государственный педиатрический университет
А.О.Поляков
Введение в основы
информационной медицины
Учебное пособие
Санкт-Петербург
2005 г.
Введение
Дерзайте – и дано вам будет
Каждая подсистема человеческого организма обладает способностью и необходимостью вырабатывать собственные сообщения, взаимодействующие с сообщениями других его подсистем. Любые выделенные подсистемы в свою очередь состоят из частей, обладающих на своем уровне теми же свойствами, но, возможно, собственной системой сигналов и сообщений.
Информационная медицина направлена на изучение, поддержание и совершенствование взаимодействия процессов такого общения на всех уровнях живого организма как внутри его, так и на уровне взаимодействия этих потоков с живыми составляющими внешнего мира.
Как видит читатель, нигде в определении информационной медицины не упомянут термин «информация». Это сделано здесь специально, исходя из простого понимания того, что сам термин сегодня настолько искажен его некорректным употреблением, даже отсутствием его вразумительного определения, что просто невозможно сформулировать предмет информационной медицины с его упоминанием. Сама же информационная медицина раскрывается ниже со своей «информационной стороны», исходя из предварительного наведения относительного порядка в терминологии, приведением разрозненных терминов и исследований в области, называемой информатикой к некоторому «единому знаменателю». Именно это дает автору настоящей работы возможность сформулировать в ней понятие информационной медицины уже с предоставлением читателю прав на употребление термина «информация». Со стороны «чисто» медицинской все права на создания информационной медицины оставляются заинтересованному в этом специалисту.
Для этого в первой главе предлагается краткий экскурс и рассмотрение основной проблемы – как не надо определять информацию. И далее - как от Винеровского определения информации как управления (что, конечно, не является достаточным определением термина) корректно перейти к прикладным вариантам наук, занимающихся взаимодействием изучаемых ими объектов с себе подобными и окружающим их внешним миром.
Во второй главе автор проводит анализ состояния термина информация, предлагает его употребление в смысле, не противоречащем реалиям окружающей нас действительности в ситуации неживой природы, живой природы и их взаимодействия. Проводится феноменологическое доказательство существования информации как процесса взаимодействия систем в живой природе.
В третьей главе рассматриваются сопряженные с информацией понятия управления, контекста, интеллекта. Фактически в сочетании со второй главой читателю медицинской специальности дается достаточный набор сведений для получения им знания, обеспечивающего восприятие основ информационной медицины.
В последней четвертой главе приводятся примеры и факты, известные автору, подтверждающие необходимость существования информационной медицины – исследования, построенные на стыке медицинских и информационных построений, изложенные на уровне доступном для восприятия студентам и аспирантам медицинских специальностей.
Глава 1. От информации через «медицинскую информатику»
к информационной медицине
Дефиниции того, что, собственно, значит термин «информация» не потребовалось.
В.В.Налимов. «Вероятностная модель языка»
1.1. Исходное состояние вопроса
В любом разговоре об «информационной науке», прежде всего, приходится помнить об основной дилемме, неизбежной в беседах такого рода. С одной стороны, в теории информации, как, казалось бы, единственном научном варианте представлении информации, сделано почти все. Считается, что это классическая теория с многолетним стажем, развитая трудами выдающихся ученых с именами, известными всем со школы.
С другой стороны, задавать вопрос об определении значения термина «информация» (в прямом переводе на русский – «разъяснение») – действие, до известной степени «неприличное». Диапазон возможных ответов огромен – от холодного предложения познакомиться с теорией информации, до кулуарного «этого никто не знает». Примерно то же можно получить и в ответ на вопрос о гарантиях математики в области, например, расчетов. От «я сам даю такие гарантии» на уровне ряда более или менее известных университетских профессоров, до полного отсутствия каких-либо гарантий – на уровне известных собственных заявлений выдающихся математиков, например, Эйнштейна.
Необходимо указать еще и на ряд недомолвок и противоречий, вытекающих из самого факта существования этой дилеммы. Полагая в основу изучения нечто не вполне определенное, можно получить и вполне неопределенные предметы изучения для ряда сопряженных наук, что и произошло, к примеру, со всеми направлениями, связанными с так называемыми интеллектуальными системами.
Напомним, что Н.Винер [1] разрабатывал вопросы количественной теории передачи информации, а К.Шеннон и вообще занимался математической теорией связи. Этим теориям в сокращенном варианте именования стала соответствовать нынешняя «теория информации», потерявшая в своем наименовании все остальные термины.
Классическая количественная теория информации состояла и ныне состоит из двух частей: теории преобразования сообщений и сигналов, основную долю в которой составляют вопросы кодирования и декодирования, и собственно теории передачи сообщений (совокупностей физических, т.е. измеримых сигналов, образующих некоторый алфавит) и сигналов без шумов и с шумами (с помехами) в канале связи. Ее основным утверждением, влияющим на понимание количественного смысла термина «информация» является утверждение: носителем сообщения или информации является совокупность физических сигналов.
Этой терминологически неопределенной «информации» ныне придается количественная и качественная мера. Во всех учебниках проводится попытка «измерить» качество (с «количеством информации» уже полностью разобрались отцы-основатели количественной теории) или полезный смысл этой самой вполне неопределенной информации. Иными словами, для сообщения вводится понятие количества несомой информации и, ставится вопрос желательности количественного определения в нем семантики (вопрос о возможности существования собственного смысла сообщения без его интерпретации в источнике и приемнике обычно не задается – а уж специалисту в области медицины неплохо бы этим вопросом поинтересоваться – так ли работают живые системы?).
Получается, что информацию определять не надо никак. Информация – просто «универсальное свойство» всего существующего в материальном мире, представимое через несущий это самое свойство сигнал.
Однако автору очень не хочется обучать студентов информации или информатике или даже основам информационной медицины как тому, что не имеет базового определения, является некоторым «основным свойством материи», которое и обнаружить то нельзя – не существует прибора «информометра». Введение понятия «информатика» исторически оказалось даже не паллиативом в решении вопроса терминологической сущности информации, а не более чем фактом осознания необходимости отделения от того, что изучает «теория количества информации» того, что требует ее неколичественного, а качественного, семантического понимания.
Рассуждения о количественной семантике строились в 60-х годах XX века в условиях полного неопределения самой информации. Для того, чтобы это все оставалось наукой, вводились различные предложения по количественному представлению семантики в сообщениях, нахождению в них «количества смысла». Но и сегодня обычно определяют круг интересов информатики (вроде бы науки об информации) без определения последней, пытаются количественно вычислять в ней «степень информированности общества» или, скажем, информационного («информатического»!) обеспечения медицины на уровне публицистического и бытового понимания информации на радио и телевидении.
Распространение информатики как предмета школьного (и даже вузовского) изучения ведет скорее к дезинформации, чем к информированию относительно этого предмета (обратите внимание на вынужденную тавтологию нашего языка, проистекающую от первичной неопределенности термина), ибо, в конечном счете, сводит предмет к изучению компьютеров и программирования. И «заграница нам не поможет», ибо там давно вместо информатики исповедуют computer science.
1.2. Организация исследований на стыке научных областей
Любой фундаментальной науке безразлично, в какой конкретной области ее применяют. Сузится при этом круг проблем или, наоборот, расширится в связи с новой прикладной задачей – все равно фундаментальная наука останется, универсальным инструментом описания и управления для всех областей знания.
Прикладные науки, потребляющие разработки фундаментальных наук, являются инструментально-зависимыми. Их возможности целиком определяются инструментарием. Поэтому, пока кибернетика считалась наукой, имеющей собственный смысл, не прекращались попытки порождать технические, медицинские, биологические, географические, экономические, военные и прочие прикладные «кибернетические» науки. Однако кибернетика предложила всего-навсего использование в задачах этих прикладных исследований методов прикладной математики.
Фактически все свелось к моделированию алгоритмически заданных процессов, т.е. оказалась принципиально неприменимым в задачах представления живых объектов в их взаимосвязях друг с другом и с внешним миром. Та же алгоритмическая непредставимость выяснилась и для взаимодействия объектов в так называемой неживой природе, как только уровень ее представления стал превышать ее замкнутое моделирование [2]. В конечном счете, все прикладные кибернетики оказались неплодотворными и постепенно исчезли с научного горизонта.
Сегодня наблюдается столь же вульгарное порождение нового цикла уже не «кибернетических», а «информационных» прикладных наук. Здесь на одном из первых мест идет создание «медицинской информатики».
Память о возникновении, кратковременном существовании и исчезновении с научного горизонта «медицинской кибернетики», впрочем, как и «биологической кибернетики» и т.п. заставляет очень осторожно относиться к такого рода наукам, имеющим достаточно красивое языковое звучание, но не очень определенное понимание смысла «стыка» тех или иных областей знания.
Буквально весь остальной список «прилагательных» наук времен кибернетики ныне постепенно появляется применительно к информатике. Понимая «историческую вторичность» такого объединения, информационно-управляющий аспект терминологии заменяют другими «замечательными» сочетаниями, например: биологическая кинетика, компьютерная биометрия и др.
Вместе с тем, перспективные вопросы возможности и направленности дальнейшей математизации и информатизации, как медицины, так и биологии остаются по-прежнему не раскрытыми и дискуссионными.
В ряде литературных источников констатируется, что существенного продвижения в их понимании по сравнению с 50–60-ми годами XX века не произошло. Как и раньше, по мере знакомства с тем или иным математическим аппаратом, прикладники объявляют о своих достижениях при его использовании, и польза от этого аппарата считается очевидной вплоть до тех пор, пока другой авторитетный прикладник не скажет о полезности некоторого другого подхода. К сожалению, мода в моделирующей науке отличается от моды в одежде только тем, что держится по времени несколько дольше.
Примеров более чем достаточно. Здесь можно начать со статистики, для применения которой практически никакое медицинское исследование не может быть обеспечено статистически достоверным объемом данных. Так было с распознаванием, ныне замененным на «раскопку данных» и гомеостатами, так было с фрактальным подходом к представлению сложных процессов и с разработками нейронных моделей на уровне вероятностной коммутации логических элементов, так было и будет вообще с любым аппаратом замкнутого, модельного представления живых систем.
Так будет и с любой наукой, образуемой на стыке с понятиями, не имеющими собственной области существования, по крайней мере, до тех пор, пока эта область не будет установлена.
Отметим, что по всем прикладным направлениям «получившим резонанс на стыке наук» были написаны в свое время книги, например, «Биологическая кибернетика» [3]. Характерно, что в постановочном смысле все книги такого рода опирались на не оправдавшие себя попытки приписать кибернетике возможность отражения свойств реального мира. Это привело, к примеру, тех же авторов [3] как, впрочем, и многих других, уверовавших в безграничные возможности исповедываемого ими аппарата, к фразам типа: «все живое население Биосферы представляет собой единую биокибернетическую систему высшего ранга».
Даже с кибернетической точки зрения приведенное изречение вряд ли можно считать правильным, но нас должно привлекать в нем другое. Никто в те годы не подсказал «биокибернетикам», а сами они и до сих пор этого не поняли, что «живое население Биосферы» не является биокибернетической или биотехнической системой «высшего ранга». Это нечто «из другой области», не сравнимое никаким функциональным подобием.
По такой аналогии строение Вселенной можно объяснять и даже изучать по конструкции планетария, что успешно предлагается народным массам. Впрочем, студентам медикам полезно знать, что основной принцип математического подхода – моделирование, создание модели для последующего изучения уже не Природы, а ее придуманной модели, адекватность которой Природе понимается только на интуитивном, а чаще – авторском уровне.
Надо, просто необходимо понять, что «живое» не моделируется кибернетикой на сущностном уровне живого, биокибернетическое представление живого, вопреки всем фантастам, суть представление живого мертвым (примитивной моделью). Первое, что исчезает при моделировании живого – само живое. Математическая модель описывает мертвое, предписанное, алгоритмически заданное движение, принципиально присущее живому разве что на уровне Павловских рефлексов, да и то последние исследования позволяют предположить, что рефлексы суть более сложные процессы, чем алгоритмы, которыми их пытаются для простоты представить.
Кибернетический аппарат ничего, кроме подобных моделей, дать не может. Вместе с тем, специалисты прикладных наук до сих пор наивно принимают на веру адекватность существующих фундаментальных наук реальному миру, «веруя в Науки», не требуя от этих наук никаких доказательств этого, хотя, как это уже было сказано выше, ссылаясь на Эйнштейна, таких доказательств не существует, и существовать не может принципиально [4].
1.3. Медицинская информатика или информационная медицина?
Ныне кибернетика все-таки заменена в «порождающей терминологии для новых наук» информатикой. Как же определяют сегодня эту самую «медицинскую информатику» (МИ)?
К примеру, в публикации [5] это «научная дисциплина, представляющая собой систему знаний об информационных процессах в медицине, здравоохранении и смежных дисциплинах, обосновывающая и определяющая способы и средства рациональной организации и использования информационных ресурсов в целях охраны здоровья населения». Прочитайте внимательно. Данное определение говорит о том, что МИ фактически является наукой о базах данных медицинского назначения!
В прямом восприятии сочетание мединцинская информатика эквивалентно понятию «медицинская наука об информации». Не слишком ли это несвойственно медицинским задачам? Это сочетание некорректное и по другой понятной причине: медицина – слишком широкое понятие для прикладной науки и относительно информации (как бы она не определялась, но если она все-таки существует) требуются отдельные реализации ее составных частей. Это, например, информационная терапия, информационная психиатрия и т.д. как науки о некоторых специальных потоках сообщений, связанных с конкретной личностью, существующих внутри человека, о работе с ними и их использовании во благо (или во вред) человека.
Фактически требуется существование «информационной медицины» как суммы специализированных областей, а для МИ терминологически просто нет места как для науки, что вполне соответствует отсутствию сегодня ее реального смысла. Конечно, в некоторых имеющихся публикациях предметом МИ, несмотря на название, все равно предлагается считать то, что, казалось бы, правомочно относить к информационной медицине: информационные процессы, сопряженные с медико-биологическими, клиническими и профилактическими проблемами.
Однако, что здесь понимается под сопряжением процессов и проблем? Можно ли представить себе процесс, воспринимаемый «не информационно»? Можно ли представить себе медико-биологическую проблему, не являющуюся, в конечном счете, процессом? Так может быть все уже сопряжено изначально, и не надо выдумывать новой науки? Будущим специалистам необходимо учиться тщательнее выражать свои мысли, и такого рода неопределенные утверждения являются хорошим пособием для привлечения их внимания к выработке дисциплины мышления.
В этом смысле показательно следующее утверждение, также заимствованное из литературы по медицинской информатике: «…многие авторы относят МИ к фундаментальным наукам. Спрос на нее продиктован предложением – массовым созданием и применением в здравоохранении электронно-вычислительной техники…».
Спрос на «фундаментальную науку МИ» продиктован предложением компьютеров?! Может ли существовать фундаментальная наука под знаком применения очередного прибора? Конечно, нет. Можно ли воспринимать медицинскую информатику как «приборную» науку? Тоже нет. Ведь тогда фундаментальными науками придется по аналогии признать и «медицинскую томографию», и «медицинскую рентгенографию» и многое другое, порожденное существованием очень полезных в медицине приборов. Не будем себя обманывать. Не науки это, не научные направления, а инженерные методы.
Медицинская информатика, в том виде как ее сегодня представляют без определения информации, суть инженерия, разработка технологии для обработки данных медицинского характера, принятия решений врачом в задачах, использующих для обработки приборных результатов прикладную математику.
Это полезное инженерно-технологическое направление, но это не наука и до перехода исследователей к выяснению собственной информационной сущности систем, являющихся предметом их интереса, наукой оно не станет.
Инструментальность и приборная направленность осознанно или неосознанно заимствуется медицинской информатикой у медицинской кибернетики, также весь период существования объявлявшей себя наукой «при электронной вычислительной машине». Конечно, это был этап познания, но только начальный. Сколько сил сегодня приходится затрачивать, чтобы объяснить, что информатика и computer science не одно и тоже. Первое все никак не могут определить непротиворечиво, а второе наукой не является по определению науки, несмотря даже на дословный перевод. И medical computer science в дословном переводе нонсенс (любому сочетанию можно, конечно, придавать какой угодно смысл, но что тогда произойдет с терминологией вообще?).
В заключение этой главы целесообразно повторить – сегодня ряду исследователей показалось, что пора сделать второй виток, заменив науку об управлении – кибернетику, наукой о пока не определенной сущностно информации – информатикой. Пора либо указать отличия, либо приготовиться к хождению по третьему кругу. Во избежание таких не нужных повторов в умах студентов, задачей курса современной информатики «медицинской» направленности для них должно являться выяснение ее реальных возможностей и перспектив ее применения в своей области деятельности, включая изначальное выяснение смысла термина «информация».
Смысл изучения информации, информатики, информационной медицины (см. введение) медиками и биологами точно такой же, как и математики – инструментальный и постановочный на первом этапе своего образования и практической работы и системный и общенаучный – в последующей деятельности. Этим путем, в пределах возможностей познания своего времени и существовавшей терминологии, сквозь постановочные проблемы фундаментальных наук и ради становления их инструментальной полезности, прошли все ученые, в том числе и в первую очередь – биологи и медики всех конкретных направлений и областей науки. На этом пути были и глобальные достижения, и значительные провалы, последние, в частности, – из-за незнания основных системных особенностей предмета своей науки.
Вот тогда сегодняшние студенты, изучающие «живые» системы, понимая информацию как явление, как составную часть предмета именно своей науки, без которой познание этих систем невозможно, станут основателями не спекулятивной, а действенной «информационной биологии» или «информационной медицины», изучающих особенности организации информационных потоков, дающих право некоторым объектам называться живыми.
Вернее - могут стать, и может быть станут. И для этого необходимо понять: информация («разъяснение» в прямом переводе, «управление» по Н.Винеру и т.п.) суть порождение живого, которое не существует без нее как живое. И в этом смысле живой и растительный мир неразделимы. Для понимания этого надо хотя бы прочитать эту публикацию до конца. Прочитать – еще не значит понять. Эта публикация – не учебник, излагающий известные истины. Это скорее задачник, с задачами, для решения которых потребуется фундаментальная подготовка (и богатство эрудиции) будущих деятелей медицины. Но для работы в сегодняшней платной медицине все это не нужно.
Глава 2. От информации – сигнала, к информации – явлению
и управлению в живых системах
Не может быть информации в «неживой» Природе – разъяснять некому,
там нет сообщений, нет языка общения, восприятие механистическое,
а вот сигналов может быть сколько угодно.
2.1. Введение в проблему определения информации
для неживой и живой Природы
Еще в школьном учебнике мы читали определение информации: «отражение предметного мира с помощью знаков и сигналов». Намного ли отличается ее полное «научное неопределение» от школьного?
Почему нам надо эту совокупность именовать новым термином? Почему авторы учебников после такого «определения» сразу задают вопрос, можно ли, опираясь на него точно определить количество информации? И далее, после справедливого утверждения о том, что это невозможно при данном определении, начинают говорить, что, в зависимости от многих причин, каждый из нас воспримет ее больше или меньше, приводят несколько вариантов алгоритмов определения этого самого количества информации. Количество чего мы должны определять: «отражения», «сведений» или «свойства»? Большинство же авторов старается вообще не обращать внимания читателя на отсутствие определения информации.
Не кажется ли читателю, что в таком случае его просто обманывают? Можно ли поверить в то, что «количество информации», как измеряемая величина (в битах и байтах) не имеет никакого вразумительного определения собственно информации?
Этому поверить нельзя, ибо сегодня каждый школьник знает, что для того чтобы что-то измерить, надо иметь не только меру, но и сущность, феномен, явление, именованную шкалу к которым эта мера прикладывается. Любое свойство, даже самое основное, должно иметь сравнительное определение, имя в некоторой классификации свойств, без которого свойством не является. К информации же, как свойству, такое требование по какой-то причине не применяется.
Но будем с уважением относиться к разработчикам «статистической теории количества информации, пропускаемой тем или иным каналом в условиях помех». Таково настоящее название теории информации. Там все сделано абсолютно правильно, но только не для информации, а для ее количества, при условии, что сообщения подчиняются статистическим закономерностям. Выше же мы показали, что жизнь привела научное общество к вынужденному поиску замены такого подхода.
Информация, определяемая в «серьезных работах» просто как свойство материи и, в то же время, как управление, так сказать как «виртуальное опосредование свойств и действий в физическом мире», реально может состоять только из совокупности физических сигналов, воспринимаемых обрабатывающей машиной, причем ясно, что этот набор свойств, возможно, воспринимается машиной и не полностью. Никто не мешает нам определять «степень известности» свойств и ценность этой известности для отдельного потребителя, и тогда нам не нужно ничего, кроме определения под информацией совокупности всевозможных свойств, воспринимаемых и ценных в ней по разному для каждого конкретного потребителя.
Вряд ли для студента – медика все это представляется профессионально интересным. О работе же с информацией как с явлением, некоторой сущностью ни в одном определении информатики ничего не говорится. Уж кому как не медикам знать, что изоляция человека от «внешних потоков информации» ведет к разрушению личности. От чего в таких случаях изолируется человек? От свойства материи (попробуйте-ка это сделать), от информационного сигнала или от чего-то более существенного? И, раз личность разрушается, то без чего же она не может существовать?
Не будем считать, что прикладной специалист не должен вникать в эти подробности. Должен. Ибо иначе начнет так же, с такой же степенью «научной точности», работать в своей области деятельности, а если это, в нашем случае, медицина, то полезно готовить специалистов понимающих смысл «информационной составляющей» человека не только на уровне «не навреди», но и на уровне «пойми разъяснение (information), данное Природой».
Как ни парадоксальны и далеки от «живого» все количественные подходы к информации, в сигнально-статистическом смысле они вполне имеют право на существование для представления неживой Природы. Поэтому важным этапом развития теории информации считается попытка ряда ученых обратиться к «человеческому аспекту» информационного процесса, к его разъяснительному смыслу, к раздельному пониманию управляющего смысла информации как явления в живой Природе и механистического взаимодействия в неживой Природе.
2.2. От бесконтекстности сигнала к контекстной зависимости языка
Итак, ни один из существующих сегодня подходов не требует нахождения определения понятия информации, продолжая путь количественной информации и кибернетики, бывшей по утверждению академика В.Глушкова «информационным углом зрения» (естественно, без определения им понятия информационного угла). Поэтому мы не пойдем общепринятым «кибернетико-информационным» путем, а рассмотрим новые варианты понимания информации, постепенно пробивающие себе дорогу среди устоявшихся традиций и, зачастую, некорректных умолчаний.
Повторим еще раз: в самом простом случае в разговоре об информации традиционно предлагается ситуация, когда некоторое состояние материи, обязательно воспринимаемое каким-либо человеческим сенсором или физическими приборами как сигнал или упорядоченная совокупность сигналов, через носитель (канал с помехами) передается в воспринимающую систему. Там оно должно быть оценено количественно тем или иным способом в зависимости от его новизны или чего-то аналогичного. На этом начинается и кончается теория информации, интересующаяся только каналом, гораздо лучше звучащая в ее наименовании «математическая теория связи» («теория телеграфии» по ее первому названию).
В более развитых вариантах подходов, для корректности такой оценки предлагается еще и сравнивать принимаемое сообщение (внешнее относительно адресата) не только с его возможной копией в приемнике, но и с тем, что имеет получатель в виде опыта своего существования и знания особенностей источника сообщения.
При этом зачастую в литературе, ради применимости компьютерной обработки, предлагается явно или завуалировано алгоритмически вводить контекст восприятия сообщения в приемнике как дополнительное внутреннее сообщение, контактирующее с внешним сигналом при его обработке для выяснения «информационной ценности» последнего или определения полученного «количества информации», понимаемого как оценка «количества смысла».
Что дает такой подход при создании «информационной науки на базе компьютера»? Он позволяет остаться на так называемом «твердом фундаменте» математического моделирования языков сообщения, восприятия и обработки сигналов. При этом обеспечивается чисто алгоритмический (предвыбранный) уровень контакта передающей и приемной систем. Более того, алгоритмический выбор контекста, приписываемого сообщению, принудительно сводит процесс общения до уровня контекстно-независимого языка вычислительного алгоритма[1].
Следовательно, информационная наука при указанном выше подходе позиционирует себя на уровне языков бесконтекстных, а именно таких, где вся семантическая составляющая, выясняющаяся и изменяющаяся в процессе диалога, подменяется интерпретацией полученного сообщения на уровне заранее заложенного алгоритма. Там, где ничего кроме предписания для трактовки сообщения (алгоритма) нет, нам предлагают искать контекст и семантику.
Повторяется классическая история начальных времен теории информации, когда утверждалось, что «запрограммировать можно все…, но трудности, возникающие на этом пути, значительно превышают наши возможности». Беда не в том, что, заменяя кибернетику информатикой, подменяя контекстный выбор алгоритмическим, забывают это, а в том, что было написано «значительно».
Трудности адекватного моделирования живых систем (которые всегда обладают собственным контекстно-зависимым языком) не «значительно превышают», а абсолютно непреодолимы на алгоритмическом уровне, на уровне программирования даже на самом мощном из программистский языков, который когда-либо будет придуман для компьютера фон-Неймановской архитектуры.
Оставим бесконтекстное, алгоритмическое понимание информации как сигнала алгоритмически организованного управления для computer science (по своему определению эта область использует только контекстно-независимую машину) и обратим внимание на то, что же все-таки передается случае сигналом, кодовыми посылками любого вида.
Этими самыми посылками могут передаваться только результаты измерения (выработки) некоторым датчиком физических или иных (например, виртуальных) свойств объекта, в пределах возможностей его наблюдения этим самым датчиком. Терминология не требует здесь, в условиях алгоритмического обеспечения фактической бесконтекстности, введения понятия информации – вполне достаточно говорить о сигналах, сообщениях, данных, актуализации данных и т.п. Базы данных и даже базы «знания» можно не называть информационными – ничего плохого при этом не случится.
Казалось бы, человек тоже выступает в роле датчика, создавая любое текстовое или, в общем случае, знаковое сообщение – это все равно будет физическая посылка, ничем не отличающаяся от всего предыдущего. Однако нет. Существует основное отличие всех сообщений человека от сигналов датчиков – они могут быть сделаны только после выработки в «контекстно-зависимой, не алгоритмической машине» каковой является мозг, множества вариантов интерпретации входного сообщения и выбора наиболее приемлемого из них. Только после этого на основе проведенного выбора формируется собственно сообщение, причем не важно какую внешнюю форму, в конечном счете, оно обретет – контекстно-независимую (программную) или контекстно-зависимую (языковую).
Внутренняя проблема обязательной контекстной оценки сообщения, обязательность использования контекстно-зависимого языка характерна для объектов живого мира, является их неотъемлемой сущностной характеристикой в такой степени, что с потерей контекстно-зависимого мышления и общения личность распадается, исключается из класса особей своего вида. Все слепые, глухие и т.п. особи являются хоть и ограниченно, но жизнеспособными в социуме, пока могут исповедовать какой-либо язык или его подмножество из класса контекстно-зависимых.
Владея контекстно-зависимым языком, воспринимая все посылки только как контекстно-зависимые (ибо контекст приписывается человеком всегда и всему) и будучи способным к разработке только контекстно-независимых языков (ни эсперанто, ни воляпюк исключениями не являются), человек как-то не задумался об их реальном соотношении, считая, что его язык «по определению» универсален.
По разным причинам человек решил, что язык Природы – язык, также покрываемый (выражаемый) языком человека, что язык человека адекватен нашему требованию научного представления Природы. Но при этом сделал все, чтобы ограничить именно в науке контекстные возможности своего языка. Сегодня «языку природы» человеческий язык соответствует только в тех пределах, насколько развиты науки, существующие всегда на проблемно-ориентированных языках (ПОЯ), отличающихся от исходного и терминологическим полем и ограничением контекста.
Это, прежде всего, результат того, что все наши науки целиком базируются на моделировании. В идеале общепринятого процесса модельного познания, формализованное представление научного знания должно было бы иметь язык вообще бесконтекстный – просто по сути требования формализованности языка науки. Однако все попытки свести науку к чисто формализованному, бесконтекстному языку регулярно проваливаются, требуя, в конце концов, той или иной степени пересмотра «фундаментального знания».
Только постепенно исследователи начинают понимать, что такой подход хорош для технических разработок и абсолютно неприемлем для объектов живой природы, особенно в тех случаях, когда предметом изучения является само явление «живого».
С другой стороны, самый «открытый и системный» подход к восприятию сложных и живых систем тоже ведет к созданию описательной науки, как все той же «информационной» системы на ПОЯ, но просто быстрее модельного подхода и без излишнего пересмотра фундаментальных основ.
Сделаем вывод: и формализованный модельный, и открытый системный подход к созданию наук приводит, в конечном счете, только к ограничению контекстной зависимости их языка, но никогда – к ее потере. Нам всегда требуются возможности контекстно-зависимого языка при описании мира и как открытой, и как замкнутой системы. В первом случае мы исходно имеем построения контекстно-зависимого уровня. Во втором эти возможности обеспечивают учет неформализуемых в принятых соглашениях фактов и вообще существование науки, которая иначе замкнулась бы в ограничениях модельного подхода – контекстной независимости принятых формализмов.
Обратите внимание: «живые» объекты реальной Природы без контекста как конструкции их языка, без процедуры его выбора для каждого пришедшего сообщения, то есть без явления выработки разъяснения (information) «для самих себя», обеспечивающего согласованный процесс общения, не представимы.
2.3. Явление порождения информации
Контекстность как конструкция языка, существует только в виде никогда не прекращающегося процесса. Это процесс подтверждения правильности понимания и выявления отличий этого понимания взаимодействующих систем с неограниченным развитием предмета обсуждения и уровня представления.
Механизм порождения на каждом шаге взаимодействия множества возможных контекстов предполагает наличие в приемнике некоторой «производящей и обрабатывающей контексты машины». Каждое сообщение, пришедшее из канала связи на вход такой машины, является стартовой командой для ее запуска в новых условиях, с учетом всего прошлого диалога. Контекстно-зависимая машина не опирается, принципиально не должна опираться на вычислительные, априорно предусмотренные алгоритмические процедуры.
При чисто алгоритмическом подходе к восприятию сигнала контекста как такового нет. Он заменен предписанной ограниченной машинной интерпретацией некоторых сообщений и восприятием всего остального как «шума». Мы получаем «сообщение, интерпретированное без процесса, уточняющего контекст взаимодействия источника и приемника», то есть как «по своему понятый факт», фактографическую информацию, полученную после интерпретации входной посылки по заранее предусмотренному алгоритму и пригодную только для ограниченного использования при модельном подходе. По сути, это «нормированная, априорно предусмотренная трактовка всех возможных сообщений» – псевдосемантика, обеспеченная псевдоконтекстом.
Соответственно, в принципе нельзя описать контекстно-независимо ничего, кроме замкнутых систем со всей их замкнутой, предписанной выбранной моделью динамикой. Отсюда трактовка связи сигнала и информации суть замкнутое, математическое представление, да оно никогда и не претендовало на большее.
Сегодня во многих случаях сигнально-модельного варианта понимания информации вполне достаточно для построения инженерных подходов «компьютерного толка», называемых для солидности «прикладными компьютерными науками», как мы и отмечали выше сложившуюся ситуацию с медицинской информатикой.
«Псевдоконтекст» может существовать в приемнике не только как фактографический, но и как структурный алгоритм интерпретации сигнала, который в таком случае претендует уже на восприятие его как сообщения. Сигнал, несущий в себе структуру связей (как разъяснение о желаемой отправителем трактовке сообщения) – тоже продукт мира контекстно-независимых языков, мира «алгоритмически предопределяемого контекста».
Под влиянием накопленных данных алгоритм функционирования «обрабатывающей машины» – компьютера может вырабатывать другой набор контекстов восприятия входного сигнала. При этом возможный выбор контекста изменяется, но все эти изменения при контекстно-независимом языке всегда существуют только в пределах алгоритмического подхода. По аналогии с предыдущей ситуацией, такой уровень можно называть уровнем явления возникновения информации документографической, информации с «динамикой интерпретации», предписанной при проектировании структуры модели.
Строго говоря, в обоих указанных выше случаях при использовании компьютера для обработки входного сигнала и выработки ответной реакции нет, и не может быть никакой информации, никакого «разъяснения».
Содержащиеся (заложенные) в модели или алгоритмическом описании сведения, ни свойством, ни явлением быть не могут. Каждый новый факт интерпретации входного сообщения – это просто «ранее не востребованная, но алгоритмически предусмотренная» запись и не более того в жестких рамках бесконтекстного языка или модели представления.
Именно порождение некоторого множества трактовок входного сообщения, на которых базируется выработка решения или ответного сообщения и есть явление информации. Само же ответное сообщение, текст на основе выбранной интерпретации входной посылки, выбранного контекста восприятия, является только сигналом, некоторой производной явления информации.
Здесь мы договариваемся с читателем, что под «явлением информации», «информацией как явлением или феноменом» и «явлением порождения информации» мы будем понимать строго одно и то же. В принципе, можно говорить отдельно о явлении порождения информации как процедуры порождения множества трактовок восприятия и реакции на входной сигнал, и отдельно – о явлении информации (феномене информации, информации как явлении), как о некотором механизме возникновения и функционирования контекстно-зависимой машины, имеющей более чем интересные собственные свойства.
Возможно, в будущем будет признана целесообразной отдельная терминология, но для наших текущих потребностей восприятия информации как некоторой сущности, принятое соглашение вполне допустимо.
Теперь рассмотрим другой подход, необходимость в котором возникает, когда мы попадаем в мир, где модельность противопоказана или просто невозможна. Это, прежде всего, наш бытовой мир, бытовое окружение, где мы в реальной обстановке не можем построить ни одной адекватной модели, ибо абсолютно отсутствует хоть что-нибудь, говорящее о том, что именно нам потребуется в описании текущей ситуации через минуту, год или столетие.
Мы можем только предполагать, что должно быть представлено в модели этой ситуации, исходя из опыта аналогий, но не более того и без надежды, что неучтенное не было самым главным. Именно поэтому окружающий нас мир построен как контекстно-зависимый процесс и сам по себе, и как процесс контакта с ним, в котором мы часто не успеваем обратить внимание даже на его существенные стороны. Но, что важно: человеку как биологическому виду этого и не надо. Для существования homo sapiens необходимость в моделях не предусмотрена, все основано на текущем взаимодействии с открытыми системами, для чего ему и нужен только контекстно-зависимый язык.
Вообще процесс познания возможен только в видах, существующих с собственным контекстно-зависимым языком, контактирующих с окружающим миром «напрямую», без модели, работающих с «накоплением образа» (о «реакции живых систем через образ» см. труды канадского биолога К.Боулдинга [6] и ниже по тексту). Процесс же познания «через модель» суть процесс познания и создания объектов кибернетических, объектов «неживого Мира» и порождений человека техногенной цивилизации, процесс познания на уровне рассмотренной выше «псевдоинформации». Ясно, что к медицине и биологии кибернетический, модельный подход имеет только косвенное отношение при механистическом изучении живых объектов.
Явление порождения информации, феномен информации обеспечивает существование Природы как открытой системы, как совокупности таких систем и объектов в них, существование которых принципиально невозможно иначе как систем, находящихся в контекстном взаимодействии и не могущих без сущностного разрушения перейти к существованию на языках контекстно-независимых.
Таким образом, мы пришли к явлению порождения «информации живого», информации, обеспечивающей существование объектов с целенаправленным поведением, с некоторой свободой выбора решений в окружающем их мире взаимодействующих систем.
Ясно, что процесс совместного существования систем обеспечивается не только правилами их конструирования, но и инструментарием – уровнем и возможностями их собственного контекстно-зависимого языка. Явление информации – явление технологическое, требующее (просто по факту своего существования с перечисленными особенностями) наличия в Природе (в каждом ее объекте, существующем на уровне живого) контекстной информационной динамической машины как механизма и принципа работы с явлением порождения информацией, эквивалентным предположениям о необходимой для этого структуре головного мозга.
Перейдем от понятийно-пояснительного изложения явления информации к более точным его определениям.
2.4. Информация контекстно-зависимая, субъектная
В явлении информации все интересное происходит когда во взаимодействии участвует человек с его неизбежной интерпретации всех сообщений (даже на контекстно-независимом языке) как контекстно-зависимых. В этом случае начинается действие того самого «неисчислительного» механизма, о существовании которого говорили уже достаточно давно и сегодня наиболее близко к которому в биологическом смысле, возможно, подошел английский ученый Р.Пенроуз[2], автор-открыватель в том числе и черных дыр во Вселенной.
Он вместе с С.Хамероффом предложил комплекс согласованных гипотез физики и нейрофизиологии, направленный на выяснение возможностей существования в живом некоторого процесса невычислимости, что можно воспринимать как указание о возможности существования в Природе, базирования Природы на принципиально неалгоритмических процессах.
Эта работа важна, прежде всего, тем, что показывает подлинную область интересов информационной биологии и ряда разделов «информационной медицины». Дело в том, что многие факты, связанные с анализом процедуры обработки сообщений, указывают на то, что при участии человека во взаимодействиях друг с другом или с машинным сигналом, в процесс обработки со стороны человека, включается машина иной структуры, нежели привычный для нас компьютер. Ее собственным языком должен являться язык контекстно-зависимый, то есть и с этой стороны представляется необходимым создание машины заведомо не алгоритмической, не вычисляющей.
Итак, рассмотрим построения Р.Пенроуза – С.Хамероффа.
Их идеи укладываются в общую картину явления порождения информации следующим образом. Есть (косвенные) экспериментальные свидетельства, а также некие физические соображения в пользу того, что в микротрубочках тубулины могут образовывать большие когерентные квантовые системы.
Другими словами, большая совокупность тубулинов может некоторое время жить "квантовой жизнью", а потом переходить в классическое состояние с помощью невычислимой процедуры OR. Вот этот переход и есть "момент сознания", или, как пишут авторы, используя терминологию английского философа А. Н. Уайтхеда (Alfred North Whitehead), "элементарный фактор чувственного опыта" ("occasion of experience"). Поток таких событий и образует субъективно ощущаемый "поток сознания".
Что такое "большая совокупность"? Исходя из формулы Р.Пенроуза, связывающей среднюю продолжительность "квантовой жизни" системы с ее "гравитационной энергией", и данных некоторых экспериментов в нейрофизиологии, среднее количество тубулинов, находящихся в сцепленном состоянии при реализации "момента сознания", оценивается в один миллиард. Для этого (тоже оценочно) с большим запасом хватает тысячи нейронов.
Более тонкий анализ приводит к модели "оркестрованной OR" (orchestrated OR), в которой участвуют еще и белки MAPs, связывающие микротрубочки друг с другом. Количество таких событий в мозгу человека может достигать сотен миллионов в секунду. В нервной системе червя, с его 302 нейронами и примерно тремя миллиардами тубулинов, "моментов сознания" будет не более двух в секунду - на большее нейронов не хватит.
На рис. 1 показана схема строения нейрона и расположение микротрубочек. На рисунках 3 и 4 проиллюстрирована (гипотетическая!) "анатомия" одного "момента сознания".
Рис. 1. Модель работы "клеточного автомата" в микротрубочке. Черные и белые "крючки" - тубулины в разных конформациях. Серые "крючки" - совокупность тубулинов, находящихся в квантовой когерентной суперпозиции. Этапы 2-6 показывают рост этой совокупности вплоть до момента объективной редукции (OR), после которой возникает новое классическое состояние автомата (7). Переход от 6 к 7 связывается с "моментом сознания".
Рис. 2. Схема центральной части нейрона. Показаны массивы параллельных микротрубочек, соединенных связанными с ними белками (MAPs).
Рис. 3. Предполагаемая схема развития квантовой когерентности в микротрубочках. По достижении некоторого порога происходит "объективная редукция", связываемая в концепции Пенроуза-Хамероффа с "моментом сознательного опыта".
Не очень понятно? А почему должно быть сразу и все понятно? Включайтесь в исследования, вырабатывайте свою точку зрения на процессы в нейронах. Во всяком случае, запомните, что вам предложена квантово-волновая, а не электро-химическая теория их работы. А это уже существенная подсказка.
 |
Позволим себе привести небольшой «информационный» комментарий к этой цитате. Начнем его с рассмотрения упрощенного изображения центральной части нейрона, где отражены только интересующие нас моменты этой конструкции (рис. 4).
Здесь схематически изображено устройство «тубулинового коррелятора», того квантового механизма (волнового коррелятора – изучайте необходимые разделы физики!), который и реализует конструкцию уровней обработки входящего сигнала в «высоком нейроне».
Таким образом, Р.Пенроуз и С.Хамерофф исследовали свойства и особенности квантовой системы, на которой и построена «машина разума». Но из их построений впрямую никак не следует тот факт, что основной «секрет» устройства квантовой машины не только и не столько в самих тубулинах, сколько в их соединении, в том, что происходит в месте стыка «квантовых проводников». А мы же обратим внимание именно на те процессы, которые происходят при передаче данных между тубулинами (см. «вилку» на рис. 4.) и процессы передачи данных из механизма памяти (на рис.4. и ряд известных исследований предполагает, что это «шипиковый механизм»).
Именно эти вопросы здесь представляются ключевыми: «как в действительности устроен квантовый коррелятор на тубулинах» и «что является механизмом памяти нейрона»? Уже по масштабу весьма условной картинки представляется, что сам по себе шипиковый механизм гораздо меньше по объему, чем сам коррелятор, возможно, что тубулины дендритов одновременно играют и роль памяти, а шипики суть вспомогательная, специфическая часть общего механизма памяти.
Во всяком случае, для тубулинов аналогия с давно известной оптоволоконной реализацией коррелятора достаточно прямая и ясная. Если в оптоволоконной реализации взаимодействуют волновые фронты, то в «тубулиновой» очевидно должны взаимодействовать квантовые состояния водородных связей. Аналогичным образом эти связи служат и памятью в тубулинах дендритов. Тогда, по крайней мере, представляется ясным разрушительное действие на память так называемых «опасных частот» СВЧ диапазона, поскольку именно эти частоты разрушают водородные связи[3].
Впрочем, в [7] предложен вариант технического построения такой машины. Она предложена как технически вполне реализуемый вариант. Особенности ее конструкции в «биологическом варианте» могут быть найдены, возможно по аналогии с гипотезой С.Хамероффа-Р.Пенроуза, вместе с необходимыми уточнениями «чисто технического подхода», уже исследователями с профессиональным знанием биологии.
 |
В отличие от всех предыдущих случаев, явление порождения информации здесь абсолютно естественно и является неизбежным атрибутом взаимодействия. Процесс общения между системами с контекстно-зависимым языком или такой системы с системой алгоритмической выглядит следующим образом (рис.5).
На вход приемника поступает сообщение на языке передатчика, которое со стороны «живой» системы всегда выглядит как сообщение контекстно-зависимое. Как мы уже говорили, даже запись программы выглядит для человека контекстно-зависимой, ибо независимо от нашей воли, мы всегда оцениваем ее и по авторству, и по смыслу применения, и по источнику поступления, и по многим другим параметрам «не программистского толка», прежде чем согласимся на ее содержательное прочтение.
Далее, никакое сообщение, как бы это не противоречило всем принятым нормам, семантики в себе не содержит, даже если в нем написано, что оно семантическое. Вся семантика возникает только внутри обрабатывающей машины, а входное сообщение (для простоты будем считать, что оно текстовое, но это не является ограничением общности рассмотрения ситуации) для нас существует только на уровне синтаксиса.
В этом смысле интересно было наблюдать работу группы профессиональных программистов, взявшихся построить «семантическую» систему. Было предусмотрено все возможное и невозможное для организации анализа текста на уровне синтаксиса и морфологии, но семантику как таковую из самих сообщениях выделить так и не удалось – все время приходилось привлекать «знание извне», интерпретацию в привнесенном контексте. При этом даже небольшое изменение в тексте сообщения обычно вело к требованию дополнительного ввода в машину огромных объемов информации.
Возвращаясь к обработке сообщения, укажем, что в результате работы «внутренней машины» человека (также как и в рассмотренных выше случаях выработки псевдоинформации) в ней появляется множество вариантов интерпретации текста сообщения, из которых делается выбор, после чего формируется текст ответного сообщения. Внешне он на том же контекстно-зависимом языке, но, по сути своей, это сообщение на уровне чистого синтаксиса. Вся псевдосемантика (в «машинном» собеседнике) или естественная (в случае контакта с «живым») появляется только при «внутримашинной» обработке. Далее вырабатывается ответное сообщение того же «синтаксического» уровня и цикл общения может продолжаться неограниченно долго.
Теперь, по всей видимости, становится понятным, почему никак раньше не удавалось вразумительно определить информацию – определение приписывали к тому месту «информационного процесса» где ее просто нет «по определению», к тому месту, где от явления информации остался только количественный след. Вся информация как явление существует внутри информационной машины и никуда, в общем случае, из нее не уходит. Уходят сигнал, сообщение, «программа запуска» информационной машины собеседника и вот им-то и можно приписывать любые количественные характеристики как явлениям измеримым.
Соответственно, вся «информационная негэнтропия» остается «внутренним» атрибутом машины выработки информации и к конкретному выработанному сообщению отношение имеет только косвенное. Отсюда следуют все понятные выводы для творцов «информационно-энергетического баланса», к которым постепенно начинают причислять себя и биологи.
Сегодня в любой книге информационно-системного толка модно писать что-нибудь вроде «эволюционного ряда» вещество – энергия – информация, как это сделано, например, в [8] или описывать «информацию, создающую в себе поле существования, суммарный поток которого адекватен этой информации, то есть материи, служащей источником поля» [9]. Мы рекомендуем относиться к таким утверждениям с крайней осторожностью. Конечно, свойство «замкнутости» явления порождения информации совсем не отрицает существование информационного поля, просто оно другое, со свойствами непривычными для энергетических полей. Но это сейчас лежит вне рамок нашего изложения материала.
Поясним необходимость «замкнутости явления информации» социально-биологически. Если допустить существование того, что мы называем мысленным контактом в реальности, то общество развалится со скоростью распространения этого самого контакта, что очевидно и дополнительного комментария не требует. Механизм гипноза носит совершенно другой характер, а мало известные случаи прямого контакта, если они и бывают, то относятся только к артефактам, нарушению законов Природы, или если хотите – к некоторой недоработке конструкции человека, нарушению защиты возможности его «общественного» существования.
Прежде чем мы сформулируем окончательное определение информации как явления, обсудим еще несколько фактов.
Достаточно сложные цепочки рассуждений и выводов работы [7] показывают, что явление информации надо рассматривать как генерацию под влиянием входного сигнала в аппарате внутреннего восприятия (информационной машине) того, «чего там не было заложено», путем проведения множества построений сравнения полученного сообщения и накопленных в машине сведений. Причем, по ряду причин, можно достаточно уверенно утверждать, что строятся одновременно все возможные сравнения, причем и такие, которые «не имеют опосредованности в реальном мире». Из технических соображений можно показать, что это механизм обеспечения надежности работы такой сложной машины как мозг человека.
Итак, когда общение идет на уровне контекстно-зависимого языка, на каждом шаге вырабатывается информации (как множества интерпретаций полученного сообщения) сколь угодно больше полученной. Эта выработка осуществляется исходя из всех «технических возможностей» интерпретации сообщения, то есть если уж ставить вопрос о количественном измерении выработанной информации, то все такие оценки должны начинаться с «количества выработанных интерпретаций» в сравнении с «количеством интерпретаций, имеющих реальный смысл», с тем, что понимается как множество вероятных контекстов.
Из этого множества выбирается наиболее приемлемый вариант, на основании которого вырабатывается ответное сообщение, ответный сигнал. То есть сигнально распространяется не информация, не контекст, а только сам сигнал – например, текст сообщения. Контекст – явление производное от информационного, связанное с конечной целью существования явления информации, которая никуда не распространяется, но только обеспечивает выработку «понимания» – согласованного с контекстом текста. В общем случае таких циклов может быть несколько, пока собеседники не придут к развалу понимания или единому контексту по факту единого восприятия всей совокупности переданных текстов сообщений.
Отметим, что информация вырабатывается в системе с учетом всех уже имеющихся в ней данных и структур их связи. В этом смысле она, в общем случае, только косвенно связана с входной посылкой. Это опять надо понимать как существование невычислительного механизма выработки контекстов (мы еще затронем этот вопрос ниже при рассмотрении языка предикатов), внешне никак не связанных с входным сообщением. Последнее может послужить только «данными для запуска» некоторых аналогий, эвристик, догадок, открытий. А это именно то, что мы ждем в качестве отличия биологического объекта от технического.
Теперь мы можем определить явление порождения информации как явление, заключающееся в том, что в природных объектах, по этому признаку относимых к классу живых, под влиянием внешнего сообщения возникают информодинамические машины как генераторы, результатом действия которых является выработка информации для последующего формирования ответной посылки.
Творимый в машине «информационный мир» имеет, конечно, свои особенности, подлежащие изучению, в том числе технические ограничения, связанные с количеством информационных комплектующих – нейронов (просьба не смешивать с работами в области нейронных сетей – они имеют только упрощенное практически «до потери сущности» модельное представление функционирования реальных нейронов) и доступен только в этих пределах. И этот вопрос является прямым предметом будущей «информационной биологии», для решения которого биология уже имеет множественные подсказки, о том, где и что искать для обнаружения «природной информационной машины». Трудно переоценить открывающиеся перспективные возможности такой объединенной науки.
А сообщения так и остаются управляющими, и здесь нет никаких противоречий с Винеровским подходом к роли информации. Но теперь мы можем сказать уже точнее: информация это процесс взаимодействия живых систем и подсистем, на основе которого вырабатывается управляющее сообщение на текущем языке общения, сообщения для собеседника, самостоятельно принимающего решения о восприятии или не восприятии результатов запущенного этим сообщением цикла работы своей информационной машины.
В принципе можно рассмотреть и более общий случай обмена контекстами напрямую, но к известным нам биологическим объектам это не имеет прямого отношения, и поэтому здесь этот вопрос мы поднимать не будем.
2.5. Обнаружение явления информации
И, наконец, ответим на вопрос, как же обнаружить явление информации? Можно ли представить какие-либо доказательства опосредованного влияния информационных потоков на человеческий организм? Получив положительный ответ на эти вопросы мы тем самым вполне докажем смысл и целесообразность существования изложенной во введении «информационной медицины».
Исходя из нашей задачи изложения проблемы на достаточно популярном уровне, мы не будем привлекать для этого понятия информационных полей и прочих достаточно сложных аппаратов, тем более что их разработка все еще продолжается и возможны различные пояснения, варианты изложения совокупности новых теорий, имеющих прямое отношение к рассматриваемому явлению.
Предмет нашего рассмотрения настолько новый, что мы лишь укажем несколько ситуаций и проблем, которые свидетельствуют в пользу информации как явления. Сразу отметим, что и здесь открывается большое поле работ именно для медиков и биологов.
Начнем с того, что жизнь и исследователи периодически осуществляют «проверку» человека на его изоляцию от внешних раздражителей – «каменные мешки» узников, одиночные камеры, специальные устройства изоляции от сигналов внешнего мира всегда ведут к деградации личности. С точки зрения информатики здесь имеет место изоляция личности от входного сигнала – «программы запуска» собственной информационной машины у изолированной личности. Это наводит нас на мысль, что существование биологического объекта, по крайней мере, высокого уровня сложности, невозможно без общения с себе подобными, в смысле необходимости регулярного обеспечения контекстно-зависимого контакта. Строго необходим достаточно частый «запуск» в работу мозга на уровне обработки внешнего сообщения.
В нашем случае это указание о том, что работа по созданию информации необходима человеку, так же как и удовлетворение всех его остальных физиологических потребностей. На справедливое замечание, что такого рода «информационный контакт» может быть обеспечен и другими средствами, без общения с себе подобными – чтением книг, музыкой, размышлениями и так далее, укажем следующие обстоятельства.
Все «изолированные в природе», так называемые «робинзоны» деградировали в меньшей степени, чем узники, но деградировали как Айртон у Жюль Верна, но не как Робинзон у Д.Дефо. Колоссальная приспособляемость человека позволяет ему выживать в экстремальных условиях, но деградация, хоть и в меньшей степени, неизбежна и при изоляции в природе – при уменьшении воспринимаемого контекстного разнообразия, которое в максимальной степени возможно только с себе подобными. Известное понятие «одиночества в толпе» и его последствия для индивидуума также дают здесь пищу для размышлений.
Укажем и на ситуацию «маугли», когда мозг, как машина порождения и анализа сообщений, сформировался вне традиционной среды обитания. Никаких положительных сведений о последующем возвращении к разумной жизни в «своем биологическом виде» не существует. Если структура информационной машины, ее приспособленность к выработке контекстов не соответствовали изначально типичному миру биологического объекта некоторого вида, то после определенного периода развития (считается примерно после 3-5 лет), происходят необратимые фиксации самосознания и все контексты, которые мы хотели бы дать этому объекту позже, становятся шумом навсегда.
Чем ниже ступень иерархической лестницы биологического организма, тем проще переносит он проблемы изоляции – меньше проблем с начальным становлением и поддержанием в работе «собственной информационной машины».
Можно посоветовать обратить внимание на следующий факт. В неживой природе вполне можно вообще обойтись без этого термина «информация» и без общения с кем бы то ни было. Сигнал, сообщение, база, знание, актуализация и прочие аналогичные термины вполне покрывают своими областями определения такое понятие информации, причем покрывают точнее и смысл их применения здесь всегда технически полезнее, чем термина «информация».
Но далее, для явления выработки множества контекстов, не всегда очевидно как именно связанных с посылкой, научной терминологии нет. Однако с древних времен понятие информации как разъяснения впрямую говорило нам: разъяснение, множественность контекстов и проявление по своему осознанной реакции на сообщение является атрибутом, основной сущностью систем, способных к такому процессу.
Здесь же отметим и зарождающуюся в обществе проблему ментогенеза, являющуюся прямым следствием существования информации как явления и имеющую отношение и к информационным феноменологическим проблемам медицины в ее социальных аспектах. Однако введенный в 1998 г. термин «ментогенез» заинтересовал пока только некоторых «ортодоксальных» ученых, «серьезные» же его просто не поняли.
Тем не менее, исследования общественного сознания как отдельной самостоятельной сущности, впрямую ведущие к пониманию проблемы ментогенеза, ведутся уже достаточно давно. Существование ментогенеза – факт совершенно реальный, происходящий из процесса развития человека. Его подтверждает и сравнительный анализ динамики эволюционных процессов – обратим внимание, каждый последующий период развития имеет длительность на порядок меньше, чем предыдущий.
Процесс филогенеза, то есть освоения сознанием телесной оболочки примата начался по некоторым данным 200-150 тыс. лет назад и перешел в завершающую фазу формирования современных рас около 16-10 тыс. лет назад.
Этногенез начался, по-видимому, около 16 тыс. лет назад, 8-4 тыс. лет назад перешел в фазу глобального процесса. Около 1-2 тыс. лет назад началось окончательное формирование современных этносов и суперэтносов.
Формирование прототипов социума начинается в античности за 4 тыс. лет до новой эры и к ее началу приобретает глобально-региональный характер в восточном средиземноморье. За последние 400-200 лет формируются основные типы социумов, которые мы и наблюдаем.
Соответственно, первые ростки ментогенеза мы должны искать около 400-200 лет назад, в самом начале первой научной и технической революции. Около 100 лет назад происходят мощные массированные вспышки ментогенеза – набирают силу мощные религиозные движения (в основном варианты протестантизма), социальные утопии, захватывая массы, реализуются в революциях. Рубеж 50 лет отмечает гигантский всплеск ментогенеза – «холодная война» - всплеск трудно объяснимой пропагандистскими мероприятиями всенародной ненависти к капиталистам, бывшим союзникам в войне. Впрочем и капиталистическое общество в конце войны изменило свое отношение к социалистическим союзникам
И, наконец, наступает последний этап – 25-20 лет тому назад. Образование, в том числе и высшее, практически общедоступно, конвейерно, доступно даже в странах «второго и третьего» мира, средства массовой информации глобальны и ежегодно количество каналов удваивается, интернету исполнилось уже более тридцати лет. Потоки обмена людей возросли за 30 лет в 100 раз. Все вспышки «национального мышления», несмотря ни на какую местечковую пропаганду, воспринимаются большинством населения как атавизм, в отличие от «общественного сознания», принятие которого индивидуумом считаемся нормой. Процесс ментогенеза может просто ни на что не обращать внимания, он уже самодостаточен и имеет право на существование – поскольку он следствие развития, естественная ступень эволюции.
Завершиться сам по себе этот этап не может, ему просто «некуда деваться» – любой социум суть информационная система, состоящая из совокупности отдельно существующих индивидуумов. Но если идет процесс возникновения сознания социального, то возникнуть его информационной машине «не в чем». Признаков возможности объединения индивидуальных сознаний тоже пока не наблюдается. Для процесса ментогенеза не остается иного выхода, как «деидентифицировать» личность, размазывать ее в массе «аналогично мыслящих индивидуумов». Равнозначное мышление, аналогично нарушению «конструкционного запрета» на прямую передачу мыслей, ведет к процессу постепенного перехода общества в другое состояние, представляющееся с наших сегодняшних позиций не самым привлекательным.
Читателю уже стало ясно – ментогенез суть продукт стихийной информатизации общества. Он существует и будет существовать, даже если мы будем осуществлять «научную информатизацию общества». Обратим внимание на то, что ментогенез существует как естественное проявление феномена информации, а «научную информатизацию общества» предлагают делать на основе информации, никак не определяемой, исповедуемой как целенаправленное разъяснение и сообщение в самом прямом, бытовом смысле этих понятий. Неизбежное столкновение этих процессов даст пищу для многих интересных исследований, в том числе и медико-социального плана, что в свою очередь явится прямым подтверждением существования явления информации.
И конечно, самый «простой» способ экспериментально обнаружить явление информации – построить саму информодинамическую машину. Да, это задача уже не информационной медицины, но науки более высокого порядка, задача творения «личности нового вида», со всеми вытекающими последствиями межличностных и межвидовых отношений. И здесь уже мы впрямую встречаемся с проблемами, по сравнению с которыми чудовищные проблемы клонирования отходят на второй план (во всяком случае, взаимосвязь возможных неприятностей показана в [7]).
Тем не менее, такая машина в принципе реализуема на не биологической основе. Читателей, профессионально заинтересованных специализироваться в этом вопросе, мы отсылаем к монографии [7], а для профессиональных специалистов в области медицины (с интересом к науке «информационная медицина») в следующих главах даем весьма упрощенное изложение дополнительного, полезного материала для формирования информационной медицины как именно составляющей классической медицинской науки.
Краткие выводы
Как вывод по первым двум главам еще раз укажем – все перечисленные и обсужденные проблемы являются проблемами, прежде всего, информационно – биологическими и медико-социальными. Но без формирования информационной медицины как науки, прежде всего, о явлении выработки и потребления информации в природных «информационных машинах», решение никаких перспективных проблем существования человека как организма и человечества в целом просто невозможно.
Классическая медицина очень полезна, правильно структурирована и достойна дальнейшего развития, несмотря на инсинуации о том, что надо лечить не следствия, а причины. Следствия лечить можно. Причины очень редко поддаются изменению в реальной жизни. Но информационная медицина является необходимым дополнением, развитием области действия именно медицины классической именно в той части, где последняя вообще не обозначила своих интересов, своих возможностей и направлений.
Итак, информация суть процесс, суть явление контекстного порождения понимания управляющего сообщения в живой Природе. Нарушение этих потоков – (внутри организма или во вне), их прекращение или искажение ведет к заболеванию индивидуума или общества в зависимости от масштабов искажения информационных потоков или способности их воспринимать и обрабатывать. В мертвой Природе все это называется возмущающими воздействиями, в симбиозе техники и человека – командами управления – не даром же в армии, стремящейся к алгоритмизации действий личного состава, управляют с помощью команд.
Мы встретились здесь с гениальным предвидением предков: информация – это разъяснение как действие, процедура, процесс. По сущностным особенностям иностранное слово «информация» нужно было изначально переводить как информирование, как отглагольное существительное, а не как имя собственное. Информирование – передача сведений с их пояснением при необходимости. Или же воспринимать «информацию» аналогично «операции», «стагнации», «левитации» и др. – как некоторое существительное действия. Не «информация (как сообщение) о чем-то», а «информация (как процесс информирования) кого-то». Но, к сожалению, язык дал другие нормативные построения.
То же самое получилось и с интеллектом. Нормальный перевод этого термина должен отражать не сущность а действие – интеллектуальность, возможность организации интеллектуального процесса общения, процедура исполнения действия, характеризуемого определенными особенностями живого, характеристика явления порождения информации в живом, присвоенная лишь homo sapiens отличительно от всего остального живого.
Справедливо последнее утверждение о такой отличимости или человек только подчеркивает свою сравнительную значимость – здесь неважно, но попытки построения искусственного интеллекта могут именоваться таковыми только для задач создания руками человека, причем на любой элементной базе, нового вида new sapiens – чего-то разумного и неалгоритмического, способного, в том числе, и к ментогенезу. И тогда все становится на свои места. Интеллект, информация получают свои процедурные, отглагольные значения действия.
А их количественные характеристики остаются чисто математическими играми, по типу битов и байтов, существующих только в своей количественности, причем, обязательно в единицу времени - иначе это перестанет быть процессом и останется несуществующим в природе артефактом. Или характеристиками по типу коэффициентов (количественной характеристики) интеллектуальности a la IQ[4] – произвольно придуманного варианта подсчета неизвестно (неопределимо) чего.