Для того чтобы ясно представлять себе, что же такое информация, нужно понимать все процессы связанные с информацией до такой степени подробности, чтобы начать их, что называется, «ощущать под пальцами», перебирать по отдельным косточкам и составляющим.
При рассмотрении этой темы я буду использовать в качестве примера три объекта (процесса ): запись музыки на магнитофонную пленку, запись данных на CD диск и молекулу ДНК как носитель генетической информации. На самом деле для меня все эти три примера (как и любые другие) абсолютно идентичны (ну разве что, в каждом из них есть свои особенности, но зато с принципиальной точки зрения — они одинаковые), и поэтому я беру три примера (а не один или пять) лишь для того, чтобы показать общее, что есть в них, и чтобы вы сами могли бы потом находить и вычленять в других примерах те же составляющие уже самостоятельно.
Итак, я начинаю.
А для начала нам следует рассмотреть те явления, на которых базируются информационные процессы. Это ничто иное, как всем известные явления, которые в философии называются «отражение».
Отражение — способность тел (объектов) сохранять на себе следы взаимодействия.
Все объекты взаимодействуют между собой, и в результате этих взаимодействий свойства этих объектов изменяются, что и является собственно «отражением» этих объектов в результате взаимодействий. Это, я так думаю, понятно, и в дальнейших разъяснениях не нуждается.
И если мы посмотрим на все примеры с «информацией», то мы обнаружим, что вся так называемая «информация» - это всегда «следы» оставленные после взаимодействия, то есть, ничто иное, как «отражение».
Маленькое отступление.
Я для собственного употребления использую в этом случае термин «идеальное». Идеальное (для меня) — это следы оставшиеся на объектах после взаимодействия. Такие следы есть всегда и их можно найти на любом объекте, так как все объекты всегда взаимодействуют друг с другом. Поэтому можно смело говорить, что «идеальное» (то есть следы взаимодействия) есть всегда и на всех без исключения объектах материального мира. А это означает, что «идеальное» присутствует в объективном мире наравне с материальным.
Давайте посмотрим с этой точки зрения на три предложенных мною объекта в качестве примера.
На магнитофонной пленке звук записан посредством воздействия переменного магнитного поля головки, и на пленке (а точнее на ферромагнитном слое этой пленки) осталась остаточная намагниченность, то есть — «следы» после взаимодействия.
На CD диске в результате воздействия луча лазера достаточной интенсивности остались прожженные дырочки (которые мы пока не можем правильно интерпретировать), которые и есть - «следы» после взаимодействия.
На счет молекулы ДНК я не могу вам указать на те же самые «следы», но пока скажу, что если мы считаем эту молекулу носителем генетической информации, то следовательно для неё должны соблюдаться все законы и правила, которые я пытаюсь вам раскрыть, и я потом покажу, что это действительно так.
Пока на этом этапе мы с вами можем сделать промежуточный вывод: все информационные процессы связаны с явлением отражения, то есть, говоря моим языком, все они относятся к «идеальным» процессам.
Теперь давайте посмотрим на «информацию» с другой стороны — со стороны субъекта (например, человека). И допустим, нам нужно записать какую-нибудь информацию и передать её другому субъекту. Что мы для этого должны сделать?
Сначала мы должны выбрать носитель.
Носитель должен обладать определенными свойствами. Какими?
Для описания свойств объектов с точки зрения применимости их для обработки информации я обычно использую термины из реологии.
Реология — это наука изучающая деформационные свойства тел.
Для нас пока будет вполне достаточно использовать самые основные понятия (термины) из этой науки.
Упругость — свойство тел сопротивляться изменениям. Упругое сопротивление линейно. При снятии напряжения форма тела восстанавливается.
Вязкость — свойство тел сопротивляться быстрым изменениям, или медленно течь под нагрузкой.
Прочность — свойство тел воспринимать нагрузку не деформируясь и не разрушаясь
Эластичность — свойство тел испытывать значительные деформации не разрушаясь.
Пластичность — свойство тел необратимо деформироваться под нагрузкой.
И вот, вооруженные этими знаниями о свойствах тел относительно их способности к деформациям, мы можем выбрать для себя наиболее подходящий объект в качестве носителя нашей информации.
Самым, пожалуй, полезным для нас свойством будет «пластичность», то есть способность тел относительно легко менять свои свойства под нагрузкой, и при этом сохранять эти измененные свойства после того, как нагрузка будет снята. И при этом желательно чтобы у нашего носителя была бы приличная «прочность», то есть способность сопротивляться нагрузкам не разрушаясь, и почти не было бы «вязкости» и «эластичности».
Давайте снова рассмотрим наши три объекта взятые мной для примера, теперь и с этой вновь открывшейся стороны.
Итак, магнитофонная пленка (а точнее, ферромагнитный слой на ней) — обладает «пластичностью» - то есть легко меняет свои свойства при воздействии и при этом способна долго сохранять принятые изменения. Но она достаточно «эластична» - подвержена внешним влияниям, например, случайным магнитным полям, и «вязка» - намагниченность магнитной пленки со временем пропадает, «размывается», что нам не совсем должно нравиться.
CD диск в этом плане обладает ещё более хорошими характеристиками: его «прочность» и «пластичность» выше всяческих похвал, кроме того нет практически никакой «вязкости» и «эластичности». Поэтому в качестве носителя информации CD диск просто превосходен.
Ну а как в этом плане наша замечательная живая молекула ДНК? Если считать, что на ней содержится генетическая информация (а мы именно так и считаем), то следует отметить, что у этой молекулы появилось ещё одно неназванное нами качество или свойство — способность восстанавливаться после незначительных повреждений. И тогда с учетом этого нового свойства, молекула ДНК становится вполне пригодной для хранения информации.
Ну что ж, с этим, вроде бы более-менее разобрались. Что у нас осталось?
А осталось такая вещь, как интерпретация записанной на носителях информации. В самом деле: что нам с того, что скажем на CD диске записана какая-либо информация, если мы не можем её правильно интерпретировать. Потому что без механизма интерпретации записанной информации даже ДНК представляет собой всего лишь длинную (до 1 м длиной) полимерную молекулу с хаотичным чередованием своих мономеров.
Поэтому давайте-ка подробненько, шаг-за-шагом, пройдём по цепочке преобразований, начиная с записи информации во всех наших примерах, и заканчивая её чтением и интерпретацией. Может быть тогда станет понятнее.
Берем для начала как всегда магнитофонную плёнку. Допустим, мы собираемся записать на неё звук, ну например, музыку или речь.
Звук — это колебания воздуха, или говоря более грамотно — перепады давления воздуха. Эти перепады давления на специальном устройстве — микрофоне — преобразуются в колебания электрического тока (это для нас уже не представляет сложности — это процесс «отражения», то есть оставление «следов» в результате взаимодействия). Но колебания электрического тока нельзя сохранить — они существуют ровно столько, сколько длится сама музыка (или речь). Как быть?
Вот как: на магнитной головке магнитофона переменный электрический ток преобразуется в переменное магнитное поле, а то — в свою очередь — перемагничивает участок магнитофонной пленки, которая и есть наш носитель «информации». Таким образом, намагниченные участки пленки превратились в «застывшую музыку».
Но тогда возникает следующий вопрос: а как мы будем её читать? И вообще, откуда мы знаем, что вот на этой пленке записана музыка?
Давайте смотреть дальше. Вот, значит, у нас есть пленка с неравномерно намагниченными участками. Что мы можем и должны сделать для того, чтобы «считать с неё информацию»?
Во-первых, нам нужно устройство, принцип действия которого аналогичен записывающему, но обратен по результату — считыватель. В магнитофоне это будет считывающая головка. Пленка проходя мимо этой головки создает на ней переменное магнитное поле, которое порождает переменный электрический ток, который в свою очередь, должен быть преобразован в звук. А для этого, кстати, мы должны были ЗАРАНЕЕ знать, что на пленке записан именно звук и иметь для этого преобразователь тока в звуки — динамик. А иначе все наши усилия по считыванию «информации» с магнитной плёнки будут бесполезным делом. Значит, предположение (или знание) того факта, что на пленке записан звук — это и есть та самая правильная интерпретация, или говоря другим языком — контекст, без которого и запись на пленке, да и сама пленка не будет иметь для нас никакого смысла.
Ну, а CD диск, как с ним?
А с ним то же самое. Допустим, мы нащелкали на цифровой фотоаппарат много снимков, и сбросили их в компьютер (сам этот процесс мы рассматривать не будем, так как он выходит за наши рамки), и решили записать их на CD диск. Вставили диск в дисковод и нажали кнопку «Запись».
Все файлы, насколько мы знаем, в компьютере хранятся в виде «ноликов» и «единичек», то есть представлены в двоичном коде. Поэтому на диск они также будут записаны в двоичном коде. Блок исходной двоичной информации сбрасывается на CD-привод, где, как я уже говорил, на дорожках диска лазером прожигаются дырки.
И вот у нас в руках такой диск с прожженными на нём дырками. Что мы с ним можем делать? Допустим, мы инопланетяне и нам в руки попал такой диск.
Поскольку мы довольно продвинутые инопланетяне, то мы конечно же без труда сообразим, что перед нами двоичная система представления данных. Допустим так же, что мы изучив структуру диска, плотность записи на нём и подсчитав количество дорожек, сумели сделать устройство для считывания (у нас самих с этим проще — берем сидиром, вставляем в него диск и — оп-ля, читаем его). И вот значит, эти инопланетяне преодолев кучу трудностей сумели-таки считать правильно и без потерь ВСЮ последовательность «ноликов» и «единиц» с нашего диска. И что? Поняли они, что там за информация? Нет? А почему?
Оказывается, для того чтобы прочитать саму информацию нужно знать ЧТО СОБСТВЕННО БЫЛО ЗАПИСАНО — текст, цифры, картинка, звук, видеоряд и т. д., и к тому же, нужно еще знать какую систему кодировки при этом использовали, так как те же картинки, например, могут быть записаны в формате bmp, jpg, tiff, gif и т. д. А для этого нужно знать как о наличии самих этих форматов так и о правилах кодировки в них, а этого наши бедные инопланетяне знать ну никак не могут.
И заметьте, я ещё ничего не сказал о такой вещи, как файловая система — а это ничто иное, как глобальная структура представления данных, без которой прочитать и правильно интерпретировать полученную информацию вряд ли удастся. Вот это - файловая система и формат данных — и будет в этом случае контекстом.
И наконец настала пора обратиться к молекуле ДНК. Вот уж где контекст будет играть самую что-ни наесть существенную роль.
Запись пока опустим и вернёмся к ней позже. Начнём сразу с чтения.
Для правильного чтения генов с молекулы ДНК нужно, во-первых, её раскрутить и расщепить на отдельные нити, затем на неё садится такая большая дура-нашлёпка — РНК-полимераза, которая как трамвай по рельсам бежит по нитям ДНК и ищет момент входа, который условно называется «промоутер». Найдя такой участок, РНК-полимераза начинает считывать с ДНК последовательность нуклеотидов формируя идентичную им нить РНК, и как только ей встретится так называемый «стоп-кодон», транскрипция обрывается.
Это, конечно, здорово. Но что значит эта считанная с ДНК «информация»? Для того чтобы это понять, нужно посмотреть что происходит с получившейся РНК дальше.
А дальше РНК выходит из ядра и попадает в тело клетки, где её подхватывают рибосомы, в которых происходит синтез белка, который кодируется последовательностью нуклеотидов в РНК.
То есть, если вернуться к нашим предыдущим примерам, транскрипция ДНК в РНК с помощью РНК-полимеразы и последующий синтез белка в рибосомах — это и есть тот самый контекст, без которого «информация» записанная в ДНК лишается всякого смысла. А это значит, что и в случае ДНК мы имеем туже самую структуру: носитель, запись на основе измененных свойств, и интерпретация информации на основе контекста.
Да, так как же в ДНК осуществляется «запись»?
По всей видимости, так же. Только механизм будет обратный считыванию.
В современной науке этот процесс носит название «обратной транскрипции», и пока он рассматривается на уровне гипотезы, но данных подтверждающих наличие такого механизма постепенно накапливается всё больше.
Таким образом у нас получается, что информация базируется на естественных процессах отражения, то есть на способности объектов изменять свои свойства в процессе взаимодействия и сохранять эти изменения на протяжении длительного времени. Но обязательным условием для признания идеального (то есть следов оставшихся после взаимодействия) ИНФОРМАЦИЕЙ нужен контекст, или наличие механизма считывающего информацию и интерпретирующего её правильным образом.
В моей системе представлений такой считывающий и интерпретирующий информацию объект я называю субъектом. Поэтому моё определение информации звучит так коротко:
ИНФОРМАЦИЯ — это субъективное идеальное.
И если отойти на большое расстояние и посмотреть на информационные процессы со стороны, то нам увидится удивительная картина.
Вот есть какой-нибудь вполне материальный процесс, скажем музыка или речь (то есть обычные перепады давления воздуха), затем "некто" переносит эти перепады давления воздуха на носитель (причем сам носитель может быть любым, как и способ записи: магнитная пленка, CD диск, флешка, нотная запись), и эта запись может храниться долго-долго, а затем другой "некто" берет эту запись, и восстанавливает на её основе первоначальный МАТЕРИАЛЬНЫЙ процесс - колебания воздуха.
Получается, что информация - это как бы перевод какого-либо процесса из сферы материальной в сферу идеальную и консервация его там на произвольный срок, с возможностью последующего восстановления снова в виде материального процесса. Но для этого он должен знать способ (алгоритм), с помощью которого производится преобразование материального в идеальное и наоборот.
Полевой Валерий
19.09.2011
Отредактировано VPolevoj (01-02-2012 08:07:33)
Тяжело проявлять свою шизоидность.