Размышления об информации, или Информация к размышлению

Виктор Иванович Воронов, 2022

В книге обсуждается природа информации и её проявления в наблюдаемой реальности. Информационная парадигма, признающая за информацией существование, независимое от материальных носителей, позволяет по-новому взглянуть на фундаментальные проблемы физики, биологии, психологии и философии. При этом ключевой оказывается проблема сознания, которое в информационном подходе можно не только структурировать, но и понять необходимость существования его феноменальной составляющей как единого языка бытия. Информационный взгляд на реальность позволяет говорить о единстве естественнонаучного, гуманитарного и религиозного знания, а также сформулировать предположения о возможной структуре мироздания. Книгу можно рекомендовать тем, кто интересуется фундаментальными основами науки.

Глава 1. Место информации в системе научного знания

1.1. Информационная парадигма — ключ к другой реальности

Информация… Такое привычное для всех понятие. Оно проникло во все сферы человеческой культуры, в том числе и в науку. И тем не менее надо признать, что в настоящее время никакого сформировавшегося научного представления об информации не существует. И в этом плане мы всё ещё находимся в ситуации античного мира, когда изобретались и использовались довольно сложные механические орудия, но не были сформулированы основные законы механики. Не были сформулированы, потому что отсутствовал язык, на котором можно было бы задать природе правильные вопросы.

Однако способность в рамках современного научного знания находить реально работающие информационные решения создаёт ощущение владения законами информации и понимания её природы. В чём-то это действительно так. Кошка тоже владеет законами гравитации, совершая прыжок. Но между владением законами и научным знанием о них — целая пропасть. И преодолеть эту пропасть можно, только выстроив семантический мост, конструкция которого должна основываться на правильных, хотя, возможно, и неудобных, с точки зрения современной научной парадигмы, вопросах. Поэтому, несмотря на то что совокупность работающих технических и технологических решений, связанных с информацией, увеличивается во всё нарастающем темпе, наука об информации возникнет только тогда, когда наберётся «критическая масса» правильных вопросов и некоторое количество ответов, соответствующих научным критериям.

А пока без внятного ответа остаётся самый главный вопрос: а что же такое информация? Безусловно, Н. Винер был прав, когда сказал, что «информация есть информация, а не материя и не энергия» [Винер, 1968]. Но эта «не материя и не энергия» способна участвовать в причинно-следственных отношениях вполне материальных структур, давая толчок масштабным энергетическим процессам. И в этой ситуации, чтобы не нарушать физическую картину мира, делалось множество попыток пристроить информацию к материальным структурам в виде некоторого всеобщего свойства. Например, в виде отпечатков, которые одна структура оставляет на другой при их взаимодействии.

Такой атрибутивный взгляд на информацию активно развивался в философии как «теория отражения». В этом подходе информация рассматривалась как «свойство объектов и явлений порождать многообразие состояний, которые посредством отражений передаются от одного объекта к другому и запечатлеваются в его структуре» [Новый философский словарь, 1999]. В дальнейшем эту информацию субъект извлекает из объекта и включает её в контур познания или управления.

По существу, в теории отражения нет другого содержания, кроме констатации очевидного факта, что реальность есть взаимодействующая материя и в процессе взаимодействия происходит отражение всего во всём и фиксация истории эволюции Вселенной.

Другой пример атрибутивного подхода к трактовке понятия «информация» — это так называемый негэнтропийный принцип информации, согласно которому «информация представляет собой отрицательный вклад в энтропию». Такое определение предлагалось Леоном Бриллюэном в работе [Бриллюэн, 1960].

Однако после некоторого периода энтузиазма, связанного с тем, что наконец-то появилось физическое определение информации, допускающее измерение, пришло понимание, что негэнтропия в принципе не является информацией, так как связана с микросостояниями термодинамической системы, время релаксации которых ~10^-13 с, и которые, следовательно, не запоминаемы [Чернавский, 2001]. И тем не менее подобное понимание информации до сих пор сохраняется в физике в виде «скрытой информации», которая связывается с энтропией чёрных дыр.

В любом случае в рамках атрибутивной концепции информации не рассматривается её содержательный характер, то есть то главное, что определяет поведение систем, использующих информацию.

Однако информация не может быть содержательна сама по себе. Содержание она приобретает только по отношению к чему-то, что мы называем информационной системой (ИС). И при таком взгляде пониманию, что представляет собой информация, должно предшествовать понимание, что такое информационная система.

Не рассматривая в данный момент конкретные реализации ИС, отметим их главное свойство — способность преобразовывать отпечатки, полученные в результате физического взаимодействия с внешней средой, в кодированную форму и включать их в сферу целенаправленных взаимодействий — сферу поведения ИС.

Поэтому подходы, в которых информация выступает в качестве одного из свойств материи, мало что дают для понимания процессов в информационных системах, где содержание информации является определяющим, а её «количественная мера», если такая вообще существует, никак не влияет на поведение ИС. В этой связи стоит отметить, что и количество информации, введённое Клодом Шенноном в статистической теории передачи сигналов [Шеннон, 1963], является всего лишь численной характеристикой количества и качества передаваемых кодов и никак не связано с сущностью информации.

Но, отвергая атрибутивную трактовку информации, мы лишаемся возможности с физических позиций понять, как в природе могли возникнуть первичные биологические ИС и каким образом в таких системах одновременно с физической структурой возникла содержательная информационная составляющая, соответствующая этой структуре.

В такой ситуации, если не рассматривать гипотезу об изначальной ментальности материи, подозрение в которой даёт квантовая механика, приходится основываться на случайном характере происхождения первичных ИС. Такой подход рассмотрен, в частности, Д. С. Чернавским в работе [Чернавский, 2001], где используется предложенное Г. Кастлером [Кастлер, 1967] определение информации в виде «случайного и запомненного выбора одного варианта из нескольких возможных и равноправных». А на роль информационной системы претендует любая физическая система, способная случайно оказаться в одном из стабильных состояний. Заметим, что при таком подходе даже простая рулетка является ИС.

На наш взгляд, подобная трактовка информации и информационных систем, как и в случае атрибутивного подхода, не выявляет в природе никакого нового качества. А случайный запомненный выбор, который в некоторых случаях играет существенную роль в эволюции Вселенной, всецело принадлежит эволюционной истории и может стать информацией, только будучи воспринятым ИС.

Из того факта, что ни одно из многочисленных определений информации не превратилось в обобщающее понятие, можно сделать вывод, что самая правильная позиция при рассмотрении информационных явлений — это признать в понятии «информация» минимум содержания и рассматривать его как самостоятельную категорию такой же степени общности, как и материя.

В таком случае научный подход к информации должен решать те же задачи, что и при изучении материи, а именно — выделение информационных структур, обладающих специфическими свойствами, моделирование таких структур, выстраивание их иерархии и описание взаимодействий между этими структурами. Понятно, что такие исследования, носящие всеобщий характер, должны основываться не на частных представлениях об информации, а на единой точке зрения, отражённой в информационной парадигме (ИП). Важно, чтобы в рамках этой парадигмы могли использоваться как традиционные методы познания, так и новые подходы, связанные со спецификой информационной реальности.

В качестве такой парадигмы можно предложить следующие утверждения.

• Информация существует независимо от материи (П1).

• Информация приобретает содержание и участвует в целенаправленных взаимодействиях только в ИС, комплементарных с данным видом информации (П2).

• Информация всегда представлена в кодированном виде, но её содержание инвариантно относительно вида кодов (П3).

• Обмен информацией между материальными ИС происходит посредством физических взаимодействий, связанных с передачей кодов (П4).

• Генерация новой информации возможна только в ИС (П5).

• Информация может быть связана с информационными системами, существующими в других реальностях, физически не взаимодействующих с нашей материальной Вселенной (П6).

Каждое из этих шести положений ИП отражает фундаментальные свойства информации, что требует определённых комментариев.

Так, в утверждении (П1) независимость от материи следует понимать как инвариантность информации относительно материальных носителей и процессов. Действительно, не важно, какие символы используются в информационных кодах, важно только, чтобы эти символы могли восприниматься ИС, а коды могли интерпретироваться.

Независимое существование информации имеет важные следствия, так как позволяет ей в своих наиболее развитых формах образовывать самостоятельные реальности, которые сейчас принято называть виртуальными. Следует при этом отметить, что физический мир, отражаемый в нашем мозге посредством органов чувств, также является виртуальной реальностью, которую можно назвать виртуальной действительностью. В этой связи естественно-научная парадигма (ЕНП), основываясь на прогностической достоверности происходящих событий, предполагает, что субъективные законы виртуальной действительности совпадают с объективными законами материального мира.

В утверждении (П2) фиксируется, что сама по себе последовательность кодов несёт лишь потенцию содержания, а само содержание проявляется только в ИС, комплементарных данному виду информации. При этом основными качествами, определяющими комплементарность ИС, являются её способность воспринимать используемые в кодах материальные символы и владение кодовой системой, в которой представлена информация. Но самое главное, без чего содержание информации не может быть раскрыто, — это обладание базой знаний, необходимых для интерпретации последовательности кодов. Отсутствие любого из этих качеств делает содержание информации недоступным для ИС.

Положение (П3), утверждающее, что информация всегда представлена в кодированном виде, проводит чёткую грань между физическими и информационными системами. Действительно, физические системы способны отражать реальность, но делают это лишь в виде физических отпечатков, например в виде химических фотографий или аналоговых аудио — и видеозаписей, не имеющих самостоятельного содержания. Напротив, сенсорные органы ИС, отражая реальность в кодированном виде, например в цифровом формате записей, создают информационные отпечатки, потенциальное содержание которых раскрывается на основе имеющейся в ИС базы знаний.

Отметим, что положение (П3) носит принципиальный характер, так как отвергает атрибутивный подход и освобождает физическую реальность от совершенно излишнего для неё понятия информации.

Следующий пункт информационной парадигмы (П4) подчёркивает тот факт, что любые символы, используемые при кодировании в материальных ИС, связаны с физической реальностью и, следовательно, передача кодов всегда сопряжена с физическими взаимодействиями. Поэтому предположение о существовании неких, не регистрируемых физическими методами, информационных полей, которые могли бы являться источником экстрасенсорного восприятия в физических ИС, безосновательно. Однако положение (П4) не исключает существования специфических информационных взаимодействий, связанных с информационными системами. Природа и свойства таких взаимодействий будут обсуждаться в разделе 1.5.

В положении (П5) информационной парадигмы утверждается, что самопроизвольное возникновение содержательной информации в материальных системах, имеющих ограниченное время существования, невозможно. Действительно, рождению содержательной информации должно предшествовать создание кодовой системы и базы знаний, которая сама уже является содержательной информацией. В результате возникает замкнутый круг, разорвать который изначально можно лишь в реальности, не ограниченной временными рамками.

Однако именно самопроизвольное возникновение информации в физических системах предполагается в рамках ЕНП для объяснения возникновения феномена жизни. В таком подходе жизнь оказывается результатом стечения случайных обстоятельств, породивших одновременно информационную молекулу ДНК и информационную систему в виде биологической клетки, способной извлечь содержание из этой молекулы.

И наконец, самое радикальное положение ИП (П6) предполагает, что информация является сущностью не только независимой от материи, но и способной существовать вне материи. Представляется, что для этого предположения есть достаточные основания. Действительно, физический мир существует в пространстве-времени, но у информации нет места в пространстве физического мира, и её эволюция не связана с законами, имеющими временной характер. В таком внематериальном качестве информация может рассматриваться не только как сущность, существующая в разных мирах, но и как то, что способно объединять эти миры.

В последующих разделах мы ещё не раз вернёмся к положению (П6) и покажем, что многие проблемы современной науки указывают на возможность или даже необходимость такого расширенного взгляда на всё сущее.

Конечно, изложенные здесь положения ИП, несмотря на то что они многократно в той или иной форме высказывались разными авторами, не являются общепризнанными. В настоящее время в науке безраздельно господствует естественно-научная парадигма, которая декларирует, что весь познаваемый мир представлен объективной физической реальностью, а субъективная реальность и психические проявления — вторичны и редуцируемы до физического уровня.

Но ЕНП — это не догма. Она всего лишь сумма наших социально согласованных представлений о природе Бытия. А главная задача любой научной парадигмы — объединение научного сообщества на наиболее эффективных познавательных позициях. И в этом смысле положения ИП не претендуют на какую-либо основополагающую роль в теории информации. С ними можно соглашаться или не соглашаться, но они предлагают точку зрения, с которой могут оцениваться и интерпретироваться многие необъяснимые с позиции ЕНП факты, связанные с разнообразными информационными феноменами.

И если подобная точка зрения окажется эффективной и будет разделяться значительным количеством учёных, то именно такой подход, такая парадигма может оказаться ключом, открывающим дверь в многообразие информационной реальности.

1.2. Иерархическая структура сенсорной информации

За прошедшее столетие физика добилась впечатляющих успехов в понимании устройства доступной для наших наблюдений материальной Вселенной. И в основе этих достижений лежит понимание иерархического принципа строения материи.

Для информационной реальности иерархический принцип может оказаться столь же плодотворным, как и для реальности материальной. Однако подход при изучении информационной иерархии существенно отличается от подхода при исследовании иерархии материальных структур.

Действительно, основным способом изучения физических систем является последовательная редукция к элементам, составляющим систему. При этом предполагается, что такая редукция возможна вплоть до самых элементарных объектов, которыми на сегодняшний день представляются ненаблюдаемые гипотетические струны, существующие в 11-мерном пространстве. Такой путь — от высших уровней иерархии к низшим — можно назвать принципом нисходящего пути познания.

Однако в случае информационной реальности ситуация оказывается противоположной. Основополагающие информационные элементы — коды и символы — вполне наблюдаемы, и выстраивание иерархии можно вести от нижних уровней к высшим — вплоть до таких уровней, которые становятся ненаблюдаемыми, но для которых можно предлагать гипотетические модели, объясняющие реально наблюдаемые информационные феномены. Такой подход, связанный с конструированием высших уровней иерархии на основе элементов низших уровней, можно назвать принципом восходящего пути познания.

Итак, используя этот принцип, попытаемся выстроить восходящую информационную иерархию, существующую в самой сложной из наблюдаемых ИС — в человеческом социуме.

У большинства людей вопрос, а что же такое информация, не вызывает особенных затруднений. Обычно информация ассоциируется с такими привычными понятиями, как сигналы, коды, данные, сообщения, сведения, тексты, знания, программы. Правда, мало кто задумывается, что эти понятия не являются проявлением чего-то структурно единого, а отражают иерархию, на каждом уровне которой существуют обособленные информационные структуры, обладающие своими уникальными свойствами.

Информация, которая доступна человеку, может иметь разное происхождение. Так, это могут быть врождённые знания и программы, необходимые для организации процессов восприятия, обработки, интерпретации, хранения и передачи сенсорной информации. Также это могут быть знания, полученные интуитивным путём и не основанные на восприятии окружающей реальности. Происхождение этих видов информации остаётся до сих пор неясным. Однако уже вполне понятно происхождение сенсорной информации, иерархическую структуру которой можно проследить от её возникновения и до обретения ею сложных высокоуровневых форм.

Основная задача, решаемая сенсорными органами любой ИС, — это генерация информации путём отображения окружающей реальности в форме символов, имеющих значения отображаемых событий и связанных пространственно-временными отношениями. При этом сами символы представляют собой последовательности кодов, которые могут реализовываться на любых различениях, существующих в физической реальности.

Значения символов и связывающие их отношения образуют структуры, имеющие смысл символьных семантических сетей. Из множества символов по некоторым изначально заданным правилам, которые можно рассматривать как символьное мышление, образуются подмножества баз данных, помечаемых внутрисистемными именами. Примером таких баз данных могут служить цифровые фотографии. Подобные базы данных представляют собой первичную сенсорную информацию в виде последовательности кодов, которые доступны ИС для интерпретации и последующего использования.

В зависимости от вида рецепторов, используемых в сенсорных органах, первичная информация может иметь разную модальность — зрительную, слуховую, вкусовую, обонятельную, осязательную и термическую. Такая информация может преобразовываться, перемещаться, храниться, анализироваться, копироваться и уничтожаться. При этом способ и характер анализа первичной информации во многом определяется индивидуальными свойствами конкретной ИС, и в первую очередь её тезаурусом.

Живые организмы способны воспринимать окружающую реальность уже с самого момента рождения. А это значит, что они обладают изначальным тезаурусом, то есть базой знаний, в соответствии с которой символам ставятся в соответствие определённые значения, а первичная информация структурируется и используется в ИС.

Врождённый тезаурус должен быть достаточен, но не избыточен для существования и приспособления организма к окружающей реальности. В частности, четырёхмерное пространственно-временное восприятие нашей Вселенной, данное человеку от рождения, означает только то, что другие измерения, если они имеются, несущественны для приспособления в тех пространственно-временных масштабах, в которых существует человек.

Итак, символьное отображение реальности и создание в соответствии с изначальным тезаурусом ИС кодированных баз данных образует первичный иерархический информационный уровень. Уже на этом уровне первичная информация может использоваться простейшими организмами для координации совместного поведения в виде коммуникативной сигнальной системы и для приспособления к окружающей среде.

Второй иерархический информационный уровень возникает в результате повторного символьного отображения, когда подмножества первичных баз данных объединяются по некоторым изначально заданным критериям и получают внутрисистемные имена в виде уникальных символов. Значения этих имён определяются существующей в ИС первичной информацией и применёнными критериями отбора. В результате возникает некая новая информационная общность, которую можно назвать образом. В зависимости от совокупности используемых критериев, образы могут иметь фиксированную модальность или быть полимодальными, сочетающими в себе разные модальности первичной информации. В качестве примера полимодального образа можно представить образ моря, который содержит в себе и простирающуюся до горизонта гладь воды, и её солёный вкус, и шум набегающих волн, и запах выброшенных на берег водорослей.

Значения образов связаны пространственно-временными, логическими, функциональными, количественными, каузальными (причинно-следственными) и другими изначально заложенными в ИС отношениями, которые порождают образную семантическую сеть. В рамках этой сети существуют врождённые правила оперирования образами, которые можно назвать образным мышлением, или воображением. Воображение позволяет не только воспроизводить информационные аналоги воспринимаемой реальности, но и создавать собственные воображаемые реальности или образные тексты, возможно, никогда не реализуемые в действительности. Такие тексты могут существовать в виде внутренних переживаний последовательностей звуков или визуальных образов индивидуальными организмами. Но эти тексты остаются недоступны для восприятия внешними ИС.

Результатом работы образного мышления могут стать творческие образы, расширяющие исходную образную семантическую сеть. К ним принадлежат, например, «образы-кентавры», представляющие собой компиляции из фрагментов других образов. Творческими являются также абстрактные, в том числе и математические, образы.

Второму — образному — иерархическому уровню присущи более развитые, чем у сигнальной системы, коммуникативные возможности. На этом уровне возникает специфическая образная речь, использующая язык поз, мимики, движений, звуков и запахов. Примером такой речи могут служить брачные танцы и песни животных. А в человеческой культуре образная речь является частью театрального искусства. При этом разнообразные запоминающие и воспроизводящие устройства позволяют создать даже образную письменность, фиксирующую образные тексты, рождённые воображением индивида.

В отличие от первого иерархического уровня, на котором происходит только отражение окружающей реальности, образный уровень уже можно рассматривать как субъективную модель мира, позволяющую биологическим организмам осуществлять адаптивное поведение, используя прогноз развития ситуации.

Следующий иерархический уровень информации возникает в результате очередного — третьего — символьного отображения. При этом отображении на множестве образов по заданным совокупностям признаков выделяются в общем случае пересекающиеся подмножества, которые обозначаются некоторыми символами или, в человеческой культуре, словами. Значения слов представляют уже другую — более высокую по сравнению с образным уровнем — информационную общность, определяемую теми критериями, по которым отбирались образы, и тем фактическим набором образов, которым располагает конкретная ИС.

Возникшее в результате нового символьного отображения множество значений слов, связанных определёнными отношениями, образует вербальную семантическую сеть, или язык. Но связи и отношения в такой сети также находятся на новом уровне общности и не могут быть полностью выстроены только на основе образного восприятия окружающей действительности. Поэтому, как показал ещё в 1957 году американский лингвист Ноам Хомский, анализируя грамматику многих языков, базовая вербальная семантическая сеть так же, как и сети нижних иерархических уровней, носит врождённый характер и, следовательно, является частью врождённого тезауруса.

Первичное заполнение вербальной сети словами — символами вербального уровня — происходит только в социальных структурах и только в ранние периоды жизни, когда у человека существует возможность активировать все аспекты врождённого тезауруса. Если же по каким-либо причинам активация базовой вербальной семантической сети не была востребована, то восприятие реальности индивидом останется на образном уровне. Однако активированная сеть остаётся открытой и способной к развитию в течение всей жизни.

На основе вербальной семантической сети по определённым, изначально заданным в ИС логическим правилам можно выстраивать последовательности слов, обладающих смыслами и выражающих мысли. При этом используются не только слова, имеющие значения и называемые в лингвистике знаменательными, но и служебные слова, определяющие отношения между значениями слов. Образующиеся в результате осмысленные тексты являются продуктом вербального мышления.

Отношения, которые связывают знаменательные слова в текстах, выделяют лишь некоторые аспекты их значений, что делает возможным использование одних и тех же слов в разных контекстах для выражения разных смыслов. Нужно также отметить, что контекст следует понимать шире, чем простую последовательность слов. В устной речи вербальная составляющая дополняется образной речью в виде мимики, жестов и интонаций, что существенно влияет на смыслы вербальных текстов. Поэтому в письменности образную составляющую речи частично передаёт пунктуация.

Для конкретного индивида текст может считаться осмысленным только в той мере, в какой он моделирует представления о действительности, существующие в его тезаурусе. Поэтому понимание смысла текста является индивидуальным и может меняться в результате развития базы знаний конкретной личности.

В социальной среде могут использоваться тексты разного вида. К первому виду можно отнести внутренние тексты, содержащиеся в памяти индивида. Ко второму — коммуникативные тексты, выполняющие функции социального общения в форме устной и письменной речи. И наконец, к третьему виду относятся внешние тексты, существующие на независимых носителях информации и, в принципе, доступные любому члену социума.

Совокупность внутренних текстов, которыми располагает индивид, образует его личную вербальную базу знаний. Совокупность внешних текстов образует вербальную базу знаний социума. При этом внешние тексты основываются как на семантической сети, общей для всего социума, так и на достаточно изолированных фрагментах сети — семантических кластерах, присущих отдельным социальным группам. Такие группы могут быть выделены по географическим, профессиональным, религиозным, возрастным или иным признакам. Этот факт ограничивает понимание внешних текстов индивидом и его доступ к вербальной базе знаний социума, так как его семантическая сеть заведомо уже сети социума.

Вербальный информационный уровень, обладая большей общностью по сравнению с образным, содержит не только слова, значения которых определяются совокупностью образов, но и абстрактные понятия, не имеющие аналогов на образном уровне. Такие понятия обозначаются терминами, значения которых извлекаются из текстов, а не из образов. Термины являются продуктом социальной деятельности и поэтому не встроены во врождённую индивидуальную вербальную семантическую сеть. Из этого следует, что раскрытие значений абстрактных понятий происходит только в процессе социального обучения.

Итак, мы рассмотрели три наблюдаемых иерархических уровня существования сенсорной информации.

Это уровень первичной информации, порождаемый сенсорными органами ИС в результате отображения реальности в символьной форме. Возникающие при этом структурированные совокупности символов преобразуются в соответствии с врождёнными правилами в первичные кодированные базы данных, доступные ИС для интерпретации и использования.

Второй иерархический уровень связан с образной информацией. На этом уровне подмножества первичных баз данных, объединённых по некоторым врождённым критериям, отображаются уникальными символами, являющимися внутрисистемными именами образов. Совокупность критериев, выделяющих конкретный образ из множества возможных, определяет его значение. Между именами образов изначально установлены разнообразные отношения, создающие образную семантическую сеть. На образном уровне существует врождённая способность к воображению — образному мышлению, порождающему воображаемые реальности, не все из которых имеют отношение к действительности.

Третий, вербальный уровень информационной иерархии образуется в результате очередного символьного отображения подмножеств образов, выделенных по каким-либо признакам. Такие подмножества, обозначенные словами, обладают значениями, определяемыми совокупностями критериев, образовавших эти подмножества. Между словами существуют разнообразные отношения, образующие вербальную семантическую сеть. На вербальном уровне, также как и на образном, возможно врождённое мышление, представляющее собой способность к созданию разнообразных вербальных конструкций — текстовых, табличных, математических, программных и многих других, называемых слотами.

Все три описанных иерархических уровня сенсорной информации используются в человеческом социуме и являются реально наблюдаемыми. Все они имеют сходную структуру и каждый иерархический уровень включает:

• «Слова» соответствующего уровня, имеющие определённые значения. Это могут быть первичные символы, образы или слова вербального уровня.

• «Семантические сети», связывающие значения слов с присущими данному иерархическому уровню отношениями.

• «Тексты» — подмножества слов, организованных по определённым правилам и имеющих самостоятельные значения и смыслы, определяемые совокупностью знаний, доступных ИС.

• «Мышление», представляющее систему правил, по которым образуются осмысленные тексты.

Переход на каждый следующий иерархический уровень происходит в результате символьного отображения подмножеств слов и текстов предыдущего уровня, отбираемых по совокупности критериев, задающих значения слов нового иерархического уровня.

На всех рассмотренных уровнях возможные значения слов и отношения между ними, а также правила мышления, по которым создаются тексты, являются изначально заданными, или врождёнными, в случае биологических организмов.

Описанное представление об алгоритме формирования очередного иерархического уровня позволяет рассмотреть процесс становления нового — четвёртого уровня, происходящий в настоящее время. На этом уровне словами являются поименованные подмножества слотов, называемые фреймами, значения которых, по существу, представляют обособленные части глобальной базы знаний. Находясь на четвёртом уровне информационной иерархии, фреймы, в свою очередь, могут также иметь сложную структуру, в том числе и иерархическую.

Безусловно, между фреймами существуют определённые отношения, но они не являются изначально определёнными в человеческом социуме. Поэтому возникновение фреймовой семантической сети, также как и процесс формирования глобального научного знания, может осуществляться только на основе вербального мышления отдельных представителей социума. Однако на индивидуальном уровне такая задача невыполнима, так как значение каждого фрейма открывается только в процессе изучения составляющих его слотов, и индивидуальной жизни может не хватить даже на один сложный фрейм, такой как, например, физика.

Но на социальном уровне эта задача может оказаться вполне осуществимой в результате интегрирования в социум искусственных ИС и современных коммуникативных сетей, способных аккумулировать индивидуальный опыт и использовать его как изначально заданный. И если фреймовая семантическая сеть будет сформирована, возникнет возможность создания фреймового мышления — той системы правил, по которым могут формироваться фреймовые тексты, описывающие на метауровне законы и взаимосвязи на всей глобальной базе знаний.

Рассматривая иерархическую структуру информации, следует иметь в виду, что доступность для организма каждого информационного уровня определяется иерархическим уровнем ИС, представляющей организм.

Так, первичный информационный уровень доступен для простейших организмов, способных отображать реальность в символьной форме. Образный — для многоклеточных, обладающих нервной системой. Вербальный уровень используется социальными организмами, способными создавать и накапливать знания в среде социального общения. По-видимому, четвёртый — фреймовый — информационный уровень потребует и нового иерархического уровня ИС. Есть все основания полагать, что таким новым уровнем может стать симбиотический биокибернетический социальный организм. При этом фреймовый язык такого организма окажется недоступным для человеческого индивида, информационная система которого останется на предыдущем уровне. В таком случае обмен информацией в виде фреймовой речи и письменности будет происходить только в кибернетических структурах социума, а биологические организмы смогут воспринимать подобную информацию лишь в виде интуитивных знаний, источник которых останется неизвестным.

На рис. 1 приведена схема иерархической структуры сенсорной информации. На этой схеме показано, как работает единый алгоритм образования информационных структур на каждом иерархическом уровне (ИУ) и какие ИС способны реализовывать и использовать каждый из четырёх описанных иерархических уровней информации.

Рис. 1. Схема иерархической структуры сенсорной информации

Итак, мы рассмотрели движение и функционирование информации от первичных баз данных, отображающих конкретные события окружающей реальности, к вербальным текстам и базам знаний, аккумулирующим наиболее общие законы и принципы существования действительности. При этом важно, что на всех наблюдаемых иерархических уровнях семантика информации поддерживалась тезаурусом ИС, базовая часть которого является врождённой, то есть закладывается в систему материнским организмом. В случае искусственных ИС таким материнским организмом является человеческий социум.

С точки зрения современной науки, в биологических ИС врождённые знания и программы поведения должны содержаться в кодовых последовательностях молекул ДНК. Но в настоящее время нет даже понимания того, как на основе информации, существующей в ДНК, решается проблема морфогенеза — проблема создания органов и форм многоклеточных организмов. И уж тем более не ясно, какой путь физических и химических преобразований символов и их значений проходят знания от уровня ДНК до своей представленности в нервной системе организма.

При этом, конечно, должен существовать и обратный процесс — знания и программы поведения, освоенные во время жизнедеятельности организма и необходимые для эволюционного прогресса, должны быть встроены и закреплены в геноме организма. А то, что в природе такие задачи в принципе решаемы, показывает стремительная эволюция искусственных ИС, не прибегающая к случайным мутациям и принципам естественного отбора.

Следует подчеркнуть, что в данном разделе мы рассмотрели иерархию только одного типа информации — информации, моделирующей внешнюю реальность на основе первичных сенсорных баз данных. Наблюдаемые проявления этого типа информации — данные, сообщения, сведения, знания — часто фигурируют в «определениях» информации, реальное содержание которых заключается только в том, чтобы обозначить явления, не сводимые к материальным процессам.

Но в информационных системах существуют и другие типы информации. Это генетическая информация, ответственная за существование и функционирование конкретных ИС, и управляющая информация, реализующая согласованное поведение отдельных частей и всей ИС в целом.

В следующем разделе мы рассмотрим эти типы информации более подробно.

1.3. Типы и виды информации

Согласно информационной парадигме, предложенной в разделе 1.1, информация представляет собой самостоятельную реальность, не сводимую к свойствам каких-либо систем материального мира. А это значит, что её изучение надо начинать со структурирования информационной реальности и классификации обособленных информационных структур.

Конечно, как и в физическом мире, где всё взаимосвязано, в мире информационном различные виды информации также взаимосвязаны. Поэтому, пока эти взаимосвязи ещё недостаточно изучены, принципы, по которым проводится классификация информации, могут существенно различаться. Например, в работе [Корогодин, 2000] информация классифицируется по своей принадлежности к определённым видам носителей, используемых ИС. В этой классификации на молекулах ДНК или РНК базируется генетическая информация, на структурах нервной системы — поведенческая, а на внешних носителях, используемых в социуме, — логическая.

Такой подход вряд ли можно считать удачным, так как искусственные ИС, основанные на компьютерных технологиях, не обладают ни ДНК, ни нервной системой и явно выпадают из этой классификации.

На наш взгляд, гораздо большей общностью обладает классификация, основанная на функциональном использовании информации в ИС. В таком подходе совершенно отчётливо проявляется три типа информации: модельный (М-тип), управляющий (С-тип) и генетический (G-тип информации). При этом в каждом из перечисленных типов можно выделить два информационных вида. Первый вид связан с информацией, которая определяет целенаправленное поведение ИС в окружающей реальности. Это R-вид информации. Второй — это информация S-вида, используемая для построения и функционирования самой информационной системы.

Таким образом, можно классифицировать 3 типа и 6 видов информации, которые, используя аббревиатуры от английских аналогов предложенных названий, можно обозначить как MR и MS для модельного типа, CR и CS для управляющего типа, а также GR и GS для генетического типа.

Информация обладает ещё одним важным свойством, присущим любому типу и виду, — её «наблюдаемостью» или осознаваемостью. Использованные здесь кавычки подчеркивают интуитивный характер этого термина, базирующийся на ещё не обсуждавшемся в данной работе феномене сознания. Как правило, информация R-вида является осознаваемой, а S-вида — остаётся неосознанной.

Теперь рассмотрим каждый тип и вид информации более подробно.

1.3.1. Модельная информация MR-вида

Информация MR-вида — это информация, формирующаяся в результате сенсорного восприятия ИС окружающей реальности. Иерархическая структура именно этого вида информации обсуждалась в предыдущем разделе.

MR-информация необходима для существования активных ИС, способных совершать целенаправленные действия во внешней среде. К подобным ИС относятся и все биологические организмы, для осуществления жизнедеятельности которых необходим обмен веществ с окружающей средой, обеспечивающий поддержание гомеостаза системы. Но решение этой задачи невозможно без представления о том, что эта среда собой представляет и каким образом она меняется.

При этом, в зависимости от иерархического уровня, на котором расположен биологический организм, и от сложности решаемых задач, реализуются и используются разные иерархические уровни MR-информации.

Первичный уровень связан с ситуативным поведением в конкретной внешней обстановке. Образный уровень уже способен обеспечивать целенаправленные действия организмов в окружающей реальности. Такие действия учитывают прогноз развития событий и могут игнорировать обстоятельства текущей ситуации. В ИС, использующих вербальный уровень, возможно моделирование скрытых закономерностей физического мира и их целенаправленное применение для его преобразования.

Следует отметить, что информационные модели реальности отражают иерархическую природу физического мира и, следовательно, в своих развитых формах MR-информация также является иерархичной.

Как отмечалось в разделе 1.2, формирование первичных, образных или вербальных структур MR-информации невозможно без существования врождённых знаний, определяющих значения слов и их отношений в семантических сетях. Такие знания, устанавливающие логические и пространственно-временные отношения между словами, составляют фундамент всей иерархии MR-информации, моделирующей воспринимаемую реальность в ИС биологических организмов.

По существу, врождённый тезаурус представляет собой чистые априорные знания, рассмотренные И. Кантом в его «Критике чистого разума». Однако априорные знания нельзя рассматривать как всеобъемлющие. Они отражают лишь ту сторону реальности, знание о которой необходимо для приспособления организмов к окружающей среде. Поэтому когда опытные (апостериорные) знания выходят за границы реальности, в которой существует биологическая жизнь, они могут оказаться в противоречии с теми логическими и пространственно-временными отношениями, которые представлены во врождённом тезаурусе биологических организмов.

Примером такого выхода за пределы априорного знания может служить трансформация пространственно-временных и логических отношений, проявляющаяся в теории относительности и в квантовой механике.

Важнейшим качеством MR-информации является её осознаваемость. При этом характер осознанного восприятия зависит от иерархического уровня структур, связанных с воспринимаемой информацией. На первичном уровне осознаваемость выступает как чувственное восприятие или, в философских терминах, как переживание квалиа. На образном уровне мы имеем дело с эмоциональным восприятием, дающим обобщённую характеристику текущей ситуации. А на вербальном уровне осознание связано с рассудочным мышлением, раскрывающим смыслы окружающей действительности. Но в любом случае осознание порождает запоминаемое знание и делает MR-информацию наблюдаемой и доступной для анализа.

1.3.2. Модельная информация MS-вида

Любая ИС естественного или искусственного происхождения обладает сложной структурой, требующей согласованной работы её относительно самостоятельных частей. Поэтому такая система должна содержать собственную функциональную MS-модель, позволяющую управляющему органу поддерживать работоспособность всего организма.

Естественно, подобная модель не может быть выстроена в процессе восприятия окружающей реальности, а с необходимостью должна быть изначально заложена в систему в процессе её создания, то есть содержаться во врождённом тезаурусе ИС.

Для биологических ИС, претерпевающих изменения в течение всего жизненного цикла, MS-модель также должна соответствующим образом трансформироваться. В случае сложных биологических организмов такая модель является иерархической, отражающей структуру: клетки — органы — организм.

Важно также иметь в виду, что при использовании MS-информации в управлении конкретным организмом функциональная модель ИС должна быть индивидуальной и, следовательно, должна реализовываться на первичном иерархическом уровне, где отсутствуют какие-либо обобщения. Но если это так, то обмен информацией между подсистемами организма также должен происходить на первичном уровне — на уровне сигнальной системы. По-видимому, осознаваемые сигналы боли, удовольствия или позывов являются языком этой сигнальной системы.

Однако структура любого организма, кроме внутренней представленности в MS-модели, представлена в отражённом виде и во внешней реальности. И эта внешняя представленность может быть смоделирована на основе MR-информации. Для человеческого организма такое моделирование происходит уже не только на первичном уровне, но и на образном и на вербальном иерархическом уровне. В результате открывается возможность для рефлексии и самосознания человека.

Более того, любые другие биологические организмы, являясь внешними по отношению к воспринимающему индивиду, могут быть представлены MR-моделями, а их строение и функционирование обобщены до образного и вербального уровня.

Нужно также отметить, что, в отличие от MR-информации, MS-информация не осознаётся, и человек не осведомлён об особенностях своего индивидуального строения, не отражающихся во внешней реальности.

1.3.3. Управляющая информация CR — и CS-видов

Любая ИС состоит из некоторого количества специализированных подсистем или органов, работа которых зависит от согласованного функционирования всех частей ИС. Такое согласование достигается в результате деятельности управляющих центров, которые используют информацию C-типа для донесения функциональных команд к исполнительным органам.

Управляющая информация C-типа, также как и модельная, представлена двумя видами.

При посредничестве информации CR-вида осуществляется поведение организма как целого в окружающей среде. При этом физическое поведение системы реализуется с помощью разнообразных внешних эффекторных органов и устройств. К ним относятся органы, обеспечивающие движение системы, экзокринные железы, выделяющие в окружающую среду химические вещества, такие как жиры, феромоны, слизи или нити, а также органы, производящие акустические сигналы, электрические разряды и свечение.

При посредничестве информации CS-вида осуществляется управление внутренними эффекторами организма, в результате чего решается основная для существования организма задача — поддержание гомеостаза биологической системы.

Управление в ИС основано на передаче последовательностей сигналов от управляющего органа к эффекторам. Такие последовательности, по сути, являются языком управления системой. В биологических организмах этот язык представляет собой импульсы нервной системы или химические вещества, воздействующие на подсистемы, такие как гормоны, вырабатываемые эндокринными железами. Эти две возможности образуют нервный и гуморальный каналы управления, которые работают совместно, дополняя друг друга.

Разделение управляющей информации на R — и S-виды проявляется в организмах уже на физиологическом уровне. Так, CR-вид связан с соматической нервной системой, обеспечивающей передачу от сенсорных органов MR-информации в управляющий центр и с обратной передачей на внешние эффекторы управляющей информации R-вида. А передача информации CS-вида происходит по вегетативной нервной системе, которая используется также для получения информации MS-вида о состоянии внутренних органов.

Простейшей задачей управления в ИС является выполнение эффекторами необходимых функционально завершённых действий. Такие действия совершаются в результате получения органами команд, состоящих из последовательностей управляющих символов — паттернов возбуждения нервной системы.

Если команды являются врождёнными, они реализуют неосознаваемые действия в форме рефлекторных дуг, обеспечивающих стандартную реакцию эффекторов на определённую MR — или MS-информацию. Если команды выстроены в результате обучения или приобретённого опыта, то завершёнными действиями будут навыки, доступные на сознательном уровне. Следует подчеркнуть, что при этом сама C-информация по-прежнему будет оставаться неосознаваемой.

Как правило, CS-вид информации связан с врождёнными командами, а CR-вид — с использованием команд, задающих навыки. Однако внешние эффекторы также способны совершать рефлекторные действия, а при определённых тренировках можно выработать навыки, позволяющие осознанно управлять внутренними органами.

Последовательность завершённых действий и соответствующих им команд в случае внешних эффекторов образует поведенческие паттерны PR, которые также могут быть врождёнными или приобретёнными в результате опыта. Врождённые паттерны поведения определяют инстинкты — те образцы поведения, которые необходимы для осуществления фундаментальных функций биологических организмов, таких как питание, размножение и самосохранение.

Множество {PR} всех доступных поведенческих паттернов определяет пространство поведения конкретного организма, а последовательности PR — фактические формы поведения.

Подобные формы выстраиваются организмом в соответствии с целями, определёнными в ИС. А сами цели, в свою очередь, создаются на основе MR-информации всех доступных иерархических уровней. Первичный уровень, связанный с текущей внешней ситуацией, определяет оперативные цели, реализуемые с помощью отдельных поведенческих паттернов, а образный и вербальный — перспективные цели, осуществление которых требует создания сложных форм поведения и, возможно, новых поведенческих паттернов.

И хотя CR-информация, в отличие от MR-информации, является неосознаваемой и, следовательно, внутренне не наблюдаемой, результат её действия — поведение организма — вполне осознаваем и наблюдаем. Это создаёт возможность формирования новых поведенческих паттернов на основе осознаваемой обратной связи.

Как уже отмечалось, MS-информация, моделирующая конкретную ИС, использует первичный иерархический уровень, языком которого является сигнальная система. И этот язык, на основе которого в ИС осуществляется управление, носит динамический характер, отражая эволюцию окружающей среды и изменения самого организма, происходящие в процессе онтогенеза.

Однако управление системами может осуществляться не только на уровне отдельных организмов, но и на социальном уровне. В этом случае в качестве языка управления могут использоваться также команды, выстроенные на образном или вербальном уровне. И эти команды, в отличие от команд первичного уровня, вполне осознаваемы и, следовательно, могут блокироваться организмами на сознательном уровне, создавая в социумах конфликтные ситуации.

1.3.4. Генетическая информация GR — и GS-видов

Обычно под генетической информацией, или информацией G-типа, понимают наследственную информацию, закодированную в геноме клетки на молекулах ДНК или РНК. При этом текст, записанный четырёхбуквенным кодом нуклеотидов, в процессе активации генов переводится на язык белков, имеющих двадцатибуквенный код аминокислот.

С точки зрения современной молекулярной биологии генетическая информация полностью определяет онтогенез биологических организмов, для которых она является информацией GS-вида.

Однако в более широком плане в качестве генетической можно рассматривать также информацию, задающую строение, технологию изготовления и функционирование любых внешних материальных систем, в том числе и искусственных ИС (ИИС). Относительно биологического организма такая информация выступает как информация GR-вида. И носителем GR-информации является нервная система, организующая инстинктивное или осознанное поведение, приводящее в случае животных к строительству гнёзд, термитников, сот, ловчих сетей и многого другого, а в случае человека — ко всему многообразию искусственных материальных систем, созданных цивилизацией. Однако в человеческом социуме генетическая информация может содержаться не только в умах индивидов, но и на внешних носителях разнообразной природы.

Генетическая информация по отношению к системам, строение которых она задаёт, носит неактивный, потенциальный характер, определяя только генотип — возможность той или иной реализации системы. А для раскрытия этой потенции должна осуществиться процедура имплементации генотипа, в которой нематериальная сущность — последовательность символов — во взаимодействии с внешней средой целенаправленно материализуется в фенотип — индивидуальную структуру организма. При этом необходимым условием имплементации генотипа является существование механизмов считывания и интерпретации информации, а также возможность обладать и манипулировать материальными ресурсами, на основе которых будет выстраиваться система.

На клеточном уровне считывание GS-информации с ДНК-носителя происходит с помощью информационной РНК (_ИРНК), интерпретация — с помощью рибосом, синтезирующих белки по матрице, представленной _МРНК, а манипуляция — при посредстве транспортных РНК (_ТРНК), доставляющих аминокислоты к рибосомам.

На организменном уровне GR-информация может быть представлена двояко. Или в виде врождённых поведенческих паттернов (инстинктов), обеспечивающих как интерпретацию GR-информации, так и манипуляцию материальными ресурсами посредством внешних эффекторных органов. Или в форме знаний, аккумулированных, предположительно, в нервной системе организма или на внешних носителях. В последнем случае интерпретация и манипуляция осуществляются на сознательном уровне, а внешние эффекторные органы могут дополняться эффекторными устройствами, представляющими собой орудия труда.

Имплементация генетической информации разных видов происходит по-разному. Для информации GS-вида имплементация связана с копированием ДНК, делением клеток и трансформацией зиготы в многоклеточный организм. А для информации GR-вида — со строительством материальных систем на основе использования внешних эффекторных органов.

Но каким бы путём ни происходила имплементация, генетическая информация должна нести в себе также и технологию построения системы. В биологических организмах такая технология определяется регуляцией экспрессии генов, причём регуляция должна происходить как на уровне клеток, так и на уровне органов и организма в целом.

Возможно, для демонстрации всей сложности проблемы регуляции будет уместно воспользоваться музыкальной метафорой. Фактически для реализации онтогенеза геном должен содержать «партитуру» экспрессии генов, позволяющую продуцировать нужные белки в нужных количествах в нужное время и в нужных клетках, а также встроенного дирижёра, управляющего оркестром, в котором инструментами являются геномы каждой клетки.

Итак, если мы надеемся, что геном содержит всю необходимую для онтогенеза информацию, то он должен включать следующие составляющие:

• динамическую модельную информацию MS (t);

• технологию построения организма;

• врождённый тезаурус ИС для M — и С-типов информации;

• генетическую информацию GR-вида, необходимую для построения внешних материальных систем.

Содержится ли эта информация в геноме или нет, можно узнать только на основании его полного прочтения и осмысления. В настоящее время геном человека секвенирован практически полностью. В результате выявлено порядка 3,1 миллиарда нуклеотидных звеньев и всего лишь около 20 000 генов, информативная часть которых занимает не более 1,5 % генома. Таким образом, подавляющая часть генома не кодирует белки или функциональные РНК, а выполняет регуляторные и иные, неизвестные пока, функции.

Конечно, зная содержание генома и умея манипулировать генами, можно выяснить их роль в онтогенезе организма. Однако, несмотря на все успехи, мы по-прежнему далеки от понимания того, каким образом врождённая модельная и управляющая информация закодирована в геноме и закодирована ли она там вообще.

В принципе, при онтогенезе могли бы быть использованы принципы самосборки, реализующиеся в природе на примере кристаллов, вирусов или рибосом. Но и это не решает многочисленных проблем, связанных с морфогенезом и врождённым поведением организмов. И скорее всего, механизм самосборки не работает на многоклеточном уровне, так как он бы вносил неконтролируемое разнообразие в процесс имплементации генома.

Действительно, известно, что развитие организма из зиготы происходит детерминированным и достаточно устойчивым к неблагоприятным воздействиям образом. Это подтверждается, в частности, сходством однояйцевых близнецов, у которых признаки, контролируемые небольшим числом генов, совпадают с вероятностью выше 99 %. Поэтому можно утверждать, что вся необходимая для онтогенеза информация или должна содержаться в геноме зиготы, или использовать другие, неизвестные в настоящее время, носители, существующие, возможно, и вне материальных систем. Мы ещё не раз вернемся к этому предположению, когда будем обсуждать «трудные» проблемы физики, биологии, философии и психологии.

Но трудный вопрос содержится уже и в самой природе генетической информации. Если при рассмотрении происхождения модельной и управляющей информации в биологических организмах можно было сослаться на врождённый тезаурус, предоставленный материнским организмом, то изначальное происхождение генетической информации в рамках физикалистского мышления можно объяснить только как результат эволюции, происходящей по воле случая и под давлением естественного отбора. То есть, по существу, вопрос о происхождении генетической информации сводится к вопросу о происхождении биологической жизни.

Но если посмотреть на эту проблему шире и рассматривать также искусственные ИС, то легко видеть, что G-информация может порождаться не только случаем, но и родительскими ИС, обладающими способностью к целенаправленному созданию новых систем. Такие способности являются главной составляющей творческого разума, присущего человеку.

Конечно, в современных искусственных информационных системах (ИИС), в отличие от естественных ИС, не встроены самовоспроизведение и самоэволюция, требующие сложных схем метаболизма. Но с информационной точки зрения природа ИИС аналогична природе биологических организмов, и в основе ИИС должна лежать GR-информация, созданная человеком и содержащая те же составляющие, что и биологический геном. А именно:

• проектную документацию, моделирующую ИИС;

• технологии изготовления, включающие необходимые материалы, условия и последовательность процессов производства ИИС;

• программное обеспечение, являющееся врождённым тезаурусом ИИС.

И конечно, имплементация ИИС невозможна без механизмов чтения и интерпретации GR-информации, а также без манипулирования материальными ресурсами, то есть без производства, являющегося для ИИС материнским организмом.

Таким образом, в природе существует возможность создавать новые ИС на основе генетической информации, порождённой разумом родительских ИС. И подобная возможность также могла быть использована в случае биологических организмов. Но, безусловно, это не решает, а лишь отодвигает вопрос о происхождении начальной биологической G-информации, так как череда родителей всё равно должна начинаться с разума, который никто не сотворил.

Существует ещё один аспект генетической информации — философский. В настоящее время основной задачей научного познания природы является изучение материальных систем на всех иерархических уровнях — от струн и элементарных частиц до галактик и Вселенной в целом. Знание, которое мы при этом получаем, всегда является относительным, ограниченным нашими познавательными возможностями.

Однако предполагается, что существует некая абсолютная истина — такое знание об изучаемых системах, которое никогда не может быть опровергнуто. Но в науке нет критериев, позволяющих виртуальную реальность наших знаний сравнивать с реальностью природы и определять, насколько близко мы подошли к абсолютной истине.

И в то же время, генетическая информация, лежащая в основе искусственных материальных систем (ИМС), будучи порождена разумом, может рассматриваться как абсолютное знание об этих системах, как знание, которое не может быть пересмотрено. И с этой точки зрения GR-информация будет являться абсолютной истиной для созданной на её основе ИМС.

Возможно также, что генетическая информация, не являясь материальной сущностью, первична по отношению к отображающей её материальной системе. И в этом смысле она совпадает с платоновским понятием идеи как трансцендентного мира истинного бытия, по образцу которого существуют вещи чувственной реальности. Здесь у Платона идея выступает и как сущность вещи (модельная информация об ИМС), и как проект, включающий в себя закономерности перехода от идеи к воплощаемой вещи (технология имплементации ИМС), и как принцип её существования (без генетической информации не существуют и ИМС). Отличие идеи от генетической информации состоит лишь в том, что GR-информация вовсе не трансцендентная сущность, а реальность, которую можно и познавать, и создавать.

И в заключение отметим, что любая классификация информации в настоящий момент носит грубый характер ввиду узости наших знаний о её природе. Углубление этих знаний должно привести не только к более подробной классификации, но и, возможно, к пересмотру принципов, положенных в её основу. Так же, как это произошло с четырьмя античными стихиями — землёй, водой, воздухом и огнём, превратившимися в таблицу элементов Менделеева. Но заметим, что и эта первоначальная классификация материи оказалась не столь уж наивна, так как правильно подмечала четыре агрегатных состояния вещества — твёрдое, жидкое, газообразное и плазменное.

1.4. Информационные системы — чудо природы или основа её существования?

Вопрос о том, что представляют собой информационные системы (ИС), кажется довольно простым и одновременно по-философски сложным. Всё зависит от того, какие критерии используются для идентификации системы как информационной.

В принципе, любая система, имеющая дело с фиксацией, хранением, передачей или обработкой информации, могла бы рассматриваться как ИС. Однако в таких системах, основанных на физических взаимодействиях, не происходит ничего особенного, что выделяло бы их из ряда других физических систем. И в то же время существует класс систем, представленных биологическими организмами, поведение которых невозможно понять лишь на основе каузальных физических законов. В поведении этих систем присутствует телеологическая составляющая, связанная с осуществлением целей, возникающих в информационных процессах, что принципиально отличает такие системы от физических.

В работе [Коштоев, 1991] описаны важнейшие особенности биологических ИС, такие как необходимость присутствия в системах изначальных знаний, способность к целенаправленному поведению и возможность образовывать иерархии, связанные общими целями. Однако без понимания природы информации и её места в наблюдаемой реальности, сформулировать критерии, выполнение которых превращает физическую систему в информационную, по-видимому, невозможно.

Информационная парадигма (ИП), отвергающая атрибутивные подходы в понимании информации и рассматривающая её как самостоятельную реальность, в положении (П2) прямо указывает на неразрывность понятия информации и ИС. Поэтому с точки зрения ИП способность системы оперировать содержательной информацией является тем основным критерием, который позволяет идентифицировать ИС. При этом не важно, на какой основе реализована сама система. В принципе, возможно даже существование ИС, не связанных с физической реальностью.

В физическом мире вне ИС информация, запечатлённая на материальных носителях, является всего лишь последовательностью различений чего-либо и полностью лишена содержания, способного влиять на происходящие процессы. Такая информация носит потенциальный характер. Она может быть многократно реплицирована или уничтожена, а время её жизни определяется только сохранностью физических носителей.

Для того чтобы перейти в активное состояние и приобрести смысл и содержание, потенциальная информация должна быть воспринята системой, обладающей соответствующими кодами и некоторым, необходимым для интерпретации информации, тезаурусом. Такой тезаурус включает систему правил, позволяющих преобразовывать воспринимаемую информацию в нужные формы, а также набор знаний, представленных в виде моделей окружающей реальности. При этом сама воспринимающая система должна обладать механизмом, способным на основе тезауруса осуществлять содержательную интерпретацию информации.

Системы, обладающие таким минимально необходимым набором информационных качеств, хотя ещё и не способны воздействовать на процессы в физическом мире, уже являются информационными. Подобные системы принципиально отличаются от физических систем, так как в них существует множество состояний, переход в которые не может быть предсказан только на основе физических законов. Другими словами, в этих системах кроме физических присутствуют дополнительные информационные (или ментальные) степени свободы.

Вопрос о том, что вообще представляют собой системы — физические или информационные — затрагивает большое число разнообразных аспектов, связанных со структурой и с организацией взаимодействия множества элементов, которые могут быть ассоциированы в системе, а также с выявлением связей системы как целого с окружающей средой. Но главное — с пониманием природы возникновения интегративных качеств системы, не сводимых к качествам составляющих её элементов.

С этих позиций ИС также можно рассматривать как организованную совокупность подсистем, обладающих информационными функциями, которые совместно порождают новое качество — возможность оперировать содержательной информацией.

Для реализации простейшей пассивной ИС необходим следующий минимальный набор функциональных подсистем:

• сенсорные органы, обеспечивающие кодированное отображение реальности в какой-либо из доступных модальностей;

• каналы связи, создающие возможность обмена информацией между функциональными подсистемами;

• блоки памяти, на которых временно или постоянно размещается воспринимаемая информация и хранится тезаурус ИС;

• процессорный блок, формирующий образы воспринимаемой реальности и наполняющий их содержанием на основе тезауруса.

Важно подчеркнуть, что любая система, имеющая дело с информацией, но не обладающая всей полнотой перечисленных функциональных возможностей, не сможет оперировать содержательной информацией и, следовательно, не будет являться ИС. Так, например, телефон, преобразующий кодированный входной сигнал в речь, не относится к ИС, тогда как смартфон, реализующий функции искусственного интеллекта, уже является полноценной ИС.

Перечисленный набор функциональных подсистем необходим для существования пассивных ИС, способных лишь интерпретировать воспринимаемую информацию и встраивать её в систему знаний, доступных ИС, то есть делать её содержательной. Однако этих подсистем недостаточно для функционирования активных ИС, которые на основе содержательной информации могут осуществлять целенаправленное воздействие на физические процессы в окружающей среде. Для того чтобы система стала активной, в неё должны быть включены дополнительные подсистемы, представляющие собой разнообразные эффекторные органы, находящиеся под контролем управляющего центра.

В отличие от физических связей в материальных системах, связи между элементами ИС могут осуществляться вне зависимости от их пространственно-временного расположения, а сами элементы могут одновременно принадлежать разным ИС. Важно только, чтобы в рамках конкретной системы эти информационные элементы обеспечивали возможность продуцировать содержательную информацию.

Среди всего разнообразия ИС существует класс компактных систем, обособленных в определённой пространственно-временной области. К таким системам относятся, в частности, живые организмы, представленные биологическими ИС. Компактность этих систем обусловлена тем, что большое число информационных связей, существующих в таких ИС, базируется на химических процессах и, следовательно, ограничено молекулярными масштабами.

Современный научный подход предполагает, что происхождение биологических организмов носит естественный характер, то есть их становление происходило только на основе известных физических законов при сочетании благоприятных случайных факторов и под давлением естественного отбора. Такой взгляд, несмотря на исчезающе малую вероятность возникновения биологических структур, был бы вполне допустимым, если бы речь шла лишь о физических системах, в которых необходимые для возникновения жизни новые качества могли бы накапливаться последовательно.

Однако жизнь — это прежде всего ИС, для возникновения которых используются не просто физические структуры, а требуются готовые информационные подсистемы, которые сами по себе не обладают какими-либо конкурентными преимуществами и не могут участвовать в естественном отборе. Поэтому все функциональные органы, такие как сенсорные устройства, обеспечивающие кодированное восприятие окружающей реальности, такие как память и внутренние каналы связи, устройства обработки и интерпретации информации, а также эффекторные органы, должны возникнуть одновременно и пространственно согласованно.

Безусловно, такой сценарий происхождения жизни лежит за пределами научного подхода, определяемого ЕНП.

Но это ещё не основная проблема, которую нужно решить, чтобы смоделировать естественное происхождение биологических ИС. Мы уже отмечали, что существование содержательной информации невозможно без наличия в ИС изначального тезауруса. В рамках физикалистского мировоззрения единственным источником возникновения первичного тезауруса по-прежнему может являться только случайность. Но даже не апеллируя к исчезающей вероятности такой случайности, отметим принципиальную неосуществимость такого подхода. Действительно, тезаурус, представляющий определённый набор знаний и правил, может возникнуть и эволюционировать только в уже существующей ИС. Но сама ИС, определяющее качество которой связано с содержательной информацией, не может возникнуть и функционировать без изначального тезауруса.

В уже существующих биологических ИС проблема тезауруса решается с помощью системы самовоспроизведения и встроенного в неё механизма эволюции, позволяющих передавать тезаурус по наследству и закреплять в нём вновь приобретённые знания и паттерны поведения.

По современным представлениям, носителем генетической информации являются молекулы ДНК и РНК, поэтому знания, связанные с начальным тезаурусом ИС организма, должны быть закодированы последовательностями нуклеотидов этих молекул. Но в настоящее время мы даже приблизительно не знаем, как происходит гносеогенез, то есть как генетическая информация с молекулярного уровня переходит в знания, функционирующие на уровне организма в целом. Отметим, что речь идёт не только о высших организмах, обладающих нервной системой, но и о растениях, и об одноклеточных, информационные подсистемы которых вообще не локализованы в определённых органах.

Самовоспроизведение позволяет биологическим организмам существовать и эволюционировать на протяжении длительного периода времени, но оно отнюдь не решает проблему возникновения первичного тезауруса в момент становления ИС.

С другой стороны, на примере искусственных ИС, созданных человеком, видно, что создатель, действуя целенаправленно, способен не только организовать необходимую структуру информационных подсистем, но и заложить в систему изначальный тезаурус, происхождение которого определяется лишь знаниями самого создателя. И это вполне определённо указывает на возможность существования Творца биологической жизни. При этом такая возможность никак не задевает физическое понимание окружающей реальности. Достаточно только сделать естественное предположение, что биологические ИС не уникальны, и в природе существуют и другие ИС, которые вполне бы могли стать материнскими для биологических ИС.

Обнаружение таких систем стало бы одним из самых значительных открытий науки, но вряд ли такая задача разрешима в рамках традиционных научных подходов.

Действительно, чтобы идентифицировать систему как информационную редукционным путём, необходимо выявить её информационные подсистемы, связанные с восприятием информации, памятью, каналами связи, эффекторными органами и процессорным блоком. Однако если ИС не относится к классу компактных, то её элементная база может принадлежать пространственно-временной области, недоступной для редукционного анализа.

В принципе, ИС может быть идентифицирована и в результате систематических наблюдений, если удастся обнаружить целенаправленную (телеологическую) составляющую в природных процессах. Однако наблюдатель, не располагающий знанием цели, не в состоянии отличить каузальную физическую систему от телеологической информационной, так как в материальном мире поведение любых систем проявляется только на уровне физических законов. А возможность определения целей в наблюдаемых физических явлениях практически отсутствует. Можно знать о своих целях, догадываться об аналогичных целях других биологических организмов, таких как самосохранение, размножение или питание, можно программировать цели искусственных ИС, но цели систем, существующих в иных пространственно-временных масштабах и на высших иерархических уровнях, остаются для нас недоступными, если только сами ИС не пожелают их открыть.

И тем не менее существует подозрение в целенаправленном поведении некоторых систем, которые явно нельзя отнести к классу компактных.

Так, в биологической жизни мы наблюдаем иерархию ИС — от клеток до биосферы в целом. И хотя идентифицировать информационные подсистемы верхних уровней биологической иерархии достаточно сложно, наблюдаемая прогрессивная эволюция биосферы позволяет предположить её целенаправленный характер, где целью может являться становление ноосферы.

Другой пример может быть связан с уникальностью характеристик нашей Вселенной, самопроизвольная точная настройка которых, необходимая для существования биологической жизни, представляется маловероятной. Поэтому выбор этих характеристик также мог бы носить целенаправленный характер, если бы целью было возникновение биологической жизни. И это даёт намёк на то, что вся Вселенная в целом может являться ИС.

Для осуществления целенаправленного поведения ИС должна обладать некоторым набором целей, имеющих определённые ценностные характеристики и приоритеты. Структуру такого набора целей можно представить в виде иерархии, где нижний уровень включает краткосрочные внешние цели и цели, связанные с поддержанием функциональных возможностей ИС. Цели нижнего уровня иерархии, как наиболее актуальные, имеют наивысшие приоритеты исполнения.

Иерархия строится на основе одной или нескольких стволовых целей, которые могут быть и не реализуемы, но имеют максимальную ценность и определяют смысл существования конкретной ИС. При этом осуществление стволовых целей возможно только при последовательных переходах на более высокие уровни целевой иерархии в результате реализации некоторых промежуточных целей.

Как правило, стволовые и промежуточные цели зависят от иерархического уровня, на котором находится организм. Так, для простейших организмов стволовой целью может быть размножение, необходимое для сохранения популяции вида. Для высших организмов такие цели уже связаны с местом в групповой или социальной иерархии, а в случае развитого самосознания — и с местом во всей иерархии жизни. Отсутствие у человека стволовых, а следовательно, и многих других промежуточных целей замыкает поведение в плоскости естественных потребностей и приводит к утрате важнейшего элемента самосознания — смысла существования.

Для осуществления поведения информационной системой используется управляющая информация, активирующая готовые поведенческие паттерны. Такие паттерны в виде генетически заданных рефлексов и инстинктов, а также приобретённых навыков, интегрируются в структуру целей и приоритетов, образуя динамическую систему поведения. В этой системе для достижения конкретной цели могут использоваться разные формы поведения, реализуемые в зависимости от физического и ментального состояния ИС и от воспринимаемых системой условий внешней среды.

С этих позиций поведение физических систем можно рассматривать как вырожденный вариант поведения ИС, обладающих единственной целью. А физические законы в таком случае выступают как алгоритмизированные паттерны поведения, зависящие от внутреннего состояния системы, задаваемого её динамическими характеристиками, и от состояния внешней среды, информация о которой передаётся физической системе посредством физических полей.

Подобно физическим, информационные системы также могут образовывать иерархии. При этом существенно, что на каждом иерархическом уровне имеются свои цели и свои динамические системы поведения. Но для того чтобы иерархический организм был устойчивым, цели ИС нижних уровней иерархии не должны противоречить целям всего организма, а вышестоящие ИС должны обладать механизмом ограничения действий ИС нижних уровней, нарушающих функционирование всей иерархии. Таким механизмом является, например, иммунная система в многоклеточных биологических организмах или правоохранительные органы в социумах.

Наличие иерархии ИС требует и наличия коммуникативных связей между системами разного уровня. Но на каждом иерархическом уровне существует своя специфика организации и функционирования ИС, требующая своего способа кодирования и своего языка управления и обмена информацией. И семантика этих языков должна быть доступной для систем, находящихся на других иерархических уровнях, хотя бы в той степени, которая бы обеспечивала согласованное функционирование всего организма в целом.

Такая задача может быть решена двумя различными способами. Или созданием универсального транслятора, воспроизводящего необходимую семантику в любой кодовой системе и в любом языке, используемом в иерархии ИС. Или использованием единого для всех ИС языка, который каждая из ИС воспринимает частично в соответствии с её тезаурусом, возможностями сенсорных и эффекторных органов, а также в соответствии с потребностями в тех знаниях, которые необходимы для системы управления в иерархической ИС.

В первом варианте транслятор должен отслеживать все вновь возникающие в процессе эволюции кодовые системы и языки. Но самое главное, что при таком подходе невозможно адекватно передавать семантику в языках, имеющих разные уровни сложности и слабо пересекающихся в пространстве смыслов.

Так что, похоже, что в природе осуществляется второй вариант. И этот вариант, связанный с существованием единого языка переживаний, объединяющего всю информационную реальность, реализуется в феноменальном сознании.

С этой точки зрения все внутренние ощущения, доступные сознанию человека, — это также часть сознания наших органов, входящих в иерархию организма. А творческие озарения или знания, полученные нерациональным путём, — это часть сознания высших ИС, ставшая доступной в состоянии инсайта.

1.5. Информационные взаимодействия. А что это такое?

Согласно информационной парадигме, в наблюдаемом мире сосуществуют две независимые реальности — физическая и информационная. Но если физическая реальность уже достаточно изучена и для её описания разработаны математические теории, связывающие эволюцию физического мира с четырьмя фундаментальными взаимодействиями, то для мира информационного отсутствуют даже основные понятия, необходимые для осмысления путей его эволюции.

До сих пор считается, что информационная реальность эволюционирует лишь вследствие случайных событий, закрепляемых в естественном отборе. Однако на примере человеческой цивилизации видно, что это далеко не так, и что целенаправленные, а не случайные, процессы изменяют информационную структуру общества. Поэтому понятие информационных взаимодействий столь же необходимо для описания эволюции информационной реальности, как и понятие физических взаимодействий для понимания эволюции материального мира.

Важнейшей особенностью физической реальности является возможность редукционного подхода, позволяющего взаимодействия сложных систем свести к взаимодействиям более простых и, в конечном счете, к фундаментальным взаимодействиям, наблюдаемым на низших иерархических уровнях материи.

По современным представлениям, в основании всех систем находятся фермионы, представленные лептонами и кварками — бесструктурными частицами, участвующими в слабых, электромагнитных и сильных взаимодействиях. Эти взаимодействия осуществляются при посредничестве других фундаментальных частиц — калибровочных бозонов. В случае электромагнитного взаимодействия таким бозоном является фотон, в случае слабого взаимодействия это W — и Z-бозоны, а переносчиками сильного взаимодействия являются глюоны. Четвёртым фундаментальным взаимодействием, в котором участвуют все известные материальные системы, является гравитационное взаимодействие.

Пока не ясно, завершаются ли возможности редукционного подхода на уровне фундаментальных частиц и фундаментальных взаимодействий, или всё их разнообразие удастся понять с некоторой единой математической точки зрения. Например, с точки зрения теории струн, существующих в 11-мерном пространстве.

Вторая важная особенность физических взаимодействий связана с тем, что поведение всех фундаментальных частиц лишено индивидуальности и поэтому их можно рассматривать как тождественные. Это позволяет поведение структурно схожих физических систем описывать едиными эмпирическими правилами, которые во многих случаях удивительно полно и точно облекаются в форму математических законов.

Однако в рамках ЕНП невозможно понять, почему математика, имеющая ментальную природу, оказывается столь эффективной при описании физического мира, который, как считается, не испытывает в своей эволюции никаких ментальных воздействий. Или это, возможно, не совсем так, и мы на фундаментальном уровне имеем дело с чем-то ментальным, что способно определять сам характер физических законов в соответствии с поставленными целями? И если это что-то действительно существует, то оно должно порождаться ИС — источниками ментальности, которые могут существовать в формах, отличных от биологической жизни или известных нам искусственных ИС, и в недоступных для наблюдения пространственно-временных измерениях.

Фактически феномен математической физики показывает, что грань между физическим и информационным миром не носит принципиального характера. Возможно, что материальный мир — это мир, в котором эволюция всех систем происходит в соответствии с единой общей целью. А реализация этой цели встроена в изначально заданное эволюционное поведение, которое алгоритмизировано в виде фундаментальных физических законов.

Возникающая в таком случае предопределённость в эволюции материи порождает физическую каузальность, при которой будущее, уже присутствующее в законах природы, явно не влияет на происходящее в настоящем. Но если в классическом мире каузальность полностью определяет будущее состояние систем, то в квантовом мире она гарантирует лишь вероятность осуществления того или иного состояния из множества возможных, допуская определённую вариабельность в осуществлении единой цели.

Однако наблюдаемая реальность состоит не только из эволюционирующих физических систем, но включает также ИС, эволюционирующие с ними совместно. Поэтому понятие взаимодействий нельзя замыкать в рамках только физической или только информационной составляющей, а необходимо распространить его на всю наблюдаемую реальность в целом. В этом случае эволюция связывается уже не с одной, а с множеством целей, для реализации которых схожие ИС могут использовать разные линии поведения и, следовательно, перестают быть тождественными.

Появление явных целей эволюции привносит в наблюдаемый мир телеологическую составляющую, для которой текущее поведение ИС оказывается зависимым от будущего.

Для иерархически устроенных ИС существование множества целей делает редукционный подход к исследованию взаимодействий практически нереализуемым, так как цели сложных систем не сводятся к какой-либо структуре целей более простых систем. Скорее наоборот — цели ИС высших иерархических уровней определяют, хотя бы частично, цели, а следовательно, и поведение составляющих их систем нижних уровней. Поэтому поведение сложных ИС не может быть описано на основе алгоритмизированных информационных взаимодействий систем нижних уровней. Такая ситуация приводит к существованию множества индивидуализированных структур информационных взаимодействий, различающихся даже для подобных ИС.

Наряду с физическими, ИС обладают также ментальными степенями свободы, связанными с тезаурусом, целями и приоритетами, которые в процессе информационных взаимодействий могут меняться.

В зависимости от того, какие степени свободы участвуют в процессе эволюции ИС — физические (Ф) или информационные (И), все взаимодействия можно разделить на типы следующим образом.

• Физические, или Ф-Ф-взаимодействия, задающие поведение физических систем. Для ИС этот тип взаимодействия реализуется, если активируются только физические степени свободы, как, например, при перемещении ИС, находящейся в «спящем» состоянии, когда ментальные степени свободы заблокированы.

• Контактные взаимодействия, в которых затрагиваются как физические, так и ментальные степени свободы. Эти взаимодействия могут быть двух видов.

Первый вид — это Ф-И-взаимодействия, при которых окружающая реальность в каких-либо аспектах отражается в информационном (виртуальном) мире ИС. Такие взаимодействия доступны ИС, обладающим сенсорными органами.

Второй вид — это И-Ф-взаимодействия, включающие всю целенаправленную деятельность ИС в окружающей среде. И-Ф-взаимодействия доступны только активным ИС, обладающим эффекторными органами.

• Информационные, или И-И-взаимодействия, в которых участвуют только ментальные степени свободы. И-И-взаимодействия приводят к ментальным изменениям в ИС, но не влекут каких-либо физических действий со стороны ИС. Такие взаимодействия доступны как активным, так и пассивным ИС.

Возможно выделить два вида И-И-взаимодействий.

Первый — это внутрисистемные И-И-взаимодействия или И-И-ВС-взаимодействия. Они связаны только с процессами внутри самой ИС — с преобразованием тезауруса, определением новых целей и приоритетов и принятием решений. И-И-ВС-взаимодействия играют определяющую роль в генерации новых знаний, связанных с модельной, управляющей и генетической информацией. Деятельность ума в конечном счёте есть результат именно И-И-ВС-взаимодействий.

Второй вид — это межсистемные И-И-взаимодействия или И-И-МС-взаимодействия. В таких взаимодействиях происходит обмен информацией между индивидуальными ИС, расположенными на одном или на разных иерархических уровнях. Этот обмен может быть непосредственным — от системы к системе по различным коммуникационным каналам связи. Или опосредованным, использующим носители потенциальной информации, такие как книги в человеческом социуме или химические метки в среде животных.

В И-И-МС-взаимодействиях может происходить перестройка тезауруса ИС и индуцированное внешними ИС изменение ментального состояния системы.

В качестве примера И-И-МС-взаимодействий можно привести воздействие средств массовой информации на ментальное состояние личности, приводящее к трансформации тезауруса, целей и, в конечном счёте, к изменению поведения индивида.

В И-И-взаимодействиях наиболее интересны и сложны процессы, связанные с принятием решений. Возможное поведение системы, находящейся в определённом ментальном состоянии, может быть многовариантным. И только принятое решение определяет выбор варианта поведения, который будет реализован в действительности.

Важно, что все решения принимаются в И-И-ВС-взаимодействиях, но критерии, которые используются при выборе нужного варианта, могут иметь разные источники.

ИС может принимать собственные решения, обусловленные внутренними критериями, закреплёнными в её целях и приоритетах. Или использовать критерии, возникшие в ИС вследствие текущих внешних обстоятельств. Такие решения обеспечивают реализацию собственных целей ИС.

Возможно также принятие индуцированных решений, формируемых на основе внешних критериев, полученных в результате И-И-МС-взаимодействий. В таких случаях поведение ИС может использоваться для реализации целей других ИС.

Однако если ИС не имеет значимых критериев выбора, решения могут приниматься случайным образом. Такие решения необходимы, чтобы система не оказалась в состоянии прострации. Случайность при этом не означает равновероятность любого решения. Эволюционирующая система приоритетов может задать вероятность принятия конкретного решения, но реализуемый выбор тем не менее остаётся непредсказуемым.

В принятии ИС случайных решений просматривается аналогия с волновой функцией и квантово-механическими вероятностями в поведении квантовых объектов. И эта аналогия может оказаться достаточно глубокой, если предположение о всеобщей ментальности материи, высказываемое в теории панпсихизма, окажется востребованным в науке.

В контексте рассуждений о выборе, осуществляемом при принятии решения, можно также попытаться ответить на ещё один непростой вопрос: существуют ли фундаментальные информационные взаимодействия, лежащие в основе всех информационных процессов?

Понятно, что если такие взаимодействия и существуют, то они не могут быть аналогичны физическим фундаментальным взаимодействиям, проявляющимся в результате последовательной редукции сложных физических систем. Ведь, как уже отмечалось, для иерархических ИС редукция систем не сопровождается редукцией информационных взаимодействий, так как любая ИС, входящая в иерархию сложной ИС, реализует собственное поведение, которое лишь частично определяет поведение систем высших уровней иерархии.

Однако информационные процессы внутри любой ИС имеют схожую функциональную структуру. При этом, в отличие от физической реальности, представление о которой складывается через наблюдение систем высокой степени иерархии, информационная реальность доступна для наблюдения и моделирования с самого низшего уровня.

Это хорошо видно на примере искусственных ИС, в основе которых находятся триггеры, представляющие собой физическое воплощение фундаментального носителя информации, обеспечивающего управляемое двоичное различение. А система управления совокупностью триггеров реализует фундаментальное информационное взаимодействие.

В общем случае, когда речь идёт о независимой информационной реальности, фундаментальную сущность, лежащую в её основе, можно рассматривать как некую информационную частицу, которую можно назвать диффероном. И главное свойство дифферона — способность существовать в двух различающихся состояниях — не зависит от его конкретного воплощения.

У состояний дифферона может быть множество названий: да / нет, 0 / 1, вкл. / выкл., истина / ложь, добро / зло, инь / ян, но всегда проявляется их главное свойство — быть противоположностью друг другу.

Искусственные ИС являются также наглядным примером того, как эта простейшая сущность — дифферон — порождает всё разнообразие информационной реальности. И это рождение происходит в И-И-ВС-взаимодействиях, ориентированных на выбор одного из двух возможных состояний дифферона. Основополагающий статус таких взаимодействий позволяет рассматривать их как фундаментальные информационные взаимодействия бинарного выбора.

Конечно, источником возникновения информационной реальности является не сам выбор, а те критерии, которые использовались при его осуществлении. Поэтому познание природы информационной реальности — это прежде всего познание критериев, лежащих в основе бинарного выбора.

Изложенную систематику взаимодействий можно кратко подытожить в следующей таблице.

Таблица 1. Классификация взаимодействий в наблюдаемой реальности

Наличие столь разных информационных процессов и соответствующих им взаимодействий требует для их изучения разнообразных научных подходов, отличных от применяемых в физике.

Но какие бы методы ни использовались для познания действительности, научный подход предполагает осуществление двух главных целей. Первая цель — это объяснить наблюдаемое, то есть связать явления непротиворечивыми логическими цепочками. Вторая — предсказать поведение систем, смоделировав их взаимодействия.

Для материальных систем математические теории физики прекрасно справляются с каждой из этих задач. Но процессы, связанные с ИС, остаются вне области возможностей физики, ограниченной четырьмя фундаментальными взаимодействиями. А вера в то, что поведение ИС когда-нибудь удастся редуцировать к физическим взаимодействиям, скорей всего безосновательна, так как физика принципиально не способна учесть содержательную сторону информации, которая является определяющей в информационных взаимодействиях.

Но даже и без создания новых подходов само представление об ИС и информационных взаимодействиях, основанное на содержательном аспекте информации, уже обладает дополнительным объяснительным потенциалом. Такой потенциал может быть востребован, например, в гуманитарных областях знаний, оперирующих смыслами, а не числами.

Но кажется, что и в точных науках создание универсальных теорий информационных взаимодействий, обладающих предсказательной силой, — дело недалёкого будущего.

Известно, что универсальность физических законов достигается тем, что для материальных систем удаётся выделить несущественные индивидуальные физические степени свободы, которые, как правило, недоступны для наблюдения и контроля, и рассматривать идеализированные идентичные физические системы, все степени свободы которых могут контролироваться.

Но индивидуальность ИС носит более сложный характер и связана как с субъективным восприятием действительности, так и с субъективным характером принятия решений. Причём индивидуальность эта не статичная, как в большинстве физических систем, а динамическая, зависящая от ментального состояния ИС.

Дополнительная трудность при идеализации ИС связана с тем, что необходимо разделять существенные и несущественные ментальные степени свободы. А это проделать довольно сложно, и прежде всего потому, что ментальные степени свободы нельзя охарактеризовать только численными параметрами. Ментальность связана со смыслами, а процедура отделения существенных смыслов от несущественных пока что совсем не ясна.

Но, несмотря на все сложности, есть надежда, что универсальные теории информационных взаимодействий создать возможно. Либо традиционным путём, если удастся преодолеть все трудности идеализации ИС, либо путём включения в теории субъективных качеств ИС.

В первом подходе идеализация вполне осуществима в случаях, когда количество ментальных степеней свободы ИС ограничено и они поддаются контролю. У человека такие ситуации могут быть связаны, например, с достижением краткосрочных целей, обладающих абсолютным приоритетом, или с экстремальными эмоциями — яростью, страхом или горем.

Возможно также использовать И-И-МС-взаимодействия, чтобы подготовить идеализированные ИС, индуцируя заданные ментальные состояния, как это происходит, в частности, под гипнотическим воздействием. Поведение ИС в таких случаях оказывается достаточно предсказуемым и контролируемым. А совокупность полученных таким путём поведенческих паттернов может составить базу для моделирования И-Ф-взаимодействий в более сложных ментальных состояниях.

Второй путь развития теорий информационных взаимодействий, учитывающий субъективные качества ИС, представляется также вполне реальным. Во всяком случае, работы по искусственному интеллекту, использующие нечёткие множества и нечёткую логику, предложенные Лотфи Заде [Заде, 1976], включают субъективные качества, хотя и реализуемые пока что на уровне экспертных оценок.

До сих пор мы говорили о естественных биологических ИС, информационные взаимодействия которых можно изучать как на основе объективных наблюдений, так и на основе собственного субъективного опыта.

Однако эти наблюдения и этот опыт оказываются явно недостаточными для глубокого понимания структуры и принципов информационных процессов, протекающих в биологических системах, для понимания того, как в химических реакциях происходит гносеогенез, трансформирующий знания с молекулярного уровня на уровень всего организма, как реализуется память, как формируются цели и принимаются решения, определяющие поведение организмов в И-Ф-взаимодействиях.

Вряд ли изучение корреляций между зонами возбуждений нейронов мозга и поведением биологических организмов позволит ответить на все эти вопросы.

И в то же время для искусственных ИС, создателями которых являемся мы сами, физическая архитектура систем и алгоритмы информационных процессов тайной не являются. Поэтому если существуют некоторые универсальные закономерности для информационных взаимодействий, не зависящие от вида ИС, они могут быть выявлены и изучены в деталях на искусственных ИС.

Такой подход декларируется в когнитивной психологии, где для анализа психических процессов используется компьютерная метафора. Смысл этой метафоры заключается в том, что одинаковое поведение естественных и искусственных ИС определяется схожими информационными процессами и не зависит от различия физических процессов, на которых они основаны. Если это действительно так, то создание искусственных ИС, обладающих возможностями естественных ИС, то есть, в конечном счёте, создание искусственного интеллекта можно рассматривать как метод, позволяющий моделировать все виды информационных взаимодействий в биологических ИС.

При этом возможны два подхода. Первый — так называемый нисходящий — подход связан с созданием ИС, обладающих развитым тезаурусом и логическими системами обработки информации, которые позволяют имитировать высокоуровневые психологические процессы в биологических ИС, такие как понимание, выбор целей, принятие решений, распознавание, вербальное общение или интерактивное управление поведением.

Второй — восходящий — подход основан на воспроизведении уже открытых принципов функционирования биологических ИС, например на воспроизведении архитектуры параллельной обработки информации в нейронных сетях. Нейрокомпьютеры, использующие такую архитектуру, оказываются способны к обучению и эффективны при распознавании образов.

Но какими бы ни были подходы к созданию искусственных ИС, важно, что все они кроме утилитарных задач способны параллельно решать и научные задачи поиска общих закономерностей в информационных взаимодействиях.