Все эти варианты и комбинации сложных инфо-процессов, как между собой так и вместе с ОНГ-ями и их превращения требуют проведения самостоятельных иссле-дований. Здесь называем только основные из возникающих проблем.
1. Влияние информационного канала, её ОНГ и селективности на эффективность передаваемой информации.
2. Затрата энергии и других ресурсов для получения информации от сложных систем и её рост при повышении сложности.
3. Инфопотоки в стабильно и нестабильно развиваю-щихся системах. Изменение направления инфопотоков при изменении цели, существенных факторов или критериев.
4. Определение ОЭ комплекса систем, состоящей из ОЭ элементов и их сочетаний, с вычетом ОНГ связей между эле-ментами (структуры).
5. Инфопотоки при конкуренции между развиваю-щимися системами. Образование коалиции систем, их объе-динение. Анализ информации при конфликтах и игровых ситуациях. Выигрыш тех систем, которые проявляют больше поисковой активности, которые лучше используют ресурсы энергии и ОНГ. Существенность инфопотоков при приспо-соблении и адаптации системы (организма) в условиях ограниченности сырьевых ресурсов.
6. Иерархической структуре упорядоченных систем соответствует негэнтропийная пирамида, внутри которой протекают сложные инфопроцессы прямой и обратной связи. Пирамида может иметь высокую вершину только тогда, когда, во-первых, её основание достаточно широко (т.е. дос-таточно мощный первичный поток ОНГ) и, во-вторых, когда грани пирамиды поднимаются достаточно круто (на каждой новой ступени эффективно используется инфо и ОНГ пре-дыдущей ступени). Определяющее значение для стабиль-ности и устойчивости всех уровней пирамиды имеет обратная связь, а также эффективность инфопередачи.
7. Инфопередача через систему увеличивается также при доступности, несвязанности ресурсов ОНГ и при возмож-ности передачи ОЭ в окружающую среду. Ресурсы должны быть доступны для получения их в реальное время. Они должны быть не сильно рассеяны в пространстве и нахо-диться в достаточно подвижном, активизированном состо-янии. Место, куда направляют отходы, "окружающая среда", должно быть высокоэнтропийным веществом или облучением, но в достаточно упорядоченном состоянии, способным при-нимать ОЭ.
9. БАЛАНСЫ ОЭ И ОНГ ПРИ РАЗВИТИИ СИСТЕМ
Надёжным методом исследования функционирования и развития любых систем является составление балансов веществ, энергии, массы, а в экономических системах также финансовых средств [ 55 ]. Составление балансов основы-вается на законах сохранения вещества и энергии [ 56 ]. На этой основе разность входящей и выходящей из системы вещества или энергии показывает оставшуюся или освобо-дившуюся из системы их часть. В бухгалтерии давно из-вестны методы составления балансов и требование равенства актива и пассива.
Анализ баланса даёт возможность сделать ряд важных выводов о деятельности фирмы в течение определённого периода. Аналогичные методы баланса применяют в других науках, например балансы энергии, теплоты, воды и др.
Возникает вопрос, если масса, энергия и ОНГ являются эквивалентными величинами, которые можно перерассчитать друг в друга и если для массы и энергии действуют законы сохранения, тогда должны и для ОНГ действовать какие-то законы сохранения. С ОЭ-ми вопрос сложнее, так как мы исследуем ОЭ моделей, а не реально существующих систем. Однако, и для них можно установить неравенства и критерии, меньше которых величина ОЭ в данных условиях невозможна.
Так как мы считаем реальной любую объективно су-ществующую систему, то необходимо учитывать также су-ществование в системах ОНГ (см. гл. 2). С учётом этого наиболее общий закон сохранения принимает вид:
е E + M . c2 + ОНГ . k . ln2 @ 107
@ е (E + M . 3.1013 + ОНГ . 10-23) = const
где: k - константа Больцманна, k = 1,38 . 10-23 дж / градус,
ОНГ - обобщённая негэнтропия, биты,
М - масса, граммы,
Е - энергия, джоули,
с - скорость света 2,998 . 1010 см / сек.
Закон выражает сохранение суммы всех объективно существующих составляющих в системе в эквивалентных количествах и в энергетических единицах (джоулях). Однако, можно энергию пересчитать в единицы массы (граммы) или информационные единицы (биты), не изменяя существо дела. Очевидно, что в практических условиях на земле доля ОНГ в общем энергетическом балансе ничтожно мала и вообще не регистрируется даже самыми чувствительными существую-щими приборами. Однако, в местах накопления ОНГ, в жи-вых организмах, особенно в мозге, могут концентрироваться количества ОНГ, которые в будущем могут быть измерены в микродолях грамм. Мощные процессы превращения ОНГ в виде гравитационных сил происходят в космосе, где удель-ный вес ОНГ намного больше. В таких случаях уже невоз-можно обойтись без закона эквивалентности массы, энергии и ОНГ, а также вышеприведенной обобщенной формулой сох-ранения суммы массы, энергии и ОНГ. В наиболее общем виде закон сохранения можно выразить так:
В изолированной системе сумма массы, энергии и ОНГ, выраженных в эквивалентных единицах, остается постоянной, независимо от каких бы то ни было из-менений, происходящих в этой системе.
Могут возникать возражения, что в неравновесных про-цессах ОЭ всегда возрастает. Следовательно ОНГ должна уменьшаться. Если бы реально существовали изолированные системы, то условием их равновесия являлось бы максимум ОЭ, которая приближалась бы к бесконечности. В условиях бесконечности трудно определить абсолютные величины ОНГ, но можно предполагать, что в случае уменьшения ОНГ она не исчезает, а рассеивается или изменяет свою форму. Действи-тельно, наличие ОНГ означает образование внутренней струк-туры, для укрепления которой требовалась бы внутренняя энергия. При разрушении этой структуры энергия и ОНГ не исчезают, а превращаются в менее качественную рассеянную форму.
При таком общем подходе под термином изолированной системы подразумевают не только изоляцию от массо- и энер-гообмена, но и от обмена информацией или ОНГ. Такую идеально изолированную от инфообмена систему трудно соз-дать на практике. Действительно, можно изолировать систему от теплового воздействия или от действия всех видов электромагнитных волн. Однако, изолировать систему от гравитационных волн, нейтринного облучения, виртуальных частиц квантового поля пока не умеют. Кроме того, реальные системы с высоким ОНГ, например живые организмы или общественные организации, невозможно информационно изо-лировать от внешней среды. Поэтому составлять полный ба-ланс таких систем по информационным потокам очень труд-но. Легче составлять неравенства: каким является мини-мальное значение ОЭ, ниже которого она в данной ситуации не может спускаться? Соответственно определяется макси-мальное значение ОНГ, которое система в данных условиях может приобрести. Неравенства могут иметь достаточную достоверность, так как рассматривают общие показатели ОЭ и ОНГ, но только относительно определённых события, критерия или цели. В таком случае легче изолировать или элиминировать влияние посторонних воздействий. Установление предельных значений ОЭ и ОНГ даёт возможность во многих случаях отсеивать явно непригодные или неэффективные реше-ния относительно какой-либо цели, и облегчает принятие оптимального решения.
Хотя переход системы от преобладающей формы массы в форму энергии или ОНГ теоретически возможен, общие закономерности таких переходов маловыяснены. Известны только условия и технология превращения массы в энергию путём ядерных реакций и взрывов. Энергия и ОНГ могут превращаться друг в друга в космосе, где имеются огромные запасы гравитационной энергии, которая является одно-временно запасом ОНГ (ОЭ гравитационной энергии счи-тается равным нулю).
В обычных наземных условиях практически не наблю-дается процессов превращений массы, энергии или ОНГ друг в друга. Поэтому в этих условиях и в условно изолированных системах можно исходить отдельно из постоянства массы, из постоянства энергии и из предельных значений ОЭ и ОНГ. Это значит, что в такой системе самопроизвольно ОЭ не может уменьшаться и ОНГ не может увеличиваться.
Практическое значение законов сохранения заключается в возможности составления балансов массы, энергии и ОНГ и определения пределов применения разных процессов и операций внутри условно изолированной системы. Это даёт возможность в ранних стадиях поиска отсеивать явно не-эффективные решения и операции, балансы массы, энергии или ОНГ, которые не удовлетворяют целевым критериям.
В мире не существует полностью изолированных систем. Однако, исследование условно изолированных моделей часто помогает выяснить характер и направление процессов массо-, энерго- и инфообмена внутри системы. Сложнее сос-тавлять балансы для открытых систем, обменивающих мас-сой, энергией и ОНГ с другими системами, в т.ч. с окру-жающей средой. В таком случае учитывают притоки и оттоки составляющих и предельно возможные величины ОЭ и ОНГ.
1. Вместо данной системы рассматривается более общая система, состоящая из системы и окружающей среды. Разу-меется и в этой общей системе действуют все законы сохранения.
2. Вместо системы рассматривается комплекс из двух или более систем, обладающие одинаковыми целевыми кри-териями и инфоканалами.
3. Вместо изолированной системы рассматривается открытая система со всеми входами и выходами массы, энер-гии и информации. Формулы для составления баланса следующие:
Мн + М1 - М2 = Мк
Qн + Q1 - Q2 = Qк
ОНГн + И1 - И2 ? ОНГк
где: Мн, Qн, ОНГн, - масса, энергия и ОНГ систем в начале процесса,
Мк, Qк, ОНГк, - масса, энергия и ОНГ в конце процесса,
М1, Q1, И1, - поступающие в систему масса, энергия и информация,
М2, Q2, И2, - выходящие из системы масса, энергия и информация. масса S М1 ???R энергия S Q1 ???R инфо S И1 ???R Система Мн R Мк Qн R Qк ОНГн R ОНГк масса ???R S М2 энергия ???R S Q2 инфо ???R S И2
Нетрудно видеть в указанных формулах аналогию с форму-лой давно известного бухгалтерского баланса:
Дн + Д1 - Д2 = Дк или Дн + Д1 = Дк + Д2 Доходы Расходы (пассив) (актив)
где: Дн и Дк Наличные деньги, или средства в начале и конце периода,
Д1 и Д2 Приходы и расходы денег, или средств.
Аналогия обоснована, так как одной из функцией денег является служить мерой количества товаров, энергии и информации. Тем самым деньги сами частично приобретают свойства информации. Практически по их движению можно сделать выводы о потоках информации. Однако, не всю ин-формацию можно измерить деньгами. Кроме денежного баланса требуется ещё составление баланса ОНГ (веро-ятностную).
Методы баланса используют широко в разных областях науки. Например, балансы теплоты в климатологии, балансы энергии в энергетике, балансы воды в гидрологии. Вместе с другими данными они помогают составлять систем уравнений, которые точнее описывают процессы в системах и между системами. Дополнительные данные можно получить при сос-тавлении уравнений баланса ОЭ и ОНГ. При этом уве-личивается количество уравнений, описывающих состояние системы и возможности расчёта большего количества не-известных параметров. Однако, составление балансов ОНГ значительно сложнее, чем балансов вещества и энергии. Определение ОНГ связано с установлением цели, условных вероятностей и других характеристик. Во вторых, ОНГ легче рассеивается в окружающую среду или превращается в энергию более низкого уровня и эти процессы трудно учесть в балансах. Тем не менее во многих случаях можно достаточной точностью установить предельные значения (минимум ОЭ и максимум ОНГ) которые дают возможность отсеивать явно неэффективные решения и варианты. Вероятность их соот-ветствия установленным критериям небольшая.
Расчёты ОЭ и ОНГ обычно требуют учёта многих фак-торов, целей и структурных особенностей систем. Дальней-ших исследований требуют взаимоотношения ОЭ и ОНГ: можно ли говорить о постоянстве их суммы или о других зависимостях? В ряде случаев, например, при выборе модели с постоянной максимально возможной ОЭ, зависимость суммирования наблюдается. Действительно, при введении в такую систему информации, соответственно уменьшается ОЭф и увеличивается ОНГф, то есть:
ОЭф + ОНГф = ОЭмакс = const.
В реально существующих системах, однако, оказывают влияние много дополнительных факторов, которые не дают возможность применять вышеуказанную формулу. Во пер-вых, часто неизвестно максимально возможная ОЭ системы. Она может приближаться к бесконечности (реальные систе-мы) или изменятся (в моделях обычно увеличивается) в ходе процессов, происходящих в системе. Имеется ряд общих положений, которые помогают приближённо моделировать систему, установить её основные критерии и ограничения. Исходные положения для расчёта ОЭ и ОНГ комплекса систем следующие.
1. ОЭ комплекса независимых (по влиянию на цель) систем не может быть меньше, чем сумма условных энтропий всех отдельных систем и в изолированном комплексе не мо-жет уменьшаться.
2. В случае существования зависимостей (информа-ционных связей) между отдельными системами, соответст-вующие изменения ОЭ и ОНГ учитываются при расчёте этих величин комплекса систем. В общем, чем больше инфор-мационных связей, тем меньше ОЭф и больше ОНГф .