Об истоках понятия информации и науки информатики
Дополнительные материалы к уроку №1
ПОНЯТЬ
Говоря об информатике мы сегодня, по словам академика Н.Н.Моисеева, имеем в виду «фундаментальную дисциплину, которая изучает информационные процессы, происходящие в системах различной природы», знаем, что в ее становление внесли вклад такие дисциплины как математика, лингвистика, семиотика, логика, computer science и др.
Основными понятиями информатики являются информация, информационный процесс, информационная модель, алгоритм и программа, компьютер как исполнитель алгоритма, информационная технология, информационная система. Все они так или иначе “ссылаются” на понятие информации. Чтобы понять, что это такое, попробуем посмотреть на него с разных точек зрения.
Тот факт, что общество входит в новый виток развития цивилизации, который характеризуется освоением не только вещества и энергии, но и информации, становится общепризнанным. Термин “информация” превратился сейчас в один из наиболее употребляемых терминов в науке, технике и в быту. Это обусловлено тем, что понятия “информация” и “знания” очень близки, а знания, осведомленность играют далеко немаловажную роль в жизни, как отдельного человека, так и общества в целом. Слова известного французского дипломата Талейрана: “Кто владеет информацией - владеет миром” - наполняются сейчас не только политическим смыслом, но в большей мере экономическим, социальным.
Появление и совершенствование вычислительной техники обусловлено потребностями общества в быстрой и, что не менее важно, безошибочной переработке информации, что позволяет своевременно и более точно адаптироваться к меняющимся условиям окружающей действительности, принимать более обоснованные решения, составлять более точные прогнозы последствий принимаемых решений.
Быстрое увеличение объема существующей и циркулирующей в обществе информации ставит современного человека перед проблемой умения работать с ней: находить, отбирать нужное, хранить, упаковывать и быстро извлекать из хранилища, обрабатывать и преобразовывать. Причем, информация все чаще может быть представлена не только в текстовом, наиболее привычном виде, но и как видео- и аудиоматериалы, схемы и анимационная графика и т.п. Умение работать с информацией становится одним из основных умений человека, которому, как и любому другому умению, следует учиться.
Умение работать с информацией предполагает знание основных закономерностей протекания информационных процессов, которое, в свою очередь, основывается на философском осмыслении феномена информации.
Мы хотим найти истоки информатики. Поскольку информатика есть фундаментальная дисциплина, эти истоки следует искать в нашем мировоззрении. Надо понять, какие изменения произошли в нашем представлении о мире, что заставило человека взяться за создание новой научной дисциплины.
ХХ век с полным правом можно назвать веком научных революций. Теория относительности, квантовая теория, психоанализ, кибернетика, и наконец, в корне поменяли наше представление о мире.
Информатику традиционно связывают с развитием компьютерной техники. Но компьютер послужил лишь катализатором тенденций, которые возникли в науке задолго до его появления.
Попытаемся разобраться в этих тенденциях.
Как известно, в основу, естественно-научной картины мира положено понятие материи. По отношению к человеку материя является объектом изучения и преобразования. При этом, начиная с Нового Времени, преобразовательская, прагматическая сторона становится основной движущей силой научных исследований. Как говорил философ XVII века Томас Гоббс «Знание есть только путь к силе. Теоремы (которые в геометрии являются путем исследования) служат только решению проблем. И всякое умозрение, в конечном счете, имеет целью какое-либо действие или практический успех».
Материя проявляется для человека в двух формах:
Человек научился преобразовывать в своих интересах и вещество, и поле.
Чтобы успешно осуществлять преобразования, нужны определенные усилия, как физические, так и умственные. Размышляя об этом, человек пришел к понятию энергии. Важность этого понятия была такова, что установление законов изменения энергии, поиск ее источников на какое-то время стали одной из главных задач науки (более подробно об этом будет рассказано в следующем параграфе).
Постепенно стало ясно, что преобразовательская деятельность, даже при наличии энергии имеет свои ограничения.
В частности, взорвав атомную бомбу, человек, по-видимому, впервые серьезно задумался о том, что его действия могут иметь не предусмотренные последствия.
Постепенно человек стал осознавать, что каждая вещь несет в себе какую-то информацию, имеет какой-то смысл в общей картине мироздания. Человек в своей преобразовательской деятельности может учитывать или не учитывать этот смысл, однако в последнем случае есть опасность нарушить какие-то, быть может, до конца не осознанные законы.
Таким образом, одной из главных задач современной науки стало выяснение информационных, смысловых или, как иначе говорят, семантических свойств материи.
Общую же картину современной естественно-научной картины мир можно представить в следующем виде.
Как энергетические, так и информационные свойства материи должны каким-то образом выражаться, записываться на некотором языке.
В случае энергии – это, как правило, какая-нибудь формула, например Е=mc2.. Смысловые же, информационные, свойства материи могут выражаться по-разному.
ПРИМЕР. Пчеловодам давно известно такое явление, как танец пчел. Но когда его изучением занялись ученые, они увидели его “осмысленность”, и смысл этот - в передаче информации. Особые сигнальные движения (танцами) оповещают пчел роя о направлении и расстоянии до источника медосбора.
ПРИМЕР. Как известно, углерод существует в природе в трех формах:
алмаз - самое твердое вещество в природе;
графит - слоистое кристаллическое вещество, наиболее устойчивая форма углерода;
карбин - черный порошок.
Разница их свойств обуславливается в наибольшей степени расположением атомов углерода, иначе говоря, структурой вещества (объемная тетраэдрическая, плоская тригональная, линейная формы). «Смысл» в данном случае можно понимать как упорядоченность кристаллической решетки, которая обуславливает физические и химические свойства углерода.
Основанием для этого может служить аналогия с разумной деятельность человека. Действительно, если археологи обнаружат в пустыне, упорядоченные фигуры (как, например, в долине Наска в Северной Америке), то, скорее всего, они подумают, что они являются делом человеческих рук и, как правило, оказываются правыми. В природе, разумеется, все сложнее, но ее удивительная упорядоченность постоянно напоминает о скрытом в ней смысле.
ПРИМЕР. По-видимому, физика была первой дисциплиной, которая сформулировала фундаментальный принцип неопределенности, который очерчивает границы познания материи. В формулировке его первооткрывателя В.Гейзенберга он гласит, что в микромире нельзя одновременно с одинаковой точностью определить координаты и импульс частицы. Примечательно то, что этот принцип оказался применимым к самым различным областям. Например, в теории лингвистического перевода принцип неопределенности утверждает, что невозможно одновременно достичь текстуальной и смысловой точности переводимого текста.
Ярким проявлением поисков «осмысленности» в науке явился системный подход, ставший ведущим методом современного научного познания. В самой общей формулировке он означает, что каждый объект Мира принадлежит некоторой системе объектов и должен рассматриваться в контексте этой системы. Это означает, в частности, что объект невозможно произвольным образом преобразовывать, не затронув при этом других объектов. Это несомненный шаг к признанию за отдельным объектом некоторого “смысла”.
По-своему отреагировала на «смысловой» запрос дисциплина об управлении в системах любой природы - кибернетика. В ней было сформулировано понятие обратной связи, в котором отражена мысль, что воздействие на систему может быть эффективным только тогда, когда учитывается реакция этой системы на внешнее воздействие, такой “ответ” системы может также трактоваться как особое проявление “смысла”.
В лингвистике, то есть дисциплине, оперирующей с языками, понятие смысла приобретает наиболее осязаемые черты. Основным объектом лингвистики является, как известно, упорядоченная последовательность знаков, записанная на некотором языке, то есть текст. Текст может быть осмысленным и бессмысленным с точки зрения воспринимающего его субъекта. При этом понятие “смысл текста” имеет в лингвистике строгое определение.
ПРИМЕР. Как подчеркивает словарь культуры ХХ века, главным объектом постмодернизма является Текст с большой буквы (а также его производные, главным образом – Гипертекст, то есть текст в тексте; Примерами гипертекстовой организации могут быть роман М.Булгакова “Мастер и Маргарита”, структура WWW). “Текст” при этом понимается предельно широко. Это и традиционный текст, записанный на родном или иностранном языке, а также улицы города, одежда людей, сигналы светофора и пр.
ВАЖНО. Человек всегда стремиться осмыслить (наделить смыслом) все, что его окружает, себя, свое место в этом мире, сам мир. Он ищет смысл даже в бессмысленных на первый взгляд вещах.
ПРИМЕР. Известный лингвист Н.Хомский как-то привел пример бессмысленного, с его точки зрения, предложения:
«Бесцветные зеленые идеи яростно спят».
Позднее, другой известный лингвист Р.Якобсон доказал, что этому предложению можно придать вполне определенный смысл. «Бесцветные идеи» - вполне осмысленное словосочетание (неинтересные идеи); бесцветные идеи могут быть еще и «зелеными», то есть незрелыми; они могут бездействовать, то есть “не работать”; “яростно” в данном контексте означает, что они бездействуют окончательно и агрессивно.
Таким образом, смысл «лезет в окно, когда его гонят в дверь».
ПРИМЕР. Как заметил однажды известный социолог Питирим Сорокин: “Без компонента значения все социокультурные явления становятся чисто физическими или биологическими... Национальный флаг, который физически является лишь палкой с приделанным к ней куском материи, в результате постоянного использования становится эмблемой независимости, власти, достоинства, чести и славы нации”.
Следует отметить, что в современной науке “на равных” существуют две точки зрения:
1. Все объекты в окружающем нас мире обладают некоторым смыслом (несут некоторую информацию), а человек, изучая их, пытается проникнуть в этот смысл, раскрыть его (получить информацию). Иными словами информация содержится во всех объектах.
2. Человек в процессе познания и практической деятельности приписывает объектам некоторый “смысл” т.е. объявляет их имеющими некоторую информацию. В этом случае, информация существует только в человеческом сознании.
В настоящее время обе эти точки зрения имеют как сторонников, так и противников. Однако противоположность взглядов на происхождение информации не влияет на единство подходов к изучению свойств информации, их проявлений в информационных процессах и возможность автоматизации этих процессов с помощью средств вычислительной техники.
Важно отметить, что и в том, и другом случае человек подходит к информационным свойствам субъективно (даже если они существует независимо от человека), соотнося их со своим опытом и системой ценностей.
В то же время, энергетические свойства материи, выраженные законами, человек воспринимает объективно, оценивая их с точки зрения логики и соответствия экспериментальным данным.
Таким образом, что в информации присутствуют, по крайней мере, три компонента:
выразительный;
смысловой;
оценочный, личностный.
ЗНАТЬ
Информатика - фундаментальная дисциплина, которая изучает информационные процессы, происходящие в системах различной природы, и возможность их автоматизации.
Быстрое увеличение объема существующей и циркулирующей в обществе информации ставит современного человека перед проблемой умения работать с ней.
Умение работать с информацией предполагает знание основных закономерностей протекания информационных процессов, которое, в свою очередь, основывается на философском осмыслении феномена информации.
Истоком интереса к феномену информации послужил кризис европейской науки, которая первоначально исходила из положения, что материя есть пассивное, инертное начало, которое можно беспрепятственно изучать и преобразовывать.
В ХХ веке было осознано, что смысловые, семантические свойства материи являются одной из важнейших составляющих нашего мировоззрения.
В настоящее время существуют следующие точки зрения на то, каким объектам можно приписать смысл, а, следовательно, и информацию:
Смысл имеет любой объект материального мира, следовательно, информация есть свойство любого материального объекта.
Смысл можно искать только в объектах живой природы и социо-технических системах, следовательно, информацию следует относить только к ним.
Смысл – есть аттрибут человеческого разума, следовательно, информацию имеет смысл искать в социальных и социально-технических системах.
В информации присутствуют, по крайней мере, три компонента:
выразительный;
смысловой;
оценочный, личностный.
ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Связь «упорядоченности» и «смысла» очень глубока. Еще в далекие времена человек нашел очень точный критерий, позволяющий увидеть в данном объекте смысл. Этим критерием была красота. На эту связь указывают, в частности, все мировые религии.
Например, в Исламе центральными именами божественной природы были Величие (Джалил) и Красоты (Джамал). Сам Аллах Величав и Красив. Поэтому дом Аллаха, мечеть, должна быть красивой и величавой. При этом красота есть внутренне качество Аллаха, а величавость – внешняя. Соответственно с этим строились и украшались мечети: основное узорчатое убранство внутри и величавая простота снаружи.
По традиции же, идущей от Древней Греции, красота выражалась в упорядоченности, симметрии. Не случайно греческий «Космос» означал «убранство, порядок» (отсюда – «косметика»). Таким образом, для европейца «смысл» во многом становится синонимом порядка.
В России эта мысль прижилась меньше и связь «смысла» и «красоты», в целом, оказалась более близка, чем связь «смысла» и «порядка». Повидимому, именно здесь следует искать истоки загадочных слов Ф.М. Достоевского, что "красота спасет Мир".
Подобная «смысловая» красота характерная для науки. Например, математики часто употребляют фразы «красивая теория», «изящное доказательство». Здесь красота в большей степени выступает именно как свидетельство глубокого смысла, заложенного в теорию или доказательство.
Такого рода красота трудно поддается строгому анализу, однако отдельные люди пытались это сделать. Например, Френсис Хатчесон (1694-1747) – шотландский философ эпохи Просвещения. В его труде «Исследование о происхождении наших идей красоты и добродетели в двух трактатах» он формулирует три принципа красоты математики.
Красота есть единство в многообразии (любая математическая теорема содержит в себе бесчисленное множество истин, справедливых для каждого конкретного объекта, удовлетворяющего условию теоремы).
Красота заключается во всеобщности научных истин (например, существование пятисот различных способов (геометрических, алгебраических, механических и др.) доказательств теоремы Пифагора свидетельствует об огромном числе реализации этой теоремы и ее следствий.
Научная красота – это обретение неочевидной истины (в аксиомах мало красоты, их справедливость очевидна; только открытие фактов, не лежащих на поверхности, требующее серьезных усилий, доставляет истинное наслаждение).
РАСШИРЬ СВОЙ КРУГОЗОР
Понятие "смысла" является ключевым для формирования современных представлений об информации. Однако само понятие "смысла" очень сложное и тонкое.
Во-первых, "смысл" является понятием исторически обусловленным. Например, смысл слова "истина" различен, для различных эпох и культур (на это обратил внимание знаменитый русский философ П.А.Флоренский).
По-гречески "истина" читалась как "Алетейя", то есть то, что не уходит в "Лету", то, что не предается забвению.
На русском языке "истина" созвучна слову "Естъ", "существовать". Иначе, истина есть нечто существующее.
Наконец, по-латыни "истина" – это "Веритас", юридический термин, говорящий о том, что "истина устанавливается в процессе судоговорения".
Можно пойти дальше и утверждать, что объективного смысла ни одна вещь не имеет, поскольку каждый человек понимает смысл одного и того же объекта по-разному. Значительное подкрепление этой мысли можно найти в буддизме. Суть его взгляда на проблему смысла хорошо иллюстрирует следующая притча Будды о слепцах, изучающих слона.
Мудрецов, затеявших между собой спор о тайнах мироздания, Будда сравнил со слепцами, которым дали ощупать слона. Один схватился за бивень и кричит, что слон твердый и гладкий, другой ухватился за хвост и потому убежден, что слон похож на змею, третьему попалось ухо и он сравнил слона с куском лопуха.
Вывод: "Вот на кого похожи все те, кто ищет смысл вещей. У них разные точки зрения, но они слепы и не могут видеть. В своем невежестве они склонны к ссорам, спорам, дракам, каждый со своей точкой зрения на действительность".
Такая позиция таит в себе большие опасности. Окружающий нас мир состоит из объектов, наделенных вполне определенным смыслом, от которого невозможно отмахнуться, Больной человек идет к врачу и хочет получить излечение от вполне конкретной болезни. Но для этого врач должен за внешними симптомами догадаться о ее сути. Аналогичные примеры можно привести из любой области жизни.
Удивительным чутьем Высшего смысла вещей обладает русская литература. Например, Михаил Афанасьевич Булгаков, устами Воланда высказал заветную мысль: "Мы говорим на разных языках, но смысл слов от этого не меняется. И дальше, знаменитое: "Рукописи не горят!".
Часто можно услышать, что цель жизни человека - получить как можно больше знаний, приобщиться к культуре разных народов, то есть, в конечном счете, освоить как можно больше информации. Обращение к сути объектов, в частности, в период обучения, не прихоть, не дань традиции. а безальтернативный способ удержать цивилизацию от разрушения. И чем скорее это будет осознано, том с меньшими потерями это будет достигнуто.
|
