Инфодинамика, Обобщённая энтропия и негэнтропия

Лийв Э Х

1. Многие неравновесные системы кажутся стабильными (метастабильными) потому, что скорость их превращения ничтожно мала. Их времена стабильности сверхдлинные и превышают характерную длительность развития галактики (1010 лет). Метастабильным считается даже протон. Его время жизни составляет предположительно 1031 - 1033 лет. Так, что во многих термодинамических процессах увеличение ОЭ крайне ограничено из-за их медленной скорости.

2. На образование структуры системы влияет мно-жество сил в разных комбинациях и трудно предугадать их взаимодействие и результаты совместного влияния на раз-витие системы.

3. ОНГ эквивалентно хоть малой, но всё-таки реальной массе и энергии. Тем самым она должна быть подвержена тем же воздействиям, что и масса и энергия, в том числе иметь большую чувствительность к внешним воздействиям, как, на-пример, гравитационные и электромагнитные поля.

Могут возникать сомнения о целесообразности иссле-дования информационных процессов и ОНГ в неживой при-роде.

Предполагают, что в неживой природе достаточно точно все явления описываются законами физики и химии. Следует, однако, повторить, что все реальные системы, в т.ч. неорга-нические, обладают бесконечной ОЭ. Физика и химия не обладают такой бесконечно большой ОНГ, необходимой для объяснения всех явлений. Они занимаются приближёнными моделями реального мира. Законы физики и химии на микро-уровне имеют вероятностный характер. Комплексы из мно-жества вероятностных процессов и неопределённостей могут быть исследованы только по законам передачи информации и негэнтропии. Внутренняя упорядоченность и ОНГ в сис-темах не придумана учёными. Они реально существуют, об-разуя механизм противодействия увеличению ОЭ. Наука до сих пор была способна объяснить только частично явления ОНГ и создать т.н. информационные модели вещества.

ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ. В живых системах дейст-вуют, кроме специфических, все те же законы, которые су-ществуют в неживом мире. Только в таких системах меха-низмы обработки информации намного сложнее. Неписанной целью организмов является борьба за существование, в общем случае борьба с энтропией. В ходе многотысячелетней борь-бы в живых организмах развиты более или менее сложные органы управления: память, органы чувств, первая и вторая сигнальная система, эмоции, нервная система, эндокринная система, механизм генетического программирования развития и др. Все эти системы правления нельзя сводить только к процессам физическим и химическим, вещественным или энергетическим. Последние являются носителями инфор-мации, но процессы обработки информации и её связывания в негэнтропию существуют в виде дополнительных систем. Для облегчения обработки информации разрабатывают инфор-мационные модели. Последние более или менее подобны реальному миру, но никогда не могут отражать его пол-ностью. Их нельзя путать с реальными системами, которым они гомоморфны. Тем не менее и эти модели существуют реально. Часто такие модели называют вторичной реаль-ностью, сознанием живых организмов, первой сигнальной системой, негэнтропией. Вторичную реальность, со своей ОНГ, можно рассматривать и как отдельный комплекс сис-тем, что у каждого организма имеет уникальный характер.

Следующим этапом в развитии ОНГ является человек, как индивидульная система. Признаками, отличающими чело-века от других живых организмов является более развитая система обработки информации: вторая сигнальная система, абстрактное мышление при помощи понятий, самосознание, язык. Следовательно ОНГ достигла в такой сложной системе как человек, качественно новый уровень. Человек может осознать существование систем, в том числе самого себя и их развитие в прошлом. Более того, он может прогнозировать развитие систем и положение самого себя в будущем [ 66, 19 ].

Особенно расширились возможности инфообработки человеком после возникновения языковой системы. Каждое слово по существу является обозначением одной конкретной или более общей, абстрактной системы. При помощи языка человеку открылась возможность передать, принимать, обра-ботать и хранить информацию в виде целых моделей систем. Это значительно расширяло скорость и объём обрабаты-ваемой информации, особенно при интеграции взаимо-действия различных систем и их иерархий. Чрезвычайно расширились возможности осознавать внешний и внутренний мир в его огромном разнообразии и многомерности. Одновре-менно увеличивалась и неопределённость, ОЭ моделей из-за осложнения и расширения их пределов гомоморфности. Для борьбы с неопределённостью возникала необходимость полу-чить намного большее количество информации и ОНГ.

При рассмотрении функции сознания человека, как бо-лее сложного метода инфообработки, сделаны попытки идеа-лизировать, абсолютизировать мысленную деятельность моз-га, как что-то нереальное, идеальное. Диалектический мате-риализм не признавал сознание материальным, хотя матери-альным считали всю остальную объективную реальность. По существу сознание при помощи мыслей занимается модели-рованием систем реального мира, т.е. инфообработкой на уровне моделей систем [ 20 ]. В то же время модели сами являются объективно существующими системами [ 19 ]. Они более или менее подобны (гомоморфны) первичной реаль-ности, но являются сами тоже реальными системами (вторич-ная реальность). Как каждая система, мысль тоже обладает своей ОНГ, это основная форма её существования. Другие формы - масса и энергия существуют тоже, но в ничтожных эквивалентных количествах. Мысли можно считать системой как отдельно, так и вместе с соответственной областью мозга, как их носителя.

Часто отказываются признать мысли и идеи как объек-тивную реальность из-за того, что их легко субъективно создать и переделать в бесчисленных вариантах. Вообще они зависят от субъекта, принимавшего информацию, от его пре-дыдущей информированности,

образования, наклонностей и настроения, целей и от очень многих иных факторов. Мыс-ленно можно представить и очень большие системы (даже вес универсум), но можно представить и системы микромира. Более того, мысленно можно составлять модели реально несуществующих объектов, фантастических событий или мож-но представлять развитие систем в далёком будущем. Мысли и сознание нельзя считать только отражением реального мира. Точнее это называть моделированием. Модели могут иметь разную степень обобщённости или детализации. Напри-мер, понятие "круг" является идеальной моделью реальности. Хотя абсолютного точного круга реально нет, похожих пред-метов встречается неимоверное количество. Все они включены в систему приближённых кругов. Но понятие идеального (математического) круга тоже существует объективно в соз-нании людей и имеет эквивалентное количество ОНГ, массы и энергии. Субъективность мыслей не оправдывает отказ от их объективного существования в данном конкретном субъек-те. Более сложным вопросом является степень гомоморф-ности этих мыслей (как вторичной реальности) с первичной реальностью.

Проблему сознания можно схематически объяснить сле-дующей инфомоделью (схема). Любая реально существующая система обладает бесконечным разнообразием, размерностью и энтропией. Сознание, как мысленно, так и математически, не может оперировать с бесконечно большими величинами. По-этому оно создает для работы упрощенные модели. Послед-ние уже обладают энтропией (ОЭ) конечной величины. Су-щественным является разработка эффективных моделей, которые по возможности точнее описали бы действие всех влияющих на систему факторов и в то же время отличались бы легкой обрабатываемостью математическим аппаратом.

Неопределенность: ? размерности ? знания ? разнообразия 0 ? Энтропия ОЭ модели ОЭ реальной системы ????????R ?????R??????????????R ? ? ? ? ????????? ?????????????????????-? ? ОНГ подсоз- ?ОНГ зна- ?ОНГ веры Негэнтропия ? ния ? ния,? ? науки ?

Для обеспечения эффективного управления такой слож-ной системой как человек, должна быть по возможности полнее энтропия компенсирована негэнтропией. Та часть ОЭ, которая находится вне пределов модели нашего знания и сознания, не может быть компенсирована знаниями, а только верой. Мы должны стремиться к тому, чтобы наша вера была по возможности ближе реальным предположениям. Часть ОЭ имеющейся модели компенсирована нашими знаниями и науч-ными данными. Человеку необходимо заботиться, чтобы эта часть была бы по возможности больше. Приобретенные зна-ния могут влиять на существующую модель в сознании в двух направлениях: компенсировать или расширять ОЭм модели. Оба направления для повышения эффективности действий человека одинаково важны. Компенсация ОЭ полностью до нуля невозможна. При приближении к нулю все сильнее начинает оказать влияние неопределённость размерности. В реальных системах размерность пространства состояния ог-ромная. В моделях часто ограничиваются несколькими коор-динатами (независимые переменные, факторы). С целью пре-одоления последствии неопределенностей размерности при-рода разработала для человека и животных эффективный ме-ханизм подсознания. Подсознание является разновидностью ОНГ. Но в отличие от сознания оно не основывается на конкретные знания, а на предыдущий опыт, генетическую ин-формацию предыдущих поколений, чувства, эмоции, забы-тые, но сохранённые в глубине мозга сведения. Подсознание является тоже моделью, но качественным и вероятностным. Оно не даёт конкретных программ действия, но определяет его вероятностные преимущества. Подсознание отвечает воп-росам, что вероятно хорошо (полезно) и что плохо (опасно), в каком направлении можно более вероятно достичь цели и в каком направлении нет. Механизм подсознания даёт воз-можности принять решении при условии большого дефицита информации. Несмотря на неопределённость, косвенные и вероятностные сведения всё-таки обеспечивают более опти-мальные решения, чем вовсе без информации.

Вышеприведенная схема даёт обобщённое представление о сознании как о комплексе систем (мыслей) вторичной реальности. Мысли-модели содержат как подсознательные, так и интеллектуальные компоненты, но сознание содержит, кроме того, элементы веры. Верой "объясняется" та часть реальности, которая не учтена при составлении моделей. Ме-тод создания мысленных, научных и интуитивных моделей открывает широкие возможности для исследования реального мира, для выяснения существенных и несущественных факто-ров. Можно проверить различные комбинации систем, ещё не существующих в природе, создать новые произведения, тех-нические проекты, композиции. Ещё большие возможности открываются, если мысленное моделирование соединить с возможностями компьютерного творчества. Тогда вторичная реальность расширяется и дополнительно возникает вирту-альная реальность. Последняя охватывает и созданные при помощи компьютеров модели реального и иллюзорного мира. Виртуальная реальность по своему разнообразию дополняет возможности реального первичного мира. Одновременно "электронное сознание" имеет все возможности сохранить (аналогично памяти) все свои результаты обработки инфор-мации на компакт-дисках. В программах компьютеров необ-ходимо в дальнейшем предусмотреть и элементы подсознания и веры.