ТОННЕЛЬ
Выпуск № 32 (2008)
TUNNEL

Каравайкин А.В.

Нет, это не просто громкий заголовок главы, это недостаточно полно отраженная им действительность.

Информация... Еще совсем недавно научный мир трактовал это понятие сугубо узко: "некоторое знание о чем-либо". Под знанием можно понимать, что угодно: новости, сведения, наблюдения и т.д. Но если это понятие (информация) научное, то каким образом его измерить, обнаружить? Для этой цели американский ученый К. Шеннон предложил использовать переписанную из термодинамики вероятностную формулу энтропии. Почему? Объяснение было вполне "исчерпывающим": просто так удобно производить расчеты... Вот такая "интуитивная наука" эта теория информации! Можно лишь почувствовать, трудно доказать!

Однако под понятие "информация" попадает колоссальное число явлений, фактов, теорий... Живая клетка и кристалл минерала, человеческий мозг и электронная память компьютера. Прошли годы, прежде чем научный мир осознал (почувствовал), что за простым удобством формулы Шеннона (3) скрывается глубокий смысл. Информационные связи в природе так же важны, как и иные формы взаимодействий! Сейчас нет сомнений в необходимости рассмотрения всего окружающего мира с позиций информационно-энтропийных связей, которые охватывают такие научные категории, как вещество, энергия, информация, энтропия. Подобный подход привел к необходимости более глубокого понимания понятия "энтропии". Ее прежнее определение, как энтропия - функция состояния физических тел, уже не отвечает требованиям времени. Связь количества информации и энтропии - трамплин для понимания широкого спектра научных направлений и теорий от биологии, химии, физики до философии, искусства, социологии, психологии... Нет области знания, в которой не было бы места информационно-энтропийному подходу в описании, изучении, осмыслении различных явлений природы.

Теория информации - наука наук! Подобная точка зрения напоминает бомбу, грозящую взрывом во всех областях знаний. Переосмыслить, переписать, пере.., пере... - требование сегодняшнего дня!

Забегая вперед, автор находит важным особо подчеркнуть, что, помимо вышеописанного научного подхода, необходимо учитывать такое неотъемлемое понятие информации, как ее ценность. Именно ценность предложенной информации является ключом к пониманию глобальных неэлектромагнитных информационных взаимодействий окружающего мира. Может создасться впечатление, что рассмотрение неэлектромагнитной составляющей теории информации - попытка "бежать впереди паровоза". Это далеко не так, именно неэлектромагнитная составляющая теории информации может проложить рельсы общего понимания информационно-энтропийных связей.

Предложенная Шенноном возможность измерять информацию по степени ее неожиданности является не менее значимой, чем необходимость абстрагироваться при этом от смысла передаваемой информации. Неэлектромагнитная кибернетика (на современном этапе) также не рассматривает "смысл информации", а лишь фиксирует наличие ее рецепции. Подобный подход крайне важен на первом этапе, так как позволяет оставить за рамками исследований вопросы, о которых мы (сейчас) не имеем малейшего представления. Однако важно сказать, что ключом к пониманию вопросов ценности и смысла информации, в том числе и неэлектромагнитной ее составляющей, является вопрос о параметре ее рецепции, или если хотите, усвояемости рецептором. Это представляется очень важным. Не следует думать, что понятия ценности и смысла информации слишком субъективны. Этот субъективизм скрывает фундаментальные законы, само наличие которых еще предстоит выяснить.

Рассматривая вопрос максимальной рецепции неэлектромагнитной информации к различным информационным потокам, мы фактически сортируем ее, подобно тому как это происходит с диапазоном частот при сортировке электромагнитных сигналов. Теория информации по Шеннону, в принципе, не рассматривает возможность оценки ценности и смысла информации. Эти категории принесены в жертву объективным свойствам информации, описываемым математическим языком. Как это ни странно, но именно этот шаг привел к возможности глобального применения информационно-энтропийных соотношений, сделал их справедливыми для всех форм и видов информации, существующих в природе. Этот несложный подход вполне применим и в неэлектромагнитной составляющей современной теории информации, впрочем лишь на начальном этапе познания. Эти аналогии научных подходов к одним и тем же проблемам электромагнитной и неэлектромагнитной составляющих теории информации лишний раз подчеркивают их единство. Может появиться ошибочное представление, что создаваемое здание современной теории информации (обеих ее составляющих) оказалось с крышей, при этом нет ни стен, ни фундамента. Это не так, просто стены и фундамент трудно "рассмотреть имеющимися средствами". Все это попросту вздор, перед самой возможностью измерять количество информации обеих составляющих, как электромагнитной, так, безусловно, и неэлектромагнитной, обнаруживать ее присутствие в пространстве!

Воистину необходим особый дар, чтобы увидеть в хаосе порядок! Это было дано Больцману, как ученому с большой буквы. Как человек, он испил до дна чашу, имя которой судьба... Так, по-кибернетически неожиданно мы описали еще одно понятие - детерминированность (определенность). Жестко детерминированная система - система, в которой все предопределено. Изучение подобных систем является более предпочтительной задачей, поскольку позволяет заранее просчитать ее результаты и в последующем сравнить их с полученными практическими данными. В стакан с обычной водопроводной водой бросаем некоторое количество кристаллов сахара. Система жестко детерминирована. Не представляет труда определить теоретически, на сколько возрастает энтропия системы, соответственно известно сколько при этом "выделится" неэлектромагнитной информации в пространство. Следовательно, остается лишь зафиксировать ее рецепцию к различным рецепторам. Это, в свою очередь, позволит определить ее ценность. Что может быть проще? Жестко детерминированные системы позволяют исключить всякую случайность, тем самым решив вопрос повторяемости эксперимента. Система Солнце-Земля также относится к числу таких систем. Подобных примеров в окружающем мире огромно. Вероятность и детерминизм в их сочетании - основные источники существования. Очень важно, что детерминизм проявляется в росте энтропии в самопроизвольных процессах в соответствии со вторым началом термодинамики. Но еще более важно, что без рассмотрения вопросов детерминированности не обойтись и в разнообразных процессах антиэнтропийного ряда - процессы возникновения сложного из более простого или простых. Нас прежде всего интересуют неэлектромагнитные информационные потоки, свойственные вышеописанным ситуациям.

Почему, например, существуют процессы (прежде всего биологической природы), которые вопреки "безысходности" состояния жестко детерминированной системы находят в себе "силы" к образованию все новых, более совершенных форм существования. Возможно ли это без обмена информацией между различными антиэнтропийными системами? Ответ следует искать в принципиальном отличии изолированных систем от открытых. Именно к открытым системам относятся описанные выше биологические самоорганизующиеся системы, так успешно противостоящие безудержному росту энтропии. Главным отличием открытых систем является возможность обмениваться с окружающим миром (средой) веществом и энергией, без сомнения, это же следует сказать и об информации, в том числе неэлектромагнитной. Именно такой обмен является необходимым условием существования антиэнтропийных систем и процессов. Также следует отметить характерные признаки выше рассмотренных структур - отсутствие роста в них энергии наряду с сокращением энтропии. Говоря буквально, самоорганизующиеся биологические структуры "питаются" отрицательной энтропией. В свою очередь, приток в систему отрицательной энтропии является прямым следствием поглощения ею неэлектромагнитной информации. Исследования процессов биологической природы наиболее убедительно свидетельствуют в пользу безусловного существования неэлектромагнитного информационного обмена. Торжество теории Дарвина - механизма эволюции - заключается в утверждении механизма совершенствования биологических видов. Созданная им эволюционная биология стала прологом создания обобщенного механизма антиэнтропийных взаимодействий неживой природы.

Решительным шагом в этом направлении является создание новой области научного поиска - неэлектромагнитной кибернетики. Важнейшей задачей, стоящей перед ней, молено назвать не столько количественную оценку информации, сколько ее качественное состояние - ценность. Какую роль играет ценность информации в ходе процессов биологического структурирования, как эволюционного, так и индивидуального? Какие аналогии следует выявлять и в мире неживой природы? Можно ли говорить о безусловном возрастании сложности обладаемой информации биологическими структурами в ходе эволюции? На этом последнем важнейшем вопросе остановимся несколько подробнее.

Так, целый ряд примеров говорит о возможном сокращении информации, обладаемой биологической структурой в ходе эволюции, что несколько противоречит общей тенденции. Например, некоторые животные, живущие в пещерах, утрачивают органы зрения. Подобное происходит и с таким древнейшем видом - рыбами, "волей судеб" оказавшимися в условиях обитания, характеризующихся существенным недостатком света, мутной водой, большими глубинами. Такие упрощения встречаются довольно часто. Следовательно, можно говорить об изменении параметров рецепции информации в ходе эволюции жизни. Максимальная рецепция предложенной информации зависит от параметра ее ценности. Ранее уже был сформулирован этот основополагающий закон в отношении неэлектромагнитного информационного обмена, теперь мы убедились в его распространении и на электромагнитную составляющую информационных процессов мира живой природы. Все вышеописанное касается биологической составляющей информационных процессов, а как обстоят дела в мире неживой природы? Существуют ли там аналогии победоносного структурирования вопреки нее уничтожающего роста энтропии, предписанного вторым началом термодинамики?

Что может служить ответом на этот, казалось бы, гложнейший вопрос? Окружающая нас Вселенная. Распространение выводов, следующих из второго начала термодинамики, на всю окружающую нас Вселенную, неминуемо "должно" было привести к так называемой "тепловой смерти", то есть равномерному распределению тепла и выравниванию температуры во всем ее объеме. Теоретически это, безусловно, так, но практически мы наблюдаем совершенно противоположную картину мироздания.

Ранее был приведен пример неэлектромагнитного информационного обмена, "генерируемого" процесом растворения в воде кристаллов сахара. Суть его заключается в том, что высвобождающееся в ходе этого процесса некоторое количество неэлектромагнитной информации поглощается всеми материальными телами (веществами) окружающего пространства, при этом сокращается их собственная энтропия. Таким образом, рост энтропии в ходе процесса растворения в воде сахара приводит к неизбежному сокращению энтропии окружающего пространства! Если эти механизмы "работают" в объеме лаборатории, то какие нужны основания для предположения, что они "работоспособны" и в объеме Вселенной. Выводом такого предположения является утверждение о том, что количество информации, присутствующей во Вселенной, неуничтожимо! Как бы ни росла энтропия пространства в результате каких-либо процессов, содержащаяся в нем неэлектромагнитная информация компенсирует этот рост. Вселенная вечна!

Вселенной предписана не смерть, а бессмертие. Частные примеры могут быть бесконечно многообразны, но сама эволюция развивается по одним Законам, справедливым в рамках всей Вселенной. И не столь важно, будь то растворение сахара в воде или угасание звезды. Неэлектромагнитный информационный обмен является равноправным участником существования (формирования) Вселенной, угасшая где-то звезда становится прологом вспыхивающего нового светила...

Под действием сил гравитации из космической пыли образовывается сгусток материи, который становится центром гравитационного притяжения. В момент достижения им определенной плотности начинаются ядерные процессы. Гравитация противодействует росту энтропии. Однако встает вопрос, откуда берется тепло внутри сжимаемых гравитационным полем космических сгустков? Возможно, часть энергии гравитационного поля переходит в тепловую энергию. А за счет чего же возобновляются потери?

По мнению автора, ответ очевиден: гравитация - вид неэлектромагнитного информационного обмена. Стоит лишь это предположить, как вопрос с пополнением вышеописанных потерь отпадает автоматически.

Мы видим, как многообразны проявления неэлектромагнитного информационного обмена окружающего нас мира.

Уважаемый читатель может сам включиться в теоретический поиск фактов подобного проявления неэлектромагнитного информационного обмена. Важно описать принципиальные схемы подобных неэлектромагнитных взаимодействий, технологию их обнаружения (регистрации), затем имеет смысл прорабатывать вопросы возможного использования неэлектромагнитных технологий. С уверенностью можно сказать, что емкость вопроса гарантирует исследователям необъятные возможности для творчества. Можно предположить, что применение полученных в ходе исследований неэлектромагнитного информационного обмена технологий приведет к "взрыву" научного багажа человечества как в смысле пересмотра некоторых теорий, так и их обогащения.

Человек - неотъемлемая часть природы, структурирующийся (самоорганизующийся) совершенно по тем же общим законам существования биологических видов. Следовательно, он также участвует в информационных процессах. Каковы особенности этого обмена и характерные черты - на эту тему речь пойдет в одной из последующих глав, где будут рассмотрены вопросы информации, которая свойственна человеку и отсутствует в иных элементах живой природы, имеется в виду сознание - наивысшее достижение эволюции биологических видов.

Сейчас же попытаемся описать с позиций теории информации так называемую художественную информацию как результат деятельности интеллекта человека. К данной информации человека следует отнести: стихи, прозу, полотна художника, музыкальные произведения... Каковы механизмы их возникновения с позиций теории информации? Данная тема многогранна, но тем не менее... Теория информации гласит: ценность информации тем выше, чем неожиданнее эта информация. Достаточное ли это условие для художественного произведения? Мы обязаны ввести такое понятие, как эстетическая ценность информации человека, более того, интуитивная информация человека. Как оценить и измерить эти информационные величины применительно к человеческому мышлению? Нахождение ответов на эти сложнейшие вопросы, мягко говоря, выходит за рамки настоящей работы, ее цель лишь осветить проблему, описать характерные черты.

Необходимо также отметить, что еще более сложны вопросы, связанные с неэлектромагнитным информационным каналом "общения" человека. Этой великой проблеме еще предстоит серьезное исследование. С уверенностью можно сказать одно, что человек, как и любая иная биологическая структура, производит отрицательную энтропию, в том числе и за счет оттока ее (энтропии) излишков в окружающую среду. Подобный отток энтропии не может характеризоваться как позитивное свойство человеческого общества, поскольку по сути дела является загрязнением, отравлением среды обитания и не только человека.

Одной из важнейших проблем развития человеческого общества является выработка механизмов единства с миром живой природы планеты Земля, в этом залог его доброкачественного существования, точнее говоря, сосуществования. Этому еще предстоит научиться, должны помочь новые приобретенные в ходе собственной интеллектуальной эволюции знания и опыт (порой слишком горький). Критерии единства человека и природы необходимо вырабатывать прежде всего на базе предоставляемой теорией информации. Информационно-энтропийный баланс человеческого общества необходимо приводить к "стандартам" биологической (естественной) природы...

Об авторе: Каравайкин Александр Викторович - руководитель Лаборатории "ВЕГА" (http://vega-new.narod.ru), академик МАИ

Источник: Александр Каравайкин. Некоторые вопросы неэлектромагнитной кибернетики. М., Наука. 2005. С. 16-32.