Носители информации, память

Феномен информации

Попробуйте ответить на простой, казалось бы, вопрос: что такое информация? Вы пользуетесь этим термином постоянно: работаете с информацией, ищете информацию, воспринимаете информацию, действуете под управлением информации. Задумайтесь на минуту и попытайтесь ответить: Информация – это…

Что у вас получилось? Самые популярные в такой ситуации ответы: “Это что-то новое”, “Это сообщения, сведения”, “Это знания”, “Это данные”…

Слово “information” действительно переводится с латинского языка, как “осведомление”, “разъяснение”, и такое определение устраивало человечество до сороковых годов двадцатого века.

Этим термином пользовались для определения чисто практических понятий, таких, как некоторая совокупность знаний, сведений о конкретном предмете, явлении, событии. Такая информация носит вполне конкретный характер и во многих случаях не несёт в себе количественной оценки.

Тысячелетиями слово “информация” было рядовым, ничем не выделяющимся среди десятков тысяч других слов. Все это долгое время человек считал себя единственным созданием, способным к передаче, приему и творению информации.

Положение стало меняться с появлением кибернетики – науки об управлении. "Кибернетика" Норберта Винера увидела свет в 1948 году. Она открыла людям глаза на то, что сейчас известно каждому – информационные процессы происходят в любом живом организме, начиная с амебы и вируса. Созданные человеком машины также работаю под управлением информации. Любое сообщество живых существ – муравьев, пчел, рыб, птиц и, конечно, людей не может существовать без потоков информации, циркулирующих в нем.

Датой рождения “Теории информации” также считается 1948 год. Именно тогда в реферативном журнале американской телефонной компании "Белл систем" появилась статья 32-летнего инженера-связиста Клода Шеннона "Математическая теория связи”, в которой он предложил способ измерения количества информации. С этого момента понятие "информация" начинает расширять сферу своего применения.

Вскрытие единства процессов в живом и неживом, широкое внедрение ЭВМ, стремительное нарастание информационного потока в виде газет, журналов, книг, теле- и радиотрансляций придало совершенно другое, новое значение слову “информация”. На современном этапе развития науки признано, что понятие "информация" значительно более ёмкое и, что очень важно, существует и вне нашего восприятия. Другими словами, весь окружающий нас мир, как доступный, так и недоступный нам, всюду имеет информационную структуру.

“Информация” превратилась в необычайно широкое понятие и встала в один ряд с такими философскими категориями, как материя, энергия, пространство и время. Однако единого общепризнанного определения информации не существует до сих пор, более того, это понятие остается одним их самых дискуссионных в современной науке. Все мы имеем представление о том, что такое материя, энергия, пространство, время, информация, мы можем описать их свойства, мы можем их измерять, но мы так и не можем пока дать их четкого научного определения.

Давайте познакомимся с определениями информации, данными выдающимися учеными:

- Информация – это обозначение содержания, полученного от внешнего мира в процессе приспособления к нему (Н. Винер).

- Информация – отрицательная энтропия (негэнтропия) (Л. Бриллюэн).

- Информация – вероятность выбора (А. М. Яглом, И. М. Яглом).

- Информация – снятая неопределенность (К. Шеннон).

- Информация – мера сложности структур, мера упорядоченности материальных систем (А. Моль).

- Информация - снятая неразличимость, передача разнообразия (У.Р. Эшби).

- Информация – отраженное разнообразие (А. Д. Урсул).

- Информация – мера неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени (В. М. Глушков).

Чтобы быть понятым, этот небольшой обзор определений нуждается в дополнительных пояснениях, и мы постараемся дать их в ходе дальнейшего изложения этого и следующего раздела. Дочитав третий раздел этой книги, вернитесь, и заново перечитайте этот список.

Эволюция материи

Согласно современным теориям эволюции, процесс развития Вселенной есть процесс самоорганизации. В ходе самоорганизации кварков появились протоны и нейтроны, при самоорганизации атомов возникло множество молекул, при самоорганизации молекул появилась живая клетка, при самоорганизации клеток – организм, при самоорганизации организмов – популяции и социумы….

Повышение сложности системы, ее прогрессивное развитие связано с увеличением количества информации, накопленного системой, проявляющегося в ее структуре. Так, по данным некоторых исследований, при переходе от атомного уровня к молекулярному количество информации увеличивается в 10³ раза. Количество информации, относящейся к организму человека, примерно в 10¹¹ раз больше информации, содержащейся в одноклеточном организме.

Применение информационной модели развития дает возможность прояснить механизм прогресса усложнением, упорядочиванием и повышением степени организации материальных систем.

Рис. 2. Уровни организации материи.

Рис. 3. Время становления уровней организации материи.

Теория отражения

Всеобщее свойство материи, обеспечивающее передачу информации на всех стадиях ее организации, называется отражение (reflection) и заключается “в воспроизведении, фиксировании того, что принадлежит отражаемому предмету. "... Логично предположить, что вся материя обладает свойством, по существу родственным с ощущением, свойством отражения..." (Ленин В. И).

Любое отражение несёт в себе информацию об отражаемом объекте. Способность к отражению зависит от уровня организации материи. Взаимодействиям объектов неорганической природы присущи пассивные формы отражения:

- простая механическая деформация (отпечаток тела на песке);

- сокращение или расширение в зависимости от колебаний окружающей температуры (термометр);

- отражение световых электромагнитных волн (фотография);

- отражение звуковых электромагнитных волн (эхо);

- химические изменения (цвет лакмусовой бумаги);

- и т. д.

Хотя и у неорганических форм материи мы наблюдаем определенные признаки чувствительности – притяжение и отталкивание частиц, атомная валентность, молекулярная связь, неорганические тела не способны активно использовать результаты взаимодействия как средство самосохранения. Но этот пассивный “зачаточный” вид отражения, носящий форму лишь физического взаимодействия тел, является генетической предпосылкой для возникновения более высоких форм отражения в живой природе и человеческом обществе, когда отражение превращается в информационную модель, в образ и используется в процессах познания и управления.

Активные формы отражения:

- раздражимость клетки;

- чувствительность, т. е. способности иметь ощущения;

- восприятие - способности отражать вещи в некоторой совокупности их свойств;

- мышление - отражение существенных связей в окружающем мире;

- сознание и самосознание.

Становление человека и человеческого общества в процессе трудовой деятельности и общения с помощью речи обусловило возникновение формы отражения в виде сознания и самосознания. Сознание – высшая форма отражения на современном этапе эволюции материи.

Чем больше внутреннее разнообразие системы, тем больше ее элементов реагируют на внешнее воздействие изменением своих свойств, тем адекватнее отражение системой внешнего мира, а чем больше возможностей отражения, тем система может быстрее совершенствоваться, увеличивая свое разнообразие.

Не масса и не энергия, а развитие у систем способности к адекватному отражению характеризует уровень их организации.

На простом примере для нас это означает следующее: если вы знаете только русский язык, и не знаете, скажем, английского языка, то вы не способны отражать в своем сознании англоязычную речь и письмо, не способны извлекать из нее информацию и ориентироваться при помощи этой информации. Те, кто знают оба этих языка, бесспорно, имеют больше возможностей для ориентации в окружающем мире и для дальнейшего расширения своих знаний.

Таким образом, если, согласно ленинской теории отражения, процесс распространения информации есть процесс отражения, то воспринятая информация есть результат отражения - воспринятый образ. При отражении в материальных структурах этот образ материален, при отражении в идеальном сознании - идеален.

Вот небольшой список однокоренных слов:

- Формация (лат. Formatio) – вид, видимость, внешность, наружность, поверхность, облик, образ, форма.

- Реформация – преобразование исходной формы в новую форму.

- Деформация - искажение исходной формы.

- Информация – внедрение в исходную форму, то есть след, отпечаток, впечатление, вкрапление, образ, память о чужой форме.

Так на этом фоне может буквально пониматься слово «информация».

Носители информации, память

На физическом уровне восприятие информации, происходит путем изменения значений чувствительных к источнику информации свойств приёмника информации. Т.е. чтобы приемник мог воспринять информацию от источника он должен на него реагировать.

Стекло не реагирует на изменение магнитного поля, а железо намагничивается; светочувствительные клети сетчатки человеческого глаза не чувствительны к волнам в ультрафиолетовом диапазоне, а глаза большинства насекомых – чувствительны и т.п.

Если приёмник оказался чувствительным к источнику, то он может сохранять (запоминать) вызванное источником изменение значений своих свойств и после окончания воздействия, то есть после устранения причины изменения этих свойств. Это и есть следствие, или след (отпечаток, образ, впечатление).

Способность материальных объектов к запоминанию информации теперь широко используется человечеством. В тех местах, где мы проводим ручкой по бумаге, мы изменяем ее оптические свойства (коэффициент преломления), тот же принцип используется при записи на компакт-диски. Магнитная лента и дискета легко изменяют под направленным воздействием магнитные свойства своих элементов, фотопленка и фотобумага – химические свойства, а память живой материи основана на биохимических процессах.

В обиходном понимании мы называем носителем информации именно то, что специально создано и используется нами как собственная внешняя память, на чем мы можем целенаправленно запечатлеть информационные образы и переместить их в пространстве и времени: дискета, бумага, фотопленка. Т.е. словосочетание “носитель информации” понимается нами сугубо утилитарно. Никому не приходит в голову назвать носителем информации, скажем, автомобиль, хотя информации при его рассмотрении можно получить предостаточно: о марке, цвете, годе выпуска, техническом состоянии, предыдущих авариях и. т.п., просто основная его функция иная.