История развития информатики. Развитие представлений об информации. На пути к информационному обществу

3.1. Понятие информации - функциональный и атрибутивный подходы

Понятие информации ввёл в широкий общенаучный обиход Н. Винер ("Кибернетика, или управление и связь в животном и машине", 1948г., США). До Винера это понятие называлось по-другому (отражение, сведения, сообщения, сигналы и др.), но суть у этих понятий была общая - говоря современным языком, информационная. Слово "информация" происходит от informо (лат.) - придавать вид, давать понятие. Из науки понятие информации распространилось на все уровни - от повседневности до философии. Практически одновременно с кибернетикой и понятием информации появилась и теория информации (К.Э. Шеннон, США)

До сих пор не существует однозначного определения понятия информации. Это связано с первичным (корневым, субстанциональным) характером понятия информации в том смысле, что не существует других понятий, через которые можно было бы определить это понятие. К таким первичным понятиям, не определимым через другие понятия, относятся понятия материи, идеи, Бога, души, любви и многие другие. Но мы же пользуемся ими, не понимая до конца их содержания! Аналогично мы используем и понятие информации, не понимая до конца его смысла. Известны количественные меры информации (бит, байт, бит/с, информационная энтропия и др.), используемые в информатике, теории и технике связи, теории управления и других областях. Но измеряемое количество информации еще не есть информация, как количество людей не есть человечество, а количество русских слов не есть русский язык. Информация - не число, не мера, а нечто большее.

Понятие информации, кибернетика, теория информации, информатика возникли не по прихоти учёных, а исходя из военных потребностей развития связи, управления стрельбой, радиолокации и шифрования в 40-х гг. XX в., а также в связи с изобретением электронных компьютеров. Соответственно, основными функциями информации в тот период полагались управление и связь. Реализовать эти функции информация должна была через свои особые формы - команды и данные, передаваемые по каналам управления и связи. Считалось (и не без основания), что большие количества материи и энергии управляются малыми количествами энергии, несущими информацию. Такую информацию принято называть функциональной информацией, а соответствующий подход к понятию информации - функциональным подходом.

Функциональная информация передаётся в виде сообщений посредством сигналов, имеющих полевую природу (электрическую, электромагнитную, гравитационную и др.). При этом канал связи инвариантен (безразличен) к смыслу передаваемых сообщений. Так, если вместо сообщения "Мрак" будет передано "Марк", количество информации в сообщении останется прежним и сигналы-носители "бесстрастно" перенесут искажённое сообщение от передатчика к приемнику, как почтальоны переносят письма, не интересуясь их содержанием. Точно так же случится при передаче "1" вместо "0". Но канал управления чувствителен к смыслу сообщений, ибо смысл (содержание) влияет на выбор траектории управления - "1" может означать выбор одной траектории, а "0" - другой.

Сигналы передаются в пространстве-времени и воспринимаются органами чувств человека и изобретенными им техническими устройствами, если сигналы имеют материально-энергетическую природу, соответствующую природе органов чувств и технических устройств. Но человек и техника способны генерировать и воспринимать сигналы, энергия которых ниже пороговой чувствительности биоприемников и приборов (субпороговые сигналы). Такая несиловая коммуникация свойственна психологическому и социальному мирам человека (воспоминания, инсайты (озарения), понимание "с полуслова, полувзгляда", неосознанные порывы, интуиция, парапсихологические эффекты, "стадные" инстинкты и т.п.). Вероятно, здесь между источниками и потребителями информации (в том числе внутри самого человека) происходит информационное взаимодействие вне известных физических полей. Механизмы такого взаимодействия ещё не изучены. Несиловая связь не исключена и в природе - вне человека и техники.

Следовательно, информация (сообщение) может быть в явной и скрытой формах. При передаче во времени память хранит сообщение, наподобие хранения следов динозавров, наскальной живописи, берестяных грамот, книг, файлов в компьютере, знаний в нейронной сети. Содержание (смысл) сообщений нематериально (его нельзя осязать, обонять, видеть, слышать, попробовать на вкус), в отличие от знаков сообщения - знаки материальны.

Следует отличать данные от информации. Данные - это вид невостребованных сведений, ценность которых неизвестна. Будучи востребованными, сведения могут содержать полезную информацию, имеющую положительную ценность (информативные сведения), либо вредную дезинформацию, имеющую отрицательную ценность, либо бесполезный и безвредный информационный шум, имеющий нулевую ценность. Знания содержат наиболее ценную информацию (максимально информативны), поэтому они по праву считаются высшей формой информации, однако между информацией (знаниями) и другими формами данных нет однозначных границ - то, что для одного человека информативно и является знанием, для другого - дезинформация или шум, и наоборот. Сведения в системах управления существуют (наряду с данными) также в виде команд, которые, в свою очередь, могут содержать информацию, дезинформацию или шум.

Из приведенных рассуждений следует также, что информация для передачи во времени подлежит запоминанию; иными словами, нужна память. Информация, извлечённая из памяти в нужное время в нужном месте, порождает действие, например, управление или коммуникацию, если это функциональная информация.

Для того чтобы сигнал (как носитель сообщения) возымел действие в нашем материально-энергетическом мире, он должен обладать энергией (силой). Поставим мысленный эксперимент: уменьшим энергию сигнала до нуля. Что будет с сообщением и содержащейся в нём информацией? Они также исчезнут, как и "бессильный" сигнал, или останутся, хотя бы в неизвестной нам форме? Ведь отношение между сигналом и сообщением - это отношение между носителем (транспортным средством) и носимым (пассажиром). Как только носитель перестал "нести", носимое, в свою очередь, перестаёт зависеть от носителя и может продолжить самостоятельное существование вне "обессиленного" носителя. Более того, для носимого главное, чтобы носитель был, а природа носителя безразлична. Для нас это значит, что сообщение и содержащаяся в нём информация инвариантны к своему носителю. Выше отмечалось, что любой сигнал имеет полевую природу как изменение того или иного параметра физического поля (амплитуды, частоты, фазы полевых колебаний или импульсов). Энергия сигнала может стремиться к нулю, если та же тенденция свойственна и полю, поэтому полагаем, что в конце нашего мысленного эксперимента физическое поле, представленное сигналом, трансформировалось в несиловое поле, в котором, возможно, запечатлелось сообщение с информацией. Это предполагаемое несиловое поле стало новым носителем сообщений и информации. Назовём его условно информационным полем.

Уклончивость формулировок типа "возможно", "предполагаемое", "условно" связана с тем, что мы пришли к понятию информационного поля умозрительно, а не в результате физического эксперимента (наблюдения). Пока не появятся убедительные экспериментальные данные, информационное поле остаётся гипотетическим (хотя публикаций о нём предостаточно). От этого оно не теряет (по крайней мере, для многих учёных) научной привлекательности - ведь наука без верифицируемых (проверяемых) гипотез не бывает.

Только присутствие силовой составляющей позволяет считать физическое поле "особой формой материи" (как утверждает материалистическая физика). С неменьшим основанием физическое поле можно считать особой (силовой) формой нематериальной информации.

Какая роль могла бы быть предназначена информационному полю природой (если бы это поле существовало)? Вспомним, что информация (в виде сообщений) передаётся не только в пространстве, но и во времени для сохранения в памяти. Поэтому информационное поле (если оно есть!) представляет собой вездесущее несиловое поле памяти, в котором природа "хранит" свою модель, как память человека хранит модель воспринятого им мира.

Возможно, ненаблюдаемость информационного поля связана с относительной "грубостью" наших органов чувств и приборов, с известным физическим принципом неопределённости. Ведь экспериментально мы проникли пока не глубже наномира. А ведь есть более "тонкие" миры: пикомир, фемтомир, аттомир - миры атомов, элементарных частиц, квантовых взаимодействий. Возможно, в одном из этих миров скрытое от нас информационное поле, хранящее информацию - "модель природы" - в неведомых нам письменах. В изложенном контексте информация, хранимая (переносимая) информационным полем памяти, представляет собой устойчивое свойство мира - его атрибут и, соответственно, может быть названа атрибутивной информацией.

Атрибутивный подход к понятию информации возник позже функционального подхода. Согласно атрибутивному подходу источник информации должен обладать ею, как источник знания - знанием, источник воды - водой, источник добра - добром, источник финансов - финансами. Чтобы что-то передавать, надо это что-то иметь. Иными словами, в любом источнике информации должна внутренне присутствовать информация, чтобы быть проявленной в сообщениях о себе. Ведь любой объект (живой, неживой), отражаясь вовне - в нашем сознании, может внутренне самоотражаться в своих свойствах через внутриобъектные информационные процессы. Следовательно, глубинный атрибут мира, названный человеком "информацией", был присущ миру и до человека. Более того, атрибутивная информация свойственна не только внешнему (по отношению к сознанию) миру, но и внутреннему миру сознания.

Если принять информацию в качестве атрибута природы, то скрытую информацию, хранимую в её информационном поле памяти, можно назвать внутренней (связанной) информацией в отличие от внешней (свободной) информации, наблюдаемой явно в виде частичного проявления внутренней информации. Термин "копирование" здесь вряд ли уместен. Внешняя информация - не полная копия внутренней, а именно её частичное проявление, как будто слегка приоткрывается полог, скрывающий внутреннюю информацию. Частичность проявления внутренней информации во внешней обусловлена ограниченностью свойств потребителей (по избирательности, чувствительности, восприимчивости, информационной производительности, времени взаимодействия), а также помехами со стороны среды, "эффектом наблюдателя" и др.

Исходя из изложенного, внутренняя информация атрибутивна, внешняя - функциональна. Такой двойственный подход к понятию информации в значительной мере снимает противостояние "функционалистов" (которых большинство) и "атрибутивистов" (находящихся в меньшинстве). Функциональный подход традиционен, привычен и ориентирован только на явную внешнюю информацию, используемую в современной информатике. Атрибутивный подход нетрадиционен, непривычен, так как ориентирован на скрытую внутреннюю информацию, пока еще чуждую современной информатике. Но то, что общепринято, не значит, что принято всеми. Придёт время и оба подхода к понятию информации сольются в один, а информатика будет использовать обобщённую (функционально-атрибутив-ную) информацию в своих технологиях.

Существование внутренней информации биосферы можно считать фактом (генетическая информация, знания, навыки, интеллект и др.). Если отрицать её наличие в живом веществе, то следует отрицать внутреннюю информацию и в веществе мозга. Но вправе ли мы на такое отрицание?! До недавнего времени считалось, что в неживой природе не происходят информационные процессы, как в органическом мире. Однако современная физика позволяет усомниться в таком утверждении, исследуя такие "информационные" структуры и феномены, как спин микрочастиц, поляризацию физического вакуума, квантовые "ловушки", калибровочное, информационное, скалярное и торсионное поля, квантовую телепортацию и др. Если отрицать ненаблюдаемую внутреннюю информацию в неорганической природе, то логично отрицать её существование в геологических образованиях, хранящих зримые следы прошедших эпох, в палеонтологических и археологических находках, наконец, в книгах и компьютерных дисках, хотя и созданных человеком, но всё же "неживых". Если земная природа и человечество за относительно короткий период своего существования (по сравнению со Вселенной) сумели создать "неживую память", то можно ли безоговорочно утверждать, что прародительница Вселенная за гораздо более длительный период своего развития не могла создать более ёмкую память для хранения своей внутренней информации?

Мы многое ещё плохо себе представляем, в том числе информационно-полевые процессы. Этому незнанию в значительной мере способствует господствующее материалистическое мировоззрение. Может, для следующих поколений людей, свободных от догм материализма, понятие информации будет более понятным, чем нам? Вот только захотят ли новые поколения утруждать себя подобными проблемами?

Столь пристальное внимание к понятию информации может быть оправдано тем, что на этом понятии базируется вся информатика (как на понятии числа - математика, материи и энергии - физика, вещества - химия, жизни - биология и т.д.).

3.2. История и определение понятия "информатика"

Информатика возникла из кибернетики, впитав из последней понятие информации, идеи автоматизированного управления и коммуникации. Как нельзя кстати в 40-50-е гг. XX в. идёт процесс становления компьютеров и другой информационной техники. Вначале этот процесс затронул США и Великобританию, откуда и возникла "компьютерная (вычислительная) наука" (computer science). Но затем процесс компьютеризации охватил не только англоязычные страны, и название зарождающейся научный дисциплины computer science воспринималось как весьма "неуклюжее". Так возникло франкоязычное название informatique (information+automatique) - информатика (англоязычное название - informatics). Были и другие предложения (в СССР - информология, информациология), но они не прижились. Понятие "информатика" стало международным с середины 70-х гг. Как и все новомодные научные дисциплины, информатика базируется на достижениях предшествующих научных дисциплин: кибернетики, вычислительной (прикладной) математики, электроники и др. В таком случае возникает естественный вопрос - так что же такое информатика, в чем её специфика по сравнению с другими научными дисциплинами?

Дадим определение: информатика есть научно-технический комплекс теорий и технологий автоматизированной и автоматической обработки информации.

Под обработкой информации здесь подразумевается кодирование, передача-прием, хранение, представление, копирование (размножение), редактирование, восприятие, обеспечение безопасности информации.

Информатика как комплекс теорий и технологий включает: теоретическую информатику, прикладную информатику, информационную (вычислительную) технику, программирование и теорию искусственного интеллекта.

Теоретическая информатика исследует естественно-научные и математические основы информатики.

Прикладная информатика посвящена конкретным информационным системам и технологиям.

Информационная (вычислительная) техника, судя по названию, включает теории и технологии не только ВТ (компьютеров), но и носителей информации, встроенных микропроцессоров, роботов, оргтехники, технического обеспечения информационных сетей и связи.

Программирование занимается теоретическими и прикладными вопросами программного обеспечения информационной техники.

Теория искусственного интеллекта исследует проблемы машинного хранения и представления знаний и их использования для решения творческих задач на информационной технике, прежде всего на ВТ.