Информация как основа жизни - В. Корогодин

Матричный принцип и принцип гомологичной аттракции, по-видимому, исчерпывают логические возможности точного воспроизведения объектов, максимально компактным описанием которых могут служить они сами. Точность такого воспроизведения, однако, не может быть абсолютной – тривиальные термодинамические соображения показывают неизбежность ошибок, и речь может идти лишь об их количестве или частоте.

Как и при любых других способах воспроизведения "чего угодно", здесь возможны ошибки двух типов: ошибки, не влияющие на успешность воспроизведения, и ошибки, препятствующие ему. Первые можно назвать "наследуемыми", а вторые "летальными", ибо они прерывают цикл воспроизведения испытывающих их информации и тем самым обрекают эти информации на гибель. Если считать, что вероятность возникновения одной ошибки постоянна на одну букву сообщения, то, следовательно, вероятность ошибки на сообщение в целом будет возрастать с его длиной, т. е. с величиной емкости информационной тары, это сообщение содержащей. Если частота таких ошибок приближается к критическому значению, все большие преимущества будут получать наследуемые изменения, снижающие частоту этих ошибок или помогающие компенсировать их в случае возникновения, – способ репликации будет совершенствоваться в направлении повышения его точности при параллельном (или независимом) развитии систем, обеспечивающих исправление или репарацию информации от возникающих ошибок или повреждений.

В этом процессе интересная роль должна принадлежать недозагруженной емкости информационной тары. Изменения, в ней происходящие, могут иметь либо летальный характер, и тогда они неотличимы по последствиям от подобных изменений самой информации, либо могут приводить к возникновению новой информации, т. е. к увеличению количества информации, содержащейся в данном носителе. Таким образом, разность "Н-В" может оказаться не балластной, а сыграть роль источника сырья при "построении" новой информации.

Как уже отмечалось, уменьшение выхода ошибок при матричном воспроизведении информации возможно не только путем их предотвращения в результате совершенствования механизмов копирования, но также путем следующего за копированием исправления уже возникающих ошибок. Для этого, очевидно, требуется такие ошибки выявлять, что может быть осуществлено путем сопоставления новых копий либо с некоторым эталоном, либо нескольких копий между собой. Эталоном может служить либо образец, подлежащий копированию, либо "шаблон", непосредственно не относящейся к носителям самой информации. Шаблонный способ может служить лишь для отбраковки любых изменений, – и где он возникает, прекращается вообще изменчивость информации, а следовательно, и ее эволюция. Остается сопоставление копии с исходным образцом или с другими копиями. То и другое может помочь выявить изменение, а точнее – различие между несколькими экземплярами носителей одной и той же информации, но решить, какое из них – исходное, а тем более – "правильное", а какое – новое или "ошибочное", невозможно без специальных устройств или шаблонов. Поэтому коррекция ошибок может осуществляться двумя путями – путем исправления нового образца, если его можно отличить от старого, и путем "исправления" в любом из двух образцов, т. е. путем делания их одинаковыми либо возвращая к исходному варианту, либо внося вновь появившееся изменение и в исходный, старый образец.

Можно полагать, что меры по стандартизации реплик будут обходиться тем "дороже", чем большая точность к ним предъявляется, и в реальной ситуации дело должно ограничиваться "сходной ценой": снижением частоты летальных изменений до некоторого "удовлетворительно переносимого" уровня. Автоматизм этого механизма очевиден и в детальном рассмотрении не нуждается. Результатом будет элиминация грозящих "вымиранием" информации летальных изменений и закрепление в новых поколениях информации изменений нелетальных. Все это будет приводить к некоторому постоянно идущему процессу спонтанной изменчивости информации. Механизмы такой изменчивости для информационных систем разных типов могут различаться.

Для анализа способов репликации информации и устройств, это осуществляющих, большое значение имеет та особенность информации, на которую выше уже обращалось внимание. Особенность эта состоит в том, что при достаточно компактной записи информации ее невозможно задать более коротким текстом. Иными словами, информация представляет собой класс таких объектов, которые нельзя закодировать более короткими последовательностями символов, нежели те, которые их задают, независимо от их числа.

Хотя это утверждение абсолютно справедливо только для максимально компактных текстов, оно определяет основной принцип репликации или воспроизводства информации: принцип прямого копирования.

Вследствие пассивности самой информации для ее репликации требуется наличие реплицирующего устройства, встроенного в соответствующую информационную систему. Мы уже отмечали, что репликация информации может осуществляться только одним способом – путем точного воспроизведения ее носителей. Логически возможны и в действительности существуют четыре варианта этого способа: последовательное и одномоментное копирование, которые могут осуществляться непосредственно, а могут быть опосредованы "негативом". При этом используемый в том или ином случае вариант определяется как особенностями носителя данной информации, так и особенностями реплицирующего устройства.

Запись информации может быть одномерная, двумерная и трехмерная, – но, согласно свойству инвариантности, каждую из них можно трансформировать в одномерную форму. Справедливо, конечно, и обратное утверждение. Поэтому способы репликации информации безразличны по отношению к размерности ее записи и могут быть рассмотрены на примере линейной последовательности символов. Но вот что существенно и что нельзя забывать: так как реплицирующее устройство никогда не "знает", сколь компактен текст, который ему предстоит реплицировать, то как сама репликация, так и процедуры, с ней связанные, всегда осуществляются так, как будто бы они имеют дело с максимально компактной записью. Выражается это в том, что собственно репликации всегда и без исключения подвергается не сама информация как таковая, а содержащие ее носители. Поэтому задача репликации информации в действительности сводится к репликации ее носителей, воспроизведение же самой информации является лишь неизбежным следствием этой процедуры. Репликация информации, следовательно, может осуществляться без соответствующего ее понимания и реализации информационной системой.

Соответственно четырем названным выше вариантам репликации информации может существовать четыре типа устройств, для этого предназначенных. Принципиальные схемы их конструкций тривиальны и специально рассматриваться не будут. Важно лишь отметить, что в природных (а не технических) информационных системах доминирует последовательный негативный способ, который обычно и называют матричным. В искусственных или технических системах используются все четыре способа, развившиеся из доминирующего в природных системах.

Реализацию любой информации можно разделить на два этапа: построение оператора (собственно реализация или материализация информации) и работа оператора по осуществлению целенаправленного действия. Рассмотрение реализации информации начнем с первого этапа.

Материализация информации предполагает, прежде всего, наличие устройства, ее осуществляющего. Любую информацию, согласно нашему определению, можно представить себе как программу для построения некоторого объекта – оператора. Это не что иное, как алгоритмическое определение информации по А. Н. Колмогорову [1], подчеркивающее ее действенность. Но информация сама по себе пассивна – это лишь программа, вводимая в "реализующее устройство". Такое устройство, само являющееся оператором, выполняющим определенное целенаправленное действие, не может возникнуть само по себе, а может быть создано лишь на основе какой-то информации. Как и другие объекты материального мира, реализующее устройство не вечно и, конечно, изнашивается и нуждается в замене. Для построения нового реализующего устройства опять требуется соответствующий оператор и т. д. Возникает порочный круг. Выходом здесь может быть лишь предшествующее каждому новому циклу реализации информации построение новых реализующих устройств с помощью старых, оставшихся от предыдущего цикла, а затем с их помощью уже построение самого оператора. Так мы опять возвратились к схеме работы автомата фон Неймана (см. рис. 3).