ЧТО ТАКОЕ ИНФОРМАЦИЯ (Темы и ответы на них), страница 2

Подчеркнем: информации на каждом уровне качественно отличаются. Выбор делается всегда на определенном уров­не. Это уже заложено в определении:

«информация есть выбор одного вариан­та среди нескольких возможных и равноправных». Например, предложение «Сделайте, пожалуйста, выбор, кем вы хотите стать: физиком, химиком или французом» звучит нелепо, поскольку здесь смешаны варианты различных уровней.

Мы остановились на этом вопросе, чтобы подчеркнуть важность информа­ции нижних уровней; будучи увлече­ны повседневной информацией, мы ча­сто об этом забываем.

Информация бывает условная и безусловная. Пример условной информации - код, которым пользуются, чтобы зашифровать сообщение. Кодом называется соответствие между условными символами и реальными предметами (и/или действиями). Число различных вариантов кода, т. е. наборов - сим­волов (и соответствий), очень велико. Выбор одного варианта производится случайно и запоминается как передаю­щей, так и принимающей стороной.

Ценной кодовая информация мо­жет быть, только если ею владеют несколько человек (по крайней мере два). Таким образом, условная ин­формация возникает как результат об­щественной деятельности. Условность ин­формации, возникающей при выборе ко­да, очевидна. Информация, содержа­щаяся в алфавите и словарном запасе языка, также является условной.

Безусловной является информация о реально происходящих событиях. Она не нуждается в согласовании в каком-либо обществе. В принципе она может рецептироваться в информационной си­стеме вообще без участия человека. Часто эту информацию называют смыс­ловой, чтобы отличить ее от кодовой. Безусловная информация не возникает случайно, она рецептируется из окру­жающей действительности.

Поясним это на примере. Инфор­мация «в таком-то городе случилось землетрясение» является безусловной. Само по себе событие есть результат выбора, который произошел в природе либо случайно, либо закономерно. Од­нако, коль скоро этот выбор сделан, констатация его не содержит уже элемента случайности. В этом приме­ре речь идет о явлении природы. То же можно сказать и об общественном яв­лении. Например, информация о том «как поссорились Иван Иванович с Ива­ном Никифоровичем» является безуслов­ной, поскольку речь идет об уже произо­шедших событиях. Эта информация не возникла случайно (т. е. не генериро­вана), а рецептирована из жизни. При этом сами события в какой-то мере случайны (ведь могли бы и не поссориться).

Каждое сообщение содержит как условную, так и безусловную информацию. Определить, какая информация является условной и какая безуслов­ной, не так просто, как это кажет­ся на первый взгляд. Здесь играют роль следующие обстоятельства.

Во-первых, условная информация имеет тенденцию к унификации, что естественно, поскольку ценность ее при этом возрастает. Эта тенденция более выражена на нижних уровнях, как эволюционно более древних. На верх­них уровнях, как правило, сосуществует несколько вариантов кода (или формаль­ного аппарата). Выбор кода для описа­ния того или иного круга явлений — акт генерации условной информации.

Во-вторых, унифицированная услов­ная информация часто воспринимается как безусловная. Так, люди, владеющие только одним языком, часто думают, что другого вообще быть не может и, следовательно, языковая (кодовая) ин­формация безусловна. Абсурдность тако­го мнения очевидна, поскольку язык на нашей планете не унифицирован. Более тонкий вопрос связан с математическим формализмом. На нижнем уровне, вклю­чающем хотя бы арифметику, этот фор­мализм уже унифицирован. Поэтому мне­ние о том, что «другого быть не мо­жет», распространено достаточно широ­ко. Однако унификация математиче­ского аппарата произошла в результа­те эволюции. При этом были в употре­блении варианты, отличающиеся от со­временного. Многие из них были остав­лены не потому, что они хуже, а по­тому, что большая часть общества уже приняла (выбрала) определенный ва­риант и он стал общепринятым.

На более верхних уровнях сейчас существует несколько различных ва­риантов аппарата описания: континуаль­ное описание, динамические уравнения, вероятностные модели, дискретные ав­томаты и т. д. Каждый из них может претендовать на унификацию (т. е. опи­сание всех явлений). В ряде случаев удается доказать эквивалентность како­го-либо из них другому, тогда говорят о разных вариантах одного аппарата. Од­нако во многих случаях вопрос о предпочтении того или иного варианта остается открытым. Поэтому выбор ма­тематического аппарата – акт генера­ции ценной условной информации.

В-третьих, наиболее интересным и острым остается вопрос об условности (или безусловности) информации в есте­ственных науках. Принято думать, что, изучая природу, мы получаем (рецептируем) объективную (т. е. безуслов­ную) информацию. Это действительно так, если речь идет об эксперимен­тальных качественных результатах. На­пример, информация «одноименные электрические заряды отталкиваются» является безусловной. При этом сделан выбор между двумя возможностями: «притягиваются» - «отталкиваются», и этот выбор рецептирован из природы с помощью опыта. Однако на этом наука не кончается. Возникают вопросы: каковы количественные характеристики взаимо­действия зарядов, какие выводы мож­но сделать и как предсказать свойст­ва других, связанных с наблюдаемым, явлений?

Для ответа на эти вопросы необ­ходимо выбрать аппарат (алгоритм) опи­сания, и здесь мы сталкиваемся с ге­нерацией условной информации. Ал­горитм описания круга явлений содер­жит две части: математический аппа­рат и ряд физических положений (по­стулатов или гипотез). Иными слова­ми, он представляет собой математиче­скую модель круга явлений. Эта модель должна, во-первых, описывать все имею­щиеся данные (конечно, с определен­ной точностью) и, во-вторых, обладать предсказательной силой. В случае, если предсказания модели не оправдываются, модель отвергается. Как правило, мож­но предложить несколько моделей, кото­рые удовлетворяют этим условиям от­личаются выбором математического ап­парата и (или) постулатами. Успех моде­ли существенно зависит от того, на­сколько выбранный аппарат и постула­ты являются общепринятыми в данный момент времени. Таким образом, выбор варианта модели – генерация услов­ной информации. Научное творчество в целом содержит два элемента: рецепция безусловной информации от природы и генерация условной (теоретической) информации. Успех последнего зависит от того, в какой мере выбранный алгоритм описания уже принят в обществе, т. е. от того, каков тезаурус этого общества.

Иными словами, успешность «божественного озарения» научного гения зави­сит от тезауруса общества в данный момент времени или в ближайшем бу­дущем.

До сих пор мы говорили «ценность информации», «ценная информация», полагаясь на интуицию читателя. Сейчас обсудим это более детально. Информация может быть ценной (или не ценной) в зависимости от преследуемой цели. Вопрос о том, как и кто формулирует цель или, в более широком плане, как она возникает, в современ­ной теории информации обычно не обсу­ждается. Принимается, что цель извест­на (задана), и речь идет о том, как ее достичь. Ценной информацией считается та, которая помогает достижению цели. Известны два метода определения количественной меры ценности информа­ции; они различны и принимаются в раз­ных ситуациях.

Если цель наверняка достижима и притом несколькими возможными путя­ми, то удобна мера ценности, предложенная Р. Л. Стратоновичем. Она состоит в оценке условных «штрафов» (или затрат времени, средств и т. п.) и измеряется в уменьшении затрат в результате ее получения. Так, например, если цель – поездка в другой город, то ценной будет информация о распи­сании движения автобусов, поездов и са­молетов, стоимости билета и т. д. Коли­чественной мерой ее, согласно Стратоновичу, может служить сэкономленное вре­мя (и/или деньги).

Если, напротив, достижение цели маловероятно, то удобнее пользоваться критерием, предложенным Н. М. Бонгартом и А. А. Харкевичем. Мерой ценности при этом является логарифм от­ношения вероятностей достижения цели до получения информации (Р_in) и после этого (Р_fin):

. (4)

В обоих случаях ценность может быть как положительной, так и отрицательной (в последнем случае она называет­ся дезинформацией). Примеры исполь­зования критерия (4) мы обсудим ни­же.

Здесь уместно сделать ряд замеча­ний. Во-первых, формулировка цели определяет множество вариантов, из ко­торых делается выбор. Любая инфор­мация, не имеющая отношения к дан­ной цели, обладает нулевой ценностью.

Во-вторых, целей может быть не­сколько; важно при этом, чтобы они не противоречили друг другу. Это возможно в двух случаях. В первом соответствующие целям множества ва­риантов не пересекаются. Например, некто ставит цель: купить определен­ный предмет для дома и синтезиро­вать вещество с заданными свойствами (на работе). Для достижения первой цели необходимо сделать выбор из множества магазинов; для достижения второй нужно выбрать соответствующие исходные материалы и путь синтеза. Эти множества не пересекаются и це­ли не вступают в противоречие (если, разумеется, не возникают временные накладки). Во втором случае цели об­разуют иерархическую структуру; до­стижение каждой предыдущей — необ­ходимый этап для достижения главной. Эти цели располагаются по уровням, которые соответствуют уровням в иерар­хии информаций. Например, некто ставит главную цель: создать нечто новое и полезное для человечества. Достижение ее требует формулировки промежуточ­ных целей: овладение нижним уровнем образования, выбор специальности, вы­бор направления работы и т. д., о чем уже говорилось выше.

Отметим, что в современной теории информации само понятие «цель» имеет человеческий или, по крайней мере, биологический оттенок. Действительно, сло­ва «я стремлюсь к цели» и «я хочу» почти синонимы. Однако ниже, исполь­зуя синергетический подход, мы попы­таемся расширить это понятие приме­нительно и к неживым объектам.

Слово «информация» употребляется часто с эпитетом «новая». Это поня­тие также нуждается в уточнении. Абсолютно новой может быть только безусловная информация, которая по­лучается экспериментально благодаря расширению области исследования и совершенствованию экспериментальной техники. Что касается новой информа­ции теоретического характера, нося­щей элемент условности, то здесь вопрос сложнее. Абсолютно новой ее назвать трудно, поэтому далее мы будем гово­рить о новой, но не в абсолютном смысле, информации.

Иногда новой оказывается инфор­мация, не известная данной части об­щества, но известная другим его частям. Это бывает, когда новая информация не совпадает с уже сложившейся и общепринятой в данной части общест­ва. Часто новой называют информацию, не известную в данный момент все­му обществу, но известную отдельным людям сейчас или в прошлом. Это очень распространенный случай; недаром говорят, что «новое — это хорошо за­бытое старое». Кроме того, в научных архивах хранится колоссальное количе­ство различных предложений, которые в свое время не были приняты общест­вом по тем или иным причинам. Поэтому велика вероятность того, что возник­шая независимо новая информация ока­жется сходной с уже лежащей в ар­хиве. Опыт показывает, однако, что легче генерировать новую информацию, нежели «рецептировать» ее из архива. Можно привести множество примеров та­кого типа.

Далее нас будет интересовать воп­рос о генерации новой ценной информации. Ясно, что речь пойдет об условной информации; слово «новая» мы будем употреблять без кавычек и, тем не менее, не будем упускать из внимания сказанное выше.

Вопрос о рецепции информации об­суждался достаточно детально. Из из­ложенного ясно, что для рецепции ин­формации на определенном уровне не­обходимо, чтобы система уже обладала условной информацией на нижних уров­нях. Кроме того, необходимо, чтобы в рецептирующей системе существовало все множество вариантов данного уров­ня, выбор из которых предлагается в рецептируемом сообщении. Как упоми­налось, эти условия обозначаются одним словом – тезаурус. Например, для рецепции информации из математической статьи нужно уже знать язык, на ко­тором она написана, математический формализм и иметь профессиональную подготовку в данном направлении. По­следнее необходимо для того, чтобы пред­лагаемый в статье вариант решения проблемы был бы воспринят как один из возможных и не показался бы абсурд­ным или непонятным.

Для генерации информации на дан­ном уровне необходимы те же ус­ловия. Разница лишь в том, что выбор варианта делается случайно (по наитию) и, во всяком случае, независимо от сто­роннего источника.

Подведем итог этой главы. Мы обсудили смысл основных понятий теории информации. При этом мы не касались многих технических задач, которые возникают и решаются в теории инфор­мации. Круг этих задач достаточно широк, но здесь мы их можем лишь перечислить.

Во-первых, это экономная и помехо­устойчивая передача информации: речь идет об оптимальной конструкции пере­дающего устройства (включая и «ка­бель» связи).