возникающие новые приспособления (новые функции управления), препятствующие деструктивным факторам, в частности, деструктивному воздействию внешней среды, сохраняются. Точнее, преимущественное развитие получают те ИС, которые при данной совокупности внутренних и внешних условий достигают максимального значения негэнтропии. В этом заключается 5-й закон энергоэнтропики [5]. К проблеме эволюции ИС мы еще вернемся несколько позже.
Теперь попробуем привести несколько другое (очередное) определение понятия ИС:
ИС - это самовоспроизводящаяся, открытая, динамичная, адаптирующаяся и эволюционирующая, термодинамически неравновесная система.
Если подвести итог проведенного анализа всех необходимых специфических свойств ИС можно еще раз подчеркнуть утверждение по поводу природы генезиса ИС. Система должна обладать одновременно чрезвычайно большим количеством специфических качеств (структурных, функциональных, программ реализующих функционирование системы, в частности процесс размножения и т.д.), чтобы быть информационной. Причем, все эти качества обладают значимостью только в совокупности! При исключении хотя бы одного из этих качеств, остальные не только теряют смысл, но и в основном, становятся системоразрушающими! Поэтому можно утверждать, что в принципе исключается любой вариант физического развития ФС с "постепенным" накоплением этих качеств. Следовательно, никакая совокупность случайных физических факторов в процессе развития ФС любой сложности не может преобразовать ее в ИС.
Из-за чрезвычайной важности приведенного определения ИС еще раз проанализируем содержащиеся в нем понятия.
ИС - термодинамически неравновесная система. будучи таковой она естественно может оставаться системой, только в том случае, если она способна адаптироваться, т.е. она должна обладать функциями автоматического управления некоторыми своими качествами, а для этого ей, как минимум, необходимы все атрибуты АСУ. Далее, для реализации функций управления ИС необходим приток извне энергии и двусторонний обмен веществом с окружающей средой. По всем этим причинам ИС должна быть динамичной и открытой. Но интересно отметить, как уже обращалось на это внимание, термодинамическая неравновесность вроде бы обуславливает необходимость адаптирующих функций, но в то же время эти функции эффективно реализуются только при термодинамической неравновесности системы. Что кого в итоге обуславливает? На этот вопрос пока ответить невозможно. Можно только утверждать, что эти качества жестко коррелированы.
Но как любая динамическая, открытая неравновесная система, ИС в принципе должна обладать конечным временем существования, хотя бы из-за того, что в процессе длительного автоматического управления, в обязательном порядке сопровождающимся процессами преобразования информации, происходит накопление ошибок, что приводит в итоге к деградации ИС.
Если исходить из факта, что естественные ИС все-таки существуют, то следовательно на смену распавшим, деградировавшим ИС приходят новые, "молодые" ИС. Откуда они берутся? Такая же программа адаптирующих функций в условиях неравновестности заново возникнуть не может, тем более в массовом порядке. Следовательно, смена поколений ИС может происходить только за счет самовоспроизведения.
И наконец, при генетической передаче информации всегда вкрадываются некоторые погрешности, которые, как один из факторов, могут служить причиной изменчивости ИС, а следовательно могут быть и причиной эволюции ИС. Но природа эволюционного процесса - очень сложный вопрос, и мы к нему еще вернемся и постараемся уточнить природу изменчивости и эволюции ИС.
Теперь попробуем взять любую компоненту из этого определения ИС и оценить ее целесообразность в отрыве от других остальных, и одновременно попробуем представить систему, обладающую всеми компонентами, кроме одной из них. Легко убедиться, что во всех вариантах можно прийти только к следующему принципиальному выводу: или они все есть, или же у системы нет ни одного из этих качеств и она не информационная.
В связи с изложенной выше точкой зрения на понятия информация и информационная система, возникает необходимость несколько уточнить определение понятия отражения.
Как известно, считается, что отражение, как фундаментальная категория и атрибут материи, есть всеобщее свойство материи, заключающееся в "воспроизведении" особенностей отражаемого объекта или процесса. Принято, что отражение присуще телам неживой природы (след, произведенный воздействием одного объекта на другой): простейшим организмам (раздражение): животным и человеку (психическое отражение): высшая, специфическая человеческая форма отражения - сознание, т.е. способность идеального воспроизведения действительности в мышлении, осознание Бытия, субъективный образ объективного Мира и т.д. Если такое определение понятия отражения сопоставить с приведенными выше определениями понятий ИС и информация, то становится ясно, что процесс "воспроизведения особенностей отражаемого объекта или процесса" в ФС (мертвая материя) и ИС (живая материя) происходит принципиально по-разному, подчиняется принципиально разным объективным законам. Это разные сущности Бытия, разные атрибуты материи. Поэтому процесс формирования образа (модели) в ИС корректнее было бы назвать отображением.
Конечно отображение предполагает наличие элементарных процессов раздражения, а они в свою очередь - более элементарных процессов отражения, т.е. в итоге отображение основывается на отражении, но не сводится к нему. Из принципиальной невозможности под влиянием физических причин перехода ФС к ИС, вытекает, что принципиально никакими физическими способами количественные изменения таких качеств, как отражение (и даже раздражение) не может привести к возникновению нового качества - отображения.
отражение - это результат физических воздействий, а отображение - результат информационного взаимодействия.
В настоящее время широко обсуждается проблема соотношения понятий информации и отражения. Некоторые авторы отождествляют эти понятия. Иногда термины "отражение", "отображение", "образ", "информация" понимаются как синонимы, используемые для обозначения одного и того же понятия. Очевидно, что такой подход к этой проблеме совершенно некорректен.
Другие исследователи этой проблемы стараются так или иначе подчеркнуть качественное различие между понятиями отражения и информации. Например, это различие понимают как различие между субстратным и функциональным взаимодействием: "отражение как всеобщее свойство материи представляет собой субстратное взаимодействие, а отражение как информация (т.е. отображение, К.В.) является взаимодействием функциональным" [11]. Обсуждение этой проблемы подробно приведено, в частности, в [6], где автор приходит к выводу, что информация есть сторона, аспект тех видов отражения, которые связаны с управлением.
Принято считать, что раздражимость - есть свойство живых объектов отвечать на воздействие внешней среды, изменением своего состояния или деятельности (поведения). Ощущение - это элементарный результат воздействия внешней среды непосредственно на органы чувств (анализаторы, рецепторы). Ощущения являются основой для формирования элементарных представлений. Восприятие, впечатление - это чувственный образ внешних структурных характеристик предметов и процессов материального мира, непосредственно воздействующих на органы чувств. Субстратом восприятия являются ощущения, образующие непрерывный комплекс в пространстве и времени или только во времени.
Из этих определений раздражимости, ощущения, восприятия видно, что эти качества характерны только для ИС. Предыдущие определения ИС были сформулированы с целью выявления существенных, специфических имманентных качеств ИС. Но для того, чтобы иметь возможность идентифицировать ИС на фоне множества ФС, только по некоторым "внешним" признакам (качествам), количество таких качеств должно быть сведено до минимума - в оптимальном варианте - до одного, позволяющего наиболее эффективно (и с большей достоверностью), в данных условиях, выполнить эту процедуру идентификации ИС. Вот для этой задачи может быть продуктивно и оправдано моноатрибутивное определение понятия ИС. Но нужно всегда иметь в виду, что для полной, окончательной идентификации ИС, необходимо использовать ее полиатрибутивное определение. Наиболее общим представляется следующее моноатрибутивное определение ИС:
ИС - это система, которая в ответ на воздействие внешней среды совершает действие (или совокупность действий), характер которого не объясняется (полностью или частично) всем множеством известных физических причин.
Отсюда следует, что
информация - это нефизическая причина любого движения материи
и
поведение - это совокупность действий, совершаемых системой и имеющих или чисто информационные причины, или же некоторую компоненту таких причин.
Во всех этих определениях имеется, на первый взгляд, один существенный недостаток, который заключается в том, что практически невозможно учесть полностью влияние всех физических причин, тем более еще неизвестных. Но это обстоятельство связано с фундаментальным принципом неполноты вообще любых знаний об объективном мире. Поэтому эта ситуация типична при любых исследованиях. Фактически человек по принципу, по которому здесь дано определение понятия поведения, осуществляет предварительное опознание, идентификацию (чисто по внешним признакам) живого организма. Совершенно неподвижный объект, или же объект, выполняющий самые простые "естественные" действия, воспринимается как неодушевленный. И наоборот, искусственный механизм, совершающий сложные, на первый взгляд "неестественные" действия - воспринимается как одушевленный объект.
Подчеркнем еще один очень важный вывод, который естественным образом вытекает из самой сути определения ИС и информации: информация принципиально инвариантна по отношению к физическим свойствам ее носителя! Если к тому же учесть, что информация является причиной информационных процессов или взаимодействий, то становится очевидным определенное сходство информации с энергией. Иначе говоря, как информация, так и энергия являются причинами соответствующих процессов, и выражают не свойство носителя самого по себе, а его способность совершать работу, т.е. отношение внешнее для носителя.
С проблемой выявления специфичности информационных процессов относительно всех других, т.е. физических процессов, связана интересная проблема определения объективной, существенной разницы между направленными и целенаправленными процессами. Подразумевается, что направленность может характеризовать физические процессы, а целенаправленность - только информационные.
В случае направленного процесса вся совокупность причинно-следственных взаимодействий, возникающих последовательно во времени в течение реализуемого процесса, в итоге приводит к определенному результату. Иначе говоря, здесь результат является следствием.
При целенаправленном процессе, "осознание" необходимого результата (цели) является толчком, инициатором возникновения этой причинно-следственной цепочки, т.е. самого процесса. Отсюда видно, что в данном случае, результат, точнее "осознанный или желаемый результат" - есть причина наблюдаемого процесса. Как отмечает В.И.Корогодин [12], в направленных процессах настоящее определяется прошедшим, а в целенаправленных - настоящее подчиняется будущему и те или иные события происходят не только "потому, что...", но также и "для того, чтобы...".
Таким образом, мы приходим к проблеме идентификации таких сущностей, как причина и следствие. Но известно, что если между ними нет четко осознаваемого временного интервала, такую идентификацию человеческое сознание осуществить не может в принципе. По исходному определению причина всегда должна предшествовать следствию. Это конечно необходимое, но не достаточное условие. Но если это условие не выполняется, то ни по каким другим критериям невозможно определить, где причина, а где следствие, т.е. понятие причинно-следственной связи в этом случае вырождается. Отсюда ясно, что для того, чтобы различить направленный и целенаправленный процессы, нужно выяснить что чему предшествовало:"результат" началу процесса, или начало процесса результату. Но вся сложность проблемы заключается в том, что в случае целенаправленного процесса "результат" предшествовал во времени началу процесса, не физически, а "информационно", т.е. закладывался в "программу", реализовавшую в последствии целенаправленный процесс, который уже привел к реализации "результата" физически.
Таким образом, получилось, что для определения понятия информационного (целенаправленного) процесса пришлось использовать понятие опять же информационное: "образ результата". Это обстоятельство еще раз подчеркивает всю сложность проблемы выявления информационных процессов, т.е. взаимодействий, на фоне физических. Но можно однозначно утверждать, что инициализация любого информационного процесса возможна только при наличии некоторой цели, т.е. информации о "желаемом" состоянии системы, точнее - при наличии информации об отклонении текущего состояния системы от этого "желаемого". Этот очень важный момент никогда нельзя упускать из виду. Информационный процесс "запускается" и поддерживается только благодаря существованию некоторой, специфической для данного процесса, информации!
Для корректной дискриминации информационных и физических процессов (явлений, взаимодействий) необходимо, чтобы выполнялся ряд условий. Если сопутствующие процессу физические факторы не поддаются контролю или процесс наблюдается один раз и только в стадии своего развития, то такую дискриминацию принципиально нельзя осуществить, даже если имеется возможность влиять на него некоторыми факторами, сознательно вводимыми субъект-системой.
Если алгоритм информационного взаимодействия (процесса) не осознается субъект-системой, то взаимодействие воспринимается как физическое, вызванное неизвестными физическими факторами. И наоборот, некоему физическому процессу можно ошибочно приписать реализацию некоторого алгоритма, особенно когда процесс наблюдается один раз или при недостаточно полной контролируемости факторов, которые являются причиной наблюдаемого процесса. Вполне возможна ситуация, когда один и тот же процесс одной субъект-системой будет восприниматься как информационный, а другой - как физический.
Проблема дискриминации целенаправленных и направленных процессов будет в дальнейшем обсуждаться еще раз.
Теперь вернемся к вопросу о понятии структуры системы. Как уже отмечалось, можно говорить о структуре системы только в пространстве некоторых параметров. Также отмечалось, что элемент, входящий в некоторую систему благодаря некоторым своим системообразующим связям, может иметь также и локальные или индивидуальные связи, нейтральные для данной системы, но системообразующие для другой. Иначе говоря, в общем случае, элемент может быть "составной частью" неограниченного количества систем. Даже больше, по одному из параметров (качеств) система может входить в другую систему в качестве подсистемы, а по другому параметру последняя система может быть подсистемой рассматриваемой системы! Следовательно, часть целого в одном пространстве может стать целым, а целое его частью - в другом пространстве! Отсюда может вытекать утверждение, что целое и часть - сугубо относительные понятия. Для придания какой-либо определенности в соотношении целого к его части, необходимо придать значимость некоторым параметрам, что может сделать только субъект-система, т.е. эта процедура также субъективная. Следовательно, даже такие понятия, как целое и часть являются субъективными понятиями.
Что касается ИС, т.е. ЖС, то ясно, что они по некоторым своим физическим параметрам могут принадлежать одной системе, а по информационным - совершенно другой, что чаще всего и реализуется.
Как известно, к настоящему времени достаточно хорошо разработаны математические, строго формализованные методы описания таких физических понятий как количество, плотность энергия, мощность, сила, работа и т.д. Поскольку информация является причиной специфических, информационных процессов, то, как уже отмечалось, безусловно между информацией и энергией должно существовать определенное сходство. Поэтому можно считать, что информация, как фундаментальная сущность, также обладает некоторыми, аналогичными в какой-то степени, характеристиками или свойствами .В частности, уже используются такие понятия как объем, ценность информации, а также такое информационное понятие как цель, которое является обязательной причиной любого информационного, следовательно целенаправленного, процесса. Широко используется понятие сложности алгоритмов информационных процессов и систем. Однако до строго формализованного понимания этих понятий пока еще очень далеко.