17 Лекций по общей и прикладной ценологии
(применительно к электричеству)
Лекция 8. Информация и отбор:
энергетический, естественный, информационный.
Существует формальное определение информации (information) как содержание какого-либо сообщения; сведения о чём-либо, рассматриваемые во времени и как факт их передачи, материализующийся в пространстве. Сложилась теория научной информации – информатика (informatics) как отрасль знания, изучающая закономерности сбора, преобразования, хранения, поиска и распространения документальной информации и определяющая оптимальную организацию информационной работы на базе современных средств вычислительной техники.
Ключевыми для информатики и технетики (technetics) как науки о технической реальности (в частности, о техноценозах) является документ (document), который определяется как материальный объект (что обязательно), содержащий закреплённую информацию на любом носителе и предназначенный для её передачи и использования. Слово – информативно (или пусто), слово может вдохновить или убить, но оно не является предметом нашего рассмотрения, пока не задокументировано как "прослушка", как записанные указания диспетчера завода или системного оператора (СО).
Понятие информации выше, чем единичный документ или собрание, совокупность, сообщество – документация (file of documents). Это черновики и записки, неопубликованные, рукописные, публикации, стенограммы, графические, конструкторские, проектные, дипломные, тендерные, патентные, аудиовизуальные, анонимные, официальные, законодательные, директивные, нормативные, служебные, действующие, архивные и др. Информация взгляда, молчания ("и не краснеть удушливой волной, слегка соприкоснувшись рукавами") может сохраниться у одного на всю жизнь в памяти, не став документом.
Но если внезапно "искра пробежала в пальцах ваших встретившихся рук" и оказалась не разрядом, а положительным потенциалом, который зафиксировал ЗАГС, то вы оба оказались "задокументированными" на всё оставшееся время существования цивилизации. Необходимость сохранения, передачи и воспроизведения информации в полной мере ощутил молодой капитализм США. Это проявилось в изобретении телеграфа (С. Морзе, 1837), телефона (А. Белл, 1876), граммофона (Эдисон, 1877).
Статистика по населению и промышленности потребовала обработки информационных массивов. Осуществляемые каждые 10 лет переписи (начиная с 1884 г.) привели к созданию перфокарт (Г. Холлерит), на которых в ХХ в. держались "контроль и учёт" всего народного хозяйства СССР и которые нынешнее поколение студентов уже не знает. Это позволило осуществить цель, сформулированную акад. А. Н. Крыловым: "Статистика не должна состоять в одном только заполнении ведомостей размерами с двуспальную простыню никому не нужными числами, а в сведéнии этих чисел на четвертушку бумаги и в сопоставлении их между собой, чтобы по ним можно было не только видеть, что было, но и предвидеть, что будет".
Предварительно обобщая и связывая субъекта с его информационным взаимодействием с внешней средой, назовём этапы: 1) выделение и формализованное представление объёмов информации; 2) её документальная фиксация (кодирование), передача (и хранение); 3) приём информации (распознавание); 4) интерпретация (включая изменение внутреннего состояния объекта и субъекта); 5) реализация (прогноз, решение, действие).
Возникает вопрос о количественной оценке информации и об оценке оценки (принятия решения). В природе только два фундаментальных вида взаимодействия: обмен веществом и энергией (в рамках соответствующих законов сохранения). Сколько вещества и энергии один объект передал другому, столько тот её получил. Потери же – взаимодействие с объектами внешней среды, окружающей и передатчик, и приёмник.
Иное дело – информация. Во-первых, информация не может существовать вне взаимодействия объектов ("Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе – науке это неизвестно"); во-вторых, в процессе взаимодействия информация не теряется ни одним из объектов (если взаимодействие состоялось; последующего "забывания" не происходит, поскольку остаётся документ, и вопрос сводится к его нахождению; в-третьих, информация порождает (не всегда, конечно) новую информацию как у одного, так и у другого за счёт обобщения информации и возникновения нового знания.
Количественную меру информации как логарифмическую обосновал Р. Хартли (1928):
I=log N, (1)
где I – количество информации; N=2n – число возможных сообщений, составленных из n знаков.
Выражение (1) основано на простом постулате: находить решение, расщепляя информацию до элементарного акта и отвечая лишь "да" или "нет". Так действует любой компьютер, руководствуясь булевой алгеброй (Дж. Буль, 1854), где наибольший элемент 1, а наименьший 0 (нуль). К. Шеннон, развивая (1), сформулировал теорему (1948), устанавливающую, когда возможна или невозможна передача сообщений, вырабатываемых данным источником сообщений, по данному каналу связи и при заданных условиях точности воспроизведения сообщений. Количество информации на один символ определяют по формуле Шеннона:
I=
-
рi log рi , (2)
где m – количество символов в некотором алфавите; рi – вероятность каждого символа, рi =1, 2, …, m.
Величину
Н=Σ рi log рi
Шеннон назвал энтропией множества вероятностей по аналогии с похожей на неё формулой Больцмана для энтропии идеального газа s=k ln р, где k – посто-янная. Общая ценология утверждает, что площадь под кривой Н-распределения для видового (электродвигатели, трансформаторы, аппараты) и рангового по параметру (нагрузки, общее и удельное электропотребление) минимизируется в соответствии с (3).
Для пятилетней выборки, охватывающей от 989 до 1210 электродвигателей, показатель общего разнообразия Шеннона
= – Σ(ui/U)·ln(ui/T) (4)
колебался
от 2,62 до 2,74 (в (4) U – общее число штук-особей в выборке; ui – число особей в i-касте). Гипотеза,
что →e – постоянная
Эйлера опровергнута математически. Для оценки разнообразия существует
показатель выровненности е=/ln S.
Выражения (2) и (4), связываемые с марковскими цепями, которые составили основу теории массового обслуживания и рациональной организации электроремонта. Цепи проверены акад. Марковым А. А. на распределении гласных и согласных в статье: Пример статистического исследования над текстом "Евгений Онегин", иллюстрирующий связь испытаний в цепь// Известия Императорской Академии наук. 1913. Статья "Евгений Онегин" является идеальным информценозом, мною подсчитаны (табл. 1) параметры его видового Н-распределения, которые полезно использовать при изучении техноценозов.
Я ввожу понятие энергетический отбор, опираясь на уверенность В. Оствальда (1903), что возможно слияние понятий материи и духа, починив их понятию энергии. Безусловность действия вариационных принципов классической механики, которые мы назовём далее, отражают физическую сущность энергетического отбора. Но решения и действия, минимизирующие затраты энергии, характерны и для живой, технетической, информационной и социальной реальностей. В явном или неявном виде они проявляются всегда. О принципе экономии мышления говорили Мах и Авенариус. Ципф утверждал: высказывающийся и слушающий экономят свои усилия (а это и приводит к гиперболической зависимости встречаемости элементов).
Вариационные принципы концентрированно и строго представляют первую классическую научную картину мира. Они основаны на законах Ньютона, установленных для свободных материальных точек и аксиомах связей. Любой принцип можно принять за аксиому, а из неё логически вывести все законы механики. Это указывает на законченность, совершенство здания, фундамент которого заложен Г. Галилеем и И. Ньютоном. Инвариантные вариационные задачи Э. Нётер (1918) дополняют принципы, охватывая и уравнения поля. Это в человекоразмерных масштабах делает классическую картину физического мира полной, изящной, красивой.
Первый из вариационных принципов классической механики – возможных (виртуальных) перемещений – применялся Галилеем (1665). Общность и полезность этого принципа для решения задач статики первым понял И. Бернулли (1717). Считая его основным для всей механики, Ж. Лагранж (1788) математически обосновал принцип и существенно его развил.
По форме вариационные принципы подразделяются на дифференциальные, характеризующие свойства движения для любого данного момента времени (Д’Аламбера–Лагранжа, Гаусса, Герца, Четаева, Журдена) и интегральные – на любых конечных промежутках времени (Гамильтона–Остроградского, Лагранжа, Якоби).
Принцип возможных перемещений утверждает, что механическая система находится в равновесии в некотором положении тогда и только тогда, когда сумма элементарных (бесконечно малых) работ активных сил на всяком возможном перемещении, выводящем систему из рассматриваемого положения, равна нулю:
ΣFν·δrν=0 (5)
в
любой момент времени; δrν – возможные
перемещения ν-й точки, допускаемые в данный момент времени
наложенными на систему связями; Fν(t, rμ, 
μ) –
заданные активные силы; r –
радиусы-векторы точек системы относительно начала инерциальной системы
координат 0xyz. Выражение (5) есть уравнение статики.
Общим уравнением динамики является принцип Д’Аламбера–Лагранжа, который для действительного движения системы утверждает, что сумма элементарных работ активных сил и сил инерции на любых возможных перемещениях равна нулю:
Σ(Fν–mνων)·δrν=0 (6)
в
любой момент времени; mν – масса ν-й
точки; ων=
ν – её
ускорение, что даёт возможность получить общие теоремы (законы) динамики: о
количестве движения, моменте количеств движения, кинетической энергии.
Принцип наименьшего принуждения (Гаусса принцип): движение системы материальных точек, связанных между собой произвольным образом и подверженных любым влияниям, в каждое мгновение происходит в наиболее совершенном, какое только возможно, согласии с тем движением, каким обладали бы эти точки, если бы они стали свободными. Иначе говоря, в каждый момент времени t среди всех ускорений, обусловленных связями, действительными ускорениями ων различных точек системы будут те, которые обращают в минимум функцию Z второй степени относительно ускорений. Величина Z равна сумме произведений массы каждой точки на квадрат величины её отклонения от того положения, которое она заняла бы, если бы была свободной.
Принцип Гаусса представляет собой физическую аналогию метода наименьших квадратов теории вероятностей. Из принципа Гаусса следует принцип наименьших реакций, примыкает принцип прямейшего пути Герца, теория Маха (1883), Болотова (1916), Четаева (1932). Принцип Четаева – принцип максимума работы расширяет характер обычно рассматриваемых механических систем путём привлечения принципа Карно из термодинамики.
Интегральные принципы классической механики менее общи по сравнению с дифференциальными и применимы к системам, находящимся под действием потенциальных сил. Наиболее общим является принцип Гамильтона-Остроградского: в действительном движении системы действие по Гамильтону имеет стационарное значение по сравнению с любыми бесконечно близкими кинематически возможными движениями, для которых начальное и конечное положения системы одинаковы с соответствующими положениями для действительного и времени движения одинаково. В случае непотенциальных сил принцип выражается уравнением:
∫(dT+ΣFν·δrν)dt=0. (7)
Для систем, стеснённых стационарными связями и находящихся под действием потенциальных сил, не зависящих явно от времени, существует интеграл энергии Е=T–U и функция Лагранжа
L(t, qi, 
i)=T+U; S=∫
L·dt, (8)
где
U –
потенциальные силы; rν·(t, qi, i), n=3N–k,
k –
число связей.
1. Параметры видового Н-распределения информценоза "Евгений Онегин"
|
Генеральная совокупность |
S |
U |
A |
γ |
100δ |
H |
|
4596 |
20732 |
0,353 |
1,97 |
13,54 |
1,78 |
|
|
Повторяемость слов по первой букве |
||||||
|
Буква А |
35 |
120 |
0,770 |
2,9 |
0,38 |
0,85 |
|
Б |
216 |
880 |
0,364 |
2,0 |
15,60 |
1,59 |
|
В |
345 |
2087 |
0,346 |
2,0 |
13,10 |
1,76 |
|
Г |
152 |
595 |
0,430 |
1,4 |
0,47 |
1,89 |
|
Д |
201 |
1217 |
0,416 |
1,5 |
0,42 |
2,16 |
|
Е |
15 |
110 |
0,385 |
1,57 |
5,16 |
1,77 |
|
Ж |
63 |
341 |
0,503 |
1,7 |
0,46 |
1,73 |
|
З |
221 |
696 |
0,594 |
2,0 |
0,13 |
1,53 |
|
И |
102 |
1366 |
260 |
2,0 |
17,62 |
1,51 |
|
К |
226 |
551 |
0,522 |
1,6 |
0,29 |
1,54 |
|
Л |
130 |
580 |
0,472 |
1,5 |
0,43 |
1,82 |
|
М |
173 |
931 |
0,287 |
1,9 |
10,56 |
1,92 |
|
Н |
287 |
1740 |
0,340 |
2,0 |
13,43 |
1,72 |
|
О |
314 |
1835 |
0,400 |
2,0 |
19,74 |
1,30 |
|
П |
750 |
2107 |
0,546 |
1,7 |
0,12 |
1,58 |
|
Р |
201 |
536 |
0,543 |
1,7 |
0,33 |
1,51 |
|
С |
501 |
2029 |
0,308 |
1,9 |
12,27 |
1,80 |
|
Т |
176 |
1028 |
0,465 |
1,6 |
0,21 |
1,98 |
|
У |
196 |
481 |
0,550 |
1,67 |
0,24 |
1,49 |
|
Ф |
22 |
36 |
0,771 |
3,37 |
1,04 |
0,83 |
|
Х |
70 |
209 |
0,598 |
1,95 |
0,23 |
1,44 |
|
Ц |
19 |
61 |
0,520 |
1,77 |
1,99 |
1,48 |
|
Ч |
81 |
336 |
0,458 |
1,61 |
1,01 |
1,94 |
|
Ш |
50 |
142 |
0,539 |
1,71 |
0,35 |
1,51 |
|
Щ |
7 |
8 |
0,856 |
2,58 |
0,00 |
0,41 |
|
Э |
11 |
79 |
0,543 |
2,48 |
3,18 |
1,42 |
|
Ю |
6 |
28 |
0,499 |
9,77 |
8,33 |
1,24 |
|
Я |
30 |
444 |
0,355 |
2,00 |
16,48 |
1,41 |
Развивая представления (8), предложен принцип стационарного действия Лагранжа (1760) и принцип стационарного действия Якоби (1837). Интегральные принципы Гамильтона, Лагранжа, Якоби объединяют общим названием – принцип наименьшего действия, который применим не только к дискретным материальным системам, но и к сплошным срéдам, к системам с распределёнными параметрами, к теории поля: Лагранжев и Гамильтонов математический формализм – один из важнейших и распространённых математических аппаратов.
Рассматривая конечный результат действий, осуществляемых человеком (автоматом) или при естественном протекании процессов (5)–(8) и возникновении явлений в электротехнике, электроэнергетике, электрике, мы определяем его как действие некоторого закона энергетического отбора, строго определённого в физике вариационными принципами классической механики, но действующего и в других реальностях.
Пусть справа и слева от какой-либо плавной линии установлены электромагниты. Зададимся простым вопросом: как электрон, пролетая вблизи них и меняя траекторию, воспринимает информацию (явно не по Шеннону (2)); что чувствует, реализуя вариационные принципы и руководствуясь энергетическим отбором по минимуму энергозатрат? Если произошла реакция (соединение) 2Н2+О2=2Н2О, то означает ли это, что какой-то отбор состоялся?
Отбор начался, происходит, состоялся, закончился – понимается субъектом лишь в контексте (отбор образца из месторождения). В человекомерных масштабах неживой (физический) мир определяем (понятен) на уровне молекул и их соединений в рамках первой научной картины мира. Но он не рассчитываем в рамках строгих формул (6), (8), а предсказуем лишь вероятностно (по времени и результатам) как обрушение бéрега реки, разрушение скалы, землетрясение. Мы здесь можем лишь сказать, что вода, ветер и нечто неясное – что-то и как-то отбирают. И только.
Если обратиться к живой природе, то здесь, несомненно, существует какой-то отбор. Убеждённость, что всё объяснимо естественным отбором (который устраняет худшее, нежизнеспособное) и стабилизирующим – сохраняющим норму, всё более и более опровергается фактами и разными теориями эволюции. Сейчас среди биологов существует единство мнения лишь в вопросе, что эволюция существует, и вектор её необратим (сейчас эволюционные представления вылились в глобальный эволюционизм, глобальную экономику и даже, можно сказать, в науку – глобалистику).
Примем как постулат, что мёртвый мир породил живое, живое породило технетическое, которое, в свою очередь, создало информационную реальность, которая, соединившись с технической (как родители), породила социальное. Тогда можно говорить об отборе в каждой из реальностей вообще, о специфике и определённой вложенности энергетического отбора и естественного, естественного и информационного (для технической реальности), информационного и документального, документального и интеллектуального. И каждый раз следует говорить об аналогиях и различиях.
Использование аналогий − содержательный метод научного исследования, послуживший одной из отправных точек кибернетики. Воспользуемся этим для исследования организации биоценозов и техноценозов. Рассмотрим подобие на уровне сообществ, тех материальных и информационных причин, создающих одинаковые структуры. Параллели между явлениями биологии и экономики имеют давнюю историю, прослеживаемую до Эразма Дарвина. Блэкберн считал, что поведение группы ученых очень напоминает поведение групп растений и животных в биологических экосистема: как экосистема производит, обменивает и строит биомассу, так и человеческое поведение сводится к обмену и строительству информации.
Рассмотрим закон естественного отбора Ч. Дарвина и предположим наличие аналогичного закона закон информационного отбора, действующего в техноценозах и управляющего техноэволюцией. Закон естественного отбора рассматривается в классической форме. Он утверждает, прежде всего, что любая группа животных и растений (организмов) имеет тенденцию к наследственной изменчивости; виды растений и животных изменчивы. Изменчивость видов изделий со временем, в процессе техноэволюции очевидна. Но, между изменчивостью видов в биологии и технике есть, во-первых, принципиальное различие, во-вторых, более глубокая аналогия.
Рассматривая развитие техники как информационный процесс, можно показать, что из-за ограниченных возможностей человеческого мозга отдельный человек может сконструировать техническое устройство, состоящее из определённого количества неизоморфных элементов, между которыми связи установлены локально, и по небольшому числу существенных параметров. Здесь явно или неявно действия осуществляются в рамках первой научной картины мира (хотя результат получается в рамках второй). Устройства с малым количеством исходных элементов вообще могут быть созданы по способу "проб и ошибок" и названы орудиями труда. Орудия труда могут быть созданы без документа. Это мёртвые технически изделия, локально не противоречащие второму закону термодинамики. Технические устройства, а тем более техническая система, становящаяся технетической, требующая для своего последующего функционирования энергетического, материально-технического, информационного, социального обеспечений принципиально не могут быть созданы без документа (чертежей, расчётов, технических условий и др.). Говоря об изделиях, мы понимали технические устройства и технические системы, которые создаются по документу и которые могут быть дискретно, как целостность, выделены для рассмотрения как элементарные.
Сформулируем следующее положение: любой документ – изменяется; изменение изделия как вида есть следствие изменения документа. Создание нового генотипа изделия (изменение существующей или разработка новой документации), определяющего появление нового вида изделия, аналогично мутации генетической информации биологических систем.
Ж.-Б. Ламарк постулировал принцип прямого приспособления к условиям внешней среды (путем упражнения органов и наследования приобретённых свойств). Однако изучение эволюционных процессов показало, что приобретённые организмом признаки не наследуются. В процессе эксплуатации изделия (машины) на предприятии вносятся различные усовершенствования, изменения вносятся иногда во всю партию машин (популяцию) экосистемы. Важно отметить, что какими бы существенными или несущественными ни были вносимые изменения, они не будут воспроизведены, если не будут закреплены документально. Точнее, для воспроизведения изменённых машин изменения следует вносить в действующую документацию: приобретённые в процессе эксплуатации признаки не наследуются, наследуются только генетические изменения.
Вымерли электродвигатели ТАГ, К, КО, ГАМ, КАМОУ, ДАМ, АЗ, АТД, трансформаторы ЛДЖГ, ТМ старой школы, электроприёмники БИ234, СИ235. Ноутбуки и мобильники меняются так часто и быстро, что записать уже это трудно. Список может быть пополнен множеством видов. Общим в примерах является не только исчезновение вида, а то (и это главное), что при этом исчезает, утрачивается информация (генетическая в одном случае, документальная в другом). Мы утратили информацию не только собственно по электромашине, например, Пунга-Шен или по полуторке (на которой выехала вторая мировая), но изменилась технология: это и железо, и медь; ГОСТы, которые сейчас уже иные; изоляционные материалы; крепёжные изделия (они были покупные и изготавливались по другим документам); иной способ обработки металлов, который изменился вместе с изменившимися станками. Короче, другая система стандартов, технических условий на всё совершенно, готовящаяся система технических регламентов. В лучшем случае мы можем сделать нечто похожее – модель, имитацию (свечи-лампы в театрах).
Итак, по Дарвину, организмов каждого вида рождается больше, чем может найти себе питание, выжить и оставить потомство. Применительно к технике: видов изделий создаётся больше, чем есть свободных экологических ниш. Чтобы убедиться в этом, достаточно зайти в любой магазин, где и столкнёшься с выбором инструмента, холодильника, материала – любого продукта. То же – на автосалонах, в тендерах на поставку электрооборудования, систем управления.
Максимум напряжённости конкуренции за лимитирующий ресурс между любой парой видов достигает своего минимума в стабильном техноценозе.
Пусть дан интервал (a, b), a>0, на котором размещено n точек x1,…, xn, xi£xi+1 и определена функция k(a, b), a£b, характеризующая силу конкурентной борьбы, такая, что k(a, b)=f(b/a) и f(b/a) – строго убывающая функция. Точки размещены так, что max f(xi+k/xi) для i=1, …, n–1; i+k£n минимален.
Очевидно, что максимум f(xi+k /xi) достигается при k=1. Определим j(a)= =f(ea). Заметим, что f(xi+1/xi)=j(ln(xi+1/xi)) и j так же строго убывающая функция. Тогда min(ln xi+1–ln xi)£(ln b–ln a)/(n–1)= t, i=1, …, n–1 и равенство достигается при lnxi=lna+(i–1)t. Отсюда max f(xi+1/xi)®min при xi=agi-1, где g=(b/a)1/(n-1), i=1, …, n. Количество точек в интервале (y, y+Dy) обознáчим n(y)∙Dy. Тогда при малом Dy®0 n(y)=(ln(y+Dy)–lny)/t®c/y, где c – константа.
Последнее выражение указывает на наличие гиперболической зависимости для распределения видов по существенному параметру. Следовательно: 1) наличие конкурентной борьбы, борьбы за существование должно привести к распределению видов, сводящемуся к гиперболическому; 2) такое распределение является закономерным для техноценозов.
Таким образом, множество рождающихся изделий существующих видов и множество изделий вновь появившихся ("придуманных") видов попадают в конкретные техноценозы, где количество экологических ниш ограничено. Реализованные фенотипы ведут в техноценозах борьбу за существование при ограниченности вещественных и энергетических ресурсов (аналогично биологии: между множеством рождающихся особей происходит борьба за существование). Популяции изделий, которые обладают признаками, способствующими освоению новых или перераспределению в свою пользу существующих экологических ниш, выживают. Это проявляется в создании незакреплённой информации – своеобразном мнении, что изделие работоспособно (лучше), или требует доработки, или его нужно снять с производства и т. д.
В биоценозах конкурентные взаимоотношения наиболее сильно проявляются вблизи положения равновесия, то же и в техноценозах: в момент формирования комбинация изделий может быть широкой, для созданных техноценозов внедрение нового вида труднее, вызывает большее противодействие, и возможен отрицательный результат (и для лучших изделий) из-за консерватизма системы, высокого потенциального барьера вступления.
Борьба за существование внутри экосистемы находит своё выражение в воздействии экосистемы на популяцию путём прямого и косвенного истребления изделий. "Без избирательного уничтожения, конечно, нет и эволюции, однако избирательный характер элиминации определяется не хищниками, или другими внешними факторами, а свойствами самих особей, формами их организации и жизнедеятельности. Таким образом, уничтожение принимает закономерный характер движущего механизма эволюции только через посредство внутренних сил, действующих внутри популяции". Элиминация существующей популяции происходит потому, что у неё часть показателей "хуже", чем у вновь пришедшей.
Принципиальное отличие естественного отбора от информационного заключается в том, что уничтожение биоособи означает одновременное уничтожение генетической информации, сохранение – одновременное воспроизведение себе подобной особи и подобной (тождественной) информации. Уничтожение или сохранение изделия не имеет прямого отношения к документу – генетической информации об изделии. Это отличие влечёт за собой необходимость процесса, отсутствующего при естественном отборе: незакреплённая информация документируется и превращается в программу. Возникает необходимость в "разумной" машине, которая могла бы оценить результат воздействия вновь пришедшей популяции на экосистему и экосистемы на вновь пришедшую популяцию, т.е. оценить итоги борьбы за существование.
В биологии в силу могущественного принципа наследственности отобранная особь будет стремиться к размножению своей новой, изменённой формы; в технике документ утверждается и становится действующим для изготовления изделия. Наследственность – обязательная черта информационного отбора изделий: любой документ содержит наследственную информацию, материализованный опыт предшествующих поколений.
При наличии материально-энергетических условий по действующим дискретным документам осуществляется размножение отобранных вариантов, изготовление изделий с детерминированной структурой, жестко завязанными размерами, связями, компоновкой, исходными материалами с вероятностным разбросом параметров. Происходит передача и усиление прямой, наследственной информации. В популяции происходит увеличение (появление) информации, реализованной во время предыдущего цикла и закреплённой документально (генетически). Отбор генотипов ведет к реализации фенотипов.
Процесс преобразования наследственной информации в фенотипическую отражает, во-первых, появление и проявление индивидуальности изделий (в частности, присвоение имён-номеров). Во-вторых, готовое изделие, и чем оно сложнее, тем более отличается от предусмотренного документом. Явление, хорошо известное проектировщикам, монтажникам, наладчикам. Осуществляются доводка, обкатка, испытания, и затем изделия попадают в экосистему.
Обобщим изложенное. Сведём законы естественного и информационного отборов и покажем их в таблице 2:
|
Теория естественного отбора Ч. Дарвина |
Теория информационного отбора |
|
Любая группа животных и растений (организмов) имеет тенденцию к наследственной изменчивости |
Любой документ – изменяется |
|
Организмов каждого вида рождается больше, чем может найти себе пропитание, выжить и оставить потомство |
Видов изобретается, документов создаётся больше, чем есть свободных экологических ниш |
|
Между множеством рождающихся особей происходит борьба за существование |
Реализованные фенотипы ведут борьбу за существование при ограниченности вещественных и энергетических ресурсов |
|
Особи, которые обладают признаками, дающими им какое-либо преимущество в конкурентной борьбе, имеют больше шансов выжить и, таким образом, подвергнутся естественному отбору. Выживание наиболее приспособленных. |
Популяции, которые обладают признаками, способствующими освоению новых или перераспределению в свою пользу существующих экологических ниш, образуют источник незакреплённой информации |
|
¾ |
Незакреплённая информация документиру-ется и превращается в программу |
|
В силу могущественного принципа наследственности каждая отобранная особь будет стремиться к размножению своей новой, изменённой формы |
Документ утверждается и становится действующим для изготовления изделия |
Техноэволюция – порождение природы на определённом этапе её развития, и чтобы управлять техноэволюцией, надо, прежде всего, познать её законы. При рассмотрении различных аспектов техноэволюции мы исходили, в частности, во-первых, из убеждения в материальном единстве мира, в действии законов физики и химии на любом уровне структурной организации. Мёртвое породило живое, живое – техническое (технетическое). Для познания и управления окружающим крайне необходимо выявить законы и закономерности действительности. Предложенный закон информационного отбора – лишь приближение, он критичен как и дарвиновские представления.
Что касается документального отбора, действующего в информценозах, и интеллектуального – в ценозах социальных, то их как закон пока сформулировать не удалось. Документ рождается, его отбирают (по каким-то критериям), чтобы сохранить, подправить (скорректировать), чтобы он жил (действовал); его отменяют или он устаревает, выходит из моды, не соответствует и проч., т. е. документ умирает как документ, становясь архивным, музейным. Но как это всё происходит, каковы закономерности и неизбежность появления нового, смерти старого, каков здесь вектор эволюции документа – всё ещё неясно.
Ещё сложнее с интеллектуальным отбором, поскольку здесь мы начинаем иметь дело с многообразием индивидуальностей, групп, объединений и др., где начинают играть существенную роль этика и эстетика, традиции, верования, определяющие неперечислимость (оцениваемую нами как 1064) самых различных действий и поступков.
Контрольные вопросы.
1. Поясните понятия информация и информатика.
2. Расскажите об измерении информации, её вероятностной оценке, по Шеннону, и единицах – байт, килобайт, мегабайт, гигабайт…
3. Определите документ как понятие и приведите примеры документов из разных сфер человеческой и машинной деятельности.
4. Расскажите о вариационных принципах классической механики и обоснуйте, что они есть основа первой научной картины мира и основа действия энергетического отбора.
5. Изложите закон естественного отбора в формулировке Дарвина.
6. Приведите примеры отмирания технических устройств и замены их с объяснением преимуществ нового.
7. Перечислите основные положения закона информационного отбора.
Б. И. Кудрин