Информационные системы и феномен жизни

Коштоев В. В.

Как отмечалось, для любого i-го уровня членения любого типа системы всегда выполняется условие:

Wi W(i + 1) (2.1),

где Wi - некоторая усредненная мощность системных связей. Для ИС можно попробовать постулировать еще одно условие:

ti > t(i + 1) (2.2),

где t - некоторая усредненная длительность периода циклических процессов. Тогда условие (2.1) может выполняться не только за счет увеличения энергии связи, но и за счет уменьшения величины t.

С другой стороны известно, что при любой процедуре обработки информации с определенной вероятностью возникают те или иные ошибки, которые имеют тенденцию с течением времени накапливаться, что в итоге приводит к деградации управляющих, т.е. информационных функций системы, а значит и к разрушению самой системы. Точнее, накопление этих ошибок происходит по мере увеличения количества

циклов "опорного" ритмического процесса системы. Поэтому можно предположить, что данное обстоятельство является одной из причин, обуславливающих некоторое типичное усредненное время жизни - Т информационной системы, по истечении которого данная система, как материальный объект, распадается. Для времени жизни ИС также можно попробовать постулировать, что в общем случае выполняется условие:

Ti > T(i + 1) (2.3)

Но с другой стороны по всей вероятности можно предположить, что

Ti = ki??ti (2.4)

где ki - некоторое усредненное количество циклов определенного типа ритмических процессов. Поэтому скорее всего условие (2.3) отражает общую тенденцию, но в частных случаях ряд факторов, свойственных конкретным ИС, могут сформировать такое значение ki, то это условие будет нарушено.

Следовательно, еще одним необходимым системообразующим условием для ИС является наличие синхронизированных циклических процессов, обеспечивающих, в частности, нужную последовательность информационныХ процессов в системе, и имманентное свойство (качество) ощущать направление времени.

Попробуем подвести некоторые итоги.

Детальный анализ всех способов проявления такой сущности как информация позволяет выделить два самых существенных момента.

1. Информация не может существовать в отрыве от некоторого материального носителя.

2. Информация может проявить себя только в результате функционирования некоторой информационной субъект-системы.

Основываясь на этих выводах, попробуем дать "очередное" определение понятия информации. Итак:

– упорядоченность в пространстве некоторых параметров двух взаимодействующих подсистем некоторой системы проявляет себя как информация тогда и только тогда, когда своеобразие и результат этого взаимодействия зависит от характера, специфичности этой упорядоченности.

Отсюда следует, что сама по себе организация, как некоторое качество объект-системы, не есть информация. Она может проявить себя как информация только в определенных, специфичеких процессах. Следовательно, можно утверждать, что только в процессе функционирования ИС, как специфической формы существования материи, выявляется (наблюдается) такой специфический атрибут (качество) материи, как информация. И наоборот, наличие в данной системе подсистем с этим качеством материи, позволяет реализоваться информационной системе, как специфической форме существования материи. В такой ситуации единственно приемлемым, и можно считать достаточно обоснованным, является следующее утверждение:

– специфическое качество - информация и специфическая форма существования - ИС, являются фундаментальными, изначальными, как и сама материя.

Это утверждение имеет чрезвычайно важное, принципиальное значение и влечет за собой очень важные следствия. Поэтому более развернутому и детальному обсуждению этого утверждения будет посвящен специальный раздел. Пока же будем считать, что это утверждение достаточно обоснованно. В частности из этого утверждения вытекает интересное и очень важное следствие, что ИС (естественная) может возникнуть только от другой ИС. Никакой процесс прогрессивной эволюции сам по себе, под влиянием только физических причин не может реализовать переход от ФС к ИС. С точки зрения такого перехода глобальные множества ФС и ИС - это принципиально неперекрывающиеся множества. Обратный переход от ИС к ФС, в процессе деградации ИС, возможен и реализуется. Переход от ФС к ИС возможен только под управлением другой ИС, т.к. только ИС может ввести в состав ФС информацию, необходимую для преобразования ФС в ИС.

Возникновение естественных ИС от ИС - это фактически процесс самовоспроизведения, т.е. размножения. Поэтому очередным существенным, специфическим качеством ИС должна являться способность самовоспроизведения, с генетической передачей основной, базовой программы (информации) функционирования. А это, как известно, - одно из основных качеств живой материи. Поэтому, уже на этом уровне анализа свойств ИС, становится очевидным, что ИС, конечно естественные, есть живые системы - ЖС, т.е. Жизнь.

В

связи с тем, что генетическая передача информации, как и любая передача информации, всегда происходит с некоторой погрешностью, ИС в процессе самовоспроизведения, от поколения к поколению, т.е. в процессе филогенеза, изменяет свои параметры (качества), т.е. проявляет изменчивость, что в итоге приводит к способности ИС эволюционировать (наряду с другими возможными причинами эволюции, которые будут подробнее рассматриваться позже). В процессе эволюции ИС возникающие новые приспособления (новые функции управления), препятствующие деструктивным факторам, в частности, деструктивному воздействию внешней среды, сохраняются. Точнее, преимущественное развитие получают те ИС, которые при данной совокупности внутренних и внешних условий достигают максимального значения негэнтропии. В этом заключается 5-й закон энергоэнтропики [5]. К проблеме эволюции ИС мы еще вернемся несколько позже.

Теперь попробуем привести несколько другое (очередное) определение понятия ИС:

ИС - это самовоспроизводящаяся, открытая, динамичная, адаптирующаяся и эволюционирующая, термодинамически неравновесная система.

Если подвести итог проведенного анализа всех необходимых специфических свойств ИС можно еще раз подчеркнуть утверждение по поводу природы генезиса ИС. Система должна обладать одновременно чрезвычайно большим количеством специфических качеств (структурных, функциональных, программ реализующих функционирование системы, в частности процесс размножения и т.д.), чтобы быть информационной. Причем, все эти качества обладают значимостью только в совокупности! При исключении хотя бы одного из этих качеств, остальные не только теряют смысл, но и в основном, становятся системоразрушающими! Поэтому можно утверждать, что в принципе исключается любой вариант физического развития ФС с "постепенным" накоплением этих качеств. Следовательно, никакая совокупность случайных физических факторов в процессе развития ФС любой сложности не может преобразовать ее в ИС.

Из-за чрезвычайной важности приведенного определения ИС еще раз проанализируем содержащиеся в нем понятия.

ИС - термодинамически неравновесная система. будучи таковой она естественно может оставаться системой, только в том случае, если она способна адаптироваться, т.е. она должна обладать функциями автоматического управления некоторыми своими качествами, а для этого ей, как минимум, необходимы все атрибуты АСУ. Далее, для реализации функций управления ИС необходим приток извне энергии и двусторонний обмен веществом с окружающей средой. По всем этим причинам ИС должна быть динамичной и открытой. Но интересно отметить, как уже обращалось на это внимание, термодинамическая неравновесность вроде бы обуславливает необходимость адаптирующих функций, но в то же время эти функции эффективно реализуются только при термодинамической неравновесности системы. Что кого в итоге обуславливает? На этот вопрос пока ответить невозможно. Можно только утверждать, что эти качества жестко коррелированы.

Но как любая динамическая, открытая неравновесная система, ИС в принципе должна обладать конечным временем существования, хотя бы из-за того, что в процессе длительного автоматического управления, в обязательном порядке сопровождающимся процессами преобразования информации, происходит накопление ошибок, что приводит в итоге к деградации ИС.

Если исходить из факта, что естественные ИС все-таки существуют, то следовательно на смену распавшим, деградировавшим ИС приходят новые, "молодые" ИС. Откуда они берутся? Такая же программа адаптирующих функций в условиях неравновестности заново возникнуть не может, тем более в массовом порядке. Следовательно, смена поколений ИС может происходить только за счет самовоспроизведения.

И наконец, при генетической передаче информации всегда вкрадываются некоторые погрешности, которые, как один из факторов, могут служить причиной изменчивости ИС, а следовательно могут быть и причиной эволюции ИС. Но природа эволюционного процесса - очень сложный вопрос, и мы к нему еще вернемся и постараемся уточнить природу изменчивости и эволюции ИС.

Теперь попробуем взять любую компоненту из этого определения ИС и оценить ее целесообразность в отрыве от других остальных, и одновременно попробуем представить систему, обладающую всеми компонентами, кроме одной из них. Легко убедиться, что во всех вариантах можно прийти только к следующему принципиальному выводу: или они все есть, или же у системы нет ни одного из этих качеств и она не информационная.