Инфо. external_primary_1607596705394_619028949_Лекция 2 - Информация и. Бекман информатика курс лекций Лекция информация
 Скачать 1.57 Mb.
|
|
Физическая информация: третий компонент материального мира (наряду с веществом и энергией), управляющий порядком и хаосом в микромире, в космосе, в термодинамике, статистической физике, биосистемах и т. п. Она не предусматривает участие какого-либо Разума в своём осмыслении, тем более – такого дурного, как человеческий. Не было человека на Земле, информация была, не будет его – информация продолжит своё существование. Физическая информация распадается на два подвида: термодинамическую и статистическую. Именно на примере физической информации мы попытаемся установить связь между информацией и энтропией (информация, как отрицательная энтропия). http://profbeckman.narod.ru/InformLekc.htm 2) Смысловая (семантическая) информация: информация, которую воспринимает человек (и которая, к примеру, передаётся средствами массовой информации). Здесь уже человеческий разум (совместно с его глупостью) развернётся во всей красе. Это то, что можно осмыслить, оценить, купить-продать-подарить, накапливать, хранить, охранять, терять; она способна исчезать и появляться, может быть полезной и вредной, истинной и ложной, переходя в дезинформацию. Мы рассмотрим методы её поиска в Интернете, способы создания банка данных и банка знаний. 3) Техническая информация (она же кибернетическая или компьютерная) – информация, передаваемая азбукой Морзе, по радио- или телеканалу, информация в компьютерах и прочих технических машинах. Мы рассмотрим вопросы передачи информации по линии связи, вопросы кодирования- декодирования информации, и способы переработки информации компьютерами. А истинна эта информация или ложна, ценна или бесполезна, нас ни с какого бока интересовать не будет. Не интересно нам здесь также материальна она или нет. Важно сколько раз я должен ударить по телеграфному ключу, чтобы передать азбукой Морзе ваше сообщение жене о полярной зимовке, и насколько разнообразен этот текст (можно вспотеть, сутками передавая одну букву, но информации в этом будет немного). В данном курсе лекций для нас будут существовать три различных сущности, по недоразумению названные одним именем (Ключ – источник воды, открыватель замка, разводной ключ, телеграфный ключ и т.д. вещи разные, а название одно. Так и слово информация). Есть ли между разными «информациями» какая-то связь – выяснят наши потомки (связь между разными «ключами» пока установить не удалось, понятно лишь: жизнь бьёт ключём, и всё по голове…). В заключение этой части приведём высказывания некоторых учёных об информации и связанных с ней проблемах. ШЕННОН К. Работы по теории информации и кибернетике. М., 1963. Значение теории информации было, возможно, преувеличено и раздуто до пределов, превышающих её реальные достижения ... Сейчас теория информации, как модный опьяняющий напиток, кружит голову всем вокруг. Сознавая, что теория информации является сильным средством решения проблем теории связи, нельзя забывать, что она не является панацеей для инженера-связиста и тем более для представителей всех других специальностей. Представителям различных наук следует ясно понимать, что основные положения теории информации касаются очень специфического направления исследования, направления, которое совершенно не обязательно должно оказаться плодотворным в психологии, экономике и в других социальных науках. Здание нашего несколько искусственно созданного благополучия слишком легко может рухнуть, как только в один прекрасный день окажется, что при помощи нескольких магических слов, таких как информация, энтропия, избыточность..., нельзя решить всех нерешенных проблем. БЕРГ А.И., СПИРКИН А.Г. Кибернетика и диалектико-материалистическая философия // Проблемы философии и методологии современного естествознания. М., 1973 Для характеристики реального мира ныне недостаточны фундаментальные понятия классической физики - материя, вещество, движение, энергия, пространство, время. Для полноты этой характеристики необходимо столь же фундаментальное и столь же всеобщее понятие информации. Нет материи без информации, нет и информации без ее материального носителя - вещества и энергии. Информация представляет собой качественную и количественную характеристику организованности отражения. Вообще информация - это как бы некоторая " сила ", направленная против дезорганизации и хаоса; в этом смысле информация неотделима от структурности, организованности материальных систем БЕРЛЯНТ А. М. Образ пространства: карта и информация. М., 1986. Вероятностно-статистический подход к картографической информации встретил многочисленные возражения. В ряде критических высказываний подчеркивалось, что шенноновская формула энтропии не содержит самого понятия «информация» и не позволяет определить «количество информации» или «информативность» карты. Карта, где знаки располагаются в пространстве, принципиально отличается от других языковых сообщений, использующих последовательности знаков или сигналов. БИРЮКОВ Б.В. Кибернетика и методология науки. М., 1974. Бесспорна возможность теоретико-информационного изложения ряда физических теорий - изложения, исходящего, конечно, из представления о том, что информация и ее меры суть объективные характеристики физических явлений. 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 уверенно интерпретируется в вероятностных терминах, то почему бы не попытаться заложить теорию информации в фундамент статистической физики и квантовой механики? Имеется определенное несоответствие между сильно развитым формальным аппаратом оценки количественной формы информации и еще недостаточно осмысленной ее «содержательной» стороной, что сказывается на приложениях теории (в ряде случаев бывало, что представления и методы шенноновской теории пытались «механически» применить в новых областях, http://profbeckman.narod.ru/InformLekc.htm что приводило к дискретизации самих методов). Информация «многолика», включает в себя синтаксический, семантический и прагматический аспекты. Разные стороны понятия информации отображаются в целом спектре теорий. Эти теории, как правило, не противоречат, а дополняют друг друга, развивая разные количественные меры, связанные с той или иной стороной феномена информации. При этом всегда имеется в виду задача - если не полного, то частичного - синтеза этих теорий. БРИЛЛЮЭН Л. Наука и теория информации. М., 1960. Новая территория была завоевана для науки с появлением в недавнее время теории информации. Это открытие создало новую область, немедленно привлекшую разведчиков и исследователей. Как это случилось? Как далеко это идёт? И где оно может продолжать распространяться? Означает ли это вторжение науки на территорию, принадлежащую по традиции философии, или это есть открытие новой страны, своего рода «ничейной земли», которая ускользала от прежних исследований? ВАВИЛОВ С. Физика // Под знаменем марксизма, 1935, № 1. Может случиться так, что будущая физика включит как первичное, простейшее явление «способность сходную с ощущением» и на ее основе будет объяснять многое другое ВИНЕР Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М., 1958. Понятие количества информации совершенно естественно связывается с классическим понятием статистической механики - понятием энтропии. Как количество информации в системе есть мера организованности системы, точно также энтропия системы есть мера дезорганизованности системы. Информация есть информация, а не материя и не энергия. Тот материализм, который не признает этого, не может быть жизнеспособным в настоящее время. Мозг не выделяет мысль, как печень выделяет желчь, информация - это обозначение содержания (сигналов), полученного из внешнего мира в процессе нашего приспосабливания к нему и приспосабливания к нему наших чувств. ВЯТКИН В.Б. Информация есть форма отражения материи. Прогресс проистекает из паритета двух начал - хаоса и порядка (энтропии и информации). Складывается ощущение, что энтропия и информация есть различные проявления одной и той же сущности, некоторой ауры, которая является атрибутом любых системных образований. ДОБРУШИН Р. Л. Теория информации (комментарии). В кн.: Колмогоров А. Н. Теория информации и теория алгоритмов. М., 1987. Столь общий многообразный объект как информация, не может допускать единого метода численного измерения, а идеи Шеннона обоснованы лишь в применении к той важной, но всё же ограниченной ситуации, когда рассматриваются оптимальные методы кодирования и декодирования информации в целях ее передачи по каналам связи или ее хранения. КОЛМОГОРОВ А. Н. Теория информации и теория алгоритмов. М., 1987. Не видно, почему теория информации должна столь существенно основываться на теории вероятностей, как это представляется по большинству руководств. Эта зависимость от заранее созданной теории вероятностей в действительности не является неизбежной. Теория информации должна предшествовать теории вероятностей, а не опираться на нее. Основы теории информации имеют по самому существу этой дисциплины финитный комбинаторный характер. МАЗУР М. Качественная теория информации. М., 1974. А как применить понятие «количество информации», например к географической карте? Ведь карта содержит самую различную информацию. О каких вероятностях здесь может идти речь? Ведь каждый элемент карты, как и каждый элемент территории, существует, а не «происходит» с какой-то вероятностью. На заданные вопросы можно ответить, что теория информации создана не для этих потребностей. Однако такой ответ означает признание того факта, что созданная теория до сих пор дает меньше, чем обещает ее название. НОВИК И. Б. Негэнтропия и количество информации // Вопросы философии, 1962, № 6. Отсутствие в современной теории информации законов сохранения можно рассматривать как свидетельство незавершенности этой теории. Решение вопроса относительно обобщения законов сохранения на область информации, на наш взгляд, существенно продвинет разработку содержательной теории информации, даст опорный стержень для, так сказать, «физики отражения». Нам представляется, что информацию можно трактовать как форму отражения. По нашему мнению, в информации выражается упорядоченность отражения. Если для материи справедливы законы сохранения, то можно полагать, что некоторые аналоги этих законов применимы и к атрибуту отражения. При рассмотрении только одной формы отражения (информации) без учета её перехода в другую форму закон сохранения в данной области не удаётся установить. НОВИК И. Б. Кибернетика. Философские и социологические проблемы. М., 1963. По-видимому, и в области теории информации мы столкнёмся со специфическими статистическими законами, характеризующими «дуализм» отражения (информация и шум), подобно тому, как специфичность статистики в квантовой механике связана с «дуализмом» микрообъектов (обладание свойствами частицы и волны). СЕДОВ Е. Одна формула и весь мир (книга об энтропии). М., 1982. Теория информации в том виде, в каком она существует сегодня, - это лишь первый шаг к решению многих научных задач. С её помощью пока не открыты законы такого масштаба, как например, закон всемирного тяготения. Но тут http://profbeckman.narod.ru/InformLekc.htm приходится делать скидку на возраст - нельзя же требовать от ребёнка, пусть даже весьма и одарённого, великих свершений с самых первых шагов. Современная наука изучает различные уровни материального мира. И на всех уровнях она обнаруживает нескончаемую диалектическую борьбу энтропии и информации - двух противоположных начал, отражающих вечное стремление к увеличению хаоса и противодействующую ему тенденцию к образованию упорядоченных структур. УРСУЛ А. Д. Природа информации. М., 1968. Доведенная до крайности концепция выбора, неопределенности может привести к тому, что объективный характер самой информации окажется под сомнением, и будет признаваться «творение» информации субъектом или вообще воспринимающей системой. В силу этих соображений наше общее понимание информации должно быть освобождено от ее зависимости от воспринимающей системы (хотя в ряде случаев эта зависимость действительно существует) в такой же степени, как и от трактовки информации в духе чисто вероятностных представлений. УРСУЛ А. Д. Проблема информации в современной науке. М., 1975. Понятия информации, которые изолируются от связи с категорией отражения, на наш взгляд, не будут далее развиваться, они образуют тупиковые линии развития. Категория отражения выступает в качестве важнейшего методологического ориентира, помогающего обнаружить верные пути в «хаосе» омонимии понятия информации. ХАРКЕВИЧ А. А. Очерки общей теории связи. М., 1955. Несмотря на быстрые темпы развития, общая теория связи не получила еще завершения в своих основных построениях. Обращает на себя внимание, в частности, отсутствие до настоящего времени системы основных законов типа законов сохранения, характерных для многих сложившихся отраслей знания. Наличие подобного рода законов, специфичных для связи интуитивно ощущается. Однако эти законы еще не найдены и не сформулированы. ШАМБАДАЛЬ П. Развитие и приложения понятия энтропии. М., 1967. Развитие теории информации, и в частности связь этой теории с термодинамикой, происходило в недавнее время, поэтому в будущем вполне могут появиться новые непредугаданные результаты. 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНФОРМАЦИИ Рассмотрим свойства смысловой информации, в освоении которой предусмотрено участие человека, и которая может казаться ему чем-то полезной или вредной. Информация и её свойства являются объектом исследования целого ряда научных дисциплин, таких как теория информации (математическая теория систем передачи информационных сообщений), кибернетика (наука о связи и управлении в машинах и животных, а также в обществе и человеке), семиотика (наука о знаках и знаковых системах), теория массовой коммуникации (исследование средств массовой информации и их влияния на общество), информатика (изучение процессов сбора, преобразования, хранения, защиты, поиска и передачи всех видов информации и средств их автоматизированной обработки), соционика (теория информационного метаболизма индивидуальной и социальной психики), информодинамика (наука об открытых информационных системах), информациология (наука о получении, сохранении и передаче информации для различных множеств объектов) и т. д. Подобно тому, как введение понятия энергии позволило рассматривать все явления природы с единой точки зрения, так и введение понятия информации, единой меры количества информации позволяет подойти с единой общей точки зрения к изучению самых различных процессов. Количество переданной информации и тем более эффект воздействия информации на получателя не определяются количеством энергии, затраченной на её передачу. Поэтому одной из важнейших особенностей информации является её неэнергетический характер. Сущность использования информации состоит в том, что приведение в действие больших масс вещества и процессов передачи и преобразования больших количеств энергии могут направляться, контролироваться при помощи небольших масс и количеств энергии, несущих информацию. Так, например, на автоматизированных робототехнических комплексах изготавливаются сложнейшие детали и узлы современных машин под воздействием весьма маломощных в энергетическом смысле управляющих сигналов, подаваемых встроенными в технологическую линию микропроцессорами на исполнительные органы станков и роботов. Важность (ценность) какой-либо информации зависит от многих обстоятельств и, по существу, не поддаётся формализации. В тоже время, во многих случаях, в которых применим статистический подход к процессам получения и передачи информации, полезным оказывается введённое К.Шенноном представление о количестве информации, содержащемся в том или ином сообщении. Представление о количестве информации тесно примыкает к понятию энтропии. Связь между этими понятиями становится http://profbeckman.narod.ru/InformLekc.htm особенно содержательной, если учесть, что получение любой информации (например, в процессе измерения какой-либо физической величины неизбежно связано с затратами энергии и времени. 2.1 Свойства информации Характерной отличительной особенностью информации от других объектов природы и общества, является дуализм: на свойства информации влияют как свойства исходных данных, составляющих её содержательную часть, так и свойства методов, фиксирующих эту информацию. Фундаментальными свойствами смысловой информации являются: запоминаемость, передаваемость, преобразуемость, воспроизводимость, стираемость, объективность, достоверность, полнота, точность, полезность, ценность, актуальность, понятность, доступность, краткость и т. д. Выделяют следующие свойства информации: Объективность информации характеризует её независимость от чьего-либо мнения или сознания, а также от методов получения. Более объективна та информация, в которую методы получения и обработки вносят меньший элемент субъективности. Информация – это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения и вообще, если она существует вне и независимо от человеческого сознания. Пример. Сообщение «На улице тепло» несёт субъективную информацию, а сообщение «На улице 22 о С» – объективную, но с точностью, зависящей от погрешности средства измерения. Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестаёт быть объективной, так как, преобразовывается в зависимости от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного субъекта. Достоверность - свойство информации быть правильно воспринятой. Достоверность отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Причинами недостоверности могут быть: преднамеренное искажение (дезинформация); непреднамеренное искажение субъективного свойства; искажение в результате воздействия помех; ошибки фиксации информации. В общем случае достоверность информации достигается: указанием времени свершения событий, сведения о которых передаются; сопоставлением данных, полученных из различных источников; своевременным вскрытием дезинформации; исключением искаженной информации и др. Три уровня изучения наук, связанных с исследованием свойств знаков и систем: • Синтаксический, рассматриваются внутренние свойства сообщений • Семантический, анализируется смысловое содержание сообщения, его отношение к источнику информации • Прагматический, рассматривается потребительское содержание сообщения, его отношение к получателю. http://profbeckman.narod.ru/InformLekc.htm |