2000 г
НОВАЯ ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ
(публикуется с сокращениями)
© "Инженер Мареев Интерпрайсиз"
СКОЛЬКО ИНФОРМАЦИИ В "КАЛЯМБУРЕ МАЛЯМБУРЕ"?
Кто хорошо знает теорию информации? Подсчитайте-ка, какова информационная энтропия и емкость сообщения "калямбур малямбур". Посчитали? А вот и неправильно! Нет там никакой информации. Чистый ноль. А теперь, попробуем вычислить информационную емкость: "Я Вам пишу, чего же более…" Школа, учительница по литературе, все ребята из класса, первое свидание, тройка за сочинение… Каждая картинка с хорошим разрешением по сотне гигабайт минимум, плюс динамика, плюс эмоции…
Журналистов ругают за неологизмы. Послушаем сообщение: "От N-ского округа баллотируется г. Иванов, большой авторитет в городе N". "Авторитет, в каком это смысле?" - удивленно вскидывает брови слушатель. Хитрые журналисты сначала вводят в обращение новые словечки, а потом вгоняют в тонюсенький информационный канал столько информации, что хватит на толстый роман. Впрочем, об этом говорил еще Антон Павлович.
Теперь ясно. При передаче "информации" по каналам связи мы передаем лишь условные коды, которые каждый из нас в голове разворачивает в пространные (более или менее) картины. Следовательно, каждый тоненький канал связи лишь слабая имитация информационных рек "от каждого к каждому", которые нам с Вами требуются для того, чтобы "условиться" (коды-то условные) всем вместе, что именно каждое слово означает.
Предположим (хотя это и не верно), что естественный язык, составленный из слов и предложений самодостаточен. То есть, содержит в себе всю информацию, которую он содержит в себе (можно было бы сказать "которую он может выразить", но это то же самое плюс "дурной вкус"). В этом случае, слова и выражения объясняются другими словами и выражениями. Будем обозначать соответствующие связи стрелками (в голове у нас, наверное, хранится много таких ассоциирующих стрелок). Например:
От некоторых слов можно избавиться. Будем заменять одни слова другими, каждое слово в структуре языка будем заменять набором слов и выражений, его объясняющих. Но мы сказали, что язык самодостаточен, так что, в конце концов у нас не останется ни одного слова, а лишь одни стрелки. Внимание! Никаких "атомарных", необъясняемых слов в самодостаточном языке нет. Все слова имеют объяснение, пусть даже за счет тавтологий (будем называть тавтологии "завихрениями"). Ассоциирующая стрелка, которая ничего ни с чем не ассоциирует, никому не нужна, ее можно было бы выбросить. Но наши стрелки ассоциируют "стрелочные завихрения" друг с другом. Слова ушли, а структура языка, его квинтэссенция, осталась. Мы можем заменить одни слова другими, мы можем закодировать их двоичными числами. Язык при этом все равно сохранится. (Или нет?)
Естественный язык не самодостаточен (впрочем, как и любой другой, в частности и математический, в соответствии со знаменитой теоремой Гёделя 1931 года о неполноте любой неэлементарной логической аксиоматической системы). Естественный язык привязан к тому многогранному образу внешнего материального мира, который нам доставляют наши органы чувств. Поэтому систему внутренних стрелок данного языка надо дополнить стрелками внешними: от языковых "стрелочных завихрений" к образным картинкам в наших мозгах.
Что же такое информация? Причудливая бесформенная и безграничная игра стрелок? Нет, нет и нет! С чего мы начали наши рассуждения? Мы были недовольны "поверхностностью" теории информации, которая за деревьями не видит леса, вычисляя энтропию букв и слов, отбрасывает их смысл.
КАК УСТРОЕНА МАТЕМАТИКА
Увлекшись в конце прошлого (девятнадцатого) столетия математической логикой, математики с удивлением обнаружили, что их ремесло (математика в целом), вроде бы, совершенно бессмысленное дело. Математик формулирует аксиомы, и, назвав их термами, дает каждой аксиоме имя (например, a, b, g). Далее он формулирует правила логического вывода, при помощи которых из одних термов формирует другие. Методом простого "прилепливания" одних термов к другим. Термы можно "завихрять" (то есть, смешивать различные уровни и к сложным термам опять прилеплять простые). При желании каждому терму можно приписать или вычислить условное значение истинности (такие термы называются предикатами). Однако, даже святая святых - ИСТИННОСТЬ математического высказывания, оказалась в этом построении необязательным, почти лишним атрибутом! Получилось, что математикой может заниматься любой дебил или даже компьютер.
Чтобы не расстраиваться (а может, чтобы не остаться без работы), математики решили не зацикливаться на этом удручающем факте. Более того, если поговорить с математиками или почитать философские размышления тех из них, кого мы считаем великими, то мы поймем, что, скорее всего, математики не придумывают, а открывают объективно существующие (в природе?) закономерности.
ФОРМУЛИРОВКА ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ
Приведенных двух примеров (естественный язык и математика) вполне достаточно для формулировки основных принципов нашей теории информации.
Постулат 1(общефилософский1). Информация представляет собой основополагающее понятие, не определяемое другими понятиями. Материальный и нематериальный мир соткан только из информации. Весь мир в совокупности представляет собой единую информационную систему, которая неоднородна и может быть структурирована в терминах так называемых информационных структур.
Постулат 2 (конструктивный). Всякая информационная структура обладает способностью размножаться, то есть копировать свою конструкцию в сравнительно большом количестве экземпляров, создавая при этом пространство для их существования. Такие экземпляры становятся "носителями", пригодными для конструирования информационных структур более высокого уровня иерархии сложности. С другой стороны, всякая информационная структура сконструирована из носителей, которые представляют собой информационные структуры более низкого уровня иерархии.
Информационные структуры характеризуются семью признаками. Эти же признаки в качестве управляющих принципов участвуют в процессе синтеза информации (то есть, создания информационных структур):
Принцип 1. Фиксация | носителей. |
Принцип 2. Вытеснение | конкурирующих типов. |
Принцип 3. Скольжение, | внутренние степени свободы. |
Принцип 4. Пространство, | порождение несущего пространства. |
Принцип 5. Самоподобие | и размножение носителей. |
Принцип 6. Тождественность | носителей. |
Принцип 7. Завихрение | причинно-следственных связей. |
Фиксация - это процесс выделения одного терма в качестве структурообразующего. Обозначение явления или предмета словом, объединение предметов в поименованную группу, фиксация некоторой конструкции или функции в качестве библиотечного элемента, разработка технического или технологического стандарта - все это принципы фиксации термов.
Вытеснение конкурирующих типов- это явление, продолжающее процесс фиксации. Обычно при синтезе информационной структуры возникает несколько конкурирующих центров спонтанного нарушения симметрии хаоса. В результате действия принципа 5 (завихрение), в информационной структуре остается сравнительно небольшое количество типов носителей, которые в совокупности покрывают все многообразие свойств носителей данной информационной структуры. Распределение всего многообразия свойств по конкретным типам бывает случайным (смысловые гнезда слов в разных языках различны, например). Однако степень этой случайности всегда ограничена, так как свойства типов диктуются потребностями структур более высокого уровня. Не обязательно все типы конкурируют между собой. Вообще говоря, типы подразделяются на классы вытесняющих и невытесняющих друг друга пар типов ("бозонные и фермионные" статистики типов).
Скольжение означает требование обладать некоторой универсальностью для каждого зафиксированного типа носителей. Слово участвует в тысячах фраз и образов, библиотечный логический элемент позволяет построить тысячи различных схем, человек работает на тысячах разных работ, атом углерода порождает миллионы различных веществ. Совокупность всех внутренних степеней свободы информационной структуры составляет ее "внутреннее устройство".
Пространство. Если скольжение - признак наличия внутренней степени свободы носителе в информационной структуре, то способность информационной структуры взаимодействовать с "внешним миров" задается пространством, в котором информационная структура может "скользить" как цельная конструкция, выступая уже потенциальным носителем структур более высокого уровня. Так, например, слова, выражения, образы - суть термы (носители) языка. Возможности слов участвовать в различных контекстах - это скольжение. Распространение же языка как цельной конструкции среди многих людей есть пространство. Аналогично, разные способы применения элементов библиотеки стандартных модулей - скольжение, совокупность всех специалистов, фирм, стран, применяющих данную библиотеку - пространство. В физике, участие атомов вещества в различных соединениях - скольжение, пространство-время, в котором существуют вещества и тела - пространство.
Самоподобие - чудесное свойство носителей размножаться. Этот эффект определяет динамику развития как данной информационной структуры так и синтез новых структур (то есть развитие вселенной). В простейших структурах размножение достигается простым копированием конструкции. Например, когда мы повторяем друг за другом одно и то же слово мы достигаем подобия благодаря способности конструировать слово из одних и тех же звуков. Различие свойств подобных носителей задается различными применениями данного носителя в структурах более высокого уровня в процессе скольжения.
Тождественность - это довольно условный принцип. Он находится в двойственной связи с принципом самоподобия. Для того, чтобы можно было сказать, что произошло размножение носителя, должна существовать процедура не просто синтеза новых носителей, а процедура синтеза тождественных по некоторым свойствам носителей. Но кто может определить эти свойства и проверить их выполнение? Только способность двух носителей участвовать в одной и той же информационной структуре более высокого уровня. Одно и то же слово может иметь тождественный или различный смысл, в зависимости от того, как это слово применяется в различных структурах более высокого уровня в процессе скольжения.
Завихрение причинно-следственных связей, этот эффект имеет ключевое значение в синтезе информационных структур. По сути, этот принцип является той движущей "живительной" силой, которая заставляет вселенную самоорганизовываться. Все информационные структуры возникают как эффект положительной обратной связи, которая "включается" между различными уровнями иерархии структур. Для того, чтобы слово стало частью языка, оно должно понравиться людям, но для того, чтобы слово понравилось, оно должно стать частью языка. Носители новых типов возникают в результате спонтанного нарушения симметрии носителей, и в случае эффективности конструкции, по отношению к структурам более высокого уровня, происходит фиксация данного типа носителя. Получается, что синтез нового типа носителей возникает в результате накопления свойств среди большого числа "почти" тождественных носителей. Завихрения причинно следственных связей можно отождествлять с собственно информационными структурами и считать, что вселенная соткана из таких вихрей (так примерно формулируется гипотеза торсионных полей в современной физике). К принципу завихрения причинно-следственных связей мы еще неоднократно будем возвращаться.
Наиболее подходящей моделью в современной математике для новой теории информации, по-видимому, следует считать универсальную теорию категорий и более содержательный частный ее случай - теорию топосов. По определению, категорией называется конструкция, содержащая объекты и морфизмы (стрелки). Каждая пара объектов связывается набором стрелок, а последовательно заданные стрелки задают суммирующую стрелку - композицию. Композиции стрелок должны обладать ассоциативным свойством, и должна существовать единичная, "ничего не делающая" система стрелок. Между категориями действуют сложные системы связей - функторы (в некотором смысле "метастрелки").
Наиболее важные принципы для описания свойств информационных структур скольжение и пространство формулируются в терминах теории категорий как отношения гомологий и когомологий (соответственно) в теории топосов.
ПРИМЕРЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ СТРУКТУР
Нет ни одного явления или предмета в нашей вселенной, находящегося вне своей информационной структуры. Элементарные частицы, атомы, молекулы, вещества, планеты, галактики.
Все волны, какие только известны в физике, социологии, химии, где угодно: волны элементарных частиц, электромагнитные волны, волны на поверхностях жидкостей, звуковые, "пробковые" на автомобильных дорогах.
Элементарные живые организмы (одноклеточные) и сложные живые конструкции. Виды животных, экологические слои. Люди, все социологические явления: фирмы, семьи, банды, города, государства…
Все искусства, поп звезды, феномен красоты и любовь, религии и секты, учения и науки, теории и знания.
Промышленные стандарты, технологии и конструкции всех вещей, которыми мы пользуемся.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СТРУКТУРЫ И ОПТИМАЛЬНЫЕ БЛОКИ
Теперь мы хорошо понимаем, в чем была ошибка математиков. Они ошибочно решили, что накопление математической информации заключается в линейном процессе увеличения числа выписанных на бумаге (или в памяти компьютера) термов. Мы же видели, что увеличение числа логических связей между термами больше, чем человек может "понять", есть уменьшение количества информации (по отношению к некоторой оптимальной информационной структуре). Настоящий же синтез информации в математике заключается в нахождении, поименовании, публикации и широком применении термов, пригодных к поименованию, публикации и широкому применению (то есть, те же принципы: фиксация, вытеснение, скольжение, завихрение). При этом обязательно соблюдается некоторое оптимальное соотношение структурной сложности категорий, то есть соотношение числа термов и логических связей между ними (числа объектов и числа стрелок2) .
То же самое касается и языка. Синтез информации в языке заключается в нахождении таких слов, выражений и образов, которые бы всем понравились в силу своего приятного звучания, понятности и универсальности (все те же принципы). Есть универсальные принципы, реализованные во всех развитых языках, которые, по-видимому, можно считать объективными закономерностями природы. Есть в математике большое количество теорий, которые по своей стройности и универсальности без сомнения также могут быть причислены к объективным закономерностям природы.
Программисты часто думают, что накопление программных текстов есть накопление информации. Но это совершенно не так. Сложное неструктурированное программное изделие непригодно к развитию и сопровождению и ВСЕГДА(!) очень быстро выбрасывается. Тот факт, что редкая программа переживает десятилетний период развития (не просто жизни, а именно развития), указывает на практически полное отсутствие информации в программных продуктах нашей эпохи. При этом не следует обольщаться по поводу многолетнего периода жизни торговых марок. Зачастую, при переходе от версии к версии большое количество программ выбрасывается и заменяется на новые.
Синтез информации в программировании заключается в разработке таких модулей, которые могут быть названы "универсальными модулями".
Универсальным модулем будем называть такую конструкцию, которая обладает следующими свойствами:
- Конструкция модуля простая, то есть легко читается специалистом
- Большинство специалистов знают обозначение (уникальное имя) и свойства данного универсального модуля
- Модуль собран только из универсальных модулей
Понятие универсального модуля применимо во всех отраслях инженерной деятельности. Вентили (например, на КМОП-транзисторах), стандартные логические элементы, функциональные комплекты больших интегральных микросхем (например, микропроцессорные) - эти конструкции, как правило, могут быть названы универсальными модулями. В программном обеспечении этого сейчас практически нет и усилия теоретиков и практиков направлены на создание и распространение таких стандартов, которые позволили бы обеспечить более высокий уровень качества, надежности и открытости систем. В ближайшие годы фирма ЕМЕ планирует выступить с инициативой открытых исходных текстов в различных прикладных областях систем автоматизации.
По всей видимости, синтез универсальных модулей возможен не путем "произвольного придумывания из головы", а путем открытия объективно существующих закономерностей. Этот процесс возможен только путем коллективного научного поиска, который, в свою очередь, требует собственного информационного обеспечения. А именно, синтеза общепринятого языка научно-технического общения и широкой публикации и поощрения достижений. Именно для этого требуется разработка (или поиск?) эффективной технологии открытых текстов. Достижения фирмы ЕМЕ в области "конвейеризации" процессов производства ПО, о которых мы докладываем в печати, лишь первые шаги на этом пути (см., например, 36 номер, статья "И все-таки это искусство!").
ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СТРУКТУР И ВЕТХИЙ ЗАВЕТ
Мы говорили о формулировке основных принципов теории информации в терминах математической теории категорий. Здесь мы сталкиваемся с фундаментальной проблемой естествознания. Понятие информации имеет настолько основополагающий характер, что должно быть положено в основу физики и математики, а не наоборот. Судите сами, в предыдущем абзаце мы, опираясь на понятие информации, легко "разъяснили" суть математики. Это означает, что нельзя теорию информации "просто" взять и сформулировать математически. Правильнее всего было бы начать синтезировать фундаментальные категории информации, физики и математики одновременно. Это можно сделать, наверное, следующим образом.
- Вначале была абсолютная пустота, тождественная абсолютному хаосу, который тождественен абсолютной симметрии. В первом случае информацию отсутствует по определению, во втором и третьем случае можно показать невозможность фиксации какой-либо информации.
- Возникло "нечто" отличное от всего остального. Это нечто не обладает другими свойствами, кроме собственного существования. Можно сказать, что "оно" - точка в большой пустоте, можно сказать, что вся вселенная сосредоточена в нем. "Оно" может быть, может не быть - это единственное его свойство. Информация, которую оно несет в себе - 1 бит ("есть" или "нет"). "Нечто" противопоставлено пустоте, это как абстрактные "свет и тьма" в ветхом завете, или инь и ян в древнекитайском даосизме. Назовем стартовый бит информации термином причинон (если мы это не сделаем, американцы введут англоязычный термин).
- Свойства вселенной, состоящей из одного причинона не изменяются до тех пор, пока не появится еще один причинон, затем еще один и так далее. Таким образом, до тех пор, пока в стартовой информационной структуре не добавится очередной такт-причинон, состояние вселенной не изменяется. Она находится в застывшем состоянии, как кинофильм между сменой кадров или компьютер между тактами задающего генератора. Следование причинонов есть кванты абсолютного времени, а вся вселенная представляет собой информационные сгустки этого времени.
- Груда причинонов не обладает никакой метрикой, сами причиноны не обладают свойствами (свойства есть информация, а другой информации, кроме потока причинонов еще нет) и все тождественны друг другу. Расстояние от каждого причинона до любого другого - ноль, точнее сказать никакой метрики не может быть введено в причинонную вселенную.
- Довольно быстро мы "добираемся" и до любимого всеми нами пространства-времени Минковского-Эйнштейна. Только в нашем случае вместо четырехмерного псевдоевклидова пространства индекса 1 (то есть, с одной мнимой временной осью и тремя действительными пространственными) мы получаем тело кватернионов с одной действительной временной и тремя гиперкомплексными мнимыми пространственными осями. "Жить" в таком пространстве можно ничуть не хуже (с небольшими поправками к специальной теории относительности), зато благодаря теореме Фробениуса-Понтрягина о конечном расширении поля действительных чисел, которое не может выйти за пределы комплексного или кватернионного полей, мы получаем чудесное объяснение трехмерности нашего прекрасного мира.
- Каждый причинон присутствует во всех точках нашей вселенной одновременно (также как время присутствует во всех точках вселенной). Это дает наглядное объяснение, почему элементарные частицы как бы "размазаны" по всему пространству сразу. Кроме того, добавление одного причинона к вселенной в целом, означает его "втискивание" "между" любыми существующими причинонами в то же время. Это дает нам приблизительное разъяснение почему вселенная расширяется, а из постоянной Хаббла для нынешней скорости расширения вселенной можно оценить и число причинонов, накопленных к настоящему времени. В качестве научно-популярной оценки можно назвать число 10120 штук. Такое большое число "объясняет" текущую стабильность вселенной (добавление одного причинона к такой груде практически ничего не меняет, только время делает крошечный шаг вперед). Естественно, что темпы роста вселенной на стартовом этапе накопления информации можно считать взрывными.
- Самым ярким физическим проявлением информационного характера вселенной являются два фундаментальных факта: предельная скорость передачи информации в пространстве со скоростью света и соотношение неопределенностей Гейзенберга, не позволяющее получить бесконечное количество информации о физической системе.
Таким образом, начав развитие информационных структур с одного бита, мы получаем возможность строить физическую, математическую и информационную части теории параллельно, избежав проблем с тавтологиями. Соответствующую теорию следует назвать "теория информационных структур". Естественно, что привычные математические теории в этом случае как бы "выворачиваются на изнанку", а объем работы, которую надо проделать, чтобы "угадать" путь развития вселенной от одного бита до галактик, homo sapiens и международных корпораций - очень большой. Все дело в том, что принцип вытеснения означает, что спонтанный синтез природных информационных конструкций не всегда носит единственный объективный характер. По-видимому, мы должны допустить, что вселенная принимаясь синтезировать каждый новый уровень иерархии информации, из многих возможных вариантов выбирает один. Это означает, что может существовать бесконечно много вариантов моделей вселенной, из которых "наш" лишь один из возможных.
В любом случае, на сегодняшний день мы получаем неплохое интуитивное ощущение правильности сформулированных принципов синтеза информации.
УНИВЕРСАЛЬНАЯ КАТЕГОРИЯ ПРИРОДЫ
Самым чудесным свойством информационных структур является их универсальность. Информационные структуры применимы не только к информации, существующей в головах людей, но и к материальной, физической природе. Физическая природа устроена тоже иерархически.
Видимо, также как специалист не может обозреть однородную схему из миллиона транзисторов и начинает блокировать ее в иерархию стандартных библиотек элементов, также и господь бог не может обозреть однородную вселенную из 1080 протонов и нейтронов. Бог структурирует их в "библиотеки стандартных элементов", формируя все более сложные по конструкции слои. Нуклоны и электроны объединяются в "библиотеку" атомов, атомы в "атлас" молекул-веществ, молекулы в физические тела, тела в планеты и звезды, звезды в галактики. То, что нравится созерцать богу видимо имеет размер метагалактики.
В любой конструкции всегда возникают непредвиденные паразитные эффекты. Так и у бога: молекулы могут объединяться не только в "простые" планеты, но и в сложные биологические конструкции (клетки). Это очень интересный факт. Наверняка живая материя для бога - это паразитный эффект, программный глюк, вирус.
Молекулы объединяются в такую конструкцию как Солнце. Сложность ее высока за счет объединения большого количества задействованных частиц. Но интуитивно мы чувствуем, что сложность даже простейших живых организмов, скорее всего не меньше. Число компонент невелико, однако конструкция настолько "изыскана", что вполне может быть по сложности сравнима с "простой", но массивной грудой элементарных частиц в звезде. Эту интуицию (о том, что по сложности вся космологическая вселенная может быть сопоставима с живым организмом) мы черпаем из нашего повседневного опыта, когда, например, "победа достигается умением, а не числом". Планеты и звезды подчиняются законам физики, а люди делают все что захотят (по крайней мере, они могут об этом мечтать).
ЭНЕРГИЯ - ВРАГ ИНФОРМАЦИИ
Принято считать, что именно энергия является той движущей силой, которая питает жизнь и противостоит хаосу увеличивающейся энтропии. На самом деле природа устроена прямо противоположным образом.
Все кристаллические структуры при нагревании расплавляются и испаряются. Для того, чтобы такие структуры возникли, необходимо отвести от пара и жидкости энергию, только после этого вокруг центров кристаллизации зарождаются и развиваются структуры с дальним порядком. Центр кристаллизации - это центр спонтанного нарушения симметрии хаоса.
Высокая степень неинформационной (то есть хаотической) симметрии требует для своего поддержания большого количества внутренней энергии. Молекулы газа в бутылке могут спокойно летать в течение миллиона лет. Те же молекулы для поддержания симметрии равномерного распределения в галактических масштабах должны были бы обладать огромной температурой. Такой энергии нет, и молекулы слипаются в гравитационные сгустки. Случайные флуктуации плотности формируют центры спонтанного нарушения симметрии хаоса.
Откуда возник язык человеческого общения? Очень просто, для того чтобы общаться путем пинков, мычания и жестикуляции требуется огромная энергия. По мере роста численности человекоподобных, их энергии стало недостаточно для жестикуляции и они придумали (или открыли?) язык. Огромная интеллектуальная энергия высвободившаяся при этом направилась на развитие самого интеллекта.
То же самое произошло и с социальными структурами. Нужна огромная энергия, для того чтобы тысячи людей самостоятельно мотыжили землю, добывая себе пропитание. Энергии недостает и возникает разделение труда, родовые общины, фирмы, корпорации.
В 36-ом номере в статье "Системы корпоративного охлаждения" мы обсуждали методы уменьшения ошибок персонала, за счет применения систем штрихового кодирования. Если смотреть на проблему корпоративного охлаждения шире, то для стабилизации работы организационной структуры можно применить следующий алгоритм:
- Создать недостаток внутренней энергии на каждом рабочем месте. Это достигается за счет предельного уменьшения численности персонала, так чтобы загрузка каждого сотрудника стала столь высока, что у него пропало бы желание проявлять инициативу. При этом лишняя энергия уйдет вместе с лишними людьми.
- Поставить на руководящие должности "центры кристаллизации", то есть людей умных, но ленивых, которые бы сумели формализовать бизнес-процессы своих отделов. Энергичные кадры в этой ситуации не годятся, они проводят на работе по 14 часов, сами хватаются за все дела, "тянут лямку", готовы умереть, лишь бы не дать энтропии уменьшиться.
- Внедрить корпоративную информационную систему, которая окончательно стабилизирует процесс, отведя всю оставшуюся энергию в полезное русло (на повышение эффективности).
- Эффективное расширение организационной структуры путем копирования уже имеющейся: создание новых подразделений, филиалов и так далее.
Откуда берутся библиотеки стандартных элементов, функций и объектов? Они возникают только после того, как энергии разработчиков становится недостаточно для манипуляции с блоками, содержащими тысячи однородных компонентов.
САМОЕ ИНТЕРЕСНОЕ - СИНЕРГЕТИКА И ЖИЗНЬ
Если не энергия заставляет вселенную синтезировать все новые и новые информационные структуры, то что же? Седьмой принцип - причинно-следственное завихрение.
Как это происходит? Очень просто. Откуда на улицах берутся кучки мусора? Люди не хотят бросать на землю бумажки. Однако если какая-то бумажка в результате "спонтанного нарушения симметрии" все-таки упадет, то рядом с ней можно бросить и другие бумажки. Возникает причинно-следственное завихрение: бумажки бросают вследствие наличия на земле бумажек. В технике этот эффект называют положительной обратной связью.
Аналогично вводятся в обращение новые слова. Пока слово никто не придумал нет причины для его применения. Но как только слово понравилось некоторому "пороговому" числу людей, возникает цепная реакция его распространения.
Коммерческая или производственная фирма, также представляет собой вполне очевидный резонанс положительной обратной связи. Прибыль возникает в результате операции купли-продажи (например). Однако непременным условием возникновения и развития фирмы является отведение части прибыли на развитие фирмы. Чем больше фирма тратит на свое развитие, на рекламу, на технологию, тем больше она зарабатывает и тем больше может тратить на развитие и тем больше зарабатывать… Не следует при этом забывать, что фирма это не только деньги. Это технология, опыт сотрудников, история, внутренняя культура. Развитие обязательно предполагает создание причинно-следственной положительной обратной связи по всем этим контурам (см. статью "Это сладкое слово качество" в 31-м номере).
Получается, что информационные структуры представляют собой иерархию причинно-следственных вихрей3. При этом конструкция каждого носителя информационной структуры обязательно включает в себя эффект положительной обратной связи, которая всегда замыкается на более низкий уровень информационной иерархии. "Бумажки на улице" - структура социального уровня (то есть составленная из людей) фиксируется за счет замыкания положительной обратной связи от социума к этическому воспитанию индивида ("Я не хочу сорить" - уровень индивида, "бросаем туда куда бросают все" - более высокий социальный уровень). Это справедливо для всех социальных информационных структур.
Самая загадочная и самая интересная для нас информационная структура - мы сами, homo sapiens. Эта конструкция пронизана огромным числом положительных обратных связей. Клетки, образуя организм, питают сами себя молекулярными конструкциями. Это "питание" означает синтез новых клеток по алгоритму генной памяти, при этом генная память охватывает конструкцию не только самой клетки, но и организма в целом. Движущей силой конструирования является отбор на уровне особей, который позволяет "продвигать" те алгоритмы генной памяти, которые на уровне особи способны влюбить в себя большее количество дополняющих пар, при этом сам феномен любви (и красоты) существует лишь для активизации процесса отбора, в то время как отбор возможен лишь при наличии феномена красоты (и любви).
Если представлять себе все конструкции вселенной в виде шестеренок, то самым чудесным фактом будет то, что передача крутящего момента от маленьких шестеренок к большим (простые структуры по времени всегда "оборачиваются" в своем жизненном цикле быстрее сложных) всегда сопровождается обратной передачей энергии от больших к маленьким через "фрикционные ремни" положительной обратной связи. Подача же вращающего момента "с самого начала" идет от причинонных временных тактов.
Каким образом возникают все эти сложнейшие механизмы в природе? В результате спонтанного нарушения симметрии (то есть случайным образом, в процессе многочисленных пересечений причинно-следственных связей) возникает конструкция, обеспечивающая положительную обратную связь своего уровня с одним или несколькими уровнями низших слоев иерархии. Эффективные конструкции естественным путем отбираются при синтезе более высоких уровней иерархии. Получается, еще один слой положительных обратных связей: синтез информационного носителя означает его эффективность в смысле наличия положительной обратной связи, фиксация же данного носителя (природная память) возникает лишь при полезности данного носителя по отношению к информационной структуре еще более высокого порядка. В начальный момент времени этого еще более высокого порядка не может существовать, поэтому из многих сложных конструкций со временем отбираются только те, которые пригодны для формирования еще более высоких конструкций.
Получается, что дарвинский закон естественного отбора видов является движущей силой не только в живой природе, но во всех явлениях материального и духовного мира, а сами эти миры для вселенной в целом не имеют качественных отличий - только количественные, по сложности конструкции носителей.
ПОКА ПРОГРАММИСТЫ НЕ НАЧНУТ ЛЕНИТЬСЯ, У НИХ БУДУТ ПРОБЛЕМЫ
Вселенная развивается слоями иерархии информационных структур. Чтобы выжить люди занимаются разделением труда и объединяются в фирмы. Фирмы могут за счет своей внутренней энергии самостоятельно "мотыжить" одни и те же поля, однако в один прекрасный момент для выживания фирм требуется создать разделение труда и синтезировать межфирменные информационные структуры. Это достигается только при помощи национальных и международных стандартов. Сила персонального компьютера в его стандартизованности. PC обложен тысячами, если не десятками тысяч стандартов. В программном обеспечении практически ничего этого нет, в пустую расходуется огромное количество энергии.
Главная проблема, которая не позволяет подходящие стандартны ввести, это - отсутствие универсальных информационных термов высокого уровня, которые можно было бы применять в качестве параметров программных модулей. На низком уровне иерархии данных такие термы (типы) можно ввести. Например, строка текста, текст на естественном языке, объект графического изображения, произвольный абстрактный набор данных (файл, поток, устройство) и тому подобные. На высоком уровне абстракции, например на уровне модулей КИС, систем автоматизации производства, систем искусственного интеллекта, универсальные термы не существуют и не существует правил, по которым такие термы можно было бы синтезировать из простых (как, например, в математике).
В 35-ом номере в статье "И все-таки это искусство!" мы рассказывали об эксперименте, который в течение последних трех лет проводит фирма ЕМЕ. Все заказные проекты, выполняемые фирмой объединены в один метапроект. В метапроекте имена (на русском языке) таблиц и полей структуры базы данных, ссылки (стрелки) между таблицами и полями, имена диалогов, отчетов и их элементов (органов и колонок) и связи диалогов и отчетов с базой данных - все эти категории в совокупности образуют некую систему взаимосвязанных термов. Рассматривая эту систему имен в качестве модели внешнего мира, который когда-либо автоматизировался фирмой, фирма ЕМЕ разработала стандарт межмодульного взаимодействия, опирающийся только на систему имен метапроекта.
Зафиксированные имена-термы и стрелки-морфизмы превращаются в информационную структуру, которая наделяет эти имена смыслом. Смысл имен частично задается их значением и ассоциативным рядом в естественном языке, и дополняется формальной структурой ссылок базы данных. Вместе эти два ассоциативных ряда создают жесткую самодостаточную структуру, пригодную для публикации и применения в качестве стандарта низкого уровня. В начале 2000-ого года планируются соответствующие публикации.
Ознакомиться с полным текстом можно на сайте www.eme.ru.
1 Так как физическая теория информационных структур еще не существует, то по отношению к материальным информационным структурам (о них мы скажем позже) данный постулат следует считать гипотезой.
2 Не следует думать, что в математике в целом имеется стройная древовидная система обобщений и теорий. Разные теории, обобщаясь, сходятся в супертеории (такие как теория категорий), затем впитывают в себя самые основания математики (как, например язык Митчела-Бенабу в топосах), "вдруг" обнаруживают внутри себя совершенно общие закономерности и "нанизываются" все вместе на теории довольно элементарные (такие как теорию решеток или теорию гомологий). Добавьте регулярные "землетрясения" типа интуиционистского и конструктивистского пересмотра оснований математики или крестовый освободительный поход категорно-топосного мышления, как противопоставление теоретико-множественному.
3 Такой подход доставляет необходимую физическую интерпретацию и математический аппарат для гипотезы торсионных полей в физике.
Виртуальные VPS серверы в РФ и ЕС
🔥 VPS до 5.7 ГГц под любые задачи с AntiDDoS в 7 локациях
