Самоорганизация: синергетический подход

5.2. Управление и информация

С развитием кибернетики появились новые представления о процессах, происходящих в живой (самоорганизующейся) и неживой природе, в технических системах, созданных человеком, а также в таких системах, частью которых является сам человек (например, в производственных системах). Среди этих процессов наибольший интерес представляют процессы управления. Вместе с тем они порождают серьезные проблемы, многие из которых носят одновременно технический, социальный и философский характер. Необходимость решения проблем управления, имеющих универсальный характер, обусловила формирование системного, кибернетического, а затем и синергетического подхода.

Состояние системы любой природы определяется проявляющимися в ней закономерностями. Например, состояние физической системы обусловлено действием физических законов. Переход из одного состояния в другое в определенной, заранее составленной последовательности представляется как результат управления, как результат информационных процессов. Информация составляет основу понятийного аппарата и процессов самоорганизации. Какой смысл заключает в себе понятие "информационный процесс", как он соотносится, скажем, с физическим процессом?

Физический процесс предполагает, что достижение определенного состояния физической системой происходит по законам физической причинности. Физический процесс проявляется во взаимодействии материальных объектов, которые являются материальными носителями информации. Информация - это сведения о состоянии системы и процессах, происходящих в системе и с системой. Понятие "информационный процесс" основано на представлении об идеальной сущности информации.

Где проходит граница между понятиями "информация" и ее материальным носителем? Происходят ли в неживой природе информационные процессы, процессы управления? Что дает основание логически корректно вводить понятие информации, информационных процессов в неживой природе, содержательные характеристики в процессы физических (или других) взаимодействий? Или "введение" информационных процессов в неживую природу - всего лишь "гносеологический прием", интерпретация междисциплинарного взгляда на проблему описания систем произвольной природы с целью создания концептуальной основы общего математического аппарата для научных исследований? Присутствуют ли объективно в неживой природе информационные, отражательные процессы или они только выражаются в терминах кибернетики?

Отвечать на эти вопросы можно по-разному, например, сославшись на авторитет классиков. Можно даже допустить материальность информации (информационно-энергетическое поле), но это приведет к еще более сложным вопросам.

Самым распространенным аргументом в дискуссиях на эту тему является вычислительная машина. Субстанционально в любой вычислительной машине происходят только физические процессы: взаимодействие электромагнитного поля с веществом, перенос заряженных частиц и т. д. Но ведь вычислительная техника предназначена для обработки информации - значит, необходимо допустить, что в ЭВМ наряду с физическими присутствуют также информационные процессы на самостоятельной основе или что в ЭВМ физические процессы дополняются информационным участием человека.

Последовательность, продолжительность и количество физических взаимодействий в ЭВМ определяет (задает) человек. В результате целенаправленного вмешательства человека (при создании и эксплуатации ЭВМ) в вычислительной машине образуются функциональные специфические свойства, которые отличаются от субстанциональных и обеспечивают протекание информационных процессов, т. е. передачу сигналов управления.

Под сигналом управления понимается изменение во времени физической величины материального носителя информации. Момент начала изменения физической величины определяется стратегией управления, т. е. заранее подготовленной последовательностью управляющих воздействий. В этой последовательности не обязательно должны быть обозначены все моменты времени появления сигналов управления, однако она несет в себе все необходимые исходные данные для их проявления с учетом объективных физических процессов, протекающих в системе и обеспечивающих ее определенное состояние.

Примером такого сигнала может быть электрический сигнал. В этом случае материальными носителями информации являются заряженные частицы (например, электроны). Физической величиной, которая описывает состояние материальных носителей информации, может быть величина силы тока или напряжения.

Физическую величину можно зафиксировать, измерить приборами. Поэтому электрическим сигналом считается, например, изменение во времени напряжения как физической величины, описывающей состояние ансамбля материальных носителей информации (электронов).

Рассмотрим еще два примера: акустический и оптический сигналы. Акустический (звуковой) сигнал представляется как изменение во времени давления (физическая величина) совокупности частиц воздуха (материальный носитель информации). Для оптического сигнала материальными носителями информации являются фотоны, физической величиной может быть освещенность. Изменение во времени освещенности как физической величины материального носителя информации (фотонов) и будет оптическим сигналом. Сигналом (информацией) является не сама физическая величина, а факт ее изменения во времени.

Таким образом, можно выделить основные признаки информационного процесса. К ним, в частности, относятся:

• изменение во времени физической величины материального носителя информации, т. е. получение ("рождение") информации;
• реакция системы на изменение физической величины (прием информации);
• обработка (преобразование) информации;
• хранение информации.

Уходя от категорического ответа на вопрос, является ли информационный процесс атрибутом исключительно сознания (идеальная сущность), сделаем более осторожный вывод: информационный процесс отличается от физического присутствием оценочного фактора и фактора выбора. Здесь уместно вспомнить утверждение К. Шеннона: "Информация в нашем смысле должна находиться в связи с понятием выбора из множества возможных исходов".

Н. Винер называл кибернетику наукой об управлении и связи в животном и машине. Связи (отношения) между вещами (объектами) существуют объективно независимо от нашего сознания, их количество не ограничено, они многомерны. В процессе исследования мы можем выделять те или иные связи в соответствии с нашими целями, в том числе и те связи, которые устанавливаются присутствием субъекта при использовании системы. Правомерность понятия "значимость" связи возникает тогда, когда появляется субъект исследования, имеющий определенные цели.

Связь не является однонаправленным отношением и всегда предполагает взаимосвязь. Принцип взаимосвязи вытекает из методологии системного подхода. Взаимосвязь не следует понимать упрощенно, в метафизическом смысле (например, если причина обусловливает следствие, то и следствие должно воздействовать на причину, а значит, будущее воздействует на прошлое). Внести ясность здесь (как и в случае анализа процесса выделения идеальной сущности - информации - из материального носителя) помогает такая универсальная категория, как время. Все процессы происходят во времени, а время направлено в одну сторону. Поэтому влияние следствия на причину возможно только в том смысле, что может использоваться сохранившаяся информация о прошлом опыте. При этом вместе с результатом в будущее может переноситься и информация о причинах, вызвавших данный результат.

При возобновлении действия следствие "влияет" на причину по схеме "прошлая причина -> настоящее следствие -> информация о результате действия по прошлой причине относительно настоящего следствия -> настоящая причина -> будущее следствие". Или короче "причина -> следствие -> причина". Это означает, что следствие также "влияет" на причину, но с учетом однонаправленности времени. (Здесь уместно вспомнить принцип циклической причинности Г. Хакена.)

Кибернетика, провозгласив информационную природу процессов управления, стимулировала подъем интереса к информации как научной категории, хотя сама кибернетика не требует фундаментального пояснения сущности информации. Однако синергетика как последняя надежда материализма требует ответа на вопрос о сущности информации.

Чем больше появляется работ по информации, тем менее понятным становится этот термин. Многочисленные концепции информации (математические, атрибутивные, функциональные, антропоцентрические и др.) не только противоречат друг другу, но и пронизаны внутренними противоречиями.

Напомним только некоторые из известных определений информации:

• сведения, сообщения о чем-либо, которыми обмениваются люди;
• сигналы, импульсы, образы, циркулирующие в технических (кибернетических) устройствах;
• количественная мера устранения неопределенности (энтропии), мера организации системы;
• отражение разнообразия в любых объектах и процессах неживой и живой природы;
• отражение в сознании людей объективных причинно-следственных связей в окружающем нас реальном мире;
• запомненный выбор одного варианта из нескольких возможных и равновероятных.

Если посмотреть на все современные концепции информации с более высокого уровня абстрагирования, то можно выделить три подхода к пониманию информации:

1. информация - объективно существующая субстанция. В рамках этого подхода можно наблюдать целый спектр взглядов: от философского признания информации как атрибута материи наряду с веществом и энергией до полуфантастических информационных торсионных полей;
2. информация - продукт сознания, познавательный инструмент, которого нет в реальности (как нет, например, логарифма), но с помощью которого удобно решать конкретные задачи коммуникации и управления. Здесь, с легкой руки К. Шеннона, родились такие понятия, как "количество информации", "скорость передачи информации", "информационные технологии";
3. информация - термин, дублирующий уже известные понятия, такие, как сведения, знания, смыслы, свойства, что в целом создает гносеологические трудности.

Сложилась парадоксальная ситуация: никто не знает, что такое информация (каждый вкладывает в это слово свой смысл), но все активно и нередко продуктивно эксплуатируют это понятие. Есть аналоги этой ситуации. Так, никто не знает, что такое время, но мы живем и работаем с этим понятием и в быту, и в физике, и в экономике.

В силу отсутствия строгого научного доказательства несостоятельности любого из этих трех подходов все они имеют право на существование. В качестве мысленного эксперимента (в рамках третьего подхода) сопоставим понятия "информация" и "время". Поскольку эти рассуждения носят проблемный и явно дискуссионный характер, выделим их как факультативные другим шрифтом. Нижеприведенным рассуждениям предваряем весьма примечательное высказывание Д. Чернавского: "Можно построить единую и непротиворечивую картину мира. Однако для этого необходимо подвергнуть ревизии ряд фундаментальных понятий современной физики и математики и ввести относительно новое и не менее фундаментальное понятие - информация".

1. В силу естественной дифференциации областей знаний сложилась ситуация, когда один и тот же объект исследования познается посредством понятийного аппарата различных наук. Условия формирования понятийного аппарата, характерного для различных направлений исследования, как правило, отличаются существенным образом. Часть из них восходит к обыденным представлениям повседневной реальности и затем укореняется в научном лексиконе или находит отражение в формальных параметрах, иллюстрирующих определенные закономерности.
2. По мере постижения сущности объекта исследования, проникновения на более глубокие уровни познания, неизбежно происходит все более тесное соприкосновение или взаимодействие понятийного аппарата различных направлений. Различные научные области начинают пользоваться одинаковыми понятиями. Так, понятие "синергетика" используется и в физике, и в математике, и в экономике, и в теории организации. Подобных примеров можно привести очень много. При этом нередко оказывается, что в смежной области уже используется смысловое тождество с другим лингвистическим оформлением. Например, понятие "параметр порядка", введенное Г. Хакеном в синергетике, в теории систем давно называется "системообразующий фактор". Результатом таких процессов является возникновение ситуации, которую можно назвать понятийным тромбом, который "закупоривает" путь познания.
3. Еще более сложная ситуация складывается с понятиями, изначально претендующими на универсальность, инвариантность по отношению к областям знаний. К таковым, в частности, относятся понятия "время", "информация", "энергия", "энтропия".
4. Существенное значение имеет то обстоятельство, что большинство фундаментальных категорий восходит к обыденным представлениям, сформировавшимся в макросреде, доступной для восприятия и отображения в виде возможности субъекта представить чувственным образом свойства исследуемого объекта. Однако перенос этих понятий в микросреду и мегасреду приносит немало неожиданностей. Первыми с ними столкнулись физики на рубеже XIX и XX вв. Одна из них - возможная дискретность времени на микроуровне (в области сингулярности время распадается на кванты, измеряемые Планковской величиной).
5. Промежуточный вывод: в процессе познания образовалось достаточно много понятийных тромбов, которые необходимо устранить.

Гипотеза 1. Понятия "время" и "информация" ("информационный процесс") являются тождественными, и одновременное их использование затрудняет процесс познания, образуя понятийный тромб. Одно из этих понятий должно быть выведено из научного оборота, и этим понятием должно быть время. (Информационный процесс - возникновение, запоминание, преобразование и передача информации.)

Н. Бердяев в работе "Болезнь времени. Изменение и вечность" писал: "В действительности не изменение есть продукт времени, а время есть продукт изменения. Время есть потому, что есть активность, творчество, переход от небытия к бытию...".

Время как понятие восходит к обыденному восприятию действительности. Понятие "информация" сформировалось относительно недавно в научной среде и происходит от объединения слов "in" и "form", что может трактоваться как нечто упорядочивающее, формирующее.

В данном случае речь идет не о поиске традиционных функциональных зависимостей между информацией и временем, а именно об исключении времени как лишнего, избыточного понятия, поскольку есть более адекватное понятие "информация". В рамках этой гипотезы мы можем говорить о возникновении информации, о сущности информации, об измерении информации, не прибегая к понятию "время". Мы можем описывать законы природы и общества, основываясь на информационной сущности взаимодействия между объектами, говорить о возникновении новой информации, отражающей новые свойства объекта в новых его состояниях. Для формирования новой картины мира предстоит огромная и сверхсложная работа по переосмыслению законов, в которых присутствует t (время), и замене параметра времени на параметры информационной природы.

В частности, такие функции менеджмента, как планирование, контроль, координация, в данном случае приобретают другие формы. Например, планирование (согласно классическому определению - распределение во времени всех видов ресурсов организации в соответствии с поставленными заранее целями) может быть привязано не к условным единицам измерения времени (месяц, год, пятилетка), а к получению системно значимой для организации информации. Это позволит более гибко реагировать на происходящие во внешней среде изменения.

Гипотеза 2. Информационное взаимодействие по своей природе является резонансным.

Гипотеза 3. Понятия "энергия" и "энтропия" являются тождественными. По логике гипотезы 1, понятие "энергия" должно быть заменено на понятие "энтропия".

Гипотеза 4. В процессе устранения упомянутых понятийных тромбов и переосмысления фундаментальных законов следует ожидать революционных открытий во всех областях знаний, включая постижение новой сущности прошлого, настоящего и будущего. Принято считать, что время необратимо, следовательно, прошлое безвозвратно утрачивается. Информация не исчезает бесследно, задача состоит в том, чтобы выявить способы обнаружения всей необходимой информации.

Гипотеза 5. После завершения формирования новой картины мира на повестку дня может быть вынесен вопрос о том, что одно из понятий "информация" и "энтропия" является лишним.

Таким образом, при рассмотрении преемственности кибернетического и синергетического подходов можно сделать вывод о том, что для кибернетического подхода, базирующегося на информационной сущности процессов управления, вопрос о семантических аспектах информации не актуален. Однако синергетический подход требует исследования смысловой сущности релевантной информации для обоснования процессов самоорганизации. "Зарождение смысла" информации происходит при приближении к области резонансного взаимодействия (механический и электромагнитный резонансы являются только отдельными частными случаями резонансных взаимодействий, распространяющихся на все виды отношений, включая социальные, экономические и психологические). Особого внимания заслуживает проблема потребности в информации на уровне субъекта и общества. В связи с этим уместно привести утверждение Г. Хакена: "Информация является решающим элементом существования самой жизни". Информационные взаимодействия (например, коммуникации), далекие от резонанса, исследуются в рамках кибернетических представлений, а информационные взаимодействия в резонансных областях должны исследоваться с позиций синергетики.