От сигнала к смыслу: что такое информация и почему большинство наших представлений о ней ложны

Хотя для миллионов людей информация — основной объект профессиональной деятельности, почти ни у кого нет ясного понимания, что же это такое. Широко распространены и вовсе ложные представления, в основе большинства которых ошибочное убеждение, что сообщения содержат в себе информацию, а информация содержит в себе смыслы.

Говорят, мы живем (или вот-вот станем жить) в информационном обществе, где из всех ресурсов главнейшим является информация. Но не пытайтесь выяснить по словарям и энциклопедиям, что это такое. В лучшем случае вас запутают, в худшем — дезинформируют. Одни источники водят по кругу: информация — это сведения, сведения — это знания, знания — это информация. Другие пугают: определений этого термина много, они сложны и противоречивы. Третьи сразу углубляются в математические дебри. Поэтому оставим пока в стороне определения и попробуем разобраться со свойствами информации на примерах.

«Бегом — марш!»

Сержант командует — взвод бежит. Элементарно? Но давайте проследим всю цепочку событий. Она начинается с образа бегущего взвода в сознании сержанта. Образ мысленно облекается в словесную формулу приказа. Словам соответствуют электрические импульсы, которые по нервным волокнам поступают к мышцам и запускают там сложные биохимические процессы, приводящие в движение голосовые связки. Вибрируя в потоке выходящего из легких воздуха, они создают звуковые волны, которые проникают в ушные отверстия солдат и добираются до заполненной жидкостью улитки внутреннего уха.

Здесь каждый обертон сержантского голоса приводит в движение волоски настроенных на соответствующую частоту клеток так называемого кортиева органа. Колебания волосков создают биоэлектрические потенциалы, которые, усиливаясь, превращаются в нервные импульсы, идущие в слуховой центр мозга.

Полученный сигнал сопоставляется с известными образцами — звучанием знакомых солдату слов. Опознав в них команду и решив подчиниться, сознание солдата шлет новые сигналы, на сей раз мышцам опорно-двигательного аппарата. И вот уже солнечный свет, отражаясь от движущихся солдатских тел, попадает в глаз сержанта, формирует пятна на его сетчатке и возбуждает светочувствительные клетки.

Их нервные импульсы направляются в зрительный центр мозга, где сознание распознает образ бегущих солдат и сопоставляет с исходным образом, послужившим началом всей цепочки. Есть соответствие — команда выполнена, нет — продолжение следует.

Это описание лишь кажется неоправданно подробным. На самом деле каждый упомянутый в нем процесс можно разложить на множество шагов. А некоторые этапы — такие как формирование словесной команды и распознавание образов — столь сложны, что для них до сих пор нет даже приблизительного научного описания.

Нет сомнений, что сержант передал солдатам своего взвода информацию и взамен получил от них пусть и бессловесный, но полноценный информационный ответ. Обратите внимание: самое забавное, что во всем этом изложении нам нигде не понадобилось говорить об информации. Она как будто бесследно растворилась в физических деталях процессов. Впору спросить: да существует ли она вообще?

Не объективная не субстанция

Самая частая ошибка в понимании природы информации — представлять ее субстанцией, подобной веществу или энергии, но только содержащейся в сообщениях. Мы привыкли говорить о сборе, передаче и хранении информации так, словно речь идет о каком-нибудь полезном ископаемом вроде золота. Скачивание файла из интернета так похоже на заливание бензина в бак автомобиля. Однако в отличие от золота или бензина информация запросто дублируется, никогда не расходуется при использовании, но при этом легко и бесследно уничтожается. «Добропорядочные» субстанции так себя не ведут.

Мало того, при внимательном рассмотрении оказывается, что сообщения сами по себе вообще никакой информации не содержат. Туристам, бывавшим в Болгарии, известны характерные недоразумения с жестикуляцией. Болгарский жест «нет» — кивание головой — соответствует русскому «да», а мотание головой из стороны в сторону для болгар — знак согласия. Комичны бывают ситуации, когда гостеприимные местные жители стараются кивать «по-русски», а гости из уважения к хозяевам — «по-болгарски». Те и другие периодически ошибаются, и никому уже непонятно, какой из жестов что значит. Так что, когда болгарский таможенник спросит вас о наличии в багаже запрещенных товаров, постарайтесь воздержаться от жестикуляции.

Сплошь и рядом подобные недоразумения встречаются в компьютерной технике, где любые данные кодируются двоичными числами. По значению отдельного числа нельзя определить, что и как им было закодировано. Об этом надо сообщать отдельно в так называемых метаданных. Ошибка в них может исказить информацию до неузнаваемости. Опытным пользователям интернета, например, хорошо знакомо слово «бНОПНЯ». Оно образуется из слова «Вопрос», если при написании используется одна кодовая таблица (Windows1251), а при чтении другая (КОИ8-R), где русским буквам сопоставлены другие номера.

Выходит, что само по себе сообщение, будь это слово, жест или число, не несет информации. Она появляется лишь тогда, когда сообщение воспринято и определенным образом интерпретировано. Этот неожиданный вывод с трудом укладывается в голове и как будто противоречит повседневному опыту.

Посредник между мирами

Недоразумение возникает из-за смешения трех совсем разных понятий: сигнала, информации и смысла. Сигнал — это любое воздействие, которое передается от одной физической системы к другой. Информация — это изменения, случившиеся под влиянием сигнала в системе-получателе. А смысл — это оценка, которую дает информации мыслящее существо, обладающее сознанием и волей.

Информация не содержится в сигнале, но под его воздействием возникает у получателя. От состояния и способностей получателя она зависит едва ли не больше, чем от самого сигнала. Аналогично и со смыслом: он не содержится в информации, а создается тем, кто ее оценивает.

Пополним взвод нашего сержанта, зачислив в него дикаря, генерала, робота с диктофоном в голове, пуганую ворону и письменный стол, и посмотрим, как они среагируют на команду «Бегом — марш!». В письменном столе от голоса сержанта возникнут слабые звуковые колебания, но они сразу затухнут, и никакой информации стол не воспримет. Робот запишет команду в MP3-файл, и в его памяти произойдут изменения. Но смысла им робот придать не сможет, на это способны только его хозяева. А вот ворона не только получит информацию (у нее возбудится слуховой центр), но, будучи живым существом с сознанием и волей, осмыслит ее сообразно своему уровню «строевой подготовки» — испугается и улетит. И будет совершенно права. Дикарь, не зная языка, слов не поймет, но запомнит звучание и, видя реакцию остальных солдат, начнет обучаться. Наконец, генерал хотя все и поймет, но не побежит, рассудив, что не обязан подчиняться сержанту.

Выходит, одна команда, один сигнал, порождает у разных получателей разную информацию, не говоря уже о смыслах.

Итак, сигнал — это физический процесс, протекающий в среде между источником и приемником: электрический импульс в нервном волокне, биохимические реакции в мышечных клетках, звуковые волны… Сигнал передается от точки к точке в соответствии с законами физики. И процесс этот протекает объективно, то есть для всех одинаково.

Иное дело — смысл. Он создается человеком и существует только в субъективном внутреннем мире сознания, о природе которого наука мало что может сказать. Предполагается, что каждому состоянию сознания соответствует некоторое состояние мозга. Но даже если это так, непосредственно, личностно мы воспринимаем не свой мозг, а именно состояния сознания — настроения, желания, идеи. Именно они обладают для нас ценностью и смыслом. Но мир наших смыслов сугубо индивидуален. Единственный способ поделиться ими — превратить их в сигналы, надеясь, что они вызовут резонанс, то есть информацию, в чьей-то душе и будут верно поняты (осмыслены).

Внешний мир вещей и внутренний мир идей надежно изолированы друг от друга. Физические сигналы не проникают в бестелесный мир идей, образов и смыслов, а образы субъективного мира не могут покидать сознание, как бы этого ни хотелось материалистам и эзотерикам.

Но изменения случаются в обоих мирах, и универсальным посредником между мирами объективного и субъективного служит информация. Перемена сигнала светофора — информация для водителей, заставляющая их изменить образ действий на перекрестке. Но само это изменение — не вещь, которую можно схватить с криком: «Держи ее!» Оно ведь «не существует». В прошлом его не было — ровно горел красный сигнал. В настоящем его нет — сейчас столь же ровно горит зеленый. Но если информация — это случившееся в системе изменение, то что же такое ее хранение, передача и обработка? Разве можно хранить изменения (а не только их следы)? А передавать их или обрабатывать? В буквальном смысле — нет. Но одно изменение может вызывать другое и так по цепочке.

Если в начале и в конце цепочки сохраняется некоторое подобие изменений, то можно сказать, что они передаются, как, например, в случае бегущей волны — простейшего из возможных сигналов. Строго говоря, следовало называть этот процесс передачей сигнала, но в обиходе закрепилась формулировка «передача информации» (или «хранение информации», если структура лишь сохраняется во времени, но не передается в пространстве).

Итак, глядя на стоящий перед ним взвод, сержант мысленно (возможно, даже безотчетно) меняет его образ, представляя солдат бегущими. Это изменение — исходная информация для последующего процесса. Если бы сержант совсем не знал своих солдат, не владел их языком и культурой, а то и вовсе был бы не гуманоидом, а, скажем, мыслящим роем саранчи, ему было бы крайне трудно донести до подчиненных, какого изменения поведения он хочет от них добиться. Пришлось бы показывать пары рисунков (как было — как стало) или создавать самодвижущиеся 3D-модели людей, чтобы солдаты могли им подражать, или просто кусать их до тех пор, пока они не начнут делать то, что надо. Впрочем, не так ли ведут себя некоторые начальники и родители?

К счастью, сержант и его взвод — люди, пользующиеся одним языком и имеющие сходный жизненный опыт, благодаря чему нетривиальная разница между стоянием и бегом выражается для них всего парой слов: «Бегом — марш!» Причем эти слова почти безошибочно выделяются в хаосе звуковых колебаний. Взвод представляет собой хорошо подготовленную систему, и только поэтому простая команда способна вызвать в нем столь существенное изменение.

Форма и содержание

Однако если присмотреться, бегут все солдаты немного по-разному. Чтобы добиться от них строго определенного стиля движений, как от бегунов-спортсменов, понадобились бы куда более длинные и сложные инструкции. И все равно полной идентичности движений не добиться, разве что заменить солдат серийными роботами.

Слова родного языка осваиваются в практике общения, и их значение конвенционально (то есть условно) является предметом соглашения. Где на радужной спектральной полоске кончается голубой цвет и начинается зеленый? Мнения будут немного различаться. И дело не в индивидуальном восприятии цвета, а в разном понимании слов «голубой» и «зеленый».

Конечно, между показаниями людей, говорящих по-русски, разброс будет небольшим. А вот американец эту границу заметно сдвинет, поскольку в англоязычной культуре слова blue и green имеют несколько иные значения. Кстати, это одна из причин, почему знание языков столь важно для развития личности: каждый язык открывает иной взгляд на мир.

Но расхождения в понимании отдельных слов — пустяк в сравнении с трудностями передачи смысла в более сложных случаях. Книга без читателя — это просто набор символов. Лишь в момент восприятия они порождают информацию в том, кто знает язык. Затем сознание строит мысль, соответствующую прочтенной фразе, оценивает ее и увязывает с ранее накопленным жизненным опытом. А поскольку багаж этого опыта у каждого свой, то и понимание будет сугубо личным. При этом могут рождаться новые неожиданные смыслы, о которых автор книги даже и не помышлял.

Отношения читателя с книгой те же, что у ребенка с раскрасками или у музыканта с композиторскими нотами. Читатель берет авторскую форму и наполняет ее собственными смыслами просто потому, что смыслы нельзя получать извне, их можно только создавать самому. Вот почему ошибочны, в частности, попытки буквального прочтения великих священных книг. Ведь при этом мы вовсе не воспроизводим некие изначальные содержащиеся в них смыслы, а просто грубо навязываем текстам самую примитивную трактовку, свойственную текущему состоянию нашего языка.

И в то же время для восприятия любой книги необходима определенная подготовка. Если ее нет, то символы и формы не породят никаких смыслов или, еще хуже, приведут к появлению ложных идей. Чтобы избежать подобных искажений, в научной литературе используются термины и математические обозначения, на освоение которых приходится тратить годы. С их помощью ученым удается уверенно понимать друг друга при обсуждении сложных проблем, которые на обыденном языке попросту невыразимы.

Слово — бог

Итак, для успешного информационного взаимодействия совершенно необходимо, чтобы отправитель и получатель сигнала имели между собой много общего, то есть, как говорят в науке, были коррелированными системами. Лишь в этом случае можно ожидать, что едва уловимое физическое воздействие сигнала вызовет адекватную реакцию.

Вот почему письмена этрусков не дают нам почти никакой информации, ведь мы утратили корреляцию с культурой «отправителей». Их язык не похож ни на один из существующих, и лишь систему числительных и названия месяцев удалось восстановить по надгробиям — тому немногому, что есть у нас общего. А вот египетскую письменность удалось понять после того, как Розеттский камень «коррелировал» ее с древнегреческой культурой, имеющей продолжение в современной.

Коррелированность сложных систем всегда говорит об определенной общности их истории. Например, во всех странах мира кошки в период спаривания кричат по ночам и понимают друг друга. Эта врожденная подготовленность связана с общностью эволюции вида.

Другим информационным реакциям, например распознаванию опасности, животные обучаются в месте обитания. Многие животные поддаются дрессировке, то есть обучаются осмысленно реагировать на условные сигналы. Но никто, кроме человека, не умеет использовать искусственные сигналы, произвольно назначая им смысл.

Наверно, на заре человечества сама возможность получить от соплеменника адекватную реакцию в ответ на заранее оговоренный выдуманный сигнал должна была казаться чудом. Не отсюда ли знаменитое: «И слово было Бог»? Правда, человек мог управлять только сородичами и некоторыми животными, а божественное слово имело силу и над косной материей. Потому-то всякие волшебные заговоры и магические заклинания не одобрялись ревнивыми богами монотеистических религий. В них виделось покушение человека на божественные прерогативы.

Но, как говорил Артур Кларк, то, что для отсталой цивилизации магия, для высокоразвитой — технология. И сегодня сейф с голосовым вводом пароля удивляет разве что своей ненадежностью — не нужно отмычки, хватит записи хозяйского голоса. Создание хорошо коррелированных систем, способных на предсказуемое и полезное поведение в ответ на подаваемые сигналы, — это и есть магистральный путь развития информационных технологий.

И главная проблема на этом пути вовсе не в том, чтобы заставить техническую систему подчиняться, а в том, чтобы сделать ее реакцию полезной. Но для этого надо досконально разобраться в наших собственных ценностях и смыслах, то есть понять самих себя.

_{Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 5, май 2010, частично обновлен в мае 2024}