Что такое "информация"?

Кибернетические системы действуют на базе сбора, переработки и передачи информации. Развитие все более совершенных средств оценки измерения информации было одним из важных факторов, определяющих прогресс кибернетики. Однако, что интересно, никто не выдвинул достаточно удовлетворительного определения информации. Норберт Винер однажды заметил, возможно без особого намерения, что "информация - это не материя или энергия", это просто "информация"¹. У. Р. Эшби также предостерегал против попыток рассматривать информацию как материальную или индивидуальную "вещь": "Всякая попытка трактовать информацию как вещь, которая может содержаться в другой вещи, обычно ведет к трудным "проблемам", которые никогда не должны были бы возникать"².

¹ (Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в живом и машине. М., 1968.)

² (Эшби У. Р. Введение в кибернетику. М., 1959. С. 216.)

Диалектический материализм утверждает, что объективная реальность состоит из материи и энергии в различных формах. Если информация не есть материя или энергия, тогда что же это? В начале 60-х годов внимание советских философов переместилось, пусть относительно, с более широких вопросов природы кибернетики и жизни к более узким проблемам природы информации. Они выдвигали несколько причин этого переноса внимания. Во-первых, более ограниченный вопрос о природе информации можно рассматривать более строго, чем вопрос "Могут ли машины мыслить?". Во-вторых, исследования проблемы информации есть ключ ко многим более общим вопросам, поставленным ранее.

Проблема философской интерпретации понятия информации была подлинной и трудной. Если информацию можно измерять, считали некоторые советские ученые, тогда она должна обладать объективной реальностью. Еще в 1927 г. Р. В. Л. Хартли отмечал, что количество информации, заключенной в любом сообщении, тесно связано с количеством возможностей, сообщением исключающихся. Таким образом, фраза "яблоки красные" несет намного больше информации, чем фразы "фрукты красные" или "яблоки цветные", так как первая фраза исключает все фрукты, кроме яблок, и все цвета, кроме красного. Это исключение других возможностей повышает информационное содержание¹. Позднее основной принцип, предложенный Хартли, был улучшен и разработан на математической основе. В 1949 г. в фундаментально важном труде "Математическая теория связи" Клод Шеннон и Уоррен Уивер представили формулу вычисления количества информации, в которой информация возрастала с уменьшением вероятности отдельного сообщения. В этом методе информация определяется как мера свободы чьего-либо (или какой-либо системы) выбора в выделении сообщения. Таким образом, в ситуации, когда количество возможных сообщений, из которых можно выбирать, большое, количество информации, производимое этой системой, тоже большое. Если быть более точными, количество информации определяется (в простых ситуациях) как логарифм доступных выборов. Формула Шеннона и Уивера 1949 г. имела следующий вид:

где Н - количество информации в системе с выбором сообщений, с вероятностями (Р₁, Р₂, Р_n), К - константа, зависимая от единицы измерения². Эта формула функционально эквивалентна формуле, разработанной М. Планком для термодинамической энтропии в начале века: S=k log W, где S равно энтропии системы, W - термодинамической вероятности состояния системы, k - константа Больцмана³.

¹ (Идеи Хартли были представлены на Международном конгрессе по телеграф ной и телефонной связи в Лейк Комо в сентябре 1927 г. См.: Hartley R. V. L. Transmissions of Information // The Bell System Technical Journal. 1928. № 2. P. 535-563.)

² (Shannon C., Weaver W. The Mathematical Theory of Communication. Urbana, 1949. P. 19, 105.)

³ ( Планк дал свою формулировку этой связи в работе: Plank M. Scientific Autobiography and Other Papers. N. Y., 1949. P. 40-42.)

Некоторые ученые считали возможные применения этого совпадения огромными. Возможность какой-либо аналогии или даже структурного совпадения энтропии и информации вызвало оживленные обсуждения среди физиков, философов и инженеров многих стран. Уивер комментировал: "Встречая понятие энтропии в теории связи, человек имеет право волноваться, подозревая, что он обладает чем-то основополагающим и важным". Луи де Бройль считал вывод о глубокой аналогии между энтропией и информацией "самой важной и привлекательной из идей, выдвинутых кибернетикой"¹.

¹ (Broglie L. de. La Cybernetique // La Nouvelle Revue Francaise. 1953. July. P. 85.)

Если будет доказано, что связь между негоэнтропией и информацией - это больше, чем функциональное сходство или, более того, идентичность, то конструкция общей теории материи, согласно которой все сложные системы - неорганические и органические, включая человека,- могут быть математически описаны, становится, по меньшей мерс, возможной. Диалектические материалисты начали более смело приветствовать такую возможность, так как она казалась им оправданием материалистического монизма. Попытка четко изложить три основных закона диалектики в терминах кибернетики была предпринята автором неопубликованной докторской диссертации в Московском университете¹. Более ортодоксальное большинство, однако, было обеспокоено трудностями подгонки такой честолюбивой теории к принципам диалектического материализма.

¹ (См.: Новинский И. И. Понятие связи в диалектическом материализме и вопросы биологии. Диссертация. МГУ, 1963. С. 324-326. Новик, Бирюков и Тюхтин также пытались применить кибернетическую терминологию к законам Диалектики. Новик И. Б. Кибернетика и развитие современного научного познания // Природа. 1963. № 10. С. 3-11; Бирюков Б. В., Тюхтин В. С. О философской проблематике кибернетики // Кибернетика, мышление, жизнь. М., 1964. С. 76-108.)

Дополнительная проблема интерпретации теории информации в терминах диалектического материализма была связана с предполагаемой "субъективной" природой количества информации. Сторонники субъективного подхода (Эшби и Л. Бриллюэн в том числе) указывали на то, что едва ли можно твердо говорить в абсолютных терминах о количестве информации в любом сообщении, так как отдельное сообщение будет нести намного больше информации для одного наблюдателя, чем для другого, в зависимости от исходного знания наблюдателя. Следуя этому подходу, некоторые западные авторы призывали присоединять качественные коэффициенты к вычислениям количества информации, основываясь на ценности информации, степени достоверности и значимости. Но если информация (разнообразие) должна количественно измеряться, настаивали советские философы, то она должна быть частью объективной реальности и не должна обусловливаться субъективными соображениями. Соответствующим было замечание А. Д. Урсула по этому поводу: "Прежде всего отметим, что для конечного объекта (системы) количество разнообразия, внутренне ему присущее, не зависит от наблюдателя и всегда ограничено..."¹

¹ (Урсул А. Д. О природе информации // Вопросы философии. 1965. № 3. С. 134.)

Не только в Советском Союзе ученые были осторожными в отношении теории информации: любому энтузиасту, который пытался бы отождествить информацию и негоэнтропию, другой трезвомыслящий коллега адресовал бы предостерегающее замечание. Эшби, например, заметил: "Движение в этих областях напоминает движение в джунглях, полных ловушек. Наиболее знакомые с этим предметом обычно наиболее осторожны в разговорах о нем"¹. И однако, несмотря на предупреждения, основным движением среди кибернетиков начала 60-х годов было более широкое признание концепции о наличии некоторой существенной связи между энтропией и информацией.

¹ (Эшби У. Р. Введение в кибернетику. М., 1959. С. 254.)

И. Б. Новик был одним из самых активных советских философов, пытавшихся определить информацию в терминах диалектического материализма. В своей книге "Кибернетика: философские и социологические проблемы" Новик попытался представить систематическое рассмотрение кибернетики с точки зрения просвещенного марксизма¹. С самого начала он поставил себя в один ряд с самыми яростными приверженцами кибернетики, он настаивал, что не существует противоречия между новой дисциплиной и диалектическим материализмом. Винер был для него стихийным диалектиком. Новик объяснял, что кибернетическая информация есть свойство материи, свойство, прямо связанное с ленинской версией теории познания. В работе "Материализм и эмпириокритицизм" Ленин писал, что материализм основан на признании "объектов в себе" и что объекты существуют "независимо от сознания". Согласно Ленину, понятия и ощущения есть отражения этих объектов; вся материя обладает этим свойством "отражения". Далее Новик утверждал, что "количество информации" есть мера порядка отражения материи. Новик призывал к созданию науки "физики отражения" и для ускорения развития этой новой дисциплины предложил закон сохранения информации, основываясь на законе сохранения энергии, так как информация "неотделимо связана" с материей².

¹ (См.: Новик И. Б. Кибернетика: философские и социологические проблемы. М., 1963.)

² (См.: Новик И. Б. Кибернетика: философские и социологические проблемы. М., 1963, С. 58.)

Другие авторы, следуя примеру философов, которые в 1961 и 1962 гг. попытались разделить область применения кибернетики и область диалектического материализма, отрицали, что понятие информации может быть связано с энтропией или с состояниями материи вне узко определенных систем управления. Так, Н. И. Жуков замечал: "Некоторые авторы считают, что информационные явления присущи всем процессам неорганической природы... Такая неоднозначность понимания этой категории создает известные трудности в развитии теории информации, кибернетики... Информация, на наш взгляд, может быть более точно определена как упорядоченное изменение, используемое в целях управления"¹.

¹ (Жуков Н. И. Информация в свете ленинской теории отражения // Вопросы философии. 1963. № 11. С. 156-157.)

Тем не менее воодушевленные сторонники кибернетики продолжали утверждать, что информация является всеобщим свойством материи и что эволюция материи от простейшего атома к наиболее сложной материальной форме - человеку может рассматриваться как процесс накопления информации. Таким образом, эти авторы связали воедино космогоническую, геологическую и органическую эволюцию в один процесс устремления материи, хотя бы в определенных положениях, к увеличению своего информационного содержания. Результатом было что-то вроде великой цепи бытия, лестницы в природе возрастающей сложности, хотя эволюционной вместо статической¹.

¹ (См.: Седов Е. А. К вопросу о соотношении энтропии информационных процессов и физической энтропии // Вопросы философии. 1965. № 1. С. 135-145; также: Урсул А. Д. Природа информации: философский очерк. М., 1968; Грязнов Б. С. Кибернетика в свете философии // Вопросы философии. 1965. № 3. С. 161 -165; Мусабаева Н. Кибернетика и категория причинности. Алма-Ата, 1965.)

В 1968 г. советский математик А. Д. Урсул опубликовал интересную книгу под названием "Природа информации", в которой он очень настойчиво проводил мысль о том, что информация является всеобшим свойством материи, от простейших неорганических форм до человеческого общества¹. Урсул тесно связал эту концепцию единства природы с диалектическим материализмом, доказывая, что диалектические законы помогают понять информационные процессы². Но он также полагал, что теория информации добавила новое содержание диалектическому материализму; он допускал возможность некоторых изменений марксистской философии в результате вклада, сделанного теорией информации в человеческое познание. В частности, он полагал, что существовали достаточные основания для перевода понятия информации из научно-технической области в область общих философских категорий, добавив его к существующему списку категорий марксистской диалектики (с. 285). Но он также понимал, что философия еще недостаточно времени изучает понятие информации и могло быть преждевременным призывать к общему признанию этого понятия в качестве категории марксизма.

¹ (Урсул А. Д. Природа информации: философский очерк. Последующие указания на определенные страницы в тексте относятся к этой работе.)

² (Он в свою очередь применил законы единства и борьбы противоположностей, перехода количества в качество и отрицания отрицания к понятиям теории информации. См. там же. С. 147-156.)

Урсул верил, что те авторы, которые отказываются признать применение теории информации к неорганическим системам, исходя из того, что эти неорганические системы не "используют" информацию, игнорируют необычайно плодотворный подход к природе. Информация может быть "использованной" или "неиспользованной" в функциональном смысле, но, согласно Урсулу, она все равно существует. Более того, информационный подход к молекулам даже может помочь нам понять разницу между неорганическим и органическим мирами: если информационное содержание объекта составляет несколько десятков битов на молекулярном уровне, тогда это, возможно, объект неорганической природы. Если объект содержит 10'5 битов на этом уровне, тогда мы имеем дело с живым объектом (с. 153).

Урсул понимал, однако, что такой анализ несет с собой опасность редукционизма - устранения качественных характеристик на разных уровнях материи. Тем не менее он верил, что информация не может быть исчерпывающе объяснена одним методом, таким, как математическая вероятность, но, вместо того, должна рассматриваться с позиций, включающих качественные характеристики, таких, как топология (с. 35)¹. Он также убеждал в необходимости дополнения теории информации пониманием диалектических уровней природы. Информация не одинакова, она обладает качественными характеристиками, и два разных типа информации не могут сравниваться. Согласно Урсулу, каждый уровень природы обладает "собственной" информацией (с. 150). Пренебрежение этой спецификой вылилось в неосторожные расширения учеными и философами смысла физических понятий, таких, как энтропия, на другие области. Вместо этого Урсул высказывался в пользу "классификации" информации (негоэнтропии) по различным типам, каждый со своей областью применения. Советский автор В. А. Полушкин уже делал такую попытку, дифференцируя информацию на "элементарный", "биологический" и "логический" типы. В этой схеме элементарная информация понималась как информация в неживой природе. Урсул считал попытку Подушкина правильной по направлению, но полагал, что еще много необходимо доделать; для него "человеческая" или "социальная" информация была еще одним типом, и в рамках человеческой информации он выделял еще, по крайней мере, два аспекта: семантический (содержание) и прагматический (ценность) (с. 47-48).

¹ (Урсул отдавал должное работам американских ученых, таких, как Н. Раневский и Г. Кэрриман, находя в них топологические подходы к информации.)

Урсул полагал, что переход из одной области информации в другую есть, в эволюционных терминах, качественный скачок. Он указывал на возможность комбинации этого подхода с элементами биологической философии канадского ученого Людвига фон Берталанфи.