Электронная библиотека
Библиотека .орг.уа
Поиск по сайту
Философия
   Книги по философии
      Лийв Э.Х.. Инфодинимика: Обобщенная энтропия и негэнтропия -
Страницы: - 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - 9  - 10  - 11  - 12  - 13  - 14  - 15  - 16  -
17  - 18  - 19  - 20  - 21  - 22  - 23  -
а поверхности тв„рдых тел или аб-сорбция его в жидкость. Молекулы газа теряют при дви-жении часть степеней свободы, уменьшается их ОЭ, повы-шается ОНГ. Следовательно переда„тся информация от элемента тв„рдого тела или жидкости к молекулам газа. Выделяется теп- лота (ОЭ), которая переда„тся тв„рдому телу или жидкости. 4. Элементами являются солнце и планеты. Солнце посылает информацию планетам, ОНГ которых повышается. Планеты облучают в мировое прост- ранство пониженную долю ОНГ. В общем ОЭ системы cолнце-планеты-мировое прост-ранство увеличивается. Примеры элементарных неживых инфосистем типа О.Ланге следующие: 1. Люминофоры. Входная информация поступает в виде света, рентгеновс- ких лучей, g-лучей, катодных лучей, быст-рых протонов, a-частиц и др. Люминофоры обрабатывают информацию в свет разного спектрального состава. 2. Лазерустановка. Вещество в лазере (кристалл, атомы или молекулы в газу) приводится (светом, электрическим зарядом, химической реакцией) в сильно возбужд„нное состо-яние - в н„м созда„тся большой запас ОНГ. Ког- да степень возбуждения превысит критический предел при наличии резо-на- тора (ОНГ) возникает высокоорганизованное вынужденное излучение, в кото- ром атомы излучают фотоны в строго сог-ласованные моменты времени и в точно определ„нных частоте и направлении. Благодаря особой структуре (ОНГ) лазера информация (лучь света) выходит с него намного более вы-со- кого качества. 3. Электронные усилители служат для переработки (усиления) сигналов. Такие же примеры можно привести из живой природы. В качестве элемен- тарной системы типа Эшби можно рас-сматривать два элемента (ОНГ) отец и сын. Между ними существует информационная связь, в т.ч. наследственная в виде переданных генов. Такого типа связь существует и меж-ду животным и его жертвой во время охоты за ней. Эле-ментарной системой типа Ланге яв- ляется, например, один нейрон в мозгу. Такой же инфосистемой можно расс- мат-ривать безусловные рефлексы в живом организме. ИНФОСИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА И ОБЩЕСТВА Инфосистемы человека, тем более общества отличаются исключительно большой сложностью. По вопросам инфо-обмена в системах человека и об- щества конечно, опубли-ковано огромное количество исследований, но неяс- ным остались взаимоотношения между информацией и ОНГ. Здесь обсуждается некоторые новые философские, но су-щественные аспекты проблемы. Инфосис- темы человека или общества состоят из структурных (инфобаза, ОНГ) и функ-циональных (инфообмен, инфообработка) свойств. Такое разделение в известной мере является условным, так как структура и функции сильно за- висят друг от друга. Однако, методически легче обсуждать вопросы струк- туры и ОНГ в настоящей главе и вопросы функции и инфообмена в следующих (в 7ом и 8ом) главах. Мозг человека представляет собой конгломерат из более, чем в 1010 клеток, человек сам - из более чем 1015 клеток, вс„ человечество - из более чем в 1025 клеток. К этому добавляются структуры живого мира и созданных инфосистем. Каждая клетка сама содержит инфосистему, которая получает из внешней среды информацию, обраба-тывает его и соответственно реагирует на сигналы. Клетки организованы в функциональные ткани, те в свою очередь - в органы, органы - в целостные организмы. Таким образом, человек содержит сложный комплекс из иерархически орга-низованных переп- летений инфоструктур. В каждой клетке можно отдельно рассматривать е„ инфоструктуру, память и ОНГ. Детальное исследование до сих пор затрудня- лось из-за отсутствия методов определения ОНГ. Представляют интерес об- щие принципы построения таких сложных инфосистем. Поскольку человек представляет наивысшую ступень разви-тия материи, то принципы построения его инфосистемы должны быть наиболее эффективным примером для орга-низа- ции остальной природы, особенно для искусственно соз-данных человеком инфосистем. Основные принципы органи-зации ИС человека следующие: 1. Каждая из 1015 клеток в человеке обладает своей связанной информа- цией - ОНГ, на основе которой осу-ществляется управление и функциониро- вание клетки в любой момент е„ существования. ОНГ находится в клетке в разных уровнях: наследственная информация в ядре, программы раз-вития - в генах, в химических структурах клетки, облада-ющих строго определ„нны- ми функциями, в виде электри-ческих потенциалов между мембранами клетки и др. 2. Каждая клетка специализирована для выполнения конкретных задач в рамках общих задач организма человека. Это значит, что цель и целевые критерии каждой клетки разные. Эти критерии частично установлены генети- ческим кодом в ядре клетки и возникли в ходе эволюции человека, в рамках борьбы за существование. Часть критериев усовер-шенствовалась в ходе функционирования клетки в рамке действия организма в целом. В общем "це- ли" клетки, е„ система управления, определяются целями более высокой в иерархической лестнице системой. 3. Каждая из этих 1015 клеток в пределах своего уровня связанной ин- формации - ОНГ, автономна. Это значит, что для каждой клетки установлены свои пределы свободного функционирования, где система управления может справится с разнообразием и с ОЭ. Соответственно с этим клетка имеет по- исковое поле, в пределах которого она имеет достаточно ОНГ, чтобы при- нять оптимальные "реше-ния" для реагирования. Таким образом, клетка име- ет воз-можность ("право") в рамках своей "компетентности" сделать самос- тоятельный выбор. В таких же пределах клетка имеет возможность усовер- шенствовать свою систему регулирования, адаптации или выбора оптимальных вариантов действия, т.е. имеет свободу выбора. 4. Каждая клетка имеет механизм, как получить и оценить вероятностную информацию. Это выражается в том, что на каждое раздражение имеется в клетке пороги воз-буждения и ответной реакции. Следовательно клетка спо- соб-на избирательно действовать на случайно распредел„нное действие раздражителя (фактора). Кроме того, клетка реаги-рует избирательно на такой статистический показатель, как частота внешнего действия. Ч„ткость и долговечность памяти находятся от этого в прямой зависимости. Таким образом, клетки не только реагируют на внешние воздействия, но способны оценить их существенность и вероятностные харак-теристики их проявления. 5. Клетки, кроме нервных, имеют ограниченный срок жизни в организме человека, от нескольких суток до не-скольких лет. Вещество и энергия клетки вс„ время обнов-ляются. Непостоянна также получаемая из окружаю- щей среды информация. Самым устойчивым является в клетке ОНГ, которая переда„тся новым клеткам по наследству. Это под-тверждает решающую роль ОНГ, которая борется в клетке с тенденцией роста ОЭ. 6. ОНГ на клеточном уровне далеко не является достаточной в организ- ме. ОНГ находится в системах всех иерархических уровней. Отдельные сис- темы образуются в конгломератах или накоплениях клеток одного назначения или совместного действия. Клетки образуют более или менее однородные группы, группы образуют ткани, органы, и из них целостного человека. На всех уровнях иерархии имеются свои дополнительные инфосистемы и ОНГ. Их функцио-нирование обеспечивается дополнительными инфоканалами прямой и обратной связи. Соответственно на всех уровнях имеются свои инфохранящие и - перерабатывающие меха-низмы и клетки. Как правило, чем выше система в иерархии, тем более обобщ„нную ОНГ он содержит (дополнительно к ОНГ элементов - клеток). 7. Ни одна клетка из более, чем в 1015 клеток в организме человека не обладает полной свободой действия. Свободу выбора они имеют только огра- ниченно, в пределах своей ОНГ. Эти пределы ограничены способностью сис- темы управлять и контролировать работой клетки и законом не-обходимого разнообразия Эшби. Как обеспечивается то, что клетки не выходят своими действиями за установленные пределы? Для этого существуют механизмы контроля выше-стоящих органов, их системы управления и обеспечения, ко- торые стремяться сохранять для клетки управляемые в инте-ресах всего ор- ганизма условия деятельности. Если выше-стоящие органы не могут обеспе- чить клетке необходимые условия в пределах автономного управления, тогда наблю-дается резкое нарушение е„ фунционирования или гибель. Характерным признаком нарушения системы управления клетки являются злокачественные опухоли (рак), которые связаны с неконтролируемым развитием и размноже- нием е„. Так как инфосистема человека является высшей сту-пенью развития сис- тем, хотя бы на земле, то опыт е„ изучения стоит распространения и для организации инфо-систем других объектов, в частности в обществе. Это не значит, что можно механически перенести модели одного объекта на другую более сложную систему. Однако, наиболее общие закономерности, в том чис- ле по инфосистемам, действуют для любых систем в универсуме. Поэтому об- щие принципы инфодиалектики действуют как для человека, так и в общест- ве. Для общества исходным элементом системы яв-ляется уже не клетка, а сам человек. Люди объединяются в обществе в огромное количество полити- ческих, экономи-ческих, научных, общественных и др. организаций - сис- тем. ОНГ инфосистемы всего общества состоит из суммы ОНГ всех людей и ОНГ всех официальных и неофициальных организации, систем на всех уровнях и из ОНГ их взаи-модействий. К этому множеству систем принадлежат и созданные человеком, техникой и наукой новые инфосистемы. ОНГ со-держится во всех, даже в самых прос- тых технических при-борах и машинах. Намного больше связанную информацию - ОНГ содержат созданные инфотехнологией специальные приборы, которые в виде программ уже имеют ОНГ в виде инструкции для переработки информа- ции. Отдельную тему составляет описание технологии развития запоминающих уст-ройств и памяти (ЗУ). От неэлектрической записи инфор-мации к ЗУ ре- лейного типа, дальше к ЗУ с движущимися и неподвижными магнитными эле- ментами. Дальнейшее раз-витие привело к электроннолучевым трубкам, маг- нитным лен-там и дискам. Плотность записи на дисках достигает не-сколько десятков тысяч бит. на 1 мм2. Для хранения огром-ных е„ количеств необ- ходимо все меньше "вещества", вс„ больше станет увеличение информацион- ной „мкости. Огромным шагом вперед в деле усовершенствования инфобазы в компьюте- рах являются т.н. экспертные системы. Их преимуществом является возмож- ность введения в компьютер неформализованных данных и "знаний". Главным средством решения задач программами - "экспертами" яв-ляется не пол- ностью формализованное рассуждение, про-водимое на основе совокупности знаний, тщательно собран-ных у экспертов-людей. Знания закодированы в виде мно-жества основанных на опыте правил типа "если . . . то . . ." (эвристики). Такие правила ограничивают поле поиска ре-шения, помогают находить наиболее вероятные пути дости-жения цели. Существенно то, что компьютеры могут для переработки использовать не только цифровые данные и математические формулы, но и вероятностные харак-теристики и неформа- лизованные (эвристические) знания. Инфобазы отдельных компьютеров ис- пользуются более эф-фективно, если компьютеры соединены в одну сеть - сеть ЭВМ. Подобные сети могут быть локальными, обслужи-вающие отдельные фирмы или небольшого района, регио-нальными или более обширными - нацио- нальными или глобальными, общемировыми (ИНТЕРНЕТ). На основе „м-ких электронных хранилищ информации формируются мощ-ные и чрезвычайно опера- тивные системы обработки и рас-пределения информации, существенно меняю- щие многие стороны жизни общества. Бурное развитие электронных инфосистем не уменьшает значение традици- онных инфобаз на основе бумажных, фото-, кино- и печатных изданий. Они обеспечивают и в дальнейшем над„жность хранения информации на более дли- тельный срок, обеспечение авторских прав при распространении и доку- мен-тальность официальных бумаг, договоров, директив. ЭНТРОПИЯ И НЕГЭНТРОПИЯ ИНФОСИСТЕМ Поскольку все системы в мире содержат одновременно и инфосистемы, то и последние имеют ОЭ и ОНГ. Явление энтропии (шума) при передаче сигнала по инфоканалам под-робно рассмотрено в теории информации. С явлениями шума встречается каждый человек в повседневной жизни. Напри-мер, к этой категории принадлежат неч„ткие изображения на телевизионном экране, пло- хая слышимость в телефоне, опе-чатки в книгах, дефекты зрения и слуха человека и др. Конкретных, относительно простых инфосистем и каналов исследовано очень много. Мало данных имеется по ОНГ сложных инфосистем, например по комплексным системам человека со средствами инфотехнологии. По этому вопросу мало общенаучных и философских обобщений, которые уст-ранили бы существующие противоречия. Инфосистемы содержат в качестве структурных эле-ментов связанную ин- формацию - ОНГ. В то же время они как системы имеют и собственную ОНГ. Получается, что можно определить негэнтропию системы из ОНГ. В этом не имеется ничего противоестественного. Известно, что ОНГ может иметь раз- ные ступени обобщ„нности, разное качество, разное положение в иерархии - состоящей из ОНГ. Если ОЭ является показателем качества энергии, то ОНГ системы является показателем качества ОНГ элемента и их сово-купности. Элементы (ОНГ) в инфосистемах расположены также по иерархической схеме, как во всех системах. Прич„м на более высоком уровне ОНГ имеет более вы- сокое качество и содержит больше обобщающей информации. Но ОНГ может развиваться не только в сторону высоты в иерархии, а также в глубину и в микромир. Известно, что сознание второй ступени - самосознание может мо- делировать, кроме физичес-кого состояния и сво„ сознание, т.е. сознание первой ступени. Соответственно сознание третьей ступени моделирует соз-нание второй ступени и т.д. В пирамиде систем более высокая ступень ОНГ развивается за сч„т уменьшения ОНГ более низкого слоя. Для характе- ристики ОНГ высоких сло„в необ-ходимо ввести критерий цели, ценностей, свободы выбора, многомерное пространство поиска, которые не являются уже физическими критериями. Исследование ОЭ и ОНГ сложных управляемых инфо-систем (ИС) также не- обходимо начинать с их структурных элементов. Элементы ИС разделяются на 2 типа: 1. Негэнтропия 2. Инфоканал И1 ??R Ђ Иупр ОНГ - ОЭ И2 ??R ОНГ1 Ђ Иупр ??R - ОЭ ОНГ2 При исследовании первого типа новым вопросом явля-ется понятие "энт- ропия ОНГ". Это явление так распрост-ран„но, что каждый знаком с ним по повседневной жизни. Достаточно напомнить процесс стирания многих фактов из памяти. Характерно и исчезновение (частичное или полное) записей из памяти ЭВМ, например под действием вируса. Поскольку ресурс работоспо- собности в эксплуатации любого товара можно связывать с его ОНГ, то е„ потеря харак-теризуется увеличением ОЭ. Примером потери ОНГ являются также отрицательные мутационные изменения в генах (хро-мосомных ДНА). Это является причиной различных на-следственных заболеваний. Энтропия ОНГ наблюдается так-же в неорганическом мире. Многие реологические моде- ли веществ основаны на "вспоминании" вязкой среды о влиянии сил, действовавших в прошлом и на постепенные потери этой "памяти". Явление тиксотропии основывается на временном разрушении структуры (энтропия ОНГ) вещества и на час-тичной е„ востановлении со временем. Как повыше- ние энт-ропии ОНГ можно рассматривать также частичное уменьше-ние упоря- доченности ОНГ в инфосистеме. Чем меньше сис-темность расположения дан- ных в инфосистеме, тем труднее их найти, обработать и применять нужную информацию. Многие явления инфообработки в отдельных науках исследованы подробно. Однако, недостаточно раскрыта их общие черты: сущность в виде инфосис- тем, структура ОЭ и ОНГ элементов. Из-за малоразработанности методик по- ка не проводились расч„ты ОЭ и ОНГ и нет сравнительных данных этих пока- зателей в разных системах. Сложение ОНГ эле-ментарных ИС да„т возмож- ность исследовать движение информации и накопление ОНГ в сложных и мно- гоэтажных комплексах. Вторым типом элементарных ИС являются инфоканалы (ОНГ2?RОНГ1). Методы расч„тов формального количества информации и пропускной способности конкретных инфо-каналов разработаны теорией информации. В качестве меры количества информации полученной элементом ОНГ1 о собы-тии в элементе ОНГ2, принимается величина, на которую в среднем уменьшается неопре- дел„нность (ОЭ) величины ОНГ1, если там становятся известным данные о событиях в системе ОНГ2, т.е. разность между безусловной и условной энт- ропией. И (ОНГ1, ОНГ2) = ОЭ (ОНГ1) ? ОЭ (ОНГ1 / ОНГ2) Формально, по классическим формулам, можно рассчи-тать всю информа- цию, которую можно кодировать в циф-ровые (дигитальные, двоичные) сигна- лы. Трудности могут возникать только из-за скорости передачи информации и из-за пропускной способности канала связи, которые могут быть опреде- лены известными методами. Однако, инфообмен между системами осуществляется не только через ин- фоканалы пут„м кодирования в цифровые или электрические сигналы, но и более сложными путями (хими-ческие, физические, волновые процессы, мас- со- и энерго-обмен, обмен мыслями, идеями и т.д.). В этих случаях воз- ни-кают при определении количества информации принципи-альные трудности. По классической теории важным свойством количества информации являет- ся не только его положительность И ? 0, но и симметричность. И (ОНГ1, ОНГ2) = И (ОНГ2, ОНГ1) или ОЭ (ОНГ1) ? ОЭ (ОНГ1/ОНГ2) = ОЭ (ОНГ2) ? ОЭ (ОНГ2/ОНГ1) Симметричность означает, что количество информации в принятом систе- мой ОНГ1 сигнале о посланном из системы ОНГ2 равно количеству информации принятой системой ОНГ2 от посланного из системы ОНГ1. Следует, однако, учесть, что условия симметричности информации спра-ведливы только в слу- чае симметричности инфоканала, т.е. возмущения действуют на канал одина- ково, независимо от направления движения информации. Механизмы кодиро- ва-ния и декодирования должны при этом быть изоморфны, независимо от направления. При расч„тах инфообмена между большинством реально существующих сис- тем возникают принципиальные трудности, так как между ними не существует симметричного канала связи по следующим причинам. 1. Механизмы кодирования и декодирования инфор-мации между системами не согласованы. 2. Возмущение информации средой может зависеть от направления переда- чи информации, так как влияние среды на отдельные системы может сильно различаться. 3. В теории информации предполагается, что отпра-витель и при„мник информации являются системами, обла-дающими ОЭ и ОНГ в виде скалярной величины как функ-цию состояния. В реальных системах как ОЭ, так и ОНГ, а также передаваемая информация являются многофактор-ными, многомерными векторами. Кроме того, инфообмени-вающие системы часто имеют разные раз- мерности ОЭ, ОНГ и поэтому принципиально инфообмен между ними не может быть симметричен. Например, если отправитель информации имеет ОНГ с бо- лее высокой размерностью, чем при„мник, то последний уже из-за недоста- точных размерностей (разно-образия) не может полностью принимать выслан- ную инфор-мацию. В обратном направлении информация может быт принята полностью. 7. СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ Обработкой информации называют любое упорядочение полученного систе- мой информации и сочетание е„ с уже име-ющейся связанной информацией (ОНГ). Таким образом, об-работка является необходимым условием для полу- чения сис-темой любой информации, так как без этого не увеличивается е„ ОНГ. В относительно простых неорганических системах это сопровождается возникновением новых структурных эле-ментов. Однако, чем более сложны

Страницы: 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - 9  - 10  - 11  - 12  - 13  - 14  - 15  - 16  -
17  - 18  - 19  - 20  - 21  - 22  - 23  -


Все книги на данном сайте, являются собственностью его уважаемых авторов и предназначены исключительно для ознакомительных целей. Просматривая или скачивая книгу, Вы обязуетесь в течении суток удалить ее. Если вы желаете чтоб произведение было удалено пишите админитратору