От эволюционно-синергетической к энергоинформационной парадигме

От эволюционно-синергетической к энергоинформационной парадигме. Человек, ставший сторонником новой парадигмы на раннем этапе ее развития, должен... верить в успех этой парадигмы. Что-то должно заставить хотя бы нескольких ученых почувствовать, что та или иная новая идея принесет успех, и иногда только какие-то личные и не совсем осознанные эстетические соображения могут породить такие чувства.

Томас С.

Вселенная и все заполняющее ее представляет собой неразрывное триединство: вещество, энергию и информацию. "Мы должны представить себе картину большой мировой машины, или трансформатора энергии, состоящего из множества подчиненных единиц, каждая из которых в отдельности и все вместе, как целое участвуют в едином круговороте" (Альфред Лотка).

Современная эволюционно-синергетическая парадигма, опирающаяся на физико-математические методы синергетики - науки о самоорганизации, претендует на роль единого метаязыка человеческой культуры нашего времени. От бытия к становлению - суть этой парадигмы, где акцент переносится с изучения инвариантов системы, положений равновесия на изучение состояний неустойчивости, механизмов возникновения и перестройки структур. Появляется возможность универсальным образом описывать явления самоорганизации, проясняется смысл открытости систем, роль случайности и конструктивности, роль хаоса в кризисные моменты, природа катастрофических революционных изменений в системе.

Однако, признавая значение хаоса, флуктуаций в их активной системно и структурно-образующей функции в точках катастроф, синергетика не рассматривает физических механизмов самоорганизации, полагая, что выбор системы в таких состояниях чисто случаен.

По теореме Геделя ни одна из систем не самодостаточна и не может развиваться без влияния надсистем. С точки зрения современной физики роль такой надсистемы может играть вакуум как среда, в которую погружены все вещественные и полевые структуры систем. На первый план в этом случае выступают энергетические и информационные свойства этой среды, поэтому можно говорить о нарождающейся  энерго-информационной парадигме как базисе нового синтезирующего научного мышления. Закономерно наступает такой этап развития науки, когда старая парадигма утрачивает способность ассимилировать накопившийся эмпирический материал.

Новая парадигма строится на основе изменения представлений о физическом мире, месте человека в нем, переосмыслении проблем цивилизации на основе нового видения мира. Ее создание требует пересмотреть в каждой конкретной науке весь накопленный веками запас знаний с точки зрения энерго-информационных свойств физического вакуума. При этом свойства вакуума проявляются в двух "слоях" - в реальном мире материальных объектов и явлений и в информационном, или семантическом поле, носителем которого служит особая форма физического вакуума, которую проф. Л. Лесков предложил называть "мэоном" (с греч. - "отсутствие бытия", "ничто"). Речь идет о бинарной структуре Вселенной, которая призвана стать основой концепции лежащей в основании новой научной картины мира, которую можно назвать энергоинформационной или по Л. Лескову - ноокосмической (ноос с греч. "разум", "сознание", космос - Вселенная).

Свойства физического вакуума (ФВ) должны учитываться при описании физических явлений. ФВ пронизывает все окружающее нас вещество, не вступая с ним в теплообмен, находясь при абсолютном нуле температур. Существует информационный обмен между структурами ФВ и атомной материи. Атомная материя благодаря этому обмену может записывать информацию на структурах ФВ и хранить ее неопределенно долго.  Влияние микромира на макроскопические процессы не опосредовано, поэтому все физические теории, которыми руководствуется современная наука не полны, состоят из необходимых, но недостаточных принципов. Поэтому необходим учет эффектов  флуктуаций и структурирования ФВ на все природные процессы.

Информационный подход.

"Информация существует постольку, поскольку существуют сами материальные тела и, следовательно, созданные ими неоднородности. Всякая неоднородность несет с собой какую-то информацию" (академик В. М. Глушков). Такова синергетическая трактовка информации. Г. В. Чефранов утверждает, что надо по-новому взглянуть на статус информации в связи с новым ее пониманием. Информация анализируется им в разных аспектах.

Во-первых, к информации следует подходить с позиций космизма: человек, его судьба и смысл жизни, его нравственные принципы могут быть по-настоящему поняты и объяснены только при том условии, если мы не будем рассматривать систему "человек-космос" как диалектическое тождество. Человек не просто микрокосмос. Каждая анализируемая автономная единица (человек, атом, электрон, фотон и т. д.) содержит в себе в свернутом виде все содержание космоса.

Во-вторых, информация рассматривается с точки зрения ее статуса в объективной реальности. Информация является постоянным и неотъемлемым свойством любого объекта всей Вселенной. Поэтому целесообразно говорить о триединстве - о законе сохранения массы, энергии, информации.

В-третьих, информация рассматривается как программа, как заданность развития мира в целом.

В-четвертых, информация по своей природе и по своему истинному назначению есть духовная сущность Универсума.

В последнее время возрос интерес к теории Дэвида Бома, в которой квантовый объект, например, электрон, существует в определенный момент времени в определенном месте,  но его поведение управляется неким полем или "управляющей волной", свойства которой определены волновой функцией .Де Бройль считал, что волны вероятности представляют собой продольные волны ( подобно фотонам). В такой трактовке квантовой механики нет неопределенности. В квантовой  механике следует обращать  внимание на связь объекта и субъекта, измеряемого и измеряющего, энергетического и информационного. Информационный демон Максвелла не только не работает бесплатно, но и его работа не может быть неинформационной. Главный упрек квантовой механике в том, что физические явления каким-то образом формируются теми вопросами, которые мы задаем при изучении природы  микромира. Тогда основой реальности должен быть не квант, который является физическим объектом, а бит - специфическое понятие информатики и вычислительной техники, выражающее количество информации, содержащейся в ответе на вопрос "да" или "нет". Группа учеников Уилера занимается переложением квантовой механики на язык теории информации. Они утверждают, что принцип неопределенности и корпускулярно-волновой дуализм в таком варианте теории более наглядны.

В последнеее время вместо представления о мире как двуединой сущности (материя - дух) все чаще стали говорить о триединстве (материя - дух - информация). В теории информации обычно применяется двоичный код "или-или", выраженный битами 1 бит = K ln 2 Дж/К. Информация призвана компенсировать рост энтропии, поэтому можно дополнить второе начало термодинамики, превратив его в закон сохранения энтропии и информации. Каждая синусоидальная волна в течение одного периода содержит две полуволны - положительную и отрицательную(орел и решка). Поэтому синусоиду можно рассматривать как вполне естественный способ задания двоичной системы знаков, а каждая гармоника может выступать в качестве элементарного сообщения и давать один бит информации.

Информация передаваемая электромагнитными волнами (ЭВМ) может быть записана в числах, и это связано с внутренней метрикой волны. При таком подходе Вселенная может быть представлена в виде сверхкомпьютера, системные программы которго представлены в виде физических (или иных) законов. Вероятно, в пределах электромагнитного спектра реализуется измерительный процесс квантования любых конечных интервалов пространства и времени с любой точностью. Математически это аналогично вычислению иррациональных величин путем непрерывного увеличения числа знаков, обеспечивающих приближение к истинному значению, или поиску кодов золотой пропорции (S - кодов Фибоначчи). Из свойства мультипликативности вероятностей р1*p2*p3= р вероятность одновременных событий равна произведению. Количество информации как мера множества должна обладать свойством аддитивности. Простейшая функция логарифма log (ab) = log a + log b.  Удобен логарифм по основанию 2. Любое ритмически повторяющееся движение можно рассматривать, как результат наложения простых гармонических движений, а любое волновое движение - как сумму простых гармоничных волн. Это утверждение, доказанное впервые в виде теоремы (1822) французским математиком и физиком Ж. Б. Фурье служит основой исследования повторяющихся явлений в самых разных областях науки. В спектральном анализе доказана важная теорема об изменении масштаба спектра, связанная с преобразованием Фурье: единственный способ расширения спектра (увеличения его ширины без изменения гармонического состава) состоит в том, чтобы сжать (или ускорить) процесс во времени. И наоборот, для сжатия спектра необходимо растянуть его (или замедлить) процесс во времени.

Известно, что безэнергетических объектов нет; следующим шагом является признание того, что нет и объектов безинформационных. Если связь массы и энергии может быть выражена в форме М + q 1Е = const (преобразуя Е - mc2= 0), то наличие информации как третьего обязательного компонента должно быть учтено в форме: М + q 1Е + q 2Н = const. Первый коэффициент количественно и качественно соответствует константе связи между энергией и массой в уравнении Эйнштейна  Е = mc2. Второй коэффициент количественно совпадает с константой .Больцмана, но качественно к концепции Больцмана никакого отношения не имеет. Смысл этого коэффициента ближе к другому уравнению Эйнштейна, где энергия связывается уже не с массой, а с волновым полем, информационный характер которого Эйнштейн оставил без внимания: Е = h*n. Если амплитуда волнового процесса относится к энергетическому аспекту, то фаза и частота - к информационному.

В работе Л. А. Николаева "Основы физической химии биологических процессов" информация в форме частоты n правой части уравнения .Планка связывается с энергией Е левой части этого уравнения. Причем обе эти компоненты понимаются как паритетные составляющие (наряду с массой) единой материи. Л. А. Николаев называет левую часть уравнения Е = h*n энергетической, или параметрической, компонентой, а частоту n в правой части именуют информационной, организационной, кодовой компонентой. Силовой взлом замка иллюстрирует первую составляющую. Открытие замка ключом наглядно представляет смысл второй составляющей. Исключительно важно значение ритма, резонансного взаимодействия, воли вообще. "Чем более совершенен код, тем менее его энергетический эквивалент и тем больше его информационная ценность". Микроскопические флуктуации могут влиять на макроскопические процессы, и перепад амплитуд в 10^30 не является здесь пределом! В биологии самым удивительным является в этом отношении то небольшое тело, которое мы называем мозгом: его работа зависит даже от того, думает ли он о себе (самоконтроль) или нет. В физике рекорд по этому поводу принадлежит кристаллу йода, рост которого в 10^1300 раз ускоряется при наличии катализатора-дислокации.

Равноправие информации с массой и энергией провозглашено Норбертом Винером и Акселем Бергом. Человечество на пороге понимания того, что такое информация, которую хранит окружающая нас природа, где она хранится, как формируется, записывается и передается. В окружающем нас мире, возможно, существует  фундаментальный генетический код, в котором записаны основные программы эволюции материи во Вселенной. Возможно, волновые свойства, явно выраженные в  микромире, проявляясь на всех макроскопических уровнях, включая всю Вселенную, являются универсальным информационным кодом ее самоорганизации.