Читать книгу Размышления об информации, или Информация к размышлению - Виктор Иванович Воронов - Страница 10

Согласно информационной парадигме, в наблюдаемом мире сосуществуют две независимые реальности – физическая и информационная. Но если физическая реальность уже достаточно изучена и для её описания разработаны математические теории, связывающие эволюцию физического мира с четырьмя фундаментальными взаимодействиями, то для мира информационного отсутствуют даже основные понятия, необходимые для осмысления путей его эволюции.

До сих пор считается, что информационная реальность эволюционирует лишь вследствие случайных событий, закрепляемых в естественном отборе. Однако на примере человеческой цивилизации видно, что это далеко не так, и что целенаправленные, а не случайные, процессы изменяют информационную структуру общества. Поэтому понятие информационных взаимодействий столь же необходимо для описания эволюции информационной реальности, как и понятие физических взаимодействий для понимания эволюции материального мира.

Важнейшей особенностью физической реальности является возможность редукционного подхода, позволяющего взаимодействия сложных систем свести к взаимодействиям более простых и, в конечном счете, к фундаментальным взаимодействиям, наблюдаемым на низших иерархических уровнях материи.

По современным представлениям, в основании всех систем находятся фермионы, представленные лептонами и кварками – бесструктурными частицами, участвующими в слабых, электромагнитных и сильных взаимодействиях. Эти взаимодействия осуществляются при посредничестве других фундаментальных частиц – калибровочных бозонов. В случае электромагнитного взаимодействия таким бозоном является фотон, в случае слабого взаимодействия это W- и Z-бозоны, а переносчиками сильного взаимодействия являются глюоны. Четвёртым фундаментальным взаимодействием, в котором участвуют все известные материальные системы, является гравитационное взаимодействие.

Пока не ясно, завершаются ли возможности редукционного подхода на уровне фундаментальных частиц и фундаментальных взаимодействий, или всё их разнообразие удастся понять с некоторой единой математической точки зрения. Например, с точки зрения теории струн, существующих в 11-мерном пространстве.

Вторая важная особенность физических взаимодействий связана с тем, что поведение всех фундаментальных частиц лишено индивидуальности и поэтому их можно рассматривать как тождественные. Это позволяет поведение структурно схожих физических систем описывать едиными эмпирическими правилами, которые во многих случаях удивительно полно и точно облекаются в форму математических законов.

Однако в рамках ЕНП невозможно понять, почему математика, имеющая ментальную природу, оказывается столь эффективной при описании физического мира, который, как считается, не испытывает в своей эволюции никаких ментальных воздействий. Или это, возможно, не совсем так, и мы на фундаментальном уровне имеем дело с чем-то ментальным, что способно определять сам характер физических законов в соответствии с поставленными целями? И если это что-то действительно существует, то оно должно порождаться ИС – источниками ментальности, которые могут существовать в формах, отличных от биологической жизни или известных нам искусственных ИС, и в недоступных для наблюдения пространственно-временных измерениях.

Фактически феномен математической физики показывает, что грань между физическим и информационным миром не носит принципиального характера. Возможно, что материальный мир – это мир, в котором эволюция всех систем происходит в соответствии с единой общей целью. А реализация этой цели встроена в изначально заданное эволюционное поведение, которое алгоритмизировано в виде фундаментальных физических законов.

Возникающая в таком случае предопределённость в эволюции материи порождает физическую каузальность, при которой будущее, уже присутствующее в законах природы, явно не влияет на происходящее в настоящем. Но если в классическом мире каузальность полностью определяет будущее состояние систем, то в квантовом мире она гарантирует лишь вероятность осуществления того или иного состояния из множества возможных, допуская определённую вариабельность в осуществлении единой цели.

Однако наблюдаемая реальность состоит не только из эволюционирующих физических систем, но включает также ИС, эволюционирующие с ними совместно. Поэтому понятие взаимодействий нельзя замыкать в рамках только физической или только информационной составляющей, а необходимо распространить его на всю наблюдаемую реальность в целом. В этом случае эволюция связывается уже не с одной, а с множеством целей, для реализации которых схожие ИС могут использовать разные линии поведения и, следовательно, перестают быть тождественными.

Появление явных целей эволюции привносит в наблюдаемый мир телеологическую составляющую, для которой текущее поведение ИС оказывается зависимым от будущего.

Для иерархически устроенных ИС существование множества целей делает редукционный подход к исследованию взаимодействий практически нереализуемым, так как цели сложных систем не сводятся к какой-либо структуре целей более простых систем. Скорее наоборот – цели ИС высших иерархических уровней определяют, хотя бы частично, цели, а следовательно, и поведение составляющих их систем нижних уровней. Поэтому поведение сложных ИС не может быть описано на основе алгоритмизированных информационных взаимодействий систем нижних уровней. Такая ситуация приводит к существованию множества индивидуализированных структур информационных взаимодействий, различающихся даже для подобных ИС.

Наряду с физическими, ИС обладают также ментальными степенями свободы, связанными с тезаурусом, целями и приоритетами, которые в процессе информационных взаимодействий могут меняться.

В зависимости от того, какие степени свободы участвуют в процессе эволюции ИС – физические (Ф) или информационные (И), все взаимодействия можно разделить на типы следующим образом.

• Физические, или Ф-Ф-взаимодействия, задающие поведение физических систем. Для ИС этот тип взаимодействия реализуется, если активируются только физические степени свободы, как, например, при перемещении ИС, находящейся в «спящем» состоянии, когда ментальные степени свободы заблокированы.

• Контактные взаимодействия, в которых затрагиваются как физические, так и ментальные степени свободы. Эти взаимодействия могут быть двух видов.

Первый вид – это Ф-И-взаимодействия, при которых окружающая реальность в каких-либо аспектах отражается в информационном (виртуальном) мире ИС. Такие взаимодействия доступны ИС, обладающим сенсорными органами.

Второй вид – это И-Ф-взаимодействия, включающие всю целенаправленную деятельность ИС в окружающей среде. И-Ф-взаимодействия доступны только активным ИС, обладающим эффекторными органами.

• Информационные, или И-И-взаимодействия, в которых участвуют только ментальные степени свободы. И-И-взаимодействия приводят к ментальным изменениям в ИС, но не влекут каких-либо физических действий со стороны ИС. Такие взаимодействия доступны как активным, так и пассивным ИС.

Возможно выделить два вида И-И-взаимодействий.

Первый – это внутрисистемные И-И-взаимодействия или И-И-ВС-взаимодействия. Они связаны только с процессами внутри самой ИС – с преобразованием тезауруса, определением новых целей и приоритетов и принятием решений. И-И-ВС-взаимодействия играют определяющую роль в генерации новых знаний, связанных с модельной, управляющей и генетической информацией. Деятельность ума в конечном счёте есть результат именно И-И-ВС-взаимодействий.

Второй вид – это межсистемные И-И-взаимодействия или И-И-МС-взаимодействия. В таких взаимодействиях происходит обмен информацией между индивидуальными ИС, расположенными на одном или на разных иерархических уровнях. Этот обмен может быть непосредственным – от системы к системе по различным коммуникационным каналам связи. Или опосредованным, использующим носители потенциальной информации, такие как книги в человеческом социуме или химические метки в среде животных.

В И-И-МС-взаимодействиях может происходить перестройка тезауруса ИС и индуцированное внешними ИС изменение ментального состояния системы.

В качестве примера И-И-МС-взаимодействий можно привести воздействие средств массовой информации на ментальное состояние личности, приводящее к трансформации тезауруса, целей и, в конечном счёте, к изменению поведения индивида.

В И-И-взаимодействиях наиболее интересны и сложны процессы, связанные с принятием решений. Возможное поведение системы, находящейся в определённом ментальном состоянии, может быть многовариантным. И только принятое решение определяет выбор варианта поведения, который будет реализован в действительности.

Важно, что все решения принимаются в И-И-ВС-взаимодействиях, но критерии, которые используются при выборе нужного варианта, могут иметь разные источники.

ИС может принимать собственные решения, обусловленные внутренними критериями, закреплёнными в её целях и приоритетах. Или использовать критерии, возникшие в ИС вследствие текущих внешних обстоятельств. Такие решения обеспечивают реализацию собственных целей ИС.

Возможно также принятие индуцированных решений, формируемых на основе внешних критериев, полученных в результате И-И-МС-взаимодействий. В таких случаях поведение ИС может использоваться для реализации целей других ИС.

Однако если ИС не имеет значимых критериев выбора, решения могут приниматься случайным образом. Такие решения необходимы, чтобы система не оказалась в состоянии прострации. Случайность при этом не означает равновероятность любого решения. Эволюционирующая система приоритетов может задать вероятность принятия конкретного решения, но реализуемый выбор тем не менее остаётся непредсказуемым.

В принятии ИС случайных решений просматривается аналогия с волновой функцией и квантово-механическими вероятностями в поведении квантовых объектов. И эта аналогия может оказаться достаточно глубокой, если предположение о всеобщей ментальности материи, высказываемое в теории панпсихизма, окажется востребованным в науке.

В контексте рассуждений о выборе, осуществляемом при принятии решения, можно также попытаться ответить на ещё один непростой вопрос: существуют ли фундаментальные информационные взаимодействия, лежащие в основе всех информационных процессов?

Понятно, что если такие взаимодействия и существуют, то они не могут быть аналогичны физическим фундаментальным взаимодействиям, проявляющимся в результате последовательной редукции сложных физических систем. Ведь, как уже отмечалось, для иерархических ИС редукция систем не сопровождается редукцией информационных взаимодействий, так как любая ИС, входящая в иерархию сложной ИС, реализует собственное поведение, которое лишь частично определяет поведение систем высших уровней иерархии.

Однако информационные процессы внутри любой ИС имеют схожую функциональную структуру. При этом, в отличие от физической реальности, представление о которой складывается через наблюдение систем высокой степени иерархии, информационная реальность доступна для наблюдения и моделирования с самого низшего уровня.

Это хорошо видно на примере искусственных ИС, в основе которых находятся триггеры, представляющие собой физическое воплощение фундаментального носителя информации, обеспечивающего управляемое двоичное различение. А система управления совокупностью триггеров реализует фундаментальное информационное взаимодействие.

В общем случае, когда речь идёт о независимой информационной реальности, фундаментальную сущность, лежащую в её основе, можно рассматривать как некую информационную частицу, которую можно назвать диффероном. И главное свойство дифферона – способность существовать в двух различающихся состояниях – не зависит от его конкретного воплощения.

У состояний дифферона может быть множество названий: да / нет, 0 / 1, вкл. / выкл., истина / ложь, добро / зло, инь / ян, но всегда проявляется их главное свойство – быть противоположностью друг другу.

Искусственные ИС являются также наглядным примером того, как эта простейшая сущность – дифферон – порождает всё разнообразие информационной реальности. И это рождение происходит в И-И-ВС-взаимодействиях, ориентированных на выбор одного из двух возможных состояний дифферона. Основополагающий статус таких взаимодействий позволяет рассматривать их как фундаментальные информационные взаимодействия бинарного выбора.

Конечно, источником возникновения информационной реальности является не сам выбор, а те критерии, которые использовались при его осуществлении. Поэтому познание природы информационной реальности – это прежде всего познание критериев, лежащих в основе бинарного выбора.

Изложенную систематику взаимодействий можно кратко подытожить в следующей таблице.

Таблица 1. Классификация взаимодействий в наблюдаемой реальности

Наличие столь разных информационных процессов и соответствующих им взаимодействий требует для их изучения разнообразных научных подходов, отличных от применяемых в физике.

Но какие бы методы ни использовались для познания действительности, научный подход предполагает осуществление двух главных целей. Первая цель – это объяснить наблюдаемое, то есть связать явления непротиворечивыми логическими цепочками. Вторая – предсказать поведение систем, смоделировав их взаимодействия.

Для материальных систем математические теории физики прекрасно справляются с каждой из этих задач. Но процессы, связанные с ИС, остаются вне области возможностей физики, ограниченной четырьмя фундаментальными взаимодействиями. А вера в то, что поведение ИС когда-нибудь удастся редуцировать к физическим взаимодействиям, скорей всего безосновательна, так как физика принципиально не способна учесть содержательную сторону информации, которая является определяющей в информационных взаимодействиях.

Но даже и без создания новых подходов само представление об ИС и информационных взаимодействиях, основанное на содержательном аспекте информации, уже обладает дополнительным объяснительным потенциалом. Такой потенциал может быть востребован, например, в гуманитарных областях знаний, оперирующих смыслами, а не числами.

Но кажется, что и в точных науках создание универсальных теорий информационных взаимодействий, обладающих предсказательной силой, – дело недалёкого будущего.

Известно, что универсальность физических законов достигается тем, что для материальных систем удаётся выделить несущественные индивидуальные физические степени свободы, которые, как правило, недоступны для наблюдения и контроля, и рассматривать идеализированные идентичные физические системы, все степени свободы которых могут контролироваться.

Но индивидуальность ИС носит более сложный характер и связана как с субъективным восприятием действительности, так и с субъективным характером принятия решений. Причём индивидуальность эта не статичная, как в большинстве физических систем, а динамическая, зависящая от ментального состояния ИС.

Дополнительная трудность при идеализации ИС связана с тем, что необходимо разделять существенные и несущественные ментальные степени свободы. А это проделать довольно сложно, и прежде всего потому, что ментальные степени свободы нельзя охарактеризовать только численными параметрами. Ментальность связана со смыслами, а процедура отделения существенных смыслов от несущественных пока что совсем не ясна.

Но, несмотря на все сложности, есть надежда, что универсальные теории информационных взаимодействий создать возможно. Либо традиционным путём, если удастся преодолеть все трудности идеализации ИС, либо путём включения в теории субъективных качеств ИС.

В первом подходе идеализация вполне осуществима в случаях, когда количество ментальных степеней свободы ИС ограничено и они поддаются контролю. У человека такие ситуации могут быть связаны, например, с достижением краткосрочных целей, обладающих абсолютным приоритетом, или с экстремальными эмоциями – яростью, страхом или горем.

Возможно также использовать И-И-МС-взаимодействия, чтобы подготовить идеализированные ИС, индуцируя заданные ментальные состояния, как это происходит, в частности, под гипнотическим воздействием. Поведение ИС в таких случаях оказывается достаточно предсказуемым и контролируемым. А совокупность полученных таким путём поведенческих паттернов может составить базу для моделирования И-Ф-взаимодействий в более сложных ментальных состояниях.

Второй путь развития теорий информационных взаимодействий, учитывающий субъективные качества ИС, представляется также вполне реальным. Во всяком случае, работы по искусственному интеллекту, использующие нечёткие множества и нечёткую логику, предложенные Лотфи Заде [Заде, 1976], включают субъективные качества, хотя и реализуемые пока что на уровне экспертных оценок.

До сих пор мы говорили о естественных биологических ИС, информационные взаимодействия которых можно изучать как на основе объективных наблюдений, так и на основе собственного субъективного опыта.

Однако эти наблюдения и этот опыт оказываются явно недостаточными для глубокого понимания структуры и принципов информационных процессов, протекающих в биологических системах, для понимания того, как в химических реакциях происходит гносеогенез, трансформирующий знания с молекулярного уровня на уровень всего организма, как реализуется память, как формируются цели и принимаются решения, определяющие поведение организмов в И-Ф-взаимодействиях.

Вряд ли изучение корреляций между зонами возбуждений нейронов мозга и поведением биологических организмов позволит ответить на все эти вопросы.

И в то же время для искусственных ИС, создателями которых являемся мы сами, физическая архитектура систем и алгоритмы информационных процессов тайной не являются. Поэтому если существуют некоторые универсальные закономерности для информационных взаимодействий, не зависящие от вида ИС, они могут быть выявлены и изучены в деталях на искусственных ИС.

Такой подход декларируется в когнитивной психологии, где для анализа психических процессов используется компьютерная метафора. Смысл этой метафоры заключается в том, что одинаковое поведение естественных и искусственных ИС определяется схожими информационными процессами и не зависит от различия физических процессов, на которых они основаны. Если это действительно так, то создание искусственных ИС, обладающих возможностями естественных ИС, то есть, в конечном счёте, создание искусственного интеллекта можно рассматривать как метод, позволяющий моделировать все виды информационных взаимодействий в биологических ИС.

При этом возможны два подхода. Первый – так называемый нисходящий – подход связан с созданием ИС, обладающих развитым тезаурусом и логическими системами обработки информации, которые позволяют имитировать высокоуровневые психологические процессы в биологических ИС, такие как понимание, выбор целей, принятие решений, распознавание, вербальное общение или интерактивное управление поведением.

Второй – восходящий – подход основан на воспроизведении уже открытых принципов функционирования биологических ИС, например на воспроизведении архитектуры параллельной обработки информации в нейронных сетях. Нейрокомпьютеры, использующие такую архитектуру, оказываются способны к обучению и эффективны при распознавании образов.

Но какими бы ни были подходы к созданию искусственных ИС, важно, что все они кроме утилитарных задач способны параллельно решать и научные задачи поиска общих закономерностей в информационных взаимодействиях.