Главная · Поиск книг · Поступления книг · Top 40 · Форумы · Ссылки · Читатели

Настройка текста
Перенос строк


    Прохождения игр    
SCP-457: Burning man
SCP-081: Spontaneous combustion virus
SCP-381: Pyrotechnic polyphony
Почему нет обещанного видео

Другие игры...


liveinternet.ru: показано число просмотров за 24 часа, посетителей за 24 часа и за сегодня
Rambler's Top100
Философия - Лийв Э.Х. Весь текст 443.43 Kb

Инфодинимика: Обобщенная энтропия и негэнтропия

Предыдущая страница Следующая страница
1 ... 13 14 15 16 17 18 19  20 21 22 23 24 25 26 ... 38
ческих 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 по-
казывает оставшуюся или освобо-дившуюся из системы их часть. В бухгалте-
рии давно из-вестны методы составления балансов и  требование  равенства
актива и пассива.
   Анализ баланса даёт возможность сделать ряд  важных  выводов  о  дея-
тельности фирмы в течение определённого периода. Аналогичные методы  ба-
ланса 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  состав-
ляющих 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 ба-
лансе ничтожно мала и вообще  не  регистрируется  даже  самыми  чувстви-
тельными 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 вышеп-
риведенной 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  эк-
вивалентных 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  су-
ществовали изолированные системы, то условием их равновесия являлось  бы
максимум ОЭ, которая приближалась бы к бесконечности. В условиях  беско-
нечности трудно определить абсолютные величины ОНГ, но  можно  предпола-
гать, 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 подразуме-
вают не только изоляцию от массо- и энер-гообмена, но и от обмена инфор-
мацией или ОНГ. Такую идеально изолированную от инфообмена систему труд-
но 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  облуче-
ния, виртуальных частиц квантового поля пока не умеют. Кроме  того,  ре-
альные системы с высоким ОНГ, например живые организмы или  общественные
организации, невозможно информационно изо-лировать от внешней среды. По-
этому 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  воз-
действий. Установление предельных значений ОЭ и ОНГ даёт возможность  во
многих случаях отсеивать явно непригодные или неэффективные реше-ния от-
носительно 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  маловы-
яснены. 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, ко-
торая 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  посто-
янства 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  приме-
нения разных процессов и операций внутри условно изолированной  системы.
Это даёт возможность в ранних стадиях поиска отсеивать явно не-эффектив-
ные решения и операции, балансы массы, энергии или ОНГ, которые не удов-
летворяют целевым критериям.
   В мире не существует полностью изолированных систем. Однако, исследо-
вание условно изолированных моделей часто помогает выяснить  характер  и
направление процессов массо-, энерго- и инфообмена внутри системы. Слож-
нее сос-тавлять балансы для открытых систем, обменивающих мас-сой, энер-
гией и ОНГ с другими системами, в т.ч. с  окру-жающей  средой.  В  таком
случае учитывают притоки и оттоки составляющих и предельно возможные ве-
личины ОЭ и ОНГ.
   1.	Вместо данной системы рассматривается более общая система, состоя-
щая 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  сос-
тавления 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  из-
вестного бухгалтерского баланса:
   Дн + Д1 - Д2 = Дк или Дн + Д1 = Дк + Д2 Доходы Расходы (пассив)  (ак-
тив)
   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 составле-
ние 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 сис-
тем уравнений, которые точнее описывают процессы в системах и между сис-
темами. Дополнительные данные можно получить при сос-тавлении  уравнений
баланса ОЭ и ОНГ. При этом уве-личивается количество уравнений, описыва-
ющих состояние системы и возможности расчёта большего количества  не-из-
вестных параметров. Однако, составление балансов ОНГ  значительно  слож-
нее, чем балансов вещества и энергии. Определение ОНГ связано с установ-
лением цели, условных вероятностей и других  характеристик.  Во  вторых,
ОНГ легче рассеивается в окружающую среду или превращается в энергию бо-
лее низкого уровня и эти процессы трудно учесть в балансах. Тем не менее
во многих случаях можно достаточной точностью установить предельные зна-
чения (минимум ОЭ и максимум ОНГ) которые дают возможность отсеивать яв-
но неэффективные решения и варианты. Вероятность их соот-ветствия  уста-
новленным критериям небольшая.
   Расчёты ОЭ и ОНГ обычно  требуют  учёта  многих  фак-торов,  целей  и
структурных особенностей систем. Дальней-ших исследований требуют  взаи-
моотношения ОЭ и ОНГ: можно ли говорить о постоянстве  их  суммы  или  о
других зависимостях? В ряде случаев, например, при выборе модели с  пос-
тоянной 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  до-
полнительных факторов, которые не дают возможность применять вышеуказан-
ную формулу. Во пер-вых, часто неизвестно максимально возможная ОЭ  сис-
темы. Она может приближаться к бесконечности (реальные систе-мы) или из-
менятся (в моделях обычно увеличивается) в ходе процессов,  происходящих
в системе. Имеется ряд общих положений, которые помогают приближённо мо-
делировать систему, установить её основные критерии и  ограничения.  Ис-
ходные 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  изолиро-
ванном 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-ма-
ционных связей, тем меньше ОЭф и больше ОНГф .
   3.	ОНГ комплекса всех независимых систем не может  быть  больше,  чем
сумма ОНГ всех отдельных систем и она в изолированном  комплексе  систем
не может увеличиваться. Зависимые  системы  могут  иметь  дополнительную
ОНГ.
   4.	В случае открытых систем необходимо при состав-лении баланса  учи-
тывать с дополнительным поступлением и удалением (вводом и выводом)  ОНГ
и ОЭ. При этом, чем больше в системе раньше имеется ОНГ, тем  более  эф-
фек-тивно она использует дополнительно поступающую инфор-мацию и превра-
щает её в дополнительную ОНГ.
   5.	Невозможно создать балансы информации так  как  они  зависят  пол-
ностью от ОНГ принимающей её системы и информация является характеристи-
кой процесса, а не состо-яния системы. Балансы можно составлять  на  ОНГ
или ОЭ, правильнее балансы-ограничения (неравенства).
Предыдущая страница Следующая страница
1 ... 13 14 15 16 17 18 19  20 21 22 23 24 25 26 ... 38
Ваша оценка:
Комментарий:
  Подпись:
(Чтобы комментарии всегда подписывались Вашим именем, можете зарегистрироваться в Клубе читателей)
  Сайт:
 
Комментарии (1)

Реклама