§ 13. Отражение как атрибут материи и информация

Существуют ли отражение без информации и информация без отражения? Конечно, не существуют - такой ответ на этот вопрос прочно утвердился в нашей философской литературе. И он, несомненно, правилен.

Действительно, информация не существует без отражения, но она невозможна и без других атрибутов материи - движения, пространства, времени и т. д. Поэтому, признавая неразрывную связь отражения и информации, нет необходимости представлять эту связь как единственно существующую, хотя она и изучена наиболее полно. Нельзя говорить о субординации всеобщих свойств материи, первичности одних атрибутов по сравнению с

другими. Речь может идти лишь об их единстве, взаимосвязи,

*

взаимопроникновении .

Рассмотрение содержания понятия отражения представля­ется целесообразным начать с категории взаимодействия (при­чинности).

Воздействие одного тела на другое сопряжено с отражени­ем. При этом объект, являющийся причиной, с точки зрения тео­рии отражения называется отражаемым, а объект, являющийся следствием, отражающим. Отражение является стороной при­чинной связи. Из всего содержания понятия воздействия выделя­ется лишь определенный аспект. Под отражением в широком смысле понимается процесс и результат воздействия одной мате­риальной системы на другую, который представляет собой вос­произведение в иной форме особенностей (черт, сторон, струк­туры) одной системы в особенностях (чертах, сторонах, структу- *

ре) другой . В процессе воздействия возможны и другие измене­ния, которые не соответствуют особенностям воздействующей системы.

Если попытаться раскрыть, в чем же заключается соответ­ствие между отражающим и отражаемым, то можно прийти к та­кому определению

Отражение - это воздействие одной материальной системы на другую, ведущее к установлению определенного (конкретного) тождества между системами, когда внутренние различия одной системы (отражающей) соответствуют внутренним различиям другой системы (отражаемой).

Как следует из приведенного определения, отражение вы­ступает как диалектическая связь тождества и различия двух объектов, причем тождество объектов выражается через их раз­личие и благодаря ему. Такое определение дает возможность вы­разить информационный аспект отражения.

Правда, в определенном отношении оно является упроще­нием. Это упрощение сказывается, в частности, в том, что мы выделили лишь одну сторону реального процесса - именно воз­действие одного объекта на другой. В более общем случае необ­ходимо исходить не из воздействия, а из взаимодействия.

Отражение, основанное на взаимодействии, имеет смысл назвать взаимоотражением. В качестве отражаемой и отражаю­щей здесь выступают обе взаимодействующие системы. Разра­ботка теории взаимоотражения еще только начинается, но она уже остро необходима современной науке при изучения, напри­мер, свойств микрообъектов, сложных кибернетических систем Взаимодействие можно рассматривать и как взаимодействие элементов, частей внутри объекта. Отражение, связанное с тако­го рода внутренними взаимодействиями, может быть охаракте­ризовано как самоотражение, т. е. отражение объектом (систе­мой) самого себя.

Согласно ранее приведенному определению отражения ин­формация выступает как содержание отражения. Содержанием отражения являются те изменения, различия, которые в отра­жающей системе соответствуют изменениям, различиям отра­жаемой системы. Информация как содержание отражения со­ставляет лишь определенный класс различий.

Содержанием отражения являются те внутренние различия, которые присущи отражающему объекту. Но в то же время эти различия (но в иной форме) принадлежат не только отражающе­му объекту, но и отражаемому. Вне отношений с этим последним не имеет смысла говорить о содержании отражения.

Таким образом, информация, с позиций теории отраже­ния, может быть представлена как отраженное разнообразие, а именно разнообразие, которое один объект содержит о другом объекте.

В большинстве случаев в реальном процессе отражения пе­редача информации от отражаемого тела к отражающему проис­ходит в форме сигнала. Следовательно, для того чтобы осущест­вился процесс отражения, кроме отражаемого и отражающего объектов необходим третий компонент - среда, передающая ин­формацию, закодированную в форме сигнала.

В теории связи, теории информации под сигналом обычно понимается любой процесс или объект, при помощи которого можно передавать информацию, кодировать различия. Различия могут передаваться, например, величиной амплитуды тока, его частотой, длительностью импульсов и т. д. Короче говоря, те свойства сигналов (любых процессов), которые не изменяются (или от изменения которых отвлекаются), не несут информации, они тождественны для воспринимающего сигнал (отражающего) объекта. Те же свойства сигналов, которые могут передавать раз­личия, изменяются соответственно изменению (различиям) пе­редающего (отражаемого) объекта, являются информационными.

Сигналы (и соответствующие им типы отражения) можно разделить на четыре больших класса: сигналы в неживой, живой природе, обществе и технике. В неживой природе сигнальный характер взаимодействий не используется телами, так как там нет переработки информации.

Переработка информации связана с соотнесением инфор­мации, воспринимаемых различий с объектами, которые пере­дают эти различия в форме сигналов. Такого соотнесения нет в неживой природе, отражение там носит пассивный характер.

Использование информационных свойств сигналов насту­пает лишь на уровне живых систем, в связи с появлением управ­ления, о чем уже говорилось.

мянутая проблема формулируется как проблема опознавания об­*

разов , которое связано с их отождествлением и различением. Создаются воспринимающие устройства, моделирующие органы чувств животных и человека, - так называемые персептроны.

Сигналы, воспринимаемые каким-либо объектом, несут информацию об определенной стороне отражаемого объекта, но отнюдь не обо всем объекте полностью. Данный объект, взаимо­действуя с другим объектом, может получать лишь ограниченное количество информации об отражаемом объекте. Ведь любой материальный объект бесконечно сложен, обладает бесконечным количеством информации. Но возможности отражения этого разнообразия ограничены конечными отражательными способ­ностями конкретных материальных систем. Поэтому имеет смысл, исходя из вышесказанного, классифицировать виды от­ражения (как результата) в зависимости от особенностей отра­жающего объекта.

Вначале рассмотрим некоторые примеры. Пусть имеются две системы: Ми N. Система М отражаемая, система N отра­жающая. Допустим, что система М состоит из некоторого конеч - ного числа элементов (частей), каждый из которых посылает сигнал. Предположим далее, что система N включает в себя все­го лишь один элемент. Может ли в этом случае она отразить внутреннее разнообразие системы M? Может, но только в одном случае, если сама система М также состоит из одного элемента. Любое увеличение числа элементов системы М не ведет к увели­чению отражаемого разнообразия, ибо в отражающей системе N всего один элемент. Какими бы особенностями, различиями ни обладала отражаемая система, они никак не могут быть отраже­ны.

Для того чтобы происходила передача информации от сис­темы М к системе N в процессе их взаимодействия, необходимо, чтобы система N обладала минимум двумя могущими отражать элементами. Отражение на уровне элементов систем становится все более полным, или, как принято говорить, более адекватным, если все большее количество элементов системы N отражает элементы системы М. Наконец, когда каждому элементу системы М будет соответствовать только один элемент системы N, и об­ратно, каждому элементу системы N будет соответствовать толь­ко один элемент системы М, между элементами систем будет ус­тановлено взаимооднозначное соответствие. Такое отражение назовем эквивалентным отражением. Степень адекватности от­ражения может определяться формулами теории информации.

Мы можем рассматривать степень адекватности отражения также на уровне упорядоченности, организации, структуры. Упомянутые уровни отражения необходимо четко разграничи­вать, но, к сожалению, это не всегда делается. Так, мы можем встретить в определениях понятия отражения утверждение, что речь обязательно должна идти о соответствии структур. Но это лишь частный случай отражения и сводить к нему общее опре­деление отражения было бы неправомерным. Например, отраже­ние на уровне элементов может не быть соответствием структур (если под структурой понимать инвариантные элементы). Ведь могут отражаться все элементы данного уровня, а не только ин­вариантные, и тогда отражение не будет связано только с соот­ветствием структур.

В современной литературе, посвященной проблеме отраже­ния, наметилась тенденция использовать понятия гомоморфизма и изоморфизма. Гомоморфным отражением называется такое от­ражение, которое выполняется при наличии трех условий.

Гомоморфное отражение переходит в изоморфное, если вы­полняется взаимооднозначное соответствие между элементами и отношениями обеих систем (М и N). В случае изоморфного от­ражения получается равенство количеств информации отражае­мой и отражающих систем. В этом случае можно говорить о наиболее адекватном отражении.

Привлечение понятий гомоморфизма и изоморфизма оказы­вается очень полезным для теории отражения. Однако было бы неправильным понятие отражения формулировать лишь через упомянутые математические понятия. Дело в том, что гомо­морфное и изоморфное отражения являются лишь частными случаями адекватного отражения. Необходимо учитывать, что применение математических понятий в философии оказывается полезным, если при этом не забывается, что они снижают уро­вень содержательности и выделяют лишь частные, хотя бы и очень важные, случаи.

Рассмотренные выше типы отражения показывают, что все более высокий тип отражения, или точнее: все более полное, аде­кватное отражение возможно лишь во все более сложных, органи­зованных, упорядоченных системах. Рассматривая выше связь понятий информации и развития, мы сделали вывод, что увеличе­ние разнообразия систем происходит именно на прогрессивной линии развития. Следовательно, прогрессивное развитие связано с тем, что более высокоразвитые системы обладают возможно - стью все более адекватного отражения. Действительно, растет сложность, упорядоченность, организация, структура отражаю­щих объектов, у живых объектов появляются различные формы активного отражения, начиная от раздражимости (таксисы, тро- пизмы, настии) и кончая психическими формами отражения.

Роль увеличения внутреннего разнообразия была выявлена и в области кибернетических устройств. Кибернетические ма­шины мы вынуждены делать все более сложными, организован­ными, упорядоченными (содержащими большее количество раз­нообразия на различных уровнях) именно для того, чтобы более точно, адекватно отражать и реагировать на разнообразие среды, в которой они должны работать. Об этом хорошо сказал Ст. Бир: «Часто можно услышать оптимистический призыв: “Создайте простую систему управления, которая не может ошибаться”. Бе­да заключается в том, что такие “простые” системы не обладают достаточным разнообразием, чтобы справиться с разнообразием окружающей среды. Таким образом, они не только неспособны не делать ошибок, но и вообще не могут правильно работать. Успешно справиться с разнообразием в управляемой системе может только такое управляющее устройство, которое само об­ладает достаточным разнообразием» [113].

Короче говоря, в силу закона необходимого разнообразия, активное отражение может быть более адекватным лишь в высо­коорганизованных сложных системах.

Усложнение аппарата отражения, которое происходило на линии прогрессивного развития, свидетельствует о том, что су­ществует так называемое прогрессивное отражение. В чем оно заключается? Иногда высказывают точку зрения, что процессы отражения в неживой природе связаны с разрушением тел, с их регрессивными качественными изменениями ^[114]. В принципе та­кие процессы действительно имеют место. Однако из этого не следует, что в результате отражения происходит только разруше­ние тел неживой природы. В неживой природе наблюдаются и иные процессы отражения, которые связаны не только с разру­шением качества объектов, но и с его сохранением и даже с уве­личением сложности, упорядоченности, организации естествен­ных систем. Например, сохранение качества атома происходит, когда под действием фотона электрон не отрывается от атома, а лишь переходит с одного энергетического уровня на другой. Особое значение в неживых объектах приобретают такие их ка­чества, которые допускают различные состояния. К ним отно­сятся, в частности, состояния вырожденных уровней энергии, когда система при одной и той же величине энергии может нахо­диться в различных состояниях. Отражение в неживой природе может происходить и без разрушения качественной определен­ности, за счет лишь количественных изменений. Как правило, во всех системах количество состояний, которые система может принимать без разрушения своей качественной определенности, тем больше, чем больше ее внутреннее разнообразие.

Итак, под прогрессивным отражением мы будем понимать отражение, ведущее к увеличению внутреннего разнообразия системы, а под регрессивным, или деструктивным, отражением - отражение, ведущее к уменьшению внутреннего разнообразия системы. В природе существуют оба эти вида отражения.

Поскольку прогрессивное отражение связано с накоплени­ем внутреннего разнообразия системы, то в результате этого все разнообразие системы делится как бы на две части. Одну часть можно условно назвать структурной информацией, а вторую - отражающей информацией. Структурная информация - это эле­менты разнообразия, которые составляют структуру данного объекта, нечто устойчивое, постоянное в самом объекте. Если изменяется структурная информация, то система теряет свою ка­чественную определенность. Таким образом, структурная ин­формация - это часть внутреннего разнообразия системы, кото - рое остается тождественным самому себе при любых (допусти­мых) изменениях.

Другая же часть внутреннего разнообразия системы может изменяться под воздействием других систем и несет функцию отражения. Мы уже отмечали, что увеличение внутреннего раз­нообразия высокоразвитых систем связано с увеличением пере­рабатываемой информации.

Неверно было бы представлять, что структурная и отража­тельная информация не связаны и не взаимодействуют между собой. В действительности существование отражательного раз­нообразия обусловлено существованием структурной информа­ции (и наоборот). Это становится очевидным, если рассматри­вать любые системы, в которых имеется отражательный аппарат, в определенной степени дифференцированный от других струк­тур (как, например, у высших животных, человека).

Характерной чертой отражательного аппарата живых орга­низмов является его «специализация» преимущественно на ин­формационном свойстве материи. Для того чтобы иметь возмож­ность отражать другие объекты, отражательный аппарат должен легко перестраивать свою структуру. Это, в частности, означает, что энергия перестройки связей не должна быть чрезмерно большой. Можно выдвинуть гипотезу, что, например, на уровне ядер вряд ли можно было ожидать появление систем, способных к высшим типам отражения. Энергия связи, например, ядра дей­трона (нейтрон плюс протон) составляет около 2,2 мэв (миллион электроновольт), а ядра урана - 1780 мэв. По сравнению с ядер­ной энергия связи электрона в атоме или молекуле в миллионы раз меньше и составляет, скажем, для атома водорода около 13,6 эв, а для молекулы водорода - около 15,4 эв.

Однако если информационные взаимодействия отражатель­ного аппарата не должны сопровождаться слишком большими энергетическими затратами, то и слишком слабая энергия пере­стройки может привести к неустойчивости, к разрушению связей под действием внутренних и внешних возмущений, к ненадеж­ности. Поэтому устойчивое отражение требует и не слишком низких энергетических затрат. Из четырех видов физических взаимодействий наиболее подходящими являются электромаг­нитные взаимодействия. Ядерные взаимодействия оказываются слишком сильными, гравитационные и так называемые «слабые» обладают недостаточной энергией для развития отражательных свойств. Выявление взаимосвязи между энергией и информаци­ей - весьма важная проблема конкретно-научных исследований свойства отражения. Ведь информация, в частности, может вы­ражать неоднородность энергии, поэтому необходимо выявить энергетические затраты на создание одного бита информации (единицу различий) материальных образований. Однако специ­альные работы в этой области только начинают появляться ^[115].

До сих пор мы рассматривали количественные информа­ционные характеристики отражения, которые связывали в ос­новном со степенью адекватности отражения на том или ином уровне. Между тем представляют интерес и другие информаци­онные характеристики отражения, скажем семантические, прагматические аспекты. При этом речь будет идти лишь о сравнительно высоких уровнях отражения, начиная с отражения в живой природе.

Наличие смысла, понятности отражения - необходимое ус­ловие для выработки адекватных реакций живого существа на полученный сигнал. Так, олень, впервые увидевший работаю­щий в лесу экскаватор, не может на него адекватно реагировать, ибо воспринятый образ ни о чем не говорит, он не соотносится с прошлым опытом животного, непонятен ему. Увиденный экска­ватор может вызвать определенные реакции - любопытство, страх и т. п. Но часто наблюдая за работой экскаватора, животное со временем поймет, что он не причинит ему вреда, что он не­опасен.

Лишь понятые сигналы могут быть использованы для адек­ватного поведения животного, лишь осмысленные сигналы яв­ляются основой целесообразного его поведения. Ясно, что тра­воядное, увидев хищника или другое травоядное, будет реагиро­вать на них по-разному. Образ хищника и образ травоядного имеют разную ценность, характеризуя их поведение. Следова­тельно, семантические и особенно прагматические характери­стики информации очень важны при анализе отражения.

В заключение остановимся на некоторых особенностях от­ражения как процесса. До сих пор отражение рассматривалось в основном как результат. Но результат есть следствие процесса, поэтому характеристики отражения результата определяются свойствами отражения-процесса. Отражение можно рассматри­вать как некоторый аспект взаимодействия, как определенный вид причинной связи, сопряженный с передачей разнообразия от причины к следствию. Мы знаем, что информация может пере­даваться от причины (отражаемого) к следствию (отражающему) полностью или частично. Первый случай соответствует процес­сам, подчиняющимся динамическим закономерностям, второй - процессам, подчиняющимся статистическим закономерностям.

Конечно, тот факт, что не вся информация от отражаемого может передаваться к отражающему, может быть обусловлен и отражательными способностями этого последнего. Из этого еще не следует делать вывода, что подобные процессы отражения всегда являются статистическими. Статистическими процессами отражения являются лишь такие, которые связаны со статисти­ческим, вероятностным характером взаимодействия отражаемого и отражающего. Именно на том уровне, на каком взаимодействие подчиняется статистическим закономерностям, отражение также является статистическим (на ином уровне оно может быть и ди­намическим).

Наличие статистических моментов в процессе отражения свидетельствует о том, что ему свойственна неопределенность. С подобной ситуацией научное познание встретилось, например, при изучении микромира. Отражение в мире элементарных час­тиц характеризуется неполной передачей информации от одной взаимодействующей частицы к другой. Это связано с их приро­дой, статистическим характером взаимодействий. Статистиче- ские закономерности, которым подчиняются микрочастицы, на­кладывают определенные ограничения на передачу информации между ними, они ограничивают количество различных кванто­вых состояний микрообъекта. Получается, что микрочастицы как бы недостаточно «информированы» друг о друге.

Когда мы говорим о неполной передаче информации на уровне квантово-механических взаимодействий, то мы имеем в виду, что в процессе взаимодействия и, следовательно, отраже­ния, носящих статистический характер, существует неопреде­ленность, т. е. ограничение разнообразия, свойственное микро­частицам. Эта неопределенность существует объективно, неза­висимо от познающего субъекта, от точности его приборов.

Неопределенность, или неполная передача информации сопровождает, обычно любой реальный процесс отражения. Все­стороннее и полное отражение объектами друг друга возмож­но лишь как бесконечный процесс, имеющий определенную направленность от менее адекватного отражения к более адек­ватному.

Признание кроме динамического статистического типа от­ражения нацелено против метафизического понимания процесса отражения, признающего лишь динамическую детерминирован­ность отражающего отражаемым и отрицающего объективное существование неопределенности, ограничения разнообразия при отражении. Вместе с тем несостоятельна и субъективно­идеалистическая интерпретация неопределенности в процессе отражения. Эта неопределенность не зависит исключительно от субъекта, а обусловлена объективно действующими закономер­ностями ограничения разнообразия.