Понятие информации
Развитие представлений об информации.
До сих пор мы определили только данные как результат регистрации сигналов. Определить, что такое информация, не столь просто, хотя бы потому, что она, в отличие от данных, не является объектом материальной природы и образуется в результате взаимодействия данных с методами. Напомним, что в результате работы таких методов, как логическое мышление, воображение и прогнозирование, может образовываться или обрабатываться информация об «идеальных» объектах, не имеющих адекватного отражения в материальном мире. Это явление хорошо известно, например, по анализу свидетельских показаний. Свидетели не всегда различают информацию, полученную в результате наблюдения и логического мышления. Поэтому одни и те же объективные данные могут интерпретироваться в их показаниях в разную информацию.
Несмотря на то что понятие информации очень широко используется и в науке, и в повседневной жизни, его строгого научного определения до последнего времени не существовало. По сей день разные научные дисциплины вводят это понятие по-разному. Здесь можно выделить три возможных подхода: антропоцентрический, техноцентрический и недетерминированный.
Суть антропоцентрического подхода состоит в том, что информацию отождествляют со сведениями или фактами, которые теоретически могут быть получены и усвоены, то есть преобразованы в знания. Этот подход в настоящее время применяется наиболее широко. Его примеры мы можем наблюдать, в частности, в российском законодательстве.
«Под информацией понимаются сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления» (Федеральный Закон № 24-ФЗ «Об информации, информатизации и защите информации» от 25.01.95 г. «Российская газета» № 39 от 22.02.95 г.)
Недостатки антропоцентрического подхода заключаются в том, что в его рамках невозможно найти адекватного объяснения генетической информации живой природы и абстрактной информации, не имеющей адекватного отображения в природе и обществе.
С такой информацией, например, имеют дело теология, идеалистическая философия и некоторые разделы математики.
Наиболее простой пример недостаточности антропоцентрического подхода проявляется при рассмотрении таких информационных объектов, как команды. Например, команда «Вперед!» — это отнюдь не сведения. Это именно команда, для отработки которой исполнитель должен обладать соответствующим методом. «Вперед!» — очень простая команда. Существуют более сложные команды синхронизации, соответствия и другие. Их информационная сущность может быть завуалированной, но в рамках антропоцентрического подхода она не раскрывается.
До последнего времени антропоцентрический подход удовлетворительно работал в области правовых и общественных наук. Однако в связи с широким внедрением вычислительной техники его недостатки все чаще дают о себе знать. Так, например, подход к информации только как к сведениям не позволяет адекватно интерпретировать такие информационные объекты, как компьютерные программы. В пассивном состоянии (в момент создания, распространения) компьютерная программа — это действительно набор сведений. Их можно просмотреть, размножить, распечатать, то есть, перевести в другую форму, а также усвоить, как знания. В активном состоянии, при работе на компьютере, то есть во время взаимодействия с аппаратным методом, компьютерная программа — это не совокупность сведений, а совокупность команд, то есть, это программный метод.
Суть техноцентрического подхода состоит в том, что информацию отождествляют с данными. Этот подход нашел очень широкое распространение в технических дисциплинах. Например, нам часто встречаются упоминания о том, что «информация передается по компьютерным сетям», «информация обрабатывается компьютерами», «информация хранится в базах данных». Во всех этих случаях происходит подмена понятий. Дело в том, что по компьютерным сетям передаются только данные, компьютеры обрабатывают только данные, а в базах данных хранятся тоже только данные. Станут ли эти данные информацией и если да, то какой, зависит не только от данных, а и от многочисленных аппаратных, программных и естественных методов.
В этой книге мы рассмотрим основные понятия баз данных и покажем, что одни и те же данные, хранящиеся в базе, могут интерпретироваться как различная информация в результате работы специального программного средства СУБД (системы управления базой данных). На примере Интернета мы покажем, что одни и те же данные, передаваемые сервером, могут интерпретироваться клиентом как разная информация, в зависимости от того, какими аппаратно-программными методами он располагает и как они настроены. На примере средств криптографии и средств для работы с электронной цифровой подписью мы также покажем, что данные становятся информацией только у тех лиц, которые обладают соответствующими правами.
В российском законодательстве мы-не находим явных признаков техноцентрического подхода, но они имеются в законодательствах других государств, например Германии. В частности, такие понятия, как информация, доступ к информации, модификация информации, во всех случаях, когда речь идет об эксплуатации технических систем, представляются как данные, доступ к данным, модификация данных.
Недетерминированный подход к понятию информации встречается также достаточно широко. Он состоит в отказе от определения информации на том основании, что оно является фундаментальным, как, например, материя и энергия. В частности, мы не найдем определения информации в «Законе о государственной тайне» и в «Законе о средствах массовой информации», хотя и в том и в другом правовом акте это понятие используется.
Отсутствие определения использованного понятия это вовсе не недосмотр законодателя. Во многих случаях отказ от определения информации можно считать традиционным. Так, например, мы не найдем определения информации и в таком уважаемом справочном издании, как Британская энциклопедия. Определение можно получить лишь косвенным образом через статью «Обработка информации и информационные системы», где говорится, что...
«... этот термин используют применительно к фактам и суждениям, получаемым в повседневной жизни от других живых существ, из средств массовой информации, из электронных баз данных, а также путем наблюдения явлений окружающей среды».
Здесь смешаны и антропоцентрический, и техноцентрический подход, после чего определение сведено к бытовому уровню. При этом приводится обширный список литературы, опубликованной за последние 50 лет, анализ которой не дал прямого определения.
Современное представление об информации
Информация — это действительно фундаментальное научное понятие. Во всех случаях фундаментальные научные понятия для прикладных научных дисциплин должны поставляться фундаментальными естественными науками. В данном случае мы имеем дело с тем фактом, что фундаментальной естественнонаучной дисциплины, занимающейся природой информации, никогда не существовало. Понятие информации прошло мимо физики, химии, математики, биологии. Нельзя сказать, что эти дисциплины совсем не занимались изучением информации. В той мере, в которой для них это было необходимо, они занимались изучением свойств информации, но не ее природы.
К настоящему времени свойства информации действительно неплохо изучены в самых различных дисциплинах. Физика, например, занимается свойствами сигналов, несущих информацию. В качестве прикладной дисциплины существует теория информации, занимающаяся вопросами информационной содержательности сигналов (сообщений). Теория информации близко связана с физикой и математикой, она использует методический аппарат радиотехники и теории вероятностей. Генетика занимается изучением вопросов передачи наследственной информации в живой природе. Этот перечень можно продолжить, но фундаментальной науки, занимающейся исследованием природы информации, до сих пор не было. Поэтому не было и строгого научного определения информации.
Лишь в последние годы информатика начала формироваться как естественнонаучная дисциплина, но она еще не вышла за рамки прикладной технической науки и потому до сих пор не ввела строгого понятия информации. Более того, мы часто наблюдаем, как информатика сама заимствует понятие информации из других научных дисциплин (в том числе и из правовых) или вводит его на бытовом уровне.
В учебной и научной литературе по информатике мы находим немало примеров антропоцентрического подхода к информации (как к сведениям) или техноцент-рического подхода (как к данным). В лучшем случае информацию рассматривают как содержательную часть данных, интерпретируемых человеком (синтез антропоцентрического и техноцентрического подхода).
Как мы увидим в этой книге, техническое и правовое обеспечение режима электронной подписи, использование методов криптографии в гражданском документообороте, использование Интернета в обеспечении электронной коммерции, обеспечение безопасности данных и многие другие общественные процессы и явления требуют строгого и непротиворечивого определения информации. Его требуют экономические и правовые дисциплины.
Наиболее яркий пример дает нынешняя правовая ситуация с Интернетом. До сих пор не решен принципиальный вопрос: «Является Интернет средством массовой информации или нет?» В неформальном общении специалисты, использующие Интернет в политических целях, говорят, что: «Конечно же, Интернет является средством массовой информации, да еще каким! Но вы попробуйте это доказать!».
Действительно, в рамках традиционного подхода к информации, как к «сведениям», решить основной правовой вопрос Интернета невозможно, как невозможно решить и множество дополнительных вопросов, например с правовым режимом гиперссылок. Отсутствие убедительного обоснования правового режима Интернета ведет к массе правовых коллизий как в России, так и за рубежом. Достаточно вспомнить правовые проблемы, возникшие в период проведения выборов в Государственную Думу РФ (декабрь 1999 г.) и президентских выборов 2000 г. Без надлежащего определения информации множество правовых проблем, возникающих в современном высокоинформатизированном обществе, не может быть разрешено окончательно и убедительно.
Определение информации
Научное определение информации дается достаточно просто, если предположить, что информация — это динамический объект, не существующий в природе сам по себе, а образующийся в ходе взаимодействия данных и методов.
Он существует ровно столько, сколько длится это взаимодействие, а все остальное время пребывает в виде данных.
Информация — это продукт взаимодействия данных и методов, рассмотренный в контексте этого взаимодействия.
В этом определении ничего не говорится о форме, в которой представлены данные, она может быть абсолютно любой. Если данные графические, а метод взаимодействия — наблюдение, то образуется визуальная информация. Если данные текстовые или речевые, а метод их потребления — чтение или прослушивание, образуется текстовая информация. А могут ли текстовые данные быть графической информацией? Разумеется, да, если к ним применен не метод чтения, а метод наблюдения.
В нашем определении важным является пояснение «... рассмотренный в контексте этого взаимодействия». Приведем примеры, почему это действительно важно. Известно, что книги — это хранилища данных. Они предназначены для получения информации методом чтения. Но если попробовать разные книги на ощупь или на вкус, то тоже можно получить информацию. Такие методы позволят различить книги, выполненные в кожаных, картонных и бумажных переплетах. Разумеется, это не те методы, которые предполагались авторами книг, но они тоже дают информацию, хотя и не полную.
Известны примеры того, что не только текст или состав бумаги письма, но и его запах может давать информацию об авторстве. Пользуясь этим методом, можно отправлять в конверте даже чистый лист. Получателю он даст информацию о том, кто помнит и думает о нем. Возможно, в некоторых случаях она будет недостоверной (ложной), но это все-таки будет информация.
Анализируя информационную ценность газет, журналов, телепередач, мы можем прийти к выводу, что она зависит как от данных, так и от методов, которыми выполняется их потребление. Одно дело — внимательно просматривать телефильм, вслушиваясь в каждое слово, и совсем другое — смотреть его, одновременно разговаривая по телефону.
Проявляя внимательность, мы расширяем возможности естественных методов, основанных на органах чувств, за счет методов логического мышления. Правда, при этом мы быстрее утомляемся и потому стараемся делать это как можно реже. Преподаватели об этом знают и применяют свои методы, позволяющие нам время от времени переключать, рассеивать, а потом вновь концентрировать внимание.
В быту мы часто считаем, что книги, газеты, журналы, радио и телевидение — это источники информации. Если строго подходить с позиций информатики, то это не совсем так. Все это источники данных. Станут ли данные информацией или нет и если станут, то какой именно, зависит от того, какой метод будет применен к их потреблению и в каких условиях это произойдет.
Тем не менее, мы все-таки привыкли говорить не о передаче данных, а о передаче информации, не о преобразовании и шифровании данных, а о преобразовании и шифровании информации, а также об ее автоматической обработке с помощью компьютеров. Нет ли здесь противоречия?
Такое противоречие действительно есть, но оно разрешается, если ввести понятие контекстного метода. Контекстным считается тот метод, который является общепринятым для работы с данными определенного типа. Этот метод должен быть известен как создателю данных, так и потребителю информации.
Для иллюстраций (графических данных) контекстным является метод наблюдения, основанный на зрении. В таких случаях мы говорим о графической или визуальной информации. Для текстовых данных подразумевается контекстный метод чтения, основанный на зрении и на знании языка и азбуки. В таких случаях говорят о текстовой информации.
Для данных, представленных радиоволнами, контекстными являются аппаратные методы преобразования данных и потребления информации с помощью радиоприемника или телевизора. Поэтому мы так часто используем понятия телевизионная информация, информационная программа, информационный выпуск и т. п.
Есть свои особенности и у компьютерной информации. Для данных, представленных в числовой форме и хранящихся в виде сигналов, зарегистрированных на магнитных (и других) носителях или циркулирующих в компьютерных сетях, контекстными являются аппаратные и программные методы вычислительной техники.Их еще называют средствами информационных технологий. Они входят в предметную область информатики, и наш курс будет в значительной степени посвящен их изучению.
