1998 г. В.М.Лачинов, А.О.Поляков

13.07.00

ИНФОРМОДИНАМИКА

Это страница, посвященная новой науке, которую давно ждали, предчуствовали ее необходимость, но сложившиеся в системе познания стереотипы мешали ее возникновению.

Multi pertransibunt et multiplex erit scientia.

Информодинамика - наука о феномене информации и феномене ее самоорганизации, о законах (правилах), которым подчиняются явления информационные и их связи с явлениями энергетическими, включая в совокупность информационных явлений и интеллект, разум, вообще все негэнтропийные информационные процессы.

"Информодинамика или Путь к Открытому Миру"

В.М.Лачинов А.О.Поляков

Предварительная публикация отдельных частей книги

Авторское предисловие или от “термодинамической кибернетики” к информодинамике

Ученый открывает то, что есть в природе. А инженер изобретает то, чего в природе нет. Творец был первым Инженером. Он изобрел Вселенную и ее законы. Чем он до этого занимался? Может быть, он моделировал Мир на основе поиска подходящей аксиоматики и принципа чистой абстракции и его просто не могли удовлетворить результаты?

История Вселенной началась с момента осознания того, что существуют законы, коим и Творец подчиняется. Это значит, что Инженерам заповедано идти по Его пути, а Ученым – искать эти законы – Общие Законы порождения всего творимого и существования всего сотворенного.

Человек занимался механикой весь исторический период своего существования. Но долгие годы многое в ней было для него искусством, а, например, вычисление движения планет и звезд и вовсе колдовством. Появление механики Ньютона сделало эти тайны почти рутинной процедурой. Но главным было другое – в представление Человека о Мироздании пришла некоторая осмысленная регулярность.

Так же у Человека складывались отношения и с гидродинамикой, и с термодинамикой. Электродинамика родилась быстрее – уже было ясно, примерно, где, что и как искать. Результат поисков дал для понимания Мира едва ли не больше, чем для нужд утилитарных.

Информацию атаковали регулярно, со всех сторон и всеми доступными средствами. Результатов – сколько угодно, но все “около”. Правда “немного спутали” теорию передачи информации и теорию связи с теорией собственно информации, что затруднило дальнейшее движение. Построили и множество многомерных миров (декартов ящик все терпит, а вот как он сам соотносится с информационно-энергетическим миром?), и понятие информационного поля стали употреблять всуе. Еще немного – и придется принимать решение о “не рассмотрении работ, связанных с информационным полем”, аналогично подобному решению по вечному двигателю.

Сегодня полезно вспомнить как это было, как информационная наука попала в фазу стагнации. Начнем с момента написания Норбертом Винером книги под заимствованным у Платона и Ампера названием “Кибернетика”. Первая книга, основы чего-то нового, ныне перестала быть настольной книгой “для всех”. А жаль. Был ли понят этот труд до конца? Не исказили ли его, как искажают всё “интерпретации и подробные комментарии”?

Обновим в нашей памяти некоторые моменты, основополагающие для кибернетики по Винеру. Напомним, что сегодня основы кибернетики пишут другие люди. А что было в “первой основе”?

Внешне основной тезис книги – подобие процессов управления и связи в машинах, живых организмах и обществах. Да, книга и об этом тоже. Но лучше бы этого подзаголовка не было. Запомнили его все, а надо было смотреть глубже.

Ибо по Винеру, если, конечно, захотеть увидеть, первичным является не модель и не обратная связь, а отрицательная энтропия в информационном смысле, хотя ему и не удалось отойти от энергетического (термодинамического) подхода, от сигнала, остаться только со структурами информации как таковой. Все в книге – только комментарий к этому, поиск пути к выражению нового взгляда на основе существовавших понятий, признанных соглашений и старой терминологии.

И уже отсюда, а не из единого подхода ко всем системам, проистекает мысль об общей теории управления и связи. И понимать эту общность надо правильно – не общность управления и связи, а связи “в том числе”, среди других целей и задач управления. Теория передачи информации не есть теория информации. Хотя действительно, толкование кибернетики как теории организации, как теории борьбы с мировым хаосом, с возрастанием энтропии, можно понимать в чисто энергетическом, “материальном” ключе.

Так “наследники и интерпретаторы” и поступили. Винеру оставили частную “термодинамическую кибернетику”, сделав ему реверанс по поводу “смешанной им” в единое целое с ней “общей кибернетики”. Потом объявили кибернетику аппаратом моделирования и она перестала быть провозвестницей информационной науки будущего, стала “обслуживающим механизмом для всех областей знания”.

Ну не было в распоряжении Винера понятия информодинамики. Но с К.Шенноном он явно расходился во взглядах И не надо понимать его как абсолютного материалиста, борьба с мировым хаосом не есть перекладывание камней во Вселенной. Роль отрицательной энтропии для информации просто вопиюще незамеченный и не понятый факт – это не только и не столько концентрация, сколько структуризация информации, структуризация не нашей волей и не с помощью энергетических источников, а структуризация во исполнение некоторых собственных законов информации, имеющих мало общего с ее связной функцией, количественной оценкой да и с энергетическим миром тоже (общность только на уровне комплементарности).

Величайшей заслугой Винера была именно НЕ термодинамическая постановка кибернетики. Не прикладная математика, как представляли кибернетику его многочисленные толкователи, не теория динамических систем, а заготовка для теории динамических информационных негэнтропийных процессов. Писать же, за неимением в те годы другой терминологии, ему приходилось на языке термодинамики.

А ведь для нас, потомков, он писал. Вроде как Библию, которую не трактовать, а понимать надобно. Когда время придет.

И не один Винер предупреждал нас в пределах своих возможностей. Например, из работ А.Колмогорова в этом смысле сегодня вспоминается совсем не выражение сложности объекта через программу его описания, а исподволь высказанное утверждение о том, что сложные системы нельзя моделировать иначе как повторив всю историю их возникновения. Это же прямое признание, что сложные системы моделировать нельзя! И все понятно и непротиворечиво, если, конечно, “сложность” понимать в ее информационном смысле, по К.Боулдингу. А вот в “сложности программной” смысл утверждения А.Колмогорова читается весьма нечетко.

Пора восстановить справедливость: Винер знак подал. Кстати, совсем не тот, который Г.Н.Поваров “сигналом” обозвал, даже “не сообщение” мол это. А это именно сообщение и было. Для тех кто потом прочитать сможет его независимо от Винера и его трактователей. Винер сказал даже, что и где брать. Математик указал, что “аппарат решения природных задач надо искать в природе” (см. книгу Н.Винера “Я – математик”).

Да только это не указание “о копировании Природы для связи животного и машины”. Это указание о поиске “природной аксиоматики”, поиске основ, на которых “базируется все”, основ, существующих в природе “повсеместно и в любом количестве”. Вот этим и надо заниматься. Вот за это и спасибо “Винеровскому подходу к кибернетике”.

А если Винер и не писал того, что у него прочитать удалось, то все равно ему спасибо.

Мы взяли на себя ответственность за информодинамику – науку именно о самой информации, ее структурообразовании и других собственных свойствах. По своей сущности эта наука близка к физике, в некотором смысле соотносится с ней также как и электродинамика.

Эта книга – вторая из публикаций по информодинамике, частично отражает и историографию нашего многолетнего поиска сути феномена информации, и является подборкой тех представлений и результатов, которые ближе всего подводят к цели – формулировке теории структурной согласованности и собственно информодинамики.

Информодинамика описывает и изучает то самое “чуть-чуть”, то, что не хватало Эйнштейну, что он искал для завершения картины мира – информационную Вселенную с ее законами, вторую сторону, изнанку энергетического Мира. Здесь нам открывается вход в необычный Мир, но Мир реальный, существующий и вокруг и внутри нас, устроенный из вещей столь повсеместных и обычных, что мы не то, что обращать внимание – замечать их перестали. Чтобы войти в него, надо увидеть, вспомнить и осознать ряд вещей, которые человечество по ходу своей истории недоопределило, недорассмотрело, просто не востребовало, наконец, за своими повседневными заботами.

Информодинамика дает то главное, что всегда надо искать в общесистемных построениях – понимание сущности информационных явлений, их взаимосвязи и связи с явлениями энергетическими, включая в совокупность информационных явлений и интеллект, разум, вообще все негэнтропийные процессы.

Вместе с информодинамикой появляется возможность согласования известных уже представлений, построения на этой базе картины Мироздания, не требующего для своего существования “Великих взрывов” и тому подобного придумывания гипотез и сущностей. Причем наши построения не требуют сокрушения теорий, изобретения новых, лишних или дополнительных формализмов – надо только выполнить условия согласования.

От читателя потребуются три качества – внимание, непредвзятость и терпение не выносить суждения до той поры, когда поставлена последняя точка. Отважившимся это прочесть – читайте до конца, а вопросы задавайте после. Ибо исследуемый феномен таков, что для восприятия требует рассмотрения всего к нему относящегося “сразу и в совокупности” просто по своей первоисходной сути. Это один из главных результатов.

В изложении материала мы не используем математического аппарата, кроме тех случаев, когда его применение очевидно необходимо. Попытка поймать сущность устройства Мироздания путем нагромождения сложных арифметических представлений – это путь в провал более безнадежный, чем теоретическая черная дыра, из него не выбраться даже с помощью трансфинитной лестницы.

Настаивающим на том, чтобы непременно изначально оговорить все условия, рассмотреть подробности и расставить все точки скажем: в соответствии с законом Геделя, в любом таком подходе к предмету информодинамики неизбежно наступит момент, когда число этих подробностей начнет расти быстрее трансфинитной последовательности, ибо речь идет о предмете первоосновном, на котором базируется многое.

Оговаривать и ставить точки будем там, где это будет полезно по сути изложения материала. И это тоже один из результатов.

Логика изложения материала потребовала явного его разделения на четыре большие части, последовательное изучение которых только и может дать возможность понимания всего материала. Причем строгое изложение (изложение на уровне строгости, допустимой для открытых систем) становится понятным, по нашему опыту, только после “наведения порядка в инженерии”, а это очень и очень непросто.

Итак, сложность открытых систем, интеллект и управление во взаимосвязи с информационными потоками образуют неразрывный набор проблем, без выработки обобщенного, системного взгляда на который дальнейшее продвижение невозможно. Именно поэтому в первой части, содержание которой определяется ее названием “Интеллектуальность сложных систем”, мы начинаем с составной части информодинамики, с предложенной нами теории интеллектуальных систем управления (ИСУ), требующей для своего формирования непротиворечивой терминологии в области систем вообще и интеллектуальных, в первую очередь.

Теория ИСУ, как составная часть информодинамики, была разработана нами в связи с необходимостью обобщенного рассмотрения фундаментального свойства информации – управления для системно-сложных объектов. Эта теория изначально ориентировала нас на поиск общей теорией управления (ОТУ), основные составляющие которой мы рассматриваем в конце первой части. Ясно, что это уже метатеория управления, отвечающая за представление управляющей сущности информации в ее взаимодействии со всеми возможными объектами управления – от простейших до системно-сложных.

ОТУ по своей общей, системной направленности, базируется на обобщенном понимании управляющей сущности информационно-сигнального взаимодействия систем с различными механизмами восприятия и переработки информации. В настоящей работе мы даем только краткое введение в базовые механизмы построения ОТУ, понимание которых полезно для усвоения положений информодинамики.

Теория ИСУ, предложенная как прикладная теория, естественно потребовала рассмотрения возможности практической реализации ее положений. Это обусловило введение в книгу второй части “Инженерия интеллектуальных систем”, направленной на обоснование возможности сегодняшней инженерной реализации интеллектуальных систем на основе использования контекстно-зависимого аппарата работы с информацией.

В этой части мы рассматриваем проблемы реализации систем с контекстно-зависимыми языками на структуре фон Неймановской машины, а также вводим читателя в архитектуры машин “управляемых информацией”. Здесь же излагаются некоторые возможные инженерные подходы, обеспечивающие реализацию интеллектуальных систем на технической элементной базе.

Далее, с использованием указанной выше методологии и соглашений по терминологии, достигнутых при построении теории ИСУ, в третьей части “Согласованный Мир информодинамики” рассматривается предложенная нами теория структурной согласованности (ТСС).

Можно сказать, что ТСС и есть та самая общая теория открытых систем, которую пытались построить, начиная от трудов А.А.Богданова, фон Берталанфи и до последнего времени, реально полезная и мнтодологически расширенная разработка упомянутой выше ОТУ в “открытом исполнении”. Можно даже в некотором смысле назвать ее устаревшим термином “теория познания”.

Если принять за эталон термина “строгая аксиоматическая теория” математику в ее целостном современном виде, т.е. “самую строгую из известных нам теорий”, то ТСС и связанным с ней проблемам можно дать следующую характеристику.

“Теории познания” (как строгой аксиоматической теории) не существует, существует технология познания, а именно: данные эксперимента (в самом общем смысле, включая сюда и историю, т.е. временную последовательность экспериментов и динамику этой последовательности “от самого начала и до текущего момента”); аксиоматика и аппарат инструментальной теории и правила согласования этих двух систем; грамматика построения из них единой, но уже конкретной прикладной системы, конкретной теории.

Точно так же не существует ОТУ в виде “более строгом”, чем правила ТСС, чем технология конструирования открытых систем. И опять же, чтобы строить нечто, надо задать свойства конкретного материала (аксиомы материала) и набор технологических инструментов – применить инструментальную теорию.

Наконец, ТСС никак не новый вариант синергетики, не новый формализм “вместо математики”. Напротив – это те правила игры, где никаких формализмов уже просто не существует, либо существует определенная свобода изобретать оные по мере надобности (что по существу одно и то же).

“Обосновать” или “строго доказать” ТСС – задача ровно того же порядка, что и “обоснование” аксиом, например, геометрии. В основе ТСС всего три “свободных предположения”, а именно квантованность (дискретность) Мира, обобщенный закон сохранения и принцип дополнительности (комплементарности).

Все остальное в ТСС – чистая феноменология, установление тех законов, которые непреложны для всех без исключения систем, обладающих способностью существовать в режиме активного взаимодействия с окружающим Миром, свойствами самоорганизации, саморазвития и интеллекта (разума), причем совершенно не зависимо ни от того из чего и как эти системы устроены, ни от выбора “условностей наблюдения”, т.е. априорного назначения масштабов, шкал и аппарата представления. Единственные условия – наблюдаемость и повсеместность свойств.

Но разве не тем же в точности способом создана и аксиоматика Физики, да и самой Математики?

“Необычность” ТСС в том, что весь ход рассуждений, поиск аксиом и законов открытых систем изложен, представлен явно, но не спрятан за магическое заклинание “пусть”. Необычность результата – этого (сокрытия) делать и недопустимо, получится очередная “сверхтеория”, либо очередной “изм”.

Заранее согласны – воспринимается это все достаточно трудно, но, поверьте, и изложить в первый раз не легко. Зато результаты похоже вполне достойны трудов. Удается установить, что информация (в общем смысле, как природное явление, феномен) – это система вложенных динамических процессов взаимодействия потоков текстов (данных) и контекстов (структур), организованная в соответствии с условиями (правилами) балансировки потоков как внутри уровней (текстов и контекстов), так и взаимобалансировки уровней.

В целом же феномен информации оказывается равноподобен феномену интеллекта (разума).

Информодинамика лишь внешне похожа на электродинамику, да еще по начертанию уравнений, т.е. сходство только на уровне формального описания оболочки, общих уравнений баланса.

В электродинамике мы можем считать (до определенного предела, если не интересуемся проблемами общей теории поля) уравнения необходимыми и достаточными условиями – электромагнитное поле “само для себя оболочка”, а внутри нее “ничего нет”. И не просто считать так – можно получать из этого реальные прикладные (утилитарные) результаты, поскольку электромагнитное поле существует как физическое (силовое) взаимодействие.

С информодинамикой ситуация “зеркально-дополнительная”, уравнения лишь необходимые условия балансировки, т.е. существования уже “имеющей быть” негэнтропийной информационной системы. Достаточные условия существования – это вся совокупность технологии и истории (процесса) создания и балансировки системы.

Вспомним еще раз с благодарностью Винера и Колмогорова. “Внутри” оболочки (уравнений) информационной машины (системы) в смысле изначального, общего формализма ничего нет по определению, по способу ее устройства. Есть набор правил организации уровней процессов взаимодействия данных и структур, правила грамматики для порождения более чем счетных множеств формализмов, причем как адекватных реалиям физического мира, так и “чисто виртуальных”.

В отличие от электродинамики информодинамика “сама по себе” для нужд утилитарных непригодна, она “может” лишь две вещи:

• объяснить устройство “резонатора динамического структурного поля” - сиречь информационной машины, интеллекта;
• установить, путем “мысленного эксперимента”, вид свободной волны динамического структурного поля, которая оказывается дополнительно-подобной структуре физической (энергетической) Вселенной, “второй половиной” Мира.

Однако последнее в корне меняет все представление и о прикладных т фундаментальных теориях и о процессе познания в целом.

Для “сверхнаук”, “сверхформализмов” просто не остается места, за полной ненадобностью таковых, все оказывается можно устроить гораздо проще и экономнее. Так это или нет – может выяснить лишь один единственный эксперимент – будущее, сам процесс развития науки.

Но уже и сейчас ясно: ТСС это не теория “бомбы” – это универсальная теория “антибомбы”, защищающая нас от псевдонауки, от засилья так называемых моделей и “аксиоматических основ” на основании подбора которых в системно-сложных ситуациях можно получать любые доказательства и подтверждения. В этом смысле бомбы делают “фундаментальные обоснования и сиюминутные экономические эффекты”, только в отличие от любой другой бомбы такие построения гораздо чаще срабатывают независимо от своих создателей, обеспечивая не менее сокрушительные последствия. Сроки получения неприятностей можно оценивать по ТСС – и это тоже один из результатов данного исследования.

Четвертая часть – “Архитектура открытых систем” – серия примеров прикладного использования ТСС для исследования сложных, сложных во многих, если не во всех известных смыслах систем. А именно таких, где выделить компоненты и исследовать их по отдельности просто технически невозможно, либо этого нельзя сделать не разрушив саму систему, не потеряв сути, скорее же всего обе эти невозможности вообще неразделимы.

Концепция “вертикальной машины” – по существу эскизный проект машины, копирующей живой человеческий мозг и задача доведения его до реализации вряд ли намного сложнее и дороже проектов современных компьютеров. Вопрос оказывается совсем в другом – что с этим делать и зачем это?. В “бытовом и утилитарном” смысле это вопрос о том, насколько мы НЕ готовы к встрече с другим разумом ?

Раздел “Физика и Вселенная” – конечно же не целостная концепция, не “новая физика”, но пример того, как можно устроить целостную концепцию картины Мира, если сосредоточиться не на собирательстве гор фактов и изобретении экзотических формализмов и “моделей”, но на том как должны взаимодействовать уже известные факты и формализмы, если они и вправду принадлежат единой согласованной сущности – Вселенной. И совсем не исключено, что и физика и вся наука в целом именно так и должны быть устроены, а другого пути к успеху вообще не существует.

Последний раздел “Ответственность творца” – также не претензия на общую теорию социальных систем. Затронуты лишь некоторые аспекты социального конструирования. Надобно просто достаточно сильно захотеть построить “хорошее и эффективное” управление обществом, чтобы получить пирамиду, тоталитарную систему, и никакой уровень материальной культуры и развития технологий от этого не гарантирует.

Причина вполне естественная и законная – поступательная тенденция развития человека естественным образом породила процесс ментагенеза, попытку порождения “коллективного интеллекта”, столь же полноценного как и индивидуальный. Но полноценный интеллект не может существовать в распределенной (не компактной) системе, поступательное развитие не может быть продолжено и неизбежно должно придти к саморазрушению структуры общества.

Человек оказывается перед выбором, перед полной мерой ответственности – либо осознать свою сущность и в корне изменить критерии развития цивилизации и личности, либо продолжать ломиться в открытую дверь, а на самом деле просто “в никуда”, уповая на “возможность возникновения коллективного разума” и чудовищ (простите – разумных машин), вечно послушных “законам робототехники” А.Азимова.

В заключение мы считаем своим долгом выразить нашу признательность А.Н.Долженкову за разрешение использования его авторских материалов по прикладной системе qWord.

Выражаем признательность и всем лицам, прочитавшим и понявшим первое, предварительное издание этой книги. Некоторые беседы и обсуждение материала позволили нам выяснить желательные акценты и необходимые подробности изложения материала.

Мы готовы к любой критике. И полезной, и наоборот. Но просим читателя помнить: от проблемы системного контакта с открытыми “информационными и информационно-энергетическими образованиями” на их языках и в их “правилах игры” уйти уже нельзя, а все ранее предложенные фундаментальные построения (если посмотреть беспристрастно) пока этого контакта на должном уровне не обеспечивают.

И еще одно. Предлагая информодинамику, мы сами напоминаем Вам слова Данте: “Multo humanus est sentiri, quam sentire” - человек гораздо больше желает быть воспринимаемым, чем воспринимать. Мы свое “право быть услышанными” осуществили на основе своей многолетней практики создания сложных информационных систем для управления, выявления действительного предмета информационной науки и его изучения.

Уважаемые наши читатели! Мы написали книгу об открытом Мире, о контекстно-зависимых взаимодействиях на контекстно-зависимом языке. Крайне сложно описывать системно-сложные объекты без метаязыка. Но выше контекстной зависимости похоже может быть только чистый контекст, а на нем пока излагать мысли достаточно затруднительно. Поэтому просим простить нам наш стиль изложения, иногда тяжелый, иногда, быть может, излишне метафоричный. Ваши конструктивные замечания об изложении того или иного раздела были бы весьма полезны, также как и замечания о возможных “контекстно-зависимых” неточностях в изложении материала.

В.М.Лачинов

А.О.Поляков

polyakov@iname.com Санкт-Петербург – Бернгардовка

Из авторского предисловия к первому изданию 1998 года

Многолетний опыт работы со сложными, как теперь говорят, корпоративными системами с использованием инструментария вычислительной техники, программирования, обработки данных и тому подобного, привел нас к пониманию простой истины – все эти разделы являются подчиненной частью некоторого более общего аппарата, который является для них обобщающим и консолидирующим механизмом.

Наши попытки обсуждения этой темы в разных аудиториях обычно приводили собеседников к попытке объяснить нам первоосновность той или иной математики или величие кибернетики. К сожалению, прямо противоположная ситуация ограниченности этих подходов и их возможностей для описания и работы с действительно сложными системами как двадцать лет назад, так и сейчас многими воспринимается крайне затруднительно.

Сегодня, перечитывая свои заметки 1978-1981 гг. кратко опубликованные тогда с огромными трудностями, мы видим, что их актуальность практически не утрачена.

Поэтому, в первой части мы приводим лекции, написанные по материалам разных лет. Такое начало дает нам возможность изложить процесс нашего осознания нового аппарата, который мы сегодня с полным правом можем называть собственным аппаратом информатики. Лекции первой части ориентированы на начальное изучение опубликованной нами теории интеллектуальных систем управления, бесспорно являющейся одной из собственных частей информатики, как науки, обобщающей вопросы информационного управления в системах высших уровней системной сложности по фон Берталанфи и К.Боулдингу.

Во второй части избранных лекций мы приводим материал, содержащий самые новые положения по работе с информацией, ее глобальному значению практически во всех физических, космогенических, биологических и других построениях. Речь идет о предложенной нами теории структурной согласованности, предварение положений и выводов которой в настоящем введении представляется нецелесообразным.

Отметим только, что на основании материалов, изложенных в первой части и не только их, мы рассматриваем весьма широкий круг явлений и результатов из самых различных отраслей знания. Цель рассмотрения – исследование феномена информации, законов этого явления и некоторых следствий этих законов с общей направленностью на формирование информодинамики.

В связи с высочайшей степенью новизны этот цикл лекций написан весьма свободным языком, ориентированным пока более на интуицию и общую высокую научно-техническую грамотность читателя, чем на строгость и качество изложения материала.

Это в полной мере предварительная публикация и авторы, при первой возможности, надеются приступить к правке и коррекции материала, дополнению и уточнению формулировок.

Тем не менее, весь материал является серьезным изложением авторской позиции, подлежащей уточнению, но не изменению, заявкой на точку зрения, которая представляется сегодня весьма полезной для дальнейшего развития процесса познания практически во всех направлениях общей и прикладной науки.

В настоящее издание не включены еще два цикла лекций: по организации основного цикла управления для системно-сложных объектов и по машинам “не фон Неймановской структуры”, ориентированным на специальные методики представления контекстно-зависимых языков. Мы планируем добавить их, а также, возможно, и другие циклы лекций в следующее, пересмотренное издание.