Информационные системы и феномен жизни

Что касается ИС, т.е. ЖС, то ясно, что они по некоторым своим физическим параметрам могут принадлежать одной системе, а по информационным - совершенно другой, что чаще всего и реализуется.

Как известно, к настоящему времени достаточно хорошо разработаны математические, строго формализованные методы описания таких физических понятий как количество, плотность энергия, мощность, сила, работа и т.д. Поскольку информация является причиной специфических, информационных процессов, то, как уже отмечалось, безусловно между информацией и энергией должно существовать определенное сходство. Поэтому можно считать, что информация, как фундаментальная сущность, также обладает некоторыми, аналогичными в какой-то степени, характеристиками или свойствами .В частности, уже используются такие понятия как объем, ценность информации, а также такое информационное понятие как цель, которое является обязательной причиной любого информационного, следовательно целенаправленного, процесса. Широко используется понятие сложности алгоритмов информационных процессов и систем. Однако до строго формализованного понимания этих понятий пока еще очень далеко.

Для начала попытаемся дать какие-то предварительные определения этим понятиям, которые позволили бы вести дальнейшие рассуждения, а в будущем может быть разработать более четкие, максимально формализованные определения как самого понятия информации, так и всех возможных характеристик, свойств этой сущности.

Как известно, объем информации принято оценивать в битах. Есть разные попытки оценки сложности информационных систем. В частности, достаточно часто используется оценка предложенная А.Н.Колмогоровым, которая, как уже отмечалось, представляется не совсем адекватной, точнее недостаточно однозначной.

В связи с тем, что основным назначением любого информационного процесса является адаптация ИС совершающей его, то любые оценки соответствующей информации должны осуществляться с этих позиций, т.е. с точки зрения значимости или ценности, рассматриваемой информации для конкретной ИС.

Любому информационному процессу предшествуют процедуры выбора цели, т.е. определение системой своего целевого (потребного, желаемого) состояния - Сц, наиболее актуального из всех возможных состояний в данный момент времени, и определение своего текущего состояния - Ст. Естественно эти процедуры также представляют собой информационные процессы. Далее определяется величина отклонения Сц от Ст, т.е.

Д = Сц - Ст.

Вот информиация о Сц, Ст и Д в данный момент наиболее актуальна, т.е. значима, но не вообще, а для конкретной ИС, анализирующей в данный момент ситуацию. В случае когда осознанное (для простых ИС - зафиксированное) значение величины Д окажется больше некоторого порогового значения Дп, система начнет соответствующее информационное взаимодействие или процесс с целью максимального уменьшения величины Д до значений меньших Дп.

Объем информации о Сц, Ст и Д зависит от сложности ИС, многообразия возможных ее состояний. Объем и сложность информации, непосредственно лежащей в основе алгоритма реализующего информационный процесс, зависит уже от многообразия способов, при помощи которых ИС может уменьшить величину Д.

Если рассматривать характеристики информации с таких позиций, то по всей вероятности можно принять следующие утверждения:

- ценность, значимость информации - это характеристика или качество информации с точки зрения ИС, которая ее использует, т.е. сугубо субъективная характеристика:

- сложность - это скорее характеристика процесса или же соответствующего алгоритма, который инициализируется и реализуется на основе оцениваемой информации, или же характеристика информационной системы:

- объем - это характеристика вроде бы непосредственно относящаяся к информации как таковой, но его значение в большей степени, если не в основном, зависит от способов кодирования и фиксации информации в ИС.

Отсюда ясно, что все эти характеристики информации принципиально относительны и конкретные оценки их значений в основном зависят от оценивающей ИС. Как раз это обстоятельство и создает серьезную проблему строгой формализации этих понятий.

В настоящее время представляется актуальной разработка методов достаточно строгой формализации ("математизации") сугубо субъективных понятий, явлений и процессов, т.е. вообще знаний о таких сущностях, которые принципиально или совсем не проявляют тенденцию к любой инвариантности относительно отображающих процессов, что так характерно для знаний, относящихся к большим, сложным системам, каковыми, в частности, являются живые системы.

Учитывая специфику использования информации информационной системой, точнее ее тезаурусом, представляется вполне обоснованным выделить два существенно различных вида или типа информации, которые условно назовем "данными" и "знанием" по некоторой аналогии с банками данных и знаний экспертных систем. Тогда "данными" будет любая совокупность информации, которая накапливается в ЗУ тезауруса ИС и несет определенные сведения об отображаемых объектах. "Знания" - это информация, которая хранится и поступает в ЗУО подсистемы ПО тезауруса ИС и так или иначе определяет сложность, объем или вообще содержание алгоритмов функционирования той части тезауруса, которая была условно обозначена как ТП. Очевидно, что "данные" могут накапливаться в ИС не только в результате процесса отображения системой любого объекта, но и в итоге продуктивного воображения, если такая функция свойственна ИС. "Знания" могут поступать в тезаурус ИС только при ее взаимодействии с другой ИС, передающей ей эти "знания". Иначе говоря, можно предположить, что "знания", в отличие от "данных" не могут возникнуть в тезаурусе изолированной ИС, они могут только передаваться от ИС к ИС. Таким образом, "данные" могут увеличить "информативность" ИС, а "знания" могут увеличить сложность ИС, или же вообще изменить ее тезаурус.

Из всего вышеизложенного следует, что "знания" и "данные" существенно разные виды или типы информации. Причем, вполне возможно предположить, что для информации типа "знание" должен существовать своеобразный закон сохранения, согласно которому общий уровень сложности этого типа информации в Бытие является строго постоянной величиной, но в локальных, открытых областях этот уровень может изменяться.

Глава 3 ЖИЗНЬ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Как уже отмечалось, общепринятого определения живого, жизни в настоящее время также не существует. Например, в [13] живой организм определяется как открытая, саморегулируемая, самовоспроизводящаяся и развивающаяся гетерогенная система, важнейшим функциональным веществом которой являются биополимеры - белки и нуклеиновые кислоты. Организм, по [13],это система историческая, в том смысле, что он является результатом филогенетического эволюционного развития и сам проходит путь онтогенетического развития. Указывается, что "....живая система принципиально открытая и тем самым неравновесная".

А.А.Ляпунов предлагает такое определение жизни:"....жизнь можно охарактеризовать как высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул" [14]. В [12] отмечается, что Л.А.Блюменфельд называет живыми самовоспроизводящиеся системы, способные к созданию информации, прямо или косвенно влияющей на их самовоспроизведение.

Можно привести еще много других вариантов определения жизни, живого организма. Как отмечается в [14], существует два основных подхода к определению жизни - моноатрибутивный и полиатрибутивный. Существо первого подхода - в выделении из всего многообразия проявлений жизни главного, основного, в чем фокусируется жизнь в целом. Например, Ф.Энгельс и А.И.Опарин видели первооснову жизни в обмене веществ, а Э.С.Бауэр - в принципе "устойчивого неравновесия".

Представители второго подхода определяют жизнь путем перечисления всех скольконибудь важных, существенных ее проявлений (качеств). Э.А.Энгельгардт отмечает, что жизнь представляет собою совокупность некоторого числа начал, из которых каждое, взятое в отдельности недостаточно для того, чтобы обеспечить функционирование живой системы, а при отсутствии хотя бы одного из них система разрушается [15]. Принцип необходимости и достаточности всех перечисляемых свойств (качеств), характеризующих жизнь и является основой полиатрибутивного подхода. Типичное полиатрибутивное определение живого организма было приведено в начале этого раздела.