я создаются с вероятностью единица, так что проблема выбора конкретной последовательности из очень большого числа априорно равновероятных последовательностей попросту не возникает. В некотором отношении динамическая система, порождающая хаос, действует как своего рода селектор, отбрасывающий огромное большинство случайных последовательностей и сохраняющий лишь те из них, которые совместимы с соответствующими динамическими законами… Присущая этим законам необратимость допускает существование……… устойчивых и тем самым воспроизводимых аттракторов.» (Там же, с. 224).
Итак, наличие динамического хаоса позволяет системе осуществлять перебор вариантов собственных состояний и реализовывать наиболее конкурентоспособный вариант крупномасштабной упорядоченности. При этом сложная система спонтанно образует своеобразный блок управления, который действует как селектор, отбраковывая огромное большинство случайных последовательностей и сохраняя наиболее устойчивые и упорядоченные структурные образования. В таком хаосе коренится свобода, позволяющая системе осуществлять выбор оптимального при данных условиях порядка.
В самых различных явлениях природы можно отследить двухступенчатый характер спонтанного управления. На первой ступени происходит самоструктурирование материи под мобилизующим и управляющим воздействием внешнего источника энергии. Это синергетическая ступень, на которой самоорганизация возникающих структур управляется определённой направленностью движения, потока энергии, который как бы «укладывает» хаотически движущиеся частицы, придавая им определённую регулярность и периодичность местоположения. В качестве упорядочивающей, мобилизующей материю структуры на этой ступени выступает постоянно действующий источник энергии. На второй ступени в результате естественного отбора и самоусложнения структур возникают мобилизационные структуры, обладающие внутренней энергией, достаточной для преобразования определённого фрагмента окружающей среды, её структурирования по образу исходной структуры. Они изымают из этого фрагмента среды дополнительные вещественно-энергетические ресурсы, вступают в конкуренцию с другими структурами за обладание этими ресурсами, образуют слияние или поглощение менее конкурентоспособных структурных образований. Становясь мобилизационными ядрами сложных систем и постоянно усложняясь в процессе системообразования, мобилизационные структуры становятся очагами самопроизвольного управления окружающей материей. На этой мобилизационной ступени образуются предпосылки для дальнейшего усложнения и усовершенствования организации и управления, для развития и прогресса.
Эти предпосылки не могут реализовываться на основе лишь случайного перебора возникающих структур и поддержания наиболее удачных структур естественным отбором. Внутри самих структур происходит эволюционная работа, способствующая спонтанному самоусовершенствованию определённых структур в определённых обстоятельствах и, соответственно, улучшению качества управления. В неживой природе отсутствуют внутренние механизмы, создающие устремлённость мобилизационных структур к оптимизации собственного состояния вследствие отсутствия отражения качества этих состояний в блоках управления этих структур. В результате почти 100 % эволюционной работы осуществляется впустую, структуры возникают и распадаются с определённой цикличностью, а прогресс упорядоченности растягивается на миллиарды лет. Ведь всякий прогресс связан в конечном счёте с повышением качества управления.
В том, что в неживой природе отсутствуют обратные связи, сигнализирующие в сложные системы об их собственном состоянии и тем самым создающие устремлённость к повышению качества управления, кибернетическая трактовка управления совершенно права и безупречна. Но на этом основании нельзя игнорировать наличие управления в космической организации неживой природы. В рамках эволютики необходимо объединить системно-кибернетический подход с синергетическим и мобилизационным для дальнейшего выявления процессов спонтанного управления в неживой природе. Без понимания этих процессов, без дальнейшего конкретнонаучного их выявления останутся неясными предпосылки образования жизни и космической эволюции в целом. Проблема здесь заключается ещё и в том, что в обыденном мышлении, в том числе и в обыденном мышлении учёных, сама возможность управления связывается с наличием целесообразно действующего управляющего субъекта. В кибернетике в качестве такого субъекта рассматривается кибернетический автомат.
Нужно сделать ещё один шаг и признать, что если неодушевлённые автоматы в технике могут рассматриваться в качестве и субъектов, и объектов управления, то и неодушевлённые «автоматы» неживой природы, образуясь в сложных космических системах, могут рассматриваться в качестве субъектов и объектов управления. Они не обладают, конечно, встроенными системами оценки собственного состояния и механизмами, создающими устремлённость к его оптимизации. Но они определённым образом реагируют на обратные связи и образуют достаточно сложные структуры управления движением окружающей материи, потоками вещества, энергии и информации. Без этого спонтанного, нецелесообразного, самопроизвольного управления и автоматического регулирования никогда и нигде не возникла бы жизнь и не сформировался бы разум, который ведь тоже представляет собой не что иное, как управленческую и отражательную мобилизационную структуру космической эволюции.
18.3. Эволюционное содержание информатики
Информатика возникла в 60-е годы XX века как часть кибернетики. Её создание было связано с развитием вычислительной техники, появлением первых компьютеров, созданием высокоскоростных линий связи. К основателям информатики принадлежали Норберт Винер, Клод Шеннон и Уильям Росс Эшби.
Н. Винер почти одновременно с К. Шенноном разработал статистическую теорию количества информации, заложил основы теории управления, в которой ключевую роль придавал приёму, передаче, хранению, переработке и использованию информации, а также прямым и обратным связям с использованием каналов поступления информации от источника к приёмнику. Винер первым отождествил информацию с отрицательной энтропией, что имело фундаментальное значение не только для становления информатики, но и для зарождения впоследствии эволюционной физики.
Вслед за Винером К. Шеннон в 1948 г. (в котором вышла книга Винера «Кибернетика») разработал количественный способ измерения потока информации, содержащегося в одном случайном объекте. При этом информация была интерпретирована как устранение (или, выражаясь философским языком, как снятие) неопределённости. Минимальный шаг в устранении неопределённости был связан Шенноном с различением между двумя знаками, например, между нулём и единицей. Поэтому для оперирования информацией и её передачи была использована двоичная система счисления, и каждое сообщение предлагалось разъять на последовательно поступающие сигналы, различие между которыми проводилось наиболее чётко и недвусмысленно путём разграничением между нулём и единицей. Соответственно было предложено измерять количество информации в минимальных шагах по снятию неопределённости, которые были названы битами. Шеннон произвёл это название от английских слов «бинари дигит», что означает «двоичная система». В качестве более крупной единицы количества информации был введён байт – набор из 8 бит, т. е. количество информации в четырёх двоичных разрядах.
Весьма характерно, что Шеннон называл созданную им теорию информации теорией связи. При создании этой теории он абстрагировался от смысла и ценности информационных сообщений, представив информацию в виде двоичных кодов для передачи её по каналам связи. Практическое значение теории Шеннона заключалось прежде всего в преодолении помех, которые неизбежно возникают при передаче даже чётко различимых сигналов от источника к получателю информации, её адресату. Помехи, или информационный шум, возникают при передаче сигналов постоянно, они являются следствием энтропии, т. е. хаотического, несвязного движения молекул, атомов и элементарных частиц на микроуровнях, а также вторжения различных посторонних физических воздействий извне (например, радиоволн) на макроуровне.
Система передачи сигналов становится уязвимой именно в результате кодирования сообщений, их разъятия на чётко определённые коды. При этом теряется, как бы погружается в непроницаемый «чёрный ящик» смысл сообщения, позволяющий интеллекту человека восстанавливать первоначальный текст по некоторым достаточно существенным деталям. Поступление в передаваемый по каналу связи поток информации посторонних сигналов сразу же затрудняет дешифровку сообщений именно вследствие неразличимости по смыслу полезной информации и шума. Возникает определённый предел допустимого шума, за порогом которого распознавание декодированных сообщений резко снижается либо даже становится невозможным. Нарастание неопределённости в связи с образованием помех требует решения проблемы передачи информации наиболее определённым образом с целью минимизации поступления помех и их максимального устранения. Для этого необходимо либо разработать и установить различные типы фильтров для создания препятствий поступлению помех, либо повысить надёжность передаваемых сигналов путём их повторения в определённом количестве раз. Последний способ наиболее действен, но при его применении происходит снижение скорости передачи информации в столько же раз, во сколько необходимо увеличить число повторений.
К. Шеннон разработал математический аппарат для достижения оптимального сочетания между повторением сигналов и скоростью передачи информации, обеспечиваемой проходимостью каналов связи. Для характеристики количества повторений и для предотвращения искажений и потерь информации под воздействием шума Шеннон ввёл понятие избыточности информации.
Одним из главных достижений теории К. Шеннона была физикализация процессов оперирования информацией и рассмотрение физической стороны информационных процессов. «Основная идея теории связи, – писал он, – состоит в том, что с информацией можно обращаться почти так же, как с такими физическими величинами, как масса и энергия» (Шеннон К. Современные достижения теории связи – В кн.: Работы по теории информации и кибернетике – М.: ИЛ, 1963 – 669 с., с. 404). Главным героем научных произведений Шеннона стал сигнал как физический объект, способный передаваться по каналам связи и оказывать управленческие воздействия на сложные системы. Тем самым был открыт путь к изучению роли информации в физических процессах, в образовании порядка, в космической эволюции в целом. По мысли американского физика и информатика французского происхождения Леона Бриллюэна, теория информации оказывается одним из самых мощных средств исследования, одним из самых надёжных проводников, ведущих нас, подобно ариадниной нити, сквозь лабиринт «гносеологических наслоений» современного научного познания (Бриллюэн Л. Научная неопределённость и информация – М.: Мир, 1966 – 484 с., с. 12)