Категория информации и ее значение для понимания характера отношения субъективных явлений к мозговой нейродинамике

Размещено на http://www.allbest.ru/

Российская академия наук

Категория информации и ее значение для понимания характера отношения субъективных явлений к мозговой нейродинамике

Дубровский Давид Израилевич, доктор наук,

профессор, главный научный сотрудник

Понятие информации, прочно вошедшее в физиологию, психологию и смежные с ними дисциплины, выполняет важную теоретическую функцию в разработке психофизиологической проблемы. Поэтому, приступая к обсуждению вопроса о физиологической интерпретации психических явлений, следует, прежде всего, подробно рассмотреть это понятие.

Понятие информации, прочно вошедшее в физиологию, психологию и смежные с ними дисциплины, выполняет важную теоретическую функцию в разработке психофизиологической проблемы. Поэтому, приступая к обсуждению вопроса о физиологической интерпретации психических явлений, следует, прежде всего, подробно рассмотреть это понятие.

Возникновение кибернетики ознаменовало новый цикл глубоких революционных сдвигов во всей системе естествознания. Одним из чрезвычайно важных результатов этих развертывающихся сдвигов явилось оформление категории информации, вставшей в один ряд с категориями массы и энергии.

В отличие от классических понятий массы и энергии понятие информации еще не успело приобрести достаточно четких контуров, оно употребляется в разных смыслах, за которыми, однако, просматривается все же нечто общее, ждущее еще своего точного определения. Между строгой количественной теорией информации, созданной главным образом трудами К. Шеннона, общекибернетическим истолкованием информации П. Винером (1958а, 19586) и целым рядом других интерпретаций этого понятия, принадлежащих разным авторам, включая сюда и философов, имеется немало пунктов соприкосновения, которые могут быть использованы для построения общей теории информации.

Существующая в настоящее время математическая теория информации носит частный характер, так как отвлекается от анализа содержательной и ценностной стороны информационных процессов. Что касается чрезвычайно перспективных попыток точного исследования семантической стороны информационных процессов (Y. Bar-Hillel, R.Carnap, 1953 Ю А. Шрейдер, 1963, 1965, 1967, и др.) и их ценностной стороны (А. А. Харкевич, 1960; М. М. Бонгард, 1963, 1967, и др.), то они еще не приобрели достоинства развитых теорий. Однако именно в этом направлении будет идти разработка общей теории информации.

Следует также отметить, что статистическая теория информации, созданная К. Шенноном и развитая многими авторами (см. А. Файнстейн, 1960), хорошо обслуживает решение задач, связанных с информационными процессами в технических системах. Однако она далеко не всегда способна быть орудием решения количественных задач, связанных с информационными процессами в биологических и социальных системах. Так, например, Н. Рашевский (N. Rashevsky, 1960) и другие авторы показали, что расчеты, производимые на основе статистической теории информации применительно к процессу возникновения жизни, приводят к парадоксальному выводу, что на Земле за весь период ее существования не мог возникнуть ни один одноклеточный организм и, даже более того, что он не мог возникнуть во всей наблюдаемой части Вселенной (настолько малой получается вероятность образования из простых молекул элементарных биологических систем). Это подтверждает мысль, высказанную самим К. Шенноном, что «поиск путей применения теории информации в других областях не сводится к тривиальному переносу терминов из одной области науки в другую» (К. Шеннон, 1963, стр. 668). Иными словами, возможно и необходимо существенное развитие шенноновской теории информации для того, чтобы и дальше расширять диапазон ее приложений. Для решения же некоторого класса задач, подобных приведенной выше, статистическая теория информации вообще, по-видимому, неадекватна. Аналогичные факты и чисто теоретические соображения вызвали в последние годы нестатистические подходы к определению количества информации (А. Н. Колмогоров, 1965а, 19656, и др.).

Таким образом, сама шенноновская теория информации претерпевает серьезные преобразования, дающие надежду на ее сближение с зарождающимися семантическими и прагматическими концепциями информации, что в конечном итоге должно привести к построению единой общей теории информации, в которой были бы строго увязаны и соотнесены друг с другом все три аспекта информационных процессов. Тенденция к такого рода интеграции уже достаточно отчетливо проявилась и выражает, по нашему мнению, одно из стратегических направлений современного научного познания.

Рассмотрим кратко основные разногласия в трактовке понятия информации, взятого в общем виде. Изберем для этого такой критерий, как допустимая сфера приложения представлений об информации.

Большинство авторов, принимавших участие в обсуждении вопроса о природе информации, считают, что она представляет собой свойство всякого материального объекта. Информация в данном случае рассматривается как эквивалент организации всякой системы, упорядоченности протекающих в ней изменений, как мера неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени и так или иначе связывается с понятием энтропии (Л. Бриллюэн, 1960, 1966; iB. М. Глушков, 1963а; Ф. П. Тарасенко, 1963; А. Д. Урсул, 1965, 1966, 1969; В. И. Корюкин, 1965; И. Земан, 1966; Н. Станулов, 1969, и др.).

В противоположность этому взгляду, некоторые авторы не считают возможным прилагать понятие информации к неживым системам. По их мнению, информационные процессы возникают впервые лишь на уровне живых систем и достигают высокого совершенства в социальных системах (Н. И. Жуков, 1963, 1966; А. Н. Кочергин, 1965, и др.), к этому взгляду весьма близки Б. С. Украинцев, 1963,l969 б; Л. А. Петрушенко, 1964; М. Янков, 1966; М. К. Бочаров, 1967; Д. Н. Меницкий, 1967, и другие, рассматривающие информацию как свойство только высокоорганизованных систем.

Наконец, нужно указать на еще более узкую трактовку понятия информации, согласно которой из числа живых систем, обладающих информационными процессами, исключаются все растительные организмы и, по-видимому, все животные организмы с донервной организацией; здесь сфера приложения понятия информации ограничивается только психической деятельностью и социальными процессами (Г. И. Поляков, 1964).

Мы не станем подробно анализировать каждую из приведенных точек зрения и ограничимся лишь несколькими замечаниями и соображениями относительно различных трактовок понятия информации (заметим при этом, что принятие какой-либо одной из них и, следовательно, отвержение остальных, есть во многом просто результат принимаемого соглашения о смысле соответствующих терминов).

Прежде всего, информационный процесс (как противопоставление чисто энергетическому, неинформационному процессу) должен быть приурочен к определенной системе или комплексу систем (который также допустимо представлять в виде системы). Когда информационный процесс относят ко всей вселенной, к материи вообще, то этим признают либо наличие единого и всеобъемлющего информационного процесса, охватывающего все объекты безграничной вселенной, либо способность каждого материального объекта осуществлять информационный процесс, который выступает в качестве некоего нового атрибута материи. Тем самым понятие информации зачисляется в разряд философских категорий, против чего справедливо выступают П. В. Копнин (1965) и многие другие авторы.

Такой подход, однако, затемняет сущность информационного процесса как специфической связи, специфического взаимодействия, качественно отличного от чисто энергетического. Ведь когда говорят об информационном процессе, то непременно имеют в виду некоторую систему, способную воспринимать, хранить, перерабатывать определенную информацию и в связи с этим осуществляющую особый тип взаимодействия с другими объектами. В некоторых случаях справедливо утверждение, что источник и приемник информации равноправны в том отношении, что каждый из них является одновременно и тем и другим' (например, два наблюдающие друг за другом человека). Но справедливо ли считать, что каждая система-источник информации всегда является вместе с тем приемником и носителем информации? Можно ли согласиться с тем, что все разнообразные материальные объекты являются в этом отношении полностью равноправными?

Необходимость отрицания равноправия систем в указанном отношении заставляет как-то выделять класс систем, осуществляющих информационные процессы, иначе понятие информационного процесса совершенно явно бы отождествлялось с понятием взаимодействия. В кибернетике общепринято связывать информационный процесс с системой управления. Так, например, Ф. П. Тарасенко, исходя из того, что информация есть свойство, присущее всякому материальному объекту (есть «свойство материи», по его выражению), пишет: «Понятие информации и понятие управления оказываются соотносительными, одно из них предполагает другое» (Ф. П. Тарасенко, 1963, стр. 82). Отмечая то обстоятельство, что для решения ряда задач (передача информации по каналу связи и т. п.) возможно отвлечение от функции управления, он вместе с тем подчеркивает, что «в реальном мире информационные процессы всегда в конечном счете выступают как компоненты процессов управления» (там же). Но если информационные процессы присущи всем материальным объектам и в то же время всегда выступают как компоненты процессов управления, то отсюда следует, что всякий материальный объект есть система управления; электрон, атом, обломок кирпича, дождевая лужа, гора Эльбрус, человеческое общество -- все это системы управления. Что же не является системой управления? Поскольку на этот вопрос нельзя получить ответа, понятие системы управления теряет смысл, а вместе с ним теряет смысл и понятие информационного процесса. Такова одна из теоретических неувязок, возникающая в подобных случаях. Не устраняют ее и чисто философские аргументы, непосредственно связывающие информацию с отражением (имеются в виду широко распространенные в нашей литературе утверждения, что информация есть содержание или сторона всякого процесса отражения). Вот типичный пример такого рода аргументации: «Из всеобщности свойства отражения материи вытекает всеобщность информационных процессов вне зависимости от степени развития материальных структур» (А. Д. Урсул, 1965, стр. 136).

Приняв положение о всеобщности информационных процессов, мы обязаны обнаружить их или допустить возможность их обнаружения во взаимодействии любых объектов. Так, красный цвет звезды Антарес несет некоторым людям информацию о ее температуре. Но можно ли утверждать, что ночной пруд, в котором отражается мерцающий Антарес, воспринимает информацию? Этот вопрос лишь на первый взгляд кажется экстравагантным. На самом деле он является вполне естественным, и если отвечать на него положительно, то это может означать только одно: что миссию ночного пруда здесь неявно выполняет субъект.

«Отраженные световые лучи,-- пишет В. И. Корюкин,--несут информацию о вещах и процессах, в результате взаимодействия с которыми они движутся определенным образом и в определенном направлении. Разумеется, любое изменение представляет собой лишь часть всех изменений, связанных с событием. Связь изменений с событиями и характеризуется информацией. Другими словами, информация есть мера связи события и вызванных этим событием изменений в окружающей среде» (В. И. Корюкин, 1965, стр. 43). И далее: «Информация, связанная с событием, бесконечна» (там же). Нетрудно увидеть, что в первом высказывании понятие информации становится неотличимым от понятия причинно-следственной связи; связь изменений с событиями, их вызвавшими, характеризуется именно причинно-следственной связью, слово же «мера» ничего здесь не прибавляет. Утверждение же о бесконечности информации в лучшем случае представляет перефразировку известного философского положения о неисчерпаемости свойств и отношений любого объекта, в кибернетическом же смысле оно порождает большие недоразумения, так как препятствует четкому соотнесению понятия информации с понятием сигнала и делает неуместным понятие управления. Все это является неизбежным результатом чрезмерно расширительного толкования информации, которое полностью растворяет понятие информации либо в комплексе понятий классической физики, либо в комплексе философских категорий.

Разумеется, и понятия классической физики, и философские категории должны привлекаться при описании и исследовании информационного процесса, но сами по себе они не способны выразить его специфику. Из расширительного толкования, по существу, ускользает сам информационный процесс, и вместо него остается лишь его общая предпосылка (взаимодействие, причинно-следственная зависимость, упорядоченность событий и т. п.).

Первый шаг в деле выявления специфики информационного процесса предполагает теоретическое разграничение двух типов систем: систем, для которых достаточно чисто энергетическое описание, и систем, поведение которых не может быть описано и объяснено в чисто энергетическом плане. Последние можно назвать самоорганизующимися системами или системами управления. Этот привилегированный класс систем, осуществляющий информационные процессы, характеризуется качественно высшим уровнем организации по сравнению с остальными системами. Связь информации с высокоорганизованной системой и управлением обстоятельно рассмотрена Л. А. Петрушенко (1964), который показал, что специфические черты информации могут быть раскрыты только в этом контексте. В дальнейшем мы будем употреблять термины «самоорганизующаяся система», «система управления» и «информационная система» как равные по объему, обозначающие один и тот же класс систем. Всякая система, принадлежащая к этому классу, обладает антиэнтропийной защитой, которая реализуется в процессе управления; другими словами, самоорганизующаяся система есть открытая система (см. L. Bertalanffy, 1956), поддерживающая свою целостность и активность, целесообразность своего поведения. Управление представляет единство протекающих в системе информационных процессов и их эффектов.

Далее мы будем понимать под «информационным процессом», так сказать, полный цикл переработки информации: не только ее восприятие (некоторой системой), преобразование, передачу по каналам связи, хранение и т. п., но и ее использование системой в соответствии с некоторыми целями. Информационный процесс есть выражение активности системы по отношению к окружающей среде, есть форма целенаправленного поведения, избирательного взаимодействия, заданного совершенствующимися программами управления. Все эти качества могут быть обнаружены только начиная с простейших живых систем. Как справедливо подчеркивает В. А. Трапезников, «управление не существовало до появления жизни, оно возникло вместе с зарождением жизни» (В. А. Трапезников, 1962, стр. 279). «Генетические системы,--пишет В. А. Ратнер (понимая под ними совокупность клеточных и молекулярных структур и механизмов, реализующих запись, передачу и преобразование' генетической информации),-- это, по-видимому, первые управляющие системы, возникшие в природе естественным путем. Во всяком случае, это наиболее ранние из управляющих систем, сохранившихся в результате отбора» (В.А. Ратнер,1966, стр. 173).

Уже одноклеточный организм демонстрирует все основные признаки самоорганизующейся системы. Поэтому нельзя принять отмечавшуюся нами выше трактовку информационных процессов, ограничивающую их только психическими и социальными явлениями. Исключение растений и организмов с донервной организацией вообще из числа систем, осуществляющих информационные процессы, противоречит экспериментально обоснованным результатам научного познания. Еще классические наблюдения Ч. Дарвина (1941) над растениями показали тонкую избирательность и целесообразность их реакций па внешние воздействия. Современные данные по физиологии растений, в особенности же материалы электрофитографических исследований, свидетельствуют о том, что растительный организм представляет собой весьма сложную самоорганизующуюся систему, располагающую многообразными механизмами саморегуляции и самонастройки (А. Д. Семененко, 1964; М. А. Хведелидзе с соавт., 1965; Б. А. Рубин, 1966, и др.).

Попытаемся рассмотреть в общекибернетической плоскости природу информационного процесса.

Выше мы отмечали, что нельзя отождествлять упорядоченное изменение с информационным процессом. Информационный процесс действительно связан с упорядоченными изменениями, но далеко не всякое упорядоченное изменение есть информационный процесс. Информационный процесс представляет собой результат выбора и ассимиляции самоорганизующейся системой (сообразно ее целям) некоторого разряда упорядоченных изменений внешнего окружения; иначе говоря, упорядоченные изменения, непосредственно связанные с информационным процессом, задаются самоорганизующейся системой, напоминающей своеобразный фильтр, параметры которого в определенном диапазоне являются переменной величиной. Лишь ничтожная часть внешних воздействий воспринимается самоорганизующейся системой и еще меньшая часть их значима для нее, т. е. преобразуется в процесс управления. Анализ информационного процесса, взятого в его полном объеме, должен вестись с непрестанным учетом активности самоорганизующейся системы, ее целевой направленности. Иначе невозможно выявить специфические особенности информационного процесса.

Сделаем еще одно предварительное замечание. Выбор (и ассимиляция) некоторого разряда внешних воздействий из всего бесконечного множества внешних воздействий есть дискретизация среды, окружающей материальной действительности, частью которой является самоорганизующаяся система. Способ дискретизации внешней действительности обусловлен природой самоорганизующейся системы вообще и уровнем ее развития в частности. То, что для амебы или дождевого червя является сплошным непрерывным фоном, многообразно дискретизировано для человека, т. е. отображается им в виде множества различных объектов. Разумеется, для всех разновидностей самоорганизующихся систем характерна известная инвариантность дискретизации окружающей действительности, обусловленная инвариантностью их организации и целей, что в конечном итоге выражает их включенность в материальную действительность с ее независимым от самоорганизующихся систем разнообразием.

Исходя из принятой нами предпосылки, сигнал информации есть внутреннее состояние самоорганизующейся системы, есть результат ассимиляции некоторого внешнего воздействия данной системой, т. е. упорядоченное изменение, возникающее в структурах ее подсистем. Остановимся на этом подробнее. В крайне абстрактном виде информационный процесс может быть представлен состоящим из двух областей --внешней и внутренней, имеющих сходную структуру. Последняя включает источник информации, канал связи, вход самоорганизующейся системы. Отвлекаясь на время от рассмотрения всего управляющего цикла (механизмы переработки информации, формирование управляющих сигналов, контуры обратных связей), подчеркнем важность различения внешнего и внутреннего источника информации (в качестве последнего выступает всякая подсистема самоорганизующейся системы), внешнего и внутреннего канала связи (под последним имеются в виду каналы связи между подсистемами и элементами самоорганизующейся системы) и, наконец, внешних и внутренних входов (например, сетчатка глаза и интероцепторы почки или сердца и т. п.).

Если выделить внешнее звено информационного процесса, то сигнал «возникает» лишь на входе, а не в канале связи и не в источнике. Сигнал формируется именно подсистемой входа, хотя и связан причинной цепью с изменениями источника. Это, однако, несправедливо, если рассматривать внутреннее звено информационного процесса. Здесь сигнал формируется источником информации и передается по каналу связи на вход иной подсистемы; поэтому внутренний вход не является фильтром в том же смысле, как внешний вход. Внешний источник информации (или источник сигнала, что одно и то же), взятый в качестве естественного объекта, есть источник бесчисленных воздействий на входы самоорганизующейся системы. Лишь некоторая часть всего спектра внешних воздействий связана с формированием сигнала, остальные воздействия либо находятся за пределами разрешающей способности входа, либо активно игнорируются им. Вход живой системы -- это орган дискретизации окружающего мира, функционирующей в генетически заданных пределах и в этих пределах способный многообразно варьировать формирование сигнала, т. е. многообразно дискретизировать доступный ему набор внешних воздействий. Такого рода избирательная активность внешнего входа самоорганизующейся системы есть одно из проявлений ее активности в целом.

Текущий процесс формирования сигналов на входе сложной самоорганизующейся системы регулируется доминирующей в данный момент программой, т. е. путем центральных воздействий, изменяющих состояние входа (рецептора). Всякий рецептор, как совершенно точно установлено новейшими физиологическими исследованиями, является одновременно и эффектором (поскольку функция рецептора регулируется центральным путем, как и функция руки). Таким образом, формирование сигнала в подсистеме внешнего входа органически включено в целостный процесс управления, самоорганизации, а не является пассивным преобразованием множества упорядоченных изменений источника во множество упорядоченных изменений подсистемы внешнего входа. Формирование сигнала является функцией от двух переменных -- независимых изменений источника и внутренней активности самоорганизующейся системы, ее доминирующей программы, которая в свою очередь представляет текущую реализацию фундаментальных целей и программ. Это убедительно показывает современный нейрофизиологический и психологический анализ любого восприятия (см. Р. Гранит, 1957; Д. И. Узнадзе, 1966; С. Г. Геллерштейн, 1966; Л. П. Латаш, 1968, и др.). Заметим, что в кибернетическом плане различение понятий цели и программы весьма существенно, так как программа включает не только цель, но и средства ее реализации, на что справедливо указал Б. С. Украинцев (1967).

Сигнал, формирующийся на внешнем входе, как, впрочем, и всякий сигнал информации, есть модель, отображение источника, но это -- целенаправленное отображение источника данной самоорганизующейся системой и, следовательно, отображение в связи с целью данной системы. Один и тот же естественный источник способен порождать разные сигналы информации, что с очевидностью указывает на обусловленность формирования сигнала внутренними факторами. Однако все эти разные сигналы являются кодами источника и в определенном отношении инвариантны (например, отображение летящей мухи на выходе сетчатки лягушки, собаки и человека).

То же самое, но в меньшей степени, относится к отображению одной и той же самоорганизующейся системой одного и того же объекта -- здесь за инвариантами стоят многообразные вариации, диапазон которых тем шире, чем сложнее самоорганизующаяся система.

Подобная неоднозначность указывает на то, что понятие изоморфизма имеет весьма ограниченное значение для описания отношения сигнала и источника. Во всяком случае, описание соответствия между сигналом и источником посредством понятия изоморфизма, общепринятое в настоящее время, является сильно уязвимым (в будущей общей теории информации это действительное соответствие потребует более адекватных понятий и математических методов описания). Причем уязвимость такого описания становится особенно очевидной, когда информацию трактуют в качестве свойства любого объекта. Попытаемся проиллюстрировать это. Как пишет А. Д. Урсул, «структура сигналов изоморфна структуре источников. Между количеством разнообразия источника и сигнала при отсутствии шумов должно существовать равенство, если, конечно, каждый элемент определенного уровня источника вносит свой вклад в формирование сигнала (в остальных случаях происходит редукция количества информации в сигнале при отражении разнообразия источника вследствие гомоморфизма» (А. Д. Урсул, 1965, стр. 136. Курс. мой. -- Д. Д.). Но оба эти условия (выделенные курсивом) никогда полностью не выполняются не только для живых систем, не говоря уже об общественных системах, но и для технических систем связи и кибернетических устройств. К тому же недостаточно ясно, что означает внесение вклада в формирование сигнала каждым элементом определенного уровня источника. Например, я воспринимаю березу с ее трепещущими и шелестящими на ветру ветвями. Что здесь будет «каждым элементом» источника? Подавляющее большинство сигналов невозможно представить в виде поэлементного отображения источника, тем более, что количество разнообразия источника заведомо большее, чем количество разнообразия сигнала и к тому же элементы источника далеко не всегда могут быть однозначно определены (всякий естественный объект может быть диекретизирован множеством способов). В силу этого абстракция изоморфизма в данном случае мало эффективна. информация информационный процесс психофизиологический

Сталкиваясь с трудностями описания соответствия сигнала и источника посредством понятия изоморфизма, И. Н. Бродский, например, предпочитает говорить о «частичном физическом изоморфизме», который, по его мнению, «можно интерпретировать также как некоторый гомоморфизм» (И. Н. Бродский, 1963, стр. 73). Однако вряд ли имеет смысл говорить о «физическом изоморфизме», поскольку он не является изоморфизмом в точном значении этого слова.

Внешний источник зачастую является не просто объектом рецепции, но и объектом воздействия самоорганизующейся системы; на нем замыкается цикл процесса управления. Это означает, что внешнее звено информационного процесса становится каналом обратной связи и в подсистеме внешнего входа формируются все новые и новые сигналы, обусловленные теми воздействиями, которые оказывает на источник самоорганизующаяся система. Таким образом, сигнал информации внешнего входа органически включен в процесс управления и, следовательно, должен характеризоваться не только в количественном, но и в содержательном и целевом отношениях. Для того чтобы выйти за пределы чисто формального описания и сделать правомерным содержательное и целевое описание всякого сигнала информации, необходимо локализовать его в пределах самоорганизующейся системы, а не в его источнике, внешнем канале связи и самоорганизующейся системе. Ведь из того, что переживаемый нами образ храма Василия Блаженного связан с воздействием этого оригинального объекта и вызван им, мы не заключаем, что данный образ существует в храме Василия Блаженного (или в нем, отделяющей его от нас среде и в нас).

Информационный процесс осуществляется в форме сигналов, это -- процесс формирования, преобразования, хранения и использования сигналов (использования для производства рабочего эффекта). Внешнее звено информационного процесса за исключением внешнего входа находится, собственно, за пределами информационного процесса как такового, составляет его предпосылку. В точном смысле и рабочий эффект выходит за пределы информационного процесса, хотя и производится им, является следствием сигнала и источником новых сигналов в рецепторах рабочих органов. Таким образом, целесообразно теоретически выделить информационный процесс, связав его только с сигналом как особой формой модельного отображения текущих (и протекших) внешних воздействий и внутренних изменений самоорганизующейся системы и вместе с тем модельного отображения вероятных, предстоящих внутренних изменений в самоорганизующейся системе и ее воздействий на внешние объекты.

Такой подход позволяет сосредоточить внимание именно на специфике информационного процесса в отличие от чисто энергетического взаимодействия. Сигнал есть модель и в смысле отображения события, его вызвавшего, и в смысле плана события, которое он вызовет. Сигнал органически воплощает в себе отображение и предуготовленное им действие, он является одновременно экономичным в энергетическом отношении и компактно организованным кодом-следствием внешнего воздействия и кодом-причиной цепи будущих изменений.

Энергетическое ничтожество сигнала есть подлинное свидетельство его мощи, ибо он способен мгновенно развязывать лавинообразные химические реакции, доставляющие колоссальную энергию (в сравнении с энергией сигнала) для производства рабочих эффектов.

Единство отобразительной и командной (содержательной и исполнительной) функции сигнала следует решительно подчеркнуть, так как оно дает ключ к пониманию ряда отличительных черт информационного процесса.

Рассмотрим в этой связи различные виды сигналов, не претендуя на построение полной системы их классификации, что является задачей специального научного исследования. Естественно, что для такого рассмотрения целесообразно взять информационные процессы, протекающие в сложных самоорганизующихся системах (напомним, что в качестве сложных выступают такие самоорганизующиеся системы, которые имеют своими элементами также самоорганизующиеся системы, только низшего порядка, например: высокоразвитый животный организм и отдельная клетка). В такой системе информационный процесс представлен множеством уровней и разновидностей сигналов, находящихся между собой в сложных отношениях.

Прежде всего, можно выделить сигналы, формирующиеся в подсистемах внешних входов. Эти сигналы, о которых уже шла речь, являются результатами интеграции первичных сигналов, возникающих в клеточных рецепторных элементах подсистемы внешнего входа, и выступают в оформленном виде лишь на выходе этой подсистемы (например, серия частотно упорядоченных нервных импульсов на выходе сетчатки). От них отличаются сигналы интероцептивного плана, которые формируются во всех подсистемах организма под влиянием внутренних локальных изменений в том или ином множестве составляющих их клеточных элементов, также выступающих в роли организатора и носителя первичных сигналов. Такого рода первичные сигналы формируются элементарными самоорганизующимися системами и образуют фундаментальный уровень информационного процесса в сложной самоорганизующейся системе; они составляют основу отмеченных выше интегральных сигналов первого порядка, являющихся, как правило, мономодальными.

Эти сигналы в свою очередь образуют базис формирования в головном мозгу (в центральной нервной системе) интегральных сигналов более высокого порядка -- полимодальных, а затем и надмодальных (под последними имеются в виду сигналы высшей степени интеграции, в которых синтезирована информация всех модальностей, свойственных данному организму, и которые выступают в роли стратегических и тактических программ целостного организма, сочетая генетически накопленную информацию с онтогенетически накопленной информацией. Под модальностью сигнала информации понимается генетически заданный организму способ дискретизации континуума внешних воздействий и внутренних изменений). Подобная иерархия сигналов выражает одну из существенных сторон их преобразования, т. е. переработки информации в сложной самоорганизующейся системе.

По области и направленности преобразований сигналов в целостном информационном процессе они могут быть распределены на центростремительные, внутрицентральные и центробежные. Первые из них представляют цепь преобразований сигналов периферийного происхождения, восходящую к высшим центральным интеграциям, вторые -- цепь преобразований сигналов в пределах высших инстанций центральной нервной системы (эта цепь преобразований относительно замкнута, не имеет непосредственных выходов в более периферийно лежащие подсистемы; для того чтобы такой выход возник, требуется специальная операция преобразования их в центробежные сигналы; внутрицентральные сигналы образуют высший уровень модельного отображения и планирования, программирования самоорганизующейся системой внешних воздействий и собственных внутренних состояний и внешних действий). Третьи -- цепь преобразований сигналов, нисходящую к исполнительным органам.

Наконец, по форме бытия сигналов их можно подразделить на динамические и статические. Динамический сигнал есть переходной процесс, обнимающий по крайней мере два элемента или две подсистемы, имеющих общий канал связи; это передача модели из одной подсистемы в другую, трансформация некоторой модельной структуры, сформированной на элементах одной подсистемы, в другую подсистему. Динамический сигнал равнозначен движению информации по каналу связи, при котором не наступает ее преобразования (мы подчеркиваем этот последний момент для того, чтобы сохранить возможность различения двух весьма близких и связанных явлений: движения сигнала по каналу связи и его преобразования в иной сигнал, пусть даже мало от него отличимый, наступающего в пункте конвергенции нескольких однопорядковых сигналов). Статический сигнал в отличие от динамического есть нераспространяющаяся модельная структура, ограниченная рамками данной подсистемы (но саму эту структуру нельзя рассматривать как абсолютно адинамичную в отношении ее собственных элементов; кроме того, стабильность и нераспространяемость этой структуры могут носить лишь временный характер, она способна преобразовываться в динамический сигнал или служить своеобразной матрицей, порождающей свои динамические дубликаты). Статический сигнал равнозначен тому, что некоторые авторы (И. А. Полетаев, 1958, и другие) называют связанной информацией. Сюда относится как генетически фиксированная информация, так и онтогенетически накопленная и хранящаяся информация. Статические сигналы, таким образом, имеют место на всех уровнях информационного процесса. Будучи функционально связанными с динамическими сигналами, они выполняют существенную и необходимую роль в реализации процесса управления.

Подчеркнем еще раз, что любой из перечисленных видов сигналов несет в себе две неразрывно связанные стороны: содержательную (отображающую некоторое событие, вызвавшее данный сигнал) и целевую (или исполнительную, выражающую предназначенность сигнала для производства определенного события внутри самоорганизующейся системы, в ее подсистемах). Всякий сигнал есть модель вызвавшего его события и вместе с тем модель тех событий, которые он вызывает. Последняя, т. е. целевая, исполнительная, сторона всякого сигнала воплощена уже в его адресованности к определенной подсистеме, в которой он производит метаболический эффект, служащий, по крайней мере, для дальнейшей передачи или преобразований сигнала, не говоря уже о тех метаболических эффектах, которые обусловливают крупные изменения подсистемы, сказывающиеся на состоянии самоорганизующейся системы в целом. Это справедливо не только для сигналов центробежного плана, где целевая сторона их очевидна, но и для сигналов центростремительного плана, где очевидна их содержательная сторона. Что касается сигналов внутрицентральиой сферы, образующих высший уровень интеграции и программирования целостного поведения, то здесь единство содержательной и целевой сторон не вызывает сомнений, ибо в противном случае нельзя себе представить организацию и реализацию целесообразного действия самоорганизующейся системы.

Заметим, что в этом отношении всякая программа есть сигнал и, с другой стороны, всякий сигнал может быть интерпретирован в качестве программы, ибо в сигнале заданы в общем виде те изменения, которые он способен вызвать в соответствующих подсистемах. Следует добавить, однако, что целевая, исполнительная функция сигнала и ее реализация не находятся во взаимооднозначном отношении (т. е. в таком отношении, когда целевая функция сигнала реализуется только одним способом); реализация целевой функции данного сигнала есть, по-видимому, вероятностный процесс, связанный с балансом сигналов в некоторой окружающей внутренней области, ибо реализация указанной функции осуществляется в последующем преобразовании сигнала. Но то же самое, скорее всего, справедливо и в отношении содержательной стороны (функции) сигнала, поскольку в процессе его преобразования в сигнал более высокой или менее высокой степени интеграции содержательная сторона не передается в виде некоего гештальта, а используется выборочно, фрагментарно. Все сказанное о единстве целевой и отображающей функций сигнала касается в равной мере и динамических и статических сигналов.

Итак, информационный процесс ограничивается упорядоченным множеством сигналов, включая их всевозможные преобразования, и постольку не должен выноситься за пределы самоорганизующейся системы.

В связи с этим следует различать понятия информационного процесса и процесса управления. Область, охватываемая процессом управления, шире области информационных процессов, так как первая включает и некоторые объекты окружения самоорганизующейся системы. Выше мы отмечали равнозначность понятий информационной системы, самоорганизующейся системы и системы управления. Однако нужно подчеркнуть, что понятия «система управления» и «процесс управления» далеко не равнозначны. Система управления есть управляющая система, она управляет не только собой, но и внешними объектами. Понятие управляющей системы включает только самоорганизующуюся систему как таковую. Понятие процесса управления включает управляющую систему и управляемые ею внешние объекты, а следовательно, внешний источник информации и внешние каналы связи, рабочие эффекты и вызываемые ими изменения во внешнем объекте управления.

Если информационный процесс совершается пространственно в рамках самоорганизующейся системы, то процесс управления -- в рамках более широкой системы, образованной из самоорганизующейся системы и «подключенных» ею к себе внешних объектов, используемых для целей самоорганизующейся системы. Чем выше уровень развития самоорганизующейся системы, тем шире диапазон возможностей такого рода «подключений», а следовательно, отображения и преобразования окружающей действительности. Это расширение диапазона возможностей эквивалентно возрастанию активности самоорганизующейся системы, расширению диапазона ее целей.

На высших уровнях самоорганизации управляющая система с помощью созданных ею (вернее, постоянно создаваемых ею) цепей внешнего опосредствования способна «подключать» к себе фактически любой объект доступного ей окружения, создавая грандиозные по масштабу системы процессов управления. Это демонстрирует нам история человеческого общества, которое можно рассматривать как наиболее развитую из всех известных самоорганизующихся систем. Однако и для нее сохраняет смысл разграничение понятий информационного процесса и процесса управления, несмотря на то, что она органически включает в себя ассимилированную ею внешнюю среду и создала качественно новые формы преобразования сигналов, информационного процесса.

Справедливость такого разграничения остается в силе потому, что элементами и подсистемами общества как самоорганизующейся системы являются индивиды и коллективы, связь между которыми и представляет реализацию информационного процесса. Ни одно искусственное устройство или включенный в ткань общественной системы естественный объект не являются сами по себе самоорганизующимися системами, а лишь их средствами. Кроме всевозможных усилителей и модификаторов рабочих эффектов органов индивида существуют искусственные устройства, специально предназначенные для хранения, передачи и преобразования сигналов информации.

В сущности, любой естественный объект может быть сделан общественной системой (или ее подсистемой или элементом) средством хранения, передачи, а быть может, и преобразования информации. Кроме того, человек способен придавать любому объекту любое информационное значение, носящее конвенциональный характер. Это обстоятельство и та его более широкая основа, которая именуется очеловечением природы и опредмечением человека, также связанная с наделением естественных объектов информационными значениями, по-видимому, и питают теоретическую иллюзию о вездесущности информационных процессов.

Даже те искусственные устройства, которые сочетают в себе свойства хранения, передачи и преобразования информации -- современные электронные вычислительные машины, специально предназначенные для выполнения информационных функций и управления другими объектами,-- даже они в точном смысле не являются самоорганизующимися системами и, следовательно, сами по себе не осуществляют информационного процесса. Нередко из поля зрения теоретиков почему-то ускользает тот тривиальнейший момент, что электронная вычислительная машина так или иначе всегда является лишь преобразователем человеческих сигналов информации, что она так или иначе контролируется человеком и что ее цели--это в конечном итоге человеческие цели, а не ее собственные, даже если в ходе ее эксплуатации она постепенно отошла от первоначально приданных ей функций; и, таким образом, приписываемая ей автономия оказывается призрачной.

Из сказанного вовсе не следует, что искусственным путем невозможно создание подлинной самоорганизующейся системы, т. е. системы, способной осуществлять действительный и автономный информационный процесс. Тенденции развития науки и техники, выдающиеся достижения кибернетического конструирования и целый ряд явлений современной общественной жизни заставляют серьезно считаться с такой возможностью. Но если она будет основательно реализована, человеческое общество превратится в самоорганизующуюся систему качественно нового типа.

Пока же ни одно из созданных кибернетикой устройств, предназначенных для переработки информации, не может быть причислено к категории самоорганизующихся систем. Тот факт, что электронная вычислительная машина способна производить новый результат, еще не обязывает нас видеть в ней самоорганизующуюся систему. Ведь и колба химика производит новый результат, если в нее помещены соответствующие реагенты. Во всяком случае следует иметь в виду, что кибернетические устройства--это созданные в процессе самоорганизации вспомогательные звенья информационных процессов в общественной системе, начало и конец которых «вмонтированы» в образуемые человеческими коллективами подсистемы.

Для того чтобы подойти к объяснению психических явлений с позиций категории информации, нужно также рассмотреть в общих чертах вопрос о качественно различных, но генетически связанных уровнях информационных процессов, предварительно уточнив соотношение между понятиями информации и сигнала.

Понятия информации и сигнала информации не тождественны. Сигнал есть носитель информации, определенная материальная структура, содержащая информацию. Следуя Н. Винеру (1958а, 19586), информацию можно определить в первом приближении как содержание сигнала (сообщения). П. Винер отчетливо различает понятия информации и сигнала; он подчеркивает, что «информация -- это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспосабливания к нему наших чувств» (Н. Винер, 19586, стр. 31), «передаваемая рядом сигналов информация есть мера организации» (там же, стр. 34).

Сигнал воспроизводит некоторый аспект разнообразия источника, значимого для самоорганизующейся системы в данный момент или вообще; его организация находится в определенной степени соответствия с независимым от входа разнообразием, которое избирательно им ассимилируется. Сигнал есть в сущности своей физико-химическое явление, характеризующееся структурными и динамическими признаками; это явление осуществляется в субстрате элементов и подсистем самоорганизующейся системы и выполняет для них специфическую функцию. Эта внутренняя функция сложной самоорганизующейся системы и ее самоорганизующихся элементов (или в предельном случае -- простой самоорганизующейся системы) как раз и выражает не энергетическое, а информационное взаимодействие, ибо содержание сигнала заключается не в конкретных физико-химических изменениях и распространении или использовании их энергетического эффекта, а в том, что эти физико-химические изменения представляют не самих себя, а вызвавшие их внешние объекты и обусловившие их внутренние состояния самоорганизующейся системы.

Сущность сигнала -- не в его физико-химических свойствах, а в том, что его вызвало и для чего он предназначен; это «что» и «для чего» и есть содержание сигнала, т. е. информация в собственном смысле слова. Информация есть внутренняя обращенность (т. е. для самоорганизующейся системы) сигнала как физико-химического явления; информация поэтому существует только в самоорганизующейся системе.

Выше мы отмечали, что всякий сигнал представляет единству двух сторон: отображающей (содержательной) и целевой (управляющей). Здесь необходимо сделать во избежание недоразумений некоторые уточнения. Говоря об информации как содержании сигнала, мы имеем в виду обе указанные стороны сигнала, т. е. и содержательную и целевую. Термин «содержательная сторона сигнала» употреблялся выше в несколько ином смысле, чем термин «содержание сигнала», хотя и в весьма близком к последнему. Под «содержательной стороной сигнала» мы подразумевали его отображающую функцию и акцентировали внимание на том, что отображает сигнал по линии вызвавшего его внешнего объекта. Однако целевая сторона сигнала также может быть интерпретирована как отображение, в данном случае как отображение внутреннего состояния.

Всякая подсистема, формирующая сигнал внешнего плана, например глаз, имеет, грубо говоря, два входа -- внешний и внутренний; первый является приемником отражаемых объектом электромагнитных колебаний, второй -- центробежных импульсов, осуществляющих настройку воспринимающего прибора и предопределяющих выбор объекта. Сигнал, возникающий на выходе сетчатки в виде серии частотно упорядоченных импульсов, в точном смысле есть результат воздействия на глаз по линии его внешнего и внутреннего входов. Другими словами, этот сигнал отображает и внешний объект и внутреннее состояние, цель самоорганизующейся системы.

Во всяком сигнале, по нашему убеждению, представлено отображение самоорганизующейся системой иного и отображение ею себя, ибо без отображения себя невозможна целенаправленная, целесообразная деятельность (отмеченная особенность сигнала позволяет квалифицировать его, как элемент самоорганизации). Это двуединое отображение составляет содержание сигнала, т. е. информацию как таковую.

Необходимость различения понятий «информация» и «сигнал информации» обусловлена тем, что сигнал включает физико-химическую характеристику, информация же свободна от нее. Информация не существует независимо от сигнала, она необходимо воплощена только в сигнале. Однако информация независима от энергетической характеристики сигнала (которой он всегда обладает), она независима от конкретных физико-химических свойств своего носителя. Одна и та же информация может быть воплощена и передана разными сигналами. Это означает, что одна и та же модель может в принципе строиться на разных субстратах, лишь бы они удовлетворяли требованиям специфической организации сигнала.

Чем сложнее самоорганизующаяся система, тем шире ее возможности модельного отображения внешней действительности и самой себя. 'Высшие уровни самоорганизации принимают форму психической, а затем и сознательной деятельности; здесь очень выпукло проявляется та особенность информационного процесса, которая отличает его от обычного энергетического процесса и связана с инвариантностью информации по отношению к форме сигнала.

В первом приближении можно выделить следующие качественно различные типы (или уровни) информационных процессов: 1) допсихнческий уровень, к которому допустимо относить информационные процессы, осуществляемые одноклеточными и растительными организмами (а также отдельными клетками и их ассоциациями в многоклеточном организме); 2) уровень психической деятельности животных и 3) специфически человеческий уровень психической деятельности и функционирования общественной системы. Анализ каждого из перечисленных уровней предполагает две плоскости рассмотрения; в первом случае предметом анализа становятся общие свойства информационных процессов индивида, во втором -- коллектива. Обе плоскости анализа должны соотноситься друг с другом, ибо общие, т. е. видовые, свойства индивида выражают его органическую включенность в коллектив себе подобных; принадлежность особи к биологическому коллективу (не говоря уже о принадлежности личности к социальному коллективу) является тем фундаментальным обстоятельством, от которого нельзя совершенно абстрагироваться при изучении общих свойств информационных процессов индивида. Кроме того, коллектив может рассматриваться в качестве самоорганизующейся системы более высокого порядка в сравнении с индивидом.

Каждый качественно специфичный уровень информационного процесса характеризуется типичными для него формами сигналов и способами их преобразования. Вышестоящий уровень информационных процессов включает в виде своей основы нижестоящий уровень информационных процессов и «прибавляет» к нему новые, более экономичные и емкие формы сигналов, что означает расширение диапазона отображающих и управляющих функций самоорганизующейся системы.

Исходя из концепции возникновения психики, развитой А. Н. Леонтьевым (1959), Л. М. Веккер (19646; см. также Л. М. Веккер и Б. Ф. Ломов, 1961) показал, что психическая деятельность основывается не на сигналах-кодах, как это имело место на допсихическом уровне информационных процессов, а на сигналах-изображениях. Посредством понятия о сигнале-изображении (последнее рассматривается как частный случай кода, удовлетворяющий целому ряду дополнительних к изоморфизму условий) можно действительно объяснить ряд специфических особенностей психической деятельности. Если принять положение, что возникновение психической деятельности животных связано с переходом от сигналов-кодов к сигналам-изображениям, то тогда возникновение человеческой психики следует связать с переходом от сигналов-изображений к сигналам-кодам второго порядка.

Под сигналами-кодами второго порядка имеются в виду знаковые формы сигналов, представляющих собой основное средство коммуникации внутри человеческого общества как самоорганизующейся системы. Информационный процесс, осуществляемый обществом в целом, есть сигнальное взаимодействие его элементов (личностей) и подсистем (коллективов), определяемое передачей, преобразованием и хранением информации в форме знаков; последние носят как бы межличностный и межколлективный характер, т. е. способны существовать в отчужденном от личности виде; это -- продукт общества и вместе с тем достояние личностей, продуцирующих и воспринимающих сигналы-знаки.

Здесь нужно разграничить два явления: функционирование и хранение воплощенной в знаковой форме информации в системе общества и функционирование и хранение информации, воплощенной в той же форме в системе личности. Только последнее относится к области психических явлений, хотя, конечно, производителем знака всегда выступает личность.