Файл: Информация в материальном мире. Значение и возможности информации.pdf

Принятый сигнал приводит к уменьшению неопределенности: человек теперь знает, что событие (вече) имеет только один исход - оно состоится. Однако, если заранее было известно, что вече состоится в таком-то часу, колокол ничего нового не сообщил. Отсюда вытекает, что чем менее вероятно (т. е. более неожиданно) сообщение, тем больше И. оно содержит, и наоборот, чем больше вероятность исхода до совершения события, тем меньше И. содержит сигнал. Примерно такие рассуждения привели в 40-х гг. XX в. к возникновению статистической, или “классической”, теории И., которая определяет понятие И. через меру уменьшения неопределенности знания о свершении какого-либо события (такая мера была названа энтропией). У истоков этой науки стояли Н. Винер, К. Шеннон и советские ученые А. Н. Колмогоров, В. А. Котельников и др. Им удалось вывести математические закономерности измерения количества И., а отсюда и такие понятия, как пропускная способность канала И., емкость запоминающих И. устройств и т. п., что послужило мощным стимулом к развитию кибернетики как науки и электронно-вычислительной техники как практического применения достижений кибернетики. Что касается определения ценности, полезности И. для получателя, то здесь еще много нерешенного, неясного. Если исходить из потребностей экономического управления и, следовательно, экономической кибернетики, то И. можно определить как все те сведения, знания, сообщения, которые помогают решить ту или иную задачу управления (т. е. уменьшить неопределенность ее исходов). Тогда открываются и некоторые возможности для оценки И.: она тем полезнее, ценнее, чем скорее или с меньшими издержками приводит к решению задачи. Понятие И. близко понятию данные. Однако между ними есть различие: данные - это сигналы, из которых еще надо извлечь И. Обработка данных есть процесс приведения их к пригодному для этого виду. Процесс их передачи от источника к приобретателю и восприятия в качестве И. может рассматриваться как прохождение трех фильтров:

- физического, или статистического (чисто количественное ограничение по пропускной способности канала, независимо от содержания данных, т. е. с точки зрения синтактики);

- семантического (отбор тех данных, которые могут быть поняты получателем, т. е. соответствуют тезаурусу его знаний);

- прагматического (отбор среди понятых сведений тех, которые полезны для решения данной задачи).

Это хорошо показано на схеме, взятой из книги Е. Г. Ясина об экономической информации. Соответственно выделяются три аспекта изучения проблем И. - синтаксический, семантический и прагматический.

По содержанию И. подразделяется на общественно-политическую, социально-экономическую (в том числе экономическую И.), научно-техническую и т. д. Вообще же классификаций И. много, они строятся по различным основаниям. Как правило, из-за близости понятий точно так же строятся и классификации данных. Напр., И. подразделяется на статическую (постоянную) и динамическую (переменную), и данные при этом - на постоянные и переменные. Другое деление - первичная, производная, выходная И. (так же классифицируются данные). Третье деление - И. управляющая и осведомляющая. Четвертое - избыточная, полезная и ложная. Пятое - полная (сплошная) и выборочная. Эта мысль Винера дает прямое указание на объективность информации, т.е. её существование в природе независимо от сознания (восприятия) человека.

Объективную информацию современная кибернетика определяет как объективное свойство материальных объектов и явлений порождать многообразие состояний, которые посредством фундаментальных взаимодействий материи передаются от одного объекта (процесса) другому, и запечатлеваются в его структуре. Материальная система в кибернетике рассматривается как множество объектов, которые сами по себе могут находиться в различных состояниях, но состояние каждого из них определяется состояниями других объектов системы. В природе множество состояний системы представляет собой информацию, сами состояния представляют собой первичный код, или код источника. Таким образом, каждая материальная система является источником информации. Субъективную (семантическую) информацию кибернетика определяет как смысл или содержание сообщения.

2.4 Роль информации в философии

Традиционализм субъективного постоянно доминировал в ранних определениях информации, как категории, понятия, свойства материального мира. Информация существует вне нашего сознания, и может иметь отражение в нашем восприятии только как результат взаимодействия: отражения, чтения, получения в виде сигнала, стимула. Информация не материальна, как и все свойства материи. Информация стоит в ряду: материя, пространство, время, системность, функция, и др. что есть основополагающие понятия формализованного отражения объективной реальности в её распространении и изменчивости, разнообразии и проявлений. Информация - свойство материи и отражает её свойства (состояние или способность взаимодействия) и количество (мера) путём взаимодействия.

С материальной точки зрения информация - это порядок следования объектов материального мира. Например, порядок следования букв на листе бумаги по определенным правилам является письменной информацией. Порядок следования разноцветных точек на листе бумаги по определенным правилам является графической информацией. Порядок следования музыкальных нот является музыкальной информацией. Порядок следования генов в ДНК является наследственной информацией. Порядок следования битов в ЭВМ является компьютерной информацией и т.д. и т.п.

Для осуществления информационного обмена требуется наличие необходимых и достаточных условий. Достаточное условие одно: наличие субъекта, способного распознавать информацию. Это человек и человеческое общество, общества животных, роботов и т.д. Информационное сообщение строится путем выбора из базиса копий объектов и расположение этих объектов в пространстве в определенном порядке. Длина информационного сообщения определяется как количество копий объектов базиса и всегда выражается целым числом. Необходимо различать длину информационного сообщения, которое всегда измеряется целым числом, и количество знаний, содержащегося в информационном сообщении, которое измеряется в неизвестной единице измерения. С математической точки зрения информация - это последовательность целых чисел, которые записаны в вектор. Числа - это номер объекта в базисе информации. Вектор называется инвариантом информации, так как он не зависит от физической природы объектов базиса. Одно и то же информационное сообщение может быть выражено буквами, словами, предложениями, файлами, картинками, нотами, песнями, видеоклипами, любой комбинацией всех ранее названных.

2.5 Роль информации в физике

информация - это сведения об окружающем мире (объекте, процессе, явлении, событии), которые являются объектом преобразования (включая хранение, передачу и т.д.) и используются для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения. Характерными чертами информации являются следующие:

- это наиболее важный ресурс современного производства: он снижает потребность в земле, труде, капитале, уменьшает затрата сырья и энергии. Так, например, обладая умением архивировать свои файлы (т.е. имея такую информацию), можно не тратиться на покупку новых дискет;

- Информация вызывает к жизни новые производства. Например, изобретение лазерного луча явилось причиной возникновения и развития производства лазерных (оптических) дисков;

- Информация является товаром, причем продавец информации ее не теряет после продажи. Так, если студент сообщит своему товарищу сведения о расписании занятий в течение семестра, он эти данные не потеряет для себя;

- Информация придает дополнительную ценность другим ресурсам, в частности, трудовым. Действительно, работник с высшим образованием ценится больше, чем со средним.

Как следует из определения, с информацией всегда связывают три понятия:

- источник информации - тот элемент окружающего мира (объект, процесс, явление, событие), сведения о котором являются объектом преобразования. Так, источником информации, которую в данный момент получает читатель настоящего учебного пособия, является информатика как сфера человеческой деятельности;

- Приобретатель информации - тот элемент окружающего мира, который использует информацию (для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения). Приобретатель настоящей информации - сам читатель;

- сигнал - материальный носитель, который фиксирует информацию для переноса ее от источника к приобретателю. В данном случае сигнал носит электронный характер. Если же студент возьмет данное пособие в библиотеке, то та же информация будет иметь бумажный носитель. Будучи прочитанной и запомненной студентом, информация приобретет еще один носитель - биологический, когда она “записывается” в память обучаемого.

Сигнал является важнейшим элементом в данной схеме. Формы его представления, а также количественные и качественные характеристики содержащейся в нем информации, важные для приобретателя информации, рассматриваются далее в данном разделе учебника. Основные характеристики компьютера как основного инструмента, выполняющего отображение источника информации в сигнал (связь 1 на рисунке) и “доведение” сигнала до приобретателя информации (связь 2 на рисунке), приводятся в части Компьютер. Структура процедур, реализующих связи 1 и 2 и составляющих информационный процесс, является предметом рассмотрения в части Информационный процесс.

Объекты материального мира находятся в состоянии непрерывного изменения, которое характеризуется обменом энергией объекта с окружающей средой. Изменение состояния одного объекта, всегда приводит к изменению состояния, некоторого другого объекта окружающей среды. Это явление, вне зависимости от того, как, какие именно состояния и каких именно объектов изменились, может рассматриваться, как передача сигнала от одного объекта, другому. Изменение состояния объекта при передаче ему сигнала, называется регистрацией сигнала.

Сигнал или последовательность сигналов образуют сообщение, которое может быть воспринято получателем в том или ином виде, а также в том или ином объёме. Информация в физике есть термин, качественно обобщающий понятия «сигнал» и «сообщение». Если сигналы и сообщения можно исчислять количественно, то можно сказать, что сигналы и сообщения являются единицами измерения объёма информации. Сообщение (сигнал) разными системами интерпретируется по-своему. Например, последовательно длинный и два коротких звуковых сигнала в терминологии азбуки Морзе - это буква де (или D), в терминологии БИОС от компании award - неисправность видеокарты.

2.6 Информация в материальном мире

информация - одно из общих понятий, связанных с материей. Информация существует в любом материальном объекте в виде многообразия его состояний и передается от объекта к объекту в процессе их взаимодействия. Существование информации как объективного свойства материи логически вытекает из известных фундаментальных свойств материи - структурности, непрерывного изменения (движения) и взаимодействия материальных объектов.

Структурность материи проявляется как внутренняя расчленённость целостности, закономерный порядок связи элементов в составе целого. Иными словами, любой материальный объект, от субатомной частицы Мета вселенной (Большой взрыв) в целом, представляет собой систему взаимосвязанных подсистем. Вследствие непрерывного движения, понимаемого в широком смысле как перемещение в пространстве и развитие во времени, материальные объекты изменяют свои состояния. Состояния объектов изменяется и при взаимодействиях с другими объектами. Множество состояний материальной системы и всех её подсистем представляет информацию о системе.

Строго говоря, в силу неопределенности, бесконечности, свойства структурности, количество объективной информации в любом материальном объекте бесконечно. Эта информация называется полной. Однако можно выделять структурные уровни с конечными множествами состояний. Информация, существующая на структурном уровне с конечным числом состояний, называется частной. Для частной информации смысл понятие количества информации.

Из приведенного представления логично и просто вытекает выбор единицы измерения количества информации. Представим себе систему, которая может находиться всего в двух равновероятных состояниях. Присвоим одному из них код «1», а другому - «0». Это минимальное количество информации, которое может содержать система. Оно и является единицей измерения информации и называется бит. Существуют и другие, более сложно определяемые, способы и единицы измерения количества информации.