фо-перерабатывающих элементов (память, ОНГ) путём обмена информации.
Вид структуры зависит от закономерностей инфопере-дачи между элемен-
тами и от степени инфопереработки в элементах [ 5 ]. Все элементы должны
иметь информаци-онные связи с другими элементами системы, но не всеми.
Информационные связи могут быть детерминированными или функциональными,
но они могут быть выражены и в форме стохастических или статистических
закономерностей. Струк-тура является отдельной составляющей в инфосисте-
ме, которой её элементы не содержат, но содержит целостная система.
ИЕРАРХИЯ ИНФОСИСТЕМ
Так же, как для всех систем, для комплексов инфо-систем (ИС) сущест-
вует принцип иерархичности. В качестве фактора, вызывающего иерархич-
ность, служит целостность ИС, что проявляется в отношениях ИС с внешней
средой. ИС можно рассматривать, как уровень иерархии в общей сис-теме,
которая занимает как её, так и среду (внешние ис-точники и потребители
информации). Так можно подни-маться по уровням иерархичности вверх до
инфосистемы всего универсума или вниз - до квантов. В инфосистемах можно
исследовать отдельно их структуры и функции, но они тесно связаны. Любая
функция ИС может быть реализована только посредством её конкретной
структуры.
Существует три вида иерархических комплексов ИС.
1. Иерархия ИС объективной реальности. Обладают ОЭ, близкой к беско-
нечности и требуют для исследования упрощений при помощи моделей.
2. Иерархия ИС вторичной реальности, сознания. Су-ществуют также
объективно, но состоят в основном из систем моделей в голове и творениях
людей.
3. Иерархия искусственно людьми созданных ИС. Сюда относятся все
электромагнитные, электронные и электри-ческие системы связи, библиоте-
ки, телевидение, радио и т.д.
ИНФОСИСТЕМЫ НЕЖИВОЙ И ЖИВОЙ
ПРИРОДЫ
Может возникать вопрос, справедливо ли говорить об ИС-ах в неоргани-
ческом мире? Ведь процессы там протекают по законам физики и химии, не
по теории информации. Однако все законы физики и химии являются только
упро-щёнными моделями первичной реальности с ограниченным количеством и
пределами факторов. Они только при-ближённо гомоморфны с ней, не учиты-
вают неопреде-лённостей и вероятностных процессов реального мира. Для
оценки неопределённостей требуется выяснение ОЭ, ОНГ и условных вероят-
ностей влияния факторов.
Исследование сложных ИС начинается с изучения элементарных систем.
Элементарная ИС состоит или из двух элементов ОНГ, которых соединяет по
меньшей мере одна информационная связь (А) или из одного элемента ОНГ,
который имеет каналы входной и выходной информации (Б)
Вариант А Вариант Б ОНГ1 И ???R ¬ - - - ОЭ ОНГ2 Ивх ???R ¬ - - - -
ОЭ1 ОНГ Ивых ???R ¬ - - - - ОЭ2
Элементарная ИС типа В.Эшби. Эленментарная ИС типа О.Ланге.
В элементах, которые отправляют информацию, увели-чивается ОЭ.
Элементарные ИС типа В.Эшби (А) моделирует инфо-обмен между двумя
элементами связанной информации ОНГ. В качестве примеров такого типа из
неживой природы можно привести следующие:
1. Замерзание водоёма при отрицательных температурах окружающего воз-
духа. Элементы ОНГ: вода и окружающая среда. Вода при замерзании
уменьшает свою ОЭ, увеличивает ОНГ и отдаёт тепло воздушной среде. ОЭ
среды увели-чивается. При этой общей схеме локальные процессы зависят от
многих вероятностных факторов, в частности соотношения ОЭ и ОНГ.
2. Соединение атомов в молекулы. Степень свободы и ОЭ атомов уменьша-
ется, ОНГ увеличивается. Кажется, что реакции между атомами и молекулами
протекают по хими-ческим законам и уравнениям. В действительности химики
знают, как много в химических экспериментах на скорость и полноту реак-
ций, на их равновесие оказывают влияние вероятностные свойства, дополни-
тельные условия реакций, реакционная среда, катализаторы и др. факторы.
3. Адсорбция газа на поверхности твёрдых тел или аб-сорбция его в
жидкость. Молекулы газа теряют при дви-жении часть степеней свободы,
уменьшается их ОЭ, повы-шается ОНГ. Следовательно передаётся информация
от элемента твёрдого тела или жидкости к молекулам газа. Выделяется теп-
лота (ОЭ), которая передаётся твёрдому телу или жидкости.
4. Элементами являются солнце и планеты. Солнце посылает информацию
планетам, ОНГ которых повышается. Планеты облучают в мировое прост-
ранство пониженную долю ОНГ. В общем ОЭ системы cолнце-планеты-мировое
прост-ранство увеличивается.
Примеры элементарных неживых инфосистем типа О.Ланге следующие:
1. Люминофоры. Входная информация поступает в виде света, рентгеновс-
ких лучей, g-лучей, катодных лучей, быст-рых протонов, a-частиц и др.
Люминофоры обрабатывают информацию в свет разного спектрального состава.
2. Лазерустановка. Вещество в лазере (кристалл, атомы или молекулы в
газу) приводится (светом, электрическим зарядом, химической реакцией) в
сильно возбуждённое состо-яние - в нём создаётся большой запас ОНГ. Ког-
да степень возбуждения превысит критический предел при наличии резо-на-
тора (ОНГ) возникает высокоорганизованное вынужденное излучение, в кото-
ром атомы излучают фотоны в строго сог-ласованные моменты времени и в
точно определённых частоте и направлении. Благодаря особой структуре
(ОНГ) лазера информация (лучь света) выходит с него намного более вы-со-
кого качества.
3. Электронные усилители служат для переработки (усиления) сигналов.
Такие же примеры можно привести из живой природы. В качестве элемен-
тарной системы типа Эшби можно рас-сматривать два элемента (ОНГ) отец и
сын. Между ними существует информационная связь, в т.ч. наследственная в
виде переданных генов. Такого типа связь существует и меж-ду животным и
его жертвой во время охоты за ней. Эле-ментарной системой типа Ланге яв-
ляется, например, один нейрон в мозгу. Такой же инфосистемой можно расс-
мат-ривать безусловные рефлексы в живом организме.
ИНФОСИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА И ОБЩЕСТВА
Инфосистемы человека, тем более общества отличаются исключительно
большой сложностью. По вопросам инфо-обмена в системах человека и об-
щества конечно, опубли-ковано огромное количество исследований, но неяс-
ным остались взаимоотношения между информацией и ОНГ. Здесь обсуждается
некоторые новые философские, но су-щественные аспекты проблемы. Инфосис-
темы человека или общества состоят из структурных (инфобаза, ОНГ) и
функ-циональных (инфообмен, инфообработка) свойств. Такое разделение в
известной мере является условным, так как структура и функции сильно за-
висят друг от друга. Однако, методически легче обсуждать вопросы струк-
туры и ОНГ в настоящей главе и вопросы функции и инфообмена в следующих
(в 7ом и 8ом) главах.
Мозг человека представляет собой конгломерат из более, чем в 1010
клеток, человек сам - из более чем 1015 клеток, всё человечество - из
более чем в 1025 клеток. К этому добавляются структуры живого мира и
созданных инфосистем. Каждая клетка сама содержит инфосистему, которая
получает из внешней среды информацию, обраба-тывает его и соответственно
реагирует на сигналы. Клетки организованы в функциональные ткани, те в
свою очередь - в органы, органы - в целостные организмы. Таким образом,
человек содержит сложный комплекс из иерархически орга-низованных переп-
летений инфоструктур. В каждой клетке можно отдельно рассматривать её
инфоструктуру, память и ОНГ. Детальное исследование до сих пор затрудня-
лось из-за отсутствия методов определения ОНГ. Представляют интерес об-
щие принципы построения таких сложных инфосистем. Поскольку человек
представляет наивысшую ступень разви-тия материи, то принципы построения
его инфосистемы должны быть наиболее эффективным примером для орга-низа-
ции остальной природы, особенно для искусственно соз-данных человеком
инфосистем. Основные принципы органи-зации ИС человека следующие:
1. Каждая из 1015 клеток в человеке обладает своей связанной информа-
цией - ОНГ, на основе которой осу-ществляется управление и функциониро-
вание клетки в любой момент её существования. ОНГ находится в клетке в
разных уровнях: наследственная информация в ядре, программы раз-вития -
в генах, в химических структурах клетки, облада-ющих строго определённы-
ми функциями, в виде электри-ческих потенциалов между мембранами клетки
и др.
2. Каждая клетка специализирована для выполнения конкретных задач в
рамках общих задач организма человека. Это значит, что цель и целевые
критерии каждой клетки разные. Эти критерии частично установлены генети-
ческим кодом в ядре клетки и возникли в ходе эволюции человека, в рамках
борьбы за существование. Часть критериев усовер-шенствовалась в ходе
функционирования клетки в рамке действия организма в целом. В общем "це-
ли" клетки, её система управления, определяются целями более высокой в
иерархической лестнице системой.
3. Каждая из этих 1015 клеток в пределах своего уровня связанной ин-
формации - ОНГ, автономна. Это значит, что для каждой клетки установлены
свои пределы свободного функционирования, где система управления может
справится с разнообразием и с ОЭ. Соответственно с этим клетка имеет по-
исковое поле, в пределах которого она имеет достаточно ОНГ, чтобы при-
нять оптимальные "реше-ния" для реагирования. Таким образом, клетка име-
ет воз-можность ("право") в рамках своей "компетентности" сделать самос-
тоятельный выбор. В таких же пределах клетка имеет возможность усовер-
шенствовать свою систему регулирования, адаптации или выбора оптимальных
вариантов действия, т.е. имеет свободу выбора.
4. Каждая клетка имеет механизм, как получить и оценить вероятностную
информацию. Это выражается в том, что на каждое раздражение имеется в
клетке пороги воз-буждения и ответной реакции. Следовательно клетка спо-
соб-на избирательно действовать на случайно распределённое действие
раздражителя (фактора). Кроме того, клетка реаги-рует избирательно на
такой статистический показатель, как частота внешнего действия. Чёткость
и долговечность памяти находятся от этого в прямой зависимости. Таким
образом, клетки не только реагируют на внешние воздействия, но способны
оценить их существенность и вероятностные харак-теристики их проявления.
5. Клетки, кроме нервных, имеют ограниченный срок жизни в организме
человека, от нескольких суток до не-скольких лет. Вещество и энергия
клетки всё время обнов-ляются. Непостоянна также получаемая из окружаю-
щей среды информация. Самым устойчивым является в клетке ОНГ, которая
передаётся новым клеткам по наследству. Это под-тверждает решающую роль
ОНГ, которая борется в клетке с тенденцией роста ОЭ.
6. ОНГ на клеточном уровне далеко не является достаточной в организ-
ме. ОНГ находится в системах всех иерархических уровней. Отдельные сис-
темы образуются в конгломератах или накоплениях клеток одного назначения
или совместного действия. Клетки образуют более или менее однородные
группы, группы образуют ткани, органы, и из них целостного человека. На
всех уровнях иерархии имеются свои дополнительные инфосистемы и ОНГ. Их
функцио-нирование обеспечивается дополнительными инфоканалами прямой и
обратной связи. Соответственно на всех уровнях имеются свои инфохранящие
и - перерабатывающие меха-низмы и клетки. Как правило, чем выше система
в иерархии, тем более обобщённую ОНГ он содержит (дополнительно к ОНГ
элементов - клеток).
7. Ни одна клетка из более, чем в 1015 клеток в организме человека не
обладает полной свободой действия. Свободу выбора они имеют только огра-
ниченно, в пределах своей ОНГ. Эти пределы ограничены способностью сис-
темы управлять и контролировать работой клетки и законом не-обходимого
разнообразия Эшби. Как обеспечивается то, что клетки не выходят своими
действиями за установленные пределы? Для этого существуют механизмы
