Информативность признаков: необходимость смены
парадигмы
Вяткин Виктор Борисович
Стандартная
методика прогнозно-количественных построений при оценке перспектив рудоносности
территорий включает в себя два основных этапа работ. На первом этапе создается
информативно-прогнозная модель эталонных рудных объектов, в общем случае
представляющая собой классификатор признаков, для каждого из которых определена
информативность, как количественная характеристика его прогнозно-поисковой
значимости. На втором этапе, сначала для каждого элементарного участка
исследуемой территории вычисляется показатель перспективности, как значение
некоторой функции от информативностей наблюдаемых признаков, а затем на основе
полученных результатов осуществляется ранжирование всей территории по степени
перспективности и выделяются площади для проведения дальнейших поисковых работ.
Не вызывает сомнений, что достоверность прогнозных заключений, получаемых с помощью
данной методики, практически полностью определяется качеством работ первого
этапа и во многом зависит от того каким образом определяется информативность
признаков и какая идеология при этом преследуется.
За
более чем тридцатилетний период развития методов количественного прогноза МПИ в
специализированной литературе было опубликовано внушительное число способов
определения информативности признаков. Но, несмотря на все их разнообразие, в
подавляющем большинстве случаев исповедовалась одна и та же идеология,
возведенная в ранг прогнозной парадигмы: чем чаще наблюдается признак у
эталонных рудных объектов и чем менее он распространен на исследуемой
территории в целом, тем большее значение должна иметь его информативность.
Расчетные формулы, реализующие данную идеологию, функционально учитывают как
общую площадь проводимых прогнозно-геологических исследований, так и все
известные в ее пределах проявления оцениваемого на информативность признака,
независимо от того фиксируют они рудные эталоны или нет. Собственно процесс
прогнозных построений при этом развивается по цепочке: рудный эталон ® признак
® территория ® модель ® территория.
Гносеологический
анализ приведенной парадигмы показывает, что создаваемые
информативно-прогнозные модели являются эклектичными по своему содержанию,
поскольку качественному своеобразию эталонных рудных объектов, ставятся в
соответствие условия прогнозирования их аналогов, не имеющие никакого
объективного отношения ни к самим рудным эталонам, ни к тем проявлениям
признаков, которые являются их непосредственными отражающими знаками и в силу
этого имеющими статус эталонных. Поясним сказанное примером. Пусть эталонные
рудные объекты пространственно и генетически взаимосвязаны с тектонически
ослабленной зоной, проявленной в виде отрицательной аномалии электрического
поля. На исследуемой территории наблюдается еще N подобных аномалий,
геологическая природа которых априорно неизвестна. Эти N аномалий и общие
размеры территории никакого отношения к данным рудным объектам не имеют и не
могут содержать конкретно о них какую-либо информацию. Включение же их в
процесс создания информативно-прогнозной модели представляет собой чисто
механический акт. ( Это уже мы, на втором этапе прогнозных построений, по
принципу аналогии, должны переносить на эти аномалии значение информативности,
полученное на основе анализа взаимосвязи рудных эталонов с эталонной
аномалией.)
Практическим
следствием такого эклектизма являются неустойчивые, логически противоречивые
прогнозные заключения [ 2 ], в соответствии с чем необходимо критически
переосмыслить традиционную идеологию определения информативности признаков и
заменить ее новой, отказавшись от учета общей площади проводимых исследований и
ориентируясь только на те проявления признаков, которые имеют непосредственную
взаимосвязь с эталонными объектами. Процесс прогнозных построений при этом
будет развиваться по более короткой цепочке: рудный эталон ® признак ® модель ®
территория. Попытаемся это сделать и прежде всего раскроем генезис критикуемых
взглядов.
Представляется
очевидным, что стремление к коррелированию информативности признака с общей
площадью его распространения на исследуемой территории и размерами самой
территории обусловлено широко распространенным экономическим императивом: в
совокупности признаков наилучшим является тот, стоимость проведения дальнейших
поисковых работ с помощью которого минимальна. Благодатный теоретический базис
этот императив, не имеющий отношения к потенциально-рудным площадям, нашел в
лице теории информации Шеннона, изначально предназначенной для решения задач
приема-передачи сообщений по техническим каналам связи [ 7 ]. В данной теории
под информацией, содержащейся в некотором сообщении, понимается снимаемая в
результате его получения неопределенность выбора из множества возможностей.
Числовой мерой при этом служит энтропия совокупности вероятностей
соответствующих событий и считается, что, чем меньше априорная вероятность
какого-либо события, тем большее количество информации содержится в сообщении о
его наступлении. Пик всеобщей популярности теории Шеннона по времени совпал с
ранней стадией развития количественного подхода к прогнозу МПИ и неудивительно,
что в пионерских работах по этой проблеме много внимания было уделено адаптации
ее аксиоматики к оценке информативности поисковых признаков. Эти работы (
например [ 1 ] ) приобрели высокий индекс цитирования и по существу
сформировали критикуемую парадигму.
Анализируя
приведенный генезис и стоящие за ним работы, необходимо отметить следующее.
Адаптация теории Шеннона сопровождалась забвением того, что фигурирующая в ней
информация имеет субъективный характер и сама по себе отсутствует в природе.
Использование же этой информации при создании прогнозных моделей реально
существующих рудных объектов равносильно приписыванию этим объектам через их
признаки того, что им внутренне не присуще. Дело в том, что Шеннон разрабатывал
свою теорию под эгидой представления, что непосредственным и активным
(анализирующим) рецептором информации является человек или кибернетическая
система. Такое представление о рецептировании информации относится к тому ее
виду, который атрибутивно связан с процессами управления, отсутствующими в
объектах неживой природы. Другой же вид информации, существующий независимо от
управления и генетически предшествующий ему [ 6 ], при этом остался в тени.
Признак здесь, как отражающий объект, является пассивным рецептором, через
который познающий субъект, созерцая систему “объект-признак”, получает
некоторую информацию об отражаемом объекте, выступающую для него в качестве снятой
неопределенности отражения.
С
гносеологической точки зрения отмеченные виды информации принадлежат к
различным типам информационных отношений [ 5 ]. Первый вид информации,
называемый кибернетическим, относится к субъект-объектным отношениям и, являясь
функцией прагматической ориентации субъекта (анализирующего рецептора),
объективно не существует без него. Второй вид, генетически предшествуя первому,
отражает объект-объектные отношения и, имея некибернетическую природу,
называется элементарным. Этот вид информации выражает синтаксические свойства
объектов, проявленные в их отражении и существует независимо от целей и
сознания познающего субъекта.
Представляется
очевидным, что при оценке информативности признаков, в процессе
прогнозно-геологичесих исследований, необходимо аппелировать к элементарному
виду информации. При этом следует учитывать, что объекты неживой природы,
взаимодействуя друг с другом, участвуют в информационных процессах “всем телом“
[ 4 ], а интенсивность этих процессов определяется уровнем организации
происходящего взаимодействия. Количество же информации, отражаемое объектами
друг о друге, является комбинаторным по своей сущности ( а не вероятностным,
как в теории Шеннона ) и функционально связано с размерами как каждой из
взаимодействующих сторон, так и области их непосредственного взаимодействия.
Информативность признаков в данном случае зависит от ошибок первого и второго
рода в отражении их эталонными проявлениями заданных рудных объектов и
увеличивается с уменьшением этих ошибок.
Обозначенный
подход к оценке информативности поисковых геологических признаков ориентирован
на исследование информационных аспектов отражения эталонных объектов прогноза
через эталонные проявления признаков их описания, лишен недостатков
традиционной идеологии и отвечает общеметодологическому требованию к
математизации процесса научного познания: “Математизация должна максимально
опираться на свойства реальных систем…, а не навязывать во что бы то ни стало
реальности удобную математическую схему; ставить целью добывание существенной
информации, а не обязательно всей информации… Когда этого нет, нет и
математизации, а есть лишь своеобразная математическая схоластика.“ [ 3,
с.105].
Список литературы
1. Высокоостровская Е.Б.,
Зеленецкий Д.С. О количественной оценке перспектив территории при поисках
месторождений рудных полезных ископаемых // Сов. геология, 1968, № 8. С. 58 –
71.
2. Вяткин В.Б. Информационные
прогнозно-геологические антиномии // Компьютерное обеспечение работ по созданию
государственной геологической карты Российской федерации: Материалы 5-го
Всероссийского совещания-семинара. Новочеркасск: НГТУ, 1998. С. 116-119.
3. Диалектика познания сложных
систем / Под ред. В.С. Тюхтина. М: Мысль, 1988. 319с.
4. Урсул А.Д. Природа информации.
М.: Политиздат, 1968. 288с.
5. Урсул А.Д. Проблема
информации в современной науке. М.: Наука, 1975. 288с.
6. Философский
энциклопедический словарь. / Гл. ред.: Л.Ф. Ильичев, П.Н. Федосеев, С.М.
Ковалев, В.Г. Панов. М.: Сов. Энциклопедия, 1983. 840с.
7. Шеннон К. Математическая
теория связи. В кн.: Работы по теории информации и кибернетике. М.: Изд-во
иностр. лит., 1963. с.243-332.
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.sciteclibrary.ru/