В. Корогодин - Информация как основа жизни

По фиксируемости или, точнее, в соответствии с природой носителей мы различали уже три вида информации – генетическую, "записанную" в молекулах нуклеиновых кислот; поведенческую, фиксируемую генетическими компонентами нервных клеток, и логическую, проявляющую себя в форме человеческого знания или в форме идей, носителем которых помимо нервных клеток служит язык, т. е. устная или письменная речь. Количественно каждая из этих информации может быть ограничена только сверху: никакой носитель не может содержать больше информации, нежели позволяет его емкость. Поэтому верхней границей генетической информации служит максимально-возможное содержание в клетках ДНК, поведенческой – максимальное содержание в одном организме нервных клеток, а логической – максимально возможная суммарная емкость носителей информации тех технических систем, которые используются человеком для ее записи и хранения. Каждый из этих трех видов информации может существовать в форме независимых дискретных субъединиц: хромосомы в живой клетке, нервная система того или иного животного, отдельные экземпляры книг в библиотеке. Все это свидетельствует о возможности разделить тот или иной вид информации на отдельные фрагменты, что, однако, отнюдь не отражает дискретность самой информации.

По своей действенности информация, относящаяся к каждому из этих трех видов, может быть как завершенной, так и незавершенной. Это, конечно, также не свидетельствует ни о ее дискретности, ни о ее континуальности. Завершенной будем называть такую информацию, которой достаточно для построения какого-либо оператора. Незавершенная – это информация, на основе которой построить целостный оператор невозможно; незавершенная информация, следовательно, может кодировать лишь какой-либо фрагмент оператора или какой-либо этап его построения. Условность такой классификации, однако, связана с тем, что никакая информация не может сама построить кодируемый ею оператор, – для этого она должна быть включена в соответствующую информационную систему. Поэтому в одной информационной системе какая-либо информация может проявлять себя как завершенная, а в другой – как незавершенная, и далеко не всегда просто решить, является ли это отражением особенностей самой информации или воспринявшей ее информационной системы.

Необходимость для использования информации адекватных ей информационных систем предполагает возможность классификации и по этому признаку, т. е. по особенностям таких информационных систем. Однако этот подход к классификации информации предполагает достаточные знания о самих информационных системах, о чем речь пойдет только в следующей главе.

Наконец, остается еще одна возможность классификации информации через специфику кодируемых ею операторов. Это, пожалуй, будет наиболее объективный подход к классификации информации, так как он включает в себя и все другие выше-рассмотренные подходы. Реализован этот подход будет ниже, при рассмотрении проблем, связанных с возникновением и эволюцией информации. Забегая вперед, можно лишь сказать, что результатом такой классификации будут все те же три вида информации, которые мы выделили в самом начале этой работы.

Теперь, когда мы достаточно знаем о свойствах и особенностях информации, рассмотрим взаимоотношения между информацией и теми объектами окружающего нас мира, которые мы называем "материальными" или "физическими", т. е. телами и потоками энергии. Напомним, что между этими объектами и информацией существует та принципиальная разница, что все материальные объекты могут восприниматься нашими органами чувств (либо непосредственно, либо с помощью специальных приборов), информация же сама по себе органами чувств не воспринимается, а "считывается" лишь соответствующим блоком ее собственной информационной системы.

Нетрудно видеть, что между материальными объектами нашего мира и информацией могут быть три вида отношений, благодаря чему эти объекты можно подразделить на три класса. Класс А – это объекты, являющиеся носителями информации. Класс Б – объекты, о которых имеется или может быть создана информация. Класс В – объекты, для создания которых требовалась или требуется информация. Такая классификация условна в том смысле, что объекты из каждого класса могут, вообще говоря, относиться (и, как правило, относятся) еще к одному или двум другим классам. В то же время эта классификация в каждом данном отношении совершенно определенна. Действительно, никакая информация не может существовать, не будучи зафиксирована в каком-либо из объектов класса А. Объекты класса Б являются первичными по отношению к той информации, которая может быть о них создана, но существуют независимо от какой бы то ни было информации. Объекты класса В являются вторичными по отношению к описывающей их информации и не могут возникать без ее участия, – соответствующая же информация в своем существовании от них не зависит.

Связь объектов всех трех классов с информацией можно рассматривать в трех аспектах: в аспекте первичности (о чем уже шла речь), в аспекте количества и в аспекте качества или семантики.

Действительно, вполне правомочно поставить вопрос, как связана степень упорядоченности или сложности физических объектов с той информацией, которая может быть в них зафиксирована; может быть о них создана; требуется для создания таких объектов. Особый интерес при этом приобретает ситуация, когда к классу Б относятся объекты, принадлежащие к классу В, т. е. когда искусственно созданные объекты служат для того, чтобы воссоздать информацию, которая была использована при их построении.

Прежде всего посмотрим, как связаны с информацией объекты класса А – ее носители. Первое утверждение относительно объектов класса А можно сформулировать так: физические свойства носителя непосредственно определяют его информационную емкость (или верхнюю границу количества той информации, которую он может содержать).

Второе утверждение непосредственно следует из способа фиксации информации на носителях и состоит в том, что каждый данный носитель в пределах данного количества может содержать информацию любой семантики. Это – другая сторона свойства инвариантности информации по отношению к физическим носителям (см. глава 2. "Инвариантность информации по отношению к носителям").

Третье утверждение непосредственно относится к продолжительности жизни информации, зафиксированной на данном носителе, и рассматривалось в разделе о бренности информации (глава 2. "Бренность информации"). Смысл его состоит в том, что продолжительность жизни каждой данной информации (точнее, данного ее экземпляра) определяется только физическими особенностями носителя и внешними по отношению к нему условиями. Здесь, однако, есть один аспект, заслуживающий особого внимания: чем больше количество данной информации, тем большим по размерам (или протяженности) должен быть ее носитель. Это, по крайней мере, в некоторых случаях может влечь за собой большую уязвимость (или хрупкость) носителя и тем самым влиять на степень бренности содержащейся в нем информации. Но и в этом случае увеличение бренности информации с ростом ее количества будет определяться свойствами носителя, требующегося для ее записи, а не самой информацией как таковой.

Таким образом, физические особенности объектов класса А -носителей информации – определяют то количество информации, которое может в них содержаться, и ее бренность. Первое обстоятельство объясняет, почему для измерения количества информации можно использовать величины, характеризующие именно те свойства таких объектов, которые допускают их использование в качестве носителей информации. Мы уже видели (см. глава 2. "Фиксируемость информации. Ее носители"), что в качестве таковых могут выступать любые физические объекты –формальных ограничений здесь нет.

Связь с информацией объектов класса Б издавна анализируется той областью философии, которую называют "теорией познания". В самом общем виде эту связь можно выразить так: объекты класса Б полностью и однозначно определяют количество и семантику той информации, которая может быть о них создана. Это утверждение, однако, внутренне порочно: ведь мы знаем о разных объектах лишь то, что мы о них знаем, а это и есть созданная о них информация. Мы должны, следовательно, допустить существование некоторого множества свойств, присущих какому-либо объекту, которые нам еще не известны. В этом случае можно утверждать, что создаваемая о подобных объектах информация асимптотически стремится к этому множеству. Но мы никогда не сможем узнать, насколько она к нему приблизилась! Решение этого вопроса тесно связано с принятием посылки либо о неисчерпаемости, либо об исчерпаемости познания, т. е. посылки о существовании или несуществовании абсолютной истины. Приняв посылку о неисчерпаемости познания и, что равносильно этому, об относительности всех истин, мы придем к выводу, что о любом объекте может быть создано бесконечное количество семантически определенной информации, что бессмысленно. Более эвристичной выглядит посылка об исчерпаемости познания любого объекта и, следовательно, о существовании абсолютных истин, – посылка, хорошо отражающая системный подход к анализу объектов материального мира. Полной информацией о том или ином объекте можно называть такую информацию, располагая которой можно этот объект воссоздать в принципе неограниченное число раз. Следовательно, полная информация и есть тот предел, к которому стремится как количественно, так и семантически информация, создаваемая об объектах класса Б. Алгоритмическое представление об информации [15], следовательно, предполагает исчерпаемость познания любого конкретного физического (или материального) объекта.