Вся современная цивилизация зиждется на использовании внешней памяти, регистрирующей научные знания, их преемственность и процесс развития, т. е. на информации.
Именно эта информация позволяет человечеству накапливать опыт и передавать его из поколения в поколение, обеспечивая тем самым научно-технический прогресс. Благодаря этому мы можем строить все более сложные машины, разрабатывать новые лекарства и улучшать качество жизни людей по всему миру. Также это помогает нам понимать и сохранять культурное наследие, что является неотъемлемой частью нашей идентичности.
Общепринято считать, что владеющий информацией владеет ситуацией. Однако понятие информации остается расплывчатым, неопределенным, полуинтуитивным.
Определение
В самом общем смысле под информацией понимаются данные о том, что происходит в реальном мире.
Информация снижает неопределённость человека (неопределённость знаний) о событиях в определённой части реального мира.
Способом уменьшить эту неопределенность является знание, то есть получение информации об этой части реального мира. Объем информации можно охарактеризовать тем, как изменилась степень неуверенности получателя при ее получении.
В просторечии: информация как знания, которые могут быть переданы, как содержание сообщения или сообщения.
В информатике оперируют строками символов (Ральф Хартли), которые можно передавать, принимать, хранить и обрабатывать техническими средствами. Прием символа (сообщения), доставленного устройством связи, снижает неопределенность получателя относительно того, какой из символов он мог бы получить.
Количество информации — это разница между неопределенностью информации получателя до и после приема принятого символьного сообщения.
Информация:
- Это абстрактная сущность (мысленная конструкция).
- Она уменьшает неопределённость человека (неопределённость знаний) о том, что происходит в определённой части реального мира.
- Ее источник – знание.
- Ее можно хранить, транспортировать и обрабатывать для получения другой информации, необходимой для данной цели.
- Она всегда привязана к языку, который позволяет выполнять с ним вышеперечисленные операции. Это позволяет человеку иметь иной взгляд на события в реальном мире (видеть другие явления и контексты), чем на действие взаимодействий, что является ключом к естественным и техническим наукам.
Дефиниций (как и областей применения) термина «информация» немало. Сведения, данные, уведомления, разъяснения, справки, сообщения, разъяснения, расписания, знания, сигналы — все информация. Обман — дезинформация. Слухи, сплетни могут быть как информацией, так и дезинформацией.
Информация имеет множество словарных значений:
- совокупность каких-либо сведений, знаний о чем-либо, сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и переработки;
- совокупность количественных данных, выражаемых при помощи цифр, графиков и используемых при сборе и обработке каких-либо сведений;
- сведения, сигнал об окружающем мире, которые воспринимают организмы в процессе жизнедеятельности;
- в биологии — совокупность химически закодированных сигналов, передающихся от одного живого объекта другому (от родителей потомкам) или от одних клеток, тканей, органов другим в процессе развития особи;
- в математике, кибернетике — количественная мера устранения энтропии (неопределенности), мера организации системы;
- в философии — свойство материальных объектов и процессов сохранять и порождать определенное состояние, которое в вещественно-энергетических формах может быть передано от одного объекта другому, ступень, мера организованности какого-либо объекта (системы).
Происхождение термина
У термина "информация" сложная история, схожая с историей термина "энергия" до открытия закона ее сохранения (1840 год).
Можно выделить три группы работ с точки зрения определения понятия "информация".
Первую группу составляют работы, авторы которых употребляют термин "информация" без всяких определений, подразумевая, что в этом нет надобности, поскольку дело идет о понятии, не вызывающем сомнения.
Применяются такие выражения, как "семантическая информация", "информация, содержащаяся в топографической карте", "радиолокационная информация", "передача наследственной информации".
Авторы второй группы стараются разъяснить читателям, что такое информация, как правило, на основании аналогий, сопоставлений и аспектов применения.
В третьей группе отождествляются понятия "информация" и "количество информации" (в смысле Ральфа Хартли, Клода Шеннона и др.).
По этому поводу Эдвард Коллин Черри заметил: "В определенном смысле вызывает сожаление тот факт, что математическое понятие, введенное Хартли, стало вообще называться информацией".
Основная причина такой несогласованности состоит, вероятно, в том, что слово "информация" имеет бытовое происхождение и применялось задолго до его проникновения в науку, смысл его казался вполне понятным, для новых аспектов применения требовалось лишь простое обобщение.
Информация в науке
Информация – это инструмент восприятия человека (похожий на многие другие, например, координаты пространства или его метрику, причинность и др.).
Понятие информации должно быть ответом на вопрос, что (какую сущность) мы получаем, познавая (реальный мир), что мы храним, когда запоминаем, что мы переносим, когда общаемся. Мы говорим, что это информация, но на самом деле это только этот (запечатанный природой) контейнер – языковые конструкции.
Мы обычно различаем элементарную и более сложную информацию. Элементарные данные (от органов чувств человека, от сенсоров, датчиков и измерительных приборов) мы называем элементарными, более сложные, построенные на признанных связях между данными, мы называем знаниями.
Современная физика не содержит понятия информации и да сих пор не нуждалась в нем. Реальность воспринимается через состояние, а процесс изменения реальности — через последовательную смену состояний. Предполагается, что вся предыстория отражается в состоянии, а изменение состояния определяет тенденцию развития.
Не только формульная, но и концептуальная связь между физическими и информационными категориями отсутствует. Основная причина состоит, вероятно, в том, что на информацию не распространяются законы сохранения и пространственно-временная метрика, что выводит ее за научный горизонт физики.
Понятие информации применяется в технике, однако и здесь господствуют энергетическая парадигма и статистический подход.
Из техники понятие информации заимствовано биологией, в которой ему придается иной смысл, характеризующий наследственную передачу признаков и полностью лишенный первоначального содержания - количественной мере.
В биологии разнообразие форм существования живого непредсказуемо, поэтому любая попытка исследования биосистем посредством оценки выбора из ансамбля возможных состояний лишена смысла, если задачу не ограничить строго определенными рамками (как это, например, делают при оценке последствий селекции). Попытка же сопоставления количества информации, заключенной в зародыше и взрослом организме на основании исчисления информационной энтропии, лишена всякого смысла, хотя этой задачей занимались выдающиеся умы.
Информация — физическая величина, одна из основных характеристик материи, определяющая ее целенаправленные свойства.
Информация — это мера организации системы, т. е. ее устойчивой тенденции к сохранению или изменению в определенном направлении своего состояния вопреки внутренним деструктивным процессам и случайному внешнему воздействию. Эта мера должна быть выражена в единицах измерения физических величин.
Организация реализуется материально в виде программ: статической (структурной) или динамической (процессуальной), которые могут взаимно преобразовываться — статическая программа порождает процесс, процесс может приостанавливаться и локализовываться в виде структуры.
Инициировать преобразование могут как внутренние, так и внешние факторы. Процесс и структура могут осуществляться в различных качественно и количественно вещественно-полевых и массово-энергетических формах, однако информационная мера (количество информации) сохраняется.
Количество информации — мера информации, содержащейся в одной случайной величине относительно другой.
Сложнейшая структурная программа организации, развития и противостояния внешнему воздействию содержится в генетическом коде живых существ.
Простейшей динамической программой самосохранения, охватывающей всю материю объекта и слитой с ней воедино, является электромагнитная волна (фотон).
Как физическая величина информация отражает некоторую весьма важную грань материальной сущности. Но не всю сущность.
Возможно, дополнительным к понятию информации является понятие энергии. Информация обладает энергией, энергия — информацией, количество которой определяется качеством энергии, и т. д. (аналогично: электромагнитная волна имеет массу движения, масса — дебройлевскую частоту и т. д).
В определенном смысле информацию, содержащуюся в системе, можно считать оценкой сложности системы.
Напомним, что сложной называется такая система, для которой сколь угодно подробное и точное знание морфологии (устройства) не раскрывает ее функцию (действие), а сколь угодно длительное наблюдение за поведением системы не позволяет предсказать ее последующего поведения.
Такое высказывание страдает субъективизмом, поэтому можно применить более жесткое. Сложные системы слабопредсказуемы: их морфология не определяет функцию (и наоборот), а предыстория не определяет перспективу.
Информация (мера организации) переносится (передается) как и энергия (мера движения).
Информация выступает как изначальное, первичное свойство объекта, определяющее его структурные свойства, связанные с количеством и распределением вещества, количеством и распределением энергии.
Термины "структура", "устройство", "расстояние" — не более как представление об информации, охватывающее определенную грань пространственно-временной сущности материи на таком же концептуальном уровне, как "вещество" и "энергия". Однако между различными видами энергии, а также между массой и энергией установлены количественные соотношения, а для информации они не известны.
В сущности положение здесь аналогично тому, которое существовало до открытия законов сохранения и эквивалентности массы и энергии. Можно предположить, что чем сильнее взаимодействие между элементами объекта (например, атомного ядра), тем больше внутренняя энергия объекта и тем больше его внутренняя информация.
Идеи теории информации выросли из понятия беспорядка и энтропии в термодинамике и статистической механике. Математически теория информации является ветвью теории вероятностей и статистики.
Информация связана со структурно-функциональной организацией материальных объектов. Это означает следующее.
1. "Информация" и "количество информации" — понятия тождественные, подобно тому как тождественны в физике понятия "энергия" и "количество энергии".
Философское определение энергии (мера движения и т. д.) физика не интересует. Его интересует вид (качество) энергии, ее мера и коэффициенты пересчета одного вида энергии в другой (электрической в тепловую и т. д.). Точно так же нас будет интересовать вид (качество) информации, ее мера и коэффициенты пересчета.
2. Понятие "информация" распространяется только на материальные, но не на интеллектуальные (духовные) объекты — вопреки традиционной ориентации на психический аспект. Применить физическую меру информации к психическим процессам пока невозможно.
3. Выражения "структурно-функциональная организация" и "вид (качество) информации" требуют уточнения.
Научный фундамент информатики — кибернетика, системология, психономия. Ее основной математический аппарат — прикладная математика. Научный статус информатики условен, он синтетичен и складывается в основном под влиянием компьютеризации.