Интеллектуальные системы, информация и экология

Экология и физиология интеллектуальных систем, закономерности информационной экологии.

Еремин А.Л. "Ноогенез и теория интеллекта" – Краснодар: СовКуб, 2005. – 356 с. ISBN 5-7221-0671-2

Психологически наша душа столь невероятно субтильна и сложна. Каким образом согласовать ее с миром законов и формул?

П. Тейяр де Шарден (1881—1955)

Экология интеллектуальных систем — раздел науки о закономерностях развития и формирования (ноогенеза) интеллектуальных систем, их функционирования и взаимоотношений с окружающей средой.

Экология интеллектуальных систем тесно связана с системой знаний о ноогенезе, информационной экологией и информационной гигиеной, а также другими науками (рис. 3.1). В части 1-ой данной книги было уделено внимание объекту — «интеллектуальным системам» и изучаемому процессу — «ноогенезу». Ниже предлагается рассмотреть вопросы, касающиеся изучаемого объекта-фактора — «информации» и разделов системы знаний — «информационная экология» и «информационная гигиена», связанных с функционированием интеллектуальных систем и их взаимоотношений с окружающей средой.

Эволюция понятия «информация». Выработка научного понятия Информации (И.), раскрыла новые аспекты единства мира, так как позволила найти общее в процессах происходящих в природной, технической, социальной, экономической и др. сферах, подойти с единой точки зрения к процессам передачи сообщений по техническим каналам связи, функционированию нервной системы, работе компьютеров, разнообразным процессам управления и др.

Между тем, существует различное понимание термина «И.». Для того чтобы разобраться в дефинициях этого понятия, приводим некоторые из них.

В 40-х годах в СССР (сталинские времена) была принята формула: «информация» — это осведомление; сообщение, осведомляющее о положении дел или о чьей-либо деятельности, сведения о чем-либо, а «информировать» (лат. informare — изображать; составлять понятие о чем-либо) — осведомлять (Словарь под ред. СМ.Локшина 1949).

С ней перекликается и следующая формулировка: Информация (от лат. informatio) — сообщение, осведомление о положении дел, сведения о чем-либо, передаваемые людьми (Д. П. Горский, 1991). В 1949 г. в статье К. Шеннона и У. Уивера «Математическая теория связи» была сформулирована математическая теория И., опирающаяся на понятие вероятности. В вероятностной теории под И. понимаются не любые сообщения, которыми обмениваются люди, а лишь такие, которые уменьшают неопределенность у получателя. Единицей измерения количества И. является бит — такая И., которая позволяет осуществить выбор из двух равновероятных возможностей. На основе категории разнообразия, разработанной английским кибернетиком и биологом Р. Эшби, И. существует там, где есть разнообразие, если же нет разнообразия, нет и информации.

По Н. Винеру «Информация — это обозначение содержания (сигналов), полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему и приспосабливания к нему наших чувств» (Н. Винер, 1957). Между тем, следует учитывать И. и из «внутреннего мира» — интероцепцию (лат. interior — внутренний + receptio — принятие, прием), т. е. процесс возникновения, проведения, восприятия и переработки в центральной нервной системе И., возникающей в результате возбуждения внутренних органов — интероцепторов. Интероцепция обеспечивает центральную нервную систему И. об изменениях в деятельности всех внутренних органов, о тонусе сосудов, состоянии скелетной и гладкой мускулатуры и, таким образом, влияет на регулирование кровообращения, пищеварения, обмена веществ (В. Н. Черниговский, 1975).

Информация (лат. informatio — разъяснение, изложение) — некоторые сведения, совокупность каких-либо данных, знаний (М. М. Розенталь, 1975). И. представляет собой меру организации системы. Принятая и понятая И. составляет внутреннее достояние системы или процесса и может быть названа структурной И. Другой вид И. — относительная И. всегда связана с отношением двух процессов и отражением. Если в предмете происходят изменения, отражающие воздействие другого предмета, то можно сказать, что первый предмет становится носителем И. о втором предмете.

Информация это совокупность символов. В свою очередь символы можно определить, как образы, несущие смысловую нагрузку. Количество информации может рассматриваться с трех основных точек зрения:

• с поведенческой — создание порции информации осуществляется по некоторой причине, а получение этой информации может привести к некоторому результату (наблюдаемому действию или мыслительной операции);
• с математико-лингвистической — порция информации может быть описана путем соотнесения ее с другой информацией, указания ее смысла и структуры;
• с физико-технической — рассматриваются физические аспекты проявления информации — ее материальный носитель, разрешающая способность и точность, с которыми она фиксируется, количество информации, которое производится, передается или принимается и т.д.

Информацию можно создавать, передавать, запоминать, искать, принимать, копировать, обрабатывать, разрушать. Информативные образцы могут создаваться в самых разнообразных формах: в форме световых, звуковых или радиоволн, электрического тока или напряжения, магнитных полей, знаков на бумажном носителе. В принципе информацию может переносить любая материальная структура или поток энергии. Масштабы использования информации являются одним из основных признаков, отличающих мыслящие особи от всех остальных существ (В. Иллингуорт, 1989).

Информация — любое сообщение, передаваемое с помощью специальных средств связи: символов, знаков, кодов и т.д. В философском смысле И. — характеристика отражения, основанная на мере разнообразия и упорядоченности явлений, которые отражаются (О. Г. Газенко, 1987). Передачу и прием И. можно рассматривать как усовершенствование живых систем, приводящее к повышению уровня их организации. Прогресс живых систем, в том числе и таких высокоорганизованных, как человек, связан с дальнейшим развитием способов переработки и хранения И. мозговыми образованиями, а также принципов приема и получения ее из внешней среды. Ценность И., в применении к живым системам, измеряется приращением вероятности достижения существующей цели в результате использования живой системой данной И.

Вышеуказанную формулировку ценности И. можно сравнить с правилом возникновения эмоций представленном в виде формулы:

Э = [П(И_н-И_с)],

где Э — эмоция, ее степень, качество и знак; П — потребность, ее сила и качество; И_н — информация о средствах, прогностически необходимых для удовлетворения потребности; И_с — информация о существующих средствах, которыми реально располагает субъект в данный момент (П. В. Симонов, 1987).

Методы и достижения теории И. находят применение в кибернетике, искусстве, психологии, педагогике, а также гигиене, социологии, связи, экономике, культурологии, конфликтологии и миротворчестве. Только в биологии и медицине, например, при исследовании процессов передачи И. в нервной системе, изучении механизмов передачи наследуемых признаков в генетике, анализе механизмов восприятия образов, информационной теории эмоций и пр.

Несколько в стороне стоит появившееся в последнее время новое виденье информации, как процесса «резонансно-сотового, частотно-квантового и волнового отношения, взаимодействия, взаимопревращения и взаимосохранения энергии, движения, массы и антимассы в микро- и макроструктурах Вселенной» (И. И. Юзвишин, 1996).

В соответствии с этой формулировкой «информации», можно утверждать, что в гигиене, для различных видов информации — излучений, шума, вибрации, ультразвука, метеофакторов, химических веществ, определены нормы, предельно допустимые концентрации, уровни и дозы, не вызывающие неблагоприятных изменений в состоянии здоровья. В соответствии с этой же формулировкой возможно в будущем развитие такого направления как «информационная физиология» — наука о закономерностях информационных процессов функционирования живых организмов, их отдельных систем, органов и тканей, а также информационного взаимодействия живых организмов с окружающей средой.

При всем разнообразии формулировок «что такое информация», представленных в обзоре литературы, если не вдаваться в особенности отдельных дефиниций, вариант собирательного понятия мог бы быть следующим: «информация» — это любое сообщение, совокупность каких-либо данных, знаний, осведомление о положении дел, сведения о чем-либо, передаваемые, с помощью специальных средств связи: знаков, кодов, символов — образов, несущих смысловую нагрузку, обозначение содержания (сигналов), полученного в процессе нашего приспособления к внешнему миру и приспосабливания к нему наших чувств.

К новым понятиям иноформациологии. Накопление знаний об информации и объединение их в систему неизбежно ведет к образованию нового качества. Конец 2-го тысячелетия характеризовался такими терминами, как «информационная революция», «ноосфера», «теория информации», «четвертая власть» — средства массовой информации», «информационное загрязнение».

Автор взял на себя смелость предложить словосочетания и проекты формулировок новых понятий, которые могут быть применимы в XXI веке, осознавая, что это всего лишь попытка для дальнейшего объединения знаний в науку об информации.

Информационный доминизм (лат. dominans, dominantis — господствующий; англ. dominion — власть; фр. domaine — владение) — глобальное, довлеющее преобладание информации над другими субъектами и процессами, формами и свойствами существования материи, значимыми для жизни человека и человеческого сообщества, основанное на совершенствуемых технологиях, господство информации в различных сферах человеческого бытия. И. Д. при особых условиях объема и качества информации может становиться нерациональным, антиэкологичным, наносящим вред здоровью человека и человеческого сообщества.

Информационная анархия — беспорядочное, сумбурное, хаотичное, бессистемное (не структурированное, не последовательное) производство и распространение, получение и хранение информации.

Информационный экоцид — уничтожение, разрушение традиционно сложившейся информации и ее носителей (сведений, сообщений, символов, сигналов, обозначений, изображений, образов, знаков, систем знаний). Информационный экоцид может быть:

• антинациональным, антиэтническим — разрушение языка, алфавита, мировоззрения (веры, религии), обычаев и обрядов;
• межрегиональным, межгрупповым — разрушение общего информационного пространства, уничтожение информационных связей между территориями, населенными пунктами, группами людей;
• антинаучным — необоснованное разрушение сложившейся системы знаний, хранилищ информации, дискредитация новых направлений науки;
• античеловеческим — разрушение общечеловеческих принципов,пропаганда насилия, тирании, шовинизма, принципов, попирающих права человека.

Инфосфера — единое, организованное как целое в самом человеке, в группе людей, в человеческом сообществе, на отдельно взятой территории, или на всей Земле, структурированное информационное пространство с быстрым, надежным, гармоничным, всесторонним информационным обменом.

Эволюция экологической идеи. Понятие «экология» введено в 1866 г. немецким ученым Геккелем (Е. Haeckel), определившим ее как «... общую науку об отношениях организмов к окружающей среде». В настоящее время можно сказать, что первоначальное понятие отражало «экологию» в ее биологическом аспекте. При этом общая экология занимается изучением основных принципов организации и функционирования биологических систем. Частная экология — изучение конкретных групп живых организмов.

Главная задача экологии — изучение организменного, популяционного и биогеоценотического уровней экологических систем. Популяция — сообщество особей одного вида, способных к свободному скрещиванию и обладающих общим генофондом. Функция популяции — сохранение и воспроизведение вида в данных условиях. Ведущая функция биогеоценоза

— поддержание биогенного круговорота, осуществляемое в результате взаимодействия составляющих биоценоз популяций.

Одно из наиболее ранних направлений экологии — ландшафтная экология — изучает приспособление организмов к разной географической среде, формирование биоценотических комплексов различных ландшафтных зон и их подразделений, биологические особенности этих комплексов, их влияние на среду обитания. При этом, под «биоценозом» понимается совокупность животных, растений и микроорганизмов, населяющих участок биосферы с более или менее однородными условиями. Эволюционная экология выявляет экологические закономерности эволюционного процесса, пути и формы становления видовых адаптации, эволюции биогеоценозов, а также осуществляет реконструкцию экологических систем прошлого Земли (палеоэкология). Аутоэкология

— экология отдельных видов. Синэкология — экология сообществ и биогеоценозов.

Известны и такие направления, как «популяционная экология», биоценология (И.А.Шилов, 1998). Рассматриваются виды и формы взаимодействия между популяциями, которые могут иметь место и в межличностных, межгрупповых отношениях в социуме и формироваться, в том числе, с участием информации: конкуренция, нейтрализм, мутуализм (благоприятно для А и В, является облигатным — обязательным), прото-кооперация (благоприятно для А и В, не является облигатным), комменсализм (А — выгода, В — не получает влияния), аменсализм (А подавляется, В — не испытывает влияния) (В. Н. Немых, 1997).

Кроме того, известно такое направление, как «функциональная или физиологическая экология», изучающая конкретные механизмы, с помощью которых осуществляется приспособление к изменяющимся условиям среды, необходимое для бесперебойного функционирования биологических систем разного уровня. К этой терминологии в последнее время добавилась и «экологическая физиология человека» (В.А.Матюхин, 1999).

Известно рассмотрение термина «экологическая психиатрия». Отмечается, что психологический конфликт занимает ведущее место в динамике психических расстройств невротического уровня (Ю. А. Александровский, 1993).

В 1875 г. Э. Зюссом был предложен такой экологический термин как «биосфера» — оболочка земли населенная живыми организмами. А в 30-х годах XX века В. И. Вернадский предложил термин — «ноосфера» — сфера ведущего значения разума. По мнению Вернадского основные предпосылки создания ноосферы — следующие: 1. Человечество стало единым; 2. Преобразование средств связи и обмена; 3. Открытие новых источников энергии; 4. Подъем благосостояния трудящихся; 5. Равенство всех людей; 6. Исключение войн из жизни общества.

В таком направлении, как «экология человека», человек рассматривается как «общий дом», в котором должны гармонично функционировать природные, социальные и культурные его составляющие. Тело человека, с одной стороны, способ включения человека в многосферный мир (Природа, Социум, Культура), с другой стороны, специализированное «тело» — продукт системообразующих факторов (биосферно-природного, культурно-социального и духовно-интеллектуального). Тело оказывается носителем и медико-биологического («норма» и «патология») и медико-социального («здоровье» и «болезнь») срезов состояния человека (И. И. Орехов, 1998).

Человек при контактах с окружающей средой продолжает сталкиваться с экстремальными условиями, связанными в том числе с дефицитом или поступлением новой информации при исследованиях и трудовой деятельности на высокогорье (H.Antesena, 1987), в космосе (O.G.Gaze-nko,1987), в подземных пещерах (M.Sifr, 1987), в пустыне (Н.A.Sidiku, 1987), тропических лесах (I.Palade, 1987), в море (D.Berman, 1987), вблизи земных полюсов (J.L.Atyenn, 1987), в экстремальных условиях Севера (В. А.Матюхин, 1999), в повседневной жизни и быту (L.Levi, 1987).

Общепринятым является дефиниция экология — наука о закономерностях формирования и функционирования биологических систем и их взаимоотношений с окружающей средой (И. А. Шилов, 1986).

В последнее время разрабатывается (Ю.А.Рахманинов, Б.Б.Прохоров) «экология человека» — наука, направленная на познание закономерностей взаимодействия человеческих общностей с окружающими их природными, социальными, производственными, бытовыми факторами, включая культуру, обычаи, религию и пр., с целью выяснить направленность эколого-социально-демографических (антропоэкологических) процессов, а также причины той или иной направленности этих процессов (по Б.Б.Прохорову, 2003). Цель экологии человека — обеспечить общество (в широком смысле этого слова — от каждого гражданина и общественных организаций до законодателей и руководителей всех рангов) соответствующей информацией, что будет способствовать оптимизации жизненной среды человека и процессов, протекающих в человеческих общностях. Задача экологии человека — создание здоровой, экологически чистой, безопасной и социально комфортной среды обитания человека.

В литературе известно множество разрабатываемых в настоящее время научных направлений экологии. Так, по М. Реймерсу и А. Яблокову насчитывается 39 подразделов экологии (В.А.Радкевич, 1998), но среди них не обозначено направление информационной экологии.

Информационная экология. При анализе степени разработанности научного направления «информационная экология, информационная гигиена» по нашему запросу информационный поиск был проведен фирмой STN International (The Scienctific & Technical Information Network — Карлсруэ, ФРГ), в компьютерных научных базах данных которой накоплено более 150 млн документов, по ключевым словам: «информационная гигиена», «информационный стресс», «информационная экология», «информационная безопасность» (information safety, information security), «информационная конфликтология».

Среди проанализированных источников термины «информационная гигиена», «информационный стресс», «информационная конфликтология» не встречались; в нескольких публикациях были упомянуты термины «информационная экология», «информационная безопасность».

В найденных данных отмечается, что за последние полвека появились две потенциально великие идеи, каждая из которых обладает большим значением для наших взаимоотношений с окружающим миром. Одна из них — это идея о том, что мир претерпевает информационную революцию. Другая — о том, что «зеленая революция» нужна для того, чтобы справиться со всевозрастающей угрозой окружающей среде. Очевидно, необходимо, чтобы эти две великие идеи сближались. Развитие же такой гибридной науки, а именно «информационной экологии» могло бы изменить мышление в области социальных и экономических воздействий на компьютерные и коммуникационные технологии. Кроме того, отмечается взаимосвязь между информационной экологией и применением компьютерных и коммуникационных технологий в области окружающей среды (D.J. Maclean, 1990).

«Информационная экология» рассматривается в совокупности с темами по: качеству информации; управлению информацией; продуктам информации; оценке информационных служб; информационной ценности; информационным нуждам; ответственности (IQDD, 1990).

Отмечается, что в связи с информационным бумом появилась новая форма загрязнения — информационное загрязнение. Там, где появляется несоответствие между планируемым и реальным использованием информации, происходят неполадки в области информационной экологии. В связи с этим предлагается развивать информационные стандарты, чтобы различать связи между информацией, пользователями информацией и использованием информации. Распространение информации может контролироваться при наблюдении за такими 6-тью свойствами информации, как предмет, охват, измерение (единица измерения, например, челове-ко-часы), время, источник, качество (полнота и своевременность) информации. Чтобы успешно справляться с информационным загрязнением необходимо: 1) составить план информационных требований; 2) управлять и контролировать сбор, хранение и изъятие информации; 3) оценивать пользование информацией (F.W. Horton, 1978).

Отдельными авторами под «информационной экологией» понимается состояние информированности, информативности отдельных организаций. При этом подчеркивается, что изменения этого состояния могут быть пагубными, если они не учитывают взаимосвязь различных информационных подсистем, сосуществующих друг с другом Указывается на роль информационного управления в понимании и наблюдении за всем информационным пространством. При этом принципы экологии используются, чтобы привлечь внимание к потенциалу экологического мышления, сделать акцент на взаимосвязь подсистем в информационном пространстве организации (К. Harris, 1989).

«Информационная экология» рассматривается также как подход к информационному управлению в трудовых коллективах. С одной стороны, технология, уже развернутая в рамках данной организации, как и технологии, имеющиеся в наличии на внешнем рынке технологий, могут успешно способствовать планированию и постепенному повышению эффективности информационного пространства. Технология дает доступ к информации, а этот доступ не только достаточен, но и необходим. С другой стороны, технологическая модель опирается на высококвалифицированные человеческие ресурсы, которые являются основой общества (T.H.Davenport, 1995).

Есть данные о том, что проблемы «информационной экологии» возникают в обществах, насыщенных информацией, а также во взаимодействии с обществами, малонасыщенными информацией. Подчеркивается, что мерой экологического качества информации могут быть ее социальный характер, лингвистические (критичность, подразумеваемый объем, пристрастность) и исторический аспекты. Отмечается, что эти аспекты могут способствовать пониманию концепции «информационного загрязнения». Причем указывается на все возрастающие различия между информационно насыщенными и информационно бедными странами (R.Capurro, 1989).

По результатам поиска источников данных возможно сравнение. Человек при обработке и анализе систематизированных в науке материалов ограничен в своих возможностях, так как может прочитать ограниченное количество материалов, например, 200 источников по теории стресса. Между тем, по этой проблеме только в одной библиотеке Международного института стресса 150 тысяч публикаций (Л. А. Китаев-Смык, 1983). Однако из чрезвычайно большого объема проанализированных баз научных данных с использованием современных методов информационного поиска удалось найти лишь небольшое количество публикаций по вышеуказанным направлениям. Причем найденные данные носили разрозненный характер, демонстрировали то, что научный поиск ведется в разных направлениях, и не представляли собой системы знаний. Это может свидетельствовать о начальной стадии разработок в таком перспективном направлении науки, каким может являться «информационная экология».

Учитывая данные литературы, результаты собственных исследований и актуальность перспективных разработок, автором, начиная с 1995 года, в ряде публикаций было предложено различать специальный раздел науки «информационную экологию».

Информационная экология — это наука, изучающая закономерности влияния информации на формирование и функционирование человека, человеческих сообществ и человечества в целом, на индивидуальные и общественные взаимоотношения с окружающей информационной средой, а также межличностные и межгрупповые информационные взаимодействия.