Місце теорії інформації у системі наукового знання

Згідно сучасних поглядів на людину, вона відрізняється від решти представників живого світу здатністю засвоювати у великих кількостях зовнішню інформацію і на її підставі продукувати внутрішню. Власне поява істот, які володіли здатністю нагромаджувати (запам’ятовувати) інформацію і утримували її більше в мозку, ніж у генах, спричинила мільйони років назад революцію в розвитку живого світу. Для прогресу живих організмів виявилися потрібними речовина, енергія та інформація. А відтак інформація виявляється одним з базових атрибутів життя як такого. Людина стоїть вище усяких інших форм життя, тому що вона усвідомлює саме себе. Інформація – це спосіб репрезентації дійсності в свідомості людини й суспільства. Причому з еволюцією людини від нижчих до вищих її типів (австралопітек, пітекантроп, неандерталець, homo habilis, homo sapiens, кроманьйонець) потреба в інформації і кількість нагромадженої інформації стала збільшувалася. Сьогодні, згідно розрахункам групи дослідників Каліфорнійського університету у Берклі, людство щорічно виробляє біля двох ексабайтів інформації (ексабайт – міліард гігабайтів).

Інформатика, як наука, включає в себе дослідження уявлень про застосування програмних, технічних засобів і технологій. Отже, інформатика вирішує технологічні завдання. У сферу її інтересів входять питання про те, як приймати і зберігати інформацію, як її переробляти і перевтілювати у форму, зручну для людини, як ефективно керувати технічними засобами за допомогою комп’ютерних програм.

Поняття інформації є центральним у кібернетиці – науці, яка оперує процесами управління, які неможливі без інформації. Кібернетика розглядає їх з точки зору здатності сприймати певну інформацію, зберігати, передавати. Терміном «кібернетика» 2500 років тому назад давньогрецький мислитель Платон називає «мистецтво управління кораблем». На початку ХІХ ст. французький фізик і математик А.-М. Ампер, створюючи класифікацію наук, називає кібернетику наукою про управління державою. У 1948 р. американський математик Норберт Віннер видає книгу «Кібернетика», у якій визначає це поняття «як наука управляння і зв’язку у тварині і машині» (суспільство вже випадає з цього визначення). Теоретичну основу кібернетики, особливо технічної, становить теорія інформації, яка виявляється молодшою за кібернетику.

На початку ХХ ст. різко змінилося розуміння інформації, її сутності, що викликало питання щодо її вимірювання. Одним із перших, хто запропонував засіб вимірювання кількості інформації, є американський спеціаліст Р. Хартлі (1928 р.). Розвиток ідей ученого поклало початок теорії інформації, який вираховується із появи у 1948 р. фундаментальної роботи американського дослідника Клода Шеннона «Математична теорія зв’язку». До теорії інформації в її вузькому класичному розумінні відносять результати розв’язання ряду фундаментальних теоретичних питань, які стосуються підвищення ефективності функціонування систем зв’язку:

а) аналіз сигналів як засобу передачі повідомлення, включаючи питання оцінки кількості інформації, яка ними передається;

б) аналіз інформаційних характеристик джерел повідомлень і каналів зв’язку та обґрунтування принципових можливостей кодування та декодування повідомлень, які забезпечують гранично припустиму швидкість передачі повідомлень по каналу зв’язку як за відсутності, так і за наявності перешкод.

У широкому розумінні до проблем теорії інформації відносять всі проблеми та задачі, до формулювання яких входить поняття інформації. Її предметом вважають вивчення процесів, пов’язаних з одержанням, передачею, зберіганням, обробкою та використанням інформації. За такого підходу теорія інформації торкається проблем багатьох наук – кібернетики, біології, психології, лінгвістики, педагогіки тощо. Виходячи з того, що інформація сьогодні відіграє винятково важливу роль, ученими запропоновано окрему галузь науки, яку називають «Інформаціологія» (І. Юзвишин), проте такій підхід і нововведення поки що не знайшли одностайного схвалення у наукових колах. Наслідком цих поглядів є своєрідний «панінформизм», висновки щодо інформації, яка існувала і буде існувати вічно та яка міститься у всіх елементах матеріального світу без винятку. З панінформизму випливає, що інформація є однією з основ світоустрою. До крайнощів панінформизму належить і теза про те, що будь-яку комбінацію елементів, речовин можна вважати кодом, а, значить, все, що оточує є в певному сенсі інформацією. Популяризатори і фантасти не могли оминути панінформизм і так з’явилася країна «Інфорія», де інформація взрощується на полях, нею харчуються, позаяк хліб – це лише «інформація для шлунка».

Інформаційні процеси тієї чи іншої природи у різних сферах життя вивчаються за допомогою теорії інформації. Проте К. Шеннон попереджував проти зловживання категоріями цієї науки. У своїй роботі «Бандвагон» (слово «бандвагон» означає велику розфарбовану повозку, у якій під час виборчої кампанії кандидат агітував у супроводі джаз-оркестра, тобто йдеться про голосну виборчу кампанію) К. Шеннон зауважує, що теорія інформації перетворилася на «бандвагон» від науки, що простежується у тривіальному переносі термінів із однієї галузі до іншої.

Вплив категорій теорії інформації особливо відчутна у розробці інформаційно-естетичного спрямування, започаткованого А. Моля. Мистецтво розглядається із цих позицій як окремий вид. Так, естетична інформація не перекладається на жодну іншу мову, проте міра оригінальності може бути виражена кількісно.

В основі теоретико-інформаційного розгляду будь-яких явищ лежить загальна структурна схема всіх процесів інформаційної взаємодії, обов’язковими елементами якої є джерело інформації, приймач інформації та канал зв’язку між ними. Прикладом застосування інформаційного підходу може бути соціальна сфера. У людському суспільстві між його окремими елементами (індивідами, соціальними групами та інститутами) постійно відбувається обмін інформацією, яку прийнято називати соціальною інформацією. У межах соціальної інформатики йдеться про засади інформаційного суспільства, особливості його системного функціонування, про роль інформації як нового типу продукту, як чинника, який змінює структуру суспільства. Із дисципліною «Соціальна інформатика» межує нова галузь знання як «Інформаційна культура», якою розглядаються процеси і результати інформатизації суспільства.

Процес гуманітаризації сфери використання інформаційних технологій впливає як на гуманітарні науки (появу і розвиток математичної лінгвістики, інженерної психології, спеціальних методів, пов’язаних з інформаційними технологіями, у літературознавстві, мовознавстві, соціології, історії), так і на інформатику, електроніку тощо. У теперішній час доцільно враховувати, по-перше, прискорені темпи розвитку гуманітарних інформатик, по-друге, диференціацію розвитку загальної інформатики на два спрямування: технічне, пов’язане з розвитком техніки, і гуманітарне, що досліджує проблеми взаємодії людини і комп’ютера, інформаційних технологій та їх використання у гуманітарні сфері.

Отже, навчальний курс «Теорія масової інформації» вирізняється міждисциплінарністю. Навколо нього групуються новітні наукові напрями і галузі знання, зокрема, «Теорія масової комунікації», «Психологія мас», «Інформаційна безпека» тощо.

1.3. На шляху до сучасної теорії інформації (азбука Морзе, відкриття І. Томсона, О. Белла, Г. Найквіста)

Мандруючи у 1832 р. через океан, Самюель Морзе розпочав створення першого телеграфного апарата. У першому варіанті на паперову стрічку виводились крапки й тире, які позначали слова із заздалегідь складеної таблиці дозволених для передачі слів (1837 р.). Це був однополюсний телеграф (струм є або немає).

У 1839 р. Морзе у сумісній роботі з Альфредом Вайлем відмовився від цього методу й запропонував той спосіб, який тепер називають азбукою Морзе. Тут букви позначають крапками, тире й паузами між ними (тире дорівнює тривалості трьох крапок). Пауза позначалася відсутністю струму, а крапки й тире – короткими й довгими імпульсами струму. Коди літер були нерівновеликі, тобто чим частішою була літера, тим коротшим був її код (це вело до скорочення часу передачі повідомлень). Частоти визначалися на основі кількості літер у набірних касах.

У 1843 р. уряд США прийняв рішення про встановлення телеграфного зв’язку між Вашингтоном і Балтимором. Виявилося, що прокладання кабелю під землею та під водою веде до того, що сигнали можуть зливатися чи змінюватися (наприклад, крапка — на тире). Тому для прокладання було обрано стовпи, на які підвішували кабель. На кабель, як виявилося, впливає магнітне поле Землі, яке викликає в ньому певні «паразитні» струми. Такі струми було пізніше названо шумами. Нова хвиля досліджень розпочалася після винаходу в 1875 р. Олександром Грехемом Беллом телефону[1].

Великий вклад у проблему передачі сигналів зробив відомий математик Жозеф Фур’є, який запропонував математичний апарат для дослідження накладання сигналів один на одного (враховувалася амплітуда коливань, їх частота). Крім нього, проблемами передачі сигналів каналами електричного зв’язку займалися також відомі математики Анрі Пуанкаре, а також американський математик Гаррі Найквіст (у 1924 р. опублікував одну з базових статей, де показав, як залежить швидкість передачі від кількості значень у сигналі). Найквіст також встановив, як правильно визначити максимально можливу швидкість передачі сигналів по каналу за 1 с.; він вказав, як правильно одночасно передавати по одному каналу і телеграфні повідомлення, і телефонні розмови; вказав, як залежить швидкість передачі від ширини діапазону використовуваних частот; вказав на наявну надлишкову складову в сигналі.

Під час ІІ світової війни роботи в ділянці передачі інформації було перервано. Але з’явилася нова група задач: як по електричному сигналу від радіолокатора визначити, в якій точці через певний час буде літак, що зараз має якісь певні координати? Цю задачу вирішили російський математик А. Колмогоров і Н. Вінер (автор книги «Кібернетика», 1948 р.). Праці першого біли тривалий час засекречені, адже стосувалися обороних заходів.

ТЕМА 2

Основні методологічні підходи до вивчення поняття «інформація»

2.1. Основні підходи до визначення поняття інформації

2.2. Філософські концепції інформації

2.3. Семантична і прагматича концепції інформації

2.4. Поняття «ентропія»

2.5. «Шум» і засоби його подолання