Вопросы для самопроверки по теме 1.1

1. Как вы понимаете скачкообразное развитие методов получения информации, поясните рис.1.1.

2. В чём основное отличие понятий «Объект контроля» (ОК) и «Объект получения информации?

3. Почему для получения информации об объекте контроля не всегда необходимо подавать физическое воздействие I. Приведите примеры.

Тема 1.2. Что такое информация?

При изложении материала курса ФОПИ мы будем часто ис­пользовать понятие "информация", так как целевое назначение этого курса - получение информации физическими средствами.

Этим термином пользовались очень давно для определения чисто прак­тических понятий, таких как некоторая совокупность знаний, све­дений о конкретном предмете, явлении, событии и т. п. Такая ин­формация носит вполне конкретный характер и во многих случаях не несёт в себе количественной оценки.

Положение изменилось с появлением кибернетики и теории информации.

В 1948 году аме­риканский ученый Клод Шеннон предложил способ измерения ко­личества информации, содержащейся в одном случайном объекте (событии, величине, функции, электросигнале процессе и т. д.), отно­сительно другого случайного объекта. С этого момента термин "информация" начинает расширять сферу своего применения.

На первых же этапах развития кибернетики и теории инфор­мации понятие "информация" было расширено и кон­кретизировано, но всё же оно понималось только в рамках нашего восприятия окружающего нас мира, трансформированного через возможности ЭВМ. Дальнейшие же исследования показали, что понятие "информации" значительно более ёмкое и, что очень важ­но, существующее вне нашего восприятия. Другими словами, весь окружающий нас мир, как доступный, так и недоступный нам, всю­ду имеет информационную структуру. Человек не создает эту структуру, а только учится её прочитывать.

Согласно традиционной философской точке зрения информация существует независимо от человека и является свойством материи.

В частности, и курс ФОПИ решает эту задачу - получение информации физическими (т. е. техническими) средствами.

До сих пор нет единого, общепринятого определения понятия "информация" и по его формированию идут споры ученых. Предла­гаемые специалистами разных областей формулировки понятия "информация" весьма разнообразны и противоречивы.

В энциклопедическом словаре, например, дано следующее ее определение.

Информация (от латинского informatio — разъяснение, изложение) первоначально — сведения, передаваемые людь­ми устным, письменным или другим способом (с помощью условных сиг­налов, технических средств и т. д.).

С середины XX века общенаучное поня­тие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автома­том, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растительном мире; передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму; одно из основных понятий кибернетики.

По мнению профессора Г. Г. Воробьёва: "Ин­формация - это философская категория, рассматриваемая наряду с такими, как пространство, время, материя. В самом общем виде информацию можно представить как сообщение, т. е. форму связи между источником, передающим сообщение, и приемником, её принимающим"[9].

Применительно к нашей общей схеме получения информации (см. рис.1.2): "источник" информации - это ОПИ или ОК, реакция или "отклик", ОПИ (ОК) - это сообщение, которое и должно восприниматься приемником, включённым в техническую измерительную систему. Трактовка понятия "информа­ции", предлагаемая Г. Г. Воробьёвым, - наиболее удачная для техни­ческих измерений вообще, включая, естественно, и "Физические основы получения информации".

В то же время нельзя забывать и о том, что есть вполне оправданная тенденция рассматривать поня­тие "информации" с философских позиций, считая её как неотъем­лемое свойство материи, или даже как форму её существования. На этот счет следует привести формулировку понятия "информации", данную академиком А.В. Шилейко.

"Информация - это генерализационный безначально-бесконечный, единый законопроцесс микро - и макромерных отношений, взаимосвязей и взаимосохранения энергии, движения и массы на основе автоосциллярной, резонансно-сотовой, частотно-квантовой и волновой природы света, тепла, зву­ка и других свойств и форм в микро- и макроструктурах Вселен­ной" [12]. Формулировка весьма сложная, глобальная по охвату различ­ных факторов, причин и взаимосвязей, и в тоже время и философ­ская, в части приравнивания информации к энергии, движению и к массе. Из этого определения для нас важны упоминания о сохране­нии энергии, движения, массы, волновой природы света (т. е. и электромагнитных волн, вообще), тепла, звука и других факторов, которые участвуют в получении информации.

Действительно, все эти факторы - есть не что иное, как физи­ческие "инструменты" для получения информации техническими средствами в результате проведения соответствующих измерений.

Дать исчерпывающее научное определение информации не удалось до сих пор никому. И, прежде всего потому, что она носит фундаментальный и уни­версальный, всеобщий характер, являясь многозначным понятием. Это отра­жается в известной фразе создателя науки об управлении — кибернетики Н. Ви­нера: «Информация есть информация, а не материя и не энергия».

Сформулированные к настоящему времени строгие научные определения концентрируют внимание на одном из основных аспектов этого многозначно­го понятия — соотношении информации и материи.

Приведём основные определения информации, применяемые в настоящее время в различных областях науки, техники, философии.

Информация (в кибернетике) - совокупность сведений, связанных с изменением состояния материальных объектов и восприятием этих изменений другими объектами методом отражения.

Информация - как философская категория - имеет:

содержание - конкретные сведения о данном объекте или явлении, определяющие совокупность его элементов, сторон, связей и отношений между ними;

формы своего существования (проявления) - способ проявления, выражения или представления информации, определяемый ее материальным носителем.

По своему содержанию информация может иметь политический, военный, экономический, военно-технический, производственный или коммерческий характер и быть:

секретной - информация, которая представляет собой государственную тайну - защищаемые государством сведения в области его военной, внешнеполитической, экономической, разведывательной и других видах деятельности, распространение которых может нанести ущерб безопасности страны;

конфиденциальной - информация, которая представляет собой коммерческую или личную тайну и охраняется ее владельцем;

несекретной - информация, которая не представляет собой государственную, коммерческую или личную тайны и может быть опубликована в открытой печати.

Подводя итог многочисленным и многогранным определениям информации, в практическом плане информацию можно классифицировать так.

В химических процессах информация представляется как ор­ганическая и неорганическая; в социальной сфере используется со­циальная и правовая информация; в медицине - биологическая; в науке - геологическая, астрофизическая, космическая и др.

Курс ФОПИ и предназначен для того, чтобы инженеры-приборостроители знали и умели решить подобную задачу получения технической инфор­мации при постоянном увеличении базовой информации.

Поясним это примером.

Предположим, что жившему 300 лет назад Ньютону мы показали бы телевизор и попросили бы объяснить принцип его работы. Несмотря на всю гениальность, он не смог бы этого сделать, поскольку в его время было неизвестно само понятие «электричество».

Как бы детально Ньютон не изучил конструкцию и устройство телевизора, сколько бы он не получил информации по внешнему проявлению его работы, он все равно не мог бы ничего понять, пока им не была бы познана новая качественная категория – факт существования электричества и закономерности его проявления.

То же происходит и в настоящее время при многочисленных попытках объяснить проявления, например, НЛО или так называемого полтергейста (в дословном переводе на русский язык – «шумный дух»). Многочисленные попытки объяснить имеющиеся факты на различных уровнях приводят к возникновению ещё большего количества вопросов, и становится понятно, что это пока безнадёжная затея, так как она основана на предпосылке конечности наших знаний и очень напоминает предполагаемую попытку Ньютона объяснить устройство телевизора [12].

Большинство руководителей государств и правительств планеты, стремясь получить дополнительную информацию, постоянно пользуются услугами астрологов разного уровня.

Более 20 млн. долларов США истратили на специальную астрологическую программу. В астрологию более всех верил президент Рональд Рейган – именно с его подачи в спецслужбах стал быстро развиваться штат экстрасенсов, ясновидцев и предсказателей. При президенте Картере было проведено 200 сеансов ясновидения, для того чтобы разглядеть, где именно в Тегеране держат заложников, захваченных во время штурма американского посольства. Нынешний президент США – Джордж Буш – младший не скрывает, что очень часто прибегает к услугам медиумов. Например, в марте 2005 года американская газета «News of the World» опубликовала сообщение о том, что Буш вызывал дух Авраама Линкольна, дабы посоветоваться с ним о войне в Ираке. Сразу после взрывов в Лондоне в британской печати появилось сообщение, что «близкие к правительству астрологи» заранее предупреждали о появлении в городе террористов – камикадзе.

Традиционно считается, что коммунисты относятся к тем людям, которые при любом раскладе не верят ни во что сверхъестественное. Однако это не всегда так. Например, экс-руководитель Болгарии Тодор Живков считался главным мистиком среди лидеров социалистических стран. Знаменитая Ванга оказывала на него большое влияние, и он не делал секрета из того, что регулярно с ней встречается. Он приезжал к ней каждый месяц и привозил с собой сахар. Дело в том, что деревенская прорицательница делала свои предсказания именно с помощью рафинада: человек должен был сначала положить его себе под подушку на ночь, а уж потом слепая женщина ощупывала сахар и выдавала прогнозы его владельцу.

Из остающихся у власти коммунистов более всего увлекается северокорейский диктатор Ким Чен Ир. Личный астролог предсказал ему гибель в авиакатастрофе, после чего он навсегда перестал летать самолётом. Даже во время визита в Москву в 2001 году он ехал через всю территорию России на поезде.

В окружении Бориса Ельцина главным специалистом по паранормальным явлениям считался первый заместитель начальника Службы безопасности Президента РФ генерал-майор Георгий Рогозин. Он составлял для Ельцина персональные гороскопы. От этого человека зависела даже скорость президентского кортежа, выбирая водителя для президентского лимузина, он внимательно изучал его место и дату рождения, знак зодиака.

Всё это говорит о том, что, безусловно, умные люди, обладающие большим объёмом информации, в том числе и самой секретной, в поисках новых источников информации и в наше время обращаются к паранормальным явлениям и их толкователям: ясновидящим, медиумам, колдунам и т. д. [2].

Подтвердим это положение ещё одним примером. Когда на свет появляется ребёнок, то обычно друзья и родственники пытаются найти в нём черты, унаследованные от отца и матери, бабушек и дедушек.

И это кажется вполне естественным: ребёнок должен быть похож на родителей и не только внешностью и характером, но и всей программой дальнейшего развития.

Информационный комплекс ребёнка формируется за счёт некоторого соотношения информации, полученной от отца и матери. Её носителем являются мужская и женские половые клетки, которые сливаются в момент зачатия и образуют так называемую зиготу. Зигота делится, появляются всё новые и новые клетки, которые формируют организм. Разное соотношение отцовской материнской информации при формировании зиготы определяет различие детей, рождающейся от одной пары.

Исключение составляют одноклеточные близнецы. В этом случае оплодотворённая зигота делится на две три клетки и каждая из них формирует самостоятельный организм, причём все они будут обладать совершенно одинаковым соотношением отцовской и материнской информации. Одноклеточные близнецы всегда однополые, как две капли воды похожи друг на друга (даже папиллярные линии одинаковы), имеют схожие характеры, наклонности, развиваются одинаково и даже болеют одинаковыми болезнями.

Поражает поведенческая схожесть одноклеточных близнецов. Так, например, два близнеца, росшие в разных семьях и не знавшие друг друга, по достижению взрослого возраста в одно и тоже время стали преступниками. Оба они специализировались по взлому сейфов, делали это одинаковыми способами, сходны были и другие детали преступлений. Полиция первоначально думала, что это действует один преступник, даже отпечатки пальцев совпадали. Но от этой версии пришлось отказаться, когда одновременно одинаковые преступления были совершены в городах, отстоящих друг от друга на расстоянии нескольких тысяч километров.

Исследования одноклеточных близнецов и другие данные позволили в первом приближении установить объёмы информации, которые должны быть переданы от родителей потомству. Они оцениваются в 10²² – 10²⁵ бит.

В середине 60-х годов англичанину Гёрдону экспериментально удалось доказать, что носителем наследственной информации является ядро половой клетки, именно она несёт в себе полную программу развития организма.

Но самым поразительным оказалось, что такая информация содержится в каждой клетке организма, не только в половой, но и тканевой, нервной, костной и других. Следовательно, принципиально возможно из любой клетки вырастить точную копию организма, у которого она была взята.

А это значит, что высшие животные, в том числе и человек, при определённых условиях могут размножаться почкованием. Такое размножение называется клонированием.

Строение ядра клетки хорошо известно и изучено, поэтому учёные смогли подсчитать его информационную ёмкость. Для большинства насекомых, животных и человека она примерно+ равна 10¹⁰ бит.

И вот здесь-то и проявляется вопиющее несоответствие между информационными возможностями клетки (10¹⁰ бит) и объёмом информации, которую она должна нести для обеспечения нормального развития и функционирования организма (10²² – 10²⁵ бит).

Это несоответствие можно иллюстрировать таким примером: если условно принять объём информации, которую может содержать клетка за 1 миллиметр, то наследственная информация, которую она должна нести в этом масштабе, будет соответствовать 5 – 7 расстояниям от Земли до Солнца!

Но этим не ограничивается явное несоответствие наших представлений с действительностью. После формирования зиготы она начинает делиться. Сначала, как нас учили в школе, образуются две клетки, потом четыре, затем восемь и так далее. Если процесс будет так продолжаться, то вновь образовавшийся организм представит собой шарообразное скопление однородных клеток, однако этого не происходит. По мере деления начинается дифференциация клеток. Какой-то неизвестный организм управляет образованием клеток разного типа, и каждая из них занимает определённое место в пространстве и взаимосвязи с другими клетками организма, формируя его по определённой программе. Что же это за механизм?

Пытаясь ответить на этот вопрос, еще в начале прошлого века австрийский биолог Вейс предположил, что вокруг эмбриона, или зародыша образуется некое морфогенетическое поле, которому подчиняются пассивные клетки. Это поле как бы лепит из клеточного материала отдельные органы и целые организмы.

По этой гипотезе носителем информации является не каждая отдельная клетка, а общее морфогенетическое поле организма.

Таким образом, впервые была высказана идея о существовании внеклеточных информационных структур.

Основой информационного комплекса любого живого организма является наследственная информация, которая передаётся потомству от родителей в момент зачатия. Этот комплекс не остаётся неизменным и непрерывно пополняется вновь приобретённой информацией, которая поступает от наших органов чувств. Кроме того, человек мыслит и таким образом создаётся воспроизведённая информация. По самым скромным подсчётам таким путём человек дополнительно получает от 1 до 10 миллиардов бит информации в секунду или 10¹⁷ – 10²² бит за 70 лет жизни.

Предполагалось, что хранилищем этой дополнительной информации является кора головного мозга, а поскольку она не в состоянии вместить такие объёмы, то основная её часть не сохраняется и забывается. Однако дальнейшие исследования опровергли эту, как будто бесспорную истину.

В пятидесятых годах прошлого века американский нейрохирург Пенфилд провёл серию экспериментов по введению в отдельные участки коры головного мозга пациентов электродов, на которые подавалось слабое напряжение. Было выявлено, что эти раздражения вызывали у пациентов воспоминания о прошедших и давно забытых событиях с мельчайшими подробностями и деталями. «Это несколько напоминало, - пишет Пенфильд, – работу магнитофона или демонстрацию киноленты, на которой как бы запечатлено всё, что человек некогда осознавал то, на что обратил внимание в тот промежуток времени. Здесь отсутствуют ощущения, которых он не замечал, разговоры, к которым он не прислушивался.»

Тот же эффект, оказалось, можно получить и при погружении пациента в глубокое гипнотическое состояние. Так, например, тот же Пенфилд, экспериментируя с 60-летним каменщиком, получил от него исчерпывающую информацию о мельчайших деталях кладки и даже дефектах отдельных кирпичей, которую тот выполнил в 20 лет, то есть 40 лет назад. Подобные эксперименты проводили и наши исследователи.

Все эти и подобные им эксперименты позволяют заключить, что практически вся информация, вновь приобретённая и воспроизведённая в течение жизни человека, сохраняется и может быть при определённых условиях востребована. И вновь возникает вопрос, что же является носителем этой информации, очевидно, гипотеза о хранении её в коре головного мозга является несостоятельной. Ничего не объясняет и понятие «подсознание», так как оно не определяет места размещения информации.

Таким образом, гипотеза о морфогенетических полях приобретает уже более широкий характер. Можно предположить существование некоторых сложных неизвестных информационных структур, функции которых значительно расширяются.

Эти примеры служат наглядным пояснением того, что наши знания позволяют объяснить очень многое, но ещё большее остаётся необъясненным из-за ограниченности наших знаний и недостатка информации.