Рассмотрена проблема определения информации в общей постановке. Предложено определение информации, понимаемое в наиболее общем подходе как состояние материи. Адекватность данного определения показана на ряде примеров, в том числе и рассмотренных другими авторами. Отмечено соответствие предложенного определения информации понятиям информации, используемым сторонниками различных ее концепций. Предложен многоуровневый подход к определению информации. Сформулированы основные положения материалистического понимания информации.
Ключевые слова: материя, состояние материи, материальный объект, информация, классификация информации, отражение, уровни определения информации.
Введение
Одним из важнейших понятий, использующихся в научной и практической деятельности людей, является понятие информации. Если раньше в жизни человека определяющую роль играла материя в форме пищи, одежды, жилища, позже энергия в форме костра, энергии пара, электроэнергии, то последние полвека развитие человечества в значительной мере связано с информацией и информационными технологиями.
Понятию информации посвящено множество работ, в том числе и приведенные в ссылках [1]-[14], в которых были рассмотрены те или иные ее определения в соответствии с теми или иными подходами и областями, где она рассматривается и используется. И, тем не менее, нет полной ясности и четкого представления о природе и сущности этого феномена – информации.
Сложность определения информации связана с многогранностью ее понимания, широтой сфер применения и абстрактностью ее проявления. Если материю можно пощупать, энергию можно ощутить, то информацию можно – что – воспринять, а что это такое? Тут можно много дискутировать (см., например, [12]). Недаром основоположник кибернетики Н. Винер сказал: «информация есть информация, а не материя или энергия» [11, с. 201]. С этим высказыванием трудно не согласиться, однако хотелось бы нечто более определенное и конструктивное, которое можно использовать в теории и практике.
По поводу классификации подходов к определению информации в работе [1, с. 55] сказано “Философская наука сформировала две противостоящие концепции информации – атрибутивную и функциональную. Атрибутисты квалифицируют информацию как свойство всех материальных объектов, т.е. как атрибут материи. Функционалисты связывают информацию лишь с функционированием сложных самоорганизующихся систем”.
Несколько цитат по определению информации, отражающих взгляды сторонников этих концепций и подходов.
“Информация в широком понимании этого термина представляет собой объективное свойство реальности, которое проявляется в неоднородности (асимметрии) распределении материи и энергии в пространстве и времени, в неравномерности протекания всех процессов, происходящих в мире живой и неживой природы, а также в человеческом обществе и сознании” [3, с. 65].
“Информация – это результат взаимодействия данных и информационных процессов, рассматриваемый в контексте этого взаимодействия” [9, с. 76]. В этой книге утверждается, что “сразу по окончании информационного процесса информация исчезает”, с чем опять таки трудно согласиться, исходя из интуитивного представления о ней.
“Информация это смысл (понимание, представление, интерпретация), возникающий у человека в результате получения им данных, взаимоувязанный с предшествующими знаниями и понятиями” [4, с. 82].
“Информация - распознанный кибернетической системой сигнал, который уменьшает количество вариантов выбора ею очередного действия (команды)” [13, с. 3],
Из определений информации можно составить книгу немалых размеров, если просмотреть посвященную ей литературу или выполнить соответствующий запрос в поисковых системах сети Интернет.
Ситуация с этими определениями, на наш взгляд, напоминают притчу о слоне и подошедших к нему слепых, которым кажется, что слон это змея, слон это ствол, слон это веревка, в зависимости от того до какой части тела животного они дотронулись.
В результате анализа множества определений информации закономерно возникает вопрос: не являются ли эти определения лишь различными взглядами на одно и то же явление только с различных точек зрения, соответствующим знаниям и сфере деятельности сторонников различных концепций?
Многие определения информации являются достаточно адекватными в соответствующих областях, где они используются, поскольку правильно отображают некоторые черты этого понятия, однако не дают, на наш взгляд, наиболее общего и цельного представления о ней и о ее сущности. Необходимо, как сказал А.Д. Урсул “дать качественно новое определение информации, которое явилось бы достаточно широким, чтобы не изменяться под влиянием каждого важного открытия в теории информации” [8, с. 277].
Вряд ли можно дать определение информации, пригодное на все случаи жизни, но необходимо дать основу ее понимания, на которую как на костяк можно нарастить мясо конкретных определений ее в науке, информационных технологиях и практике.
Материалистическое понимание информации
Такое представление, на наш взгляд, можно получить лишь при рассмотрении наиболее общих закономерностей развития мира, исследуемых на философском уровне.
При определении некоторого понятия часто его сводят к более общему, родовому понятию и для выделения данного понятия используют видовое отличие. Как сказал классик "Что значит дать "определение"? Это значит прежде всего подвести данное понятие под другое, более широкое. Есть ли более широкие понятия, с которыми могла бы оперировать теория познания, чем понятия: бытие и мышление, материя и ощущение, физическое и психическое?" [7, с. 129].
Такими предельно общими категориями, не сводимыми к другим, являются материя, пространство и время.
Здесь главное не только и не столько как назвать и обозначить некоторое понятие, а понять, как оно связано и соотносится другими понятиями и представлениями в определенной области человеческого знания.
При материалистическом понимании бытия, подтверждаемого всей практикой человеческой деятельности, считается, что “в мире нет ничего, кроме движущейся материи, и движущаяся материя не может двигаться иначе, как в пространстве и времени” [7, с. 158].
В известном определении материи “Материя есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них” [7, с. 113] утверждается две основные черты материи:
- независимость существования материи от сознания и
- действие ее на органы чувств человека и - добавим - на приборы и другие объекты реальной действительности.
Это определение материи требует разъяснения и уточнения в следующем смысле. Когда говорится, что реальность копируется, это не означает, что создается новая материя со свойствами старой - это невозможно в силу выполнения физического закона сохранения массы-энергии. Копирование означает, что состояние одной части материального мира приводится в соответствие к состоянию другой ее части.
Что касается фотографирования, то это тоже отображение состояния одного материального объекта в состояние другого объекта с помощью электромагнитных волн оптического диапазона, которые тоже являются одним из видов материи, а именно поля.
Таким образом, именно состояние материального объекта может копироваться, может сохраняться, может изменяться со временем. Это обстоятельство наводит на мысль, которую в предельно краткой форме можно выразить в следующем определении.
Информация – это состояние материи, в том числе и пространственно - временное ее состояние. Под состоянием здесь понимается пространственно-временное распределение свойств материи. На физическом уровне под свойствами понимаются инерционные, гравитационные, зарядовые, электромагнитные и другие характеристики физических объектов.
Из определения информации как состояния материи сразу же следуют два ее свойства:
- объективность информации, т.е. независимость ее от сознания и
- невозможность существования информации без материи.
Первое свойство следует из определения материи как категории, отражающей существование объективной реальности. Второе свойство следует из того, что информация есть неотъемлемый атрибут материи - ее состояние.
Часто бывает удобно рассматривать не весь реальный мир во всем его пространственно - временном многообразии, а только некоторую его часть или части, называемые материальными объектами, которые можно определить следующим образом.
Материальный объект - часть реального мира, выделенная по определенному условию, признаку, описанию. Часто таким условием является ограниченность некоторой пространственной формой.
С использованием этого определения можно также сказать, что информация есть состояние материального объекта.
С точки зрения философских категорий содержания и формы можно сказать, что материальность является содержанием объекта, а информация является его формой, в том числе включает и непосредственно физическую форму объекта. То, что информация перекликается с формой, непосредственно видно, если записать это слово как “ин-форма-ция”, что отмечено и в [13, с. 2].
Все в мире относительно. Часто форма гораздо важнее содержания. И информация, записанная на предмете, бывает гораздо ценнее и важнее самого предмета. В качестве примера можно назвать информацию, записанную на жестком диске компьютера.
Можно также сказать, что материя является носителем информации, а информация - носимым атрибутом материи. Наглядным примером подтверждения этой мысли является дискета как средство хранения информации в ЭВМ. Носителем здесь является магнитный диск, а носимым или информацией - состояние магнитных дорожек диска, характеризуемое распределением ориентации вектора намагниченности участков его поверхности.
Информацию, являющуюся непосредственным состоянием объекта и рассматриваемую безотносительно других объектов, можно назвать физической информацией. Информацию, получаемую из физической информации путем наложения фильтра восприятия ее другим объектом или человеком, можно назвать логической или, другими словами, смысловой информацией.
Из определения информации как состояния объекта следует, что информация может
- копироваться (фотографирование, переписывание текста),
- храниться (оптический диск, книга),
- изменяться (оперативная память ЭВМ, редактирование текста),
- передаваться (телеграф, радио, телевидение).
Логическая информация дополнительно может
- создаваться (на листе пишется текст) и
- уничтожаться (лист бумаги с текстом, забрызганный водой).
В последнем случае физическая информация может измениться мало, а логическая может быть существенно утрачена.
Когда человек получает информацию в виде сообщения или сигнала, состояние его мозга изменяется, на сообщение как бы накладывается фильтр восприятия.
Одно и тоже сообщение или сигнал может быть по-разному проинтерпретирован разными людьми и в разное время. Например, книга, написанная на иностранном языке, будет по-разному восприниматься
- людьми, знающими иностранный язык,
- людьми, не знающими этот язык,
- другими живыми существами, например, домашними животными.
Можно сказать, что информация как состояние реальности - объективна, а ее восприятие субъектом – субъективно, т.е. зависит от состояния человека, от его внутреннего мира, жизненного опыта, изменяется со временем и обусловлена различными обстоятельствами.
В некоторых случаях важен сам материальный объект, вещество, из которого он состоит (например, вода), в других случаях важна энергия, заключенная в объекте (электроэнергия, газ, нефть), в третьих – информация, заключенная в объекте или переданная с его помощью.
В соответствии с этим в практике человеческой деятельности имеет место пространственное перемещение:
- транспортировка вещества (водопровод, грузоперевозки),
- передача энергии (электроэнергия, газ, нефть),
- передача информации (проводная связь, радио, телевидение, разговор).
Надо отметить, что во всех трех случаях участвуют материальные объекты, однако в первом случае для человека важна в первую очередь вещественная сторона материи, во втором случае энергетическая и в третьем информационная сторона материи.
Информация может быть классифицирована по самым разным признакам и свойствам в зависимости от
- типа носителя (вещество или поле),
- формы представления (аналоговая или дискретная),
- способа измерения (длина текста в символах, объем в байтах),
- потребительских свойств (важности, полезности, актуальности),
- является ли она статической (книги, документы, долговременная память ЭВМ), или динамической (разговор, кино, телевидение, оперативная память ЭВМ) и т. д.
С информацией как состоянием материи тесно связано и известное понятие отражение, которому можно дать следующее определение.
Отражение есть изменение состояния одной части материи, обусловленное изменением состояния другой ее части. Соответственно и сам процесс такого изменения состояния материи называется отражением. Можно также сказать, что материя имеет всеобщее свойство – отражение.
Часто бывает, что состояние одного объекта связано с состоянием другого объекта, и тогда говорят, что имеется информация о первом предмете, отраженная во втором. Например, выдающегося человека давно уже нет, а его образ, его мысли, идеи, совершенные им открытия и изобретения зафиксированы в фотографиях, книгах, патентах, кинофильмах и на других материальных объектах.
Шарик как пример соотношения материи и информации
Разберем с точки зрения предложенного определения информации становящийся уже хрестоматийным пример с детским шариком, приведенный в работе [3] и рассмотренный далее в [4].
“Возьмем обычный надувной резиновый шарик, надуем его и в таком виде привяжем на нитке к какому-нибудь предмету. При отсутствии внешних воздействий шар будет висеть неподвижно, так как давление молекул воздуха внутри него равномерно распределено по внутренней поверхности.
В данном случае мы имеем дело с однородным распределением вещества во внутреннем пространстве шара, т.е. с однородной средой, в которой отсутствует информация” [3, с. 68].
В связи с этим примером в работе [4, с. 77] задан вопрос:
“…как правильно говорить, информация отсутствует в шарике; или информация о шарике отсутствует; или информация отсутствует в воздухе, заключенном в шарике, или шарик не имеет информацию?”
По этому примеру можно сказать следующее.
Имеется материальный объект – шарик. Как материальный объект он всегда имеет некоторое состояние. В этом смысле имеется информация шарика – его состояние, которое, можно копировать, фотографировать, и которое существует объективно, независимо от того, имеется наблюдатель или нет. А вот, если появляется наблюдатель или прибор, который может отражать, воспринимать, фиксировать состояние шарика, то можно говорить, что имеется информация о шарике как состоянии того материального объекта (в том числе и наблюдателя), на котором это состояние шарика зафиксировано.
Для философа шарик может рассматриваться как материальный объект, существующий независимо от человеческого сознания, и действующий на органы чувств непосредственно, когда его пытаются схватить, или опосредованно, когда на него смотрят. Для физика шарик представляет собой физический объект, содержащий вещество в виде газа, и он может интересоваться состоянием шарика, определить массу, температуру и давление газа внутри шарика и другие его физические характеристики. Инженер может рассматривать состояние шарика с некоторой практической целью, например, можно ли его приспособить для подъема легкой метеоаппаратуры. Фотограф может сфотографировать шарик, зафиксировав форму и цвет в виде образа на пленке или флеш-памяти. Маленький ребенок же радуется этому яркому предмету и говорит: “Мама, вот шарик, большой и красный”, так воспринимая его состояние.
Если же в шарике образуется отверстие, и он начинает сдуваться и двигаться, то философ философски заметит “Материя не исчезает, а только движется в пространстве”. Физик начнет оценивать скорость движения шарика и изменение массы газа в нем – физических параметров. Инженер скажет, что шарик обладает малой надежностью как транспортное средство. Фотограф может снять процесс его сдувания на видеокамеру. Ну, а ребёнок огорчится, покажет рукой и воскликнет: “Шарик лопнул”
Пример с шариком наглядно показывает наличие разных уровней восприятия одной и той же информации – состояния шарика, начиная от философского и заканчивая бытовым уровнем. Кроме того, этот пример иллюстрирует с одной стороны объективность существования информации, а с другой стороны субъективность ее восприятия. У каждого из многих наблюдателей единственного шарика информация о шарике своя, зависящая от их “настроек” и их текущего состояния.
Информация шарика как его состояния может быть отражено в информации о шарике разными способами:
- словесно (философ сказал),
- в виде формул (физик написал),
- в виде расчетов, оценок (инженер рассчитал),
- в виде фото, образа (фотограф сделал фотографию),
- в виде жеста, голоса (ребенок воскликнул и показал).
Кроме того, информация о шарике может быть динамическая и статическая. В случае, когда философ сказал, а ребенок показал, имеет место пример динамической информации. Она исчезла сразу, как только философ закончил высказывать свою мысль и звуковая волна, созданная его голосом затухла, и тогда, когда ребенок отвлекся и забыл о шарике. В оставшихся трех случаях имеются примеры статической информации, когда состояние шарика в той или ином виде зафиксировано на долговременных носителях, опять таки изменив их прежнее состояние.
Связь предложенного и существующих определений информации
Во всякой вещи надо найти главное, суть, основную идею, правильное слово, отделить существенное от второстепенного, аксиому от теорем. В предложенном определении понятии информации, на наш взгляд, основная мысль – это то, что она является именно состоянием и именно только материи. Ни о какой неоднородности распределения или энергии речь не идет. Как известно, “энергия – общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи”[15, с. 614], т.е. понятие энергии является производным от понятия материи. Что касается неоднородности, то необязательность ее использования для определения информации можно понять, заметив, что в реальном мире вследствии постоянного движения материи пространственно-временное ее распределение является неоднородным и поэтому вполне вписывается в общее понятие состояние материии, не требуя специального упоминания об этой неоднородности. Излишняя детализация может привести к спорной интерпретации даже правильного подхода, что было отмечено в работе [4] в связи с примером с воздушным шариком.
Если проанализировать приведенные ранее в статье определения информации, данные в других работах, то видно, что предложенное автором определение информации как состояние материи вполне согласуется с ними, являясь, в некотором смысле, их обобщением, выявлением главной, определяющей черты, их сути. Это достаточно очевидно для сторонников атрибутивного подхода, для которых информация – это неотъемлемый атрибут материи, и менее очевидно для сторонников функционального подхода. Тем не менее, даже сторонники функционального подхода вряд ли будут оспаривать то, что “… результат взаимодействия данных и информационных процессов…”, “… смысл (понимание, представление, интерпретация), возникающая у человека …”, “… распознанный кибернетической системой сигнал …” не висят, фигурально выражаясь, в воздухе, в идеальном пространстве, а являются динамическими состояниями соответствующих участков мозга человека, состоянием среды, передающей сигналы, и состоянием воспринимающих и распознающих устройств кибернетических систем.
Уровни определения информации
Некоторое понятие, имеющее широкую область применения, может иметь различные оттенки в различных областях человеческой деятельности. Так информация может пониматься
- в философии как состояние материи,
- в естественных науках как состояние материальных объектов, существующих в форме вещества или поля, которое можно описать совокупностью характеристик и параметров положения и движения этих объектов,
- в технических науках как сообщения, сигналы, данные о технических объектах и системах,
- в биологических науках как ощущение, восприятие, раздражимость,
- в социальных науках как смысл сообщений, сведения, законы, документы, договоры, постановления.
Философское понимание информации является нижним, базисным уровнем этого понятия. Над ним надстроен уровень физического, технологического и биологического понимания состояния материальных тел и полей. Наверху находится уровень социально-общественной надстройки, в которой под информацией понимается содержание и смысл передаваемых и принимаемых сообщений, сигналов и сведений.
Заключение
В материалистическом понимании информации существенными являются следующие основные положения.
1. В мире нет ничего кроме вечно движущейся материи, распространенной в пространстве и развивающейся во времени, которая существует независимо от сознания и оказывает воздействие на органы чувств, приборы и технические объекты.
2. Материя не создается из ничего и не исчезает никуда.
3. Информация в наиболее общем понимании является состоянием материи, которое характеризуется пространственно – временным распределением ее конкретных свойств.
4. Информация является всеобщим свойством материи и не существует без материи, так же как и материя всегда имеет какое-то состояние.
5. Информация как состояние реальности является объективным свойством материи, а восприятие, отражение ее - субъективно, так как зависит от состояния сознания человека и состояния других материальных объектов живой и неживой природы.
6. Информация как состояние материального объекта может отображаться и во многих случаях многократно копироваться в других объектах без особого ущерба для себя.
7. В зависимости от принятого уровня общности и сферы использования могут быть различные определения и названия состояния материи, которые должны быть непротиворечивыми и совместимыми снизу вверх, начиная от философского уровня и кончая общественно-социальным.
Предложенный подход, на наш взгляд, сочетает различные рассмотренные подходы к определению информации, поскольку рассматривает ее с одной стороны как объективно существующее свойство материи – ее состояние, а с другой стороны как состояние материи, полученное в результате отражения внешнего мира, происходящее в кибернетических системах, сознании человека и в обществе путем информационного обмена.
Хотелось бы надеяться, что изложенные представления о сущности и природе информации в своей основе удовлетворят приверженцев различных ее концепций и помогут продвинуться далее в научном познании этого феномена.
Литература:
1. Данилин С.Н. О современном понятии информации // Информационные технологии. 2003. № 11. С. 52-57.
2. Информатика как наука об информации / Под ред. Р.С. Гиляревского. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2006.
3. Колин К.К. Сущность информации и философские основы информатики // Информационные технологии. 2005. № 5. С. 63-70.
4. Фридланд А.Я. О сущности информации: два подхода // Информационные технологии. 2008. № 5. С. 75-85.
5. Ханжин А.Г., Кожокару А.А. Ревизия понятия информации // НТИ. Сер. 2. - 2008. - № 6. - С. 1-9.
6. Белоногов А.И., Гиляревский Р.С., Хорошилов А.А. О природе информации // НТИ. Сер. 2. - 2009. - № 1. - С. 1-8.
7. Ленин В.И. Материализм и эмпиокритицизм - М.: Госполитиздат, 1951. – 352 с.
8. Урсул А.Д. Информация - М.: Наука, 1971. – 296 с.
9. Симонович С.В. Общая информатика – СПб.: Питер, 2009. – 428 с.
10. Новая иллюстрированная энциклопедия. Кн. 7. М.: Большая Российская Энциклопедия. 2000. - 209 с.
11. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в живом и машине. М., Советское радио, 1968. – 326 с.
12. Демидов В.Е. Как мы видим то, что видим. – 2-е изд. – М., Знание, 1987. – 240 с.
13. Партыко З.В. Современная парадигма науки об информации – информологии // НТИ. Сер. 2. - 2009.- № 11. - С. 1-9.
14. История и философия науки (Философия науки): Учебное пособие / Е.Ю. Бельская, Н.П. Волкова, М.А. Иванов и др.; Под ред. проф. Ю.В. Крянева, проф. Л.Е. Моториной. М.: Альфа-М: ИНФРА-М., 2010. – 335 с.
15. Физическая энциклопедия в 5 т. Т.5 / Под ред. А.М. Прохорова. М.: Большая Российская Энциклопедия. 1998. - 692 с.
