Сверхъестественное
Этапы развития современной теории информации

ТОННЕЛЬ
Выпуск № 25 (2007)
TUNNEL

Александр Каравайкин

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ

К моменту возникновения термодинамики как науки (около двухсот лет назад) в естествознании господствовала механика Ньютона, механика обратимого времени, механика "однажды созданного" неразвивающегося мира. Даже живая природа трактовалась неизменной и неподвижной в своем развитии. Основоположник научной биологии, автор классификации видов Карл Линней представлял биологические виды как созданные одновременно и не имеющие развития. Понятие времени в том естествознании не существовало.

Французский ученый Сади Карно в 1824 г. опубликовал небольшую брошюру под названием "Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развить эту силу". Эти размышления и породили термодинамику. Как это часто бывает, современники не оценили должным образом этот труд, на протяжении целого ряда лет работа Карно оставалась "невостребованной". Лишь в 1834 г. другой французский физик и инженер Бенуа Поль Клайперон обратил внимание на этот труд и привел его изложение к современной математической форме. Благодаря независимым друг от друга исследованиям нескольких ученых: врача Роберта Майера (1840 г.), естествоиспытателя Германа Гельмгольца (1847 г.) и физика Джеймса Джоуля (1843 г.) - был еще раз (после Карно) сформулирован закон сохранения и превращения энергии или первое начало термодинамики. После повторного издания уже упомянутой работы Карно в 1878 г. выяснилось, что этот выдающийся ученый является первооткрывателем не только первого, но и второго начала современной термодинамики. Несколько позднее к первым двум началам "присоединилось" третье - теорема Нернста.

Понятие энтропии возникло благодаря усилиям Рудольфа Клаузиуса (1865 г.), еще не раскрытое и не понятое в своем величии, по образному выражению Ф. Вальда, как "тень царицы мира" - энергии. Одним из безусловных достижений первого этапа развития термодинамики явилось присутствие во втором начале времени необратимого возрастания энтропии в самопроизвольных процессах. Однако в остальном термодинамика фактически являлась термостатикой - наукой о равновесиях и равновесных процессах. Завершился же первый этап "далеко идущими" выводами Томпсона о "тепловой смерти мира" как о неизбежном результате его развития.

Открытие Дарвина в биологии определило второй этап развития термодинамики, который следует назвать эволюционной физикой. В ее основе лежит вероятностная трактовка энтропии, данная Больцманом и выраженная его Великой формулой:


где S - энтропия; К - постоянная Больцмана; Р - так называемый статистический вес состояния системы (о котором мы будем говорить подробнее далее).

Энтропия выражается через логарифм статистического веса состояния системы, а вероятность состояния экспоненциально растет с ростом энтропии. Возрастание энтропии в необратимых процессах означает возрастание вероятности состояния. Неупорядоченное состояние более вероятно, чем упорядоченное. Эти выводы ознаменовали научную революцию! Но очередное (в который раз!) непризнание современниками его работ сыграло свою роль в самоубийстве Больцмана в 1906 г.

Благодаря усилиям Больцмана и Гиббса, энтропия обрела "свое величие" - она перестала быть мерой обесценивания энергии и стала мерой упорядоченности системы, объективной характеристикой принципиального недостатка информации о системе. Значение энтропии как одной из самых главных физических характеристик любых систем резко возросло. На этой базе трудами Онзагера, Пригожина и др. была создана линейная термодинамика, которая обратилась к изучению открытых неравновесных систем. В этой науке зависимость от времени приобрела количественный смысл. Она не ограничивается простой констатацией самого факта возрастания энтропии в необратимых процессах, а вычисляет скорость этого возрастания - производную продукции энтропии по времени, называемую функцией диссипации. Сформулировалась новая область физики - физика диссипативных систем (Пригожин), синергетика (Хакен).

Начало третьего этапа развития современной термодинамики, по нашему мнению, связано с возникновением теории информации, логическим продолжением которой явилась теория Н.А. Козырева. Это наука сегодняшнего дня. Остановимся на нем подробнее.

Обратимся вновь к истории. В 40-е годы XX века возникла новая наука - кибернетика. Ее основоположник Ноберт Винер назвал свою (ставшую классической) книгу "Кибернетика или управление и связь в животном и машине". Основные задачи, решаемые этой наукой, можно сформулировать следующим образом: выяснение природы способов реализации теории информации и нахождение условий оптимальной передачи информации.

Как это ни удивительно, существует прямая связь между термодинамикой и теорией информации. Это утверждение становится понятным, если проанализировать основное уравнение теории информации, которое устанавливает логарифмическую зависимость между количеством информации I и числом равновероятных событий Р, из которого производится выбор:


В теории информации основание логарифма принимается равным двум. Для того чтобы понять смысл этого выражения, приведем пример.

Бросим монету. Выпадение герба или решки означает сообщение определенного количества информации о результате данного бросания. Очевидно, что в данном случае число равновероятных событий равно 2, а получаемое при этом количество информации - 1:

log 2 = 1 бит.

Информация вычисляется в битах - в двоичных единицах (binaru digits).

Реализация менее вероятного события дает больше информации рецепторной системе, это непосредственно следует из данного выражения. Иными словами, чем больше неопределенности до получения сообщения о событии, тем больше количество информации при получении сообщения. Однако выражение (2) справедливо лишь при наличии равновероятных событий. Уравнение теории информации, учитывающее разновероятностные события, - формула Шеннона:

где М - некоторое конечное значение вероятностей; i - событие.

Эта величина далеко не случайно была названа автором информационной энтропией.

При использовании этой формулы существует возможность определить вероятность появления буквы в данном тексте. Для русскоязычного варианта она равна / = 4,35 бит. Из представленного выше выражения непосредственно следует общий вывод о том, что математическое выражение для энтропии тождественно выражению для информации, взятому с обратным знаком. Увеличение информации эквивалентно сокращению энтропии. Это один из основных законов мироздания! За передачу информации приходится платить повышением энтропии, при этом система, получившая информацию, автоматически уменьшает свою "собственную" энтропию. Мы видим, что информация имеет вполне определенный термодинамический смысл, определенным образом связанный с понятием энтропии.

Таким образом, необходимо подвести итог, что понятие информации характеризуется двумя положениями:

1. информация означает выбор неких ситуаций из большого числа равновероятных или неравно вероятных возможностей;
2. информацией следует считать лишь такой выбор, который можно воспринять и запомнить.

Следовательно, на повестку дня встает вопрос о получении информации, ее восприятии, или рецепции. Для рецепции информации необходим определенный уровень восприятия, определенная емкость, способность воспринимать сообщение, что является необходимым, но далеко недостаточным условием восприятия. В пользу данного утверждения говорит весь наш повседневный опыт.

Достаточным условием является наличие некоторой цели, но ее наличие определяет и неустойчивость - достижение цели есть переход из менее устойчивого в более устойчивое состояние. Очень важным является и то, что процесс рецепции информации оказывается возможным лишь благодаря оттоку энтропии из рецепторной (воспринимающей) системы.

Цепочка данных положений наряду с понятием ценности информации, о которой мы будем говорить ниже, является тем базисом, на котором лежит учение Н.А. Козырева.

В соответствии с учением Козырева время обладает физическими свойствами, благодаря которым информация от идущего процесса, связанного с изменением организованности данной системы, уносится временем и способна быть воспринята другой - системой, проявляющейся в адекватном изменении энтропии рецепторной системы. Процессы, вызывающие рост энтропии системы, излучают информацию, используя в качестве носителя время. При этом у находящегося вблизи данного процесса вещества, выполняющего роль рецепторной системы, уменьшается энтропия - упорядочивается его структурная организация. Процессы, характеризующиеся обратным эффектом уменьшения энтропии "передающей" системы, приводят к противоположным результатам рецепторной системы. В свою очередь, степень активности времени определяет его плотность. "Действие плотности времени противодействует обычному ходу событий".

Учение Козырева обосновало существование принципиально нового неэлектромагнитного канала передачи информации, наличие которого непосредственно вытекает из теории информации, а его обнаружение (рецепция) невозможно без рассмотрения вопроса о ценности данного информационного потока, предложенного для данной рецепторной (индикаторной) системы.

Вопрос о ценности информации исследовался рядом отечественных ученых советского периода - М.М. Бонгардом, Р.Л. Стратоновичем, А.А. Харкевичем. Так, в заслуживающей особого внимания книге Бонгарда, степень полезности сообщения ценности информации) связывается с увеличением вероятности достижения некоторой цели после получения сообщения. Можно представить ценность информации V, по Бонгарду, формулой:



где Р и Р' - вероятности достижения некоторой цели до и после получения информации.

Очевидно, что ценность информации функционально связана с ее рецепцией. Выяснение вопроса о ценности информации возможно лишь после решения некоторых последствий ее восприятия рецептором. Иными словами, ценность данной информации проявляется в результатах рецепции, то есть она непосредственно связана с "уровнем рецепции".

Возвращаясь к формуле (4), необходимо отметить, что ценность информации V может быть и отрицательной - дезинформацией, если получаемая рецептором информация содержит ложные сведения, отдаляющие достижение некоторой цели.

Однако основополагающий принцип, на котором базируется учение Козырева, о том, что любая неэлектромагнитная информация (излучение времени по Козыреву) всегда приводит к адекватному сокращению, оттоку энтропии из воспринимающей (рецепторной) системы, оказался ошибочным! Как показали эксперименты, этот принцип выполняется не всегда. Имеются ситуации, когда поток неэлектромагнитной информации приводит к обратному эффекту - увеличению энтропии вещества, используемого в качестве рецептора. Как пример следует привести факт увеличения энтропии культуры клеток под влиянием неэлектромагнитного информационного потока, вызванного процессом растворения в воде кристаллов пищевой соли (NaCl). Кроме того, как показали детальные исследования, интенсивность неэлектромагнитного информационного потока, вызванного конкретным процессом, не всегда приводит к адекватному изменению энтропии применявшихся рецепторных систем. Следует сделать общий вывод о том, что решающее значение в неэлектромагнитном информационном обмене играет ее ценность, применительно к каждой конкретной рецепторной системе (веществу). Понятие ценности информации - одно из фундаментальных понятий теории информации. Именно поэтому открытое Козыревым "явление" следует рассматривать в рамках общей теории информации, как один из видов обмена информации в природе - неэлектромагнитный информационный канал. Трудно переоценить значение работ Козырева как практических, так и теоретических, оно огромно. Прежде всего, следует отметить описанную им связь энтропии вещества с обнаруженным им неэлектромагнитным информационным воздействием (потоком). Необходимо уточнить, что обнаруженный Козыревым неэлектромагнитный информационный обмен в природе являет собой четвертый этап развития современной теории информации. Таким образом, понятие ценности информации (в том числе и ценность неэлектромагнитной информации) является недостающим звеном в строгой теоретической концепции теории Козырева и играет решающую роль в неэлектромагнитном информационном обмене.

Неэлектромагнитная кибернетика явила собой пятый этап развития современной теории информации. Неэлектромагнитные информационные потоки, обусловленные определенными физическими, биологическими, интеллектуальными процессами, приводят к адекватным изменениям энтропии рассматриваемых рецепторных систем, в соответствии с ценностью предлагаемой неэлектромагнитной информации. В свою очередь, подобные изменения энтропии вещества вследствие неэлектромагнитного информационного воздействия могут быть обнаружены с использованием некоторых разработанных технологий. Подобная концепция, на первый взгляд, мало отличается от предложенной Козыревым "схемы". Однако основополагающим является то, что данная информационная концепция подразумевает наличие таких фундаментальных категорий, как ценность, уровень рецепции, количество информации. На наш взгляд, это прорыв в общем понимании неэлектромагнитных информационных взаимодействий окружающего нас мира.

Источник: Александр Каравайкин. Некоторые вопросы неэлектромагнитной кибернетики. М., Наука. 2005. С. 7-15.


Новости журнала "Чудеса и приключения"
просмотров: 94
Search All Amazon* UK* DE* FR* JP* CA* CN* IT* ES* IN* BR* MX
Search All Ebay* AU* AT* BE* CA* FR* DE* IN* IE* IT* MY* NL* PL* SG* ES* CH* UK*
Фотопроцесс. Создание мокроколлодионного негатива. Этапы с 1 по 6.

$17.82
End Date: Mar-24 05:31
Buy It Now for only: US $17.82
Buy it now |
David Jokhadze Основные этапы развития античной философии Hardcover Russian

$9.99
End Date: Mar-18 20:45
Buy It Now for only: US $9.99
Buy it now |
Точность и эстетика. Клинические и зуботехнические этапы протезирования зубов

$210.00
End Date: Mar-05 11:57
Buy It Now for only: US $210.00
Buy it now |
Фотопроцесс. Упаковка и доставка. Этапы с 92 по 98.

$17.82
End Date: Mar-24 05:27
Buy It Now for only: US $17.82
Buy it now |
Фотопроцесс. Создание мокроколлодионного негатива. Этапы с 7 по 12.

$17.82
End Date: Mar-24 05:36
Buy It Now for only: US $17.82
Buy it now |
Профессии. Лавка булочника. Этапы производства хлеба. Печь и хлебопекарный

$17.82
End Date: Mar-24 05:36
Buy It Now for only: US $17.82
Buy it now |
Фотопроцесс. Перенос фотоизображения на металлическую пластину. Этапы

$17.82
End Date: Mar-24 05:27
Buy It Now for only: US $17.82
Buy it now |
Фотопроцесс. Окончательная обработка и получение пробных оттисков. Этапы

$17.82
End Date: Mar-24 05:28
Buy It Now for only: US $17.82
Buy it now |

Discover the latest trends with our newest arrivals for men at Freshpair.com! Free Shipping on all US orders.

Start: 09 Aug 2017 | End: 01 May 2018

Search Results from «Озон» Скандалы, сенсации, катастрофы
 
Вим Дэгравэ Отели и их секреты. Управляющие, горничные и бармены о настоящей жизни в отелях Hotelgeheimen
Отели и их секреты. Управляющие, горничные и бармены о настоящей жизни в отелях
Вим Дэгравэ отправился в путешествие по отелям с мировым именем, чтобы разузнать о тайнах, скрывающихся за приветливой улыбкой персонала. В мире гостиничного бизнеса царит жесткое разграничение между тем, что показывают посетителям и что происходит на самом деле. Сотрудники отелей Hilton, Ritz,Marriot и Metropole рассказали о том, какой ценой создается знаменитый комфорт и гостеприимство....

Цена:
345 руб

Анатолий Букреев, Г.Вестон ДеУолт Эверест. Смертельное восхождение The Climb: Tragic Ambitions on Everest
Эверест. Смертельное восхождение
Трагические события мая 1996 г. на Эвересте - это история столкновения запредельных амбиций, стальной воли, фатальных ошибок и небывалой самоотверженности. Международная экспедиция неожиданно обернулась катастрофой - и уникальной, не имеющей аналогов в мире спасательной операцией.
Книга непосредственного участника восхождения, выдающегося альпиниста Анатолия Букреева подробно, день за днем, описывает ход событий. Она в деталях воссоздает историю, которая легла в основу блокбастера Балтазара Кормакура "Эверест".
Восстановить полную картину того, что случилось на склоне высочайшей вершины Земли, помогают расшифровки записей переговоров альпинистов, а также воспоминания коллег и друзей Анатолия....

Цена:
279 руб

 Самая лучшая книга для самого нужного места. 1000 невероятных фактов, которых вы не знали
Самая лучшая книга для самого нужного места. 1000 невероятных фактов, которых вы не знали
Знаете ли вы, какая из мировых религий является самой распространенной? Сможете перечислить 10 шедевров мирового кинематографа? Или может быть, назовете все подвиги Геракла? Нет? Тогда эта книга станет вашим незаменимым помощником. С ее помощью вы узнаете множество интересных фактов и сможете поддержать разговор на любую тему....

Цена:
184 руб

Сенсационные браки и брачные обряды
Сенсационные браки и брачные обряды
Настоящая книга - это увлекательный экскурс в историю развития брачных отношений от первобытнообщинного строя до наших дней; интереснейший рассказ о нравах, предбрачных и брачных обычаях, бытовавших когда - то и бытующих в наше время у разных племен и народов. В ней читатель найдет любопытные сведения о браках и бракоразводных процессах мировых звезд эстрады и конозвезд, знаменитых композиторов и музыкантов; о брачных авантюристах и аферистах; об отношении к браку и семье в современном обществе....

Цена:
149 руб

Самые грандиозные катастрофы
Самые грандиозные катастрофы
Землетрясения и цунами, ураганы и торнадо, пожары и кораблекрушения, эпидемии и войны... С незапамятных времен они несут человеку ужас, страх, отчаяние, смерть.
Книга, которую вы держите в руках, рассказывает о самых грандиозных природных катаклизмах итехногенных катастрофах, потрясших человечество....

Цена:
125 руб

 Секретный футболист. Изнанка футбольного мира I Am The Secret Footballer: Lifting the Lid on the Beautiful Game
Секретный футболист. Изнанка футбольного мира
Автор - анонимный игрок английской Премьер-Лиги - с 2011 года ведет колонку в британской The Guardian. Наконец тайны футбольного мира сошли со страниц газетной периодики и все самые скандальные подробности объединились в одном издании.
Читая Секретного футболиста, вы проникнете за закрытые двери раздевалок, где тренеры проворачивают махинации за крупные и грошовые гонорары, поймете, как выстраивается коммуникация футболистов в команде, как они относятся к другим людям и к самой игре....

Цена:
409 руб

А. В. Волков, К. С. Кутузов Тайная история комиксов: Герои. Авторы. Скандалы.
Тайная история комиксов: Герои. Авторы. Скандалы.
Книга от двух самых популярных чуваков в московском комикс-комьюнити - Алексея Волкова и Кирилла Кутузова, ведь за годы своей работы они написали множество статей, провели десятки лекций, создали своеобразное аудиошоу, полюбившееся многим фана… СТОП! ЭТО СКУЧНО, ЭТО НУДНО, ЭТО НИКОМУ НЕ НУЖНО. В 2012 году, как утверждают авторы «Тайной истории комиксов», в России произошла натуральная гик-революция. Популярность сериалов вроде «Теории Большого Взрыва», «Доктора Кто» и «Шерлока», помноженная на давно бродившие дрожжи фанатов манги, вкупе с выходом суперуспешного фильма «Мстители», стала причиной появления на свет целой кучи новоявленных гиков. А где гики — там Алексей Волков, Кирилл Кутузов и комиксы. Чего вы не найдете под обложкой этой книги: - Ответа на вопросы вроде «Сколько весит Зеленый Фонарь?», «Опасно ли целоваться с Суперменом?» и «Из чего сделана подкладка шлема Магнето?»; - Периодизации, достойной учебника по истории древних цивилизаций; - Хоть сколько-нибудь серьезного повествования. ЗАТО ВАС ЖДУТ: - Самые интересные байки из истории американских комиксов; - Настоящее название книги, в битве за которое погиб не один редактор; - исключительно полезный справочник, с помощью которого вы сможете создать свой собственный сценарий для комикса с Колобком (или любым другим вашим героем)!...

Цена:
329 руб

А. А. Чернышев Погибли без боя. Катастрофа русских кораблей ХVIII-ХХ веков
Погибли без боя. Катастрофа русских кораблей ХVIII-ХХ веков

История русского мореплавания - это нередко печальная хроника-кораблекрушений и пожаров. Виной тому не только ошибки и нерасторопность капитанов и экипажей, но и роковые мели, и рифы, свирепые штормы, тайфуны и цунами, а также льды и оледенение. Обстоятельства и причины многих кораблекрушений судов русского флота хорошо известны и тщательно изучены. Однако немало русских кораблей пропало без вести.
Об известных и неизвестных катастрофах, пожарах и чрезвычайных происшествиях на русском флоте в XVIII-XX вв. рассказывает очередная книга серии.

...

Цена:
354 руб

ТАСС уполномочен... промолчать
ТАСС уполномочен... промолчать
"Спасите наши души! Мы бредим от удушья. Спасите наши души, спешите к нам!.." Страшный в своей пронзительной силе поэтический образ из стихотворения В.Высоцкого лучше всяких описаний выражает суть сенсационной книги, которую вы держите в руках. Это повествования о советских людях, которые задыхались в гибнущих подлодках, в разрушенных землетрясениями городах, горели заживо среди обломков разбившихся самолетов, сознавая, что их гибель останется не известной миру. Потому что вся информация о таких катастрофах, - а их было немало, - тут же получала гриф "Совершенно секретно", дабы не нарушать идиллическую картину образцового социалистического общества. О разрушительных американских торнадо советские СМИ сообщали гораздо больше, чем об Ашхабадском землетрясении 1948 года, которое уничтожило многонаселенный город. Что уж говорить о катастрофических событиях на военных кораблях и подводных лодках, на ракетных полигонах! Сейчас кажется странной эта политика умолчания, ведь самоотверженность и героизм, проявленные во время катастроф, и были достойны стать примером верности самым высоким идеалам человеческих отношений. И потому столь нужны книги, которые приподнимают завесу тайны не только над землетрясениями в Ашхабаде или Спитаке, трагедией "Челюскина" или гибелью подлодки "Комсомолец", но и над теми событиями, что остались не вполне понятны даже их участникам......

Цена:
299 руб

Цирулев Роман М. Япония. Вся правда. Первая полная антология катастрофы
Япония. Вся правда. Первая полная антология катастрофы

Вся правда о чудовищной аварии на станции «Фукусима-1».

Вы прочитаете хронику событий по дням и часам.

Узнаете, какие процессы происходили на станции и почему катастрофа такого масштаба оказалась возможной в высокотехнологичной стране.

Вы узнаете об особенностях менталитета японцев, интересных в связи с произошедшим. О судьбах ликвидаторов.

Вас ждет подробный анализ возможных последствий взрыва.

Книга написана журналистом канала «Russia Today» Романом Цирулевым, получавшим информацию из первых рук. В совершенстве владея японским, Роман провел также серьезное исследование «изнутри».

...

Цена:
60 руб



2003 Copyright © Санкт-Петербург Peterlife.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт
Угостить администратора сайта, чашечкой кофе *https://paypal.me/peterlife
  Яндекс цитирования