Степанский Виктор Иосифович. Психоинформация. Теория. Эксперемент

изменения объектов.
Понимая информацию как отображение воздействия через изменение состояния объекта, необходимо также понимать, что поскольку любое состояние представляет собой следствие каких-то воздействий, постольку информация «вообще» существует всегда, причем в данном объекте она может порождаться как внешними, так и внутренними воздействиями. Вместе с тем, конкретная информация как отображение именно данного воздействия существует только до тех пор, пока сохраняется неизменным состояние, порожденное этим воздействием, т.е. информация «вообще» так же неуничтожима, как материя и энергия, но информация о чем-то конкретном появляется и исчезает так же, как конкретные формы материи и виды энергии.
Таким образом, конкретные формы материи, виды энергии и содержания информации все время связаны друг с другом, но если замкнутый контур воздействий создает изолированный от среды объект, поддерживая постоянство состояний его компонентов, а значит, и неизменность внутренней информации, то в линейной цепи информация все время изменяется, исключая тем самым информационную закрытость объектов, содержащих в себе такие цепи. Что же возникает в результате объединения линейных и закольцованных воздействий в единую систему, сочетающую изолированность от окружающей среды со взаимодействием с этой же средой? Как известно, в этом случае возникает живой организм, который содержит внешнюю среду внутри себя не материально, а идеально, т.е. в виде информации о среде, а не в качестве самих явлений и объектов среды. При этом принципиально важно подчеркнуть, что модель, информация или отображение среды не возникает как особое явление, присущее только высшим ступеням развития живых организмов, но имеет место с самого начала эволюции живого, будучи неотъемлемой составной частью систем, обладающих направленной в среду избирательной активностью.
Наличие внешней избирательной активности является принципиальным свойством организма, что следует понимать в трех аспектах: 1)как качественное отличие от неживых объектов, 2)как функциональную основу поддержания собственного существования, 3)как естественную причину адаптивности живых существ. Выше уже говорилось о том, что в природе не существуют объекты, закрытые от окружающей среды во всех отношениях, т.е. любой объект обязательно что-то отдает в среду, являясь в этом смысле источником какой-то активности. Это значит, что активность живого организма не нужно специально постулировать или объяснять, ибо она присуща ему как любому вообще природному объекту. Основная проблема, относящаяся к живому существу, заключается в избирательности этой внешней активности, что проявляется как наличие адресатов в среде, обычно безразличных к данному организму, иногда избегающих его и очень редко проявляющих взаимную избирательность.
Для того, чтобы выявить естественный механизм возникновения адресности внешней активности, необходимо обратить внимание на то, что всякое воздействие, оказываемое организмом на среду, производит в ней некоторое изменение, которое в свою очередь может произвести воздействие на организм, породив в нем информацию, модифицирующую внутриорганизменные материально-энергетические процессы, что приведет к изменению воздействия на среду и т.д. Отсюда следует, что возникающая внутри организма информация отображает не только не зависящую от организма среду, но и те изменения, которые происходят вследствие действий организма и «возвращаются к нему», как бы образуя замкнутый контур «организм-среда». Условная форма «как бы» употреблена здесь не случайно, а слово «возвращаются» заключено в кавычки. Дело в том, что никакого возвращения на самом деле не происходит, потому что изменения среды никуда специально не направлены и только от самого организма зависит: а) будут ли они им восприняты, б) на что повлияет возникшая информация, в) произойдут ли в организме структурные изменения, закрепляющие данные воздействия на среду как постоянную форму поведения. Это значит, что среда выступает во взаимодействии с организмом как пассивная сторона, а активная избирательность и в адресации воздействий, и в использовании возникающей при воздействиях информации принадлежит только организму, что и заставляет искать механизм этого явления внутри организма, но не между ним и средой.
Отображение среды и воздействие на нее осуществляются разными компонентами живой системы, причем рецепторы производят информацию, а эффекторы подчиняются информации, хотя прямой «информационной» связи между ними не существует. Каким же образом организм узнает о том, что некоторые изменения среды происходят вследствие его воздействий, а другие — независимо от него, что, собственно, и служит первой ступенью в возникновении в дальнейшем избирательной адресности воздействий? Дело здесь, по-видимому, в том, что организм живет в цикличной среде, характеризующейся различными периодически повторяющимися состояниями (день-ночь, прилив-отлив и т.д.), которые не зависят от воздействий организма и информация о которых, возникая с той же периодичностью, что и сами воздействия, и модифицируя внутренние взаимодействия всегда одним и тем же образом, приводит со временем к изменениям структуры организма соответственно среде обитания, делаясь после этого совершенно безразличной для организма, так как адаптация к среде теперь уже поддерживается авторегулирующимися структурами.
Вместе с тем, даже во время пребывания в том или ином состоянии среда никогда не является совершенно однородной, благодаря чему живое существо может локально изменять поступающие к нему воздействия, например, перемещаясь из области с большей освещенностью в тень и обратно, что в свою очередь изменяет, скажем, концентрацию питательных веществ, или скорость протекания внутренних процессов, или что-нибудь еще. Таким образом, последствия действий организма будут отображаться внутри него, во-первых, как разные модели среды, во-вторых, как модели разных внутренних состояний и, в-третьих, как модели состояний эффекторов (т.е. своих действий). Если же учесть, что все это происходит в управляющих компонентах системы, которые активируют или блокируют различные степени свободы, то становится понятно, что избирательная активность организма[1]— это не следствие «высшей целесообразности», а итог влияния на поведение той информации, которая порождается внутри организма.
Для того, чтобы различные модели могли бы каким-то образом соотноситься, без чего возникновение функциональных связей между отображениями среды и состояниями системы невозможно, информация, возникающая в интеро- и экстерорецепторах, а также в эффекторах (как следствие воздействий от управляющих компонентов системы), должна продуцироваться в различных компонентах системы одинаковыми по виду материально-энергетическими изменениями, хотя воздействия, приводящие к этим изменениям, могут быть самой разной природы. Так, например, воздействия света на фоторецептор, давления — на барорецептор, запаха — на хеморецептор и т.д. при всех различиях действующих агентов и реципирующих клеток производят в последних принципиально одинаковые физико-химические изменения, выражающиеся в деполяризации клеточной мембраны и возникновении электрических потенциалов действия, которые распространяются по нервным волокнам в центральные отделы нервной системы.
Это не означает, однако, что электрические сигналы переносят в центральную нервную систему информацию от рецепторов. На самом деле информация сначала возникает в рецепторе в момент изменения его состояния, затем в каждой последующей точке нервного волокна, что больше всего походит на передачу информации, хотя материально распространяется только деполяризация, наконец, информация возникает в самом теле нервной клетки, где потенциал действия вызывает некоторые изменения цитоплазмы. Именно здесь происходит интерферирование информации, возникшей в результате воздействий, пришедших от «своего» рецептора, с информацией, возникшей в результате изменений в той же клетке, но порожденных воздействиями, пришедшими по другим нервным волокнам. Точнее говоря, интерферируют изменения, возникающие в цитоплазме клетки в тех местах, где тело клетки переходит в отростки (аксон и дендриты), но поскольку каждое такое изменение уже есть информация, то материальному процессу взаимодействия разных участков цитоплазмы можно поставить в соответствие идеальное явление интерферирования информации. В конечном итоге, воздействия на тело клетки, изменившие ее состояние и тем самым породившие интегральную информацию, могут привести либо к деполяризации тела клетки и генерированию потенциала действия, который окажет воздействие на другие нервные клетки, что приведет к возникновению в них своей внутренней информации, либо произойдет противоположное явление, а именно, рост поляризации, уменьшающий и даже полностью блокирующий восприимчивость данной клетки к последующим воздействиям.
Из этого в высшей степени упрощенного, но в принципе соответствующего реальности описания, видно, что только в простейших случаях, возникшая в некотором объекте информация стереотипно оказывает влияние на дальнейшие воздействия, приводящие к возникновению информации в других объектах, связанных с данным. Гораздо более частыми являются ситуации, когда «исходящее» воздействие либо облегчается (снижение порога генерации), либо затрудняется, либо задерживается, либо совсем не возникает, благодаря всевозможным «привходящим» воздействиям, многие из которых претерпели в свою очередь аналогичные влияния. Все это делает протекающий внутри организма информационный процесс неизмеримо более вариативным, чем материально-энергетические процессы, многие из которых включены в авторегуляционные кольца и поддерживаются на постоянных уровнях.
Разнообразие информационных влияний не означает, однако, их хаотичности или бессистемности. В простейших живых организмах рецепторы и эффекторы морфологически являются частями одной и той же гигантской клетки, т.е. координационная связь между ними осуществляется через единую цитоплазму, которая служит субстратом информационного процесса, но субстратом с весьма ограниченными возможностями изменений, которые осуществляются только благодаря несовершенству авторегуляционных систем, допускающих некоторые отклонения параметров от средне-постоянного уровня. В сложных организмах формируется особая (нейронная) структура, отдельные клетки которой изменяют свои состояния также весьма незначительно, но их совокупность обеспечивает настолько богатое разнообразие отношений между состояниями рецепторов и эффекторов, что возникает необходимость в образовании специальных компонентов, структурно составляющих центральную нервную систему, а функционально являющихся координаторами отображений воздействий внутренних, воздействий внешних, собственных изменений организма, включая и изменения эффекторов, а также изменений среды как результатов производимых организмом действий.
Важное отличие нейронов от других клеток организма, продуцирующих информацию вследствие изменчивости своих состояний, заключается в том, что клетки нервной системы способны не только производить, но и сохранять информацию и, что самое главное, воспроизводить ее под влиянием внешних или внутренних воздействий. Именно это свойство памяти позволяет организму сравнивать, во-первых, состояния окружающей среды, а во-вторых, собственные состояния до и после воздействий на среду, определяя таким образом что изменилось в среде (фактический адрес воздействия) и что в организме. Это и есть информационная основа активной избирательности воздействий живого организма.
Используя понятие память, необходимо сразу оговорить, что как явление запоминание встречается также и в неживой природе, поскольку любой материальный след есть память о том объекте, который его оставил, однако в самоуправлении имеет значение не память сама по себе, а сравнение актуальной и запомненной информации, что вместе с запоминанием и воспроизведением составляет бесконечную циклоиду: исходная запомненная информация экстерорецептора, интерорецептора и проприорецептора — новая информация этих же рецепторов — сравнение запомненной информации с новой — запоминание новой информации, если она отличается от прежней и т.д.
По сути, приведенная схема представляет собой предельно упрощенную основу научения (здесь пропущена фаза «вывод из сравнения» и «вытекающие из вывода эффекторные команды»), но это не циркуляция информации в системе и тем более не «информационное замыкание» через среду, поскольку отображения возникают только внутри организма. Речь здесь идет уже не об информации самой по себе, а об информационном процессе, который осуществляется специальной структурой организма. Эта структура реализует внутри организма линейные причинно-следственные отношения, исходящие из окружающей среды и выходящие в нее же, но опосредованные внутриструктурными явлениями, объединенными понятием «информационный процесс».
Рассмотрение информационного процесса как особой функции организма позволяет еще раз заострить внимание на том, что возникающая в организме информация не проникает в него извне и не выходит из него наружу. Это — собственная продукция организма, вовсе не связанная автоматически с той информацией, которая непрерывно возникает в среде в виде отображений одних объектов среды другими. Если рецепторы организма не способны воспринимать какие-либо воздействия, то его «информационный банк» оказывается закрытым для тех объектов, которые эти воздействия производят. Однако, в отличие от абсолютной закрытости авторегуляционного типа, изолированность внутриорганизменной информации относительна, так как определяется только лишь спецификой рецепторов, чья чувствительность качественно и количественно ограничена. В живом организме эта ограниченность проявляется как избирательность восприятия воздействий со стороны среды, ведущая, в свою очередь, к избирательности воздействий, оказываемых организмом на среду.
Как уже говорилось, любые воздействия, производящие изменения в среде, тем самым порождают и информацию о себе самих, но поскольку распространяется не сама информация, а только модифицированные ею материально-энергетические воздействия, постольку и организм отображает не все последствия своих действий в среде, а только те из них, для восприятия которых имеются подходящие рецепторы, а также сформированный аппарат координации моделей внешнего мира и внутренних состояний. Следует специально остановиться на том, что информация о результатах собственных действий, возникшая в организме как отображение произведенных этими действиями изменений среды, отнюдь не является «обратной связью», обычно изображаемой в виде стрелки, проходящей через среду и соединяющей эффекторный «выход» организма с рецепторным «входом». Если понимать эту стрелку как какое-то воздействие, то прежде всего ее нужно разорвать, так как воздействие организма заканчивается там и тогда, где и когда происходит встреча эффектора с объектом среды, благодаря чему в последнем осуществляются какие-то изменения. Эти изменения модифицируют «поведение» объекта, однако в огромном большинстве случаев его «ответные» действия не нацелены специально на организм, ибо среда не обладает активной избирательностью, т.е. стрелки, символизирующие исходящие от объекта воздействия, должны быть направлены во все стороны, а не только к организму.
Следующий принципиальный момент заключен в том, что воздействия среды воспринимаются рецепторами организма независимо от того, что послужило их исходной причиной[1]— действия организма или спонтанные изменения среды, т.е. в организме нет специального «входа» для подключения цепи «обратной связи». Из этого следует, что информация о связи изменений среды с действиями организма вырабатывается не на рецепторном входе, а внутри центральной нервной системы, осуществляющей многочисленные сопоставления отображений эффекторных, рецепторных и других подсистем, вовлеченных в ту или иную форму избирательной активности.
Исходя из изложенного, приходится признать, что понятие «обратная связь» никак не объясняет механизма активной избирательности действий самоуправляемого организма, поскольку материально-энергетические воздействия и информация не могут образовать замкнутый контур в силу того, что информация о среде вырабатывается только и исключительно внутри организма. Ни в среде, ни в организме не существует ни специальных источников информации, ни ее приема или передачи, хотя сама информация возникает повсеместно и ежемоментно, оставаясь, однако, в том объекте, где она возникла, и будучи имманентна данному объекту в том же смысле, в каком имманентной является, например, его масса. Подобно тому, как масса дана той или иной форме материи непосредственно, так и информация присутствует в этой форме материи столь же непосредственно, будучи отображением в ее состоянии тех воздействий, которые это состояние породили. Вместе с тем, между такими характеристиками как масса и информация имеется принципиальное различие: масса составляет собственную характеристику объекта, тогда как информация всегда относится к чему-то внешнему относительно него.
Именно эта зависимость содержания информации от внешней среды и позволяет организму отображать среду сначала в изменении состояний рецепторов, а затем в изменениях состояний, связанных с рецепторами нервных структур — компонентов центральной нервной системы. При этом в каждом компоненте возникает свое отображение, данное компоненту непосредственно как изменение его собственного состояния, но произошедшее под влиянием воздействий, пришедших извне, и потому представляющее собой информацию об этих воздействиях. В некоторых патологических случаях изменения состояний нервных структур могут происходить спонтанно, порождая, например, фантомные боли, галлюцинации и пр., что служит лишним подтверждением того принципиального обстоятельства, что информация о внешней среде производится внутри нервной системы, а не поступает снаружи.
В контексте познания неживой природы информация представляет собой так называемый эпифеномен, т.е. явление, сопутствующее материально-энергетическим воздействиям, но ничего не прибавляющее к познанию их закономерностей. Однако для понимания функционирования живых существ выделение информации как особого явления оказывается необходимым, так как без этого совершенно невозможно объяснить происхождение активной избирательности как природного свойства, отличающего живую систему от неживой.
Как было показано выше, решающую роль в возникновении обсуждаемого свойства играет сравнение всевозможных моделей, которые возникают в компонентах нервной системы, связанных как между собой, так и с рецепторами и эффекторами организма. (Напомним, что термины модель, информация и отображение используются как синонимы, каждый из которых просто более удобен или привычен для употребления в том или ином контексте). Но это не значит, что в головном мозге информация перемещается сама по себе или передается какими-то носителями вроде образов, представлений или понятий. Все внутримозговые связи осуществляются посредством материально-энергетических воздействий, подобно тому как в числовой вычислительной машине по ее цепям проходят не цифры, а импульсы электрического тока, исходно отображающие воздействия, оказанные на клавиатуру, а в конечном итоге оказывающие воздействия на дисплей или принтер. Именно здесь возникает та картинка, которую видит оператор, но ни в одном компоненте компьютера ни одного «кусочка» этой картинки не содержится.
В сложных нервных сетях головного мозга, состоящих из большого количества реципирующих и промежуточных компонентов, возникают всевозможные модификации взаимных воздействий, влияния прямые (специфические) и обходные (неспецифические), разного рода автоколебания, реверберации и т.д. и т.п., что в целом порождает весьма сложные модели, содержащие разнообразные признаки среды. Несмотря на то, что адекватность содержания модели своей первопричине — окружающей среде — бывает весьма различной, для самого организма среда всегда выступает именно такой, какой она отображена в модели, ибо никакая непосредственная информация о среде в организм не поступает. Аналогично, результаты своих действий организм соотносит только с теми объектами, информация о которых может быть порождена в нем самом, т.е. ориентировка живого организма во внешней среде и избирательность его действий в ней неизбежно оказываются ограничены «информационной мощностью» центральной нервной системы.
Подобно тому, как воздействия среды приводят к возникновению информации в организме, воздействия организма порождают информацию в объектах среды, что может быть не только побочным, но и основным результатом воздействия организма на среду. Последнее создает для живых существ возможность направленных информационных влияний друг на друга, осуществляемых как с помощью органов тела, так и через объекты внешней среды, начиная от непроизвольно оставляемых следов и кончая активно избирательным обменом информацией.
Активный обмен информацией можно обозначить термином общение, относя данное явление к любым живым существам, которые способны использовать внешний для нервной системы объект в качестве переносчика содержания информации, порожденной внутри нервной системы и никому иному непосредственно недоступной. Последнее означает, что общение представляет собой передачу не информации, что невозможно, исходя из самой природы этого явления, а содержания, которое присутствует в информации независимо от строения порождающего информацию субстрата. Независимость содержания информации от порождающего субстрата можно проиллюстрировать следующим примером: падение камня на твердую плиту или на мягкую землю продуцирует в первом случае царапину, а во втором — вмятину, но в обоих случаях содержание порожденной информации одно и то же — воздействие камня.
На высших уровнях развития живых существ для общения используются специальные средства, традиционно относимые к области культуры, однако это не значит, что само общение следует рассматривать как порождение некоей духовной сферы, резко отграниченной от материальных явлений природы. Как было показано выше, общение имеет именно и только природную предпосылку — порождение информации при любом материально-энергетическом воздействии организма на среду, однако собственно общением это воздействие становится только при том условии, что оно, во-первых, имеет активно избирательный характер и, во-вторых, используется живым существом специально для объективации какого-то определенного содержания. По мере