Информационное взаимодействие

Термин “информация” происходит от латинского “informatio”, что в переводе на русский язык означает “осведомление”, “разъяснение”, и, по сути, предполагает наличие какой-либо формы диалога между отправителями и получателями информации. Все приведенные выше качественные и количественные определения информации также предполагают наличие отправителей и получателей информации, т. е. речь идет о некотором виде взаимодействия объектов.

Взаимодействие объектов, приводящее к изменению знаний хотя бы одного из них, будем называть информационным взаимодействием. Для того, чтобы процесс передачи знаний от одного объекта к другому был успешным, необходимо соблюдение ряда условий. Рассмотрим процесс информационного взаимодействия на примере передачи знаний посредством устной речи. Процесс этот многокомпонентный (векторный). Первая компонента – физическая, т. е. необходимо наличие физического источника звука (голосовых связок), физической среды распространения звука (воздуха) и физического приемника (уха). Вторая компонента – сигнальная: амплитудно и частотно модулированные колебания. Третья компонента – лингвистическая: необходимо, чтобы оба собеседника знали хотя бы один общий язык. Четвертая компонента – семантическая, т. е. в передаваемом сообщении должно присутствовать содержательное описание объекта или явления, чтобы при получении сообщения могли измениться знания у принимающего эти сообщения. Наконец, пятая компонента – прагматическая: необходимо наличие желания (мотивации) передавать и принимать сообщение.

Следовательно, информационное взаимодействие можно представить пятикомпонентной (пятимерной векторной) величиной, состоящей из компонент:

1. физической;

2. сигнальной;

3. лингвистической;

4. семантической;

5. прагматической.

Заметим, что приведенное разбиение информационного взаимодействия на пять компонент носит условный характер и возможно частичное пересечение в этом разбиении. Так, отдельные составляющие передаваемого сообщения можно отнести к физической или сигнальной, сигнальной или лингвистической компонентам. На сложный, многокомпонентный характер информации указывал еще А. Н. Колмогоров: “Подчеркну и качественно новое и неожиданное, что содержится...в теории информации. По первоначальному замыслу “информация” не есть скалярная величина. Различные виды информации могут быть чрезвычайно разнообразны... было совершенно не ясно, можно ли качественно различные информации... считать эквивалентными”.

В качестве примера классификации информационных взаимодействий можно напомнить протокольные уровни в международных стандартах открытых компьютерных сетей типа Интернет. При взаимодействии двух пользователей в телекоммуникационной сети реализуется совокупность протоколов семи уровней:

1) физического;

2) канального;

3) сетевого;

4) транспортного;

5) сеансового;

6) представительского;

7) прикладного.

Первые три протокольных уровня определяют такие особенности работы сети связи при обслуживании пользователей, как стандарт электрических сигналов в сети, обнаружение и исправление ошибок, маршрутизация в транспортной сети и т. д. Последующие четыре уровня определяют такие стандарты взаимодействия самих пользователей, как контроль за целостностью сообщения, восстановление без потерь сеанса взаимодействия в случае прерывания, представление данных на дисплеях и печатающих устройствах и т. д.

Спектр информационных взаимодействий необычайно широк. Можно условно разделить изучаемые информационные взаимодействия по объектам на три класса:

1) взаимодействие искусственных (технических) систем;

2) взаимодействие смешанных систем;

3) 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.

При таком многообразии взаимодействующих объектов задача описания законов информационного взаимодействия необычайно сложна, поскольку надо описать как обмен однобитовой информацией типа “включено – выключено ”в технических системах, так и формирование морали в человеческих сообществах.

При описании каждого из этих уровней приходится опираться на специфическую для соответствующего уровня концепцию преобразователя информации, свои языки описания, закономерности, разрабатываемые в рамках соответствующих дисциплин (наук), которые, тем самым, изучают информационное взаимодействие на данном уровне.

Далее представлены примеры, относящиеся к описанию информационного взаимодействия в природе и технике для трех типов объектов и пяти компонент информационного взаимодействия. Несмотря на явно упрощенный характер описания информационного взаимодействия, она может быть полезна для анализа различных определений информации. Так, энтропийный подход описывает информацию на сигнальном уровне, алгоритмический и алгебраический – на лингвистическом уровне, а логический – на семантическом уровне.

Наибольшие успехи были достигнуты при изучении информационного взаимодействия для относительно простых сигнальной и лингвистической компонент. Из этих компонент удалось сформулировать простые и достаточно общие законы преобразования информации, подобные законам сохранения энергии. Так, Шеннон вывел зависимость скорости передачи информации по каналу с шумом от полосы пропускания, а Колмогоров доказал сохранение сложности при алгоритмических преобразованиях.

К сожалению, многочисленные попытки формализованного описания информационного взаимодействия семантической компоненты не привели еще к открытию простых закономерностей, подобно тому, как обстоит дело для сигнальной компоненты. Для других компонент информационного взаимодействия можно сформулировать сегодня только некоторые принципы – условия, при выполнении которых информационное взаимодействие будет проходить успешно. Для информационного взаимодействия недостаточно только передать сообщение, нужно, чтобы приёмник (адресат) обладал возможностью его адекватно воспринять. Из этого следует принцип тезауруса: важность наличия априорной информации, достаточной для дешифровки усвоения полученного сообщения. Это означает, в частности, что участники информационного взаимодействия должны обладать согласованной информацией об используемых кодах, языках и их семантиках. Этот принцип подчеркивает первостепенную важность для информатики лингвистических и семантических исследований в широкомсмысле этого слова. В первую очередь речь идет о фрагментах языков человеческого общения и их семантиках, ставших сегодня основой для разработки средств человеко-машинного диалога.

Успешное восприятие сообщения зависит не только от способности адресата дешифровать (понять) содержание сообщения. Важную роль играет привлекательность сообщения, наличие у адресата стимула для освоения содержания сообщения. Это обстоятельство позволяет сформулировать принцип фасцинации (привлекательности) сообщения, которая зависит от мотивов и целей адресата, формы сообщения и т. д. Важно отметить, что фасцинация характеризует состояние адресата, форму сообщения и, в меньшей степени, его содержание. Фасцинация как необходимая спутница информации может играть существенную роль в организации человеко-машинного диалога, в проблеме понимания текстов на естественных языках и в других задачах информационного взаимодействия. Следует заметить, что участники информационного взаимодействия в процессе диалога могут выступать не только как получатели информации, но и как ее создатели. Поэтому полезно рассматривать поступающее сообщение не просто как контейнер с готовой информацией, но и как стимул для порождения адресатом на основе прошлого опыта и модели ситуации мира новой информации – принцип маевтики, или родовспоможения, восходящий к Сократу. В результате такого информационного взаимодействия адресат может “получить” больше информации, чем содержалось в сообщении.

Не исключено, что на этом пути будут созданы принципиально новые способы организации человеко-машинного информационного взаимодействия и, возможно, новые структуры систем искусственного интеллекта.

Кроме вышеперечисленных законов и принципов следует упомянуть о разработанных к настоящему времени методах, моделях и алгоритмах информационного взаимодействия, имеющих огромное значение для развития научных исследований.

Если говорить об информационном взаимодействии “исследователь – исследуемый объект”, то среди них – методы планирования эксперимента, методы математического и компьютерного моделирования, служащие методологической основой экспериментальных и теоретических исследований.

Популярны у исследователей так же методы распознавания образов, идентификации, адаптации, теории массового обслуживания. Этот перечень можно было бы продолжать, однако перечисленное позволяет заключить, что система представлений об информационном взаимодействии сущностей разной природы уже существует, успешно развивается и заслуживает пристального внимания, дальнейшего осмысления и поддержки как новая наука. Следует отметить, что развитие фундаментальных исследований в этой области возможно только при совместной работе специалистов по информатике с математиками, физиками, химиками, биологами, социологами, лингвистами, психологами, т. е. с представителями различных естественных и гуманитарных наук. В то же время, модели и методы информационного взаимодействия будут служить катализаторами развития функциональных исследований природных и социокультурных объектов – от уровня фундаментальных структур материи до уровня взаимодействия социальных групп.