Б. С. УКРАИНЦЕВ

Глава 3 ИНФОРМАЦИОННАЯ СВЯЗЬ И ИНФОРМАЦИОННАЯ ПРИЧИННОСТЬ

Возникновение математической теории информации было вызвано необходимостью решения ряда технических вопросов оптимальной передачи информации по современным каналам связи (телеграф, телефон, радио, телевидение, телеметрия, системы связи в электронно-вычислительных машинах и искусственных самоуправляемых системах).

В основном задача заключалась в том, чтобы при помощи количественных методов выяснить возможности и условия передачи по каналу связи (в дальнейшем мы его будем называть просто каналом) в единицу времени наибольшего объема информации без существенной потери или искажения сигналов.

Для того чтобы решить эту задачу, необходимо было дать строгое определение процесса передачи информации, или, что то же самое, процесса информационной связи, охарактеризовать количественный аспект информации в свете информационной связи, найти объективный критерий, который можно было бы положить в основу меры количества информации, -передаваемой по каналу.

За исключением определений некоторых математических понятий, которые всегда являются идеализацией объективных процессов, редко удается дать одно-

63

значное определение научного понятий, отображающего то или иное явление объективного мира. Научное определение понятия связано с выделением какой-то одной особенности явления, с отвлечением от конкретного разнообразия его свойств и отношений. Даже при определении простейших физических понятий приходится сталкиваться с трудностью формальной характеристики в сочетании с необходимостью интерпретации того, что часто называется физическим смыслом уравнения.

Еще большие трудности возникают при характеристике процессов общих для живой природы, социальных явлений и мышления. К числу таких процессов относится информационная связь.

Понятие «информация» имеет значительно большее количество аспектов по сравнению с любым физическим понятием. Информация имеет аспекты: семантический (содержание или значение информации), аксиологический (ценность информации для самоуправляемой системы), семиотический (обозначение конкретной информации в определенной знаковой системе), коммуникативный (информационная связь), теоретико-отражательный (роль информации в процессах отображения), гносеологический (средство познания), физический (материальное воплощение информации), каузальный, количественный и некоторые другие.

Множество аспектов информации как объективного явления порождает множество определений информации как научного понятия. Каждое такое определение, если оно применяется в сфере своего действия, верно отображает какую-то сторону или особенность информации. Всякие попытки универсализации частного определения информации, пригодного для рассмотрения лишь одного из ее аспектов, приводят к ошибочным выводам.

64

В настоящее время существует несколько подходов к количественному анализу информации и соответственно несколько математических теорий информации (статистическая, комбинаторная, алгоритмическая). В нашу задачу не входит обзор всех этих теорий. Нас интересуют вопросы причинения в самоуправляемых системах.

Теория управления не может отвлечься, как это делает математическая теория информации, от качественной характеристики информационной связи и информационной причины выбора поведения самоуправляемой системы, от содержания информации и возможностей его обогащения при накоплении и переработке информации, от важнейшей проблемы ценности информации и ряда других ее аспектов. Теория управления требует решения ряда задач, связанных с семантическим и аксиологическим аспектами информации. Эти аспекты представляют большой интерес и при анализе информационной причинности. Следует подчеркнуть, что более или менее корректная формулировка этих задач стала возможной благодаря широкому внедрению количественных методов описания информационных процессов.

Для того чтобы приступить к рассмотрению семантического и аксиологического аспектов информации, достаточно коротко остановиться на основных принципах, которые были положены в основу статистической теории информации, широко применяемой при решении многих задач информационной связи.

Количественное определение информации требует отвлечения от многих ее других аспектов. Поэтому статистическая теория информации не принимает во внимание содержание, ценность, теоретико-познавательное значение информации'. Это обстоятельство

' См. К. Шеннон. Работы по теории информации и кибернетике. М., 1963, стр. 243 — 244, 405.

65

отчасти предопределило Достижения теории, в том числе решительный отказ от интуитивных и во много-антропоморфных представлений об информации и переход к ее количественному анализу как объективного! явления.

Для нас важно подчеркнуть, что статистическая теория информации рассматривает саму информации в процессе ее появления, передачи, хранения, накопления, переработки и использования. Информационная связь как процесс имеет важную особенность. Дело в том, что процесс информационной связи может был прерван на неопределенное время и затем снова продолжен при условии хранения информации в виде «неисчезающих отметок» и наличия впоследствии адресата, способного воспринять и использовать эту информацию. Информация по пути к адресату может быть «законсервирована», храниться некоторое время в статическом состоянии и затем снова включиться в процесс информационной связи.

Так, древнейшие наскальные рисунки спустя десятки тысяч лет снова включаются в информационный процесс, поскольку их открыли археологи и восприняли ту информацию о жизни первобытных охотников которую они несли. Письменность и книгопечатание звукозапись и видеозапись на магнитной пленке, память животных, человека и «память» электронно-вычислительных машин основаны на этом свойстве информационной связи.

Однако, несмотря на всю важность хранения ин формации в «застывшем» виде, такая операция все же не характеризует сущности самой информации и информационной связи в целом. И та и другая всегда есть процесс. Поэтому Н. Винер подчеркнул, что «информация является скорее делом процесса, чем хранения»1.

1 Н. Винер. Кибернетика и общество, стр. 128.

66

К сожалению, иногда это важное положение теории информации не принимается во внимание и в ранг так называемой потенциальной информации возводится любое разнообразие физического мира независимо от того, вовлечено оно в процесс информационной связи или нет. Между тем считать информацию существующей вне и независимо от процесса информационной связи со всеми его этапами так же неправомерно, как считать существующей силу вне процесса взаимодействия объектов, фотон вне процесса его движения, содержание вне его формы и т. д.

Основная идея статистической теории информации состоит в том, что информация возникает, производится в результате ограничения какого-то разнообразия посредством выбора из множества равновероятных различных элементов определенных элементов («сообщений»). В этом смысле производство информации есть превращение в действительность одной (или нескольких) возможности из множества других'.

До такого превращения не имеет смысла говорить о существовании какой-либо информации, в том числе «потенциальной». Если развить логику идеи о существовании в объективном мире информации как атрибута материи, то следует признать не лишенными основания претензии свифтовского профессора из лапутян-ской «Великой академии в Логадо» при помощи нехитрого механического приспособления открыть отвлеченные истины и без особого дарования создать всевозможные книги по философии, праву, математике и другим наукам.

Само по себе множество равновероятных различных элементов (разнообразие), до выбора из него определенных элементов, не является информацией,

' См. К. Шеннон. Работы по теории информации и кибернетике, стр. 244, 246.

67

так как, повторяя себя, это множество (разнообразие) не превращает неопределенность ситуации в определенность.

Так, например, остановившись на перекрестке и не зная, какое из возможных трех (или более) направлений выбрать, чтобы попасть к своему знакомому, мы вряд ли были бы благодарны встречному прохожему за его утверждение, что данное разнообразие и есть информация. Мы бы предпочли совет, следуя которому можно выбрать нужное направление, т. е. получить, произвести информацию.

Выбор того или иного элемента из множества уничтожает неопределенность, так как из множества возможностей превращает в действительность какую-то одну. Возникает новая ситуация: одна из многих возможностей превратилась в действительность, возникла информация, поскольку исчезла неопределенность.

Таким образом, ограничение разнообразия посредством выбора является тем порогом, за которым может возникнуть и возникает информация. Акт выбора превращается в акт производства информации.

Выше уже говорилось, что содержанием информации является отображение внешнего мира самоуправляемой системой. Информация вторична по отношению к отображению оригинала, поэтому она вторична и по отношению к самому оригиналу. Объективно существует четкая последовательность переходов от оригинала к информации о нем, возникающей в процессе функционирования самоуправляемой системы:

оригинал (внешний мир и сама самоуправляемая система) — отображение оригинала — информация.

Если проблема содержания и ценности информации не имеет серьезного значения для статистической теории информации, то для теории управления эта проблема имеет существенное значение, так как все

68

элементы самоуправляемой системы информационно связаны и содержание информации является побудительной причиной изменения состояний элементов системы и ее поведения в целом.

Но вернемся к метрической характеристике информации в процессе информационной связи.

Каким способом можно измерить количество информации? Вот что говорит об этом К. Шеннон. Основная идея теории информационной связи состоит в том, что с информацией можно обращаться почти так же, как и с многими физическими понятиями. Все дело в том, чтобы выбрать меру, которая показывала бы, как много информации производится за секунду ее источником, и вторую меру, определяющую пропускную способность канала при передаче информации.

При количественной характеристике какого-то множества предметов или явлений мы отвлекаемся от качественной их стороны. С чисто технической точки зрения передачи по каналу информации совершенно безразлично ее содержание. Например, телеграфная линия должна пропускать определенное количество сигналов вне зависимости от того, обозначают эти сигналы поздравление с днем рождения или соболезнование по поводу смерти. Важно то, что передаче подлежит одно из частных сообщений, выбираемых источником информации из какого-то разнообразия. Так, из разнообразия русского алфавита, состоящего из 32 букв, выбирается сперва одна буква, потом другая, третья, пока не составится слово. Из разнообразия слов русского языка источник выбирает одно за другим слова, пока не будет составлена фраза, выражающая мысль, действие и т. д.

Таким образом, информация в ее метрическом смысле должна находиться в связи с понятием выбора из множества возможных исходов. Простейшим,

69

или элементарным, может быть выбор всего из двух возможностей, каждая с вероятностью 1/2. Этот элементарный выбор, характеризующийся числом, и служит единицей измерения количества произведенной или переданной информации. Такая единица называется одним битом информации. Определяемое при помощи этой единицы количество информации имеет статистический характер '.

Мера информации, принятая в статистической теории информации, связана с формальным требованием, предъявляемым к информации. Чтобы быть информацией, она должна быть неожиданной, некоторым образом оригинальной. Эта оригинальность связана с вероятностью того или иного выбора, вероятностью превращения той или иной возможности в действительность. Если сообщение состоит из последовательности элементов, выбранных из некоторого множества, то количество информации, передаваемой этой последовательностью, совпадает с ее оригинальностью или неожиданностью 2. С точки зрения количества информации повторение одной и той же информации не изменяет ситуации. Информации не становится больше.

Следует подчеркнуть, что формальная оригинальность информации должна трактоваться только в смысле ее неожиданности, а не в смысле глубины ее содержания.

Информационная связь может быть узкоспециализированная и универсальная.

Рассмотрим понятия, при помощи которых описываются информационная связь и ее система.

Понятие информационной связи обозначает инфор-

' См. К. Шеннон. Работы по теории информации и кибернетике, стр. 243 — 244, 404 — 405.

2 См. А. Моль. Теория информации и эстетическое восприятие. М„ 1966,стр.51 — 52.

70

мационное воздействие одних элементов самоуправляемой системы на другие или одних самоуправляемых систем на другие. В некоторых случаях информационная связь является информационным опосредованным взаимодействием элементов самоуправляемой системы или самоуправляемых систем.

Информационное воздействие реализуется посредством сигналов — изменений физического, физиологического или других процессов в канале. (Для того чтобы осуществилось информационное воздействие, канал не обязательно должен быть вещественным. Он может быть и полем.) Поэтому информационное воздействие так или иначе должно иметь физическую сторону, быть некоторым образом физическим воздействием.

Сущность информационного воздействия обычно раскрывается при помощи понятия «сообщение» ', которое не следует сводить к понятию частного вида сообщения, используемого людьми в процессе передачи мыслей друг другу. В теории информации понятие «сообщение» объективировано в меру его реальности во всех процессах самоуправления.

Сообщение есть реализация функциональной общности элементов самоуправляемой системы или общности самоуправляемых систем посредством акта воспроизведения содержания информации, которой располагает элемент или самоуправляемая система (источник), в других элементах или самоуправляемых системах (адресат) при наличии у них общего канала и кода. В этом смысле сообщество элементов самоуправляемой системы, или сообщество информационно связанных самоуправляемых систем, представляет

' См. К. Шеннон. Работы по теории информации и кибернетике; С. Л. Соболев, А. И. Китов, А. А. Ляпунов. Основные черты кибернетики. — «Вопросы философии», 1955, № 4.

71

собой функциональное единство источников И адресатов, роль которых может выполнять каждый член сообщества.

Источник и адресат можно определить как семантически сопряженные единым кодом и общим каналом структуры двух материальных систем, занимающих неодинаковое положение по отношению друг к другу. Это различие в положении вызывается направленностью информационного воздействия от источника к адресату. Источник выполняет роль активного начала, производящего информацию, а адресат зависит от источника, поскольку информационное изменение адресата определяется источником.

Источник воздействует на адресат всегда физически и информационно. При этом следует подчеркнуть, что для информационного воздействия существенны не вещественный, силовой или энергетический аспекты, а представление в алфавите сигнала некоторого» свойства источника в процессах адресата, способного декодировать, воспроизвести содержание этого свойства источника и использовать его в процессе функционирования самоуправляемой системы. В данном случае свойством источника названо содержание информации, выбранной источником для сообщения адресату.

Самоуправляемые системы, поскольку они скрепляются информационной связью, можно в некотором смысле назвать информационными системами. Такие системы открыты для энергии (а некоторые и для обмена веществ), но до некоторой степени замкнуты для информации и, следовательно, постороннего управляющего воздействия '. Относительная информационная непроницаемость самоуправляемых систем имеет для них жизненно важное значение. Она накла-

1 См. У. Росс Эшби. Введение в кибернетику, стр. 17.

72

дывает свой отпечаток на характер информационной причинности.

Прежде всего информационные системы замкнуты формально — алфавитом своего кода. Предположим, что имеются разные источники информации и разные адресаты, физически связанные друг с другом одинаково, но попарно, использующие разные коды. Если тот или иной адресат может физически взаимодействовать со всеми источниками, то информационно на него могут воздействовать только те из них, которые имеют с ним общий код. Он становится действительным адресатом только для тех источников, которые он «понимает». Информация других источников ему «непонятна» и низводится до уровня простого физического процесса, в который она была воплощена.

Так, все люди пользуются звуковым каналом для обмена информацией при помощи языка. Каждый человек может физически воздействовать на любого другого человека своим голосом. Но передать информацию другому человеку он может только в том случае, если они оба располагают единым кодом, т. е. понимают язык, на котором говорит каждый из них (в данном случае идет речь о более или менее богатой по содержанию информации, а не такой, которую можно передать оттенком звука: радость, испуг и т. п.).

Космическая лаборатория связана с наземной станцией управления радиоканалом на основе единого кода. Антенна лаборатории принимает множество электромагнитных колебаний, значительно более мощных, чем сигнал наземной станции. Но последний она пропускает в свою информационную внутреннюю связь как сигнал управления, поскольку декодирует его, «узнает» в нем представителя своего источника управленческой информации. По-другому закодированные сигналы она не воспримет и слушаться их не будет. Если бы космическая лаборатория не была в фор-

73

мальном отношении информационно замкнутой, то она превратилась бы в простое орудие случая и не смогла бы функционировать как часть самоуправляемой системы, предназначенной для исследования космического пространства.

Информационные системы замкнуты не только формально. Они информационно замкнуты и по отношению определенного содержания информации. Не всякая информация по своему содержанию представляет для адресата ценность. Поэтому не всегда она воспринимается. Одна и та же информация может иметь и имеет различную ценность для различных самоуправляемых систем или для одной и той же системы в разное время и при различном ее состоянии.

Так, для человека, прогуливающегося с собакой, ценна информация, которую он получает от вывешенной в витрине газеты. Являясь адресатом, связанным с источником в рамках социальной системы, он узнает об основных событиях в жизни общества. Для его собаки газета — это остро пахнущий типографской краской предмет, несущий сигнал о досадной остановке и никакой особой ценности не имеющий.

Запах пищи побуждает голодное животное к активным действиям. Сытое же животное «непроницаемо» для пищевых раздражителей.

В детском возрасте обязательное чтение некоторых произведений классиков воспринимается как скучное и бесполезное занятие. В зрелом возрасте эти же произведения потрясают читателя своей глубиной и тонкостью психологических наблюдений (к сожалению, школьные программы не всегда учитывают информационную замкнутость юных читателей в отношении содержания информации, которая им недоступна по возрасту и отсутствию жизненного опыта).

И наконец, звуки любимой симфонии в концертном зале доставляют нам эстетическое наслаждение. Эти

74

же звуки, воспроизведенные репродуктором среди шума базарной площади, вызовут обиду и раздражение своей неуместностью.

Информационная замкнутость в некоторых случаях может превратиться в информационную несовместимость. Возможно, что биологическая несовместимость некоторым образом связана с информационной несовместимостью особей одного вида.

Что касается человека как социального существа и социальных систем, то они не могут быть полностью информационно замкнуты по той причине, что познающая сама себя материя производит информацию, содержанием которой являются познанные законы природы, общие для всех объектов материального мира, в том числе и живых самоуправляемых систем. В процессе познания и преобразования мира человек может понять сущность жизни, войти в круг «интересов» всех живых систем, разгадать код их информационной связи, в том числе и генетической.

Формальная, или кодовая, информационная замкнутость самоуправляемых систем сравнительно легко может быть проанализирована количественными методами. Этого нельзя сказать об информационной замкнутости самоуправляемой системы в отношении содержания информации. Проблема измерения ценности информации значительно сложнее проблемы измерения количества информации.

Один из возможных критериев измерения ценности информации был предложен А. А. Харкевичем. Он ставит ценность информации в зависимость от того, способствует ли она достижению поставленной цели или нет. С этой точки зрения одна и та же информация может иметь различную ценность в зависимости от использования ее для достижения различных целей. В случае если цель точно определена, ценность информации может быть выражена через приращение веро-

75

ятности достижения цели, т. е. разности между вероятностью достижения цели после получения информации и вероятностью до ее получения '.

Применение этого критерия связано с большими трудностями. Наибольший интерес представляет возможность предсказания ценности информации, которую получит конкретная самоуправляемая система. Если мы имеем дело с существующей независимо от нас самоуправляемой системой, то нам очень трудно дать точное определение цели, которой будет руководствоваться эта система в будущем. Мы не знаем законов изменения этой цели в зависимости от изменения внешней ситуации и изменения состояния самой системы, мы также не знаем количества целей и их иерархии.

Заранее трудно или невозможно сказать во всех случаях, будет ли содержание данной информации способствовать достижению цели или мешать ему. Особенно это касается ситуаций, приближенно описываемых теорией игр, когда взаимодействуют две информационные системы, находящиеся в состоянии антагонизма по отношению друг к другу. История военного дела изобилует примерами обмана противника, когда истинные цели маскируются от него демонстрацией наступления или отступления, в то время когда главный удар собираются нанести в другом направлении. Если такая демонстрация воспринимается противником как действительное решение, то в конце концов полученная информация способствует срыву его собственных заранее запланированных операций.

Помимо трудностей формулировки цели и предсказания результатов конкретной информации возникают трудности исчисления приращения вероятности дости-

' См. А. А. Харкевич. О ценности информации. — «Проблемы кибернетики», вып. 4 М., 1960.

76

жения цели в зависимости от содержания полученной информации. В большинстве случаев категории «содержание» и «ценность» выступают как качественные, а не количественные определенности. Как их вовлечь в операции количественного анализа?

Если при подсчете количества информации мы модем полностью отвлечься от ее содержания, то при исчислении ценности информации ее содержание играет решающую роль. Разнообразие же содержания информации, поступающей в высокоорганизованную самоуправляемую систему, практически неисчерпаемо. Между тем каждое конкретное содержание требует специфических критериев и приемов количественной оценки.

Есть еще одно обстоятельство, которое мешает использовать упомянутый критерий определения ценности информации. Речь идет об обогащении содержания информации при ее переработке самоуправляемой системой.

Количество полученной от других источников и произведенной из отображений информации силами самой самоуправляемой системы не может быть увеличено какими-либо действиями внутри системы '. Однако процедура накопления и переработки информации в высокоорганизованных самоуправляемых системах может привести и приводит к обогащению содержания информации. Это обогащение производится в результате сравнения накопленной и вновь поступившей информации, ее обобщения. Если в отдельности поступающая информация выражает моменты какого-то процесса, сравнение значения (содержания) этой информации выявляет тенденцию изменения процесса и некоторые другие характеристики. Все эти процеду-

' См. Н. Винер. Кибернетика или управление и связь в животном и машине, стр. 87.

77

ры приводят к результатам, которые не содержались непосредственно в поступавшей информации.

Ни статистическая, ни какая-нибудь другая математическая теория информации пока не располагают Средствами для количественного анализа обогащения содержания информации в процессе ее накопления и переработки. Между тем обогащение содержания информации при информационной связи и в процессах самоуправления имеет' важное, если не решающее значение для функционирования и саморазвития самоуправляемых систем.

Каждый выбор самоуправляемой системой своего поведения, каждое решение той или иной задачи по приспособлению системы к новым условиям, каждое опережающее отображение' системой возможных ситуаций в будущем в той или иной степени является обогащением содержания информации, которой располагает система в данный момент времени. Как измерить изменение содержания информации при ее переработке, как вообще измерить качество и ценность информации, поступающей в самоуправляемую систему? Этот вопрос требует специального исследования средствами современных логики, математики, теории отражения, теории информации в широком смысле и теории управления.

В этой связи представляет большой интерес предложение И. А. Полетаева считать критерием качества (содержательности) информации величину и скорость накопления в системе негэнтропии (энергетической) в результате использования этой информации для управления системой. При этом мера ценности сообщения выступает в виде разности порций негэнтропии системы до и после получения сообщения. Исходя из этого

' См. П. К. Анохин. Опережающее отражение действительности. — «Вопросы философии», 1962, № 7.

78

критерия, И. А. Полетаев считает адаптивным любое изменение управления системой или изменение ее структуры, приводящее к увеличению накопления системой негэнтропии '.

По-видимому, наиболее ценной для самоуправляемой системы будет инфориацвя, содержание которой наиболее адекватно существенным для системы внешним условиям и ее собственным процессам функционирования. Та информация, которая увеличивает выживаемость системы, будет для нее ценной. Опасной для системы становится необъективная, или неадекватная, информация.

Степень адекватности или истинности информация определяется не только условиями процесса отображения и соответствием отображения оригиналу, но и характером операции ограничения разнообразия отображения, т. е. производства информации. Все «искусство» производства информации заключается в акте выбора самоуправляемой системой из разнообразия отображения таких элементов, которые имеют существенное значение для функционирования системы и ее выживаемости.

Ограничение разнообразия отображения может происходить на всех уровнях самоуправления, начиная от производства информации и кончая ее переработкой и передачей исполнительным элементам, иначе говоря, на всем пути информации от рецепторов к управляющим элементам и от них к исполнительным. Если все эти операции выбора, просеивания, переработки информации способствуют выделению наиболее существенной для выживания системы информации, то активная деятельность самоуправляемой системы по производству информации повышает ее адекватность

' См. И. А. Полетаев. К определению понятия «информация», — «Исследования по кибернетике». М., 1970.

79

и ценность. Если же в результате активной деятельности системы отсекается наиболее существенная по содержанию информация и оставляется второстепенная то система рискует выродиться из-за снижения адекватности информации,, ее обесценения. Естественно что при обесценении информации внутри системы последняя теряет жизнеспособность. Такой процесс может происходить при старении самоуправляемой системы.

Структура отображения воспроизводит с некоторыми ограничениями и на другой почве структуру оригинала. Операция ограничения разнообразия отображения — производство информации — есть второе ограничение разнообразия оригинала и по существу является процессом наложения дважды ограниченного разнообразия структуры оригинала на структуру процесса в канале по правилам кода, общего для источника и адресата. При этом пространственная структура оригинала может быть преобразована в ей соответствующую временную структуру процесса в канале, как это происходит при передаче информации по нервному волокну или в телевидении.

Информационная связь позволяет при незначительных затратах энергии и при использовании не очень сложных процессов воспроизводить с некоторыми ограничениями структуры объектов в другом месте и в заданное время, поскольку информация может храниться в течение какого-то времени.

Информационная связь и информационное воздействие элементов самоуправляемой системы и самоуправляемых систем приводят к ряду физических событий, выражающихся в изменении поведения самоуправляемой системы. В этих случаях действуют информационные причины.

Перенос и наложение структуры в процессе информационной связи и особенности информационного воз-

80

действия определяют специфику информационного причинения. Выше уже отмечалось, что существуют причины-системы. Причины-системы, или системные причины, как и всякая другая система, имеют в своем составе закономерно связанные элементы, которые не являются простыми слагаемыми или частями, а имеют значение только в рамках целостности системы.

В противоположность составной причине, которую можно разложить на ее составляющие так, что каждая составляющая в отдельности будет действовать одинаково со своим действием в рамках совокупности, разложение системной причины на элементы приведет к исчезновению производящих свойств некоторых элементов и уменьшению этих свойств у других элементов. Каждый элемент системной причины участвует в причинении только в структурной связи с другими элементами.

Самая простая информационная причина является системой, состоящей из двух элементов, двух действующих или производящих начал. Информация имеет двойственную природу. С одной стороны, информация всегда существует в материальном воплощении какого-то процесса, безразличного ее содержанию. С другой стороны, содержанием информации является структура как таковая, представляющая структуру оригинала, сведения о котором она несет. Как объективное явление информация есть наложение структуры оригинала на структуру процесса в информационной системе. В соответствии с двойственной природой информации информационная причина также противоречива и двойственна: она образуется физическим и структурным производящими началами.

Под воздействием поступающей информации адресат изменяет свое физическое состояние двумя способами: непосредственно и опосредованно. Физическое состояние адресата под воздействием информации из-

81

меняется непосредственно в той мере, в какой информационное воздействие является непосредственным физическим воздействием сигнала в канале. Физическое состояние адресата изменяется опосредованно постольку, поскольку структура информации изменяет структуру процесса адресата.

Непосредственное физическое изменение адресата под воздействием физического производящего начала информации тем больше, чем больше получено адресатом информации от источника. Учитывая, что передача одного бита информации может быть осуществлена при затрате ничтожного количества работы (порядка 10~14 — 10~16 эргов), непосредственное физическое изменение адресата даже при получении им большого количества информации не будет существенным. При всех случаях производящее действие физической стороны информационной причины не может вызвать такого физического следствия, которое вызывает информационная причина в целом.

Одинаковое (в разумных пределах точности измерения) непосредственное физическое изменение адресата может быть вызвано различной по содержанию информацией. Так, например, изменение физического состояния рулона магнитной пленки после записи научного доклада будет незначительным и практически мало отличающимся от физического состояния той же пленки после записи детских стишков, чириканья воробья или монотонного шума дождя. Примерно одинаковым будет непосредственное физическое воздействие на слуховой аппарат разных людей при воспроизведении записанных звуков. Зато прослушивание этих пленок в научной аудитории и в детском саду вызовет значительное по масштабам и разное опосредованное физическое изменение адресата.

Очевидно, что главный эффект, вызываемый информационной причиной — изменение поведения са-

82

моуправляемой системы, формируется не ее физическим производящим началом. Для процессов самоуправления существенно информационное изменение адресата после получения информации, приводящее в конце концов к существенным физическим изменениям.

Информационное изменение адресата зависит от количества полученной им информации. Но увеличение количества полученной информации — это не главное в информационном изменении, так как может быть получено большое количество несущественной для самоуправляемой системы информации, которая не вызовет значительных перемен в ее поведении, и, наоборот, может быть получен всего один бит информации, но такой, которая приведет к существенному изменению в функционировании самоуправляемой системы.

Действие информационной причины не завершается одним только информационным изменением адресата, а приводит к физическим событиям. Опосредованное физическое изменение адресата, превосходящее по масштабам его непосредственное физическое изменение после получения информации, вызывается структурным производящим началом информационной причины. Последнее производит значительное физическое изменение адресата путем приведения в действие механизма запускающего или модулирующего взаимодействия.

Поясним сказанное примерами.

Предположим, имеется автоматическая линия по производству какой-нибудь детали. Эта автоматическая линия работает по программе, записанной на магнитную пленку. Для того чтобы изготовить деталь, все станки, приспособления, транспортные устройства должны совершать в определенной последовательности различные движения, затрачивая на это много энергии. Все эти операции и их последовательность

83

записываются на пленку в виде сигналов, которые могут быть «поняты» считывающим устройством системы управления линией. При этом порядок сигналов (структура будущего процесса, наложенная на структуру магнитной пленки). может «проникнуть» в автоматическую линию путем некоторого чисто физического процесса — посредством протягивания ленты через магнитную головку управляющего устройства. Только тогда лента начнет физически воздействовать на линию в определенном отношении источника и адресата. Такое воздействие — условие начала информационной связи и действия информационной причины.

Само по себе наведение очень слабых переменных токов в магнитной головке, т. е. непосредственное физическое действие информационной причины, конечно, не может вызвать эффекта работы линии. Зато опосредованное физическое воздействие путем наложения структуры, несомой информацией, на структуру физических процессов в линии будет очень значительным и приведет в движение линию в соответствии с содержанием введенной в нее информации.

Порядок чередования сигналов (структура сообщения) будет воспроизводиться в порядке движения частей автоматической линии благодаря электронным, гидравлическим и механическим усилителям, различным реле и другим приспособлениям, а также расходованию запасов энергии, которыми располагает линия.

Живые самоуправляемые системы значительно более совершенны, чем любая построенная до настоящего времени автоматическая система. Живые организмы способны к воспроизведению себе подобных и могут сами производить информацию, необходимую для самоуправления, используя отображение внешнего мира специализированными органами. И если тигр

84

Совершает прыжок, чтобы схватить увиденную им лань, то для нас очевидно, что перемещение тяжелого тела тигра на несколько метров вызвано не давлением света, отраженного от тела лани и попавшего на сетчатку глаз хищника, а чем-то другим, что содержалось в структуре отраженного света, — информацией о пище. Эта информация (структура) изменила структуру текущего процесса функционирования организма тигра, вызвала его активное действие за счет внутренних запасов энергии.

И в этом, как и во всех случаях процесса самоуправления, главным производящим началом информационной причины явилось не непосредственное физическое воздействие сигнала, а несомая сигналом структура, которая внедрилась в структуру процесса функционирования самоуправляемой системы и изменила ее характер.

Фундаментальное значение информационных причин в развитии жизни особенно ярко проявляется при самовоспроизведении живых организмов на основе генетической информации и матричного синтеза белков.

В общественных явлениях информационная причина также выступает в виде системы физического и структурного производящих начал, поскольку информационная связь всегда и везде осуществляется при помощи физического процесса.

Итак, последовательность, закон изменения или структура изменения процесса в канале и адресате выступают как производящее начало подобной последовательности, закона или структуры изменения сильного взаимодействия исполнительных элементов, т. е. структуры действий, посредством которых осуществляется поведение самоуправляемой системы.

Поэтому информационную причину можно было бы охарактеризовать как причину управляющую. Ее основное производящее начало проявляется в изменении

85

физической структур процесса функционирования, самоуправляемой системы, а не в переносе вещества и энергии, хотя без такого переноса не может быть и самого информационного причинения.

Действие информационных причин заключается в том, что они как бы «отклоняют» несколько «в сторож ну» процесс физического причинения. После такого «отклонения» следствие какой-то физической причины:

в некоторых пределах соответствует как своей непосредственной физической причине, так и структурному производящему началу информационной причины.

Физическое производящее начало присуще всем видам причин без какого-либо исключения. Но не при всяком причинении оно является единственным содержанием отношения причины и следствия.

Кибернетика открыла законы мира самоуправляемых систем и процессов самоуправления. В этом мире вместе с чисто физическими причинами действуют причины-системы, своеобразные нераздельности различных производящих начал.

Если отношение информации и сигнала можно сравнить с отношением всадника (содержание информации) и лошади (физический процесс в канале), которую этот всадник может заменить на другую, то информационную причину следует уже сравнивать с мифическим существом — с человеко-лошадью, или кентавром. Как человеческая голова кентавра ничего не может совершить из задуманного без своего лошадиного тела, так и структурное производящее начало информационной причины не может существовать и производить следствие без физического производящего начала. Как лошадиное тело обезглавленного кентавра превращается в груду костей и мяса, так и физическое производящее начало информационной причины, лишенное структурного производящего начала, низводится до ничтожного по масштабам физическо-

86

го явления, не способного произвести то физическое следствие, которое смогла бы произвести информационная причина как целостная система.

Подобно простой физической причине информационная причина действует при определенных физических условиях. Но кроме чисто физических условий своего действия информационная причина должна встретить набор дополнительных условий, чтобы превратиться в информационную действующую причину.

Речь идет о том, что информационная причина должна информационно сопрягаться с самоуправляемой системой или сообществом самоуправляемых систем. Поскольку самоуправляемые системы информационно относительно замкнуты, они избирательны к информации по коду и содержанию. Поэтому у каждой самоуправляемой системы или сообщества самоуправляемых систем имеются свои специфические информационные причины, которые являются причинами только в пределах этих систем и перестают быть информационными причинами для качественно иных самоуправляемых систем, если между первыми и вторыми системами не преодолен информационный барьер. В отличие от физических причин конкретные информационные причины индивидуализированы спецификой данной самоуправляемой системы или сообщества самоуправляемых систем.

Информационные причины могут быть внешними, если информация поступает в самоуправляемую систему от другой самоуправляемой системы, и внутренними, если информация обогащается или производится самой самоуправляемой системой. К числу внутренних информационных причин относятся все внутренние цели самоуправляемой системы в их иерархии, которые могут быть только материальными, или продуктом сознания, если самоуправляемой системой является человек и социальная система,