Файл: Информация в материальном мире.pdf

В Федеральном законе «Об информации, информатизации и защите информации» определяет информацию как «сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления» (ст. 2). Учитывая социальный аспект рассматриваемого предмета, добавим: в виде, понятном для восприятия человеком. Такое определение дает возможность «вывести» из понятия «информация» программы для электронных вычислительных машин (ЭВМ), отнесенные названным Законом к средствам обеспечения ЭВМ.

Информация это сведения об окружающем мире (объектах, явлениях, событиях, процессах и так далее), которые увеличивают степень осведомленности и уменьшают имеющуюся неопределенность, неполноту знаний, отчужденные от их создателя и ставшие сообщениями (выраженными на определенном языке в виде знаков, в том числе и записанными на материальном носителе), которые можно воспроизводить путем передачи людьми устным, письменным или другим способом (с помощью условных сигналов, технических средств, вычислительных средств и так далее).

В работе Норберта Винера "Кибернетика" приведен пример определения информации, основанное на далее продемонстрированном факте взаимодействия данных и методов в момент ее образования.

Информация — это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

Поскольку в такой форме определение информации дается впервые, читатель приглашается для его всесторонней проверки в рамках других известных ему научных дисциплин, а мы рассмотрим пример, использованный Норбертом Винером для того, чтобы показать на практике, как информация отдельных членов популяции становится информацией всего общества.

Допустим, я нахожусь в лесах вдвоем со смышленым дикарем, который не может говорить на моем языке и на языке которого я тоже не могу говорить. Даже без какого-либо условного языка знаков, известного нам обоим, я могу многое узнать от него. Мне нужно лишь быть особо внимательным в те моменты, когда он обнаруживает признаки волнения или интереса. Тогда я должен посмотреть вокруг, особенно в направлении его взгляда, и запомнить все, что я увижу и услышу. Не пройдет много времени, как я открою, какие предметы, представляются важными для него, — не потому, что он сообщил мне о них словами, но потому, что я сам их заметил. Иначе говоря, сигнал, лишенный внутреннего содержания, может приобрести для моего спутника смысл по тому, что наблюдает он в данный момент, и может приобрести для меня смысл по тому, что наблюдаю я в данный момент. Способность дикаря замечать моменты моего особенно активного внимания сама по себе образует язык, возможности которого столь же разнообразны, как и диапазон впечатлений, доступных нам обоим.

Н. Винер. Кибернетика

Проводя анализ этого примера, мы наблюдаем, что здесь речь идет о данных и методах. Автор прямо указывает на целую группу методов, связанных с наблюдением и анализом, а также приводит вариант конкретного алгоритма, подходящего под рамки его возможного эксперимента (посмотреть, запомнить, открыть...). Норберт Винер неоднократно подчеркивает требование адекватности метода (дикарь должен быть смышленым, а наблюдатель должен быть особо внимательным), при отсутствии которого информация может не образоваться.

1.1.3. Диалектическое единство данных и методов

в информационном процессе

Рассмотрим данное выше определение информации и обратим внимание на следующие обстоятельства.

1. Динамический характер информации. Информация не является статичным объектом — она динамически меняется и существует только в момент взаимодействия данных и методов. Все прочее время она пребывает в состоянии данных. Таким образом, информация существует только в момент протекания информационного процесса. Все остальное время она содержится в виде данных.

2. Требование адекватности методов. Одни и те же данные могут в момент потребления поставлять разную информацию в зависимости от степени адекватности взаимодействующих с ними методов. Например, для человека, не владеющего китайским языком, письмо, полученное из Пекина, дает только ту информацию, которую можно получить методом наблюдения (количество страниц, цвет и сорт бумаги, наличие незнакомых символов и т. п.). Все это информация, но это не вся информация, заключенная в письме. Использование более адекватных методов даст иную информацию.

3. Диалектический характер взаимодействия данных и методов. Обратим внимание на то, что данные являются объективными, поскольку это результат регистрации объективно существовавших сигналов, вызванных изменениями в материальных телах или полях. В то же время, методы являются субъективными. В основе искусственных методов лежат алгоритмы (упорядоченные последовательности команд), составленные и подготовленные людьми (субъектами). В основе естественных методов лежат биологические свойства субъектов информационного процесса. Таким образом, информация возникает и существует в момент диалектического взаимодействия объективных данных и субъективных методов.

Такой дуализм известен своими проявлениями во многих науках. Так, например, в основе важнейшего вопроса философии о первичности материалистического и идеалистического подходов к теории познания лежит не что иное, как двойственный характер информационного процесса. В обоснованиях обоих подходов нетрудно обнаружить упор либо на объективность данных, либо на субъективность методов. Подход к информации как к объекту особой природы, возникающему в результате диалектического взаимодействия объективных данных с субъективными методами, позволяет во многих случаях снять противоречия, возникающие в философских обоснованиях ряда научных теорий и гипотез.

1.1.4. Свойства информации

Основные свойства (показатель качества) информации :

1. Ценность определяется важностью задач, которые может решить информационный субъект (человек) с её помощью. Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения каких-либо задач, а также от того, насколько она найдёт применение в дальнейшем.

2. Объективность и субъективность информации. Понятие объективности информации является относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. Так, например, принято считать, что в результате наблюдения фотоснимка природного объекта или явления образуется более объективная информация, чем в результате наблюдения рисунка того же объекта, выполненного человеком. Степень объективности в информационном процессе всегда понижается, согласно утверждению Норберта Винера из-за внимательности наблюдающего за ситуацией . Это свойство учитывают, например, в правоохранительных органах, обрабатываются показания лиц при опросе свидетелей по-разному, непосредственно наблюдавших события или получивших информацию косвенным путем (посредством выводов сделанных на основании догадок или со слов третьих лиц). В не меньшей степени объективность информации учитывают в исторических фактах. Одни и те же события, зафиксированные в исторических документах разных стран и народов, совершенно по-разному трактуются. У историков имеются свои методы для тестирования объективности исторических данных и создания новых, более достоверных данных путем сравнения, выявления совпадений в исходных данных. Здесь речь идет не о повышении объективности данных, а о повышении их достоверности (это совсем другое свойство).

3. Полезность информации определяется степенью необходимости её использования для решения задач, стоящих перед данным информационным субъектом. Полезность информации зависит от таких её свойств, как полнота, актуальность и достоверность.

4. Достоверность информации определяется степенью отражения в информации свойств информационного объекта. Информация достоверна, если она показывает истинное положение дел, в данный момент времени. Недостоверная информация может привести к неверному пониманию и принятию ошибочных решений. Достоверная информация имеет свойство, быть истинной в определенный временной отрезок, со временем может стать неточной, так как она обладает свойством устаревать, то есть через некоторое время перестаёт отражать истинное положение дел.

5. Полнота информации определяется тем, насколько развернуто отражены в информации свойства информационного объекта которые нужны для решения поставленной перед субъектом задачи.

Информация полна, если её хватает для понимания ситуации и принятия решений. Как неполная, так и информация большого объема сдерживает принятие решений, повышает время на обработку данных, и может повлечь ошибки или неточности.

6. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления.

7. Адекватность информации — это степень соответствия реальному, объективному состоянию дела. Неадекватная информация за частую может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Хотя и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае использования неадекватных методов.

8. Актуальность информации определяется её способностью отвечать требованиям, выполняемым в текущий момент времени. Только своевременно полученная информация может принести ожидаемый эффект. Актуальность искажается от преждевременно полученной информации (скорее всего она будет не усвоена), так и от её задержки.

9. Понятность информации определяется возможностью воспринимать содержание полученных данных и составить правильное представление об информационном объекте. Это семантический аспект информации (характеристика информации с точки зрения ее смысла, содержания). Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорит данный информационный субъект , кому предназначена эта информация. Если ценная и своевременная информация выражена недоступным для понимания образом, она становится бесполезной для информационного субъекта.

10. Возможность получения информации субъектом определяет её доступностью.

11. Доступность информации характеризуется возможностью получения доступа к источнику информации. Информация должна предоставляться в доступной форме (в зависимости от уровня её восприятия информационным объектом). Поэтому одни и те же вопросы по разному излагаются для изучения школьной программы в учебной литературе, а в научных изданиях для подробного изучения информации при более высоком уровне понимания. Информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или обширно (подробно, многословно).

1.2. Данные в материальном мире

1.2.1. Сигналы и данные

Мы живем в материальном мире. Все, что нас окружает и с чем мы сталкиваемся ежедневно, относится либо к физическим телам, либо к физическим полям. Из курса физики мы помним, что состояния абсолютного покоя не существует и физические объекты находятся в состоянии постоянного, непрерывного движении и изменения, которое сопровождается обменом энергией и ее переходом из одной формы в другую.

Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов, то есть, все сигналы имеют в своей основе материальную энергетическую природу. При взаимодействии сигналов с физическими телами в последних возникают определенные изменения свойств — это явление называется регистрацией сигналов. Присущие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать иными способами — при этом возникают и регистрируются новые сигналы, то есть, образуются данные. Данные — это зарегистрированные сигналы.

Любые изменения, происходящие во внутренней структуре вещества или в энергетических полях, сопровождаются образованием сигналов. Сигналы обладают свойствами распространяться во времени и пространстве, также они затухают в результате взаимодействия с каким-либо веществом.

Сигналы окружают нас повсюду. Солнечный свет — это сигнал, который образовался при течении термоядерных реакций в веществе Солнца. Радиосигналы — это результат электромагнитных процессов, происходящих в материале излучающей антенны передатчика. Сигналы, регистрируемые сейсмографом, — это результаты геофизических процессов, происходящих в веществе земной коры и в более глубоких слоях нашей планеты.

Как и все объекты материальной природы, сигналы не возникают из ничего и не исчезают бесследно, их распространение в пространстве всегда завершается взаимодействием с веществом физических тел. В информатике такое взаимодействие называют регистрацией сигналов.

Сигналы разной физической природы взаимодействуют с веществом по-разному. Например, свет оказывает давление на вещество, а также может выбивать электроны из вещества. Световые сигналы могут вызывать химические изменения в составе вещества — у растений на этом явление основан фотосинтез, а в технике — фотографические процессы. Изменения магнитного поля регистрируют на ферромагнитном покрытии, что использовано для магнитофонной звукозаписи и видеозаписи на магнитной пленке. При механическом взаимодействии двух тел, также регистрируются сигналы, такая регистрация может происходить как деформация тел, как длительные упругие колебания и даже в виде образования поверхностного электрического заряда.