АНАЛОГИЯ МЕЖДУ МАТЕРИАЛЬНЫМИ,
ТЕПЛОВЫМИ И ИНФОРМАЦИОННЫМИ
ПРОЦЕССАМИ
Поскольку мы исходим из эквивалентности вещества (массы), энергии и ОНГ, как разных форм любого объектив-ного явления, то можно ожидать аналогию в закономер-ностях, описывающих процессы, протекающих в разных фор-мах. Другими словами, процессы, протекающие в материаль-ных системах (веществах), должны иметь аналогию с процес-сами в энергетических или информационных системах. Из-вестно, что аналогия процессов в микромире, где неопре-делённость (ОЭ) является основным параметром как в энер-гетических, так и в информационных и материальных процес-сах. Отличия наблюдается только в единицах измерения. В теоретических исследованиях ОЭ исползуют натуральные ло-гарифмы, в информационной теории-логарифмы на основе 2 (биты). Труднее определить в системе негэнтропию, которая является связанной формой полученной информации (ОНГ). В частности, законы термодинамики, регулирующие тепловые процессы, должны иметь аналогию и в регулировании инфор-мационных процеcсов. В том числе можно ожидать и в про-цессах передачи информации возможность определения на-правления самопроизвольных процессов, коэффициента по-терь, возможности определения качества информации, её коэф-фициента полезного действия.
При определении направления самопроизвольного про-текания процессов можно установить общие закономерности для всех трёх форм существования систем. У всех поток само-произвольно идёт только в одном направлении увеличения ОНГ (рис. сплошная стрела). Протекание процесса в проти-воположном направлении возможно только при применении теплового, вещественного или информационного насоса (рис. прерывистая стрела).
Направление самопроизвольного потока
Энергии п ??--ф??R ? - - п - - - п Теплое п Холодное ОНГл < ОНГп Теплообменники Тепловая машина Информации, денег п ??ф??R ? - - п - - - - п Беспорядок,пСтруктура, неопреде- п упорядо- лённость п ценность ОНГл < ОНГп Накопление информа-ции в живых организ-мах, человеке, общест-ве. Концентрация капи-тала Вещества, массы, товара п ??ф??R ? - - п - - - п Рассеяние п Накопление вещества п вещества ОНГл < ОНГп Гравитационное притя- жение. Возникновение молекул и кристаллов. Рост недвижимого иму-щества.
При образовании льда из воды в условиях отрицатель-ных температур окружающей среды происходит увеличение её ОНГ (уменьшение ОЭ). Процесс происходит самопроиз-вольно с выделением тепла (ОЭ) в среду. Деньги можно, кроме других их функции, считать мерой стоимости товаров, в благоприятных условиях и мерой стоимости информации. Деньги имеют тенденцию концентрироваться (двигаться) ту-да, где их и раньше много, т.е. в сторону крупного капитала. Был поднят вопрос: если многие вышеуказанные процессы протекают по физическим и экономическим законам, то исс-ледования процессов инфопередачи вообще не понадобятся. Однако, реальные процессы имеют сильно вероятностный ха-рактер и требуют определение неопределённостей. Последние невозможно определить без рассмотрения факторов, влияю-щих на информационные процессы и зависящих от них.
Единство материи в системах характеризует также теория о трёх ипостасей существования её:
- вещество - концентрация и постоянство массы,
- энергия - движение,
- связанная информация - структура и организация ОНГ.
Эти формы существуют и изменяются эквивалентно в любой системе. Эквивалентность форм позволяет исследовать их согласованное действие в разных единицах. Единство форм в системах доказывается и тем, что деградация струк-туры системы всегда сопровождается и изменением её внут-ренней энергии и негэнтропии. Часто это называется потерей памяти (ОНГ и информации).
Существование во всех системах энтропийно-негэнтро-пийного компонентов даёт всем её превращениям вероят-ностный, нелинейный характер. Практически линейные фор-мулы можно применять для описания превращений в очень узкой области изменения некоторых независимых переменных при допущении постоянства всех других факторов. Опреде-ление ОЭ и ОНГ расширяет предел применения линейных моделей для описания многих информационных процессов и зависимостей целевых критериев от условно независимых факторов.
СТЕПЕНЬ СВОБОДЫ И СВЯЗАННОСТИ ФОРМ
Рассматривая возможности использования вещества, энергии и негэнтропии видно, что они могут иметь различные степени свободы, доступности, подвижности и инертности. Эти свойства зависят от стабильности самих элементов сис-тем. Нестабильность, тем самым способность и чуствитель-ность к превращениям могут варьироваться между предель-ными значениями в широком диапазоне. Много зависит не только от стабильности, но и от скорости превращений. Рас-падается даже кажущийся абсолютно стабильным протон через 1032 лет (продолжительность жизни нашей вселенной 1010 лет). Эффективность использования отдельных форм систем зависит от их уплотнённости, концентрации и связи между элементами, а также от степени неравновесности сис-тем. Особенно наглядно это видно в случае энергетических ресурсов. Кроме количества энергии здесь важное значение имеет её качество, т.е. способность преврашаться в работу. Примеры свободных и связанных форм существования систем приведены в таблице.
Качество массы, энергии и ОНГ зависит от их конкрет-ных целевых назначений и определяется способностью вы-полнять системой существенных функций, т.е. эффектив-но использовать свои ресурсы. Ясно, что система, которая может более эффективно использовать свои свободные ресурсы для противостояния действиям внешней среды, имеет больше шансов сохранять или улучшать условия своего развития. В таблице приведены только примеры некоторых систем с отклонением в сторону массы, энергии или ОНГ с учётом, что все эти формы неразделимы и существуют во всех системах.
Cтепень свободы Масса, вещество Энергия Негэнтропия, ОНГ
Cвободная, активная (доступная к использова-нию) Электронные лучи. Хими-чески и фи-зически ак-тивные ве-щества. Мо-лекулы. Жи-вые орга-низмы. Термодинамически свободная энергия F = U - TS Электромагнитное облучение. Электрическая и солнечная энергия. Cознание, мыс- ли. Память. От-крытое общест-во. Печать. Электронная связь. Диссипативные системы.
Связанная, инертная (трудно ис-пользовае-мая) Рассеянные в космосе инертные газы. Холод-ные косми-ческие тела. Нейтринное облучение. Ядерная энергия. Связанная (рассеян-ная) энергия в ве-ществах (ТS) Гравитация. ОНГ инертных веществ. Генетическая информация.
Методы и условия перехода свободной или связанных форм материи друг в друга недостаточно выяснены. Конечно, при этом не происходит полного превращения вещества, энергии или ОНГ друг в друга. Изменяются только внешние формы существование систем. Например часть энергосодер-жащего вещества превращается в массосодержащую энергию в эквивалентных количествах. Исследования затрудняются из-за ничтожно малых неизмеряемых эквивалентных коли-честв массы при превращении информации или энергии. По-ложение изменяется, если превращениям подвергаются огром-ные количества энергии или ОНГ. Например, при освобож-дений ядерной или гравитационной энергии, а также при превращении ОНГ в живых организмах. Примеры глубоких изменений форм существования материи приведены в таб-лице. Разделение форм на свободные и связанные в известной мере условное и зависит от имеющейся в настоящее время информации. В других условиях или при изменении цели, а также в космическом масштабе границы разделения могут измениться.
Таблица
Направления превращений форм материи
Исходная форма Конечная форма Условия превращения Примеры и опыт применения Вещество, Энергия Нестабильность атом-ного ядра. Сверхвы-сокие температуры. Атомная энергия и оружия.
масса Негэнтропия Локальная высокая концентрация ОНГ. Неравновесная сис-тема. Сознание и мозг человека. Общест-венное сознание Энергия Вещество, масса В условиях ядерных реакций и в космосе. Возникновение электрона при взаимодействии двух фотонов. Негэнтропия Компьютерная и электронная тех- ника связи Инфотехнология Цивилизация. Инфосистемы. Компьютерные программы. Раз-витые общества и государства. Живые орга- низмы
Негэнт-ропия, Вещество, масса Гравитационный коллапс в космосе Объдинённое супер- поле в вакууме Черные дыры, пульсары. Вирту- альные элементар- ные частицы.
ОНГ Энергия Аккумуляция от источников ОНГ (солнце, гравита- ция) Солнечные бата- реи. Использо- вание ранее ак-кумулированной ОНГ (горючие ископаемые).
Обобщая формулу свободной энергии F = U - TS (U - внутренняя энергия, Т - абсолютная температура, S - энтропия) на более сложные системы, можно сделать следующие выводы:
1. При повышении ОЭ свободная энергия в системе всегда уменьшается и связанная энергия увеличивается вместе с ростом неопределённости, беспорядка, разнообразия.
2. Указанное для свободной энергии можно распрост-ранить и на систему веществ как сгусток энергии. Чем больше ОЭ (неопределённость, беспорядок), тем меньше свободных, активно действующих систем веществ.
3. При повышении ОЭ уменьшается также количество свободной, эффективной ОНГ. Для конкретной системы су-ществуют пределы изменения ОЭ. Если ОЭ = 0, то свободная энергия равняется внутренней энергии и свободная информа-ция (доступная) с ОНГ. Максимальный предел ОЭ модели сис-темы определяется количеством элементов, связей и комбина-ции между ними. Пределами для ОЭ и обосновывается необ-ходимость применения моделей вместо реальных систем и вве-дения в модели по возможности большого количества ОНГ.
В качестве отдельных систем можно рассматривать и любые информационные процессы, в том числе сигналы, инфо-модели, любые знания, и т.д. Однако, распространённой ошиб-кой до настоящего времени являются попытки рассматривать отдельно информацию, энергию и массу вещества. Приведём некоторые примеры.
1. Учение Веда и т.н. транседентальной медитации. По этому учению в мире существует чистое сознание, началом которого является объединённое суперполе. ОЭ поля как буд-то равняется нулю. В том случае чистое сознание состояло бы только из информации или из ОНГ. Целью человека осталось бы соединить свое сознание с мировым чистым сознанием - полем и все проблемы были бы решены. Здесь явно путают мысленные модели с объективно существующими реальными полями, в том числе и доказанными в квантовой электро-механике. Эти разные системы, которые обе обладают своими массой, энергией и ОНГ.
2. Живым организмам, особенно человеку приписывают обладание всякого рода полей: электромагнитные, гравитаци-онные, нейтринные, информационные, фантомные, торзион-ные, ментальные и др. Часто этим полям присваивают фан-тастические свойства. Как будто поля могут отделяться от тела и сохраняются после смерти человека. Научно доказано только наличие вокруг человека электромагнитного (ЭМ) и гравитационного полей. Сложные электрические процессы в человеке не могут не вызывать возникновения и взаимодейст-вия ЭМ полей. Но их существование нельзя рассматривать изолированно от единого вещественного, энергетического и ОНГ системы человека.
3. В работе Н.Винера [ 21 ] имеется глава "Организм в качестве сигнала". В ней утверждается, что организм в основ-ном представляет собой не вещество, которое сохраняется, а форму структуры. Биологическая индивидуальность организ-ма заключается в постоянстве процесса и в запоминании организмом последствий своего прошлого развития, прошлых программных катушек. Если это так, то живого организма, в т.ч. человека, можно передать в качестве программ и сиг-нала и полностью воссоздать приёмником информации.
В действительности передача всего организма, чело-века или любой сложной реальной системы по инфоканалу принципиально невозможна. ОЭ любой реально существую-щей системы приближается к бесконечности, так же как и разнообразие, размерность, количество возможных микро-структур. Для компенсации бесконечной ОЭ необходимо бес-конечное количество информации (ОНГ). Передача последне-го продолжается бесконечное время. Другое дело, вполне возможно инфопередача близких к реальным системам моде-лей живых организмов и человека. Вместе с ОНГ модели пе-редаётся эквивалентное количествво её вещества и энергии.
От степени приближения моделей к реальности зависят требуемые для получения информации затраты. которые рез-ко увеличиваются при повышении адекватности (гомоморф-ности) моделей.
4. В обществоведении часто стараются идеализировать общие понятия, представлять их вне связи с объективной реальностью, в виде терминов чистой идеи. Например, поня-тия свободы, красоты, справедливости, истины, бога, цели, счастья и др. В действительности все эти понятия, как моде-ли, также имеют общее системно-вероятностное происхожде-ние и содержат ОНГ, массу и энергию. Например, понятие "свобода" является моделью состояния системы, где имеются возможности выбора путей развития. В известной мере и все неорганические системы имеют степени свободы, которые зависят от структуры и от условий окружающей среды. Пос-ледние влияют на целесообразность и решения между альтер-нативными траекториями развития. В более сложных живых организмах свобода связана со следующими функциями: борьба за существование, организация, управление, выбор, получение информация, целеполагание.
Близким к алгоритмическим, т.е. обладающими низкой ОЭ, могут быть только приближённые модели реального ми-ра. Но и они имеют в эквивалентном количестве массу и энергию.
Основной задачей общественного сознания и науки яв-ляется управление глобальными процессами, связанными с изменением (увеличением или уменьшением) ОЭ и ОНГ в ноосфере и в универсуме и связанными с развитием челове-ческой цивилизации. Если суммарное увеличение ОЭ в гло-бальных системах превышает суммарное увеличение ОНГ, то в мире преобладают процессы разрушения, деструкции, дви-жения в сторону хаоса и неопределённости. В конечном итоге это приведёт к гибели всей цивилизации и культуры. Поэтому высшей целью всех инстанций цивилизации должно быть обеспечение ускоренного или хотя бы равного роста ОНГ по сравнению с ростом ОЭ. Достичь этой цели очень трудно, так как для этого необходимо бороться против общей тенденции роста ОЭ.
Наша человеческая цивилизация имеет, однако, ряд воз-можностей, чтобы с успехом бороться с угрожающей энтро-пией, не нарушая второй закон термодинамики.
1. Земная цивилизация не изолированная система. Непрерывно на землю поступает ОНГ в виде солнечного об-лучения. На земле имеются большие запасы прошлых пос-туплений солнечной энергии в виде каменного угля и нефти. Имеются запасы энергии в недрах земли. Огромные ресурсы могут быть освобождены в процессах перехода вещества в энергию при помощи ядерных реакций. Неограниченные ре-сурсы для получения энергии и ОНГ открываются, если удастся использовать силы гравитации. ОЭ гравитационной потенциальной энергии предположительно равняется нулю. Силы гравитации имеют всегда характер притяжения и сжа-тия космических тел. В космических масштабах могут возник-нуть в звездах гравитационные коллапсы. Задача цивилиза-ции ? найти возможности управлять гравитационными процессами, которые противодействуют увеличению ОЭ.
2. Имеется принципиальная возможность концентриро-вать ОНГ локально в узкой области, при условии увеличения ОЭ в окружающей среде. Если удастся процессы направлять так, что на земле увеличивается ОНГ, а ОЭ в большем коли-честве направляют в мировое пространство, то можно было бы обеспечить стабильный рост ОНГ, науки и культуры в далёкой перспективе.
Для увеличения ОНГ (знаний и порядка) в обществе создана большая информационная и правовая база. Непре-рывно усовершенствуется законодательство государств, созда-ются международные правовые органы. Многочисленные ре-лигиозные и философские учения претендуют на совершен-нейшие мировоззрения и на доведение людей до абсолютной истины. Тем, кто признаёт и следует одним из этих много-численных учений, пророков и политических течений, обе-щают благосостояние, успех, счастье и любые блага на земле. В борьбе идей и мнений развивается наука, техника, культу-ра и информатика, которые открывают все новые возмож-ности для усовершенствования теоретических дисциплин и практической жизни людей и для расширения производства товаров.
Возникает вопрос, почему, после такого информаци-онного взрыва и огромного расширения всех областей наших знаний не уменьшаются явления кризисов, раз-рушения, природных катастроф и другие признаки бес-порядка. Для объяснения причин этого можно привести следующие аргументы:
1. Кажущееся обилие информации намного преуве-личено. Много, что внешне похоже на информацию, являются запросто шумом, засоряющем каналы связи. Они не повышают ОНГ системы-приёмника. Во многих случаях даже уменьшают его, мешают принимать существенную для сис-темы информацию.
2. Человеческое и общественное сознание является комплексом несовершенных, упрощённых моделей реального мира, которых нельзя путать с намного более сложной пер-вичной реальностью.
3. Сознание до настоящего времени не в силах устра-нить существующую в реальном мире основную проблему: хронический дефицит всех видов ресурсов - веществ, энергии, информации, времени и методов контроля за их распределением. Это обусловливает непримиримую конку-ренцию, борьбу или конфликты между системами за ресурсы и условия их эффективного использования. А в борьбе все методы допускаемы, даже уничтожение или создание пре-пятствий действию конкурента. Так называемые "общие инте-ресы" мало кого интересуют. Достижения науки и техники могут попасть в руки не только честных людей, но и в руки преступных организаций. Развитие науки привело к раз-работке намного более мощных и чрезвычайно опасных средств уничтожения, чем раньше. К ним относятся ядерное, химическое, психотронное и реактивное оружия. Террористы могут усваивать так же успешно модные средства связи, транспортные средства, автоматическое и ядерное оружие, нервные яды, причём раньше, чем полиция и государст-венные органы.
В результате растут такие направления увеличения ОЭ, с которым сознание пока не справляется: