В заключении к школьному учебнику физики [1] читаем: «Фундаментальные законы не нарушаются никогда, ни при каких условиях. Все большее и большее число людей осознают, что объективные законы, которым следует природа, исключают чудеса, а познание этих законов позволит человечеству выжить».
Заключение довольно странное. Во-первых, объективные законы, которые нам представляются надежными при всех условиях, не могут тем не менее «запретить» появлению случаев нарушения этих законов. Факт такого нарушения законов должен говорить сам за себя. И если он действительно имел место, его нельзя отрицать как таковой, хотя бы и нарушались законы природы. Скорее надо подумать: верен ли сам открытый нами закон и при всех ли условиях он верен, чем с порога отрицать факт по известной поговорке: этого не может быть, потому что этого не может быть никогда. Если действительно было, – значит, может быть.
Во-вторых, сам факт существования объективных законов природы, которые и в самом деле не нарушаются за весьма редкими чудесными исключениями, – является чудом бо́льшим, чем сами исключения – чудеса. Наличие объективных законов природы, законов, постижимых нашим разумом, свидетельствует о том, что мир, построенный на разумных законах, создан разумно. Законы природы, особенно общие, фундаментальные, не являются материальными придатками к материальным вещам. Законы эти познаются только разумом, притом разумом, способным к абстрактному мышлению. Они могут быть записаны на разных языках, в словесном объяснении, в формулах. Записи таких формул не являются свойствами знаков, входящих в формулы. Так или иначе, законы природы не есть что-то материальное. Они суть идеи, по которым организована материя. Открыв закон природы, человечество прославляет человеческий разум за его понимание той или иной идеи. Как же можно отрицать наличие Разума, притом нечеловеческого, который подал именно такую идею строения материи?
Еще более наглядным примером разумного устроения законов природы служат поразительные аналогии между математическими выражениями разных законов. К примеру, закон всемирного тяготения и закон электрического взаимодействия описываются совершенно аналогичными формулами: сила пропорциональна неким присущим самим телам характеристикам взаимодействия (массе или заряду соответственно) и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Но природа гравитационного и электрического взаимодействия разная! Не бывает в природе отрицательных масс или взаимного отталкивания между массами, как это происходит в электростатике. Однако математическое выражение (т.е. сама идея, познаваемая нашим разумом) остается одинаковым в обоих случаях.
Другое интересное свойство массы должно натолкнуть нас на мысль о разумном создании – это полное тождество так называемой гравитационной и инертной массы. Масса тела может быть определена двояко: по второму закону Ньютона – как отношение силы к ускорению, или же как мера гравитационного взаимодействия тел – по закону всемирного тяготения. Совершенно ниоткуда не следует, что мера инертности тела при воздействии на него любой (не обязательно гравитационной!) силы должна в точности равняться «гравитационному заряду» этого же тела. В двух формулах Ньютона под массою понимаются совершенно разные характеристики тела, которые тем не менее в точности равны между собою. Не свидетельствует ли это о разумном Начале, связывающем оба закона природы?
Вселенная состоит повсюду из одних и тех же атомов, элементарных частиц, поведение которых описывается одними и теми же законами на протяжении всего времени наблюдений.
В основном эти законы суть законы сохранения. Вам известны законы сохранения энергии, импульса, электрического заряда, которые выполняются в макро– и микромире. Есть законы сохранения некоторых особых характеристик элементарных частиц. Есть законы сохранения, соблюдаемые только в макромире при обычных условиях, например, сохранение массы или количества вещества.
С другой стороны, поведение элементарных частиц вовсе не похоже на что-либо известное нам из обыденной жизни. Сталкиваются две частицы – в результате рождаются новые. Осколков или «пыли» не бывает. Столкновения не разрушительны, а созидательны. Взаимодействия элементарных частиц в сущности своей обратимы. Электрон с позитроном, к примеру, могут аннигилировать, породив два фотона, но и фотон в свою очередь может «породить» электрон-позитронную пару.
При этом все реакции протекают по законам сохранения энергии, импульса, электрического заряда и некоторых других характеристик, которые не рассматриваются в средней школе. Законы сохранения по сути дела и обеспечивают обратимость всех процессов и взаимодействий.
В отличие от микромира в макромире действуют не только законы сохранения. Имеют место и законы разрушения и уничтожения некоторых качественных характеристик материи. Более понятно ту же мысль можно выразить так: в макромире самопроизвольно идут необратимые процессы, т.е. такие, которые протекают только в одну сторону. И первый из таких законов мы обнаруживаем на уровне ядерных реакций.
Как известно, ядро любого атома состоит из соединенных протонов и нейтронов. Соединяются эти частицы в ядрах атомов особым взаимодействием, получившим название «сильного». Это не гравитационное и не электрическое, а совершенно особое притяжение. Оно сильнее электрического (кулоновского) отталкивания на малых расстояниях, но очень быстро ослабевает с ростом расстояния между нуклонами в ядре. Легкие ядра «не прочь» захватить к себе лишний нуклон, если он окажется достаточно близко к ядру (в плазме при температурах порядка десятков миллионов градусов или при бомбардировке ядер в ускорителях). При этом «захвате» выделяется большая энергия «сильного» взаимодействия, подобно тому, как при падении камня на землю, только гораздо больше.
Соответственно, для того, чтобы «разорвать» легкое ядро на нуклоны, необходимо затратить большую энергию. Энергия, необходимая для отрыва одного нуклона, может быть посчитана и нанесена на график зависимости ее от заряда ядра (рис. 1). Этот график имеется в школьном учебнике физики. Для легких элементов мы видим нарастание энергии отрыва нуклона от ядра с ростом его заряда.
Для тяжелых же элементов, ядра которых содержат сотни нуклонов, ситуация иная. Расстояния между нуклонами в таком ядре значительно больше, чем в легком, а суммарное электростатическое расталкивание большого количества протонов – тем более. Это приводит к одновременному ослаблению «сильного» притяжения и увеличению сил отталкивания. Поэтому тяжелые ядра становятся неустойчивыми, и после урана – все элементы радиоактивны и не встречаются в природе. Для разрушения такого ядра энергия не требуется, напротив, она выделяется при радиоактивности и делении тяжелых ядер. Эта энергия весьма значительна. Она имеет порядок нескольких миллионов электрон-вольт на каждый нуклон ядра. Энергия химической связи примерно в миллион раз меньше порядка единиц электрон-вольт на атом. Энергия ядерной связи выделяется при распаде ядер на атомных станциях и в атомной бомбе, а также в водородной бомбе – при синтезе ядер изотопов водорода в гелий. Такая же реакция протекает в звездах, обеспечивая их излучение.
Все эти сведения сообщает нам школьный учебник физики (11 класс). Но вывода из этих рассуждений и из этого графика не делается. А вывод таков, что существует наиболее стабильное состояние атомного ядра – в середине таблицы Менделеева. Такие ядра расколоть труднее всего – нужно затратить наибольшую энергию. Отсюда же следует, что при высоких температурах, когда идут термоядерные реакции, все легкие элементы могут синтезироваться только до средних: водород переходит в гелий, гелий – при уже большей начальной температуре и с меньшим выделением энергии – перейдет в углерод и т.д. Для каждой следующей реакции нужно повышать начальную температуру, а энергии будет выделяться все меньше. Такой процесс неизбежно должен прекратиться. Тяжелым же ядрам еще проще без всякого дополнительного подвода энергии распадаться до средних ядер.
Возникает вопрос: почему еще не все легкие элементы в звездах исчерпаны, ядерные реакции еще идут, причем самые первые – выгорает водородное ядерное горючее? Другой вопрос: откуда в природе появились тяжелые элементы и почему они еще до сих пор существуют несмотря на постоянный распад?
Всякий необратимый процесс в природе, который мы наблюдаем, ставит нас перед этими двумя вопросами: во-первых, он должен был иметь начало – когда оно было? Во-вторых, он должен иметь и конец – когда он будет и почему мы еще его не видим? Более распространенного во Вселенной процесса, чем термоядерный синтез, очевидно, не существует. Итак, почему наша Вселенная не состоит только из железа, если она всю свою бесконечную историю подчиняется существующим в ней теперь законам? Значит, несомненно, она имела свое начало, внешнюю Причину своего бытия. Впрочем, подробнее этот вопрос будет рассмотрен на втором уроке.
Но, может быть, выделяемая при ядерных реакциях энергия каким-то образом вновь возвращается на поворот реакции в обратную сторону, образуя что-то вроде всемирного колебания материи из химического разнообразия к устойчивым средним элементам, а затем обратно? Рассмотрим же и законы передачи энергии.
В учебнике физики для 10 класса этот закон дан в предельно сжатой форме без каких-либо мировоззренческих выводов. Простейшая формулировка его такова: самопроизвольно тепло может передаваться только от горячего тела к холодному. Иначе это же положение можно выразить так: невозможно осуществить циклический процесс, в котором тепло, подводимое к рабочему телу перешло бы полностью в какой-либо иной вид энергии (не тепловую).
Оказывается, что закон сохранения энергии справедлив лишь с количественной стороны. Он гласит, что
а) энергия не возникает из ничего;
б) энергия не исчезает бесследно, но лишь переходит из одной формы в другую, она неуничтожима количественно.
Второе начало термодинамики вносит сюда новую дополнительную поправку: не будучи уничтожимой количественно, энергия уничтожима качественно, то есть существует некая предпочтительная форма энергии, в которую стремятся перейти все прочие виды, притом перейти необратимо.
Школьный курс физики сообщает нам, что замкнутые системы всегда стремятся к тепловому равновесию, что достигается переходом тепла от горячих тел к холодным, но не обратно. Возможно, конечно, осуществление холодильного процесса, когда тепло от холодного тела отводится и передается нагретому, но это всегда должно сопровождаться передачей еще большего тепла от горячего тела к холодному и к тому же требуется затрата механической работы. На этом основано устройство холодильника.
Тепловая энергия есть энергия беспорядочного движения молекул. Ее можно было бы полностью преобразовать, положим, в механическую, если бы все молекулы в какой-то момент двинулись в строго определенном направлении, и в этом направлении толкнули бы, скажем, какой-то поршень. Тогда внутренняя энергия газа перешла бы полностью в механическую работу. Но такое распределение скоростей молекул по направлениям (хотя любая из них может в какой-то свой момент времени двигаться в данном направлении) совершенно невероятно, ибо каждая молекула должна «угадать» одно-единственное направление и все это должно произойти одновременно с огромным множеством молекул.
Итак, тепловая энергия никогда не перейдет нацело в механическую, электрическую или какую-либо иную энергию упорядоченного движения. Зато всякая другая энергия переходит в тепловую полностью, и притом легче всего именно в тепло, а не в какой-то иной вид энергии. В реальных процессах преобразования одной нетепловой энергии в иную нетепловую всегда возникают бо́льшие или меньшие тепловые потери, то есть «первосортная» энергия стремится «растратиться» на тепло, или «испортиться», сохраняя лишь общее свое количество. Если энергия вообще не передается, то в самом лучшем случае она сохраняется в прежнем своем качестве.
Таков один из фундаментальных законов природы, без учета которого невозможно сконструировать ни одной тепловой машины. Когда он был открыт в середине прошлого века С. Карно и Р. Клаузиусом, материалисты стремились просто отрицать его или вводить его в противоречие с законом сохранения энергии. «Энергия уничтожима хотя бы качественно, значит, она должна быть сотворена? – делает совершенно логичный вывод Энгельс, но тут же гневно добавляет: – Абсурд!»
Это лучшее свидетельство того, что материализм есть религиозная вера. Если какой-то закон природы или природное явление опровергает веру в отсутствие Бога – значит, тем хуже для этого закона, материалисты просто не принимают его.
Применение второго начала термодинамики ко всей Вселенной вкупе с законом необратимости ядерных превращений приводит нас однозначно к выводу о конечных сроках жизни Вселенной. В замкнутой системе должно рано или поздно наступить тепловое равновесие, когда все виды энергии перейдут в тепловую, а та в свою очередь равномерно распределится между всеми телами системы.
Если Вселенная есть замкнутая система, то рано или поздно, когда источники термоядерного горючего излучат всю свою энергию, а эта энергия будет поглощена всем прочим веществом во Вселенной, наступит равновесное состояние, когда все вещество будет иметь одинаковую температуру и никакой энергии, кроме тепловой, в природе не останется. Это равновесное состояние и назвали «тепловой смертью» Вселенной.
В принципе наша солнечная система и любая иная звездная система (скопление звезд) с точки зрения притоков энергии является довольно замкнутой системой. Энергия поступает лишь в виде слабого света звездного неба, ничтожного по сравнению с излучением самой звезды.
Далее, солнечная система входит в состав Галактики и не вполне замкнута по причине гравитационного взаимодействия с центром Галактики и всеми прочими звездами. Но любая галактика (скопление галактик) отстоит достаточно далеко от прочих галактик (скоплений) и потому также может считаться системой замкнутой.
Поэтому не только вся Вселенная в целом, но и каждая галактика (скопление галактик, звездных систем) должна стремиться к тепловой смерти. Более того, если где-либо существует уже сейчас некая астрономическая система в состоянии тепловой смерти, то нам ее весьма трудно будет увидеть, поскольку испускает она ничтожно мало низкотемпературного излучения (столько же, сколько принимает), а отстоя далеко от других астрономических объектов, очень мало влияет на них гравитационным полем.
Итак, состояние тепловой смерти для Вселенной, существующей бесконечное время и являющейся причиной самой себя, было бы неизбежным и самым естественным ее состоянием. Если бы мир жил по тем законам, которые действуют в нем теперь, он никогда бы и не вышел из такого состояния.
Единственный путь теоретически доказать возможность возникновения Вселенной из тепловой смерти – это принять, что Вселенная не есть замкнутая система. Материалисты и пытались построить такое доказательство, не всегда замечая, что оно работает против них. Ведь мы-то и показываем, что Вселенная незамкнута, а внешней силой по отношению к ней выступает ее Творец и Промыслитель.
Будучи предоставлена своим нынешним законам, Вселенная не только не вышла бы из состояния тепловой смерти, но и очень скоро возвратилась бы в это состояние из любого возмущения. Только к тепловой смерти и может быть направлена ее так называемая эволюция, то есть самопроизвольное развитие по существующим законам.
Проблема тепловой смерти может быть снята только признанием идеи сотворения мира Всемогущим Творцом, Который не только создал все однажды, но и промышляет о Своем творении, не давая ему обратиться в хаос. Подробнее об «эволюции» звезд и времени их бытия будет сказано отдельно.
Если бы не было постоянного притока солнечной энергии – а это энергия высоко упорядоченная, «первосортная» и если бы не было постоянного сброса землей излишнего низко-потенциального тепла для поддержания теплового баланса то тепловая смерть очень скоро наступила бы и на земле. Но оказывается, для возникновения жизни и ее поддержания мало только материи и энергии, мало даже направленной, нетепловой энергии.
Необходимо ввести еще одну важнейшую фундаментальную категорию – информацию.
В школьном курсе информатики серьезного разговора о том, что же такое информация, просто не поднимается. Между тем информация, говоря языком науки, – особое неопределяемое понятие, наряду с материей и энергией. У материи, также как и у энергии нет строгого определения. Материя – это объективная реальность, данная нам в ощущениях, – это верно, но такая фраза не есть определение, а лишь пояснение, поскольку надо определять понятие реальности. Аналогично и под энергией понимают некую меру движения, которая сохраняется количественно. Это также не определение энергии, но лишь пояснение, подобное пояснению к неопределяемому понятию «точки» в геометрии – то, что не имеет размеров.
Подобно сему и информация есть понятие неопределяемое. Для пояснения можно сказать, что информация есть субъективная реальность, которую может создать или воспринять только чей-то разум (сознание), притом реальность, передаваемая при помощи материальных носителей, способная на них подвергаться перестройке или переработке (для чего и служат компьютеры).
Передача информации (информодинамика) во всех случаях, где приходится иметь дело с информацией, подчиняется определенным законам. Но прежде чем говорить об этих законах, мы должны кратко рассмотреть понятие об уровнях информации.
Чтобы передать информацию, источнику и приемнику нужно предварительно договориться о языке, или системе кода. Мама обучает ребенка правильно произносить звуки и слова. Учитель обучает ученика азбуке, то есть показывает, какими символами он будет обозначать буквы на бумаге, чтобы передавать информацию. Радисту следует предварительно выучить, положим, азбуку Морзе, а шоферу – дорожные знаки, и т.д.
Это низший уровень информации – статистический. На этом уровне источник только передает, а приемник воспринимает кодированный сигнал, то есть сигнал, несущий символы, известные источнику и приемнику.
Чтобы быть правильно понятой, информация требует особых правил группировки кодовых обозначений, то есть требует понятного источнику и приемнику языка. Язык включает словарный запас и грамматику, то есть правила передачи мыслей словами, чтобы группа слов была законченной фразой, а не бессмысленным набором. Два человека могут общаться, если они понимают какой-то один язык. Человек может «общаться» и с машиной, если вложит в нее систему правил алгоритмического языка. Если этой обученной машине программист подает программу с незнакомой или неправильно использованной командой, редактор компьютера выдает сообщение об ошибке.
Язык – уже более высший, так называемый синтаксический уровень информации. Хаотический набор разрешенных букв не передает значащего слова. Хаотический набор слов не позволяет постигнуть связи между ними. Итак, чтобы передать информацию, код известной азбуки должен быть не просто набором известных сигналов, а синтаксически организованной системой, включающей известные слова, соединенные в предложения по заранее принятым грамматическим правилам.
Однако и синтаксически правильно организованное сообщение может не нести никакой полезной информации и быть просто бессмыслицей, хотя все слова в нем будут значащими и грамматически построены безупречно. Пример такого сообщения – компьютерные стихи. В память машины закладывается определенный набор слов, причем они распределяются по частям речи: существительные, прилагательные, глаголы и т.д. со всеми числами, падежами и спряжениями. Задаются и грамматические правила соединения слов, чтобы в предложении было подлежащее, сказуемое в соответствующих формах. Задается и ритм (размер) стиха, то есть определенная последовательность ударных и безударных слогов. Все эти требования вполне возможно завести в программу, особенно если использовать синтаксически простой язык – например, английский. Результат получается примерно следующим – вот две строки, сочиненные компьютером:
Единственное достоинство электронного поэта состоит в том, что на сочинение подобной чепухи он тратит сравнительно мало времени.
Мы подходим к еще более высокому уровню информации – ее значению. Это так называемый семантический уровень. Приемнику информации нужен смысл, а не набор слов и символов, хотя бы и синтаксически правильно организованный.
Наконец, высший уровень информации после смыслового – волевой. Источник имел свою цель, передавая осмысленное сообщение. Приемник по идее должен давать свою реакцию на сообщение, обратную связь, по которой и сам источник может оценить, насколько цель сообщения достигнута.
Все сказанное об уровнях информации мы можем вкратце выразить схемой на рис. 2.
Для иллюстрации действия этой схемы рассмотрим примеры.
Пример 1. Композитор желает создать пьесу или симфонию. Каким-то трудно постижимым образом он слышит основную мелодию внутри себя. Это семантический уровень. Затем наигрывает услышанное на инструменте, разрабатывает иные темы и партитуру. Занятие уже более техническое – синтаксический уровень. Наконец, записывает ноты – уровень статистический.
Музыкант берет его ноты и читает их (статистический уровень). Наигрывает на инструменте музыку– синтаксический уровень. Понимает настроение композитора и то, что тот хотел выразить – семантический уровень. Шлет восторженный отзыв автору и собирает друзей на музыкальный вечер – уровень обратной связи.
Пример 2. Программист получает задачу: вычислить на ЭВМ какую-то функцию, положим, синус какого-то угла. Он решает ее математически, разрабатывая или применяя для данного случая численный метод решения. В итоге получается алгоритм – это семантический уровень. Найденный алгоритм он излагает на алгоритмическом языке – составляет программу. Это синтаксический уровень.
Редактор компьютера автоматически проверяет правильность записи программы на алгоритмическом языке. Затем после исправления синтаксических ошибок программа попадает в транслятор, где переводится на язык машинных кодов – в строго двоичные обозначения – чисто кодовый уровень. На этом уровне происходит переработка заложенных чисел по заложенным правилам и алгоритму. Затем транслятор вновь переводит обработанную информацию на алгоритмический язык и выдает необходимую часть этой информации в заданном формате выходных данных на дисплей или на печать. Это снова синтаксический уровень. Работа машины на этом кончается, а программисту еще предстоит обдумать смысл полученного результата и по этому смыслу судить о правильности своего алгоритма.
Если, положим, тот же синус получился больше единицы, очевидно в алгоритме имеется ошибка. Это уже семантический уровень восприятия информации, который завершается волевым решением человека: переделывать программу или удовлетвориться результатом и считать по данной программе для других численных данных.
На приведенной схеме и примерах видна роль технических приспособлений и инструментов в передаче (переработке) информации. Уровень статистический и синтаксический дают некий простор для деятельности технических средств. Машина может подправить в программе только синтаксическую ошибку. Но она ни в коем случае не может найти ошибку в самом алгоритме. Хорошо подобранный или изготовленный инструмент может оформить музыку более красочно, но безвкусную мелодию он исправить неспособен. Для исправления подобных недочетов необходим человеческий разум.
Отметим также, что ни инструмент сам не дает музыки, ни ЭВМ сама не вырабатывает информации. Компьютер выдает ту же самую информацию, которая была в него заложена, просто в другом виде. Он многократно умножает любую ошибку алгоритма и доводит ее до абсурда. Неслучайно у пользователей вычислительных машин распространена грубоватая, но точная поговорка: машина – дура, каким бы быстродействием и памятью она ни обладала.
Может ли набор кодовых знаков случайно стать воспринимаемой информацией, имеющей правильный синтаксис и какую-либо семантику – смысловое значение?
Рассмотрим простейший пример. Запишем возможно более простое и краткое сообщение:
ВАНЯ + ТАНЯ = ЛЮБОВЬ
Сообщение содержит 16 символов из расширенного русского алфавита, включающего арифметические знаки. Для простоты условимся считать такой алфавит не превышающим 32-х знаков. Вероятность того, что первая буква сообщения будет отгадана правильно, составляет 1/32. Такова же вероятность угадывания второй и третьей и любой прочей буквы (знака). Общая вероятность будет равна произведению 16 таких вероятностей, то есть (1/32)^16 = (1/2)^8 ≈ 10^–24. По порядку величины эта вероятность равна тому, что у молекул целого моля газа под поршнем вдруг появится скорость, направленная в одну сторону и второе начало термодинамики будет нарушено: внутренняя энергия газа перейдет в кинетическую энергию поршня почти целиком!
Вероятность такого события чрезвычайно мала. А ведь информационное сообщение нарочно выбрано самое простейшее. Отсюда следует вывод: случайным образом информация появиться не может. Ее может создать и закодировать только разум. Разум же рождающий информацию всегда идет от цели и семантики к синтаксису и коду, но не наоборот. Сначала нужно понять, что хочешь напечатать, а уже потом перебирать пальцами по клавиатуре.
Даже если бы удалось какое-то значащее сообщение получить случайно, то его смысл и цель сами собою, от правильного синтаксиса «снизу вверх» появиться не могут. Информация созидается только от цели к смыслу и ниже, но никак не наоборот.
В итоге «первый закон» информатики можно выразить так: информация порождается (создается) только разумом, но не случаем. Информация не возникает из ничего. Очень похоже на первое начало термодинамики: энергия не возникает из ничего.
Есть и другой важнейший закон информатики, о котором также молчит школьный учебник, но который используется во всех информационных системах.
Информация, выраженная в кодах (на статистическом уровне), может храниться и передаваться на самых различных материальных носителях, только бы они были способны не терять и не искажать сам код. Значение информации совершенно не зависит от способа ее хранения и передачи: на бумаге, на дискете, в электронной памяти, в звукозаписи голоса. Можно роман «Евгений Онегин» написать гусиным пером, а можно компьютерные «стихи» хранить в самой совершенной электронной памяти – семантика информации не будет зависеть от материального носителя.
Относительно любой информации, записанной любым способом на любых носителях, замечено никогда не нарушаемое общее правило: при механическом копировании и хранении информация не улучшается, то есть в лучшем случае сохраняется, а в реальном она частично может утратиться, частично же – засориться случайным попаданием посторонних шумовых сигналов. Всякий, кто имел дело с кассетами и дискетами, переписанными по нескольку раз, прекрасно это знает. Однако этот закон информатики часто не учитывают учащиеся и студенты, переписывая бездумно у соседа задачи или лекции. Преподаватели же опытом прекрасно знают этот закон и легко видят, кто у кого списал, а кто решал задачу самостоятельно. При переписывании у соседа легко скопировать его собственную ошибку или внести нечаянно свою, то есть информация при передаче имеет способность портиться.
Древние рукописи переписывались всегда грамотными переписчиками и проверялись. Особую осторожность при этом нужно было соблюдать при переводах с одного языка на другой. До этой работы допускались люди не только в совершенстве знающие языки, но и сведущие в самих писаниях, правильно понимающие их содержание. До сих пор для перевода научных или каких-то иных специальных текстов требуются переводчики грамотные, понимающие смысл переводимого.
Нигде и никогда не наблюдалось случая, чтобы новая идея на семантическом уровне, то есть новое информационное сообщение, возникло бы в результате случайной ошибки при копировании или хранении иной информации. Исключение может составлять только случай сознательной дезинформации или информационная диверсия, когда производится не опечатка, а сознательная подделка. Но опять же для этого требуется вмешательство разума.
«Второе начало информодинамики», гласящее, что информация при хранении и копировании не созидается и не улучшается, к тому же стремится самопроизвольно утратиться с превращением значащего сигнала в информационный шум, – вполне сходно со вторым началом термодинамики. Оба закона, таким образом, на разных уровнях бытия материи выражают некую еще более общую закономерность, иллюстрируемую с помощью теории вероятностей. Эта же закономерность может быть продемонстрирована просто на рабочем столе или в доме, она же видится и в развитии общественных процессов. Любого рода беспорядок, хаос, разрушение, отсутствие структуры и организации более вероятны и самопроизвольно самые разные процессы – не только термодинамические – идут по линии нарастания хаоса. Пресекается же хаос только разумным приложением направленной энергии.
Для того, чтобы построить дом, машину или что-то иное, для того, то есть, чтобы перевести материю в более структурно организованное состояние, необходима прежде всего сама материя (материалы), затем направленная (нетепловая) энергия – механическая, электрическая, и, наконец, – информация. Нужен план здания, составленный целиком заранее. Нужны технические знания: как класть кирпичи или готовить раствор. Без этого дома не построишь. Случайная деятельность с предметами, когда направленная энергия прилагается к материи нецеленаправленно, способна только усилить беспорядок.
Конструктор создает изделие в виде идей на семантическом уровне. Мысль свою он выражает общими расчетами, словами, эскизами. Детали этих идей могут дорабатывать его помощники – сотрудники КБ. Технолог переводит эту семантику на синтаксический уровень, разрабатывая последовательность операций при изготовлении деталей и узлов. Рабочий переводит синтаксис технологии непосредственно в «код» изделия. Изделие, таким образом, несет на себе идеи конструктора, записанные по правилам информатики на особом сложном языке технологии. После изготовления изделие проверяется. Сначала контролируется изготовление частей и правильность их сборки (синтаксический уровень). Затем проверяется работоспособность каких-то подсистем (например, двигатель в самолете). Затем идет опробование всего изделия – испытательный полет самолета, к примеру. Идея возвращается к своему автору уже в воплощенном виде.
Не существует ни одного изделия, которой не несло бы в себе информацию, вложенную создателем этого изделия.
Несет ли бесформенный камень в себе какую-то информацию? Оставим этот вопрос пока без ответа, потому что если мы не можем воспринять информацию, то это не значит, что ее вовсе нет. Но, взглянув на табличку с китайскими иероглифами, мы, даже не зная китайского языка, легко сообразим, что здесь что-то написано, здесь заключена какая-то информация.
Подобным образом, взглянув на живую клетку в электронный микроскоп, мы увидим потрясающее количество совершенно явно записанной информации. Школьные знания по цитологии и органической химии позволяют нам кое-что в ней понять.
Хромосома (а точнее, молекула ДНК) представляет собой целую книгу, написанную словами (генами), состоящими из четырех букв – нуклеотидов, повторяющихся в разных комбинациях. Налицо уже два низших уровня информации: код и его синтаксис. Эта книга (более похожая на перфоленту) частично переписывается на другую подобную же ленту – информационную РНК, а та в свою очередь на белок, задавая его структуру. Алфавит языка белков содержит уже не 4 буквы, а 20, и каждое «слово» из трех «букв ДНК» означает одну «букву» белка – аминокислоту. Клетка обладает особым механизмом контроля за правильностью переписывания и «перевода» информации с языка ДНК на язык белка. Белок, будучи «списан» и составлен правильно, должен выполнить свою задачу в клетке: послужить катализатором какой-то другой реакции, к примеру. Смысл существования данного белка и состоит в том, чтобы он выполнил свою роль. В этом состоит семантический уровень переписанной из ДНК информации, то есть ее значение. Совокупность значений всей информации клетки в том, что она растет, воспроизводит себя и выполняет какие-то функции в организме. Это целевой уровень информации.
В XX веке человек оказался способен прочитать буквы в книге ДНК и частично понять записанную там информацию. Это он посчитал достижением своего разума и технических возможностей. Если способность кое-что прочесть и понять предполагает разум, то как можно не видеть бесконечно превосходящий Разум Того, Кто написал все прочитанное и неизмеримо больше прочитанного, Кто составил и всю информацию, и всю систему ее кодировки?!
Если мы имеем дело с информацией, то она должна подчиняться своим законам, которым подчиняется во всех человеческих – гораздо более примитивных и грубых – информационных системах. На всех уровнях мы ясно видим передаваемую информацию жизни: код, синтаксис, значение. Приемником информации может послужить человеческий разум, если он наблюдает всю картину. Если же наблюдатель – человек – отсутствует, то приемником информации служит Сам ее Источник. Подобным образом и конструктор самолета, наблюдающий за испытательным полетом, сам является и источником и приемником информации.
Следует отметить и колоссальную плотность информации в молекуле ДНК. Каждый из четырех нуклеотидов можно выразить двумя двоичными числами – битами: например, 00 – первый нуклеотид, 10 – второй, 01 – третий, 11 – четвертый. Число нуклеотидов в ДНК известно, известен и объем ее спирали. Мы можем рассчитать сколько бит информации содержится в единице объема «информохранилища». Для обычной молекулы ДНК эта плотность информации составляет порядка 10^21 бит/см3, а для самых современных электронных микросхем 4·10^7 бит/см3. Разница в 13 порядков! Общая сумма информации, собранной во всех библиотеках мира, оценивается в 10^18 бит. Если бы эта информация была записана в молекулах ДНК, для нее хватило бы места в 1% объема булавочной головки. Если же вся эта информация была бы записана на микросхемах, то высота их, сложенных в стопку, достигла бы от Земли до Луны.
Не является ли такая плотность такой сложной информации еще одним ярким свидетельством премудрости Творца, не только создавшего саму информацию, но и нашедшего превосходный способ компактно ее записать?
Возникает вопрос: вся ли информация, необходимая для жизни организма, может быть передана последовательностью нуклеотидов? Притом, что все белки и все вообще вещества клетки, бесспорно ею передаются. Этот вопрос будет также рассмотрен ниже, на особом уроке. Перефразируем его в более простой форме. Любая ли вообще информация может быть выражена алфавитными кодами, то есть по сути дела – в битах и байтах?
Два человека слушают одну и ту же музыку или стихи, слышат каждый звук, понимают каждое слово или мелодию. Одинаковую ли они вынесут информацию на семантическом уровне?
Два школьника изучают один и тот же курс биологии в школе, рассказывают на одну и ту же «пятерку» процесс синтеза белка. Одинаковую ли информацию вынесли они из прочитанного и понятого, если один из них верующий, а другой – материалист?
Итак, значение информации не определяется только синтаксисом и кодом переданного сообщения. Есть соприсутствующая кодируемой и невыражаемая в кодах дополнительная информация, определяемая свойствами как источника, так и приемника. Но поскольку источник и приемник есть разум, а разум присущ личности и для каждой личности он совершенно особый, то здесь кончается область науки.
Информатика является наукой лишь до тех пор, пока мы имеем дело с материальными носителями информации. Кодируемая и переданная материальными носителями информация объективна. Будучи записана, она уже не находится в разуме источника или приемника. Ее может воспринять любой третий наблюдатель, он может понять ее код, синтаксис, семантику (хотя бы до какой-то степени), он может сосчитать количество информации, перевести ее на другой язык или на другой носитель, и т.п. Все эти действия вполне относятся к области науки, требующей, чтобы в предметах изучения были какие-то объективные закономерности и воспроизводимость наблюдений и опытов.
Как только мы заговорим о некодируемой информации – область науки здесь сразу кончается. Но нельзя сказать, что все человеческое знание ограничивается только наукой или кодируемой (выразимой словами) информацией. Религиозная жизнь и сама вера человека – в значительной степени есть информация некодируемая, невыразимая словом. Признавая, что такая информация существует, мы не будем продолжать о ней разговор, который ведем лишь в рамках науки.
Точно так же мы не будем рассматривать передачу информации вне материальных носителей. Способна ли информация быть передана именно так: вообще вне синтаксиса и кода, без всякого слова, без всякого звука или чтения, чтобы семантика Источника передалась непосредственно приемнику? В обыденной жизни такого, конечно, не бывает. Но это не значит, что такой передачи мысли не бывает вообще. В конце концов, всякие откровения из мира нематериального, несмотря на их содержание, истинность или ложность, передаются именно таким образом. Иногда для обозначения такого способа информационного обмена употребляют слово «телепатия».
Поскольку единственным основателем откровения, как способа передачи мыслей, является только Бог, то только Ему судить, когда здесь передается истина, а когда ложь. Слово Божие учит нас, что в своем нынешнем состоянии человек практически неспособен к истинно Божественным откровениям, а чаще всего общается такими путями с миром демоническим, что, естественно, не принесет человеку ничего доброго ни в этой жизни, ни в будущей. Высказав такое краткое, но грозное предостережение читателю против всяких занятий телепатией, оставим этот предмет, как тоже не относящийся к области науки.
Более подробно и конкретно изученные законы природы мы применим на уроках креационной астрономии и биологии. Пока же постараемся уяснить и запомнить сами эти законы, о которых говорилось на этом уроке.
1. Энергия замкнутой системы стремится при сохранении своего общего количества качественно испортиться, то есть перейти в тепловую энергию беспорядочного движения частиц вещества (второе начало термодинамики).
2. Информация не может создаваться самопроизвольно, но порождается только разумным источником для разумного приемника. Сама по себе информация нематериальна, поскольку не зависит от своего материального носителя.
3. При передаче и хранении на материальных носителях информация не увеличивается и не улучшается. В идеальном случае – она сохраняется, в реальном – частично утрачивается и/или засоряется шумом (бессмысленным набором паразитных кодовых сигналов).
Из названных законов вытекают следующие выводы:
А. Мир имел начало во времени, так как не мог бы бесконечно долго существовать по своим нынешним законам. Это следует из второго начала термодинамики и распределения ядерных потенциалов.
Б. Мир создан Разумным Создателем, поскольку весь он несет информацию (особенно все живое), а информация вне разума не возникает.
В. Подчиняясь своим современным законам, природа не способна улучшать себя или развиваться в сторону усложнения своей организации, поскольку энергия и информация в ней самопроизвольно не сохраняются, а портятся, качественно ухудшаются. Иными словами, это означает, что восходящее самопроизвольное развитие (эволюция) невозможно. Необходимо участие стороннего разума и подвод направленной энергии со стороны.
Подобно энергии и информации сама материя стремится к порче, к потере качественного разнообразия. Мы видели это на примере ядерных реакций, ведущих к уничтожению легких и тяжелых элементов к наиболее устойчивому и вероятному «среднему» состоянию. То же самое мы наблюдаем и в химии. Чистые вещества необратимо стремятся смешаться или соединиться в устойчивые соединения, губительные для жизни: оксиды, нитраты, комплексные соединения. Смесь и устойчивое (а потому и губительное!) соединение более вероятны и энергетически выгодны, подобно тому, как тепловое равновесие более вероятно, чем разность температур, а «шум» более вероятен, чем осмысленный сигнал. Там, где вещи предаются самим себе и воле случая – там мир стремится превратиться в гигантскую свалку, там воцаряются смерть, распад, разрушение и хаос, а вовсе не восходящее эволюционное развитие.
Непризнающие разумного Творца вынуждены приписывать разум и всесилие самому творению, материи и энергии. Этим они весьма напоминают древних язычников, приписывавших солнцу и огню божественные свойства, сколько бы они ни провозглашали свое мировоззрение научным.
Не случайно, что все упомянутые здесь законы природы в школьном курсе просто не рассматриваются, несмотря на их простоту и универсальность. Школьное образование остается таким же идеологизированным, как и при господстве атеизма, причем не только в нашей стране, но и по всему миру. Известно, что как только появились рассуждения с позиций информатики в генетике, да и сама теория информации, они тотчас же были объявлены в СССР «буржуазными лженауками», а сами ученые, дерзнувшие высказать подобные идеи, поплатились за них лишением свободы и даже жизни.
Между тем возможно ли формирование научного мировоззрения, когда фундаментальные законы природы вовсе не рассматриваются, или их рассмотрение пресекается такими методами?