Инфодинамика, Обобщённая энтропия и негэнтропия
Шрифт:
Эп = Дп = Ф . Ц = 2 . Ц Зп Зп Зп
где: Дп - выгода, прибыль, полезность, которую получает система от полученной информации; Зп - затраты, необходимые для приобретения системой системой или управляющей системой необходимой информациии; Ц - прибыль от полученной информации в денежных единицах; Ф - вероятность получения прибыли Дп.
Максимально целесообразные затраты можно рассчитать по неравенству:
Эп = Дп > 1 или Зпмакс ? Дп Зп
т.е. затраты на информацию не должны превышать получаемую от их приобретения доход. В противном случае приобретение новой информации не обосновано и решение следует принимать без её. Для корректности расчётов в случае исследования фактической ОЭ объединённой управ-ляемой и управляющей системы необходимо учесть и ОЭ управляющей части (ОЭус):
ОЭф = ОЭс + ОЭус - ОНГс - ОНГус
ОЭоб ОНГоб
8. Проектирование структуры системы управления. В случае сложных и иерархических структур системы целе-сообразно соответственно строить также и их управление. Конкретизируются общие потоки информации по наиболее существенным направлениям. Уточняются их количество и качество, пропускную способность каналов связи, элементы автоматического регулирования, элементы сравнения, уси-ления, измерения и исполнения.
Принципы
В кибернетике разработаны подробные математические основы для оптимизации процессов управления [ 23, 60, 62 ]. В них предусмотрены всевозможные этапы и варианты управления, встречающиеся в реальной жизни [ 68 - 71 ].
1. Одноэтапные или одношаговые и многошаговые задачи принятия решения.
2. Принятие решений в условиях неопределённости. Понятие об исследовании операций.
3. Критерии качества управления.
4. Ограничения, накладываемые на процесс управления.
5. Структура и модели объекта управления.
6. Динамические задачи оптимизации управления.
7. Задачи линейного программирования.
8. Игры как модель конфликтных ситуаций. Функции потерь.
9. Структура статистических игр. Игры с природой. Игры без эксперимента и с экспериментом.
10. Применение байесовской стратегии, байесовского прин-ципа. Функция риска. Применение байесовского прин-ципа целесообразно лишь в тех случаях, когда апри-орное распределение вероятностей известно достаточно точно.
На первый взгляд может казаться, что действительно разработаны формулы для принятия оптимальных решений по управлению любых систем. Однако, анализ ОНГ методов управления и ОЭ многих управляемых систем показывает, что ОНГ значительно меньше ОЭ. ОЭф после введения ОНГ останется большой и система далека от полной управ-ляемости. Получение численных результатов при приме-нении ранее известных формул и методик весьма за-труднительно. Неопределённость, нехватка данных тем боль-ше, чем сложнее управляемая система. Применение упро-щённых формул, при выведении которых не учтены все факторы, размерности и разброс данных, могут вызывать иллюзию о решении проблемы. Избежать подобных ошибок помогают методы определения ОЭ и ОНГ управляющей и управляемой системы, а также баланса и скорости изменения этих показателей.
12. ПРОЦЕССЫ ИНФООБРАБОТКИ
В ЭКОНОМИКЕ, НАУКЕ
И КУЛЬТУРЕ
Сложные системы, связанные с организованной и умст-венной деятельностью людей, подчиняются таким же прин-ципам инфодинамики, как и более простые системы. Вся экономика, наука, техника, культура, социальная сфера и др., состоят только из разного рода систем, реальных или их моделей в сознании [ 110 ]. Все продукты мысленной и твор-ческой деятельности людей и их организации, например лите-ратурные, научные и художественные произведения, фило-софские и религиозные взгляды, являются моделями реаль-ной действительности. Однако, эти модели также сущест-вуют реально в обществе в виде систем, состоящих в боль-шей части из ОНГ, но с некоторой долей также из матери-ального и энергетического носителя (структуры в мозгу, в библиотеках, эквивалентные на ОНГ масса и энергия и др.).
Несмотря на подчинение общим принципам инфосистем, общественные системы обладают рядом особенностей, из которых наиболее существенные следующие:
1. Все такие системы содержат в качестве элементов людей. А по закону Марфи "Все системы, деятельность кото-рых основывается на доверие к людям, ненадёжны". Такой, высказанный в виде юмора "закон" содержит долю истины. Человек является очень сложной, многокритериальной сис-темой. Хотя для повышения своей надёжности он имеет ряд механизмов, он может предпринимать далеко не всегда опти-мальные, часто непредсказуемые решения и действия. При-чиной этого является недостаточная самокритичность чело-века. Он обычно думает, что он знает если не всё, то дос-таточно много, чтобы принимать решения по управлению сложными системами, например собой или организациями людей. На самом деле эти системы имеют намного больше ОЭ, чем человек обладает ОНГ по данному вопросу. Резуль-татом является неуправляемость, непредсказуемость поведе-ния системы и невыполнение цели. Человек обычно не приз-нает свои ошибки, перекладывает вину на других. Неосознан-ный дефицит информации порождает у людей взрыв эмоций, переживаний, волнений, стресса, что сильно мешает им эф-фективно обработать информацию и объективно оценить все возможные альтернативные варианты при выборе и уп-равлении. В состоянии стресса может вообще прекратиться инфообработка или, наоборот, усилиться. Эмоциональное сос-тояние имеет очень много вариантов, соответственно и под-сознательных методов инфообработки: страх, гнев, вражда, дружба, радость, тоска и др. Особенно резко на инфопотоки влияет конкурентная борьба, борьба за существование, конф-ликтные ситуации. В этих случаях стараются конкуренту передавать не только по возможности меньше информации, но даже передавать ложную информацию или дезинфор-мацию. Близко к этому наблюдаются случаи, когда допус-кается и даже поощряется маскировка: посылка сигналов с сознательной целью утаивания действительных замыслов их отправителя. Во всех перечисленных сферах качественная описательная сторона инфопередачи и инфопотоков в виде сообщений описаны подробно в разных произведениях по литературе, философии, религии и др. В то же время по вопросу количественной и смысловой характеристики инфо-передач и инфообработок имеется работ меньше и только по косвенным признакам, по отдельным узким разделам. На-пример, учение об условных и безусловных рефлексах, ме-ханизмы передачи зрительной информации в мозг, денежные балансы в экономических системах. Однако, действитель-ные потоки информации между людьми и в мозгу остались до сих пор семантически
2. Все системы организованы не только по иерар-хической (вертикально), но и по интерактивной схеме (го-ризонтально и наклонно). Кроме того, часто не существует одна иерархия, а комплекс иерархии, которые соединены между собой также множеством интерактивных уровней. Это делает исследование всех ветвей очень сложным.
3. Система моделей отличается уровнями (ступен-чатостью) обобщения. Над любой системой моделей можно составить более обобщённую модель. Каждый следующий уровень моделирует также предыдущий (первичные, вто-ричные и т.д.). В общественном сознании возникают следу-ющие уровни моделей и систем.
Реально существующие общество и организации людей.
Первичные модели. История. Литература. Искусство. Науки.
Вторичные модели. Общественное самосознание. Модели сознания. Обществоведение. Науковедение. Психология.
Третичные модели. Обобщающие модели, отража-ющие развитие всех уровней. Философия. Религия. Футурология.
4. Основным средством обмена многоразмерной инфор-мации в обществе останется человеческая речь, язык. Воз-никновение языка можно считать критерием превращения животного в человека, стада животных в человеческое об-щество. Слово - это одно из величайших изобретений чело-вечества. Можно ли определить ОЭ и ОНГ систем, обо-значаемых словом? Для самых общих понятий-систем это невозможно, их ОЭ и ОНГ трудно определяемы или прибли-жаются к бесконечности. Однако, каждое слово можно конкретизировать многими дополнительными словами и после достаточной конкретизации слово обозначает систему с дос-таточно узкими пределами. Такому слову можно определить ОЭ и ОНГ и превратить его в управляемое. Следовательно, каждое слово или комплекс слов обозначает определённую систему, но часть слов обозначают системы с ОЭ или ОНГ, приближающимися к бесконечности. Например, слова: бес-конечность, вселенная, вечность. Многие слова обозначают системы без предела, фактически тоже обладающие беско-нечным многообразием (ОЭ). Например, свет, энергия, гра-витация, благородство, честность и т.д. Самым главным является то, что при помощи слов открылась возможность передавать намного больше и быстрее информацию в обобщённом виде, чем без них. Ведь каждое слово ограничивает большую область во вселенной. В книге Н.Винера [ 21 ] приведена удачная дефиниция речи: речь является совместной игрой говорящего и слушателя против сил, вызывающих беспорядок. Во время беседы один или оба говорящих получают информацию о системах и их изме-нениях в мире и соответственно повышают свою ОНГ. А.Винер подчёркивает также, что собеседники играют (борются) не между собой, а против природы, т.е. в направ-лении повышения ОНГ. Это, конечно, в положительном слу-чае. Собеседники могут и ругаться между собой или стараться друг друга перехитрить, передавать одностороннюю или не-верную информацию. Как в случае многих достижений чело-вечества, слова, язык, можно применять как на благо, так и во вред прогрессу и эффективность словесной информации можно в каждом конкретном случае измерить только, опре-деляя повышение ОНГ.
5. Общим для всех систем общества является также развитие компьютеризации и телекоммуникации. Компьютер-ные сети и электронные средства связи вторгаются абсолютно во все области человеческой деятельности. Они значительно ускоряют процессы инфообработки. Информация превра-щается в непосредственную производительную силу и в отдельную экономическую категорию. Однако, компьютеры, даже после их быстрого усовершенствования и резкого количественного роста, не обладают достаточным разно-образием (ОЭм и ОНГ), чтобы управлять всеми существую-щими в мире сложными системами в их многообразии и быстром изменении. Не умаляя огромного значения компью-теризации общества, нельзя надеяться, что компьютеры ре-шают все проблемы развития цивилизации. При любом раз-витии компьютеры принципиально не могут достичь и мик-родоли разнообразия (ОЭ) всего универсума. Следовательно они не могут достичь необходимой ОНГ и полностью уп-равлять универсумом. Людям всегда останется задача мо-делирования неуправляемых компьютерами сложных систем, проверка гомоморфности моделей и управления сложными процессами в любых частях универсума в условиях неоп-ределённости. Решающую роль играет также различие в ско-ростях движения информации в компьютерах и в обществе людей. Для определения сравнительной динамики инфо-потоков в электронных и человеческих системах необходимо применение методов инфодинамики (определение ОЭ и ОНГ). Дело в том, что компьютеры способны обработать огромные объёмы малоразмерной информации, а человек и общество способны обработать информацию, обладающую большой размерностью и качеством (ОНГ), но с меньшей скоростью и точностью. Узкие места в инфопотоках, (неболь-шие пропускные способности инфоканалов) образуются в местах перехода человеческой информации в компьютерную. Компьютеры способны обрабатывать и выдавать информа-цию формально в миллионы бит в секунду, а принимать от человека содержательную информацию только в десятки бит в секунду. Программирование и введение информации в ком-пьютерную систему является дамбой, задерживающей уве-личение ОНГ компьютеров за счёт потока информации от систем реального мира, прежде всего от систем человеческого общества. Во всяком случае было бы наивно надеяться, что компьютеры решают все проблемы, связанные с потоком и обработкой информации и балансом ОНГ. Этому противо-действует второй закон термодинамики. ОЭ реального мира должна расти быстрее, чем ОНГ всех компьютерных систем. Ценой роста инфотехнологии должно быть большее уве-личение беспорядка и разнообразия (ОЭ) в реальном мире, в частности в человеческом обществе. Это реализуется прежде всего в увеличении количества возможных путей развития общества, между которыми труднее найти оптимальный вариант при управлении.
НЕГЭНТРОПИЙНЫЕ ОСНОВЫ ЭКОНОМИКИ
Известно большое значение в экономике вероятностных и информационных факторов. Достаточно проследить за про-цессами развития и взаимоотношений отдельных фирм или оценить результаты труда и прибыль организаций, начина-ющих формально с одинаковых исходных позиций [ 72 - 75 ].
Тем не менее до настоящего времени в экономических расчётах и прогнозах недостаточно учитываются вероятност-ные факторы, информационно-энтропийные процессы, функ-ции риска и принципы системного анализа [ 8, 71, 75, 27 ].