Лекция 2. БАЗОВЫЕ КАТЕГОРИИ И ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ

В результате изучения главы студент должен:

знать

• сущность и значение информации в развитии современного информационного общества;

• основные понятия и категории информатики;

уметь

• выявлять закономерности и тенденции развития информации, а также информационных процессов в социальной сфере;

владеть

• понятийным аппаратом в области информатики.

Сущность и значение информации

Известно, что информация в силу своих феноменологических свойств является одним из фундаментальных основ мироздания наряду с другими — материей, энергией, пространством и временем, поэтому существуют различные варианты понимания природы информации, каждый из которых определяет одну из граней этого явления.

В научной и учебной литературе по информатике иногда приводится до 20 значений понимания информация, которые в основном концентрируются вокруг двух направлений — атрибутивного и функционального. В рамках первого из них информация рассматривается как атрибут, присущий всем уровням материи и материальных объектов, в рамках второго информация связывается с самоуправляемыми и самоорганизуемыми системами, которыми являются все живые организмы (3, 36; 14, 8).

Для определения сущности информации рассмотрим наиболее типичные варианты концептуального ее понимания.

Первая концепция определяет лингвистическое понимание информации, т.е. толкование с помощью языковедческих традиций. Словарь русского языка под редакцией С. И. Ожегова и Н. Ю. Шведовой определяет информацию в нескольких значениях:

1) сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальным устройством;

2) сообщения, осведомляющие о положении дел, о состоянии чего-нибудь.

Этот же словарь дает следующие определения: "информированный" — хорошо осведомленный о чем-нибудь, "информировать" — дать (давать) информацию (12, 245).

Следовательно, уже на уровне справочных лингвистических изданий дается разъяснение слова "информация" с помощью разных по своему значению слов (сведения и сообщение). В научной литературе эта позиция лингвистов нашла исследовательское продолжение в работах о дихотомии информации (сведениях и сообщениях) профессора А. А. Стрельцова, который сформулировал и описал органическую концепцию понимания информации (13, 21-40).

Следует отметить, что в словарях В. И. Даля вообще отсутствует слово "информация". В русском языке имеются более выразительные синонимы — ведать (знать), извещать.

Итак, информировать — значит осведомлять, ведать, извещать. Информированный человек (homo informations) — ведающий или знающий о происходящих явлениях, объектах и процессах. В этом значении термин "информация" использовался до 1950-х гг., т.е. до того времени, когда информация приобрела многоаспектное и даже строго теоретическое значение, особенно в математике и кибернетике.

Лингвистическое толкование обычно дает всего лишь семантическое значение употребляемого слова "информация". Строго научное его понимание значительно сложнее.

Вторая концепция понимания информации имеет место в физико-математических науках, в которых используются формализованные модели природы информации, послужившие основой теории информации в строго научном значении этого понятия. Научное использование терминов "информация" и "кибернетика" связано с теорией управления, наукой XX в., особенно с именами таких выдающихся ученых, как Р. Тейлор и II. Винер. Первый занялся теорией управления в связи с необходимостью разработки новейших методов повышения производительности труда, а второй в 20-х гг. прошлого века начал вести математические поиски обоснования закономерностей управленческих процессов.

Теория информации, в разработку которой наиболее существенный вклад внесли Н. Винер, А. Н. Колмогоров и К. Шеннон, имеет два основных положения: о соотношении количества и качества информации при ее включенности и влиянии на процессы управления живыми (самоорганизуемыми) и искусственными системами (в том числе ЭВМ, технической связью и, как это можно допустить общественными системами), а также о ее влиянии на изменение характера управленческих процессов.

Предпосылкой такого понимания послужила разработанная статистическая теория количества информации, в соответствии с которой появилась возможность формализации множества связей и взаимозависимостей между элементами процесса управления с помощью сигналов (информации), а также прослеживания влияния количества таких сигналов (сообщений) на характер управляемых систем. Формализация множества взаимосвязей позволила проводить измерения и сложные математические расчеты для последующей постановки нового класса задач, связанных с поддержанием управляемых систем в состоянии равновесия и устойчивости.

Открытие соотношения количественных и качественных свойств информации связано с возможностью влиять на качество управляемых систем, на изменение их состояния неопределенности (энтропии). Норберт Винер, в частности, подчеркивал: "Как количество информации в системе есть мера организованности системы, точно так же энтропия системы есть мера дезорганизованности системы; одно равно другому, взятому с обратным знаком" (15, 55—56).

Итак, первый концептуальный вывод был связан с пониманием количественной и качественной характеристики информации в новых для нее исторических условиях существования и взаимодействия множества элементов в разных системах управления.

Второй концептуальный вывод связан с сигнальным свойством, характерным для информации. В зависимости от того, в каких системах проявляется этот признак, авторы теории информации различают форму существования таких сигналов. Норберт Винер называл их сигналом в форме сообщения и применял это название ко всем системам, а Клод Шеннон — передаваемым кодируемым сигналом применительно к теории технической связи.

Различия во взглядах ученых на природу информации — это не столько противоречия, сколько разнообразие самой природы этого явления, они лишний раз подчеркивают сложность этой проблемы. Однако различие теоретических позиций и фундаментальных оснований для поиска научной истины не исчерпывает все пути исследования природы и сущности информации. Они дополняют друг друга и раскрывают ее ОГЛАВЛЕНИЕ с разных сторон, с точки зрения разных научных систем.

Третья концепция понимания сущности информации связана с философским и социальным восприятием природы информации, основные положения которого обычно приводятся в разных источниках, преимущественно по общественным наукам. Несмотря на их множество и на первый взгляд кажущиеся разными толкования, все же можно привести обобщенную комплексную обществоведческую (социальную) концепцию понимания природы информации.

Для обществоведов несомненный интерес представляют социальные аспекты природы информации, поскольку они по своему характеру и содержанию отражают существующие закономерности в управлении обществом. Фундаментальные открытия в области теории управления и социальной информации привели многих ученых к выводу о том, что природа информации лежит в плоскости теории отражения и информационного взаимодействия материальных и нематериальных объектов (16).

Основные положения применения теории отражения и взаимодействия к проблемам понимания природы информации сводятся, в основном, к следующим моментам. Все явления и предметы материального и нематериального мира находятся в постоянном движении, изменении и взаимодействии. В силу этого фактора они оказывают друг на друга влияние, передают друг другу отдельные свои внешние либо внутренние признаки, свойства и характерные черты.

Для понимания природы и сущности информации необходимо представить механизм информационного взаимодействия. Для этого нам требуется рассмотреть структуру такою взаимодействия, т.е. рассмотреть внутреннее его строение и обнаружить необходимые элементы.

Информационное взаимодействие всегда связано с результатом этого процесса, т.е. совокупностью признаков, которые приобретает один из объектов взаимодействия. Совокупность таких признаков составляет содержательный образ того предмета или явления, которое и оказывает влияние на другое явление (предмет). Содержательный образ является отображаемым, именно в нем заключен смысл понимания информации.

Представим объект А и другой объект, на который в ходе информационного взаимодействия оказывается влияние, — объект Б.

Отобразившийся образ объекта А (т.е. его проецируемые без изменения признаки в объекте Б) обозначим как элемент С. Подчеркиваем, что это только образ объекта А, т.е. он его только напоминает по своим чертам и признакам. На рис. 1 изображен процесс информационного взаимодействия (обмена) и отображения без искажений отображаемых признаков (образа) объекта А на другом объекте Б.

Рис. 1. Процесс информационного обмена без искажений отображаемых признаков (образа) объекта А

Отметим для себя еще одно важное условие информационного взаимодействия (обмена), в ходе которого может участвовать объект, через который может происходить влияние (или взаимодействие) — отражающий объект Д. В человеческой деятельности он обычно выглядит как посредник при информационном взаимодействии и активно участвует в целенаправленном процессе поиска, передачи, обмена и использовании информации (например, средство массовой информации, лектор, передающий свои знания аудитории и др.).

Отражающий объект может только транслировать сведения о существующей действительности без искажения. Но отражающий объект может в ходе обработки сведений о жизни создавать искаженные ее образы, представляя их как отражение объективно существующих процессов. Такие искаженные образы человек может воспринимать как объективные жизненные ситуации и принимать их за правду.

На рис. 2 изображен процесс информационного взаимодействия (обмена) с участием отражающего объекта Д и отображения с искажениями отображаемых признаков (образа) объекта А на другом объекте Б.

Рис. 2. Процесс информационного взаимодействия (обмена) с участием посредника (объект Д) с искажением отображаемых признаков (образа) объекта А

Отражающим объектом но сути является оператор информационных (компьютерных) систем и других средств обработки и использования информации, когда он непосредственно участвует в информационном взаимодействии не как пользователь, а как посредник передачи или обмена информации. Оператор ЭВМ (или отражающий объект) с помощью современных вычислительных средств и телекоммуникационных технологий может создавать искусственный образ существующей действительности, который может быть адекватным объектам отражения, а может быть и искаженным. Следовательно, в основе понимания современного киберпространства или виртуальной среды информационного взаимодействия лежат закономерности отражения.

Но вернемся к рассмотрению структуры информационного взаимодействия. Для того чтобы понять сущность и природу информации, необходимо абстрактно смоделировать ее структуру, состоящую из связанных между собой элементов:

1) объекты информационного взаимодействия — предметы и объекты существующей действительности;

2) процесс информационного взаимодействия, в котором участвуют два и более объекта (один влияет, т.е. отражает свои свойства и признаки, а другой фиксирует на себе или приобретает переданные ему свойства или черты);

3) результат процесса информационного взаимодействия, его образ, оттиск, "след", т.е. последствия каких-либо изменений в отображаемом объекте;

4) материальный носитель, который фиксирует образ или оттиск, его качественные либо количественные свойства;

5) отражающий субъект/объект (например, оператор ЭВМ) процесса информационного взаимодействия, который выполняет промежуточную функцию посредника;

6) цель информационного взаимодействия — приспособление, адаптация к существующей действительности.

Теперь мы можем себе представить внутреннюю структуру процесса информационного взаимодействия, основными элементами которого являются цель и объекты взаимодействия, результат (отображаемый образ) взаимодействия и его материальный носитель. Дополнительным элементом является субъект/объект, который участвует в процессе информационного взаимодействия, создавая искусственные образы, которые могут вызывать в сознании человека адекватные ассоциации, а могут, наоборот, искажать, т.е. неадекватно отражать факты существующей действительности.

Норберт Винер, подводя итоги теоретических дискуссий в области природы информации, в 1958 г. определил формулу понимания информации: "Информация — это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему. Получаемая при этом информация координируется мозгом и нервной системой; после процесса накопления, сличения и отбора она присоединяется к уже накопленному запасу информации, оказывая влияние на будущие наши действия" (17,31).

Иначе говоря, Винер выделил четыре главных компонента информационного взаимодействия человека с действительностью: внешний мир (действительность), сознание (мозг и нервная система) человека, образ (обозначение содержания) и цель (приспособление, адаптация). Причем из этих четырех элементов он выделил главное — обозначение содержания. В этом главном (существенном) элементе проявляется содержательный образ, который выражается в знаке (символе).

Всеобщность описанной схемы взаимовлияния объектов природы проявляется в сущности информационного взаимодействия в человеческом обществе, в котором главной структурной единицей выступает человек и его духовно-материальная составляющая — сознание. Главным свойством человеческого сознания является отражение существующей действительности в результате взаимодействия человека с природой и обществом. Именно в сознании человека образуется отображаемый образ того объекта, с которым он взаимодействует. Это и есть идеальная и сущностная часть информационного взаимодействия.

В процессе эволюции человек научился создавать и изображать отображаемый образ в определенной форме (символе, знаке, коде), которая материализует созданный в сознании образ. Результат процесса отражения (отображаемый образ) и его материальный носитель (символ, знак, код) по сути и есть информация.

Таким образом, информация имеет внутреннее (идеальное) ОГЛАВЛЕНИЕ (отображаемый образ действительности) и внешнюю (материальную) форму (символ, знак). В этом заключается смысл сочетания идеального и материального в информации, в этом проявляется ее двойная природа, ее дуализм.

Носитель (символ, знак, код) информации может выражаться в форме сообщения, которое человек воспринимает как информацию, однако это не так. Сообщение всегда выступает носителем, передающим образ действительности, несущим ОГЛАВЛЕНИЕ информации. Образ фрагмента действительности обычно именуют термином "сведения", что и обозначает ОГЛАВЛЕНИЕ информации. В информационной действительности сообщение нередко имеет самостоятельное значение, особенно в телекоммуникационной деятельности, где с его помощью передаются сведения. ОГЛАВЛЕНИЕ в современной литературе еще обозначают словом контент (наполнение) информации (1, 33).

Между ОГЛАВЛЕНИЕм (сведениями) и формой (символом) информации проходит невидимый водораздел, поэтому нередко символ подменяет полное представление об информации. Но следует отчетливо понимать существующее между ними различие. В модельном представлении это, казалось бы, не вызывает сомнений, однако в реальной действительности, конкретной жизни, названный водораздел или грань стирается и человек воспринимает ОГЛАВЛЕНИЕ исключительно с помощью символа, вследствие чего возникает путаница в установлении режимов использования информации.

В силу специфических особенностей человеческого сознания, в котором и происходит формирование образа, может формироваться у конкретного человека своя собственная "информационная картина мира", определяемая его индивидуальными физиологическими особенностями мозговой деятельности и духовного состояния. Отсюда и собственное восприятие действительности, аналитические особенности человека и его способности создавать не только образы существующей действительности, но и образы новых и сверхновых знаний. От состояния "информационной картины" восприятия мира конкретным человеком нередко зависит проявление его научной интуиции, т.е. научных открытий, основанных не только на глубоких теоретических знаниях, но и способности продуцировать знания необычайно высокой теоретической точности и логически строго завершенного характера (Эйнштейн, Менделеев и др.).

Описанная модель информации — это теоретическая конструкция, абстрактная модель, с помощью которой формируется общее понимание сущности информации. В реальной жизни чаще мы наблюдаем только результаты процесса отображения (или воспроизведения) действительности (1, 53), т.е. различные материальные носители информации:

• буквенные символы и их совокупности (текстовая информация);

• графические символы (изображение, фотография, визуализация);

• звуковые гортанные сигналы (речевая информация);

• математические символы и коды (двоичная форма компьютерной информации);

• нотные знаки и их совокупности (музыкальная информация).

Таков процесс информационного взаимодействия, такова природа и структура модели информации. Она существовала всегда, во все времена, в живой и неживой природе, в естественной среде и искусственно созданной человеком системе. Исторически изменялись только временные и пространственные формы структуры информации, но ее сущность (природа) остается неизменной.

Таким образом, сущность информации определяется как образ существующей действительности, отраженный в сознании человека и выраженный в символьной форме с целью ориентации и адаптации в жизни.

Информация как категория — это абстрактная модель существующей действительности, отдельных моментов жизни. Известно, что категории, будучи предельно общим фундаментальным понятием, отражают наиболее существенные связи реальной действительности; они представляют собой наиболее глубокие по содержанию и широкие по объему понятия (18, 142; 19, 58).

Абстрактность образа момента бытия представлена в информации как категории предельно широко. Этот признак придает информации фундаментальный научно-теоретический характер и вполне допустимо представить, что информация — это, прежде всего, общенаучная категория или мегакатегория, т.е. понятие высокой степени обобщения. Такое ее качество придает информации форму фундаментального знания, т.е. теоретического основания. Модель информации как результат абстрагирования позволяет познать не только глубинные корни этого явления, но и на основе выявленных признаков представить (т.е. познать), зафиксировать и описать признаки реальных моментов действительности, отраженных в информационном образе.

Поэтому информация как абстрактная модель (мегакатегория) или предельно обобщенный образ существующей действительности (конкретных жизненных ситуаций) всегда соотносится с конкретным видом информации как более конкретным образом жизни.

Категориальность как свойство "уплотненности знаний" (19, 84) о предметах и явлениях жизни проявляется в информации как мегакатегории и теоретической конструкции (модели) и включает в себя все наиболее существенные признаки конкретных разновидностей информации или более конкретных образов момента действительности.

На примерах отдельных видов информации (электронном документе, электронной подписи, универсальной электронной карте, базе данных и др.) мы в дальнейшем продемонстрируем процесс конкретизации категории "информация".

Таким образом, сущность и структурно-сложный состав информации, предельный уровень ее обобщения как категории придает ей фундаментальное качество. Такие свойства придают категории "информация" качество общенаучной категории или мегакатегории.

В век научно-технического прогресса формы отражения жизни существенно изменились, как и сам механизм отображения с помощью внедрения электронных вычислительных машин и цифровых технологий. Изменился и сам человек, как отражающий субъект и носитель отображаемого образа. Человек стал активно вмешиваться в процесс отображения и нередко вносит диссонанс в объективный процесс отражения, делая его все более неадекватным. Человек, вооружившись могучим техническим средством (компьютером) и цифровыми технологиями, либо ускоряет процесс взаимодействия объектов материальной природы, либо, напротив, его замедляет. Одним словом, научно-технический прогресс не всегда позитивно влияет на эволюционное развитие природы.

Как мы уже отмечали, посредником информационного взаимодействия может выступать человек или сообщество людей. От человека зависит очень многое в процессе отображения существующих явлений. Поэтому в информационной сфере человеческой деятельности сегодня происходят различные метаморфозы, создается так называемый виртуальный (квазиреальный) мир, возникают информационные конфликты и прочие негативные последствия в информационной сфере. Человек, воспользовавшись современной компьютерной техникой и высокими информационными технологиями, нередко сознательно создает целую систему "кривых зеркал" и навязывает другим якобы реальную информационную картину современного мира.

В этой особенности информационного процесса взаимодействия заключается ключ ко многим проблемам современности. Именно он дает ученым основание для построения прогнозов относительно перспектив информационного общества.

В заключение расскажем кратко об основных свойствах информации.

Транспарентность определяется как свободный информационный обмен, свободное (без вмешательства со стороны) отражение действительности в сознании человека. Информационный обмен как процесс взаимодействия объектов материального и нематериального мира по своей природе естественен и свободен, поэтому и информация как результат взаимодействия и отражения объектов, предметов и явлений жизни в сознании человека также естественна и свободна по своей природе. Вместе с тем в реальной жизни в условиях информационного общества, насыщенного высокотехнологичной информационной инфраструктурой, свободный информационный обмен опосредован вмешательством третьих лиц, созданием виртуальной информационной среды и другими "помехами" для свободного информационного (коммуникационного) процесса. Кроме того, существуют определенные области либо объекты реальной жизни, которые закрыты для свободного информационного обмена. К ним относятся, например, деятельность в области обороны и безопасности, частная жизнь, ноу-хау, сведения о которых сознательно ограничены для информационного обмена.

Вторичность по отношению к отражаемым объектам и явлениям существующей действительности. Из этого свойства информации вытекает ее "нематериальность", ее вторичная субстанциональность, которая всецело зависит от первичной объективной реальности. Отсюда информация не обладает материей и энергией, как подчеркивал Н. Винер.

Объективность, т.е. независимость процесса информационного взаимодействия от субъекта, который получает информацию. Это важное свойство информации, вытекающее из сущности процесса информационного взаимодействия. Объективен сам процесс информационного взаимодействия, но в то же время субъективны его результаты. Особенно в тех случаях, когда участвует посредник информационного взаимодействия, отражающий реальность (компьютер и связанные с ним системы). Кроме того, субъективность результата информационного взаимодействия проявляется в индивидуальных физиологических признаках сознания каждого человека, вследствие чего объективность процесса информационного взаимодействия может приобретать "поправку" от названных индивидуальных признаков. Так, отражение существующей действительности может приобретать субъективный характер.

Неуничтожаемость информации как идеального образа и уничтожаемость (возможность физического уничтожения) знаков или символов, составляющих материальную основу информации. Это свойство подчеркивает двойное природное начало информации — ОГЛАВЛЕНИЕ и форму, которые могут существовать отдельно.

Конируемость, т.е. возможность создания большого числа копий отраженного образа на материальных носителях информации. Копируемость как свойство информации подчеркивает двойную природу информации. Копируется всегда только символ, несущий ОГЛАВЛЕНИЕ.

Полезность и ценность информации обусловлена особенностями цели информационного взаимодействия, использования ее в той или иной сфере человеческой деятельности, мера допустимости для принятия решения в конкретной жизненной ситуации. Это свойство информации является самым важным с точки зрения информационной действительности нашей жизни. На этом свойстве основаны все информационные процессы и действия, связанные с удовлетворением информационных потребностей субъектов общества.

Все свойства информации свидетельствуют о том, что она обладает гибкими и очень чувствительными качествами, делающими ее очень зависимым от внешнего мира фактором.