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

Настройка текста
Перенос строк


    Прохождения игр    
Aliens Vs Predator |#1| To freedom!
Aliens Vs Predator |#10| Human company final
Aliens Vs Predator |#9| Unidentified xenomorph
Aliens Vs Predator |#8| Tequila Rescue

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 2 3  4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 38
   Системами могут быть и мысленные модели при проек-тировании  реальных
систем для оптимизации последних. На-пример, моделью может служить поис-
ковое поле для приня-тия оптимального решения по отбору  полимеров.  Из-
вестны все полимерные материалы и классификация потребуемых  изделий  из
них, а также известны критерии качества. Реше-ние заключается в последо-
вательном сужении поискового поля при выяснении  оптимального  материала
для конк-ретного изделия или оптимального изделия из конкретногo матери-
ала.

   2. ЕДИНСТВО МАССЫ, ЭНЕРГИИ И
   НЕГЭНТРОПИИ В СИСТЕМЕ
   В условиях дифференциации наук и распространения редукционистских те-
орий возникло очень много кажуще изолированных моделей процессов, объек-
тов, законов. В действительности мир един, процессы разного  направления
протекают в системах одновременно. Единство обусловлено тем,  что  общее
начало ? объединённое суперполе едино для всех объектов, явлений и  сис-
тем. Согласованно и параллель-но развиваются и многие кажуще  противопо-
ложные явления. В любой системе одновременно могут  протекать  следующие
процессы: подвижность (превращения) и инертность (неиз-менчивость),  из-
менение координат в многомерном  прост-ранстве  и  стремление  сохранять
своё состояние, прогрессив-ное и регрессивное развитие, возникновение  и
разрушение  структур,  изменчивость  и  наследственность,  случайные   и
де-терминированные процессы, свобода и упорядоченность эле-ментов.
   В системах параллельно протекают два противополож-ных процесса: изме-
нение ОЭ и ОНГ. Энтропия в общем яв-ляется показателем неопределённости,
беспорядка, разнообра-зия, хаоса, равновесия в системе [ 10 ]. Негэнтро-
пию часто ошибочно дефинируют как энтропию с отрицательным зна-ком.  Это
может вызывать большие недоразумения. Негэнт-ропия  (ОНГ)  действительно
измеряется в тех же единицах как энтропия (например в битах).  Направле-
ние её действи-тельно противоположное энтропии. Её  увеличение  вызывает
такое же уменьшение энтропии. Однако, эти величины из-меняются в системе
по самостоятельным закономерностям и их абсолютные значения мало зависят
друг от друга. Негэнт-ропия  является  мерой  порядка,  упорядоченности,
внутренной структуры, связанной информации. При  увеличении  обобщён-ной
энтропии (ОЭ, гл. 4) увеличиваются размерность системы (количество неза-
висимых переменных, факторов) и их масштабы, а также возможности  поиска
более эффек-тивных решений. Одновременно с ростом ОЭ увеличивается и не-
определённость системы, вероятность принятия непра-вильного  решения,  а
также  расширяются  размеры  прост-ранства  поиска.  Для   того,   чтобы
уменьшить неопределённость системы, необходимо ввести в  неё  обобщённую
негэнтропию (ОНГ), информацию, упорядоченность.
   Таким образом, при прогрессивном  развитии  в  системе  увеличивается
больше ОНГ, чем ОЭ. При деструкции больше увеличивается ОЭ. Имеются раз-
ные комбинации одновремен-ного изменения ОЭ и ОНГ. Если система обладает
небольшой ОЭ, то и ОНГ туда ввести можно мало и для её развития нет  ус-
ловий (ОНГ < ОЭ).
   Много споров возникло при исследованиях взаимо-действия вещественных,
энергетических и информационных систем. В практической жизни,  экономике
и технике их часто рассматривают раздельно. Действительно, часто целесо-
образ-но исследовать материальные (вещественные) балансы, пото-ки и  ре-
сурсы. Отдельно рассматриваются соответствующие энергетические и  инфор-
мационные ресурсы. При составлении технических проектов или бизнеспланов
такие раздельные расчёты дают много данных для оценки эффективности  ре-
шений. Однако, сразу бросается в глаза, что в любых сис-темах и  органи-
зациях эти категории существуют все вместе. В любой фирме занимаются как
материальными, так и энерге-тическими и информационными ресурсами. Вмес-
то информа-ционных  потоков  в  экономике  больше  занимаются  денежными
средствами. Как мы увидим в дальнейшем, деньги  в  опреде-лённом  смысле
заменяют информацию. В любом живом орга-низме также  протекают  одновре-
менно и взаимосвязанно как материальные, так и энергетические и информа-
ционные про-цессы. Но и объекты неживой природы, даже любой кусок камня,
обладают не только массой (весом) вещества, но и внутренней  энергией  и
разного вида cвязанной информацией (негэнтропией,  химической,  физичес-
кой, кристаллографи-ческой и др.).
   Если начинать искать, то не удастся найти в мире  ни  одной  системы,
которая содержала бы в отдельности вещест-во,  энергию  или  информацию.
Даже самые маленькие кванты энергии - фотоны, имеют по формулам Эйнштей-
на массу, а величина кванта уже сама собой является информацией, тем бо-
лее возникающие волны и их когеренция. Единство массы и энергии, возмож-
ность их измерения в единицах массы или энергии вытекает уже из  формулы
Эйнштейна
   Ео = mc2 , где: Ео - энергия m - масса, с - скорость света
   При движении частиц сохраняется та же формула, но  необходимо  учесть
изменение массы в зависимости от ско-рости (связанной с энергией). Труд-
нее выяснить единую природу негэнтропии с энергией и массой.  Для  этого
имеется формула  Бриллюэна.  Такие  явления  единства  можно  объяс-нять
только тем, что в начальном общем суперполе все эти категории -  вещест-
во, энергия и информация, имеют единую природу. Одним из компонентов там
является гравитационное поле, которое имеет сильно  антиэнтропийный  ха-
рактер (про-тиводействует энтропии).
   По соотношению Бриллюэна для получения 1 бита не-обходимо  израсходо-
вать по меньшей мере k . ln2 > k единиц негэнтропии
   k = 1,38 . 10-23 дж / град. (константа Больцмана)
   Объединяя формулы Эйнштейна и Бриллюэна можно любую форму материи или
системы перевести одну в другую с приближёнными эквивалентными соотноше-
ниями:
   1 г ? 1014 дж ? 1037 бит
   Например, негэнтропию (ОНГ) можно выразить в еди-ницах массы (граммы)
или энергии (джоулы). Практически получают ничтожно малые, пока  неизме-
римые величины мас-сы или энергии и сами процессы  изменения  формы  су-
щество-вания материи пока малоуправляемые. Мозг человека в  виде  памяти
содержит информацию, оцениваемую около 5 . 1010 бит, вместе  с  макрост-
руктурами около 1017 бит, что соот-ветствует массе около 1  .  10-20  г,
т.е. в настоящее время неиз-меримо малой величине.
   Следует подчеркнуть, что в случае перерасчётов вещест-ва, энергии или
негэнтропии в единицы другой формы реаль-но не происходит  перехода  ве-
щества в энергию или информа-цию или наоборот. Объективно существует ре-
альное супер-поле, которое в любом участке имеет свойства  как  вещества
(массы), так и энергии и негэнтропии. Суперполе  локально  существует  в
виде менее сгущённых (негэнтропия) и более сгущённых систем (энергия или
вещество), но разделение этих трёх форм невозможно.  Теоретически  можно
любую из трёх форм выразить в единицах другой формы. Например, в  едини-
цах битов можно выражать не только энергию, но  и  массу  вещества.  При
этом энергию рассматривают как уплот-нённый участок суперполя.  Обобщить
необходимо и законы сохранения. Закон сохранения массы правилен и в нас-
то-ящее время, но в общую сумму массы следует включать и массу  энергии,
движения и негэнтропии. После  открытия  Эйнштейна  формулировали  закон
сохранения материи (то есть суммы массы и энергии).
   е (Е + Мс2) = соnst.
   В настоящее время следует закон сохранения выразить в ещё более общей
форме:
   В изолированной системе общее количество обоб-щённой  негэнтропии  (в
т.ч. в виде вещества или энергии) остается постоянной, независимо от ка-
ких бы то ни было изменений, происходящих в этой системе. е ОНГ + Е +  М
. с2 = соnst.
   k 107 . k
   k - константа Больцмана k = 1,38 . 10-23 дж/град.,
   ОНГ - обобщённая негэнтропия в битах,
   Е	- энергия в джоулях,
   М - масса вещества в г, учитывая приращение его при  увеличении  ско-
рости M = Mo
                                                                  1-  v  2
                                                                       c
   c	- cкорость света = 2,998 . 1010 см/сек.
   Вопросы могут возникать по поводу сохранения негэнт-ропии.  Всем  из-
вестно, что информация и негэнтропия имеют склонность рассеиваться,  те-
рять свою ценность и качество. Но энергия также может рассеиваться в ви-
де, например,  электромагнитных  колебаний  в  мировое  пространство.  В
слу-чае сохранения ОНГ речь идёт об изолированном (даже для  информации)
пространстве. Кроме того, негэнтропия может уплотняться в форму вещества
или энергии по ничтожному или незаметному для них эквиваленту.
   В практических операциях с веществами и энергиями расчёты в  единицах
информации (в битах) очень затрудни-тельны и оправдано применение тради-
ционных единиц изме-рения массы и энергии (кг и дж). Влияние ОНГ  многих
прак-тически используемых систем на их массу и энергию  ничтож-но  мало.
Даже для системы из 7 элементов, между которыми реализуются только двус-
торонние связи, имеются 42 внутрен-ние cвязи и можно составить 4 .  1012
цепей (около 30 битов). Количество  негэнтропии,  содержащейся  в  схеме
сложной системы, состоящей из 1000 элементов, каждый  из  которых  может
содержать до 10 связей с другими элементами, сос-тавляет  всего  1,33  .
105 битов. Это меньше миллиард милли-ардной доли одного джоуля.  Предпо-
ложим, что система имеет восемь входов и один выход. Входы и выходы  мо-
гут принимать только два значения. Тогда число возможных сос-тояний сис-
темы 2256. Это действительно большое число, кото-рое можно сравнивать  с
числом электронов и протонов во всей вселенной: 2258. Однако 256 бит эк-
вивалентен 10-34 г, что измерить невозможно.
   Положение изменяется принципиально при рассмотре-нии систем на  атом-
ном и молекулярном уровне. Тогда систе-ма из 1 г. вещества содержит 1020
- 1023 атомов или молекул (постоянная Авогадро Nо = 6 .  1023  атомов  в
одном грамм-атоме вещества). Уже оценка количества всех атомов даёт  бо-
лее 100 битов. Однако вариации атомов по очередности, по месту  располо-
жения, по связам с другими атомами, по химическим, фазовым и  кристалли-
ческим связям, количество возможных комбинаций структуры  возрастает  на
десятки миллионов порядков, соответственно и негэнтропия  в  битах.  При
концентрации ОНГ в 1 г. вещества более 1033 битов изменения веса и энер-
гии становятся уже существенными. В частности, для живых организмов, по-
токи негэнтропии могут оказаться соизмеримыми с изменением массы и энер-
гии.

   Характеристики ОЭ систем по общему
   количеству элементов или состояний
   Количест-во элемен-тов в сис-теме W	1	2	5	10	100	106	 10100	 1010  10
101000 10
   Теорети-ческая H - ln 1  W	 0	 0,66	 1,9	 2,3	 4,6	 14	 230  2,3.1010
2,3.101000 ОЭ (бит) lg2 W 0	1	2,3	3,3	6,6	20	330	3,3.1010	3,3.101000

   Принципиальным вопросом является соотношение меж-ду энтропией  и  не-
гэнтропией системы и получение или отдача ею  информации.  В  литературе
высказана гипотеза, что сумма энтропии и  информации  в  системе  всегда
постоянная. В этом высказывании имеются ряд неточностей:
   1.	Не уточнено, какую информацию имеют в виду: свя-занную, получаемую
или отдаваемую системой.
   2.	Нельзя сложить две разные характеристики: энтропия является  пара-
метром состояния системы, информация - параметром её функции.
   3.	Для  реально  существующих  систем  максимальная  энт-ропия  очень
большая. Хотя часть  энтропии  компен-сируется  негэнтропией,  их  сумма
приближается к  бес-конечности.  Последним  оперировать  в  практических
расчётах невозможно.
   Искусственно созданные системы-модели (вторичная реальность, сознание
и др.) созданы таким образом, что их максимальная ОЭ является определяе-
мой величиной. Пос-ледняя действительно является суммой введенной в сис-
тему связанной информации ОНГ и фактической ОЭф после введения в систему
фактической ОНГф.
   ОЭф + ОНГф = ОЭмакс.
   Формула  имеет  практическое  значение   ввиду   её   общ-ности   для
большинства упрощённых моделей реального мира.
Предыдущая страница Следующая страница
1 2 3  4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 38
Ваша оценка:
Комментарий:
  Подпись:
(Чтобы комментарии всегда подписывались Вашим именем, можете зарегистрироваться в Клубе читателей)
  Сайт:
 
Комментарии (1)

Реклама