проект:    архи.всё -> энтропия
   О термине действие-энтропия-информация
Центр Исследования Хаоса Энтропия
Архитектурный журнал
прессслужба


Лекции
Строительство

 

Конечно, в деталях существует различие между переменными в классической механике и при описании логических задач, или физических и химических свойства фрагментов ДНК, или клеток в организме, или популяции в целом, или особи в её составе. Но при строгой реализации всех этих задач (внешне разнородных) в них останется ключевой энтропия, имеющая размерность действия.

Конкретные различия между такими задачами содержатся в уравнениях состояния, связывающих между собой независимые переменные для каждой из них. В частности, принципиальное различие уравнений состояния отличает классическую механику от всех других задач.

В классической механике, как впервые введено в [6], уравнение состояния связывает между собой приращения импульсов и координат. В термодинамике, а потому и в большинстве макроскопических задач, независимые координаты связаны между собой непосредственно. При использовании действия как энтропии-информации в задачах, например биологии, специфику задач, подробности их постановки  будут включать в себя именно уравнения состояния.

Как всегда в науке, функции состояния, возникшие из равновесных задач, оказываются ступенью для перехода к существенно неравновесным, открытым системам. Они преимущественны в биологии. В этом ключевым является то, что экстремумы действия-энтропии-информации и её производства (функции Ляпунова) определяют устойчивость, то есть факт существования процессов и объектов (как равновесных, так и неравновесных). Устойчивость в неравновесных процессах - это и есть то главное, что подразумевается под распространённым сейчас понятиями - самоорганизация, синергетика.

Немного с другой стороны ещё раз подчеркну главную особенность энтропии как физической переменной и действия как её размерности.

В [6] введена новая аксиоматическая система основ механики и физики. Она состоит в следующем. Любой объект в природе в конечном итоге состоит из многих элементов и обладает энергией. Природа детерминистична в том смысле, что для любых её объектов и процессов существуют пороги. Ошибки, не выходящие за пределы таких порогов, не влияют на результат. Эти пороги на фундаментальном уровне заданы в единицах действия, то есть энтропии-информации. Наиболее значимый порог возникает в основах механики в виде конечного предела снизу для элементарных приращений её перемнных - координат и импульсов. Описывается он в терминах фазового пространства. Учёт этого порога отличает квантовую механику от классической. В квантовой механике это известно как соотношение неопределённости Гейзенберга и парадоксальным образом трактуется как утверждение об индетерминизме природы. Ошибочность такого утверждения показана в [4], [6].

Определение энтропии через число возможных состояний элементов системы (объектов природы), требующее участия статистических закономерностей, возникает в  результате того, что в реальной системе полная её энергия складывается из энергии составляющих её элементов (например, "частиц" в случае механики). Поскольку носителем энергии является дискретный элемент системы и независимой переменной является конечный элемент фазового объёма (ячейка в фазовом пространстве по общепринятой терминологии), то способ выразить энергию в функции независимой переменной состоит в том, чтобы методами комбинаторики найти числа заполнения этих ячеек элементами системы (классически для ячейки возможен предел нулевого объёма, но это только приближенный постулат). Природа реализует такое распределение "плотной упаковкой", но не самих "частиц", а их взаимосвязанных координат и импульсов - "частиц в движении". Ответ на её детали выражается макроскопическими состояниями и изменениями объектов - реальными как таковые, наблюдаемыми во внешних проявлениях. Комбинаторика реализуется внутри объектов природы - наблюдаются её макроскопические результаты.

Связь комбинаторики с реальностью возникает потому, что суммарная энергия и суммарное число элементов системы заданы внешними условиями. Результаты комбинаторики могут быть и должны быть сопоставлены с величинами полной энергии системы и полного числа её элементов. В определении энтропии это реализуется с помощью введенной ещё Больцманом процедуры нормировки энтропии. Этим абстрактность математического описания энтропии превращается в "грубую, зримую" реальность энтропии как физической переменной. Она становится действием - элементарно измеримой переменной.

Например в терминах ньютоновской механики для равномерного прямолинейного движения величина действия выражается произведением массы на скорость и на длину пройденного пути. В таком смысле термин действие отражает интутивное понятие действия как результата человеческих усилий. Передвинул тяжёлый ящик со скоростью, с которой смог, с одного места на другое и этим совершил действие, величина которого зависит от массы ящика, скорости, с которой его удалось двигать, и расстояния. Естественно, что в науке термины математически формализованы. Благодаря этому они приобретают широту, которая далеко выходит за пределы примеров, породивших их.

Действие как понятие физиологии, психологии, социологии, политики в конечном счёте сводится к строгим аналогам действия как переменной механики. Во всех этих (и других) областях оно может быть формализовано однородно с механикой, но в переменных, связанных между собой специфическими для данной задачи уравнениями состояния. Как было показано выше, действие одновременно выражает энтропию как физическую переменную, а потому и информацию в природе. Это единство делает действие наиболее значительной переменной науки.

В прошлом классики науки удивительным интутивным образом умели находить для научных терминов слова, которые вмещали в себя намного больше того, что в данный исторический момент можно было строго описать. Способность к превращениям - перевод греческого слова энтропия, введенного в виде термина в науку Р. Клаузиусом. Энтропия есть реализованная действием (как в интуитивном человеческом смысле, так и в виде строгого научного термина) способность к превращениям.

Вот об этом новом работы [1] - [6]. В частности, в них для напоминания об однородности (с участием действия) описания неопределённости в природе (и соответственно информации при её устранении) введен термин действие-энтропия, который в силу пояснённого выше о связи энтропии как физической переменной и информации должен иметь третью составляющую и писаться в виде - действие-энтропия-информация, как в этих работах и делается. Конечно, длинные термины неудобны и со временем действие-энтропия-информация в зависимости от классов задач возможно распадётся назад на свои составляющие. Но сегодня необходимо с помощью тройного термина постоянно напоминать об их единстве для энтропии как физической переменной. Ведь в математическом смысле энтропия является универсальной характеристикой любых случайных процессов и в таком виде не обязательно совпадает с энтропией как физической переменной.

  . страницы:
1  6
2 7
3 8
4  
5  
  . содержание:
       архи. трансформер ( развернуть и cвернуть )
      
  . архи.поиск:
  . архи.другое:
Эффект Ёлки
  . архи.дизайн:
 
  Семён Расторгуев ©  рaдизайн ©


    © А.М. Хазен. 2003г.

    © 2007—2015, проект АрхиВсё,  ссылайтесь...
Всё.