Заметки об общей теории эволюции систем
Повторим: современная наука рассматривает информацию как физическое понятие, применимое к произвольным системам. В этом смысле важно широко используемое в кибернетике и синергетике определение, которое сформулировал в 1964 г. Генри Кастлер (на основе идеи Норберта Винера): «Информация есть случайный и запомненный выбор одного варианта из нескольких возможных и равноправных». Применив эту формулировку к самой себе, заметим, что она информации не содержит, ведь ни одного случайного слова в ней нет. Винер имел в виду получателей, для которых сообщение информативно лишь в том случае, если они не знают его содержания заранее, и оно случайно ДЛЯ НИХ. Но формулировка Кастлера позволяет взглянуть шире: новая информация вообще без участия случая была бы тавтологией, повторением или следствием из уже существующей. Чернавский пишет: «Случайный выбор соответствует генерации (то есть спонтанному возникновению) информации». Но, указывает он,помимо генерации, существует и рецепция – получение извне старой, известной ранее информации [там же, с.17].
Однако, если определение Кастлера онтологично – генерация информации не зависит от сознания, то рецепция – это акт познания, то есть относится к гносеологии. Философы не зря предостерегают от смешивания онтологии с гносеологией. Предложенное деление информации на две категории приводит Чернавского к следующему рассуждению: «Принято думать, что, изучая природу, мы рецептируем безусловную, вполне объективную информацию. Это действительно так, если речь идёт об экспериментальных качественных результатах… Научное творчество в области естественных наук содержит два необходимых элемента: рецепцию безусловной информации от природы и генерацию условной (теоретической) информации» [там же, с.28]. Но случайный результат научной работы, даже теоретической, не имеет никакой ценности. Ведь столь же случайно можно прийти и к другому выводу. Более того, случайными не являются знания о мире, полученные из любого, хотя бы и обыденного опыта – они либо верны (т.е. не случайны), либо бесполезны, а то и опасны.
Но Чернавский в приведённой цитате "проговаривается", упоминая об условной и безусловной информации. Эти понятия связаны с источником, а не с получателем сведений, и потому лучше, чем рецепция, могут дополнить случайный выбор Кастлера. Безусловное основано на фундаментальных законах мироздания, а условное зависит от частных условий, которые сами по себе случайны. В то же время условная информация чаще всего имеет и фундаментальную составляющую – ведь на любое материальное тело действует гравитация, а вещество состоит из атомов и молекул, "склеенных" сильным и электромагнитным взаимодействиями. Фундаментальные силы пронизывают всю нашу жизнь и ограничивают вариативность всех физических процессов. Чисто безусловную и чисто случайную информацию можно рассматривать как предельные случаи условной – бо’льшая часть информации в природе лежит между этими полюсами. Случайная составляющая придаёт условной информации новизну, а безусловная ограничивает её вариации.
А что происходит после возникновения информации? Кастлер говорит: выбор должен быть "запомнен" (сохранён). Чернавский педантично дополняет: но может быть и забыт. Если говорить о сознании, то запомненное пополняет тезаурус (систему знаний). В общем смысле сохранение информации приводит к формированию, усложнению, либо восстановлению структуры системы (элементов и связей между ними). Именно информация, при наличии энергии, позволяет сложным системам сохранять неравновесность. Информация определяет связи и ограничения, замедляющие рост энтропии, формирующие резервуар, который можно заполнить энергией.
После сохранения информация становится доступной для рецепции и может многократно копироваться или отражаться. Отражения могут восприниматься как низшими, так и высшими системами. Например, изменения химического состава пищи воздействуют (отражаются) как на движении электронов, так и на здоровье её потребителя. Системы, получившие информацию, вновь могут запомнить или забыть её.
Запоминается лишь небольшая часть информации. Всё, что не фиксируется, Чернавский называет микроинформацией. Этот термин, указывает он на стр. 33, соответствует "связанной" (с энтропией) информации Л. Бриллюэна.
В квантовой теории информации предполагается, что каждая элементарная частица несёт в себе информацию [Ллойд, 2013, с.18]. Но Чернавский пишет: «На физическом языке "запомнить", то есть зафиксировать информацию, означает привести систему в определённое устойчивое состояние. Ясно, что таких состояний должно быть не меньше двух» [Чернавский, 2016, с.29]. Отсюда делается вывод, что элементарные частицы и атомы, не имея таких пар состояний, запоминать не могут, это способность более сложных систем.
Однако любой более или менее устойчивый объект, имеет (запоминаемое) состояние "бытия" и ещё более устойчивое состояние "небытия". Уже электрон может быть в свободном или связанном в атоме состоянии. Другая, более сложная система может запомнить о микрочастице больше информации – но разве важно, где произошло запоминание? Это характерно и для макрообъектов. Ребёнок до двух-трёх лет не запоминает почти никаких событий своей жизни сверх того, что нужно ему сейчас. Родители помнят о нём гораздо больше, чем он сам.
Поэтому термин "микроинформация", подразумевающий нефиксируемый выбор в микромире, логичнее заменить более общим. Предложим говорить о "потенциальной информации". Такой термин можно применять к любому уровню строения материи, он отражает возможность использования, фиксации некоторых (из множества) случайностей в дальнейшем.
Количество потенциальной ("связанной" по Бриллюэну) информации системы соотносится ("связано") с её энтропией. Близок к потенциальной информации и используемый в теории систем термин "синтаксическая". Это более конкретная величина, позволяющая легко вычислить объём информации в системе с заданным алфавитом (синтаксисом). Например, объём синтаксической информации в запоминающем устройстве равен его ёмкости вне зависимости от заполнения.
В следующей заметке рассмотрим, что происходит после фиксации информации. Здесь отметим, что фиксация осуществляется на некоторый носитель. Если копирование его не портит и не искажает информацию, оно может повторяться неограниченно. Это тривиальное для "идеального" свойство играет важную роль в эволюции, обеспечивая её устойчивость.
(ред.17.02.2023)
Другие заметки об общей теории эволюции систем:
Введение в общую теорию эволюции систем(http://proza.ru/2020/06/16/1776)
Эволюция и энтропия. «Тепловая смерть» Вселенной (http://proza.ru/2020/06/16/1790)
Э.Шрёдингер и эволюция, С. Хайтун и беспорядок (http://proza.ru/2020/06/17/11)
Что такое информация? Взгляд эволюциониста (эта заметка)
Ценность информации. Целеполагание произвольной системы (http://proza.ru/2020/06/17/36)
Что такое сложность? Взгляд эволюциониста(http://proza.ru/2020/06/17/47)
Зачем зажигают звёзды или Энергетика связей (http://proza.ru/2024/04/26/1135)
Пассивные связи: скелет, границы, сети... (эта заметка)
Активные связи. Кооперация и конкуренция (http://proza.ru/2020/06/17/54)
Из чего состоит и куда идёт эволюция?(http://proza.ru/2020/07/23/700)
Общая теория эволюции систем. Некоторые итоги (http://proza.ru/2020/06/17/73)
Литература:
Ллойд, С., 2013, «Программируя Вселенную. Квантовый компьютер и будущее науки», М.: Альпина нонфикшн.
Чернавский, Д.С., 2016, «Синергетика и информация: Динамическая теория информации» Изд. 5-ое, М., ООО "Леннанд".