процессы не происходят в однозначно детерминиованных системах. В частности,
компьютер, выполняющий определенную программу и функционирующий по законам
необходимости, оказывается, согласно статистической теории,
неинформационной системой, а игральная кость — информационной. Во-вторых,
отвлечение от осмысленности и полезности информации, вполне уместное при
анализе систем связи, уже не может нас удовлетворить, если речь идет о
живых системах, о человеке и обществе. Эти и другие неадекватности
заставляют искать иные, более общие определения информации. Это, конечно,
означает не отказ от статистической теории, а лишь четкое определение
области ее применимости.
Характерной особенностью статистической теории является то, что в
качестве математического средства формализации понятия неопределенности
была выбрана вероятность. Однако понятие неопределенности в общем случае
оказывается шире понятия вероятности, а статистическая теория не может
правильно описывать те процессы снятия неопределенности, которые к
вероятности не сводятся. Действительно, пусть имеется множество элементов,
из которых осуществляется выбор. Выбор может происходить и по заранее
заданному закону (детерминированному алгоритму), неизвестному познающему
субъекту. В этом случае у субъекта существует неопределенность относительно
данного закона, однако эта неопределенность имеет невероятностную природу.
Даже если к такому случаю удастся применить статистическую теорию, это
будет искусственный прием, искажающий внутреннюю логику и сущность
познаваемого процесса. Это есть ни что иное, как втискивание реальной
ситуации в прокрустово ложе готовой теории вместо того, чтобы разработать
теорию, адекватную своему предмету.
Невероятностные теории, относящиеся к качественному аспекту информации,
будут рассмотрены ниже. Здесь же упомянем одну из наиболее известных
невероятностных количественных теорий — алгоритмический подход А. Н.
Колмогорова. В основе подхода лежит тот факт, что количество информации,
заключенной в объекте [pic] нас чаще всего интересует не само по себе
(абсолютное количество информации), а относительно определенного объекта
[pic], то есть взаимное, относительное количество информации. Количество
информации по А. Н. Колмогорову — это сложность объекта [pic] относительно
объекта [pic], данного в качестве строительного материала. А именно,
количество информации измеряется как наименьшая длина алгоритма, строящего
объект [pic] из объекта [pic]. Алгоритмический подход связан с
конструктивным направлением в математике.
Качественный аспект информации
Теории, имеющие дело с «чистым» количеством информации, по
необходимости ограничиваются синтаксическим аспектом — низшим в тройке
семиотических характеристик. Однако информация имеет еще и качественную
сторону (вернее, стороны), некоторые из которых успешно формализуются и
изучаются средставми математики. В частности, для некоторых качественных
характеристик информации получены количественные выражения.
Наиболее простая теория, имеющая отношение к качеству информации — это
теория кодирования. Данное направление развивалось в тесной связи со
статистической теорией, но отнюдь не сводится к ней. Для теории кодирования
характерно использование не вероятностных, а алгебраических методов.
Понятие кодирования охватывает такие процессы, как перевод предложения
с одного естественного языка на другой, представление текста в памяти
компьютера, где каждой букве ставится в соответствие числовое обозначение,
переход от «человеческого» алфавита к азбуке Морзе и обратно и т. д.
Система правил, позволяющая переводить сообщение из одной формы
представления в другую, называется кодом.
В процессе кодирования форма представления информации, вид сообщения,
количество символов, используемых для его записи, и другие характеристики
могут существенно меняться. Однако, и это главное, содержание сообщения
остается неизменным. Следовательно, от перекодирования не изменяется
неопределенность, устраняемая сообщением у субъекта. Таким образом,
кодирование изменяет качественную природу носителя информации и
количественные характеристики формы представления сообщения, но не изменяет
количество и качество информационного содержания сообщения. Как видно,
теория кодирования, хотя и имеет определенное отношение к качественному
аспекту информации, все же не выходит за пределы синтаксического уровня.
В человеческом общении особую роль играет смысл информации, то есть
семантический аспект. Одна из известных семантических теорий — теория Р.
Карнапа и Й. Бар-Хиллела [А11], использующая аппарат символической логики.
По существу, каждому предложению, выражающему законченную мысль, ставится в
соответствие его вероятность (мера истинности). Когда из более простых
суждений образуются более сложные, вероятность последнего вычисляется по
определенным правилам исходя из вероятностей исходных суждений. Таким
образом, теория Карнапа — Бар-Хиллела основывается на вероятностной логике.
Допустим, имеется начальное достоверное знание о мире [pic], и пусть
[pic] — гипотеза. Методы вероятностной логики позволяют вычислить степень
новизны гипотезы по сравнению с начальным знанием — [pic]. Степень новизны
тем больше, чем меньше данная гипотеза следует из установленных фактов.
Очевидно, если сбъекту будет сообщена новая информация, никак не следующая
из имеющегося у него запаса знаний, то субъект получит большое количество
информации. Наоборот, если то, что субъекту сообщено, и без того следует из
известных фактов, то никакой новой информации субъект не получает. На
основании этого в теории Карнапа — Бар-Хиллела степень новизны сообщения
[pic] и считается количеством семантической информации.
С точки зрения данной семантической теории высказывание «На Марсе есть
жизнь» содержит немалое количество информации, ибо эта гипотеза не
подтверждена имеющимися экспериментальными данными. В то же время
высказывание «На Земле есть жизнь» оказывается лишенным семантической
информации, ибо это достоверное знание. Хотя положение, лежащее в основе
теории, согласуется со здравым смыслом, последовательное проведение такой
точки зрения, очевидно, должно приводить к неадекватностям.
Другой подход к формализации семантического аспекта был предложен Ю. А.
Шрейдером. В его модели информацией обладают не только гипотезы, но вообще
любые сведения, которые изменяют запас знаний (тезаурус) приемника
информации. В общем случае семантический аспект выражает отношение между
информацией как компонентом отражения и отражаемым объектом, который играет
роль передатчика информации. В модели Ю. А. Шрейдера количество
семантической информации, содержащееся, например, в каком-либо тексте,
измеряется степенью изменения тезауруса под воздействием этого текста. Это
изменение может быть определенным способом измерено количественно. При
чтении школьного учебника тезаурус школьника существенно расширяется, —
ученик получает новую информацию. Тезаурус же академика при чтении того же
учебника не изменяется, он не получает семантической информации, не
изменяет запаса знаний.
В любом случае учет семантического аспекта требует рассмотрения
отношения двух сторон: информации и воспринимающего субъекта, так как одна
и та же информация для двух разных людей может обладать различным смыслом.
Синтаксический аспект информации требует рассмотрения лишь одной стороны,
то есть самой информации. Рассмотрим теперь еще одно отношение,
трехстороннее — между информацией, субъектом и целью, которую ставит перед
собой субъект. Это отношение соответствует высшему, прагматическому
аспекту.
Одним из наиболее важных прагматических свойств информации является
ценность. Ценность информации вначале была определена с помощью теоретико-
вероятностного подхода (А. А. Харкевич). А именно, если до получения
сообщения вероятность достижения цели субъектом была [pic], а после его
получения стала [pic], то ценность полученной информации (или
прагматическое количество информации) определяется через приращение этой
вероятности. Существуют и другие подходы к определению ценности информации,
среди которых особое место занимают теоретико-игровые модели.
Важно отметить, что ценность одного и того же сообщения существенно
зависит как от субъекта, так и от поставленной цели. Вне связи с целью
прагматический аспект информации вообще теряет смысл. Понятие цели обычно
характеризует человеческую деятельность, а также может быть применено к
животному миру и кибернетичнским устройствам. В неживой природе нет никаких
целей, а значит и отсутствует такое свойство информации, как ее ценность.
Учет прагматического аспекта приводит к выводу, что иногда следует
рассматривать отрицательные количества информации. Пусть, например,
ставится цель: запуск аэростата. Для этого необходимо знать направление
ветра. Допустим, нам сообщили, что дует северо-западный ветер. Безусловно,
это сообщение уменьшает нашу неопределенность и приближает к достижению
цели. Допустим теперь, что сразу же после первого собщения приходит
опровержение: дует юго-восточный ветер. Если применить меру Шеннона, то оба
сообщения несут одинаковое положительное количество информации. Но с точки
зрения прагматической второе сообщение возвращает нас к состоянию
первоначальной неопределенности, так как мы уже не знаем, какому из
сообщений верить. Наконец, чья-то намеренная дезинформация (которая по
Шеннону также доолжна рассматриваться как положительное количество
информации) уменьшает наши шансы на достижение цели и потому имеет
отрицательную ценность.
Из изложеного можно сделать вывод, что развитие учений об информации
происходит одновременно во многих направлениях. Каждое направление
фиксирует определенную сторону понятия информации и имеет свою область
применимости. При выходе за границы этой области эффективность применения
того или иного подхода резко падает и может даже привести к ошибочным
выводам. Наилучшего, универсального определения среди перечисленных (и
многих других) формальных математических определений информации нет.
Примечательно, что при анализе всех трех семиотических аспектов
информации: синтаксического, семантического и прагматического, первыми
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
