Информация или интуиция?

Шилейко Алексей

ОТКУДА БЕРЁТСЯ ИНФОРМАЦИЯ!

И еще одно, самое последнее, рассуждение, перед тем как окончательно распрощаться с читателем. Рассуждение о том, как возникает информация. Следуя второму началу термодинамики, мы должны утверждать, что общее количество информации в природе может лишь либо уменьшаться, либо оставаться постоянным. Однако в отдельных, локальных системах количество информации может увеличиваться. Так как же она возникает?Есть хорошо известный в биологии факт, что постоянные браки между близкими родственниками приводят к вырождению. Наоборот, новые биологические виды могут быть получены при скрещивании достаточно отдаленных ветвей. Сейчас мы знаем, что это свойство есть именно свойство информации, заложенной в хромосомах. При браках между родственниками подчеркиваются и закрепляются имеющиеся генетические дефекты, в то время как скрещивание отдаленных

ветвей приводит к появлению новой информации.Все то же самое должно быть справедливо и для интеллектуальной деятельности. Мы говорим об этом потому, что в последние годы очень модным стало стремление избавить работника интеллектуальной профессии от так называемой рутинной деятельности. Всевозможные автоматы начинают поставлять нам все больше раз личных заготовок — полуфабрикатов. Такое происходит и в искусстве, и в музыке, и, в частности, в науке, где всевозможные информационно-поисковые системы ставят себе целью в конечном итоге избавить ученого от необходимости иметь дело с литературой.Трудно представить себе более рутинную работу, чем разыгрывание гамм на рояле. Однако еще труднее представить себе пианиста, никогда не играющего гамм. И важно именно то, что при разыгрывании гамм не только увеличивается гибкость пальцев, приобретается то, что называется техникой игры, но и устанавливаются зависимости между отдельными звукосочетаниями и мышечными сокращениями. Точно так же и в науке. Пользуясь полуфабрикатами, ученый перестает видеть ту самую общую картину, которая, по нашему предположению, лежит в основе всякого открытия. Роясь в библиотеках, просматривая сотни ненужных на первый взгляд публикаций, ученые получают возможность черпать отдельные фрагменты, штрихи, мазки — называйте их как угодно, — которые в конечном итоге и складываются в общую картину. Приведем в этой связи несколько строк из книги М. Шагинян «Человек и время»:«Шли дни, месяцы, годы такого чтения в поисках «истины — до конца» (которого, кстати сказать, и не бывает). И прочно, как возводимое каменное здание с цементом, скрепляющим камни, вырастала привычка. Замечательная привычка, сделавшаяся моей «подругой» на всю долгую жизнь. Привычка находить нужную книгу; а в книге находить ее самое нужное место; а нужное место правильно конспектировать, ставя номер страницы. Привычка вдумчивого чтения, открытия цитатной мысли у автора; усвоения побочных мест, могущих пригодиться; привычка чувствовать себя в книге,— любой и почти на любом иностранном языке, во всяком случае на трех из них, — не как в гостях, а как дома. Словом, привычка хорошо понять и отложить в записях для памяти нужную тебе книгу. Пусть она потом забудется. Но память хранит ее в своей кладовой для первого нужного случая. И вы. останетесь богачом знаний даже в периоды своих беспамятств, богачом знаний, потому что удерживаете в памяти связь между всем прочитанным, как нитку в ожерелье жемчужин. Постепенное обретение простого опыта, что изолированной науки в мире нет и все познанное человеком перекликается, — оно-то, в сущности, и составляет секрет «образованности».

Общее понятие информации

Слово «информация» известно в наше время каждому. Между тем вошло оно в постоянное употребление не так давно, в середине двадцатого века, с подачи Клода Шеннона. Он ввел этот термин в узком техническом смысле, применительно к теории связи или передачи кодов (которая получила название «Теория информации»). В настоящее время наполнение этого термина получило гораздо более глубокий смысл. И это не случайность, а следствие того, что только в последние десятилетия выявилась необходимость осознанной организации процессов движения и обработки того, что имеет общее название «Информация». Между тем само понятие «Информации» во многом остается интуитивным и получает различные смысловые наполнения в различных отраслях человеческой деятельности. Представляется, что настало время рассмотреть обмен Информацией в целом как глобальное явление и попытаться найти его общие свойства и закономерности, знание которых может оказаться полезным в изучении каждой конкретной реализации этого явления.Для того чтобы вывести наиболее общее определение понятия «Информация», выделим такое его свойство, которое с одной стороны было бы присущим любому его конкретному проявлению, и с другой стороны, позволяло бы отличать их от проявлений других понятий. Другими словами мы хотим выделить необходимый и достаточный признак, по которому мы будем определять, относится ли то или иное явление к проявлению понятия «Информации».

Начнем с того, что построим самую простую схему из трех понятий: «Объект», «Среда» и «Взаимодействие». «Объект» – это нечто устойчивое во времени и ограниченное в пространстве интересующее нас как единое целое. «Среда» – это множество всех других потенциальных «Объектов» интересующих нас только с точки зрения их влияния на состоянии

выделенного «Объекта» и обратного влияния «Объекта» на их состояния. «Взаимодействие» – это растянутый во времени процесс взаимозависимого изменения параметров состояния «Объекта» и «Среды». Эта схема является замкнутой в том смысле, что «Среда» включает в себя все потенциальные «Объекты» способные влиять на состояние выделенного «Объекта». Далее мы не будем брать в кавычки приведенные понятия.

В природе существует два фундаментальных вида взаимодействия: обмен веществом и энергией. Фундаментальность этих видов взаимодействия заключается в том, что все прочие взаимодействия происходят только через их посредство. Эти виды взаимодействия подчиняются закону сохранения. Сколько вещества и энергии один объект передал другому, столько тот и получил, и наоборот. Потери, происходящие при передаче, не рассматриваются, ибо потери вещества и энергии в замкнутой среде не возможны и то, что называют потерями, является отдельными актами взаимодействия с другими объектами той же среды. Среда замкнута именно в том смысле, что все взаимодействия происходят только внутри ее.

Энергетическое и вещественное взаимодействие объектов является симметричным, т.е. сколько один отдал столько же другой получил. Переходы между веществом и энергией не влияют на общий баланс, поскольку действуют законы сохранения константы их соотношения. Так же не влияет на общий баланс разрушение объекта в результате таких взаимодействий, так как опять же сохраняется сумма констант соотношения вещества и энергии, образовавшихся в результате разрушения частей (новых объектов).

Примем за аксиому, что на основе комбинации фундаментальных взаимодействий, между объектами может происходить взаимодействие более высокого порядка, при котором от одного к другому переходит некоторая субстанция и при этом потери одного не совпадают с приобретением другого. Такое взаимодействие является несимметричным. В предельном случае несимметричного взаимодействия при передаче субстанции между объектами один из них ее приобретает, а другой не теряет. Изменение количества энергии и вещества при этом естественно, будут иметь место, поскольку данный акт взаимодействия имеет в своей основе комбинацию фундаментальных видов взаимодействия обеспечивающих перенос субстанции.

Теперь сформулируем наиболее общее определение понятия Информации, от которого мы будем отталкиваться в дальнейшем.

Любое взаимодействие между объектами, в процессе которого один приобретает некоторую субстанцию, а другой ее не теряет называется информационным взаимодействием. При этом передаваемая субстанция называется Информацией.

Из этого определения следует два наиболее общих свойства Информации. Первое – Информация не может существовать вне взаимодействия объектов. Второе – Информация не теряется ни одним из них в процессе этого взаимодействия.

Шилейко А. В., Шилейко Т. И. Информация или интуиция?1

ПЕРВЫЕ ВСТРЕЧИ1

ЧТО ТАКОЕ ИНФОРМАЦИЯ2

ДВЕ ЗАГАДКИ3

СКОЛЬКО ИНФОРМАЦИИ?5

ОГЛЯНЕМСЯ НАЗАД7

ИНФОРМАЦИЯ И СЛУЧАЙ8

ЭНЕРГИЯ ПЕРВЫЙ СОРТ11

ЭНЕРГИЯ И ЭНТРОПИЯ13

О ВНУТРЕННЕМ СОВЕРШЕНСТВЕ16

ИГРАЕМ В БИЛЬЯРД18

Модель ТОМА СОЙЕРА19

БИЛЬЯРД С КРЫШКОЙ20

БАЛЛОН С ГАЗОМ22

СЕКРЕТ КАЧЕСТВА24

ИНФОРМАЦИЯ — ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА!26

КРАШЕНЫЕ ШАРЫ27

ДЕМОНЫ МАКСВЕЛЛА28

ИНФОРМАЦИИ РАБОТАЕТ29

СПОР ГИГАНТОВ30

ИГРАЕТ ЛИ ГОСПОДЬ БОГ В КОСТИ?31

СКОЛЬКО СПОСОБОВ!32

СВОЙСТВА БЕЗРАЗЛИЧИЯ33

ДВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНТРОПИИ34

ИНФОРМАЦИЯ И ВЕРОЯТНОСТЬ36

НЕСКОЛЬКО СТАРЫХ ПИСЕМ37

ЗАДАЧИ КАВАЛЕРА де МЕРЕ38

ВЕРОЯТНОСТЬ И ЧАСТОТА39

ВОТ СЧАСТЛИВЧИК!42

ВОШЕДШИЕ, ОСТАВЬТЕ УПОВАНИЯ!43

КУДА ДЕВАЛАСЬ ИНФОРМАЦИЯ ?44

ЧТО ЕСТЬ ПОРЯДОК!45

СНОВА ШАРЫ46

КТО ЖЕ ПРАВ, А. ЭЙНШТЕЙН ИЛИ Н. БОР!47

ГАРМОНИЯ СФЕР48

СУДЬБА ЗАКОНА49

СПАСАТЕЛИ50

ЗАКОН СУРОВ, НО ЭТО ЗАКОН51

ЧТО НАДО, ЧТОБЫ БЫТЬ ЗАКОНОМ!52

ЕЩЕ ОДНО ПРЕДСКАЗАНИЕ53

ПРОБЛЕМА ЧЕРНОГО ТЕЛА54

КОТОРЫй ИЗ ДВУХ!55

ТАИНСТВЕННАЯ КОНСТАНТА56

ПОСТОЯННАЯ ПЛАНКА И ИНФОРМАЦИЯ56

КВАНТЫ И СИМВОЛЫ57

ВНУТРИ АТОМА58

КАК СЕБЯ ЧУВСТВУЕТ АТОМ!59

ЗВЕЗДА ЭКРАНА60

ЧЕРЕЗ КАКУЮ ЩЕЛЬ ПРОШЕЛ ЭЛЕКТРОН!60

ЧТО ТАКОЕ ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА!62

КАРМАН ДЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ63

НУ А ЭНТРОПИЯ!64

«УЧЕНЫЕ» ЭЛЕКТРОНЫ65

НА ВЕНЕРЕ И НА ЗЕМЛЕ66

ДВОЙНИК ФАРАОНА67

КОРОЛЕВА НАУК67

ИЗ ОДНОЙ КЛЕТКИ68

КЛЕТКА-ФОНАРИК68

«ЧЕЛОВЕК-КРОЛИК»70

ОСТОРОЖНО — ХИМЕРЫ71

САМЫЙ СОВЕРШЕННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ71

ЧТО ТАКОЕ ЖИЗНЬ!73

ЧЕЛОВЕК И ДРОЖЖИ74

БИОЛОГИЧЕСКИЙ БИЛЬЯРД74

ЕДИНСТВЕННОЕ ЧУДО75

ЕСТЬ ЛИ ПОЛЕ?77

ЭНТРОПИЯ живого79

С БОЛЬШИМ ЗАПАСОМ80

КАСТРЮЛЯ81

ВЕЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ!82

СИСТЕМЫ СВЯЗИ83