Перечень основных эмпирических характеристик 12 страница

1ЙЙъекта (инвариант, соответствующий уровню изоморфизма подо-

и, кроме того, в пределе, сохраняется инвариантность модаль-

ЙЩести и интенсивности элементов источника (цвет и яркость).. На

метрического изоморфизма это приведет к тому его част-

йЙому случаю, в котором полностью воспроизводится в сигнале не

ЩЭДько вся пространственно-временная структура множества-источ-

1ййка, но и его физическая специфичность. Конгруэнтность здесь

ЙКйаляется не только хроногеометрической, но и физической. Она до-

ведена в этой теоретически полученной, самой частной форме изо-.

Аморфизма до своего логического предела.

Противоположными полюсами этой иерархии являются самая

йбщая форма пространственно-временного изоморфизма, инвариан-

эдэм которой является пространственно-временной одномерный ряд,

?й самая частная форма метрического изоморфизма, включающего

V временную, и пространственную ветви и сохраняющего инв.ари-

антной всю пространственно-временную структуру множества-ис-

точника и, кроме того, модально-интенсивностные характеристики

его элементов. Между этими полюсами предельной общности и пре-

дельной специфичности на каждом из промежуточных уровней про-

лСтранственные, временные, модальные и интенсивностные харак-

теристики множества-источника могут как порознь, так и сов-

Местно сохраняться инвариантными в множестве-сигнале.

При движении по уровням, приведенной иерархической шкалы

форм изоморфизма от самой общей формы сигнала-кода к той са-

. мой частной форме сигнала, которая воспроизводит всю простран-

-ственно-временную и модально-интенсивностную специфичность

данного индивидуального объекта, уменьшается.мощность того

множества или объем того класса источников, с которыми данный"

сигнал находится в отношениях гомоморфизма, но каждому из ко-

торых в отдельности он изоморфен.

На уровне пространственно-временного метрического изомор-

физма, где функции x-i=f(Xi)n ys==F(yi), выражающие простран-

:ственно-временные отношения в сигнале и в источнике, совпадают,

мы приходим к той частной форме изоморфизма, которая именно

в силу этого совпадения функций неслучайно называется автомор-

физмом. Ясно, что объем класса автоморфных друг другу источни-

ков, т. е. объектов, полностью одинаковых по всей своей простран-

ственно-временной структуре, уже объема класса объектов, отно-

шения между которыми определяются только общими условиями

изоморфизма.

И, наконец, в том самом частном случае изоморфизма, в кото-

ром сигнал сохраняет инвариантной не только всю пространствен-

но-временную структуру, но и модально-интенсивностные харак-

теристики множества-источника, автоморфизм становится тождест-

венным. Класс объектов, закодированных в данном сигнале,

включает здесь только экземпляры, тождественные по своим про-

странственным, временным, модальным и интенсивностным харак-

теристикам. Практически объем такого класса в пределе равен еди-

нице. Сигнал приведен в максимальное соответствие с конкретной

индивидуальной специфичностью своего источника.

Объем класса объектов-источников, к которому относится дан-

ный сигнал, является прямой характеристикой уровня его обоб-

щенности. Поэтому уменьшение этого объема при переходе от об-

щей формы пространственно-временного изоморфизма к тождест-

теоретическая шкала форм организации сигналов действительно

представляет собой иерархическую матрицу уровней обобщенности

в непосредственном и точном смысле этого понятия. Но каждый

из этих уровней обобщенности характеризуется определенным ми-

нимальным составом тех пространственно-временных параметров

источника информации, которые остаются инвариантными в сигна-

ле именно данного уровня обобщенности. При этом Падению обоб-

щенности при поуровневом приближении к тождественному авто-

морфизму соответствует возрастание полноты состава инвариан-

тов, движущегося к своему пределу.

Каждому из уровней присуще свое определенное соотношение

параметров, которые лишь кодируются, и параметров, код которых

доведен до изображения или копии. Ясно, что те параметры, кото-

рые остаются в сигнале инвариантными по отношению к источнику,

воплощают в себе именно изображения соответствующих харак-

теристик источника. При движении по вертикали этой иерархии от

самого общего к самому частному уровню падает число параметров,

остающихся лишь закодированными, и растет перечень характери-

стик, которые изображены или скопированы. Факт конгруэнтности

сигнала и источника на уровне их тождественной автоморфности

отчетливо воплощает в себе всю полноту такого копирования.

Но переход от общей формы сигнала-кода к той его частной

форме, которая возвращает сигналу исходные пространствен-

но-временные характеристики источника, по самому своему су-

ществу есть декодирование. Поэтому уровням обобщенности

и инвариантности соответствуют свои степени декодировйнности

сигнала.

, Уровень обобщенности, инвариантности и декодированности сиг-

нала, соответствующий каждой форме изоморфизма, затрагивает,

однако, не только параметры качественно-структурной формы ор-

ганизации сигнала, но и характеристики ее количественной меры.

При движении по уровням шкалы от самой-общей к самой част-

ной форме изоморфизма не только преобразуется структура сиг-

нала по мере роста числа его компонентов, представленных

в декодированной форме, но и снимается неопределенность.

При движении по вертикали к уровню тождественного автоморфиз-

ма уменьшается величина остаточной неопределенности и растет

величина снятой неопределенности, или количество информации.

Согласно формуле Нсита=Н(х)-ff(x/y).

Падение остаточной неопределенности до нуля и максимальная

величина снятой неопределенности на уровне метрического инва-

рианта демонстрируется фактом его конгруэнтности источнику.

Конгруэнтность воплощает в себе не только максимальную адек-

ватность формы взаимной упорядоченности, но и полноту ее ко-

личественной меры. Такое соотношение уровня обобщенности и ме-

ры снятой неопределенности, или количества информации, находит-

свое прямое статистическое воплощение в том, что длина алфавита

.более общих, родовых символов всегда короче длины алфавита

символов более конкретных - видовых и индивидуальных. По-

этому падение уровня- обобщенности есть вместе с тем уве-

личение длины алфавита и возрастание снятой неопределен-

ности.

Таким образом, приведенная иерархическая шкала содержит

в себе единство качественно-структурных и статистических харак-

теристик уровней изоморфизма. Однако, как упоминалось выше,

когда рассматривался вопрос о мерах взаимной упорядоченности

сигнала и источника, <классические> теоретико-информационные

меры именно в силу необходимой на первом этапе их разработки

абстрагированности от формы упорядоченности недостаточно чув-

ствительны к снятию неопределенности за счет преобразования

структуры сигнала (а не просто за счет изменения распределения

вероятностей отдельных символов-элементов при неизменности

их структуры). Поэтому поиск адекватных мер количества

информации ведется в настоящее время именно в связи с зада-

чей количественного анализа структурной специфичности сиг-

налов.

Здесь существенно отметить попытки (А. А. Хохлов) ввести ко-

личественные меры упорядоченности сигнала, связанные с учетом

тех его пространственных компонентов, которые соответствуют

разным уровням изоморфизма, начиная от топологического через

проективный, аффинный изоморфизм к изоморфизму подобия и мет-

рическому изоморфизму. Эти формы изоморфизма, которым отве-

чают определенные уровни обобщенности, соответствующие им ин-

варианты и вместе с ними степени декодированности и снятой не-

определенности, заключают в себе вместе с тем и характеристики

помехоустойчивости компонентов сигнала, относящихся к разным

строкам шкалы уровней изоморфизма.

Из иерархического принципа организации этой шкалы теорети-

чески следует, что. помехоустойчивость пространственно-времен-

ных компонентов сигнала прямо пропорциональна степени его

обобщенности. Более общие структурные характеристики, которым

именно в меру их большей общности соответствует и большая

частота встречаемости (вероятность), являются более прочными

и устойчивыми, т. е. менее подверженными разрушающему воз-

действию помех, чем. свойства менее общие, менее частые (вероят-

ные) и воспроизводящие индивидуальную специфичность источ-

ника.

Таким образом, теоретически помехоустойчивость разных про-

странственно-временных компонентов сигнала, их способность про-

тивостоять деформирующему влиянию шумов должна убывать по

мере движения по уровням этой шкалы - от топологического ин-

варианта к метрическому. Есть мною. экспериментально-психоло-

гических данных (речь о них пойдет во второй части), эмпирически

подтверждающих теоретическое заключение о поуровневом изме-

нении помехоустойчивости..

Логика такого теоретического прогноза, дедуктивно вскрываю-

щего предполагаемые связи характеристик сигнала,ведетидальше.

Дело в том, что происходящий по мере приближения к метрическо-

му изоморфизму рост степени декодированности сигнала,.полноты

его инва.рйантности,.и. снятой неопределенности заключает в себе

типичную антиэнтропийную тендёнц11Ю._Это есть рост степени вза-

имной упорядоченности сигнала и источника, происходящий во-

преки естественной тенденции к потере такой упорядоченно-

сти и ослаблению сопротивления разрушающему воздействию

помех.

Но противодействие естественной термодинамической тенденции

к потере упорядоченности, как это вытекает из общих принципов

термодинамики, моет быть достигнуто лишь за счет специальных

.энергетических зaт~paт.Из этого теоретически следует, что энерге-

тические эквиваленты информационных структур сигналов, находя-

щихся на разных уровнях изоморфизма, должны быть разными

и должны увеличиваться по мере прохождения по строкам иерархи-

ческой матрицы-от топологического инварианта к метрическо-

му, т. е. по мере роста степени декодированности кода. Не слу-

чайно Л. Бриллюэн связывает декодирование с термодинамической

обратимостью. Во второй части монографии специально рассмот-

рены факты, эмпирически подтверждающие такой характер инфор-

мационно-энергетических соотношений в психических сигналах раз-

ных уровней организации.

Выше уже упоминалось о том, что общекодовая форма органи-

зации сигнала, определяемая принципом изоморфизма, допускает

возможность абстрагирования информации от энергии и других

физических характеристик сигнала. Исходя из изложенного соот-

ношения форм изоморфизма можно полагать, что такая возмож-

ность относительного обособления информационных и энергети-

ческих характеристик сигнала создается (вопреки исходной свя-

зи энтропии с энергией) одноуровневой структурой сигналов-ко-

дов, с которыми имеет дело основной общекибернетический ап-

парат.

В процессах преобразования информации в кибернетических.

машинах (вычислительных устройствах или системах автоматиче-

"" Си.: Веккер Л. М. и Палей И. М. О соотношении информационных

и энергетических компонентов в нервно-психической деятельности. - В кн.: Ме-

тодологические аспекты кибернетики. М" 1970.,..

См.: Бриллюэн Л. Наука и теория информации.

-08

ского регулирования) неопределенность можно снять различными

.путями, например изменением Длины алфавита символов или рас-

Цйределения их вероятностей, фиксацией программы в конструкции

fe системы регулирования или в.жестком алгоритме вычислительной

Щлрограммы. Но в этих случаях сигналы остаются в своей исходной

Цбщекодовой форме, и неопределенность здесь снимается не за

Печет преобразования их структуры. Уровень изоморфизма остает-

яЦея тем же. Понятие изоморфизма на этом уровне отвечает прямо-

Ц-у этимологическому значению термина (слово <изоморфизм> бук-

И""Вально означает <постоянство формы>) - форма организации сиг-

нала остается неизменной.

1- При сохранении формы упорядоченности каждой отдельной еди-

уицы сигнала по отношению к источнику остается неизменной ме-

дЙфа упорядоченности данной единицы (во всяком случае изменение

Й количества информации в процессе работы системы происходит не

1за счет изменения меры упорядоченности отдельных единиц сиг-

нала). Изоморфизму (в указанном смысле этого понятия, т. е. со-

хранению уровня изоморфизма) здесь соответствует термодина-

мическая изоэнтропийность, а из изоэнтропийности следует и изо-

энергетичность.

Этому теоретическому выводу соответствует и тот простой эм-

пирический факт, что при оперировании стандартными символами

.цифровой вычислительной машины энергетические затраты на каж-

дый символ, как и на каждую отдельную операцию, остаются стан-

дартными. Такая стандартность или константность энергетических

величин в ходе процессов преобразования информации и определя-

ет, по-видимому, одно из условий свободного абстрагирования от

энергетики сигнала. Если же применительно к задачам техники

связи приходится учитывать преобразовайие формы организации

сигнала в процессе егодекодирования, то и здесь это происходит

средствами стандартный операций перевода на другой постоянный

уровень (например, на уровень изоморфизма подобия в телевизи-

онном изображении). Здесь энергия затрачивается на преобразова-

ние формы организации сигнала, но-соответственно постоянству

межуровневого перепада - и энергетический градиент остается

Константным. Поэтому и здесь абстрагирование от энергетических

эквивалентов вполне допустимо, и закономерности информацион-

но-энергетических взаимосвязей не навязывают себя в качестве

. необходимой предпосылки анализа преобразования самой инфор-

мационной структуры сигналов.

В противоположность этому многоступенчатое движение сигна-

лов вдоль вертикали иерархической шкалы уровней изоморфизма

и совершающееся здесь снятие неопределенности путем преобразо-

вания структуры сигнала должно, по-видимому, ограничить воз-

можности абстрагирования от тех переменных энергетических эк-

вивалентов, за счет которых эти преобразования осуществляются.

Неслучайно поэтому факты эне{)го-информационных преобразо-

ваний так отчетливо проступают в области многоуровневой дина-

мики психических сигналов..

6. Соотношение категориального аппарата информаци-

онной теории с основными понятиями классических пси-

хологических концепций

Завершая анализ эвристических возможностей концептуаль-

ного аппарата общей теории сигналов по отношению к задачам

теории психических процессов, целесообразно кратко соотнести ос-

новные категории этого аппарата с понятиями о тех -главных ас-

пектах психической деятельности, которые были выделены основ-

ными психологическими концепциями, рассмотренными во второй

главе этой части. Там было показано, что формирование понятий

об этих основных аспектах на первых этапах требовало их взаимо-

обособления, противопоставления и абстрагирования друг от дру-

га. Дальнейший же ход психологического познания требовал соот-

несения и синтеза этих различных аспектов психической деятель-

ности. Средствами внутрипсихологического понятийного аппарата

такой синтез принципиально неосуществим, он требует выхода за.

пределы психологической теории.

В качестве вех такого синтетического соотнесения и были рас-

смотрены основные положения рефлекторной теории и общей тео-

рии сигналов. Открывает ли концептуальный аппарат общей тео-

рии сигналов пути анализа всех тех главных аспектов психияеской

деятельности, которые были эмпирически и теоретически выявлены

собственными средствами психологической науки? -

Поскольку прянцип изоморфизма в качестве одного изсйоих

условий имеет взаимно-однозначное соответствие отношений или

связей между элементами сигнала и элементами объекТа-источли-

ка, понятие ассоциации как универсального способа связи между

психическими образованиями по существу имплицитно содержигся

во втором условии изоморфизма. При этом ассоциация по прост-

ранственной или временной смежности выражает внешние отноше-

, идя данной совокупности элементов психического сигнала к сосед-

ней с ней в общей пространственно-временной непрерывности пси-

хической <ткани>, а ассоциация по сходству выражает совпадение

внутренних связей между группами элементов в разных сигналь-

ных единицах.:;

Таким образом, один вид ассоциации заключает в себе отно-

шение сигнала к общему фону, а другой-отношение сигналов

друг к другу, но оба вида ассоциации содержатся в качестве част-

них вариантов в общих условиях взаимной упорядоченности сиг-

нала и источника. Тем самым, раскрытый ассоцианистской концеп-

цией аспект психической деятельности охватывается основными

понятиями современной общей теории сигналов (во всяком случае-

потенциально).

Что касается введенного структуральной психологией Вундта-

Тиченера и затем гештальтистами понятия структуры, то оно оче-

видным образом содержится в общекибернетической категории

формы организации сигнала относительно источника, определяе-

мой принципом изоморфизма. Не случайно и то, что понятие изо-

We

"й...

jfS/

Saf

Iff

.

морфизма было введено гештальтизмом (хотя и в приближенном,

нестрогом виде), и то, что изоморфизм психических, нервных и фи-

зических процессов трактовался гештальтпсихоогией как психо-

физиолого-физический параллелизм. Это было одним из следствий

отсутствия общей теории, содержащей иерархическую шкалу уров-

ней изоморфизма, в которой можно адекватно сопоставить нервные

"и нервно-психические процессы с точки зрения их различия в от-

ношении к физическому объекту. Как бы то ни было, современный

общекибернетический принцип изоморфизма, включающий иерар-

хию его частных форм, содержит в себе гештальтистский структур-

ный аспект психических процессов и дает возможность сопоставить

друг с другом структурно-целостные характеристики разных форм

нервно-психических сигналов. Как уже упоминалось, фактор слу-

чайности, принцип <проб и ошибок> и торндайковские кривые на-

учения, введенные в психологию бихевиористской концепцией, за-

ключают в себе предпосылки современного общекибернетического

понятия о количественных мерах организации сигналов. Современ-

ное понятие об информационной энтропии как мере взаимной упо-

рядоченности сигнала и источника, будучи обобщением этих пред-

посылок, явным образом охватывает этот бихевиористский вероят-

ностный аспект организации поведения. Однако современная

теория ставит его на свое место в рамках общей концепции, содер-

жащей не только количественные статистические меры, но и ка-

чественно-структурные формы организации сигналов.

Вполне определенное место занимает в категориальном аппара-

те общей теории сигналов и функциональный аспект информаци-

онных (в том числе и психических) процессов. В рамках функцио-

нальной психологии функция психического процесса (как в смысле

динамики его функционирования, так и в смысле его роли в актах

жизнедеятельности и поведения) была, как упоминалось, абстра-

гирована от структуры и даже противопоставлена ей. В отличие

от этого концептуальный аппарат общей теории сигналов органи-

чески связывает функцию сигнала с мерой и формой его упорядо-

ченности по отношению к источнику, т. е. с его структурой. Именно

из формы упорядоченности сигнала по отношению к источнику вы-

текает функция сигнала в организации ответных реакций системы,

направленных на источник. Организация рабочего выхода той си-i

стемы, в которой циркулирует сигнал, и составляет его управляю-)

щук) функцию. Таким образом, функция сигнала (в том чисАе1

и психического) по отношению к управляемому им рабочему эф-j

фекту системы не просто соотнесена с формой и мерой организа-

ции самого сигнала, но может быть из нее выведена. [

Теория сигналов не случайно является, как известно, одновре-

менно и теорией информации и теорией управления, т. е. содержит

в себе не только аспект отношения сигнала к источнику, но и ас-

пект его отношения к управляемому им действию. Таким образом,

функциональный аспект действительно органически включается

здесь в концептуальный аппарат общей теории и средствами этого

аппарата эффективно исследуется. Как было показано выше, спо-

соб реализации управляющей функции сигнала прямо детермини-

руется формой его упорядоченности по отношению к источнику,

являющемуся одновременно объектом действия системы. Уровень

изоморфизма и соответствующей ему инвариантности определяют

и возможности адекватного управленря.

Основные принципы общей теории, определяющие форму и меру

организации сигнала по отношению.к источнику, включ-ают не толь-

ко функциональный, ной энергетический аспект, который по от-

ношению к сигналам психическим был абстрагирован и превращен

психоаналитической концепцией в самостоятельный объект рас-

смотрения. Отношение общей теории сигналов к энергетическому

аспекту имеет особенно важное значение в связи с фундаменталь-

ным положением энергетических законов в системе научного зна-

ния и с принципиальными трудностями применения основных

понятий энергетики к сфере психической деятельности. Позиция мно-

гих исследователей, в частности Ж. Пиаже, согласно которой поня-

тие энергии неприложимо к сфере психических явлений, базиру-

ется на том реальном основании, что в рамках традиционного под-

хода понятия <психика> и <энергия> взяты из совершенно разных

концептуальных систем. Энергия выражает принципиальное су-

щество физических явлений, а психика традиционно противопо-

ставляется физическому миру с его характеристиками работы, мас-

сы, вещества и т. д.

При таких исходных позициях действительно возникает не-

оправданное <смешение языков>, за которым стоит и смешение

понятий. Оно, по-видимому, и вызвало законный протест Ж. Пиа-

же, который пишет: <Выражение <психическая энергия> стало ши-

роко распространенным, а выражение <работа> даже избитым.

Итак, одно из двух: либо при этом в скрытой форме подразумева-

ют физиологию, и остается только уточнять, а вернее, измерять,

либо говорят о сознании и прибегают к метафоре из-за отсутствия

всякого определения этих понятий, сопоставимого с понятиями, ко-

торыми пользуются в сфере физических законов и физической при-

чинности>.

Хотя Фрейд, введя понятие энергии в аппарат психологической

теории, и исходил из такого фундаментального физического закона,

как закон сохранения энергии, все же по отношению к его концеп-

ции упрек Ж. Пиаже является обоснованным. Прямое физическое

истолкование закона сохранения энергии применительно к психиче-

ским явления требует, во-первых, формулирования характеристик

психической энергии в физических терминах и, во-вторых, выте

кающей отсюда хотя бы принципиальной возможности установить

эквиваленты этой формы энергии по отношению к другим. А для

этого необходим единый концептуально-математический аппарат,

содержащий посредствующие звенья, которые включают психоло-

Пиаже Ж. Характер об ьяснения в психологии и психофизиологический

параллелизм.-В кн.: Экспериментальная психология. Вып. I g II. Ред. Фресс

и Пиаже. М" 1966, с. 190. (Курсив наш.- Л. В.)

гИЧеские понятия в более общую систему, формулированную на

/едином языке. Таким теоретическим аппаратом психоаналитиче-

ская концепция психической энергии, конечно, не располагала. Но

Поименно этому требованию удовлетворяет общая теория сигналов,

1оторая дает возможность сформулировать особенности психиче-

Щких явлений в терминах информационных процессов, а понятие

инфорйации через понятия формы и меры упорядоченности свя-

;;.зать с одноранговыми по отношению к нему физическими понятия-

;ми энтропии и энергии. При этом, поскольку, как было показано

выше, особое значение энергетические эквиваленты сигналов долж-

приобретать при снятии неопределенности путем преобразова-

Цяия их структуры, т. е. при переходе с одного уровня изоморфизма

1Р.на другой (а именно это, по-видимому, имеет место в психической

К деятельности), здесь впервые открывается возможность тёоретиче-

"ски вывести специфику психической энергетики из принципов ор-

1ганизации психических сигналов.

Понятие действия или операции, лежащее в основе психологи-

ческой концепции деятельности, ряд положений которой сближает

позиции Пиаже, Жане, Баллона и др. с теорией умственных дей-

ствий советских психологов А. Н. Леонтьева, П. Я. Гальперина,

А, В. Запорожца и др., также органически включается в категори-

: альный аппарат общей теории сигналов. Как было показано выше,

понятие информации связано с понятием инварианта, и принцип

{изоморфизма как формы упорядоченности сигнала относительно

источника содержит иерархию уровней инвариантных пространст-

венно-временных характеристик. Понятие же инварианта в свою

очередь органически связано с понятиями преобразования или опе-

, рации, относительно которых соответствующие структурные харак-

.теристики сигнала (например, метрические или топологические)

остаются неизменными.

" Если в концепции психологии деятельности не содержится прин-

ципиальных оснований для адекватного соотнесения понятия опе-

рации с понятием структуры и другими аспектами психического

процесса (что создает избыточные степени свободы в трактовке

связи операции с сигналом и через него с объектом-источником),

то контекст общей теории сигналов ограничивает эти избыточные

степени свободы в интерпретации операционных компонентов пси-

хического процесса. Операционный состав процесса преобразования

. информации определяется уровнями инвариантов, сохраняемых при

данных преобразованиях. Таким образом, операции детерминиру-

ются структурой инвариантных компонентов сигнала, а последние

детерминированы объективной структурой источника информации

....и задачей деятельности.

Тем самым концептуальный аппарат общей теории сигналов

-дает возможность вскрыть детерминированность операции как ди-

йамики состояйий носителя информации структурными характери-

стиками ее источника. Этим преодолевается субъективизм, являю-

щийся неизбежным следствием абстрагированности понятия опе-

рации от других аспектов психического акта.

Органическая связь понятия сигнала с понятием операции име-

ет и другое, более общее выражение в концептуальном аппарате

кибернетической теории. Эта связь определяется тем местом, кото-

рое занимает в кибернетике понятие алгоритма. Каковы бы ни

были модификации, вносимые кибернетикой в строгое математи-

ческое понятие алгоритма, ясно, что по своему существу оно вы-

ражает, операционную природу информационных процессов и факт

органической связи структуры сигналов со структурой операций,

Дата добавления: 2015-06-27