Научное познание и информация

 

0. Введение
1. Информация и отражение.
2. Математические определения информации.
3. Леон Бриллюэн и теория информации.
4. Детерминистический vs. статистический подходы.
5. Этические и философские проблемы.
6. Библиография.
7. Примечания.

 

0. Введение

    Информация относится к тем понятиям, которые, с одной стороны, широко употребляются в человеческой культуре, что говорит об их прозрачности и незаменимости, но с другой стороны, их научное и философское осмысление заключает в себе определённые трудности. В частности, это находит отражение в различных - и не всегда взаимоисключающих - подходах к данному предмету, попытках истолкования изучаемого понятия и т.п. Своеобразие ситуации с информацией состоит в том, что такая научная дисциплина, как "теория информации" не покрывает весь комплекс проблем, связанных с обозначенным вопросом. Это свидетельствует в пользу того, что такое явление, как информация, должно исследоваться при помощи междисциплинарного подхода, основой которого должна являться философия.
    Разумеется, данная работа не может претендовать на полный обзор всей проблематики, связанной с информацией; цель настоящего исследования заключается в кратком освещении развития изучения данной темы, в том числе вышеупомянутой теории информации, а также некоторый философско-методологических проблем, появившихся со становлением данной теории в 50-60-е годы ХХ века, и не утерявших своей значимости на данный момент.

1. Информация и отражение.

    Так что же всё-таки такое информация? Один из возможных вариантов ответа на этот вопрос звучит следующим образом:

    ИНФОРМАЦИЯ, (от лат. information - разъяснение, изложение), первоначально - сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом (с помощью условных сигналов, технических средств и т.д.); с середины 20 в. общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растительном мире; передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму (см. Генетическая информация); одно из основных понятий кибернетики. [10]

    Данное определение в некоторой степени тавтологично, ведь слово "сведения" в обыденной речи является синонимом термина "информация", тогда как "сигнал" в той же энциклопедии определяется как "знак, физический процесс (или явление), несущий сообщение (информацию) <…>". Мы не будем увлекаться критикой этого определения, отметим лишь то, что оно содержит в себе одно из главных свойств информации - под ней подразумевается некий обмен между двумя отдельными объектами, информация не может существовать сама по себе, в отрыве от того или иного процесса коммуникации как между живыми, так и неживыми системами. Сущность обмена данного рода является объектом изучения теории отражения.
    Отражение является одним из универсальных свойств материи. Отражение предполагает наличие двух взаимодействующих материальных объектов, причём подобное взаимодействие предполагает определённого рода неравноправие обоих объектов-участников: один из них "реагирует" на другой, повторяет те или иные особенности отражаемого предмета. Отражательное взаимодействие может носить не только динамический, механический характер, как это, например, обстоит с отражением лица в зеркале или следом ноги на мокром песке, где отражение не повторяет внутренней структуры отражённого объекта:

    При определённых условиях возникают реакции особого типа - не на абсолютную величину вещественно-энергетической стороны воздействий, а на их относительную величину и упорядоченность (организацию, структуру); при этом на первый план выступает одностороннее отношение одной вещи (как первичной, независимой) к другой, вторичной, зависимой от первой. [13, статья "Отражение"]

    Отражение заключает в себе несколько видов. Во-первых, это механическое отражение, присущее неорганической природе (ср. 4 физических взаимодействия - гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое). У растений и простейших отражательная способность обеспечивается раздражимостью - способностью реагировать на биологически значимые воздействия внешней среды, изменяя собственное поведение или состояние. У животных и у людей развивается психика - активная форма отражательной способности, способная предвосхищать сложное внешнее воздействие по его начальной фазе. Высший вид отражения - сознание - присуще только лишь человеку; сознание представляет собой высший вид психической деятельности, к его основным особенностям следует причислить целенаправленность, оценочность, самоконтроль, а также творческий подход к отражению действительности.
    В реальности отражению сопутствует обратное отражение, когда отражаемый предмет сам в свою очередь отражает те или иные характеристики предмета-отражателя, причём представляется достаточно трудным отделение отражения из общего фона взаимодействий, в которых участвует данное тело или предмет:

    При любом процессе отображения1, включая отображение внешнего мира в сознании человека, никогда не происходит полное выделение отображения из суммарного результата взаимодействия объектов, в том числе и взаимодействия человека с внешним миром. [12, с. 106]; цит. по [5, с. 25].

    Г.А. Спиркин писал следующие строки о взаимности процесса отражения:

    Отражение во всём многообразии его форм, начиная от простейших механических следов и кончая человеческим разумом, происходит в процессе взаимодействия различных систем реального мира. Это взаимодействие имеет своим результатом взаимоотражение, которое в простейших случаях выступает в виде взаимной перестройки внутреннего состояния взаимодействующих систем: в изменении их связей или направлении движения, как внешняя реакция или как взаимная передача энергии и информации. Отражение в общем случае представляет собой процесс, результатом которого является информационное воспроизведение свойств отражаемого предмета. Любое взаимодействие включает информационный процесс: оно есть информационное взаимодействие, взаимопричинение в том смысле, что одно оставляет о себе память в другом. В самом широком смысле информация есть бытие, отражённое в ином, то есть инобытие, как сказал бы Гегель. Информация, таким образом, есть объективная сторона процессов природы и как таковая всеобща, что, разумеется, вовсе не исключает, а, напротив, предполагает её специфику в различных сферах реального мира - в неорганической природе, живых и социальных процессах.
    Всё в мире находится в непосредственном или удаляющемся в бесконечность опосредованном взаимодействии всего со всем - всё несёт информацию обо всём. Напомним в этой связи о глубоком прозрении древних: всё во всём! Это предполагает универсальное информационное поле мироздания, которое является всеобщеё формой связи, формой универсального взаимодействия и тем самым единства мира: ведь всё в мире помнит обо всём! Это вытекает из принципа отражения как всеобщего свойства материи. Образно говоря, каждая точка универсального поля есть живое зеркало Вселенной.2
[11, с. 144]

    Универсальность отражения, его воспроизводящая роль находится в логической связи с другой группой философских категорий, а именно с причиной и следствием, составляющих основной объект изучения детерминизма. Детерминизмом в советской диалектической философии называется "философское учение об объективной закономерной взаимосвязи и причинной обусловленности всех явлений" [10]. Отсюда становится понятной неизбежная связь теории и философии информации с философской проблемой детерминизма, ведь, если развить мысль, содержащуюся в вышеприведённой цитате из Спиркина, отражение оказывается неизбежным спутником причинно-следственной связи, где причина отражается в следствии определённым образом, что, в частности, помогает по следствию составить некоторое представление о породившей его причине. В данном случае информация оказывается тем, чем обмениваются объекты в процессе отражения, а именно формой отражаемого предмета, воспроизведённого в предмете отражающем.

2. Математические определения информации.

    Квантитативный подход, с которым связаны успехи западной науки, благодаря чему мировоззрение всего человечества претерпело существенные изменения, являлся и является побуждающей причиной того, что учёные пытаются подсчитать и измерить всё, что попадается на пути научного познания. Однако по сей день квантитативная парадигма не объемлет всю науку, поскольку в гуманитарных дисциплинах успехи количественного метода весьма скромны на фоне его громких побед в естественных науках. Понятие информации на первый взгляд следует относить к категориям, заведомо не поддающимся количественной оценке, прежде всего, в силу её субъективности, неоднозначности и поливалентности. И тем не менее, существуют количественные определения информации, которые оказались весьма успешными. Импульсом к поиску таких определений послужил прогресс в технических средствах связи, потребовавший уточнения понятия информации с учётом специфики её кодирования и передачи по каналам связи. Именно инженеры-связисты оказались у истоков новой научной дисциплины - теории информации
    Первое количественное определение информации принадлежит Р.В.Л.Хартли, который в своей статье "Передача информации" (1928) предложил высчитывать информацию как логарифм от общего количества исходов опыта (т.е., чем больше возможных исходов, тем больше информации может принести отдельный исход)3 [14; 15, с. 54-55]. Основным недостатком определения Хартли было то, что он предлагал не различать исходы опыта, имеющие разные вероятности, относя различие между ними к несущественным "психологическим факторам". Тем не менее, оказалось, что учитывать эти факторы необходимо, поскольку интуитивно ощущалось, что редко и часто встречающийся символ могут нести различную информационную нагрузку. Недостаток определения Хартли спустя два десятилетия исправил математик К. Шеннон, который по праву считается основателем теории информации. Шеннон предложил меру неопределённости, равную произведению вероятности на её же логарифм: - p log p [16; 15, с. 55 и далее]. Шеннон назвал эту величину энтропией по аналогии с физической энтропией, чьё определение выглядит схожим образом (и, как мы увидим ниже, это сходство имеет более глубокие корни). Заметим, что энтропия информационная имеет отрицательный знак в силу того, что вероятность не может быть больше единицы, а логарифм от вероятности, соответственно, - больше нуля, и во избежание представления неопределённости как отрицательной величины, в её определение был добавлен знак "минус". Информация определялась Шенноном как приращение энтропии, то, что уменьшает энтропию, т.е. неопределённость.
    Данное - часто называемое вероятностным - определение информации является наиболее распространённым. Существуют и другие определения информации, например, алгоритмическое. Это определение заключается в том, что "количество информации в тексте приблизительно равно логарифму длины самой короткой программы, которая может напечатать этот текст"4. Иными словами, алгоритм, печатающий число "100000" должен быть проще алгоритма, печатающего число "234769". Этот принцип положен в основу компьютерных программ-архиваторов, сжимающих файлы за счёт сокращения последовательностей одинаковых символов: действительно, для такой программы второе число будет более информативно, чем первое, и, соответственно, архивное представление первого числа будет намного короче второго числа.
    Далее мы перейдём к обсуждению темы, которая на первый взгляд не должна была иметь ничего общего с теорией информации; но на самом деле эта проблема неизбежно должна была рано или поздно встать перед исследователями ввиду своего философского и методологического характера. Речь идёт о проблеме детерминизма/индетерминизма, и связь его с теорией информации заключается в том, что она основывается на вероятностном определении информации, что само по себе предполагает некоторый крен в сторону недетерминистического, статистического подхода.

3. Леон Бриллюэн и теория информации.

    Леон Бриллюэн (1889-1969) - известный французский физик, оставивший свой след в теории информации. Бриллюэн преподавал в таких престижнейших научных центрах, как Сорбонна и Колумбийский университет (Нью-Йорк), его перу принадлежат такие монографии, как "Квантовая статистика", "Атом Бора", "Распространение волн в периодических структурах", "Тензоры в механике и теории упругости". Бриллюэн занимался исследованием так называемых зон Бриллюэна - зон "разрешённых" и "запрещённых" значений энергии для электронов в металлах и полупроводниках, теорией распространения электромагнитных волн в волноводах, квантовой теорией парамагнетизма. Помимо этого, Бриллюэн изучал проблему соотношения волновой и классической механики, а также условия переходя от последней к первой: изобретённый им метод приближённого решения уравнения Шредингёра (метод Бриллюэна-Вентцеля-Крамера) оказался очень успешным в квантовой механике. 
    В конце 50-ых - начале 60-ых годов ХХ века Бриллюэн занялся теорией информации, выпустив две значительные монографии, посвящённые этой теме: "Наука и теория информации" (русское издание - М., 1960) и "Научная неопределённость и информация" (М., 1966). В первой книге рассматривалось множество технических вопросов, связанных с передачей и кодированием информации, тогда как последняя, развивая идеи, высказанные в предыдущей работе, больше была ориентирована на философское осмысление нового научного метода.
    Монография "Научная неопределённость и информация" начинается с краткого введения в историю и проблематику термодинамики - того раздела физики, где классический детерминизм вызывает наибольшие сомнения и споры. Одно из важнейших понятий термодинамики - энтропия, которое весьма схоже с одноимённым понятием, введённым Шенноном. В термодинамике под энтропией подразумевается "функция состояния термодинамической системы, изменение которой (dS) в равновесном процессе равно отношению количества теплоты (dQ), сообщённого системе или отведённого от неё, к термодинамической температуре (T) системы" [10]. Одно из важнейших свойств энтропии заключается в том, что энтропия системы в необратимом процессе может только возрастать (вследствие потерь тепла, трения и т.п.). При этом возрастание энтропии характеризует увеличение хаотичности в системе (благодаря чему термин "энтропия" находится на пути в превращение в субъективное обозначение меры хаотичности вообще). В статистической интерпретации под энтропией подразумевается "мера вероятности пребывания системы в данном состоянии" [10]: чем больше энтропия, тем больше вероятность найти систему находящейся в наиболее вероятном, типичном состоянии. 
    Бриллюэн ввёл величину, обратную энтропии - негэнтропию, определяемую как энтропия, взятая с обратным знаком. Если энтропия символизирует "закон обесценивания, правило снижения уровня", то негэнтропия связывается с ценностью и редкостью, эквивалентными с точки зрения физики. Эволюция системы с растущей энтропией приводит к тому, что система теряет свою неповторимую организацию, становясь более похожей на некий среднестатистический стандарт. Связь термодинамики с теорией информации видится Бриллюэну следующим образом: чем больше мы знаем о состоянии системы, тем меньше у нас неопределённости относительно структуры системы, что уменьшает число элементарных состояний, вероятность и энтропию:

    "Любая добавленная информация увеличивает негэнтропию системы.
    Это приводит к важному соображению: мы можем установить количественную меру информации через соответствующий прирост негэнтропии." [3, с. 29]

    Французский учёный прибегает к следующей аналогии между термодинамикой и теорией передачи связи: "передача информации требует быстроты, информация, извлечённая из непосредственного эксперимента, быстро стареет (is ephemeral)". Итак, энтропия разъедает информацию…
    Бриллюэн вслед за Шенноном определяет информацию как приращение энтропий: I = k ln (P0/P1) = k ln P0 - k ln P1. Теперь Бриллюэн переходит непосредственно к информационному аспекту научного познания, что выражается в поиске ответов на следующие вопросы: какова информация, извлечённая из эксперимента или из теоретического закона и её количественное выражение. Бриллюэн рассматривает ситуацию эксперимента с полем наблюдения P0 и разрешающей способностью P1. Экспериментатор не может регистрировать величины больше P0 и меньше P1, таким образом, информация, которую можно извлечь из эксперимента равняется I = k ln P0 - k ln P1. Вводит Бриллюэн и меру информации Iобщ для эмпирического закона, опирающегося на данные экспериментов α, β и γ: Iобщ = Iα + Iβ + Iγ. Теоретическому закону, согласно Бриллюэну, отвечает такая ситуация, когда информация Iα уже несёт в себе определённую информацию о ходе следующих экспериментов, в результате чего информация о β и γ оказывается меньше соответственных величин Iβ и Iγ
    Iобщ = Iα + I'β + I'γ + R, где R обозначает избыточность, являющуюся мерой корреляции
    Идеальной теории отвечает ситуация, когда эксперимент α позволяет точно предсказать результаты опытов β и γ: I'β = 0, I'γ = 0. В этом случае показатель корреляции и является мерой информации идеальной теории: R = Iобщ - Iα = Iтеор.
    Но вернёмся к практическому эксперименту, который находит очень интересную и в чём-то оправданную трактовку в общей теории французского исследователя. Итак, согласно Бриллюэну, эксперимент, состоящий в измерении какой-либо эмпирической величины, понижает негэнтропию, которая преобразуется в информацию (показываемую индикаторами наших приборов), но при этом эксперимент приводит к повышению энтропии исследуемого объекта [3, с. 30, 62] Таким образом, прибор оказывается втянутым в сеть взаимодействий, в которых участвует наблюдаемый объект, что необходимо учитывать при интерпретации данных эксперимента.
    Эксперимент - вещь непостоянная, и результаты различных экспериментов могут отличаться друг от друга, пускай и на ничтожно малую величину. Вслед за Максом Борном Бриллюэн утверждает, что экспериментальные ошибки следует учитывать на теоретическом уровне (а не только в экспериментальной науке). К тому же бесконечная точность в физике невозможна, в результате чего понятие иррационального числа к физическим величинам не приложимо. Отсюда уже рукой подать до основной идеи Бриллюэна: раз уж точность невозможна не только в эксперименте, но и в теории, подвергается сомнению основа естественнонаучной парадигмы, а именно - детерминизм. Автор заменяет детерминизм так называемой причинностью, определяя и то, и другое следующим образом:

    Детерминизм предполагает "долженствование": причина должна сама порождать такое-то и такое-то следствие <…>.
    Причинность принимает утверждение, содержащее "может": определённая причина может вызвать такие-то и такие-то следствия с некоторыми вероятностями и некоторыми запаздываниями. [3, с. 111]

    На страницах своей книги Бриллюэн рассматривает множество примеров, опровергающих, как считает автор, детерминизм. Некоторые из них вызывают сомнение (ср. пример с падающим шаром на стр. 142, где, по-видимому, содержится ошибка). Другие примеры более убедительны, в их числе - теорема Пуанкаре в небесной механике, которой в общей сложности посвящены две последние главы книги. Согласно этой теореме, только функция полной энергии некоторой системы в небесной механике является функцией "с хорошим поведением" (т.е., интегрируемой, см. [3, с. 177-178]); другие функции, описывающие поведение этой системы, имеют точки разрывов, соответствующие внутренним резонансам, когда поведение системы становится непредсказуемым. В качестве примера приводится траектория искусственного спутника Земли, который приходит в неустойчивое состояние при наклоне в 63º [3, с. 209-210]. Более тривиальный пример - маятник, застывший в верхнем положении, когда никто не знает, в какую сторону - правую или левую - он качнётся [3, с. 196-197]. 

4. Детерминистический vs. статистический подходы. 

    Одна из главных идей Бриллюэна, красной нитью проходящей через всю его книгу, является представление об относительности научного знания. При этом речь идёт не об общем представлении о несовершенстве всего, что создано человеком, а о принципиальном несовершенстве основы научного знания, а именно детерминизма. Сразу заметим, что Бриллюэн не знаком с теорией детерминизма в изложении советских философов-материалистов, что отмечает И.В.Кузнецов, автор послесловия к книге французского учёного. Для Бриллюэна детерминизм понимается в его узколокальном понимании, распространённом в естественных науках и особенно в физике. "Физический", или, как его часто называют, "лапласовский", детерминизм определяется следующим образом: при знании всех начальных условий, а также скорости и траектории движения некоего тела, можно с абсолютной точностью определить местоположение и скорость тела в тот или иной момент времени. Именно против детерминизма данного рода восстаёт Бриллюэн.
    "Лапласовский" детерминизм страдает одним весьма существенным недостатком, отдающим метафизическим подходом: мы можем предсказать координаты движущейся системы в любой момент времени лишь постольку, поскольку внешние факторы исключены. Но исключение этих факторов не является философски оправданным действием, что мы постараемся показать ниже.
    Рассмотрим знаменитый пример с яблоком, падающим с дерева, в качестве демонстрации действия закона тяготения. Является ли этот пример "детерминистичным" по крайней мере до удара яблока о землю и последующего труднопредсказуемого отскока? Очевидно, да: мы знаем начальные условия (массу яблока, начальный импульс, длину траектории падения, сопротивление воздуха…). И тем не менее, более пристальное рассмотрение вопроса подсказывает, что перечень начальных условий не является полным, или он является таковым до тех пор, покуда неучтённые начальные условия не изменяют показаний измерительной аппаратуры, превышающих минимальную разрешимость m имеющихся приборов. В случае с нашим яблоком мы не можем гарантировать, что на ускорение его падения не влияет не видимое нами небесное тело или флуктуационные тепловые колебания воздуха. Разумеется, если допустить, что эти неучитываемые факторы5 действительно оказывают влияние на падение яблока, то масса небесного тела/скорость колебания воздуха должны быть меньше определённых значений, превысив которые они начнут влиять на эксперимент, в результате чего формулировка закона тяготения может претерпеть определённые изменения. Отсюда следует, что если показания нашего прибора согласуются с теоретическими выкладками даже в таком тривиальном случае, это ещё не свидетельствует в пользу "лапласовской" трактовки - она является идеализацией, что уже само по себе говорит об определённых допущениях, поэтому корректная критика идеализации должна протекать в рамках её допущений, или же под сомнение должен быть поставлен сам способ идеализации. Что касается экспериментального уровня, то не вызывает сомнения, что колебания показаний аппаратуры в течение ряда экспериментов вызваны именно действием подобного рода невидимых факторов. Из этого действительно следует, что мы не можем претендовать на абсолютную точность наших законов, пока мы не научимся регистрировать все эти причины. Но следует ли из этого, что мы должны отказываться от поисков и изучения доселе невидимых причин? Представим, что за ходом нашего эксперимента следит разумное существо длиной 10-30 см - оно будет свидетелем того, как весьма заметные по его меркам энергетические потоки влияют на результаты нашего эксперимента, соответственно, в столь же микроскопических объёмах6. Игнорирование этих влияний - пускай не с позиций экспериментатора, а на правах закона научной методологии - является грубым нарушением принципов научного исследования и просто появлением антропоцентризма - наиболее архаичной парадигмы в истории человеческого познания. 
    Примеры резонансов Пуанкаре, приводимые Бриллюэном, неоспоримо показывают на несовершенство "лапласовского детерминизма". Как писал И.В.Кузнецов [3, с. 125] сам факт установления условий для нерегулярностей типа резонансов Пуанкаре, являются весомым достижением детерминизма (и действительно, подобного рода "нерегулярности" возникают при достаточно определённых условиях). И тем не менее, можно пойти дальше, заявив, что отклонение маятника из позиции неустойчивости в ту или иную сторону будет следствием уже не внутрисистемных факторов, а суммарного влияния S внешних факторов (напр., флуктуационные колебания воздуха). Знай мы все эти факторы, мы смогли бы вычислить их векторную сумму и со 100%-ой уверенностью определить, в какую сторону в данный момент времени маятник отклонится. В данном случае маятник перестаёт быть пассивным "подопытным кроликом", превратившись в "прибор", индикатор величины S. Утверждать, что поведение маятника в такой момент не предсказуемо, "не детерминистично", всё равно что говорить о том, что поведение стрелки микроамперметра так же непредсказуемо, когда к его входам подан ток (параметры которого абсолютно произвольны с точки зрения внутренней структуры данного прибора). Прибор - объект, который забирает информацию у другой системы, в конечном счёте - у всей окружающей Вселенной. Если поведение этого объекта жёстко детерминировано внутренними "лапласовскими" правилами, то он не может заимствовать информацию извне. Но вести себя независимо от всех факторов этот объект не может, его судьба предрешена!
    Вспомним определение причинности, данное Бриллюэном: "определённая причина может вызвать такие-то и такие-то следствия с некоторыми вероятностями и некоторыми запаздываниями". В чём же заключается причина запаздывания? или у него нет причины? Приманкой для учёного как раз и является стремление выяснить, в чём заключается причины отклонений. Есть закон - исключения подчиняются действию неведомого закона, который и предстоит открыть. Эта схема базируется на детерминистском подходе; если бы во главу угла был поставлен вероятностный подход, то наиболее последовательным его применением было бы просто констатация вероятностей исходов того или иного исследования, и ничего более7. Бриллюэн это не обсуждает. Науке, однако, естественным образом присуще стремление к объяснению изучаемых явлений, как бы его ни стремились его отрицать убеждённые сторонники дескриптивизма.
    Концепция Бриллюэна противопоставлена метафизическому детерминизму, но она не представляет на наш взгляд никаких серьёзных аргументов против детерминизма диалектического. Ставя во главу угла статистический подход и отвергая детерминизм, французский автор ведёт науку в тупик. Конечно, правильно исповедывать статистический подход в тех случаях, когда мы не знаем эти самые скрытые причины наверняка, но тут же мы ловим себя на слове: статистический подход является следствием нашего незнания тех или иных факторов (опять сказывается антропоморфный фактор). Заметим, что незнание является переменной величиной:

    Каждое явление окружающего нас мира связано с бесконечным множеством других явлений более или менее тесными связями. Всякая наука изучает лишь некоторое конечное число связей. В результате устанавливаются основные закономерности изучаемых явлений, отражающие основные внутренние связи, присущие изучаемым явлениям. Всё бесконечное разнообразие связей в любом данном явлении принципиально невозможно изучить. На любом этапе человеческого познания всегда остаётся бесконечное множество неизученных связей в любом данном явлении. Вследствие этого любая закономерность может отразить лишь конечное число основных связей. Это приводит к тому, что закономерности выполняются всегда неточно, с некоторыми отклонениями. Отклонения от закономерности, порождаемые бесчисленным множеством неучтённых связей в данном явлении, называются случайными явлениями. Таким образом, случайность объективно существует в окружающем нас мире вследствие принципиальной невозможности проследить все причинные связи изучаемого явления с бесчисленным множеством других явлений. [9, с. 11]

    Средством изучения случайных явлений служит вероятностный, иначе статистический подход. Как писал Бриллюэн, данный подход не приемлет непреложных истин, оставляя место для ошибки измерения или учёта различных флуктуаций. Многие методики a priori не дают стопроцентно верных результатов, лишь исчисляя вероятность наиболее вероятных исходов. Подход детерминистический исключает случайность: даже случайность является следствием какого-то процесса, имеющего свою закономерность. Помимо этого, чисто статистический подход ориентирует исследователя на массовые, наиболее вероятные процессы, в то время как решающую роль могут играть именно процессы маловероятные8. Н.К.Кобозев отмечал, что вторжение статистики в мышление приносит неопределённость и случайность, т.е. энтропийность, что находится в противоречии с логическим, по Кобозеву, безэнтропийным, характером мышления [9, с. 101]. И действительно, именно детерминизм в его настоящем виде является наиболее логически выверенной философской моделью реальности, ведь энерго-информационные взаимодействия существуют на всех микро- и макроскопических уровнях, что в принципе может быть познано человеком, даже если он и потратит на это миллионы лет. Но научные законы претендуют на универсальность, их привязка к потенциям человечества на данном коротком отрезке его развития балансирует то на грани агностицизма, то антропоцентризма, к тому же универсальные законы должны претендовать на вневременность, иначе их будут менять при любой возможности.
    Напоследок обратимся непосредственно к информационной интерпретации такой неотъемлемой составляющей научного метода, как идеализации. Именно идеализация, абстрагирование от целого ряда факторов (в конечном счёте, неисчислимых) позволяет получать из научного исследования исчислимую информацию, т.е. не содержащую логарифма от бесконечной величины.
    Измерительный прибор может воспринимать те или иные количественные характеристики физических явлений только в рамках конечного диапазона своего действия (M). Кроме этого, этот прибор имеет конечную разрешимость, т.е. он не регистрирует различий, меньших некоторой малой величины m. Таким образом, общее количество значений, которые может выдавать индикатор прибора, равняется ρ = M / m. Если M стремится к бесконечности, а m - к нулю, то очевидно, что ρ также стремится к бесконечности. Тогда получится, что в нашем распоряжении бесконечное множество теоретических значений. Поскольку вероятность вычисляется как величина, обратная к общему числу возможных исходов опыта, мы приходим к дроби 1 / ρ, где в знаменателе стоит бесконечная величина, обращающая дробь в нуль. Из этого следует, что энтропия такого опыта равна нулю [15, с. 49], что равносильно тому, как если бы опыт имел ровно один исход. Очевидно, что такой опыт не принесёт никакой информации (это полностью аналогично парадоксу Карнапа-Бар-Хиллеля, приводимому Бриллюэном, правда, несколько в другом контексте [3, с. 61]). Для того, чтобы энтропия была больше нуля, необходимо, чтобы вероятность отдельного исхода был конечной величиной, иными словами, опыт должен содержать конечное, а не бесконечное, число исходов. В данном случае мы приходим к некоторой проблеме: с одной стороны, с философской точки зрения выходит, что мы, живя в бесконечной Вселенной, должны ожидать действие бесконечного числа факторов и, соответственно, бесконечное число исходов опыта (хотя бы при m, стремящемся к нулю); с другой стороны, учёт всего этого числа факторов неинформативен. Единственным выходом из этой противоречивой ситуации является обращение к конечному числу факторов, ради чего придётся отвлечься от тех или иных факторов. Из этого мы можем заключить, что детерминизм в своём чистом виде человеческому мышлению неподвластен. "Человеческий" детерминизм может лишь воспринять отдельное множество факторов и выдвигать на основании их изучения детерминистическую теорию. В то же время на практике с ней следует обращаться лишь на основе статистического подхода, поскольку мы закрываем глаза на те или иные факторы. 
    Таким образом, именно теория информации подтверждает ценность идеализации как мощного метода научного познания. Критика детерминизм за его приверженность к идеализациям означает непонимание самой сути детерминизма и его мощного инструмента, т.е. идеализации. Разумеется, идеализации могут иметь различные степени абстрактности, но их суть останется одной и той же. Ошибка Бриллюэна заключалась, на наш взгляд, в том, что он, абсолютизировав фактор незнания и отвергнув детерминизм, выбрал другую крайность - статистический подход, где идеализация в настоящем значении этого термина невозможна, ведь он не отбрасывает те или иные факторы, а только присваивает им вероятности.

5. Этические и философские проблемы.

    С детерминизмом очень часто связывается проблема свободы выбора. Если представить, что всё обусловлено уже существующими причинами, то вырисовывается достаточно пессимистическая картина: наше существование заранее предсказуемо, поскольку оно определено уже существующими причинами. В результате стирается грань между механическим автоматом и человеческой личностью: последняя, дескать, теряет свою свободу воли, соответственно, нравственность теряет всякое содержание… Однако, на наш взгляд, этот вывод таит в себе больше испуга, чем здравого смысла, ведь на самом деле нравственность также подчиняется достаточно определённым законам, если только не пробовать запихнуть их в жёсткий каркас правил механики.
    Как доказательство свободной воли зачастую приводят следующее соображение: я, вот, сейчас могу ни с того ни с сего поднять стул и ударить им о стенку, и никто меня это делать не заставлял. Однако, заметим, что мысль о таком "немотивированном" поступке приходит в голову не просто так, а после продолжительных размышлений и дискуссий о свободе воли; сам ход этой дискуссии определённым образом привёл человека к тому, что ему необходимо доказать свою точку зрения тем или иным образом, - это уже никак не назовёшь "немотивированностью". Другое дело, что мы можем не знать всех причин (а их - бесконечное множество), однако незнание не является аргументом. 
    Как сказал Чаадаев, наша "свобода воли" заключается в незнании будущего, т.е. следствий причин, поэтому мы не стеснены в выборе средств никаким фатальным предопределением, и эта точка зрения наиболее близка автору настоящей работы.
    Как нам представляется, нет никакой логики в том, что решение проблемы детерминизма связывается некоторыми мыслителями с этическими мотивами. Рассмотрим следующую умозрительную ситуацию. Если когда-нибудь наука, не дай Бог, докажет со всей точностью и логической безупречностью, что нравственность и мораль вредят человеческой психике, то такой вывод надо будет принять, либо же по крайней мере не обвинять науку в аморальности и безнравственности, поскольку эти категории для научного познания как такового не существуют. Иначе в науку неизбежно проникает волюнтаризм, субъективизм и прочие корруптивные разлагающие факторы, имеющие, заметим, антропоморфный характер. Беспристрастность и честность - вот что должно составлять сердце научного исследования, к каким бы печальным выводам оно ни приводило бы. Далее, если читатель относит себя к представителям материалистической философии, то для него абсолютная обусловленность и запрограммированность своих действий должно выглядеть не столь уж пессимистично на фоне того, что рано или поздно этому человеку придётся умереть, уйти в никуда - если материалист относится к идее своей смерти весьма толерантно, будучи готовым отстаивать свою смертность до последнего, то почему его так волнует проблема свободы воли? Ежели этот человек наоборот причисляет себя к идеалистам или просто к верующим, то ему и подавно нет смысла обращать внимание на этическую сторону проблемы детерминизма: во-первых, какими Бог или любая другая сверхъестественная демиургическая сила создала Вселенную и человека, такими их и следует воспринимать; во-вторых, сама перспектива вечного блаженства, ожидающая верующего, должна вселять в его сердце 100-процентную уверенность в благополучном исходе своего заранее детерминированного существования9.
    Бриллюэн в своей критике детерминизма с большим сочувствием цитирует следующие строки из книги "Творческая эволюция" бельгийского философа-идеалиста Анри Бергсона10:

    Ни одна из категорий нашей мысли, - утверждает Бергсон во введении, - как, например, единство, множественность, механическая причинность, разумная целесообразность и т.д., не могут быть точно применимы к живым предметам… Напрасно мы стараемся вместить живое существо в те или другие рамки. Все они распадаются, ибо все они слишком узки, а главное недостаточно гибки для этого. Наша мысль, столь уверенная в себе, когда она имеет дело с неодушевлёнными предметами, теряет эту уверенность на этой новой почве. [3, с. 106]

    Возразим Бергсону и Бриллюэну: если вам не подходят рамки науки, не повод ли это их расширить? Кто может доказать то, что загадка жизни окажется для нас более сложной, чем атмосферное электричество для первобытных людей? Философия Бергсона оказала большое влияние на многих противников детерминизма, в числе которых помимо Бриллюэна следует также упомянуть Илью Пригожина, видного физика и философа нашего времени (см. его монографии "Порядок из хаоса", М., 1986; "Конец определённости", Ижевск, 1999). Позиция Пригожина в отношении детерминизма очень близка концепции Бриллюэна, хотя от того Пригожин старается дистанцироваться [7, с. 279]11. В главе "Триумф разума" своей книги "Порядок из хаоса" Пригожин вслед за философами-идеалистами сетует, что механистическая наука безжизненна и оторвана от реального мира, отсюда автор стремится оживить науку, однако в конечном счёте главенствующая роль отводится случайности, флуктуации как организирующему фактору. Но что такое случай? Случай - это ничто, никакого оживляющего начала в нём не содержится по определению, поэтому философская позиция Пригожина в данном случае весьма противоречива. Оживить науку может именно детерминистический подход: для кого он - мёртвая, бездушная механика, а для кого - строгие непреложные законы, разумная12, а не случайная, направленность развития природы. И действительно, детерминистический тезис о всеобщем взаимодействии исключает случайность, под разумностью в данном случае следует понимать обусловленность происходящих процессов энерго-информационными взаимодействиями объектов Вселенной, как бы далеко они друг от друга ни отстояли. Именно понятие информации содержит нераскрытый доселе потенциал, способный оживить (по крайней мере, в глазах "морталистов-антидетерминистов") механизм порождения причиной следствия.

6. Библиография

[1] Авраменко Р.Ф., Николаева В.И. "Голографические свойства гиперсферы" // Проблемы голографии. М., 1975. Т.1. С. 253-256.
[2] Бриллюэн, Л., "Наука и теория информации", М., 1960.
[3] Бриллюэн, Л., "Научная неопределённость и информация", М., 1966.
[4] Дубров А.П., Пушкин В.Н. "Парапсихология и современное естествознание", М., 1989.
[5] Жуков Н.И., "Информация", Минск, 1971.
[6] Кобозев, Н.И. "Исследование в области термодинамики процессов мышления", М., 1971.
[7] Пригожин, И. "Порядок из хаоса", М., 1986.
[8] Пригожин, И. "Конец определённости", Ижевск, 1999.
[9] Пугачёв В.С. "Введение в теорию вероятностей", М., 1968.
[10] Советский энциклопедический словарь, М., 1987.
[11] Спиркин А.Г. "Основы философии", М., 1988.
[12] Украинцев Б.С., Отображение в неживой природе, стр. 77. Сб. "Теория познания и современная наука". М., 1968, стр. 106. 
[13] Философская энциклопедия, М., т.I, 1960; т. IV, 1967.
[14] Хартли Р., "Передача информации" // "Теория информации и её приложения", М., 1959.
[15] Яглом А.М., Яглом И.М., "Вероятность и информация", М., 1960.
[16] Shannon, C.E. "A Mathematical Theory of Communication" // Bell System Technical Journal, Vol. 27, pp. 379-423, 623-656, July, October, 1948.

7. Примечания

1 Термины "отражение" и "отображение" достаточно близки друг к другу, так что в рамках нашего небольшого исследования их можно рассматривать как синонимы.
2 Взглядам Спиркина близка концепция голографического устройства Вселенной, см. [4, с. 30-41], см. также следующую цитату:

    "Р.Ф. Авраменко и В.И.Николаева <…> рассмотрели такую модель мира, в которой он являет собой гигантскую голографическую пластинку. Эта модель оказывается приемлемой, если допустить (это допущение реально), что Вселенная имеет форму гипресферы, где каждый предмет, будучи стоячей волной и находясь в определённом месте пространства, одновременно находится во всех точках Вселенной." [1]; цит. по [4, с. 31].

3 Основание логарифма в теории информации не играет решающей роли, поскольку переход от одного основания к другому происходит по известным формулам. На практике, однако, принято пользоваться двоичным логарифмом, поэтому и в теоретических расчётах основание "2" является общепринятым.
4 Это определение мы воспроизводим в том виде, в каком оно было дано Г.Б.Шабатом в его лекциях по теории информации.
5 Точнее, их общая сумма, называемая в теории информации "белым шумом".
6 Бриллюэн упомянул Бореля, который высчитал, что "перемещение на 1 см массы 1 г, находящейся где-то на не слишком отдалённой звезде (скажем, на Сириусе), изменило бы гравитационное поле на Земле на 10-100" [3, с. 30, 62]. Тем не менее, Бриллюэн на основании этого вывода приходит к выводам, противоположным нашим.
7 Впрочем, это может оказаться хорошим подспорьем для научного исследования, исповедующего детерминистский подход.
8 Так, И.Пригожин утверждает, что флуктуация является отправным пунктом самоорганизации, и он прав со статистической точки зрения, но если встать на детерминистическую позицию, то термин "флуктуация" потеряет своё содержание, и мы получим, что самоорганизация является следствием определённого информационного, читай, закономерного, процесса (пускай мы и не можем на данный момент постичь закон, им руководящий.). 
9 В Библии не говорится о свободе воли, которую утверждают теологи, наоборот, там присутствует идея Божественной предопределённости:

"Я образую свет и творю тьму, делаю мир и произвожу бедствия; Я, Господь, делаю все это." Ис. 45:7 
"Кто это говорит: "и то бывает, чему Господь не повелел быть"? Не от уст ли Всевышнего происходит бедствие и благополучие? Зачем сетует человек живущий? всякий сетуй на грехи свои. Испытаем и исследуем пути свои, и обратимся к Господу." Пл. Иер. 3:37-40 
"От одной крови Он произвел весь род человеческий для обитания по всему лицу земли, назначив предопределенные времена и пределы их обитанию<…>" Деян. 17:26

10 Интересно, как физики, представители науки сугубо материалистической, порой склоняются в философии к идеализму и агностицизму.
11 Апелляции к Бергсону и резонансам Пуанкаре, декларации краха детерминизма, критика стремления науки к простоте, постулирование связи необратимости времени с энтропией - всё это роднит концепции Бриллюэна и Пригожина. Отождествление времени с энтропией на наш взгляд таит в себе недостаток: увеличение энтропии можно представить как функцию от времени, тогда будет некорректно утверждать, что время необратимо из-за необратимости увеличения энтропии, поскольку это увеличение и будет функцией от времени, т.е. величиной, зависящей от времени! Недостаток этой концепции демонстрируют термодинамические процессы мозга, демонстрирующие негэнтропийную направленность, что побуждает некоторых сторонников теории "энтропийного времени" постулировать текущее назад "отрицательное" время в психических процессах (см. обзор этих гипотез в [4, с. 166-177]). Впрочем, можно избежать такой научной экзотики, если отказаться от логически недостаточно обоснованной теории времени-энтропии - ведь время течёт безостановочно, а возрастание энтропии заканчивается с достижением положения равновесия. Поэтому связывать течение времени с увеличением энтропии всё равно что привязывать время к любому процессу, стремящемуся к минимуму потенциальной энергии, но у времени нет "минимума" и быть не может, это явление совершенно другого порядка!
12 В данном случае разумность не подразумевается в антропоморфном смысле, скорее это - характеристика информационная в том смысле, что Вселенная представляет из себя бесконечный океан информационных взаимодействий, из которого ничто не пропадает в никуда, и где каждое явление имеет определённую причину. Со всей серьёзностью встаёт вопрос о телеологичности процессов данного универсума, но это является уже темой для будущих исследований.

 

 

 

 

 

 

 

 



Hosted by uCoz