Ни одно живое существо, созданное природой, ни одна умная машина, придуманная человеком, не могут успешно функционировать без приема и передачи информации. Что же такое информация?
Процессы передачи информации буквально вездесущи. Неутомимые бегуны непрерывно разносят ее в пространстве на гигантские и на крохотные расстояния. Живое не может существовать без приема и передачи информации. Ни одна умная машина, созданная человеком, также не может обойтись без этих процессов.
Разнообразие переносчиков информации огромно. Вскроем сущность процесса передачи информации.
Профессор стремительно входит в аудиторию, бросает свой видавший виды портфель в угол за кафедру, хватает мел и, даже не взглянув на аудиторию, начинает доказывать очередную теорему. Иными словами, начинает передавать накопленные десятилетиями знания и мудрость еще пока малоразумным студентам. Как будто налицо типичный процесс передачи информации. Ведь по всем словарям и энциклопедиям этот процесс определяется как процесс передачи сообщений, осведомляющих о чем-либо.
Но вот профессор отвернулся от доски, окинул аудиторию взглядом и ахнул. Ни единой души! Мел выпал из руки. Лицо побледнело. Печально кивнув наполовину доказанной теореме, он покинул аудиторию. Передача информации не состоялась.
Процесс передачи требует обязательного наличия двух элементов: передающего и принимающего. Второй элемент в нашем эпизоде полностью отсутствовал. Только наличие передающего и приемного элементов образует, как принято теперь говорить, систему связи, в которой возможна передача информации. Чтобы не погрешить против истины, к этому следует добавить третий обязательный элемент - среду, которая разделяет передающий и приемный элементы и в которой происходит перенос информации от одного элемента к другому.
Так, если бы студенты присутствовали в аудитории, но в аудитории был бы вакуум, то они не слышали бы. слов лектора, а только видели бы написанное на доске. Если эту аудиторию к тому же затемнить, то ни звуковая, ни световая информация не поступала бы студентам: система связи отсутствовала бы.
Таким образом, процесс переноса информации в пространстве имеет место тогда и только тогда, когда эта информация принимается потребителем. Передающий элемент (в нашем примере профессор) передает некую информацию. И эта информация может "проявиться" или "выделиться", только соединяясь с потребителем (у нас со студентом). Более того, ценность этой выделяемой информации неодинакова для разных потребителей. Студент, увлеченный идеями курса, любящий математику и не забывающий ее (хотя она давно сдана!), да еще успевший пролистать свои заметки по предыдущей лекции, все понял в построениях профессора и получил и максимум информации, и максимум удовольствия. А вот очень модно одетая студентка, сидящая в первом ряду и явно старающаяся понравиться лектору (авось это поможет на экзамене), избрала неверный путь. Она уподобилась плохой стенографистке, которая очень старательно записывает каждое слово профессора. О сути доказываемой теоремы ей абсолютно некогда думать, да и ни к чему. Ведь экзамен не скоро, все равно все забудется. Важно иметь конспект - стенограмму, а там за пару дней, а иногда и ночей, с божьей помощью, а иногда и с помощью толкового студента можно будет как-то осилить всю эту премудрость.
Наконец, если лекцию профессора посетил его коллега, которому доказанная теорема не только известна, но и известны все методические приемы и "фокусы" ее доказательства, то по сути излагаемого материала он никакой информации не получил, или, как модно сейчас говорить, получил нулевую информацию. Правда, это не совсем точно: коллега узнал, какой методикой доказательства профессор пользовался именно на данной лекции.
Итак, во-первых, бессмысленно говорить об информативности любого источника информации (книги, картины, радиопередачи, человеческой речи), если не указан потребитель этой информации, хотя бы гипотетический, и, во-вторых, ценность или содержательность получаемой от источника информации не есть постоянная величина, определяемая источником, а зависит от потребителя информации.
Трудности в измерении или вычислении ценности той или иной информации для различных ее потребителей настолько велики, что пока на этот счет нет ни удовлетворительной математической теории, ни подходящих критериев. Поэтому при анализе систем связи оценка количества передаваемой информации производится, как мы увидим ниже, без учета ее содержательности. Попросту говоря, оценивается количество знаков или букв, которые можно передать по системе связи, оценивается, какое их количество будет в среднем искажено под действием помех в системе. То есть вопрос о том, какая информация составлена из этих знаков или букв - очень важное сообщение или абракадабра, - полностью игнорируется.
Когда же на нашей планете появились первые системы связи, когда возникли первые процессы передачи информации?
Все это появилось только с зарождением жизни на Земле. Мертвая материя не способна оперировать информацией.
Любой живой организм, даже самый наипростейший, не может существовать без двух взаимосвязанных процессов: передачи информации и управления. На основе информации об изменениях в обитаемой среде, получаемой через органы чувств, живой организм управляет своими органами тела и приспосабливается к новым условиям. Только эти два брата-близнеца - информация и управление - обеспечивают длительное существование любых биологических организаций. Более того, длительное сохранение данного вида, или "конвейера жизни", так же невозможно без этих двух процессов.
Вот такой (кибернетический) взгляд на все живое появился сравнительно недавно и связан в первую очередь с американским ученым Норбертом Винером (к его главным идеям мы еще вернемся). До этого понятие информации связывалось только с человеком. Считалось, что только человек обладает сознанием, а посему только он и способен вырабатывать информацию об окружающем его мире. Но кибернетика устроила ему "суд справедливости" и часть незаконно присвоенной человеком гордости отняла и передала ее всей остальной живой материи. Ведь только благодаря своей системе связи и управления амеба ухитрилась быть у колыбели всего живого на Земле и благополучно дожить до наших дней, быть нашей современницей. Ее биологический конвейер практически бессмертен, он бесперебойно работает уже миллиарды лет (не миллионы, а именно миллиарды!).
Кибернетика как бы открыла глаза человеку на вездесущность процессов передачи информации и управления. Эти революционные идеи вторглись почти во все сферы деятельности человека. Приведем пример. В связи с проблемой контакта с внеземными цивилизациями и началом широкого фронта работ по поиску сигналов от других разумных существ очень важно было дать функциональное определение цивилизации вообще. Иными словами, кратко сформулировать сущность любого сообщества разумных существ, справедливого, скажем, и для звезды тау Кита, и для возможных обитателей туманности Андромеды, и для могучих сверхцивилизаций, управляющих ближайшими, а может, и далекими звездами.
Одно из лучших таких определений дал, на мой взгляд, Николай Кардашев, советский астрофизик:
"Цивилизация есть высокоустойчивое состояние вещества, способное собирать, абстрактно анализировать и использовать информацию (курсив мой. - Н. П.) для получения максимума сведений об окружающем и самом себе и для выработки сохраняющих реакций".
Лучшей серенады всемогущей фее - информации - и быть не может! Главным признаком цивилизации является сбор и анализ (заметьте, абстрактный, что не под силу животным) информации и использование ее для длительного сохранения своего вида, своего сообщества.
Конечно, несколько обидно называть цивилизацию "высокоустойчивым состоянием вещества", а ее науку и технику, музыку и поэзию, любовь и дружбу просто сохраняющими ее реакциями. Но это дань краткости и проявление той самой способности абстрактно анализировать и абстрактно формулировать, которая отличает человека от пчелки, муравья и им подобных.
Но что же такое информация, без которой не может существовать ни живая материя, ни машина, начиная от простейшего регулятора и кончая электронными вычислительными комплексами, ни любое сообщество живых существ, включая и человеческую цивилизацию?
Как нам известно со школьной скамьи, в основе всего сущего находится движущаяся материя и энергия, являющаяся общей мерой различных форм движения материи (механическая, тепловая, электромагнитная, ядерная, гравитационная, аннигиляционная и др.). Кибернетика "выявила еще одно общее свойство материального* мира, которое и не материя, и не энергия - это информация. Процесс переноса информации в пространстве может быть совершен, как мы видели в предыдущей главе, только неким материальным носителем, способным распространяться в среде, разделяющей корреспондентов. Но энергетическая сторона процесса передачи информации является третьестепенной и не характеризует этот процесс.
Можно ли дать определение этому феномену "информация", который смело стал рядом с такими гигантами, как материя и энергия.
Заглянув в словарь русского языка С. Ожегова, мы читаем: "Информация - сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-нибудь".
Значит, информация - это есть сообщения. Раскрываем словарь на этом слове: "Сообщение - то, что сообщается, известие".
Делаем подстановку второго в первое и получаем: информация есть то, что сообщается, известие. Но ведь это просто перевод на русский язык. Латинское слово iniormatio, от которого происходит слово информация, означает сообщение о каком-либо событии. Словарь не помог нам.
В "Физическом энциклопедическом словаре" находим очень краткое определение: "Информация - основное понятие кибернетики".
С этим вполне можно согласиться, тем более что мы уже сами к этому пришли. Но нас интересует само это "основное понятие", его определение.
Вот книга, название которой вселяет надежду, "Природа информации" (Над чем работают, о чем спорят философы), автор А. Д. Урсул.
На 284-й странице находим итоговое определение: "Информация - это разнообразие, которое один объект содержит о другом объекте (в процессе их взаимодействия)"; и несколькими строчками ниже: "Информация может рассматриваться* и как разнообразие, которое является как бы результатом отражения объектом самого себя, то есть самоотражения". Надежда катастрофически гаснет. Без специального философского образования овладеть глубиной этих определений и автору и читателю, по-видимому, не удастся.
Рискнем заглянуть еще в одну монографию: Н. И. Жуков, "Информация" (Философский анализ центрального понятия кибернетики). Автор "разрубил" тело единой информации на много кусков: актуальная, свободная, связанная, мертвая, потенциальная. Изучая взаимодействие всех этих видов информации, автор приходит к следующему определению: "Информация - это сторона отражения в живой природе, обществе, технике, момент движения, упорядоченное изменение, используемое для управления".
Самое интересное для нас: какая именно это "сторона отражения", не раскрывается в монографии. Но надо отдать должное автору, он сам называет свое определение информации довольно тощей дефиницией. Предлагаю мирно согласиться с ним.
У Н. Винера ("Кибернетика и общество") мы находим наиболее глубокое определение: "Информация - это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему наших органов чувств". К сожалению, оно относится только к частному случаю восприятия информации живым организмом из окружающей среды.
Не останавливаясь на ряде других определений, которые, являясь комбинацией приведенных, не вносят ясности, приходим к выводу, что наш поиск не увенчался успехом. Причина, по-видимому, в том, что понятие информации слишком молодо, еще не осознано до конца и находится в стадии познания человеком. И это вовсе не значит, что отсутствие краткого всеобъемлющего определения информации не позволяет успешно его использовать при различных исследованиях и расчетах. (Ситуация напоминает следующую.
До сих пор нет четкого определения границы между "разумным животным" и "неразумным животным". Однако это не затрудняет нас в проведении этой границы. Правда, трудности могут возникнуть, если мы встретимся с загадочными "животными" иных цивилизаций, а критерия для проведения этой границы так и не найдем к тому времени.)