Информация как основа жизни - В. Корогодин

Если допустить, что скорость переработки ресурсов R каждым данным оператором Q, постоянна, то отсюда следует, что коэффициент его полезного действия определяет не только соотношение "неопределенных" и "определенных" компонентов в загрязняемости внешней среды, но и скорость завершения каждого цикла целенаправленного действия, т. е. скорость достижения цели. Чем выше КПДQ, тем четче работает оператор, меньше загрязняя среду обитания "неопределенными" отходами и быстрее завершая каждый цикл целенаправленного действия, т. е. воспроизводя свою копию и кодирующую ее информацию. Таким образом, величина КПДQ оказывается тесно связанной с величиной собственного времени Q. Если же учесть, что среди неконтролируемых отходов вполне могут быть и такие, которые, накапливаясь в среде обитания, могут выступать как помехи по отношению к оператору, то связь между величиной КПДQ со скоростью и эффективностью (т. е. величиной Р) достижения цели становится еще более явственной. Таковы основные объективные аспекты КПД целенаправленного действия.

Но величина КПДQ, как мы помним, отражает особенности структуры оператора, так сказать, степень его "нацеленности" на выполнение именно данного целенаправленного действия в данной среде обитания. Чем жестче подчинена его структура (а следовательно, и характер деятельности) задаче достижения данной цели, тем слаженнее работают его составные части, тем меньше совершает он ненужных или неэффективных операций, тем экономнее использует источники сырья и энергии. Уменьшение КПДQ, как правило, отражает меньшую "целеустремленность" в его работе, меньшую скоординированность в деятельности отдельных компонентов, возрастание числа сбоев, непродуктивных затрат и т. п., а также рост частоты различных поломок, что, в конечном счете, увеличивает скорость изнашиваемости и гибели самого оператора.

Не правда ли, эта картина очень напоминает симптомо-комплекс ускоренной деградации человека, утратившего "цель жизни", например, преждевременно "выставленного на пенсию" или убедившегося в бессмысленности ранее увлекавшей его деятельности? Этот феномен хорошо известен в физиологии еще со времени И. М. Сеченова [10] и А. А. Ухтомского [11]. Общность субъективных аспектов КПД целенаправленного действия для самых разных объектов, способных такие действия совершать, далеко не случайна.

Принципы функционирования информационных систем

Сказанное выше позволяет сформулировать два фундаментальных принципа функционирования любой информационной системы в любых подходящих для этого обстоятельствах. Эти принципы можно задать в форме неравенств (21):

Иными словами, для того, чтобы какой-либо оператор (или информационная система в целом) мог успешно функционировать в некоторой среде обитания, ни его потребность в ресурсах, ни скорость наработки побочных продуктов не должны достигать продуктивности и кондиционирующей мощности этой среды.

Справедливость этих принципов явствует из рассуждений "от противного". В случае dR/dt ≥ θ ресурсы среды обитания будут иссякать, а в случае dw/ dt ≥ ø все растущее загрязнение среды обитания сделает ее в конце концов непригодной для функционирования в ней данной информационной системы.

Сказанное остается в силе и в тех случаях, когда данная среда обитания разрабатывается разными информационными системами, – точнее, информационными системами или операторами разных типов. Все другие операторы по отношению к оператору некоторого данного типа можно рассматривать как дополнительные размерности соответствующей среды обитания, как присущие ей "экологические факторы". Это позволяет формально описывать любые виды взаимодействия операторов разных типов, зависящие от их численности, их влияния на среду обитания и друг на друга. При этом, сколько бы ни было типов информационных систем, их воздействие на среду обитания может со временем только возрастать, ограничиваясь условиями dR/dt < θ и dw/ dt < ø. Но воздействие это может быть двух видов – неупорядоченное и упорядоченное.

Из сказанного выше следует, что долго продолжающееся неупорядоченное воздействие, сводящееся к накоплению в среде побочных продуктов, всегда и неизбежно будет приводить к уменьшению КПД разрабатывающих эту среду информационных систем. Все большее количество ресурсов, потребляемых операторами этих систем, будет идти на разрушение окружающей их среды, что справедливо для информационных систем любых видов сложности. Уменьшение КПДQ всегда и неизбежно будет приводить к нарастанию неупорядоченности в среде обитания и сопутствующему ему разладу, дисгармонии между операторами и этой средой, а также между операторами разных типов.

Упорядоченное, или, точнее, упорядующее воздействие на среду обитания можно обеспечить лишь одним путем – путем постоянного повышения КПД операторов, независимо от того, какие изменения это вносит в сами операторы. Только в этом случае "отходы производства" информации будут принимать все более определенную форму, где доминировать будут "отработанные" операторы наиболее быстро размножающихся информационных систем, а выход случайных побочных продуктов будет минимизироваться. Но в таком случае "отходы производства" информации будут уже не столько разрушать среду обитания, сколько стабилизировать ее на новом уровне, добавляя к ней одно или несколько новых измерений. Размерность среды обитания будет возрастать.

Таким образом, повышение КПДQ, при сохранении неравенств dR/dt < θ и dw/dt < ø, – обязательное требование, или, точнее, условие существования и развития любых информационных систем. Термины "существование" и "развитие" здесь можно рассматривать как синонимы, ибо любая совокупность стабильных операторов неизбежно обречена на гибель, а возрастающая их популяция может существовать, лишь постоянно изменяясь в направлении повышения КПДQ.

Итак, раз возникнув и создав кодируемый ею оператор, любая информация обречена либо на гибель, либо на эволюцию в направлениях, удовлетворяющих сформулированным выше принципам. Это, по существу, автогенез информации, неизбежность которого строго следует из ее природы. Любую информацию, как мы знаем, можно охарактеризовать количеством и семантикой. Изменчивости подвергается и то, и другое. Требование повышения КПДQ означает, по существу, минимизацию количества информации при сохранении ее семантики, а необходимость адаптироваться к возрастанию среды обитания, происходящему в результате деятельности операторов, выдвигает новые требования уже по отношению к ее семантике. Если информация такова, что она способна изменяться в этих двух направлениях, она будет продолжать развиваться, а следовательно, и существовать. Если же, в силу своей специфики, какая-либо информация оказывается неспособной удовлетворять этим двум условиям, она будет обречена на деградацию (уменьшение КПДQ) и вымирание.

Критические ситуации

При продолжительном функционировании каких-либо операторов QI в среде их обитания s и тем более, при их "расширенном воспроизводстве" (когда Z = Q, I) может наступить ситуация, когда dR/dt постепенно начнет приближаться к θ, а dw/ dt − к ø. Мы уже отмечали, что загрязнение среды обитания сверх некоторого предела (при dw/dt > ø) должно влечь за собой уменьшение ее продуктивности, что, в свою очередь, скажется на снижении кондиционирующей мощности, и т. д. С того момента, когда начнет действовать такая "прямая связь" и оба важнейших показателя состояния среды, т. е. θ и ø, резко пойдут вниз, ситуацию можно называть критической. Критические ситуации, как правило, еще обратимы.

Таким образом, критические ситуации могут провоцироваться двумя "пусковыми событиями": излишним потреблением ресурсов R и/или избыточным поступлением в среду обитания побочного продукта w. To и другое может быть следствием как "перенаселения" среды обитания из-за избыточного роста заселяющих ее операторов, так и появления "мутантной" субпопуляции операторов с гипертрофированной потребностью в ресурсах или избыточным образованием побочного продукта. Итогом всегда окажется уменьшение продуктивности и/или кондиционирующей мощности среды обитания, а следовательно, и торможение, вплоть до полного подавления, целенаправленной деятельности заселяющей ее популяции операторов.

Стратегия выхода из критических ситуаций

Все стратегии выхода из критических ситуаций функционирующих информационных систем, периодически возникающие в результате их деятельности в этой или иной среде обитания, должны быть, в конечном счете, направлены на усиление неравенств dR/dt < θ и dw/dt < ø. Осуществляться это может несколькими способами, а именно: уменьшением количества ресурсов, используемых на один цикл целенаправленного действия; уменьшением количества побочного продукта, приходящегося на один такой цикл; увеличением продуктивности среды обитания; увеличением кондиционирующей мощности этой среды; возрастанием ее надежности. Возможны, конечно, и различные комбинации этих пяти способов.