О  РАЗЛИЧИИ   ИНФОРМАЦИИ   И   ЗНАНИЙ
/фрагмент из книги "Информация и время в макромире"/

Марк Алескер

Для человека слова "информация" и "знание" являются практически синонимами. Казалось бы, совершенно нормально, если мы называем знающего человека информированным и, наоборот, информированного - знающим. Однако такое смешение понятий, если и допустимо в быту или средствах массовой информации, в науке приводит к трудностям, например, в понимании некоторых следствий специальной теории относительности (СТО). Вот пример ¹

¹ Анализ этого примера проводится условно в рамках СТО. На самом деле СТО применима для изучения тех явлений, которые существенно не подвержены влиянию гравитации, то есть когда гравитационные силы не вносят заметных искажений в движение тел. Тем не менее, подобное приближение в данном случае не влияет на характер обсуждаемых эффектов.

Предположим, что где-то очень далеко от Земли (например, в туманности Андромеды), существует обитаемая планета. И там есть часы, идущие синхронно с земными часами и показывающие одновременно ² с ними одно и то же время. То есть житель Земли знает, что в любой момент времени показания земных часов и часов, покоящихся на удаленной планете, одинаковы.

² Одновременность одинаковых показаний часов, расположенных в разных местах некоторой системы отсчета, обеспечивается специальной процедурой синхронизации часов, подробно об этом речь пойдет в пятой главе.

Пусть на планете в туманности Андромеды в некоторый момент времени происходит событие: обе стрелки покоящихся там часов С_А одновременно расположены напротив деления 12 шкалы этих часов. И в этот же момент времени сообщение о положении стрелок часов С_А передается с помощью передатчика электромагнитных волн двум движущимся относительно друг друга наблюдателям, например, землянину и космическому путешественнику, который движется в просторах космоса по направлению от туманности Андромеды к Земле. Пусть расстояние между космонавтом и Землей в момент отправления с удаленной планеты сообщения о положении стрелок часов С_А таково, что пока электромагнитные волны, несущие информацию, двигались к землянину и космонавту, последний преодолел расстояние до Земли (но не снизил свою скорость и не приземлился). Таким образом, оба наблюдателя, землянин и космонавт, находясь (условно) в одной и той же точке пространства (вблизи Земли), приняли информационные сигналы, посланные с удаленной планеты, одновременно.

И пусть для определенности время движения электромагнитных волн от туманности до Земли (по часам, покоящимся на Земле) равно два миллиона лет и еще пятнадцать минут. Тогда землянин точно знает, что в момент получения информационного сообщения о положении стрелок часов С_А (напомним, сообщение таково: обе стрелки часов С_А расположены напротив деления 12 шкалы) эти стрелки расположены так: часовая стрелка находится возле деления 12 шкалы часов С_А, а минутная стрелка - возле деления 3 этой шкалы (плюс пятнадцать минут к полным часовым оборотам стрелок).

Знания космонавта в момент приема того же информационного сообщения совсем иные. Действительно, для движущегося космонавта расстояние между Андромедой и Землей сокращено в силу лоренцева сокращения расстояний (подробно об этом феномене можно прочесть в любом учебнике по теории относительности). Пусть для определенности это расстояние таково, что электромагнитные волны (с сообщением) преодолевают его за время (по часам, покоящимся в ракете космонавта), ровно на пятнадцать минут меньшее, чем два миллиона лет. Тогда космонавт точно знает, что в момент получения сообщения о положении стрелок часов С_А стрелки этих часов расположены так: часовая стрелка находится возле деления 12 шкалы часов С_А, а минутная стрелка - возле деления 9 этой шкалы (минус пятнадцать минут от полных часовых оборотов стрелок).

Таким образом, оба наблюдателя принимают одно и то же информационное сообщение: обе стрелки часов С_А расположены напротив деления 12 шкалы этих часов. Далее наблюдатели (землянин и космонавт) на основании этого сообщения (одного и того же) приобретают разные знания о положении стрелок удаленных часов в данный момент времени (общий как для землянина, так и для космонавта). Это обстоятельство - из одного и того же информационного сообщения разные наблюдатели могут почерпнуть разные знания - свидетельствует о том, что информация, содержащаяся в информационном сообщении, и знания, приобретаемые на основе этой информации - разные понятия.

Понимание различия между знаниями о текущей ситуации в удаленных от нас областях пространства и информацией об этой ситуации, снимает "проблему скачка" показаний удаленных от нас часов при переходе наблюдателя из одной системы отсчета в другую (при ускоренном движении наблюдателя).

Действительно, пусть космонавт в рассмотренном выше примере резко затормозил и приземлился. Тогда с его точки зрения в момент приземления минутная стрелка удаленных от космонавта часов С_А совершает "скачок" и перепрыгивает с деления 9 на деление 3 шкалы (о новом положении стрелок космонавт узнает из рассказа землянина). На самом деле не стрелки часов "прыгают", ³ а изменяются знания космонавта о местонахождении этих стрелок. А все потому, что знания связаны с событиями, происходящими с приемником информационного сообщения, и они могут быть получены, что называется, "из третьих рук" (книги, лекции, математические расчеты, сообщения по радио или телевидению, и т.п.). А информация "рождается" в источнике информации, она связана с событиями, происходящими в источнике. При этом если приемник находится на некотором расстоянии от источника информации, то сообщение о событиях, произошедших с источником информации, может оказаться вблизи приемника только через некоторый промежуток времени.

³ Подобные "прыжки" стрелок часов в литературе (см., например, Скобельцын Д. В. Парадокс близнецов в теории относительности.- М., 'Наука', 1966, стр.46-47) объясняют тем, что для ускоренно движущегося наблюдателя существует гравитационное поле (в силу эйнштейновского принципа эквивалентности), которое приводит к изменению темпа хода удаленных от наблюдателя часов.

Подытожим признаки, по которым следует разграничивать информацию и знания.

1. Информация характеризует события, происходящие в источнике информации, а знания характеризуют события, происходящие в приемнике информационного сообщения.
2. Знания могут быть получены практически мгновенно даже о пространственно удаленных от нас объектах (из информационного сообщения, хранящегося в некоторой памяти), в то время как мгновенное получение информации из удаленного места невозможно.
3. Информация абсолютна, а "знания" относительны. Действительно, сами события, происходящие с источником информации и определяющие информацию, для всех движущихся друг относительно друга наблюдателей одинаковы. Но знания о событиях на основе одного и того же информационного сообщения, принимаемого в текущий момент времени движущимися относительно друг друга наблюдателями, могут быть разными (относительными).

Нарва, Эстония
Февраль 2011