Психика и информация3
В ходе развития науки возникла необходимость по четким показателям различать те формы сигнальной деятельности, которые были уже открыты и отражены в рефлекторной теории. Чем отличается ощущение как "первый сигнал" от нервного импульса или сигнала? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо было раскрыть природу всякого сигнала.
Только на этой основе могла быть объяснена искомая специфика его различных форм.25
Таков общий путь развития научного знания: специфика явлений становится научно объясненной во всей ее сути только тогда, когда ее удается представить как конкретную форму действия общих закономерностей.
Так, особенности движения планет, установленные и описанные Кеплером, получили свое исчерпывающее объяснение лишь на основе общих законов механики Ньютона. Специфика конкретной социально-экономической формации может быть научно понята тогда, когда мы выведем ее из общих законов социально-исторического развития.
Знание об общих принципах сигнальной деятельности было получено сравнительно недавно, в результате синтеза различных направлений и областей науки. Итогом синтеза явилось создание общей теории сигналов. Согласно этой теории, всякий сигнал есть структурная единица и форма передачи информации. Информация всегда выражает определенное отношение между ее источником и ее носителем. Источником информации служит какой-либо объект, воздействующий на систему, являющуюся ее носителем. Таким источником может быть, например, лицо диктора в телестудии. Носителем же информации будет канал телевизионной связи с его конечным звеном в виде экрана приемной трубки телевизора. Лицо диктора в качестве источника информации представляет совокупность или множество точек с различным распределением освещенности. Соответственно этому в телевизионном канале как носителе информации мы имеем дело с совокупностью или множеством изменяющихся состояний электрического напряжения.
Точно так же произносимая речь представляет совокупность или множество изменяющихся состояний звукового давления. Это множество и есть носитель информации. В слуховом аппарате как носителе информации мы имеем дело с совокупностью или множеством нервных импульсов, преобразуемых в слуховое восприятие. Таким образом, и сама информация есть не что иное, как, взаимная упорядоченность двух множеств состояний, одно из которых представлено в источнике, а другое - в носителе.Общая теория сигналов содержит учение как о мере этой взаимной упорядоченности, так и о ее формах. Мера дает количественную, а форма - структурную характеристику информации. Что касается меры, то она получила выражение в специальных математических формулах и единицах измерения, на которых мы останавливаться не будем. Структурной же характеристики (или формы упорядоченности сигналов) необходимо коснуться из-за ее исключительно важного значения для психологии.
Общей формой взаимной упорядоченности двух множеств является изоморфизм. Каждое множество состоит из элементов (ими могут быть и состояния системы, как в приведенных выше примерах передачи информации). Элементы этого множества
26
находятся между собой в определенных отношениях. Два множества изоморфны, если некоторой совокупности элементов одного множества соответствует определенный элемент другого множества и каждому отношению между совокупностями элементов в одном множестве соответствует определенное отношение между совокупностями элементов в другом множестве. Таким образом, изоморфизм представляет собой однозначное соответствие элементов и отношений двух множеств. Так, между множеством состояний звукового давления и множеством состояний намагничивания на магнитной ленте существует отношение изоморфизма. Первое множество (записываемый звук) есть источник информации. Второе множество (магнитная запись звука) есть сигнал этого источника. В отношениях изоморфизма с тем же источником информации находится также и множество нервных импульсов в слуховом аппарате человека, воспринимающего звук.
Это множество нервных импульсов также служит сигналом (нервным сигналом) указанного источника. Сигнал представляет собой множество состояний своего носителя, изоморфное множеству состояний источника.Сигналы от одного и того же объекта-источника могут передаваться с помощью различных материальных средств (магнитная запись звука, запись в виде звуковой дорожки патефонной пластинки, запись в виде нервных импульсов). Отношения сигнала к своему источнику могут быть различными с точки зрения полноты воспроизведения этого источника. Временная последовательность изменяющихся состояний электронного луча в телевизоре сама по себе не копирует особенности источника (его форму, размеры и т. д.). Чтобы получить воспроизведение этих свойств, нужно преобразовать сигнал в другую его форму - оптическое изображение на экране. В тех случаях, когда сигнал выступает в своей самой общей форме, не копирующей особенности источника, он является сигналом-кодом соответствующего объекта. Такова магнитная запись звука.
Информация не только несет сведения об объекте. Она выполняет жизненно важную функцию в поведении сложных систем - как технических, так и живых. Нормальная работа системы требует приспособления ее действий к условиям среды. Такое приспособление означает приведение действий в соответствие с объектами, на которые они направлены. Чтобы достигнуть этого, система должна быть информирована как о свойствах объектов, так и о характере выполнения самих действий. Например, автоматическое управление космическим кораблем требует непрерывной информированности об условиях полета; в тех случаях, когда происходит отклонение от трассы, в управляющую систему поступают сигналы, позволяющие восстановить намеченный курс.
Сходным образом при выполнении нами двигательных актов нервная система, управляющая ими, должна получать
27
информацию не только от внешних объектов (прямая связь), но и о том, как осуществляется само движение (обратная связь), насколько оно соответствует решаемой задаче.
Процесс управления совершается на основе сигналов прямой и обратной связи.Итак, информация осуществляет две взаимосвязанные функции: с одной стороны, она осведомляет систему о свойствах среды, с другой - организует действия системы соответственно меняющимся условиям. Первая функция информации - осведомительная, вторая - управляющая. Как было показано, управление возможно только на основе осведомления, и чем полнее осведомление, тем эффективнее управление. Между тем общая форма сигналов, а именно сигналы-коды, не дает полного воспроизведения объектов, их качественных особенностей и пространственно-временной структуры. Вспомним, например, что сигналы, передаваемые электронным лучом (до их преобразования в изображение), не заключают в себе прямого воспроизведения формы, размеров и других характеристик своего источника. Для того чтобы сигнал-код мог быть использован в целях управления, неполнота содержащихся в нем сведений должна каким-то образом компенсироваться. Она может быть компенсирована, например, тем, что программа операций, выполняемых системой, фиксируется в конструкции ее рабочих органов. Так и обстоит дело в большинстве современных технических систем, которые по необходимости носят специализированный характер.
Как же использовать учение об информации, охватывающее все формы сигналов и все виды управления, для ответа на поставленный выше вопрос о различиях между "первыми сигналами" и нервными сигналами? Современные исследования показали, Что нервное возбуждение как сигнал представляет собой типичную разновидность кода. Поэтому оно достаточно для регулирования тех жизненных процессов, программа осуществления которых фиксирована в организме, в конструкции его внутренних органов. Так, в нормальных условиях регуляция кровяного давления, обмена веществ и т. д. происходит только на основе сигналов нервного возбуждения без участия психики. В области же поведения, т. е. сложного взаимодействия живых существ с окружающей средой, его конкретная программа не может быть жестко фиксирована, ибо это исключило бы возможность гибкого приспособления организма к непрерывно изменяющейся среде.
В этом случае неполнота заключенной в нервном коде информации должна быть компенсирована преобразованием самого сигнала, с тем чтобы в этом сигнале получила возможно более содержательное отображение конкретная характеристика объекта - как качественная, так и пространственно-временная.Такую форму сигналов и представляют собой сигналы-образы Свойственные этим сигналам-образам экспериментально выявленные особенности относительно полно копируют индивидуальные признаки конкретного объекта. В структуре
28
сигнала-образа воплощается свойственная психике специфическая представленность в ней внешнего мира, о которой говорилось выше. С этим же связана и другая специфическая особенность психики - ее активность, получающая выражение в регулировании действия посредством предметного образа. Тем самым раскрывается искомое различие между психической формой сигнала, например ощущением, и нервным возбуждением как сигналом.
29
--------------------------------------------------------------------------------
1 Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм. - Полн. собр. соч. Изд. 5-е, т. 18, с. 50.
2 Подробно об этом см. в гл. 3 настоящей книги.
3 Раздел написан при участии проф. Л. М. Веккера.