Файл: Бирюков, Б. В. Кибернетика и методология науки.pdf

не «информация», а «возможность информации» — «ор­ ганизация», «сложность» и т. и.

Мы видим, что терминологическая линия «антиатрпбутивистов» по существу расходится с практикой приме­ нения теории информации в науках о неживой природе. Ибо из нее следуют определенные рекомендации относи­ тельно употребления понятия (термина) информация, не совсем совпадающие с реальной тенденцией науки: ученые-естественники все активнее применяют аппарат теории информации — и значит заложенное в нем, в том или ином смысле, понятие информации — для характери­ стики некоторых свойств, присущих изучаемым ими объектам и процессам материального (в том числе и не­ органического) мира.

Но может быть, «антиатрибутивистская» терминоло­ гическая линия в отношении «информации», связывая с этим понятием более узкий смысл, имеет какие-либо методологические преимущества, когда речь идет об ана­ лизе кибернетического или биологического материала? Так, по-видимому, полагают И. И. Гришкин и Д. И. Дуб­ ровский. Но это представление необоснованно. Для ки­ бернетики (или семиотики) вовсе не требуется сужать сферу охвата идеи информации. Для нее методологически удобнее, например, считать, что хотя во всяком процессе управления имеют место процессы информационного характера^ но информационный процесс может осущест­ вляться и вне системы управления, что он может быть, так сказать, усеченным и т. п. Это полностью касается, в частности, приложений кибернетики в науке о жизни? приложения эти вполне «приемлют» и топологическое (т. е.

потребности сужения идеи информации всегда есть воз­ можность применить соответствующий научный аппарат, ввести соответствующее (как правило, более точное) понятие и т. д. С другой стороны, методологический ана­ лиз информационных феноменов, которые проводят «антиатрибутивисты» (в частности, оба упомянутых выше ученых),— в его позитивной, а не полемической части — нисколько не противоречит пониманию информации в широком смысле, как идеи, в специфической форме ото­ бражающей некоторое свойство, присущее любым мате­

271

риальным объектам. Поэтому мы далее будем считать исходным то понимание информации, которое хорошо передал В. М. Глушков. «Информация существует по­ стольку, поскольку существуют сами материальные тела и, следовательно, созданные ими неоднородности. Всякая неоднородность несет с собой какую-то информацию»

(В. М. Глушков, 1964, стр. 53).

7. «Не формальная аналогия, но описание-конкретных физических процессов»

Как уже отмечалось в литературе, «авторы, отрицаю­ щие всеобщность информации (т. е. придерживающиеся «антиатрибутивистской» терминологической линии в отно­ шении «информации»,— Б. Б.), обычно не проводят фило­ софско-методологического анализа п р и л о ж е н и й тео­ рии информации в науках о неживой природе — в физике, химии, геологии, геофизике и др.»; но точка зрения, «отри­ цающая применимость понятия информации в исследова­ ниях неживой природы, — если она не подкреплена соот­

щ е й такую применимость. Из тезиса об объективности ин­ формации (а именно, информации в смысле «атрибутивистской» терминологической линии) естественно получа­ ется заключение о применимости соответствующего поня­ тия информации («количества информации», «энтропии информации») к явлениям и процессам неживой природы. Но такое заключение может быть поставлено под сомне­ ние, если не подкреплять его соответствующими фактами научных исследований. Необходимо, следовательно, мето­ дологическое рассмотрение применений теории информа­ ции в науках о «мертвой» природе. Как мы увидим далее, анализ соответствующего материала из ряда областей та­ ких наук, как физика, химия, география, геология и др., говорит в пользу занятой нами «терминологической пози­ ции». Остановимся на этом более подробно.

Методы теории информации начинают все активнее применяться в науках о неживой природе с целью исследо­ вания таких свойств объектов и процессов, которые связа­

272

ны со структурой, упорядоченностью (в том или ином точ­ ном смысле), организацией материальных систем. Так, теоретико-информационный подход наметился в физике (и биофизике) при описании различных процессов — пове­ дения газа, микрочастиц, кристаллизации жидкостей, роста кристаллов и т. д. Остановимся па последнем примере. М. В. Волькенштейн, используя в своем «Введении в моле­ кулярную биофизику», наряду с «традиционными», и теоре­ тико-информационные средства, обосновывает их примени­ мость уже с «чисто физического уровня». Он оперирует слу­ чаем кристаллизации жидкости. Жидкость обладает боль­ шей энтропией, чем кристалл, поскольку ее состояние можно реализовать большим числом способов распределения мо­ лекул, чем состояние кристалла. Кристалл упорядочен, — его молекулы могут располагаться только в узлах кристал­ лической решетки. Переход от жидкости к кристаллу озна­ чает отбор из всех возможных состояний молекул только тех, которые соответствуют упорядоченной решетке. Вве­ дение в определение количества информации соответству­ ющего коэффициента пропорциональности позволяет отож­ дествить количество информации, содержащейся в кри­ сталле, с убыванием энтропии или с увеличением отрица­ тельной энтропии — негэнтропии. «Таким образом, увели­ чение информации, содержащейся в системе, означает по­

дятся ли они «только» в определенном «соответствии» или связаны более глубоко, например являются различными способами говорить об «одном и том же» 20, — вопрос, к

20У Бриллюэна, например, можно прочитать о том, что «информа­ ция есть негэнтропия», и вместе с тем найти места, где речь идет о переходах негэнтропии в информацию и информации в негэнтропию (ср. Л. Бриллюэн, 1960, стр. 17 и 216). Удобным спо­

собом обойти эту трудность в изложении является распростра­ ненная практика говорить, что информация э к в и в а л е н т н а отрицательной энтропии [см. у А. Кастлера (1972, стр. 115): «После появления понятия «негаэнтропия» (это энтропия с про­ тивоположным знаком: вся необратимая эволюция соответствует потере негаэнтропии) Бриллюэн показал эквивалентность меж­ ду мерой негаэнтропии и мерой «количества информации»]; сло-

273

обсуждению которого на профессиональном уровне все вновь и вновь возвращаются специалисты (некоторые ссылки на такого рода дискуссии будут сделаны в следую­ щем параграфе). Нас интересует выраженное в приведен­ ном примере убеждение ученого-биофизшка в том, что «ин­ формация передается и воспринимается в реальных физи­ ческих процессах» (М. В. Волькенштейн, 1972, стр. 54).

Не следует, впрочем, преувеличивать проникновение теоретико-информационных идей в физику. В общем, та­ кое проникновение происходит не столько в «работающую» ее часть, сколько в исследования ее логических (в широ­ ком смысле) оснований. Именно в этом аспекте следует оценивать тот фактический материал и его анализ, кото­ рые содержатся в монографии А. Д. Урсула (1971), а так­ же в совместной с ним статье автора этой книги (1970). В самом деле, если понятия термодинамической энтропии и энтропии информационной столь тесно связаны, то почему не попытаться развить на информационной основе самою термодинамику? Если понятие количества информации столь естественно интерпретируется в вероятностных тер­ минах, то почему бы не попытаться заложить теорию ин­ формации в фундамент статистической физики и кванто­ вой механики?

Как отмечает А. Д. Урсул (1968а, стр. 107—108; 1971, стр. 159—160), ссылаясь на соответствующую специаль­ ную литературу, ныне ставится вопрос, не присутству­ ем ли мы при оформлении двух новых «физико-информа­ ционных» дисциплин: «физической теории информации» и «информационной физики». На долю первой выпадает изу­ чение процессов хранения, передачи и в какой-то мере преобразования информации физическими системами (эле­ ментарными частицами, ядрами, атомами, молекулами, кристаллами и т. д.); физические системы трактуются в этом случае как «информационные объекты». Это уже — нетрадиционное, неклассическое направление в физике, ибо основной акцент делается не на энергетических про­ цессах, а на разнообразии, структуре объектов и процессах

во «эквивалентно» служит при этом для выражения того обстоя­ тельства, что количество информации приравнивается отрица­ тельной энтропии, умноженной на постоянный коэффициент. Однако и эта формулировка будет, по-видимому, оспариваться

некоторыми специалистами, например Л. Э. Левиным (1969, 1971); см. ниже.

274

пх отражения. Исследователи, изучающие, например, квантово-механические процессы как процессы информа­ ционные, приходят к выводу об их отличии от процессов передачи сообщений по «обычным», макроскопическим ка­ налам связи.

Что касается «информационной физики», то под этим термином удобно объединить работы, авторы которых ста­ вят задачей развить определенные физические дисципли­ ны в «теоретико-информационном стиле». О работах этого рода в применении к термодинамике говорит, в частности, П. Шамбадаль (1967, стр. 214 — 215), указывающий на ра­ боту М. Трайбеса, в которой информация трактуется как основа термодинамики. П. Шамбадаль отмечает, что клас­ сический метод построения термодинамики и метод «ин­ формационный» ведут к одинаковым результатам и поэто­ му оба правомочны; они «не только не противоречат одип другому, но счастливо дополняют друг друга: один из них показывает макроскопический, или глобальный, аспект явлений, а другой рассматривает их микроскопический аспект и неопределенность наших знаний этого аспекта» (П. Шамбадаль, 1967, стр. 115). Другим примером может служить упоминавшаяся уже работа Р. С. Ингардена и К. Урбаника, где анализируется возможность такого под­ хода, при котором теория информации является предшест­ вующей по отношению к статистической физике теорией

(R. S. Ingarden, К. Urbanik, 1961).

Сейчас, конечно, рано с определенностью говорить о каких-либо преимуществах теоретико-информационного

ки обладает определенными методологическими достоин­ ствами, так как обещает с единой точки зрения охватить некоторые физические теории — статистическую меха­ нику, статистическую термодинамику, и даже, быть может, квантовую механику (а — кто знает? — может быть, в бу­ дущем, и теорию элементарных частиц). Бесспорна, однако, в о з м о ж н о с т ь теоретико-информационного изложения ряда физических теорий — изложения, исходящего, конеч­ но, из представления о том, что информация и ее меры суть объективные характеристики физических явлений.

Нередко задают вопрос, вносит ли информационный подход что-либо новое в исследования, ведущиеся в таких естественных науках, как физика, химия, геология и т. и.

275