Понятие «разнообразия». Теория разнообразия У.Р. Эшби.

Эта статья для тех, кто способен хотя бы к минимальному аналитическому мышлению.

конечно замечательно рассуждать о миром глобальном зле.

А мы вот тут плюшками балуемся, и пытаемся анализировать тут наше, земное, человеческое.

И эта статья для таких. очень актуальна- советую повнимательнее прочесть и освоить.

Длинно?!..да!, но не очень нудно для мыслящего человека..

А кто сказал , что будет легко?..Но лучше не торопясь осваивать начинать, чем потом морочить себе и другим голову над исправлением собственных ошибок!

Сто пудов на ближайшее будущее пригодится.

Ибо это относится только к азам третьего технологического периода, который нам всем без исключения придется осваивать, дабы потом не быть в числе отстающих.

Да и понимание того, что косо и криво в освоении этих технологий на западе..да и на востоке, дабы опять не быть обманутыми по дурацки.

-------------------------------

Второе начало термодинамики трактует вопросы взаимодействия среды и системы, протекающие на вещественно-энергетичсском уровне (обмен энтропией). Взаимодействие открытой системы со средой наинформационном уровне определяется Законом необходимого разнообразия. Этот закон на основе оригинальной концепции информации сформулировал Уильям Росс Эшби. Характерной чертой этой концепции является рассмотрение в органическом единстве общекибернетических принципов и принципов теории информации, так что они по существу в этой концепции неразделимы, а основным законом кибернетики является информационный закон необходимого разнообразия. И это понятно, так как почти все процессы управления связаны с передачей информации.

[Дело не в полном потоке сигналов, поступающих на вход системы, а только в той его "вырезке", которая изменяет состояние системы, отражается системой, т.е. управляет системой. Дело в той части сигнала, которую мы называем входным алфавитом автомата. - МИБ.]

Важнейшим понятием в теории Эшби является понятие разнообразия, которое употребляется применительно к множеству различных элементов в двух смыслах: 1) как число различных элементов; 2) как логарифм этого числа по основанию 2. При этом под разнообразием понимаютсяобъективно существующие различия между состояниями объективно существующих или мыслимых предметов.

Любой предмет, как отмечает Эшби, благодаря наличию связей между его элементами, является ограничением разнообразия, поскольку связи ограничивают степень свободы элементов и уменьшают неопределенность их возможного положения относительно друг друга. Всякое нарушение связи между ними увеличивает их разнообразие и неопределенность их поведения. Поэтому процесс распада предмета может быть также описан как рост его энтропии и уменьшение информации, а любое соединение элементов и возникновение новой вещи, наоборот, как уменьшение энтропии и увеличение информации.

Информация, по мнению Эшби, это то, что ограничивает разнообразие, а измерить информацию можно через количество разнообразия, которое она ограничивает. В таком понимании информация отождествляется со связями элементов, которые в совокупности и образуют структуру вещи. Поэтому такая информация и называется обычноструктурной, или еще связанной. Действительно, разрушение любой системы, распад ее структуры ведет к увеличению неопределенности ситуации и росту энтропии, дезорганизационных процессов в системе и окружающей среде. Так, распад семьи ведет к судебному процессу и разделу имущества, распад крупного государственного образования — к серии войн.

[Распад системы = распаду ее симметрии, увеличению симметрии. - МИБ.]

Основным законом кибернетики является закон необходимого разнообразия. Этот закон формулируется так:

Только разнообразие может уничтожить разнообразие.

Это, по существу, закон сохранения информации. Поскольку информацией является то, что ограничивает разнообразие, а только разнообразие (согласно основному закону) может уничтожить (ограничить) разнообразие, то, очевидно, информация есть как ограничение разнообразия, так и само разнообразие. Таким образом, в рамках концепции разнообразия существует двоякая трактовка информации — как разнообразия и как ограничения разнообразия. Это различие в интерпретации сущности информации связано с различием подходов к процессам и структуре вещей.

Определение информации через разнообразие связано с рассмотрением “элементов системы и их возможного поведения”. Это есть объяснение информации со сторонысодержания вещи. Но содержание вещи (совокупность элементов системы) является источником ее внутреннего самодвижения, изменения. Поэтому вычисление количества возможных способов поведения элементов системы (их разнообразия) оказывается определением динамичности системы. (В терминологии социальных систем описывается в таких понятиях как «самостоятельность», «свобода», «развитие», «прогресс» и т. п.).

Отождествление информации со связью и ограничением разнообразия определяет подход к ней со стороны формы предметов. Но форма предметов есть выражение ихустойчивости и определенности, поэтому вычисление количества связей между элементами системы является определением ее способности к самосохранению. (В терминах социальных систем выражается в таких понятиях как «порядок», «закон», «надежность», «защищенность», «выживание» и т. п.) поскольку любая система обладает способностью как к самосохранению, так и к изменению (развитию), постольку в любой системе можно различить два вида информации. При .этом информация, связанная с сохранением системы, с ее структурой, называется«потенциальной» или «структурной) информацией, а информация, связанная с процессами развития, изменения в системе (в том числе с процессами управления в ней), называется «актуальной» (активной) информацией. Можно отметить, что трактовка информации как разнообразия находится в согласии с «общежитейским» представлением об информации как о сведениях или сообщениях: сообщения всегда что-то отражают — события, явления и т. п., т. е. re или иные изменения — разнообразие.

При рассмотрении проблем передачи информации по каналам связи К, Шеннон рассматривал задачу — каким образомблокировать возмущения (шумы, помехи), искажающие передачу информации, и выяснил, что шумы уничтожаются информацией. Десятая теорема Шеннона устанавливает возможность устранения шумов, искажающих передаваемую информацию. Оказывается, что для исправления принятого искаженного сигнала нужно по каналу коррекции передать определенное дополнительное количество информации, которое не меньше, чем количество шума. Именно поэтому так велика избыточность всех естественных знаковых систем, обеспечивающих надежность связи.

У Р. Эшби установил, рассматривая информацию как разнообразие, что шум по существу не отличим от любой другой формы разнообразия. Установить различие между сообщением и шумом можно только в том случае, если имеется некоторый получатель, решающий, какая информация имеет для него значение. Таким образом, устанавливалось тождество между информацией и шумом. Однако для любой кибернетической системы (КС) существенно не их тождество, а их различие. Любая КС потому и функционирует, что в ее основе заложено объективное единство (тождество) и противоположность (различие) информации и шума (энтропии, помех и т. п.). От того, насколько успешно система справляется с шумами, помехами, возмущениями, зависит се устойчивость, а для биологических и социальных систем — выживаемость.

Потому утрата (или ослабление) такой смыслоразличительной способности для КС любой природы является симптомом приближающегося конца — система как бы «впадает в маразм», предшествующий ее окончательной гибели, «повсюду в политической истории, внешнеполитической равно как и внутриполитической, неспособность или нежелание совершать такое различение является симптомом политического конца. В России перед революцией переживающие свой закат классы романтизировали русского крестьянина, сделав из него доброго, порядочного и христианского Мужика. В запутавшейся Европе релятивистская буржуазия пыталась сделать предметом своего эстетического потребления все мыслимые экзотические культуры. Перед революцией 1789 г. аристократическое общество во Франции грезило о «по природе добром человеке» и трогательно добродетельном Народе, …революции не чувствовали совершенно; примечательны та уверенность и беззаботность, с какой эти привилегированные говорили о доброте, кротости и невинности народа, когда под ногами был уже 1793-й — зрелище смешное и страшное».

Под возмущением с точки зрения кибернетики понимается все то, что приводит к изменению, смешению системы из одного состояния в другое. Короче говоря, под возмущениями понимаются любые преобразования системы. В отличие от физических и вообще всех естественных объектов неживой природы, где между возмущением и объектом в принципе нет никаких опосредующих звеньев, в кибернетических системах есть такое звено, которое называется регулятором. Сущность регулятора заключается в блокировании возмущений внешней среды.

Использование информации (разнообразия) регулятором придает специфику кибернетической устойчивости, сохранению. Регулятор блокирует поток разнообразия от возмущений, и тем самым предохраняет систему от разрушения. Сам основной закон кибернетики «только разнообразие может уничтожить разнообразие» имеет в виду, что только разнообразие регулятора может уничтожить разнообразие возмущений, стремящихся разрушить КС.Специфика информационного контакта КС с внешней средой заключается в том, чтобы, с одной стороны, не пропустить разнообразие возмущений, могущих разрушить систему, с другой стороны — пропустить такое разнообразие, которое оказывается полезным для системы. Все существующее и воздействующее на систему разнообразие разделяется системой на два вида — на полезное и вредное. КС осуществляет ценностный подход к воспринимаемому разнообразию, одно пропускает, другое задерживает. С одной стороны, происходит увеличение внутреннего разнообразия системы за счет воспринимаемой информации, с другой — его ограничение, уменьшение (см. схему):

Для того чтобы справиться с разнообразием возмущений, сам регулятор также должен обладать разнообразием. Причем количество этого разнообразия можно определить достаточно четко. Если разнообразие состояний КС в пределах меры, т. е. допустимое разнообразие, равно PС, а разнообразие возмущений конечно и равно РВ, то количество разнообразия регулятора определится по формуле: РВ/PС=PР

Это и есть одна из количественных форм выражения Закона необходимого разнообразия.

Этот закон объясняет необходимость увеличения разнообразия регулятора в зависимости от роста разнообразия возмущений. Если разнообразие регулятора в точности соответствует приведенной формуле, то регулятор является совершенным. В этом случае нет надобности использовать регулятор с большим разнообразием — это только усложнит регулятор, но не улучшит меру регулирования. Если регулятор будет обладать меньшим разнообразием, чем это следует из Закона необходимого разнообразия, то он не сможет справляться со всем разнообразием возмущений.

В логарифмической форме Закон необходимого разнообразия имеет вид:

Величина log PР определяет в общем информационное содержание системы, которое она могла бы иметь, если бы возмущения пришли к системе. Величина log PС определяет информационное содержание целевого состояния системы. Регулирование как ограничение разнообразия основано, следовательно, на различии информационного содержания, целевого и возможного (при действии возмущения) состояний системы (часто это возможное бывает действительным). Записывая Закон необходимого разнообразия в логарифмической форме и обозначая соответствующие логарифмы разнообразия как информационные содержания систем, получаем: IС+IР = IВ , т. е. сумма информационных содержаний системы и регулятора должна быть равна информационному содержанию внешних (вообще всех важнейших) возмущений. Учитывая, что IС+IР, есть полное информационное содержание КС. получаем весьма простое равенство:

IК.С. = IВ

Закон необходимого разнообразия применим лишь к кибернетическим системам. В естественной неживой природе увеличение разнообразия, заключенного в элементах, связях и отношениях, не повышает степень устойчивости систем. Наоборот, увеличение разнообразия в естественных объектах неживой природы ведет к снижению их устойчивости.

Понятие регулирования входит в качестве необходимого признака в понятие управления. Регулирование — это то, на чем основано управление. В отличие от регулирования управление связано не только с сохранением системы, ее разнообразия, но и с изменением его. Регулирование характеризуется постоянством цели кибернетического процесса —сохранением системы. Управление, заключающее в себя в снятом виде регулирование, связано и с сохранением и с изменением системы, но с таким именно изменением, которое «заложено» в программе управления. Изменение разнообразия системы в результате управления достигается на основе ее сохранения от действия разнообразия возмущений среды, это изменение «навязано» не внешней средой (хотя бывают и такие случаи), но прежде всеговнутренними потребностями (программой!) и целями КС.

У. Р. Эшби при формулировке Закона необходимого разнообразия исходил из начальных данных, в известном смысле противоположных предположениям Шеннона. Если последний рассматривал проблему передачи сообщения в пространстве, то У. Р. Эшби считал, что «сообщение» уже есть — это сама кибернетическая система, которая обладает определенным информационным содержанием. Необходимо проследить, как это «сообщение» (КС) сохраняется или передается во времени. Инвариантность, сохранение системы рассматривается здесь именно в информационном плане, т. е. рассматривается лишь такой тип управления, как самосохранение системы. Итак, исследуется проблема хранения информационного содержания КС, но это «хранение» необходимо требует передачи, восприятия и преобразования информации, но не связанной, а свободной.

Трансляция кибернетической системы во времени предполагает преобразование ее связанной, структурной информации в свободную активную информацию в какой-то момент времени для ее передачи. Однако именно в этот момент КС теряет свою устойчивость и становится крайне уязвимой для различных шумов (возмущающих воздействий). В ходе передачи структурной информации как раз и происходят сбои и искажения «генетической матрицы», ведущие к преобразованиям систем. В биосистемах это мутации, в социосистемах с этим моментом обычно также связаны крупные социальные сдвиги.

Не случайно различные заговоры, перевороты и т. п. социальные потрясения часто приурочиваются к моментам наследования и передачи власти, выполняющей функцию поддержания устойчивости и идентичности данной социальной системы, обеспечения инвариантности ее в процессах развития.

В теории управления закон необходимого разнообразия обычно истолковывается как теоретическое обоснование иерархических структур управления. При этом исходят из того, что разнообразие управляющей системы должно быть не меньше разнообразия управляемого объекта. Это означает, что для управления большой и сложной системой управляющая система должна иметь значительное собственное разнообразие. Однако ни практике общественная жизнь как объект управления не может быть полностью охвачена даже самым совершенным аппаратом управления, поскольку создать столь сложный орган управления невозможно. Поэтому возникает необходимость выделения подсистем управления, каждая из которых решает свою задачу в условиях определенной самостоятельности на относительно небольших участках системы. Если орган управления при сохранении разумных пределов не обладает необходимым разнообразием, то полномочия по принятию определенных решений передаются на «нижние» этажи иерархии, при этом возможности аппарата у правления должны увеличиваться не за счет его разбухания, а путем расширения возможностей переработки информации на основе применения современной вычислитель­ной техники. Поскольку в крупном современном государстве сосредоточить осуществление всех полномочий по управлению государством вруках единого центрального органа абсолютно невозможно, некоторые управленческие полномочия передаются нижестоящим центральным или местным учреждениям. Насколько та или иная страна доверяет отправление некоторых управленческих функций местной администрации, во многом зависит от традиций организации управления в стране.

Таким образом именно традицией, т.е. наследственной связанной информацией определяется, пойдет ли данная страна путем децентрализации государственного управления, деконцентрации управления или дробления администрации.

Разнообразие является предметом и содержанием современной теории управления, а процесс социального управления всегда был направлен на то, чтобы требуемое разнообразие обеспечивало стабилизацию общества и его выживание. Это достигалось либо разработкой методов уменьшения разнообразия, либо увеличением разнообразия методов управления, либо (чаще всего) и тем и другим одновременно. Каждое уменьшение разнообразия по самому факту ведет к уменьшению потока информации и, следовательно, опасно. Каждое увеличение разнообразия увеличивает поток информации и само по себе ведет к нестабильности. Регресс общества, остановки в технологическом и культурном развитии могут вызываться как изо­ляцией, так и информационной перегрузкой. Сталкиваясь с ограниче­ниями на фиксацию, распространение и организацию информации (новых идей), общество продолжает развитие благодаря совершенствованию технических и логических средств, оно преодолевает застой, делая невыгодным хранение лучших достижений в секрете от других. Логическое оформление научных трудов и дисциплин ведет ко все более экономной организации научных знаний. Опасность перегрузки условной информацией, которая имеет сугубо локальную, преходящую ценность, требует ограничения уровня информационной нагрузки и соблюдения «информационной гигиены».

Организационное управление — это процесс переработки инфор­мации, принимающий форму «устранения неопределенности» (исследований, поиска, аналитических расчетов и т. п.). Изменение степени сложности и неопределенности решаемых задач влияет на общий объем информации, который должен быть переработан для обеспечения искомого результата. В свою очередь, характер задач и их взаимосвязей предопределяет использование тех или иных методов и организационных форм для усиления способности организации и ее подразделений по переработке информации.

Некоторые из распространенных методов достижения этой цели указаны в таблице ниже. Объем информации, перерабатываемой организацией, определяется как функция:

где U — степень неопределенности решаемых задач; N — число элементов для принятия решений, от которого зависят количество задач и их структура; С — сумма связей между элементами, по которым необходимо принимать решения, функция объема информации является синтетической организационной характеристикой, причем более частые характеристики, такие как тип используемой технологии характер внешней среды, доминирующий тип внутриорганизационных связей (структура) и другие, могут быть представлены как параметры, определяющие величины U, N и С.

В целом формы и методы организационной координации ранжируются в зависимости от объема информации, перерабатываемой организацией. Усложнение организационных проблем ведет к усложнению процессов принятия решений, что, в свою очередь требует более действенных и разработанных форм координации. Всего выделяется семь принципиальных организационных форм и методов, применяемых для усиления способностей организации справляться с переработкой необходимой информации в различных условиях:

1) стандартные правила и процедуры;

2) иерархическое построение аппарата управления;

3) плановая постановка целей;

4) создание резервных ресурсов: а) буферные запасы; б) ненапряженные сроки исполнения; в) сниженные стандарты работ и результатов;

5) создание самообеспечивающихся подразделений; а) сосредоточение подразделений на однородных продуктах и технологиях; 6) дублирование организационных служб в разных подразделениях; в) уменьшение концентрации деятельности;

6) усиление вертикальной системы управления: а) создание при руководителях штата помощников; б) расширение штата канцелярий; в) усиление служб централизованного планирования; г) применение технических устройств для передачи и приема данных;

7) создание горизонтальных организационных механизмов: а) прямые контакты сотрудников; б) координаторы подразделений; в) проблемно-целевые группы; г) горизонтальные руководители