Информация как основа жизни
Шрифт:
В отличие от критических ситуаций, когда dR/ dt ® и/или dw/dt ® o, ситуацию можно назвать катастрофической, когда dR/ dt > и dw/dt > o. Быстрое превышение количества потребляемых ресурсов над продуктивностью среды обитания, т. е. над скоростью их пополнения, а также превышение скорости накопления побочных продуктов над возможностью их кондиционирования, будут неизбежно приводить к разрушению (или, что то же самое, резкому изменению) самой среды обитания s. Совершенно ясно, что разрушение или резкая трансформация среды обитания, наступающие в течение одного цикла целенаправленного действия, неизбежно повлечет за собой прекращение деятельности, а затем и гибель заселяющих ее информационных
Можно представить себе две причины, порождающие катастрофы: продолжающееся активное функционирование операторов в уже наступившей критической ситуации (а) и внезапное резкое увеличение dR/ dt и/или dw/dt в ситуации, далекой от критической (b). В обоих случаях последствия будут сходными и в равной мере губительными для спровоцировавших катастрофу информационных систем.
Можно утверждать, что для нормально функционирующих информационных систем конечным итогом успешного осуществления целенаправленного действия любым из составляющих их операторов будет повышение вероятности воспроизведения кодирующей этот оператор информации. Достигается это, как правило, путем множества соподчиненных целенаправленных действий, выполняемых разными операторами, так что конечная цель деятельности каждого оператора далеко не всегда очевидна. Кроме того, соподчиненность информации разных уровней организации также не всегда однонаправлена, и не всегда простейший анализ здесь поможет вскрыть истинную иерархию. Так, например, "поведенческие реакции" или "таксисы" одноклеточных организмов подчинены цели воспроизведения генетической информации, их кодирующей, а у социальных многоклеточных животных функция размножения подчинена цели воспроизведения информации, кодирующей их сложные поведенческие реакции.
Однако независимо от уровня иерархии, занимаемого каждой данной информацией и ее оператором, вышеприведенное утверждение сохраняет свою универсальность. Если из-за изменений R или w величина КПДQ в чреде повторяющихся целенаправленных действий начнет уменьшаться, это рано или поздно, но неизбежно, приведет к изменению, исчезновению или консервации информации, кодирующей данную информационную систему. Отсюда – неизбежность оптимизации по R и w деятельности жизнеспособных в данных условиях информационных систем и развития специальных, соподчиненных, информационных программ и операторов, "отслеживающих" и контролирующих эти параметры.
Сказанное выше чрезвычайно важно, ибо связывает воедино судьбу информации I, эффективность работы кодируемого ею оператора Q, и специфику пространства режимов s. Связь эта реализуется через соотношения между количеством В и ценностью С информации, с одной стороны, ее эффективностью А и КПДQ, с другой, а также через соотношения между характеристиками оператора, в первую очередь R и w, и продуктивностью , кондиционирующей мощностью o и надежностью среды обитания, включающей в себя пространство режимов данной информационной системы.
Выше мы постарались показать, что информация есть то, на основании чего может возникнуть оператор, выполняющий при определенных внешних условиях определенные целенаправленные действия. Для того, чтобы осуществлять эти действия, оператор должен иметь более или менее выраженные рецепторные и аффекторные компоненты. Если эти компоненты структурно обособлены и соединены между собой так, что они составляют единый функциональный комплекс, такой оператор обычно называют кибернетическим устройством. Сигналы или воздействия, поступающие извне и "воспринимаемые" этим устройством или посылаемые изнутри и "включающие" его аффекторные компоненты, конечно, сами по себе не являются информацией и никакой информации не несут (хотя и могут быть использованы для создания дополнительной информации, если устройство на это способно). Этим такие воздействия принципиально отличаются
Мы видели также, что сама по себе информация пассивна. Она не может ни осуществлять целенаправленные действия, ни создавать кодируемые ею операторы, ни воспроизводить саму себя. Чтобы создать оператор или воспроизвести кодирующую его информацию, требуются специальные устройства ("машины"), материал и энергия. Мы видели, что целью деятельности, кодируемой любой информацией, является в конечном счете ее воспроизведение. Поэтому дискретной информационной системой можно называть только такую совокупность информации, реализующих устройств и операторов, которая может обеспечивать воспроизведение этой информации. Естественно, что воспроизведение информации может осуществляться лишь при подходящих для этого условиях "среды обитания" данного информационного устройства. То же относится, конечно, и к построению операторов, – реализующие устройства могут их "создавать", считывая соответствующую информацию, только при соответствующих внешних условиях.
На первый взгляд может сложиться впечатление, что реализующее устройство и оператор – это одно и то же. На самом деле между ними есть две большие разницы. Во-первых, реализующее устройство может строить только оператор и ничего более. Во-вторых, реализующее устройство не в состоянии осуществлять свою функцию без постоянного контакта с информацией, а оператор – может или, точнее говоря, именно так и функционирует. В этом и заключается потенциальная возможность от общения оператора от информации (когда он уже построен) и независимого его функционирования, что исключено для реализующего устройства.
Так мы построили схему обобщенной информационной системы. Она всегда и неизбежно должна состоять из четырех блоков: блока хранения информации, реализующего устройства, оператора (одного или нескольких) и управляющего блока. Для того, чтобы такая система возникла, достаточно двух первых блоков. Для того, чтобы совершилось конечное действие (т. е. воспроизведение информации), достаточно первого и третьего блоков. Но ни один из этих блоков не может сам по себе обеспечивать полное осуществление целенаправленного действия, хотя каждый из них, в том числе и управляющий (или координирующий), может сохраняться в бездеятельном состоянии сколь угодно долго, точнее столь долго, сколько позволит слагающий его материал и окружающие условия.
Очевидно, что наша информационная система полностью соответствует блок-схеме универсального автомата фон Неймана (см. главу 3).
Теперь представим себе несколько мыслимых вариантов организации информационных систем. Информационной системой 1-го рода будем назвать ту, в которой блок хранения информации, – а в простейшем случае просто ее носитель – выполняет одновременно функции управляющего и реализующего устройства, а также функцию оператора. Развитой формой этой системы будет та, в которой эти блоки структурно и функционально разделены, но пространственно составляют единое целое. Отсюда естественно совершается переход к информационной системе 2-го рода, когда указанные четыре блока могут существовать раздельно в пространстве и времени, но связаны в единое целое функционально. Ниже мы покажем, что в своем развитии реальные информационные устройства, действительно, проходят все эти стадии.
Возможность существования простейшего варианта информационной системы 1-го рода снимает основную логическую трудность анализа проблем возникновения информации. Действительно, можно утверждать, что возникнуть информация могла лишь в форме фиксации на таком носителе, который по природе своей мог исполнять также роли реализующего устройства и оператора. Можно также утверждать, что иных типов информационных систем, помимо перечисленных выше, быть не может. Тем самым определяется генеральное направление динамики информации: от простейших информационных систем 1-го рода к развитым информационным системам 2-го рода. Из последующего изложения будет ясно, что динамика информационных систем 1-го рода представляет собой не что иное, как биологическую эволюцию, а динамика информационных систем 2-го рода – эволюцию человеческих сообществ.