On the concept of Information in philosophy and information theory

Zholkov Sergey PhD in Physics and Mathematics Professor, the Department of Applied Mathematics, Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University) 119991, Russia, Moscow, Leninsky Prospekt 65 sergei_jolkov@mail.ru Other publications by this author

Представлений людей о предметном мире, первоначально непосредственные как наблюдения и восприятия, затем описательные в форме текстов (нарративов), изображений, речи и различных современных форм описания и коммуникации — источник оценок, планов, решений и действий людей. В силу этого значимость достоверности и полноты информации и ее критического анализа не вызывает сомнений.

По мнению Stanford Encyclopedia of Philosophy ^{[1, p.1]}, понятие «информация» заняло центральное место в науке и в обществе, а информация стала центральной категорией и в науках, и гуманитарных знаниях (in both the sciences and the humanities). При всей безусловной значимости информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в современном мире, это утверждение спорно: во многих математических дисциплинах термин «информация» даже не упоминается; также есть немало естественнонаучных дисциплин, где этот термин можно назвать проходящим. В ^[1] излагается история философских взглядов на информацию и, согласно [1. Sec.2], с другой стороны, «до второй половины 20-го века почти ни один современный философ не считал «информацию» значимым философским концептом», что весьма странно.

Дескриптивную (описательную) дефиницию «информации» — посредством других терминов предлагает Лючано Флориди (Luciano Floridi), при этом называя информацию полиморфным явлением и многозначным понятием ^[2]. По Флориди [2. Sec.1.2.], информация состоит из данных; по его мнению, «определение данных менее туманно и неопределенно, чем определение информации, и потому работать с ним легче». Для данных, формирующих информацию, он выдвигает два обязательных требования: они должны быть наделенными смыслом (meaningful) и структурированными (well-formed). Попытку дать дефиницию тому, что такое «данные», он делает в 1.3.

В [3. Гл.1.1] приводится более 20 попыток различных авторов дать «определение» понятию «информация».

Однако попытки определить изначальные понятия через другие термины (понятия) приводит к появлению иных понятий, также нуждающихся в определении, что делает подобные попытки бесперспективными. Это понимал еще Аристотель, предлагавший в Аналитике I (Гл.27. Кн.II.) непрямую идентификацию изначального понятия его свойствами в качестве его «признаков». Так что, вместо усердствования в дефинициях лучше озаботиться тем, как и с помощью каких средств наблюдения, измерения, фиксации, хранения и воспроизведения информация собрана и доступна ли свободной проверке. Только зафиксированные объективными средствами наблюдения (мониторинга) объекты и явления, измеряемые, воспроизводимые и проверяемые (доступные свободной проверке, способной выявить подлоги) могут стать фактами и лечь в основание заслуживающей доверия научной теории и следующих из нее планов и действий, адекватных реальным процессам.

Флориди считает понятие «данные» основой для определения понятия информации, при этом он интерпретирует данные как ноумены Канта, хотя сам же отмечает их эмпирическую природу и определяет их как результат опыта (their presence is empirically inferred from (and required by) experience [2. Sec.1.3]). Эта интерпретация — явное недоразумение. У Канта ноумены (noumena) существуют сами по себе «исключительно посредством чистого рассудка», как вещи мира умопостигаемого (mundus intelligibilis), как мысль, отвлеченная от «всякой формы чувственного содержания» ^{[5, с.193, 515–17]}, и как «чистые рассудочные понятия» возможны исключительно a priori [с.73, 515], «до всякого возможного опыта». Так что, эмпирические данные — никак не ноумены.

В ^{[1, p.1]} выделяется 6 типов формализации понятия информации. Из них четыре — количественные (информация Фишера; информация Шеннона (энтропия); Колмогоровская сложность; квантовая информация) и два — качественные (информация как установка взаимодействующего субъекта (information as a state of an agent);семантическая информация). Флориди именует это математическим подходом к понятию информации [1. Sec.1.8]. Квантовая информация описывает состояния квантово-механической системы, состоящей из бинарных элементов (квантов) посредством математической модели двумерного векторного пространства над комплексными числами — эта идея восходит к работе Дж. Неймана 1955 г. Об энтропийной формализации Шеннона и алгоритмической — Колмогорова речь пойдет далее при обсуждении подходов теории информации. На информации Фишера следует остановиться подробнее, так как в ^[1] она изложена невнятно (the amount of information that an observable random variable X carries about an unknown parameter θ upon which the probability of X depends). Информация Фишера — функциональная характеристика, которая используется в математической статистике для определения качества (точнее, эффективности) точечных оценок неизвестного параметра исследуемого вероятностного распределения. На самом деле информация Фишера — это определенный интеграл:

,

здесь E — символ математического ожидания, p(x,θ) — плотность распределения с.в. или случайного вектора X, зависящая от параметра θ, x — скалярный или векторный переменный аргумент. J(θ) используется в неравенстве Рао–Крамера для определения минимума дисперсии оценки параметра. Является ли информация Фишера столь существенной характеристикой собственно для теории информации, чтобы считать ее типом формализации информации — большой вопрос.

Information as a state of an agent понимается в ^[1] как логические схемы субъектов коммуникации в процессе информационного взаимодействия и изучения таких понятий, как знание, вера, истина, инициированные работами J. Hintikka (1962, 1973) и F. Dretske (1981). Семантическая информация в соответствии с трудами Y. Bar-Hillel и R. Carnap (1953 г.) и L. Floridi (2002, 2003, 2011) трактуется в ^[1] как структурированные (well-formed), наделенные смыслом (meaningful) и правдивые (truthful) данные. Семантическая информация и информационное взаимодействие будут рассматриваться далее в ходе обсуждения позиции теории информации.

В ^[4] также обсуждаются: «ценность информации» (обусловленная поставленной целью), условная информация (обусловленная выразительными средствами, формой фиксации) и трактовка денег как вида информации и рассматривается информация в связи с проблемами синергетики.

Информация понимается самой теорией информации как содержательное описание объектов, процессов, явлений; оно включает различные сигналы и характеристики, количественные и качественные (подробнее: ^{[6; 7]}). В ^[6] дается еще три варианта понимания термина «информация», соответствующие разным расстановкам акцентов. Для описания количественных характеристик информации можно выделить 3 подхода: энтропийный (К. Шеннон ^[8]; А.Н. Колмогоров [9–10],... обзор и литературу см. монографию ^[11]), алгоритмический (Колмогоров [12–14]), комбинаторный (В.Д. Гоппа ^[15]).

В кратком изложении, если с помощью числовой характеристики, называемой энтропией, мы можем найти, сколько информации один объект передает другому, то алгоритмический подход позволяет ответить на вопрос, сколько нужно информации, чтобы описать данный объект. Этот подход основан на представлении объектов в виде бинарных (из 0 и 1) последовательностей (как в компьютере); для этих объектов с помощью рекурсивных функций определяются: алгоритмичес-кий оператор и сложность объекта по оператору; затем доказывается существование алгоритмического оператора, описывающего объекты с наименьшей с точностью до константы сложностью — такой оператор называется универсальным, сложность относительно него называется колмогоровской сложностью и определяет количество информации в объекте. Следует отметить, аналогичным способом определяется вероятность «в компьютере», которая используется для стохастического компьютерного моделирования: случайной называется максимально сложная «компьютерная» последовательность 0 и 1. Подробно: [16–17]. В комбинаторном подходе используется иной метод анализа: количество информации в "слове" из нулей и единиц задается числом, равным логарифму числа перестановок, переводящих слово в себя.

Теория информации выделяет также два качественных подхода: семантический и прагматический. Достоинство трех количественных подходов в том, что они поддерживаются развитым математическим аппаратом; недостаток — количественный подход не позволяет оценивать содержательную сущность информации, семантику. Кроме работы Л. Флориди, семантический подход представлен в известной работе И. Бар-Хиллела и Р. Карнапа и трудах Московской семантической школы, основы которой заложены в работах И.А. Мельчука и Ю.А. Апресяна [18–20]. Прагматическая информация будет рассмотрена далее в связи с информационным взаимодействием и прагматическим знанием.

Непосредственные наблюдения и последующие описания в виде первоначальных данных еще до осмысливания их в отношениях и связях названы в ^[21] протоинформацией. Флориди также именует их чистыми или прото-эпистемическими данными (They are pure data or proto-epistemic data, that is, data before they are epistemically interpreted [1. Sec.1.3]). Но важно не название, а качество протоинформации — точность, полнота и достоверность данных.

Агенты и носители информации — технические средства и субъекты (люди). Технические средства известны человеку как их создателю вплоть до мельчайших деталей. С человеком как биологическим средством восприятия дело обстоит сложнее.

В последнее время в технических устройствах и технологиях достигнут огромный прогресс. Сомневаюсь, что о «человеке мыслящем» можно сказать что-либо подобное. Научных теорий или философских концепций мы пока не касаемся, но физиологический аппарат человека как средство наблюдения и восприятия в целом реального мира (физического и гуманитарного) не менее реален, чем сам физический мир и технологические средства. Биологические аспекты подробно излагаются «эволюционной теорией познания» [Лоренц, Кемпбелл, Фоллмер], они подробно анализируются в [22–24] и обсуждаются в [25–26]. Неточности, ошибки, искаженное восприятие вещей — свойства любого технического прибора (устройства) и человеческого ума; изучением этих проблем занимались и философия (об этом писал еще Ф. Бэкон), и математика (например, математическая теория ошибок), и психология. Это – серьезные проблемы.

Семантической (греч. σημαντικóς — имеющий значение) информацией мы будем называть протоинформацию, изложенную на выбранном языке, структурированную и осмысленную в контексте опыта. Это близко к определению Л. Флориди. В соответствии с предлагаемым им «общим определением информации» (General Definition of Information, GDI), Флориди определяет информацию как данные, наделенные смыслом (in terms of data + meaning), т.е. как семантическую информацию [2. Sec.1 (2, 3)]. Согласно GDI, информация состоит из данных (GDI.1), данные правильно сформированы (в соответствии с синтаксисом языка) (GDI.2), данные являются осмысленными (are meaningful) (GDI.3).

Семантическая информация — первый компонент формирования семантического знания как семантической информации, запечатленной в сознании, осмысленной в контексте связей и последовательно изложенной, с помощью которой человек пытается познать мир (включая мир людей). В этом смысле формирование знания можно разделить на два этапа. Первый — формирование семантической информации. Второй этап трансформации данных в знание заключается в структурировании и последовательном, логически и конструктивно, изложении семантической информации в ее взаимосвязях с окружающим миром, описываемым ею.

Семантическое знание предшествует научному. Требовавшиеся людям семантические знания о физическом мире, секретах ремесла, человеческом обществе и о самих себе, гораздо более древнее, чем научное знание, предшествовало ему и сосуществовало с ним. До-научную и вне-науч-ную информацию принято также называть обыденной и характеризовать в целом как осознанную, но некритическую ^[27]. Различные обыденные знания как директивы для ремесел и человеческого поведения в целом могли содержать различную по значимости, как истинную, так и ложную информацию. Необходимость решения возникавших проблем в процессе целенаправленной человеческой деятельности во всевозможных взаимодействиях и эволюции: и биологической (предмет этологии), и социальной (предмет социологии) сформировала и современную цивилизацию, и современное научное знание. То, что человеческое знание не исчерпывается научным знанием и не начинается с него, для указанных в ^{[22; 24]} авторов трудов по эволюционной теории познания — очевидный факт. Согласно Лекторскому, научное знание не просто предполагает формы до-науч-ного и вне-научного знания, но и взаимодействует с ними ^{[27, с.113]}.

Семантическая информация о деятельности людей, в соответствии с которой субъекты социума принимают решения, действуют и создают стратегические планы, называется прагматической информацией. Согласно теории информации ^[6], прагматическая информация – информация о реальной прагматике, т.е. целенаправленной деятельности субъектов социума в контексте решения технических, экономических, военно-политических и социальных проблем. Наблюдаемые элементы и системы мира (не только физического) составляют его эмпирическую часть. Их фундаментальное свойство — возможность быть наблюдаемыми и измеряемыми, как (научными) приборами, так и субъектом — человеком. Наши представления существенно зависят от средств восприятия, как технических (к примеру, микробиология могла появиться только после появления микроскопов и т.п.), так и гуманитарно-биологических. В свете открытий физики ХХ в. взаимосвязь объекта и субъекта (системы отсчета) значительно теснее, чем принято думать.

Явления Природы допускают мультипликацию (повторение непосредственного наблюдения и эксперимента в опыте). Соответственно, большая часть информации о Природе допускает свободную мультипликацию — накопление по количеству (повторением эксперимента), вследствие этого естественнонаучная информация может быть проверена и признана любым исследователем. Это позволит выделить значащие факторы, отфильтровать субъективную составляющую, а затем формализовать идеализированные умозрительные эксперименты, сформулировать исходные гипотезы и верифицировать их. Разумеется, все это — серьезные проблемы, как для предметных исследований, так и для философии науки в целом.

В противоположность объективной информации о физическом мире основная часть прагматической информации о человеческой деятельности носит субъективный характер, это, по существу, – свидетельства людей как субъектов прагматики. Персональный опыт абсолютного большинства людей весьма ограничен, они больше озабочены собственными проблемами, нежели требованиями точности и полноты видения реальности, поэтому вероятность искажений истинной картины весьма велика. Кроме того, вследствие унаследованных «шаблонов и правил мышления», «заученных форм» (К. Лоренц), сложившихся убеждений и поспешности и необоснованности в выводах разные люди описывают и оценивают одни и те же события по-разному. К особенностям прагматического информационного взаимодействия следует также отнести: разнородность компонент; недостаточность и неопределенность информации; субъективность законодательства и социальных механизмов, субъективность действий и регулирующих институтов.

Чаще всего прагматический процесс эмпирически невоспроизводим и не допускает опытного повторения, т.е. мультипликации, а следовательно, верификации эмпирической — это еще одна из принципиальных особенностей прагматической информации. Разумеется, естественнонаучные опыты, исследования и гипотезы также могут быть неточными и даже противоречащими друг другу, но мультипликация позволит их проверить. А накопление прагматической информации происходит по времени. Только достоверное описание и интеллектуальный анализ исторического опыта (в широком смысле) может дать основания для поиска законов социальной деятельности и исторического процесса.

Бытие человека предполагает диалоги с собой, с «другим» и «другими» (как сообществом), и с практической, и с философской точки зрения. Восприятие и последующее знание возникают в процессе взаимодействия человека с Природой и людьми, который во многом обусловливает его мысли и действия. С технической и математической точек зрения информация предполагает наличие отправителей и получателей информации, и, следовательно, их взаимодействие. Поэтому теория информации отводит информационному взаимодействию важную роль, понимая информационное взаимодействие как взаимодействие субъектов и объектов, приводящее к изменению накопленной информации хотя бы одного из них (субъектов) ^{[6, с.5]}. С технической точки зрения информационное взаимодействие можно описать вектором с пятью компонентами (зависимыми): физической, сигнальной, лингвистической, семантической, прагматической ^{[6, с.5]}, там же указываются протокольные уровни в международных стандартах открытых компьютерных сетей типа Интернет. Технологии процесса передачи информации обсуждаются в [28–29].

Можно условно выделить три класса (типа) информационных взаимодействий:

– 1-й класс — взаимодействие искусственных (технических) систем;

– 2-й класс — взаимодействие смешанных систем;

– 3-й класс — взаимодействие естественных (живых) систем.

К первому классу относятся информационные взаимодействия в технических системах — от простейших регуляторов до глобальных компьютерных сетей. Ко второму классу — информационные взаимодействия типа "живой организм — искусственный орган", "человек – машина", "живой исследователь — неживой объект исследований" и т. д. К третьему классу относятся информационные взаимодействия, действующие в пределах от молекулярно-генетического уровня до уровня социальных сообществ.

Информационное взаимодействие — это передача не только эмпирических данных, но и человеческих мыслей и теорий — интеллектуального опыта; здесь уже можно говорить о ноуменах, как пытался делать Флориди.

Прагматическая информация (информация об объектах, явлениях, событиях, процессах в мире), понятая и осмысленная в контексте их взаимосвязей и взаимодействия людей между собой и природой для целенаправленной деятельности, составляет прагматическое знание. Прагматическое знание в связи с проблемами структурирования, управления, компетенций, а также исследованием J.Liebowitz и T.Beckman идокладом W.Hutmacher, обсуждавшемся в Совете Европы, рассмотрены в [21. Гл.I. §2.1].

Лучший вид формирования информации — иерархический. По-видимому, минимальное количество ступеней иерархии — три: полная (имеющаяся) информация — научное ревю — компактификация. Компактификация (информации) состоит из выбранных специалистами наиболее значимых объектов, событий, процессов. Она должна быть достаточно полной, поскольку станет информационной базой научной теории. Сразу отметим, свободный доступ ко всей имеющейся изначальной информации — необходимое условие объективности теории: любой исследователь сможет проверить, полно ли и верно ли компактификация отражает реальный предмет исследования и устранить возможные ошибки. Затем структурированная информация должна быть осмыслена и связана в контексте знания и будущей научной теории.

Прагматические знания существовали и использовались задолго до того, как получили научное объяснение и были «очищены» от ошибок, так что, к до-научным и научным знаниям следует подходить с разной степенью доверия. В зависимости от способа и средств мы будет получать существенно разную по качеству и достоверности информацию — информация черпается совсем не из одной «бадьи», как нас пытается уверить К. Поппер, «бадейный» подход не имеет ничего общего с реальными проблемами не только естественнонаучного, но и социально-политического анализа.

Эмпирические основания теории должны составлять факты — достоверные результаты наблюдений и измерений. Только основываясь на достоверной информации, можно принимать правильные решения. Естественнонаучные факты основываются на точных измерениях, наблюдениях и воспроизведении а также идеализированном опыте в ходе свободной мультипликации.

Фактология собственно гуманитарной деятельности сопряжена с иными проблемами истинности эмпирических оснований — точностью, полнотой, объективностью (неискаженностью) информации, о которых говорилось ранее. Ее основные задачи — выявление и критический анализ источников информации: свидетельств современников, документов (разумеется, подделки не считаются документами), сохранившихся материальных памятников эпохи, информации, зарегистрированной физическими средствами наблюдения и измерения.

Различия фактов и описаний событий (как непроверенных данных) и, соответственно, истин (или доказанных выводов) и мнений принципиальны. В соответствии с этимологией латинского оригинала factum (сделанное, совершившееся) фактами следует называть зафиксированные проверенными средствами мониторинга, измерения, воспроизведения и проверки явления предметного мира. Они будут включать информацию о событиях, субъектах и объектах «мира людей» а также информацию о предметах, процессах и эмпирическом опыте человека в «мире природы». Разумеется, биологические средства восприятия человека также будут участвовать в процессе формирования информации и знания.

Для того чтобы быть признанной в качестве факта, информация должна быть подвергнута глубокому критическому анализу. Специалисты по информатике неизбежно столкнутся с проблемой, и как получить информацию, и как ее отвергнуть: как отобрать информацию, достаточную для создания содержательной теории. Сразу отметим, эта процедура не является произвольной. Распространенная нынче практика рассудочных умов выбирать из информации нечто «важное» по их собственной иерархии ценностей, абсолютно порочна. Игнорирование объективно значимых факторов, нарушает идентичность явления и создает фантазию вне связи с реальностью.

Часто понятие «факт» и понятие «истина», а также пропозиции, фиксирующими эмпирические данные («протокольные предложения») рассматриваются как метонимии [см. напр. «Новая философская энциклопедия»]. При такой постановке смешиваются различные понятия и проблемы.

Факт говорит об истинности как адекватности реальных предметов, процессов и событий нашим представлениям (мыслям) о них и соответствующим понятиям в научной теории. А «первые истины» научной теории, даже если они эмпирические (что совсем не обязательно) — это предикаты «нечто есть факт», а не сам факт. С другой стороны, конструируемые и выводимые функциональными и логическими средствами теории новые производные истины как доказуемые утверждения позволят предсказать ранее неизвестные факты. Но это будут истины разума, а не истины эмпирии.

Заметим, М. Хайдеггер тонко, но уверенно разделил специфику понятия «фактичность» на два термина: «Faktizität» и «Tatsächlichkeit». Термин Faktizität он связывает с конкретными фактами в динамике жизни (жизненным опытом), а термин Tatsächlichkeit — с фактами в контексте теоретической, философской работы сознания.

В контексте обсуждаемых проблем интересно интервью Н. Хомского ^[30], в котором он пишет, что факты, по его мнению, бывают уместными и неуместными, истинными и ложными(!). Интересно, что понятие «ложный факт» имеет давнюю историю. Популярный у лексикографов англоязычный интернет-источник ^[31] указывает, что понятие «ложный факт» (false fact) присутствует в журналах Палаты общин (Journals of the House of Commons) уже в 1688 г. Там же факт определяется как «утверждение, которое может быть доказано как истинное или ложное», и якобы это определение признавалось в течение четырех столетий. Причем не подтверждено средствами восприятия, а именно доказано (can be proven) как утверждение. Это — грубая ошибка. Утверждением является предикат «нечто есть факт», а не сам факт. Ошибочное использование терминологии, связанной с доказательством, при анализе достоверности информации присутствует в естественной речи и на английском, и на русском, и, что еще хуже, в судебной практике, когда материальные улики называют вещественными доказательствами.

В судопроизводстве существует специальный термин «альтернативные факты» как «правовой термин для описания несовместимых совокупностей фактов, выдвинутых одной и той же стороной в суде, поскольку имеются достоверные доказательства в поддержку обеих альтернатив». Таким образом, опять же свидетельства именуются фактами и доказательствами. Сторона судебного процесса не может выдвигать противоречивые «факты» в подкрепление единой позиции, однако противоречивые факты могут быть представлены в альтернативе, то есть сторона может использовать 2 набора «фактов» для двух вариантов обоснований своих требований.

Согласно ГК США (Federal Rules of Civil Procedure, Ст. 8(d).2), аргументы стороны признаются достаточными для вердикта суда, если какой-либо из двух альтернативных наборов «фактов» признается судом достаточным (отметим, альтернативных не значит противоречивых). Примечательно то, что требование доследования и исключения противоречащих друг другу псевдо-фактов отсутствует, как и понимание принципиальной невозможности категоричного вердикта. В случае невозможности исключения противоречий вердикт становится сугубо субъективным мнением присяжных. Как при таких условиях можно выносить обвинительное заключение?

«Ложный факт», так же как и «альтернативные факты» — весьма сомнительные понятия, следует заниматься проверкой достоверности информации и критическим анализом вместо лексических упражнений. В результате всех этих упражнений бодро созидается общество, в котором постправда мало чем отличается от посткривды.

С другой стороны, все это подтверждает, что проблемы множественных логических систем и альтернативных логик, изучаемых в рамках логического плюрализма ^[32] — реальные и важные проблемы, а не абстракции разума.

Отметим, указанные выше негодные метонимии приводят к принципиальным ошибкам и в образовании. Тот же сайт ^[31] пишет, что в школах США разница между фактом и мнением преподается как различие между истинным и ложным утверждением, хотя, как уже отмечалось, факт и мнение — существенно разные вещи. Пример автора: «Мое заявление о 51 штатах в Соединенных Штатах будет называться "ложный факт"» — ошибка, а не просто несовместимость в термине, как он полагает.

Как справедливо указывает стэнфордская философская энциклопедия, информационные технологии играют центральную роль в том, как мы организуем нашу жизнь, и полагает, что «первой областью, которая могла бы извлечь выгоду из философии информации, является, конечно же, сама философия» [1. Sec.(5, 4.4)]. Однако первой по значению областью человеческой деятельности, и умственной, и практической, которая извлечет выгоду от выяснения обязательных требований к архитектонике прагматической информации и прагматических теорий, является сама практическая деятельность людей, построенная на основе этих теорий, которые, собственно, и определят ее успешность.