министерство образования и науки российской федерации санкт-петерБурГскИй ГосударстВенный полИтеХнИческИй унИВерсИтет В. Г. Кнорринг ИсторИЯ И методолоГИЯ наукИ И теХнИкИ ИнформацИоннаЯ сфера челоВеческой деЯтельностИ с дреВнейШИХ Времен до начала XVI Века учебное пособие санкт-петербург 2013 Министерство образования и науки Российской Федерации Санкт-ПетеРбуРгСкий гоСудаРСтвенный ПолитехничеСкий унивеРСитет В. Г. Кнорринг иСтоРиЯ и МетодологиЯ науки и техники инФоРМаЦионнаЯ СФеРа человечеСкой деЯтелЬноСти С дРевнейШих вРеМен до начала XVI века Рекомендовано Учебно-методическим объединением по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки магистров в области техники и технологий Санкт-Петербург 2013 удк 001:940(075.8) ббк 72.3:63.3(0)я73 к53 Рецензенты: доктор технических наук, профессор СПбниу итМо, председатель уМк по специальности “Приборостроение” уМо вузов РФ по образованию в области приборостроения и оптотехники М. Я. Марусина доктор исторических наук, профессор СПбгПу С. Б. Ульянова кнорринг в. г. История и методология науки и техники. Информа- ционная сфера человеческой деятельности с древнейших времен до начала XVI века : учеб. пособие / в. г. кнорринг. – СПб. : изд-во Политехн. ун-та, 2013. – 352 с. Соответствует ФгоС вПо по образовательному направлению 200100 “Приборостроение” (квалификация выпускника – магистр) в части фор- мирования общенаучных и профессиональных компетенций, связанных со способностью выпускника повышать интеллектуальный и общекуль- турный уровень, осознавать основные проблемы своей предметной обла- сти и быть готовым к изменению профиля своей деятельности. Параллельно с изложением исторических сведений о развитии ин- формационной сферы человеческой деятельности обсуждены философ- ские и методологические проблемы, остающиеся актуальными в настоя- щее время. Предназначено для магистрантов образовательного направления 200100 “Приборостроение”, изучающих дисциплину “история и ме- тодология приборостроения”, а также для магистрантов образователь- ных направлений 010400 “Прикладная математика и информатика”, 010500 “Математическое обеспечение и администрирование информа- ционных систем”, 200400 “оптотехника”, 220400 “управление в техни- ческих системах”, 230100 “информатика и вычислительная техника”, 230400 “информационные системы и технологии” и других, изучающих в соответствии с ФгоС вПо дисциплины со сходными названиями; мо- жет представлять интерес для специалистов, желающих расширить свой научный кругозор. табл. 1. ил. 37. Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. © кнорринг в. г., 2013 © Санкт-Петербургский государственный ISBN 978-5-7422-3748-8 политехнический университет, 2013 ПРедиСловие курс истории и методологии информационной сферы чело- веческой деятельности, материал начальной части которого пред- ставлен в настоящем учебном пособии, сложился в течение ряда лет преподавания магистрантам кафедры измерительных инфор- мационных технологий (иит) СПбгПу. в ходе преподавания были разработаны и опробованы раз- личные варианты курса истории и методологии науки. кафедра иит с самого начала своей деятельности (форми- роваться она начала в 1929 г., а официально приступила к работе в 1932 г.) занималась электрическими измерениями. Поэтому ка- залось естественным читать магистрантам именно курс истории электрических измерений. такой курс, видимо, должен был бы на- чинаться с “электрического указателя” Рихмана, с XVIII века. однако особенность кафедры иит состояла в том, что в об- ласти теории ее интересы распространялись на измерения как таковые. например, монография Петра васильевича новицкого (1968 г.) называлась “основы информационной теории измери- тельных устройств”. Переход от электрических измерений к измерениям как та- ковым резко расширил как исторический диапазон курса (стало возможным начинать с возникновения измерений в доисториче- скую эпоху), так и его философско-методологическое звучание – как известно, с измерениями связаны многие философские про- блемы теории познания. в такой постановке материал курса был по возможности апро- бирован в среде историков (Сергей николаевич Полторак опу- бликовал четыре статьи по истории измерений в своем журнале “клио”) и в среде специалистов по измерительной технике (на- талия николаевна кузнецова приняла к печати серию статей по 3 истории измерений в журнале “датчики и системы”). несколько высококвалифицированных сотрудников кафедры иит (Эдуард алексеевич кудряшов, Марина георгиевна Марамзина и др.) со- гласились прослушать и обсудить ряд пробных лекций по истории и философии измерений. После такой подготовки было начато чтение курса истории и философии измерений магистрантам. в ходе преподавания не сразу стало ясно, что курс нуждается в дальнейшем расширении: с одной стороны, история измерений оказалась неотделимой от истории ряда смежных областей деятельности, с другой стороны, темы магистерских диссертаций многих слушателей выходили за рамки традиционных измерений. введение сведений по различным аспектам информационной сферы в лекционный курс встретило доброжелательную реакцию слушателей. автор особенно благодарен магистрантам констан- тину Сергеевичу Солнушкину, вячеславу Станиславовичу ар- сеновичу, константину константиновичу Семенову и евгению нау мовичу левину. накопившаяся таким образом подборка исторических све- дений оказалась достаточной для постановки курса, охватыва- ющего историю и методологию всех сторон человеческой дея- тельности, связанной с информацией. Составленная автором программа такого курса предполагает охват лекциями проме- жутка времени от доисторической эпохи до “кибернетической революции” 1940–1960-х годов, с тем чтобы процессы, проис- ходившие в последующие десятилетия, выявить и обсудить на семинарских занятиях. настоящее учебное пособие подготовлено в соответствии с этой программой. Содержащийся в нем обширный фактиче- ский материал должен позволить лектору строить изложение бо- лее обобщенно, не углубляясь в детали и оставляя подробности на самостоятельную работу студентов. Предполагается продолжить работу над учебными пособиями по курсу, начав следующую пу- бликацию с раздела, посвященного подготовке и осуществлению научной революции XVII века. Попытка охватить единым учебным курсом всю гигантскую информационную сферу человеческой деятельности предприни- 4 мается, по-видимому, впервые. конечно, в предлагаемом пособии не может не быть недостатков, а возможно, и серьезных упущений. в связи с этим особую ценность имеют отзывы рецензентов – Ма- рии Яковлевны Марусиной как представителя образовательного направления “Приборостроение” и Светланы борисовны улья- новой как представителя исторической науки. автор благодарен также всем сотрудникам Политехнического университета, спо- собствовавшим изданию настоящего учебного пособия. введение Сравнительно недавно, всего несколько десятков лет назад, в науку, да и в обыденную жизнь, вошло понятие информации как некоторой сущности, которую можно получать, обрабатывать, хранить и т. п. При этом выяснилось, что очень большое и все возрастающее число людей занимается именно выполнением различных действий с информацией. Можно сказать, что наряду с материальным производством и энергетикой обнаружилась еще одна крупная сфера человеческой деятельности – информационная сфера. Эта работа посвящена истории информационной сферы, при- чем по ходу изложения будут затрагиваться возникавшие в разное время методологические и даже философские вопросы. ведь информация фактически приобрела статус философской категории. когда-то философы-материалисты утверждали, что “в мире нет ничего, кроме материи”, а затем уточнили это положе- ние: “в мире нет ничего, кроме движущейся материи”, тем самым прибавив к веществу как объективной реальности еще и энергию (это слово, строго говоря, обозначает физическую величину, но чаще употребляется в значении своеобразной субстанции). те- перь можно добавить новое уточнение: “в мире нет ничего, кроме движущейся материи, части которой взаимодействуют друг с дру- гом”. действительно, подобно тому как движение материи харак- теризуется энергией, взаимодействие ее частей характеризуется информацией. Можно сказать и так: “в мире нет ничего, кроме закономерно движущейся материи”, поскольку закономерность тоже связана 5 с информацией. Подчеркнем, что взаимодействие, как и движе- ние, не существует отдельно от материи. таким образом, мы имеем цепочку основополагающих кате- горий: материя–движение–взаимодействие (материя движется, а движение обусловливается взаимодействием). имеем также со- ответствующую цепочку понятий более низкого уровня, с кото- рыми человек уже непосредственно имеет дело: вещество–энер- гия–информация. Этим трем понятиям можно сопоставить три большие обла- сти, или сферы, человеческой деятельности. С добычей, переработкой, транспортировкой и использова- нием вещества имели дело еще первобытные охотники и собира- тели съедобных кореньев и других припасов. в настоящее время в “вещественную” сферу деятельности человечества можно вклю- чить все отрасли тяжелой и легкой промышленности, химические производства, горное дело, сельское хозяйство и рыболовство. Это – очень обширная область, не имеющая собирательного на- звания. иногда называют ее технологической, но это название (по разным причинам) неточно. Энергетика – более молодая область. древний человек умел добывать огонь и использовать силу животных, но и то, и другое вряд ли можно назвать энергетикой. Примитивная энергетика, еще не выделившаяся в самостоятельную сферу человеческой де- ятельности, появилась, когда люди научились направлять на свои цели энергию падающей воды и ветра. в конце XVIII века в русле энергетики, еще не получившей этого названия, был создан уни- версальный паровой двигатель, так что следующий, XIX век был прозван веком пара. в 40-х годах этого следующего века было раз- работано и общее понятие энергии (сначала под неточным назва- нием силы). но только после того, как в конце этого же XIX века были заложены основы современной электроэнергетики с ее уникальными возможностями передачи энергии на расстояние, появилось понятие энергетики как особой области деятельности. Примерно по тем же законам развивалась третья, информаци- онная сфера. Сам по себе информационный обмен между людьми по меньшей мере столь же древен, как и само человечество. до- вольно рано появились специальные средства коммуникации – 6 с помощью барабанного боя, дымовых сигналов и т. д., а затем и способы хранения информации – различные формы письмен- ности. библиотеки, создававшиеся еще в античном мире; книго- печатание, изобретенное на излете средневековья; почта, а позже электрический телеграф, телефон, звукозапись, даже радио – всё это долго не осознавалось как единая сфера деятельности (элек- трики говорили только о “технике слабых токов”, противопостав- ляя ее энергетической “технике сильных токов”). только в 20–40-х годах XX века в теории связи стали пользо- ваться понятием информации, зато во второй половине этого века одна за другой появились три концепции информатики – правда, не как области деятельности, а как своеобразной науки. на этих трех концепциях необходимо остановиться особо. Первым “изобретателем информатики” был московский уче- ный и инженер Федор евгеньевич темников – специалист по ав- томатике и измерительной технике, один из двух авторов первой советской книги по электрическим измерениям неэлектрических величин, изданной в 1949 году. в 1963 году он опубликовал небольшую статью [1] по материа- лам своего доклада на Пятой всесоюзной конференции по ав- томатическому контролю и методам электрических измерений в новосибирске. в том же 1963 году Ф. е. темников выступил на третьей конференции “кибернетические пути совершенство- вания измерительной аппаратуры” в ленинграде, где в докладе О круге вопросов теории информации изложил ту же концепцию. короткая (всего одна страница!) статья темникова начиналась словами: “давно ощущалась потребность в интегральной научной дис- циплине, связывающей воедино многочисленные вопросы сбора, передачи, обращения, переработки и использования информа- ции. Здесь сделана попытка создания программы такой дисци- плины, могущей послужить важным теоретическим стержнем автоматики, телемеханики, измерительной и вычислительной техники, связи и радиолокации, бионики и кибернетики”. информатика, по темникову, должна была состоять из трех крупных разделов: теории информационных элементов, теории информационных процессов и теории информационных систем. 7 каждый раздел в его программе делился на подразделы, которые, в свою очередь, состояли из более мелких подразделений. напри- мер, раздел “теория информационных элементов” начинался подразделом “виды информации”, включавшим в себя: события, величины, функции, числа, формулы, пространства (метрические и топологические), структуры, образы, понятия. конечно, некоторые из перечисленных темниковым подраз- делений информатики кажутся сейчас тривиальными, а их содер- жание – чисто описательным. более того, некоторых вопросов, представляющихся сейчас важными, просто не было в его про- грамме, но вместе с тем в ней присутствовали и подразделения, содержание которых до сих пор не разработано надлежащим об- разом. грандиозная концепция темникова не была оценена и тем более не была подхвачена его слушателями и читателями. боль- шее внимание научной общественности привлекли публикации а. и. Ми хайлова, а. и. чёрного и Р. С. гиляревского, в которых под информатикой имелась в виду наука о распространении на- учно-технической информации. Эта вторая концепция информатики была, можно сказать, полной противоположностью предложению темникова, причем противоположностью в двух аспектах. во-первых, Федор ев- геньевич попытался охватить предмет информатики максимально широко, а а. и. Михайлов и его соавторы ограничились довольно узкой областью. во-вторых, темников в первых своих выступле- ниях отметил только техническую сторону информатики (опира- ясь на обращение информации в контуре управления), а три упо- мянутых автора занимались как раз информацией, получаемой от “нетехнических” источников. Сразу заметим, что в информационную сферу деятельности, по нашему мнению, следует включать не только занятия, связанные со специальной информационной техникой, но и совокупность большого числа традиционных занятий, от журналистики до на- учных исследований, – ведь целью даже чисто теоретических на- учных работ является получение и фиксация новой информации. надлежащим образом развитое предложение Ф. е. темникова в принципе могло охватить довольно большую часть информаци- 8 онной сферы, включая и ту, к которой относилось предложение а. и. Михайлова с соавторами. как говорится, нет пророка в своем отечестве. При наличии двух концепций информатики, разработанных русскими учены- ми, в обиход вошла третья концепция, появившаяся позже и при- шедшая из-за рубежа. По утверждению немецких авторов Ф. ба- уэра и г. гооза [2] слово информатика на немецком языке было впервые официально употреблено в 1968 году, а во Франции по- явилось несколько раньше. те же авторы писали, что “информатика началась тогда, когда впервые попытались механизировать так называемую умствен- ную деятельность”, а эти первые попытки приписывали в основ- ном готфриду вильгельму лейбницу (1646–1716). действительно, третья концепция информатики, которая ста- ла общепринятой, опирается именно на средства “механизации так называемой умственной деятельности”, а этими средствами сейчас являются компьютеры. При своем возникновении она от- талкивалась от “бумажных” технологий работы с информацией – недаром в. М. глушков назвал свою книгу, вышедшую в 1982 году, так: “основы безбумажной информатики”! нужно сказать, что темников в более поздних работах, не упорствуя в утверждении своего приоритета и своей трактовки информатики, широко обрисовал ее содержание. так, в предисло- вии к учебному пособию по информационной технике “для студен- тов информационных, кибернетических и системотехнических специальностей” [3] находим следующий перечень исторически сложившихся направлений науки об информации: общая наука об информационных категориях, процессах и си- стемах (инФоРМатика-1), т. е. раннее предложение самого темникова; теория информации и связи (здесь дана ссылка на к. Э. Шен- нона); философские проблемы информации (ссылка на труды а. д. урсула); научно-техническая информация и документация (инФоР- Матика-2) – по а. и. Михайлову и соавторам; теория измерений и измерительно-информационная техника; 9