Максим Модлинский - Модус. Кибернетическая реальность

В современной физике насчитывают довольно много законов сохранения (энергии, массы, импульса, момента импульса, заряда и т. д.). Все законы сохранения относятся к замкнутым системам (не взаимодействующим с окружением). Законы физики в физической системе налагают на такую систему определённые ограничения. Закон сохранения энергии гласит, что энергия любой замкнутой системы при всех происходящих в ней процессах остаётся постоянной и может только превращаться из одной формы в другую и перераспределяться между частями системы. По первому началу термодинамики в ней не может возникать или уничтожаться энергия. В незамкнутых системах увеличение или уменьшение энергии равно принятой от другой системы или переданной другой системе энергии. По второму началу термодинамики система должна быть энергетически открыта: всякое уменьшение энтропии внутри системы должно компенсироваться увеличением энтропии, рассеянием энергии вне её. Из этого следует вывод, что живая система, возможно, всегда будет немного теплее окружающей среды. Таким образом, законы термодинамики не допускают создания вечного двигателя. Из принципа неопределённости Гейзенберга следует, что невозможно одновременно сколь угодно точно измерить положение и скорость электрона. Теория относительности Эйнштейна утверждает невозможность движения со скоростью, превышающей скорость света в пустоте. Из основ физики следует, что машины всегда будут нуждаться в притоке внешней энергии, будут превращать её в тепло и рассеивать. В основе кибернетики лежит аналогичный вышеприведённым закон сохранения информации, из которого следует, что система никогда не сможет вырабатывать информацию «из себя», то есть невозможно создать систему, нарушающую закон сохранения информации. Но в то же самое время существуют парадоксы, не вписывающиеся в этот закон, отвергающие его. В кибернетике принято считать, что замкнутые сигнальные системы никогда не увеличивают количества информации, хотя могут выбрать более экономичное её выражение, требующее меньшего количества сигналов. Такое явление может быть одним из вариантов состояния системы при определённых условиях, о которых я расскажу далее, но возможны и другие состояния системы, связанные с увеличением или уменьшением информации в ней.

Можно встретить такую формулировку основного закона сохранения информации: «Информация в процессе управления способна превращаться в любую форму, сохраняя количество, определяемое логарифмом вероятности». Закон сохранения информации допускает преобразования информации без её потери. Каждая сигнальная система вырабатывает свои сигналы сама, и, поскольку в её распоряжении есть энергия, этот процесс возможен. Сложность составляет задача придать сигналам порядок и сохранить его. Если же порядок существует, распространить его на другую последовательность сигналов нетрудно, а что происходит при этом с количество информации, рассмотрим далее. Важно отметить, что исчисление информации должно производиться методами, отличными от методов подсчёта энергии или вещества.

Между учётом информации и учётом объектов реальности можно отметить такие различия. В двух материальных объектах реальности содержание вещества или энергии в два раза больше, чем в одном. Например, в двух одинаковых бутылках с водой воды будет в два раза больше, чем в одной, а в двух одинаковых аккумуляторах, заряженных до одного уровня, содержится вдвое больше энергии, чем в одном. Но к информации такой подход неприменим. Если взять две одинаковые книги, то количество информации при этом не удваивается. В каждой книге одного тиража содержится одинаковое количество информации и ровно столько, сколько во всём тираже. Автор при создании книги, в процессе переноса информации из «головы» в книгу, не теряет знания, которые у него были. А если прочитать книгу и усвоить прочитанную информацию, это никак не повлияет на количество информации в самой книге, оно останется тем же, не уменьшится. Любая клетка организма человека содержит ровно столько же информации, сколько весь организм, так как организм развивается из одной клетки. Архитектурный проект, созданный на бумаге или с помощью компьютерной программы, содержит столько же информации о пространстве здания и соотношении его конструктивных элементов, сколько само целое здание. Фотография человека содержит столько же информации, сколько содержит сам человек. Подобные примеры часто встречаются в книгах. Но всё же не могу отметить разницу между, скажем, проектом и его материальным воплощением – построенным зданием. Стоимость проекта и здания разная, отличается обычно в разы. А поскольку стоимость разная, то и информация разная. А чем вызвана разная оценка этих идентичных в информационном плане объектов? Тем, что количество человеческого труда на строительство и на разработку проекта не равно, в постройке участвует больше народу: если проект здания может придумать один человек, то построить здание в одиночку невозможно, это труд многих людей, и этот труд меняет качество информации, придаёт ей другой статус, увеличивает. Рассматривать объекты информации абстрактно и формально, не оценивая роль человека в их создании или в наблюдении за ними, не совсем корректно. В квантовой физике сознание наблюдателя влияет на объект наблюдения, этот принцип начал приниматься многими и меняет весь подход к предмету изучения. Поэтому роль человека в создании, изменении или потреблении объекта информации – предмет будущего рассмотрения.

Вернёмся к общепринятой формулировке закона сохранения информации: «В замкнутой системе в процессе преобразования количество информации остаётся неизменным». Немного истории. В XVIII веке Лейбниц определил закон достаточного основания, который запрещает принимать что-либо только на веру, без доказательств и является одним из главных принципов науки: «…ни одно явление не может оказаться истинным или действительным, ни одно утверждение справедливым, – без достаточного основания, почему именно дело обстоит так, а не иначе, хотя эти основания в большинстве случаев вовсе не могут быть нам известны».

Это явилось фактически первым вариантом закона сохранения информации. Лейбниц сформулировал закон, что всякое логическое положение для того, чтобы считаться вполне достоверным, должно быть доказанным, то есть должны быть известны достаточные основания, в силу которых оно считается истинным. Закон достаточного основания направлен против нелогического мышления, основанного на вере и предрассудках. Самым верным и надёжным доказательством истинности той или иной мысли является такое доказательство, которое непосредственно основано на фактах. Однако непосредственное обращение к фактам не всегда возможно. В соответствии с идеями Лейбница правомочность гипотезы о законе сохранения информации можно рассмотреть на различных примерах передачи информации от одной системы в другую.