Коштоев В В
Информационные системы и феномен жизни
Коштоев В.В.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ФЕНОМЕН ЖИЗНИ
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последнее время в самых различных областях знания широко используются системные средства познанияб начиная с философского принципа системностиб общенаучного системного подхода, вариантов общей теории систем - ОТС, и кончая системным анализом. Принципы системного подхода с успехом применяются в математике, медицине, геологии, биологии, философии и т.д. Наряду с системным подходом в последнее время получил широкое распространение также и информационный подход, как особый подход к научному познанию действительности. Формирование этого подхода означает, что понятие информации стало одним из фундаментальных понятий науки, причем, как считает большинство исследователей, самым тесным образом связываемым с живой материей.
Уже неоднократно делались попытки системного подхода к изучению Живого, т.е. к решению проблемы феномена живой материи. эта глобальная проблема, как известно, включает в себя ряд также нерешенных до сих пор фундаментальных проблем, таких как возникновение жизни, эволюция живого, природа мышления и т.д. В завершении этого неполного списка проблем нужно добавить еще одну, быть может, самую главную - проблему феномена человека, места его в объективном мире, смысла и цели его существования. Испокон веков, как только человек осознал себя, человечество пытается решить эту проблему. Очевидно, что невозможно рассматривать проблему феномена человека без, хотя бы беглого, обсуждения основных специфических функций его психики.
Как отмечает Э.Фромм в своей работе "Психоанализ и религия", самосознание, разум и воображение нарушили "гармонию" животного существования человека. Их появление превратило человека в аномалию, в каприз "универсума", и что человек никогда не освободится от дихотомии своего существования. Человек всегда будет стремиться объяснить себе самого себя и смысл своего существования. эта проблема всегда будет иметь наивысший приоритет в познавательной деятельности человечества.
Традиционно считается, что эти вопросы входят в компетенцию философии и религии, т.к. одним из основных методологических принципов точных наук в настоящее время является принцип "естественности", детерминированности всех процессов, протекающих во Вселенной. Принцип, который, в существующей сегодня его трактовке, полностью исключает телеологичность, т.е. саму постановку вопросов типа "зачем", "для чего", "с какой целью" и т.д. Иначе говоря, сегодня наука считает, что в природе не может быть цели.
В отличие от методов других научных дисциплин, системный подход допускает постановку такого типа вопросов, тем более при изучении информационных систем. Информационные процессы всегда выполняются для чего-то и с какой-то целью. Поэтому в рамках системного и информационного подходов можно попытаться в какой-то мере выяснить сущность такого типа вопросов применительно к живой материи, к человеку, если, конечно, считать, что любой живой организм можно рассматривать как информационную систему. Понятно, что никакой подход не позволяет в настоящее время найти конкретные, исчерпывающие, ответы на все эти вопросы, но используя системные и информационные средства познания, можно попытаться хотя бы более четко сформулировать возможные альтернативные решения и уточнить направления и методы перспективных теоретических и экспериментальных исследований, которые позволили бы в будущем, если не полностью, то хотя бы частично решить проблему феномена Жизни. Но надо иметь в виду, что не исключена возможность того, что в рамках научного подхода, т.е. на формализованом уровне, эта проблема в принципе не поддается решению.
Методологические принципы системного подхода используют крайне общие понятия, вплоть до фундаментальных категорий философии. Это обстоятельство определило насыщенность текста данной работы такими понятиями, большинсто из которых, к сожалению, в настоящее время не имеют общепринятых адекватных определений. В частности, к таким фундаментальным понятиям, используемым в данной работе, относятся: система, информация, развитие, поведение, сложность и т.д. Отсутствие адекватных, общепринятых определений этих понятий в первую очередь означает, что сущность их пока недостаточно изучена, т.е. пока отсутствуют соответствующие адекватные формализованные знания. Поэтому в процессе изложения материала одно и то же понятие из этой группы будет многократно рассматриваться с целью постепенного приближения к наиболее приемлемым, с точки зрения автора, определениям этих понятий. Естественно, подбор приведенных в работе определений этих понятий, трактовка и акцентирование отдельных положений этих определений, отражают субъективную точку зрения автора. Конечно, все обобщения и новые определения по своей сути, как обычно, также субъективны.
Очевидно, что до того, как подойти к проблеме феномена человека, для "начала" надо попытаться понять суть такого феномена как жизнь вообще, понять ее место в Бытие, понять сущность живых систем.
В данной работе не ставилась цель исследовать детально все свойства информационных и живых систем, а делается попытка только выявить в самом общем виде их специфические, характерные свойства или качества, на основании чего попытаться дать наиболее адекватные (с точки зрения автора) определения этим понятиям, понять природу отношения живых систем к неживой материи, а отсюда хоть в какой-то степени попытаться осознать их место в Бытие.
В работе делается попытка еще раз показать (с точки зрения автора, более убедительно), что живые системы, т.е. все живое, являются естественными информационными системами, и что живая материя, как и неживая первична, изначальна, т.к. никакие известные физические процессы развития не могут привести от неживых систем к информационным, т.е. живым.
Приводятся суждения о том, что основным, существенным качеством живых систем, как естественных информационных систем, является их имманентная системная способность (качество) к информационным, т.е. целенаправленным, взаимодействиям, которые в принципе отличаются от любых других видов взаимодействий: физических, химических и т.д. Этим и только этим живые системы принципиально отличаются от неживых систем. Поэтому естественные информационные (живые) системы, т.е. системы способные к реализации информационных процессов, могут иметь любую физическую природу своих структур, при условии, что эти системы будут термодинамически неравновесные, а следовательно динамичные и открытые.
Из предпосылки о первичности живой материи однозначно вытекает, что человечество не может занимать абсолютно верхний уровень иерархии живых систем. В то же время есть все основания считать, что информационная система некоторого уровня иерархии в принципе не может адекватно осознать на формализованном уровне информационную систему (ее тезаурус суть информационной системы) более высокого уровня иерархии, если подразумевать, что с ростом уровня иерархии увеличивается сложность информационных систем.
Показано, что есть все основания считать основным фактором эволюционного процесса, по крайней мере живых организмов Биосферы Земли, только причины, имеющие информационную природу. Это следует из того, что Биосфера также является информационной системой. Поэтому, по всей вероятности, эволюционный процесс живых систем, как любой информационный процесс, - целенаправлен, т.е. имеет некоторую цель.
В связи с тем, что в Бытие существуют информационные, т.е. целенаправленные, процессы вполне обоснованно (даже необходимо) при познании окружающего мира, точнее живой материи, использовать методы телеологии наряду с методами точных наук. По Этому поводу Ф.Бруке образно заметил, что "...телеология - Это леди, без которой ни один биолог не может жить, но стыдится показываться на людях."
Ортодоксальные богословы и философы идеалисты объясняют религию, исХодя из представления о наличии в мире объективно сверхъестественного начала и сверхъестественныХ явлений, подразумевая под "сверхъестественностью", нечто не подчиняющееся законам материального мира, точнее выпадающего из цепи причинных связей, имея в виду под такими причинно-следственными связями только физические, химические и биологические, а не информационные. Если же считать, что "сверхъестественные" явления есть проявление некоторых информационных процессов, то они оказываются вполне "естественными", но имеющими информационную причинность.
В итоге обсуждения проблемы феномена жизни и, в частности, обсуждения специфических функций человеческой психики, автор приходит к достаточно очевидному выводу о значимости такой функции человеческой психики, как вера, а значит и такой формы общественного сознания как религия. Поэтому данная работа может восприниматься как очередная апологетическая попытка "вычислить" правомочность религиозного мировоззрения. Но автор не стремился доказать "истинность" какого-то варианта из существующих религий, хотя бы потому, что религиозные основы, как и любые формы веры - недоказуемы в принципе: в них верят или не верят. В конце концов религиозная вера имеет такое же право на существование, если не большее, как и вера научная. Тот факт, что любая наука существенно основывается на вере в некоторые основополагающие, недоказуемые принципы, по всей вероятности, не требует специального доказательства.
Таким образом, с точки зрения автора, вся сумма современных знаний с большой степенью достоверности разрешает утверждать, что все живое - это в первую очередь - информационные системы, а эти системы - первичны, изначальны, как и неживая материя. Если исходить только из этих двух основополагающих предпосылок, то весь ход дальнейших рассуждений в итоге однозначно приводит к выводу, что для человека принципиально значима такая функция его психики, как вера; в частности, вера в существование абсолютного, значимого смысла его жизни, адекватный образ которого не может быть сформирован формализовано-логическим сознанием, а отсюда вытекает значимость такого типа общественного сознания, как религия, поэтому представляется целесообразным развитие на современном уровне принципов теологии.
Результаты анализа сущности информационных систем, проведенного в данной работе, вынуждают признать существование в Бытие объектов, явлений принципиально непознаваемых на уровне формализованного сознания, как индивидуального, так и общечеловеческого, т.е. с позиций традиционной науки. Что-то каким-то образом "чувствуется" на уровне подсознания, чему-то приходится, а может быть даже необходимо верить. Тем самым формализованное сознание, подсознание, чувства и вера являются равноправными и взаимо дополняющими функциями психики человека в процессе познания окружающего мира, а стремление к такому познанию отличает человека от остальных, известных нам, живых систем. Даже может быть сознание играет меньшую роль в процессе такого познания.
Признание возможности "объективного" существования в Бытие естественных информационных процессов, представляется более перспективным чем отрицание их существования, как с позиций онтологии, так и гносеологии.
В заключение хотелось бы подчеркнуть, что в дальнейшем во всей работе будет идти речь о естестаенных информационных системах и процессах реализуемых ими.
АННОТАЦИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ФЕНОМЕН ЖИЗНИ
Коштоев В.В.
В книге с позиций системного и информационного подходов анализируется ряд проблем, связанных с феноменом живой материи. В результате проведенного анализа автор приходит, в частности, к следующим выводам:
- все живое - это в первую очередь информационные системы;
- эволюционный процесс живого на Земле является целенаправленным, т.е. информационным процессом;
- природа отображения окружающего мира любой информационной системой однозначно обуславливает субъективность основ любых знаний;
- наиболее специфическое свойство психики человека - самосознание, находится в самой тесной взаимосвязи с проблемой цели, смысла жизни человеческого индивида;
- смысл жизни человека не поддается пониманию на уровне формализовано-логического сознания;
- эта проблема до настоящего времени наиболее адекватно решается с позиций религиозного мировоззрения.
Глава 1. ПОНЯТИЕ СИСТЕМЫ
Перед тем, как приступить к обсуждению понятия информационной системы рассмотрим, что понимается под системой вообще и какие основные качества свойствены такой сущности как система.
Как известно, каждый реальный материальный объект имеет определенную внутреннюю организацию: упорядоченность в пространстве и (или) во времени, т.е. структуру. Поэтому в современном понимании материя - есть единство вещества или поля, энергии и организации.
Бесконечная совокупность предметов и явлений н аходится в самых разнообразных отношениях, связях, друг с другом. Связь - есть общее выражение зависимости между явлениями, отражение взаимообусловленности их существования и развития [1]. Связи могут быть внутренние, внешние, непосредственные и опосредственные, функциональные и генетические, закономерные и случайные и т.д. Любая форма связи имеет свое определенное основание, т.е. существенную объективную причину или причинность, которая обеспечивает образование и существование связи. Обычно выделяют причины материальные, энергетические и информационные. Причины первых двух видов условно объединим в один вид: физичекий или силовой. Закономерные причины будем считать однозначными, т.е. функциональными. Тогда физические причины в зависимости от способа их проявления можно подразделить на функциональные, стохастические (вероятностные, случайные) и функционально-стохастические. Последний тип физических причин означает, что причина состоит из двух компонент: одна из которых проявляется как функциональная, а другая - как стохастическая. Тип, вид, причинности - определяет тип соответствухщей связи, отношения и взаимодействия.
Любые изменения реального объекта вызываются определенными причинами и обуславливают некоторые следствия. Следовательно, связи, вызывающие некоторые изменения реального объекта, являтся причинно-следственными или детерминированными и обязательно предполагают определенную последовательность во времени развития этого изменения (взаимодействия). Детерминизм, используемый в точных науках, в его современном понимании противостоит любым формам телеологии - учению об особом целевом виде причинности. Поэтому и разделяют причинности силовые, т.е. физические и информационные, которые характеризуются (выделяются) своей целевой сущностью.
В дальнейшем будут рассматриваться в основном связи (отношения) двух типов (видов): физические (силовые) - Ф-связи, и информационные - И-связи. Ф-связи - это связи, причинность которых всегда можно описать известными законами физики и химии, т.е. в основе Ф-связей лежат физические причины. В И-связях, естественно, также осуществляется перенос энергии и вещества, но кроме этого считается, что в этих связях переносится еще нечто, что называется информацией, сущность которой и будет обсуждаться в следующих разделах. Но по всей вероятности, более правильно определить И-связи, как связи, в основе которых лежит хотя бы одна информационная причина.
Физическая система - ФС, это система, в которой реализуются только Ф-связи, а информационная система - ИС, это система, в которой имеется хотя бы одна И-связь.
Из приведенных определений видно, что оба типа связи: Ф-связи и И-связи, могут отражать причинно-следственные отношения, т.е. являются каузальными. Иначе говоря, можно считать, что все-таки существуют Ф-каузальность и И-каузальность или информационная детерминированность.
Теперь перейдем непосредственно к рассмотрению понятия системы. В настоящее время не существует еще общепринятого определения понятия системы. Перед тем как привести очередное определение этого понятия, рассмотрим основные свойства, которыми должен обладать объект, чтобы его можно Было считать системой. Согласно [2] существует по меньшей мере четыре таких свойства.
1-ое свойство /целостность и членимость/.
Система - это прежде всего целостная совокупность элементов, т.е. с одной стороны это целостное образование, а с другой - в ее составе отчетливо могут быть выделены целостные объекты - элеметы.
Элемент системы - это объект, выполняющий определенные функции в системе, который в условиях данной задачи не подлежит расчленению на части. Элементами системы могут быть не только вещественные объекты, но также свойства и состояния, связи и отношения, фазы, этапы, циклы и уровни функционирования и развития [3].
2-ое свойство /связи/.
Связь как атрибут системы можно определить как физический канал, по которому обеспечивается обмен между элементами системы, а также между системой и окружающей ее средой, веществом, энергией и информацией, т.е. осуществляется то или иное взаимодействие.
С системных позиций значение имеют не любые, а лишь существенные, системообразующие связи (отношения), которые с закономерной необходимостью определяют интегративные свойства системы.
Системообразующие связи характеризуют такие взаимодействия между элементами системы, которые предполагают их одновременность существования. В этом заключается принципиальное отличие системных отношений от причинно-следственных. В отличие от причинно-следственных связей, системообразующие связи при статичном рассмотрении системы проявляются не как "детерминация прошлым, а как детерминация настоящим, как синхронная детерминация". Поэтому системообразующие связи выделяют в отдельный тип или вид.
3-е свойство /организация/.
Это свойство характеризуется наличием определенной упорядоченности, организации, что проявляется в снижении энтропии (степени неопределенности) системы - H(S), по сравнению с энтропией системообразующих факторов - H(F), определяющих возможность создания системы.
4-ое свойство /интегративные качества/.
Системе присущи интегративные (системные) качества, т.е. свойства, которые не свойствены ни одному из ее элеменов в отдельности, но зависят от их свойств.
Учитывая перечисленные свойства, которыми должен обладать объект, чтобы его можно было считать системой, и считая их необходимыми и достаточными, в качестве наиболее общего определения понятия системы можно принять следующее утверждение:
Система - это внутренне организованная, на основе того или иного принципа, гетерогенная целостность, элементы которой находятся в отношениях (связях) между собой таким образом, что возникает, как минимум, одно новое интегративное качество, не свойственное ни одному из элементов этой целостности.
Согласно общей теории систем - ОТС, любой объект есть объект-система! Выделение системы из среды - это акт достаточно произвольный в том смысле, что мир состоит из бесконечного множества иерархических систем и выбор критерия ограничения каждой системы зависит от произвольно выбранного системообразующего фактора или системных качеств. Систему нельзя в достаточной степени понять, не исследовав некоторое ее "окружение", которое вместе с рассматриваемой системой образует некую метасистему, выделенную по тому или иному критерию (критериям) [4].
В связи с тем, что любой объект есть объект-система, в общем случае каждый элемент системы также является системой, а с позиции рассматриваемой системы - некоторой подсистемой, которая в свою очередь, состоит из своих элементов и т.д. Поэтому в ОТС вводятся понятия членимости и вложенности систем. Любая система имеет не менее двух уровней членения: старший или нулевой - это сама рассматриваемая система, и младший или первый - элементы выделенной системы.
Очевидно, что Ф-системы могут существовать как некоторые целостные образования тогда и только тогда, когда мощность (сила) существенных системообразующих связей между элементами этих систем больше, чем мощность (сила) связей этих же элементов с окружающей средой. Отсюда следует, что мощность системообразующих связей элементов i-го (младшего) уровня членения системы всегда больше мощности таких же связей (i-1)-го (старшего) уровня ее членения.
Еще одной характеристикой системы является ее структура, т.е. устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени ее элементов и внутрисистемных связей. Системы, как правило, обладают различными структурами. Порядок вхождения элементов в подсистемы и объединение подсистем в целостную систему образуют структуру членения системы. Структуры систем могут быть редуцирующие и деградирующие, стабильные и нестабильные (лабильные). По временному признаку выделяются экстенсивные структуры, в которых с течением времени происходит рост числа элементов; и интенсивные, в которых происходит рост числа связей и их мощности при неизменном составе элементов.
В общем случае каждый элемент системы обладает системообразующими свойствами, свойствами нейтральными по отношению к системе, а также системоразрушающими свойствами. Последние свойства при вхождении элемента в состав системы обычно подавляются, однако такое подавление, как правило, не бывает полным. Эти свойства элементов и определяют дисфункции элементов, т.е. функции, негативно влияющие на функционирование системы, в которую они входят. Наличие определенных системообразующих факторов - СОФ, обуславливает возникновение системы. Причем, в каждой системе помимо ведущих СОФ основного уровня, как правило, играют роль и СОФ "нижнего" уровня членения. Причины, которые обуславливают возникновение системообразующих свойств элемента системы и подавляющие его системоразрушающие свойства, в общем случае, могут быть как внутренними, так и внешними по отношению к элементу.
К системоразрушающим факторам - СРФ, прежде всего относятся: внешние воздействия, развитие дисфункций элементов, возрастание энтропии. Здесь следует отметить, что значение H(S)=0 свидетельствует о вырождении системы, т.е. о полной ее "заорганизованности". Абсолютная определенность другая сторона "энтропийной смерти". Существование системы требует определенного разнообразия, подвижности в пространстве и изменчивости во времени.
Как само понятие системы относительно в какой-то степени, так и относительно понятие элемента системы. Как отмечалось выше, членение системы в общем случае не имеет предела, поскольку и элемент может рассматриваться как система (подсистема). Элемент системы является лишь условно неделимой частью системы. Условность состоит в том, что хотя элемент в общем случае и делим, но в рамках рассматриваемой системы дальшнейшее его деление приведет к потере необходимых системозначащих свойств элемента. Следует учитывать и то, что по разным элементам системы число уровней членимости может быть различным.
Из множества свойств каждого элемента системы некоторые свойства обуславливают системообразующие связи между этим элементом и другими элементами рассматриваемой системы. Другие свойства могут определять "внешние" связи данного элемента с окружающей средой, т.е. с элементами, которые не принадлежат данной системе. В общем случае некоторая часть обоих типов этих свойств может быть свойственна рассматриваемому элементу независимо от того входит он в систему или нет. Назовем эти свойства условно локальными или индивидуальными свойствами элемента - ЛСЭ. Другая часть этих свойств возникает как системное качество, т.е. это системные свойства элемента - ССЭ, которые утрачиваются элементом при "изъятии" его из системы. Часть "внешних" связей, как ЛСЭ, так и ССЭ, некоторого элемента системы могут быть системообразующими для другой системы. Это обстоятельство делает существенно неопределенным и понятие структуры системы. Поэтому более однозначным представляется следующее определение этого понятия: структура системы - это устойчивая упорядоченность во времени и в пространстве некоторых существенных системообразующих факторов, качеств (связей) данной системы. Главное, что присутствует в любом определении структуры - это наличие некоторого множества элементов, т.е. гетерогенность, наличие связей между элементами и определенная инвариантность во времени.
Поскольку структура - это только некоторая характеристика системы, необходимо четко указать какие свойства и признаки системы в данном случае принимаются структурными, а какие - нет. Этот выбор зависит от целей исследования системы. Следовательно, для одной и той же системы можно построить различные структуры и между системой и ее структурой отсутствует однозначное соответствие.
Формирование, выделение, структуры является частью решения общей задачи исследования, идентификации системы, причем такой, которая не определяет заранее систему в целом, а лишь выявляет ее конфигурацию (в общем случае с какой-то степенью приближения).
В тесной связи с проблемой выделения структуры изучаемой системы находится проблема определения границ системы, т.к. не всегда ясно, как отделить изучаемую систему от ее окружения. Для такого отделения, в частности, мжно использовать в качестве соответствующего критерия характер системных связей или (и) мощность этих связей.
В ОТС вводится понятие рода [3]. Каждый объект обладает бесконечным множеством качеств. Если одно качество - Р (или группа качеств) из этого множества является общим для некоторой совокупности объектов, то эти объекты образуют множество данного рода. Аналогично, когда все элементы системы обладают одним и тем же качеством - Р, то такая система будет системой объектов одного и того же рода. Причем в общем случае эта система может бладать тем же родовым признаком Р, но может и не обладать. Родовое качество Р элементов системы может быть системообразующим качеством, а может и не быть таковым. Родовое качество, тем более группа таких качеств, в общем случае, может ограничить иерархию систем как сверху, так и снизу.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ФЕНОМЕН ЖИЗНИ
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последнее время в самых различных областях знания широко используются системные средства познанияб начиная с философского принципа системностиб общенаучного системного подхода, вариантов общей теории систем - ОТС, и кончая системным анализом. Принципы системного подхода с успехом применяются в математике, медицине, геологии, биологии, философии и т.д. Наряду с системным подходом в последнее время получил широкое распространение также и информационный подход, как особый подход к научному познанию действительности. Формирование этого подхода означает, что понятие информации стало одним из фундаментальных понятий науки, причем, как считает большинство исследователей, самым тесным образом связываемым с живой материей.
Уже неоднократно делались попытки системного подхода к изучению Живого, т.е. к решению проблемы феномена живой материи. эта глобальная проблема, как известно, включает в себя ряд также нерешенных до сих пор фундаментальных проблем, таких как возникновение жизни, эволюция живого, природа мышления и т.д. В завершении этого неполного списка проблем нужно добавить еще одну, быть может, самую главную - проблему феномена человека, места его в объективном мире, смысла и цели его существования. Испокон веков, как только человек осознал себя, человечество пытается решить эту проблему. Очевидно, что невозможно рассматривать проблему феномена человека без, хотя бы беглого, обсуждения основных специфических функций его психики.
Как отмечает Э.Фромм в своей работе "Психоанализ и религия", самосознание, разум и воображение нарушили "гармонию" животного существования человека. Их появление превратило человека в аномалию, в каприз "универсума", и что человек никогда не освободится от дихотомии своего существования. Человек всегда будет стремиться объяснить себе самого себя и смысл своего существования. эта проблема всегда будет иметь наивысший приоритет в познавательной деятельности человечества.
Традиционно считается, что эти вопросы входят в компетенцию философии и религии, т.к. одним из основных методологических принципов точных наук в настоящее время является принцип "естественности", детерминированности всех процессов, протекающих во Вселенной. Принцип, который, в существующей сегодня его трактовке, полностью исключает телеологичность, т.е. саму постановку вопросов типа "зачем", "для чего", "с какой целью" и т.д. Иначе говоря, сегодня наука считает, что в природе не может быть цели.
В отличие от методов других научных дисциплин, системный подход допускает постановку такого типа вопросов, тем более при изучении информационных систем. Информационные процессы всегда выполняются для чего-то и с какой-то целью. Поэтому в рамках системного и информационного подходов можно попытаться в какой-то мере выяснить сущность такого типа вопросов применительно к живой материи, к человеку, если, конечно, считать, что любой живой организм можно рассматривать как информационную систему. Понятно, что никакой подход не позволяет в настоящее время найти конкретные, исчерпывающие, ответы на все эти вопросы, но используя системные и информационные средства познания, можно попытаться хотя бы более четко сформулировать возможные альтернативные решения и уточнить направления и методы перспективных теоретических и экспериментальных исследований, которые позволили бы в будущем, если не полностью, то хотя бы частично решить проблему феномена Жизни. Но надо иметь в виду, что не исключена возможность того, что в рамках научного подхода, т.е. на формализованом уровне, эта проблема в принципе не поддается решению.
Методологические принципы системного подхода используют крайне общие понятия, вплоть до фундаментальных категорий философии. Это обстоятельство определило насыщенность текста данной работы такими понятиями, большинсто из которых, к сожалению, в настоящее время не имеют общепринятых адекватных определений. В частности, к таким фундаментальным понятиям, используемым в данной работе, относятся: система, информация, развитие, поведение, сложность и т.д. Отсутствие адекватных, общепринятых определений этих понятий в первую очередь означает, что сущность их пока недостаточно изучена, т.е. пока отсутствуют соответствующие адекватные формализованные знания. Поэтому в процессе изложения материала одно и то же понятие из этой группы будет многократно рассматриваться с целью постепенного приближения к наиболее приемлемым, с точки зрения автора, определениям этих понятий. Естественно, подбор приведенных в работе определений этих понятий, трактовка и акцентирование отдельных положений этих определений, отражают субъективную точку зрения автора. Конечно, все обобщения и новые определения по своей сути, как обычно, также субъективны.
Очевидно, что до того, как подойти к проблеме феномена человека, для "начала" надо попытаться понять суть такого феномена как жизнь вообще, понять ее место в Бытие, понять сущность живых систем.
В данной работе не ставилась цель исследовать детально все свойства информационных и живых систем, а делается попытка только выявить в самом общем виде их специфические, характерные свойства или качества, на основании чего попытаться дать наиболее адекватные (с точки зрения автора) определения этим понятиям, понять природу отношения живых систем к неживой материи, а отсюда хоть в какой-то степени попытаться осознать их место в Бытие.
В работе делается попытка еще раз показать (с точки зрения автора, более убедительно), что живые системы, т.е. все живое, являются естественными информационными системами, и что живая материя, как и неживая первична, изначальна, т.к. никакие известные физические процессы развития не могут привести от неживых систем к информационным, т.е. живым.
Приводятся суждения о том, что основным, существенным качеством живых систем, как естественных информационных систем, является их имманентная системная способность (качество) к информационным, т.е. целенаправленным, взаимодействиям, которые в принципе отличаются от любых других видов взаимодействий: физических, химических и т.д. Этим и только этим живые системы принципиально отличаются от неживых систем. Поэтому естественные информационные (живые) системы, т.е. системы способные к реализации информационных процессов, могут иметь любую физическую природу своих структур, при условии, что эти системы будут термодинамически неравновесные, а следовательно динамичные и открытые.
Из предпосылки о первичности живой материи однозначно вытекает, что человечество не может занимать абсолютно верхний уровень иерархии живых систем. В то же время есть все основания считать, что информационная система некоторого уровня иерархии в принципе не может адекватно осознать на формализованном уровне информационную систему (ее тезаурус суть информационной системы) более высокого уровня иерархии, если подразумевать, что с ростом уровня иерархии увеличивается сложность информационных систем.
Показано, что есть все основания считать основным фактором эволюционного процесса, по крайней мере живых организмов Биосферы Земли, только причины, имеющие информационную природу. Это следует из того, что Биосфера также является информационной системой. Поэтому, по всей вероятности, эволюционный процесс живых систем, как любой информационный процесс, - целенаправлен, т.е. имеет некоторую цель.
В связи с тем, что в Бытие существуют информационные, т.е. целенаправленные, процессы вполне обоснованно (даже необходимо) при познании окружающего мира, точнее живой материи, использовать методы телеологии наряду с методами точных наук. По Этому поводу Ф.Бруке образно заметил, что "...телеология - Это леди, без которой ни один биолог не может жить, но стыдится показываться на людях."
Ортодоксальные богословы и философы идеалисты объясняют религию, исХодя из представления о наличии в мире объективно сверхъестественного начала и сверхъестественныХ явлений, подразумевая под "сверхъестественностью", нечто не подчиняющееся законам материального мира, точнее выпадающего из цепи причинных связей, имея в виду под такими причинно-следственными связями только физические, химические и биологические, а не информационные. Если же считать, что "сверхъестественные" явления есть проявление некоторых информационных процессов, то они оказываются вполне "естественными", но имеющими информационную причинность.
В итоге обсуждения проблемы феномена жизни и, в частности, обсуждения специфических функций человеческой психики, автор приходит к достаточно очевидному выводу о значимости такой функции человеческой психики, как вера, а значит и такой формы общественного сознания как религия. Поэтому данная работа может восприниматься как очередная апологетическая попытка "вычислить" правомочность религиозного мировоззрения. Но автор не стремился доказать "истинность" какого-то варианта из существующих религий, хотя бы потому, что религиозные основы, как и любые формы веры - недоказуемы в принципе: в них верят или не верят. В конце концов религиозная вера имеет такое же право на существование, если не большее, как и вера научная. Тот факт, что любая наука существенно основывается на вере в некоторые основополагающие, недоказуемые принципы, по всей вероятности, не требует специального доказательства.
Таким образом, с точки зрения автора, вся сумма современных знаний с большой степенью достоверности разрешает утверждать, что все живое - это в первую очередь - информационные системы, а эти системы - первичны, изначальны, как и неживая материя. Если исходить только из этих двух основополагающих предпосылок, то весь ход дальнейших рассуждений в итоге однозначно приводит к выводу, что для человека принципиально значима такая функция его психики, как вера; в частности, вера в существование абсолютного, значимого смысла его жизни, адекватный образ которого не может быть сформирован формализовано-логическим сознанием, а отсюда вытекает значимость такого типа общественного сознания, как религия, поэтому представляется целесообразным развитие на современном уровне принципов теологии.
Результаты анализа сущности информационных систем, проведенного в данной работе, вынуждают признать существование в Бытие объектов, явлений принципиально непознаваемых на уровне формализованного сознания, как индивидуального, так и общечеловеческого, т.е. с позиций традиционной науки. Что-то каким-то образом "чувствуется" на уровне подсознания, чему-то приходится, а может быть даже необходимо верить. Тем самым формализованное сознание, подсознание, чувства и вера являются равноправными и взаимо дополняющими функциями психики человека в процессе познания окружающего мира, а стремление к такому познанию отличает человека от остальных, известных нам, живых систем. Даже может быть сознание играет меньшую роль в процессе такого познания.
Признание возможности "объективного" существования в Бытие естественных информационных процессов, представляется более перспективным чем отрицание их существования, как с позиций онтологии, так и гносеологии.
В заключение хотелось бы подчеркнуть, что в дальнейшем во всей работе будет идти речь о естестаенных информационных системах и процессах реализуемых ими.
АННОТАЦИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ФЕНОМЕН ЖИЗНИ
Коштоев В.В.
В книге с позиций системного и информационного подходов анализируется ряд проблем, связанных с феноменом живой материи. В результате проведенного анализа автор приходит, в частности, к следующим выводам:
- все живое - это в первую очередь информационные системы;
- эволюционный процесс живого на Земле является целенаправленным, т.е. информационным процессом;
- природа отображения окружающего мира любой информационной системой однозначно обуславливает субъективность основ любых знаний;
- наиболее специфическое свойство психики человека - самосознание, находится в самой тесной взаимосвязи с проблемой цели, смысла жизни человеческого индивида;
- смысл жизни человека не поддается пониманию на уровне формализовано-логического сознания;
- эта проблема до настоящего времени наиболее адекватно решается с позиций религиозного мировоззрения.
Глава 1. ПОНЯТИЕ СИСТЕМЫ
Перед тем, как приступить к обсуждению понятия информационной системы рассмотрим, что понимается под системой вообще и какие основные качества свойствены такой сущности как система.
Как известно, каждый реальный материальный объект имеет определенную внутреннюю организацию: упорядоченность в пространстве и (или) во времени, т.е. структуру. Поэтому в современном понимании материя - есть единство вещества или поля, энергии и организации.
Бесконечная совокупность предметов и явлений н аходится в самых разнообразных отношениях, связях, друг с другом. Связь - есть общее выражение зависимости между явлениями, отражение взаимообусловленности их существования и развития [1]. Связи могут быть внутренние, внешние, непосредственные и опосредственные, функциональные и генетические, закономерные и случайные и т.д. Любая форма связи имеет свое определенное основание, т.е. существенную объективную причину или причинность, которая обеспечивает образование и существование связи. Обычно выделяют причины материальные, энергетические и информационные. Причины первых двух видов условно объединим в один вид: физичекий или силовой. Закономерные причины будем считать однозначными, т.е. функциональными. Тогда физические причины в зависимости от способа их проявления можно подразделить на функциональные, стохастические (вероятностные, случайные) и функционально-стохастические. Последний тип физических причин означает, что причина состоит из двух компонент: одна из которых проявляется как функциональная, а другая - как стохастическая. Тип, вид, причинности - определяет тип соответствухщей связи, отношения и взаимодействия.
Любые изменения реального объекта вызываются определенными причинами и обуславливают некоторые следствия. Следовательно, связи, вызывающие некоторые изменения реального объекта, являтся причинно-следственными или детерминированными и обязательно предполагают определенную последовательность во времени развития этого изменения (взаимодействия). Детерминизм, используемый в точных науках, в его современном понимании противостоит любым формам телеологии - учению об особом целевом виде причинности. Поэтому и разделяют причинности силовые, т.е. физические и информационные, которые характеризуются (выделяются) своей целевой сущностью.
В дальнейшем будут рассматриваться в основном связи (отношения) двух типов (видов): физические (силовые) - Ф-связи, и информационные - И-связи. Ф-связи - это связи, причинность которых всегда можно описать известными законами физики и химии, т.е. в основе Ф-связей лежат физические причины. В И-связях, естественно, также осуществляется перенос энергии и вещества, но кроме этого считается, что в этих связях переносится еще нечто, что называется информацией, сущность которой и будет обсуждаться в следующих разделах. Но по всей вероятности, более правильно определить И-связи, как связи, в основе которых лежит хотя бы одна информационная причина.
Физическая система - ФС, это система, в которой реализуются только Ф-связи, а информационная система - ИС, это система, в которой имеется хотя бы одна И-связь.
Из приведенных определений видно, что оба типа связи: Ф-связи и И-связи, могут отражать причинно-следственные отношения, т.е. являются каузальными. Иначе говоря, можно считать, что все-таки существуют Ф-каузальность и И-каузальность или информационная детерминированность.
Теперь перейдем непосредственно к рассмотрению понятия системы. В настоящее время не существует еще общепринятого определения понятия системы. Перед тем как привести очередное определение этого понятия, рассмотрим основные свойства, которыми должен обладать объект, чтобы его можно Было считать системой. Согласно [2] существует по меньшей мере четыре таких свойства.
1-ое свойство /целостность и членимость/.
Система - это прежде всего целостная совокупность элементов, т.е. с одной стороны это целостное образование, а с другой - в ее составе отчетливо могут быть выделены целостные объекты - элеметы.
Элемент системы - это объект, выполняющий определенные функции в системе, который в условиях данной задачи не подлежит расчленению на части. Элементами системы могут быть не только вещественные объекты, но также свойства и состояния, связи и отношения, фазы, этапы, циклы и уровни функционирования и развития [3].
2-ое свойство /связи/.
Связь как атрибут системы можно определить как физический канал, по которому обеспечивается обмен между элементами системы, а также между системой и окружающей ее средой, веществом, энергией и информацией, т.е. осуществляется то или иное взаимодействие.
С системных позиций значение имеют не любые, а лишь существенные, системообразующие связи (отношения), которые с закономерной необходимостью определяют интегративные свойства системы.
Системообразующие связи характеризуют такие взаимодействия между элементами системы, которые предполагают их одновременность существования. В этом заключается принципиальное отличие системных отношений от причинно-следственных. В отличие от причинно-следственных связей, системообразующие связи при статичном рассмотрении системы проявляются не как "детерминация прошлым, а как детерминация настоящим, как синхронная детерминация". Поэтому системообразующие связи выделяют в отдельный тип или вид.
3-е свойство /организация/.
Это свойство характеризуется наличием определенной упорядоченности, организации, что проявляется в снижении энтропии (степени неопределенности) системы - H(S), по сравнению с энтропией системообразующих факторов - H(F), определяющих возможность создания системы.
4-ое свойство /интегративные качества/.
Системе присущи интегративные (системные) качества, т.е. свойства, которые не свойствены ни одному из ее элеменов в отдельности, но зависят от их свойств.
Учитывая перечисленные свойства, которыми должен обладать объект, чтобы его можно было считать системой, и считая их необходимыми и достаточными, в качестве наиболее общего определения понятия системы можно принять следующее утверждение:
Система - это внутренне организованная, на основе того или иного принципа, гетерогенная целостность, элементы которой находятся в отношениях (связях) между собой таким образом, что возникает, как минимум, одно новое интегративное качество, не свойственное ни одному из элементов этой целостности.
Согласно общей теории систем - ОТС, любой объект есть объект-система! Выделение системы из среды - это акт достаточно произвольный в том смысле, что мир состоит из бесконечного множества иерархических систем и выбор критерия ограничения каждой системы зависит от произвольно выбранного системообразующего фактора или системных качеств. Систему нельзя в достаточной степени понять, не исследовав некоторое ее "окружение", которое вместе с рассматриваемой системой образует некую метасистему, выделенную по тому или иному критерию (критериям) [4].
В связи с тем, что любой объект есть объект-система, в общем случае каждый элемент системы также является системой, а с позиции рассматриваемой системы - некоторой подсистемой, которая в свою очередь, состоит из своих элементов и т.д. Поэтому в ОТС вводятся понятия членимости и вложенности систем. Любая система имеет не менее двух уровней членения: старший или нулевой - это сама рассматриваемая система, и младший или первый - элементы выделенной системы.
Очевидно, что Ф-системы могут существовать как некоторые целостные образования тогда и только тогда, когда мощность (сила) существенных системообразующих связей между элементами этих систем больше, чем мощность (сила) связей этих же элементов с окружающей средой. Отсюда следует, что мощность системообразующих связей элементов i-го (младшего) уровня членения системы всегда больше мощности таких же связей (i-1)-го (старшего) уровня ее членения.
Еще одной характеристикой системы является ее структура, т.е. устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени ее элементов и внутрисистемных связей. Системы, как правило, обладают различными структурами. Порядок вхождения элементов в подсистемы и объединение подсистем в целостную систему образуют структуру членения системы. Структуры систем могут быть редуцирующие и деградирующие, стабильные и нестабильные (лабильные). По временному признаку выделяются экстенсивные структуры, в которых с течением времени происходит рост числа элементов; и интенсивные, в которых происходит рост числа связей и их мощности при неизменном составе элементов.
В общем случае каждый элемент системы обладает системообразующими свойствами, свойствами нейтральными по отношению к системе, а также системоразрушающими свойствами. Последние свойства при вхождении элемента в состав системы обычно подавляются, однако такое подавление, как правило, не бывает полным. Эти свойства элементов и определяют дисфункции элементов, т.е. функции, негативно влияющие на функционирование системы, в которую они входят. Наличие определенных системообразующих факторов - СОФ, обуславливает возникновение системы. Причем, в каждой системе помимо ведущих СОФ основного уровня, как правило, играют роль и СОФ "нижнего" уровня членения. Причины, которые обуславливают возникновение системообразующих свойств элемента системы и подавляющие его системоразрушающие свойства, в общем случае, могут быть как внутренними, так и внешними по отношению к элементу.
К системоразрушающим факторам - СРФ, прежде всего относятся: внешние воздействия, развитие дисфункций элементов, возрастание энтропии. Здесь следует отметить, что значение H(S)=0 свидетельствует о вырождении системы, т.е. о полной ее "заорганизованности". Абсолютная определенность другая сторона "энтропийной смерти". Существование системы требует определенного разнообразия, подвижности в пространстве и изменчивости во времени.
Как само понятие системы относительно в какой-то степени, так и относительно понятие элемента системы. Как отмечалось выше, членение системы в общем случае не имеет предела, поскольку и элемент может рассматриваться как система (подсистема). Элемент системы является лишь условно неделимой частью системы. Условность состоит в том, что хотя элемент в общем случае и делим, но в рамках рассматриваемой системы дальшнейшее его деление приведет к потере необходимых системозначащих свойств элемента. Следует учитывать и то, что по разным элементам системы число уровней членимости может быть различным.
Из множества свойств каждого элемента системы некоторые свойства обуславливают системообразующие связи между этим элементом и другими элементами рассматриваемой системы. Другие свойства могут определять "внешние" связи данного элемента с окружающей средой, т.е. с элементами, которые не принадлежат данной системе. В общем случае некоторая часть обоих типов этих свойств может быть свойственна рассматриваемому элементу независимо от того входит он в систему или нет. Назовем эти свойства условно локальными или индивидуальными свойствами элемента - ЛСЭ. Другая часть этих свойств возникает как системное качество, т.е. это системные свойства элемента - ССЭ, которые утрачиваются элементом при "изъятии" его из системы. Часть "внешних" связей, как ЛСЭ, так и ССЭ, некоторого элемента системы могут быть системообразующими для другой системы. Это обстоятельство делает существенно неопределенным и понятие структуры системы. Поэтому более однозначным представляется следующее определение этого понятия: структура системы - это устойчивая упорядоченность во времени и в пространстве некоторых существенных системообразующих факторов, качеств (связей) данной системы. Главное, что присутствует в любом определении структуры - это наличие некоторого множества элементов, т.е. гетерогенность, наличие связей между элементами и определенная инвариантность во времени.
Поскольку структура - это только некоторая характеристика системы, необходимо четко указать какие свойства и признаки системы в данном случае принимаются структурными, а какие - нет. Этот выбор зависит от целей исследования системы. Следовательно, для одной и той же системы можно построить различные структуры и между системой и ее структурой отсутствует однозначное соответствие.
Формирование, выделение, структуры является частью решения общей задачи исследования, идентификации системы, причем такой, которая не определяет заранее систему в целом, а лишь выявляет ее конфигурацию (в общем случае с какой-то степенью приближения).
В тесной связи с проблемой выделения структуры изучаемой системы находится проблема определения границ системы, т.к. не всегда ясно, как отделить изучаемую систему от ее окружения. Для такого отделения, в частности, мжно использовать в качестве соответствующего критерия характер системных связей или (и) мощность этих связей.
В ОТС вводится понятие рода [3]. Каждый объект обладает бесконечным множеством качеств. Если одно качество - Р (или группа качеств) из этого множества является общим для некоторой совокупности объектов, то эти объекты образуют множество данного рода. Аналогично, когда все элементы системы обладают одним и тем же качеством - Р, то такая система будет системой объектов одного и того же рода. Причем в общем случае эта система может бладать тем же родовым признаком Р, но может и не обладать. Родовое качество Р элементов системы может быть системообразующим качеством, а может и не быть таковым. Родовое качество, тем более группа таких качеств, в общем случае, может ограничить иерархию систем как сверху, так и снизу.