Инфодинамика, Обобщённая энтропия и негэнтропия - Лийв Э Х - Страница 27

2. Снизу вверх передаётся и принимается информация, которая интересует весь комплекс систем, т.е. по вопросам, затрагивающим сосуществование всех систем и их взаи-модействие.

3. Сверху вниз передаётся информация по более конк-ретным вопросам. По этим вопросам ОНГ нижестоящей системы может быть больше, вышестоящей и инфо передаётся с меньшими потерями. Информация движется между уров-нями, но качество ОНГ должна увеличиваться при повыше-нии уровня. Естественно, что каждое сообщение не является информацией, не является существенной относительно повы-шения ОНГ.

Процессы инфопередачи могут в очень разнообразном виде переплетаться между собой или с ОНГ-ями разных сис-тем. Между системами могут возникать отношения конку-ренции или конфликтов за получение ценной информации, где преимуществом является быстрота её переработки и более эффективное использование. Существенным критерием явля-ется способность системы приспосабливаться.

Все эти варианты и комбинации сложных инфо-процессов, как между собой так и вместе с ОНГ-ями и их превращения требуют проведения самостоятельных иссле-дований. Здесь называем только основные из возникающих проблем.

1. Влияние информационного канала, её ОНГ и селективности на эффективность передаваемой информации.

2. Затрата энергии и других ресурсов для получения информации от сложных систем и её рост при повышении сложности.

3. Инфопотоки в стабильно и нестабильно развиваю-щихся системах. Изменение направления инфопотоков при изменении цели, существенных факторов или критериев.

4. Определение ОЭ комплекса систем, состоящей из ОЭ элементов и их сочетаний, с вычетом ОНГ связей между эле-ментами (структуры).

5. Инфопотоки при конкуренции между развиваю-щимися системами. Образование коалиции систем, их объе-динение. Анализ информации при конфликтах и игровых ситуациях. Выигрыш тех систем, которые проявляют больше поисковой активности, которые лучше используют ресурсы энергии и ОНГ. Существенность инфопотоков при приспо-соблении и адаптации системы (организма) в условиях ограниченности сырьевых ресурсов.

6. Иерархической структуре упорядоченных систем соответствует негэнтропийная пирамида, внутри которой протекают сложные инфопроцессы прямой и обратной связи. Пирамида может иметь высокую вершину только тогда, когда, во-первых, её основание достаточно широко (т.е. дос-таточно мощный первичный поток ОНГ) и, во-вторых, когда грани пирамиды поднимаются достаточно круто (на каждой новой ступени эффективно используется инфо и ОНГ пре-дыдущей ступени). Определяющее значение для стабиль-ности и устойчивости всех уровней пирамиды имеет обратная связь, а также эффективность инфопередачи.

7. Инфопередача через систему увеличивается также при доступности, несвязанности ресурсов ОНГ и при возмож-ности передачи ОЭ в окружающую среду. Ресурсы должны быть доступны для получения их в реальное время. Они должны быть не сильно рассеяны в пространстве и нахо-диться в достаточно подвижном, активизированном состо-янии. Место, куда направляют отходы, "окружающая среда", должно быть высокоэнтропийным веществом или облучением, но в достаточно упорядоченном состоянии, способным при-нимать ОЭ.

9. БАЛАНСЫ ОЭ И ОНГ ПРИ РАЗВИТИИ СИСТЕМ

Надёжным методом исследования функционирования и развития любых систем является составление балансов веществ, энергии, массы, а в экономических системах также финансовых средств [ 55 ]. Составление балансов основы-вается на законах сохранения вещества и энергии [ 56 ]. На этой основе разность входящей и выходящей из системы вещества или энергии показывает оставшуюся или освобо-дившуюся из системы их часть. В бухгалтерии давно из-вестны методы составления балансов и требование равенства актива и пассива.

Анализ баланса даёт возможность сделать ряд важных выводов о деятельности фирмы в течение определённого периода. Аналогичные методы баланса применяют в других науках, например балансы энергии, теплоты, воды и др.

Возникает вопрос, если масса, энергия и ОНГ являются эквивалентными величинами, которые можно перерассчитать друг в друга и если для массы и энергии действуют законы сохранения, тогда должны и для ОНГ действовать какие-то законы сохранения. С ОЭ-ми вопрос сложнее, так как мы исследуем ОЭ моделей, а не реально существующих систем. Однако, и для них можно установить неравенства и критерии, меньше которых величина ОЭ в данных условиях невозможна.

Так как мы считаем реальной любую объективно су-ществующую систему, то необходимо учитывать также су-ществование в системах ОНГ (см. гл. 2). С учётом этого наиболее общий закон сохранения принимает вид:

е E + M . c2 + ОНГ . k . ln2 @ 107

@ е (E + M . 3.1013 + ОНГ . 10-23) = const

где: k - константа Больцманна, k = 1,38 . 10-23 дж / градус,

ОНГ - обобщённая негэнтропия, биты,

М - масса, граммы,

Е - энергия, джоули,

с - скорость света 2,998 . 1010 см / сек.

Закон выражает сохранение суммы всех объективно существующих составляющих в системе в эквивалентных количествах и в энергетических единицах (джоулях). Однако, можно энергию пересчитать в единицы массы (граммы) или информационные единицы (биты), не изменяя существо дела. Очевидно, что в практических условиях на земле доля ОНГ в общем энергетическом балансе ничтожно мала и вообще не регистрируется даже самыми чувствительными существую-щими приборами. Однако, в местах накопления ОНГ, в жи-вых организмах, особенно в мозге, могут концентрироваться количества ОНГ, которые в будущем могут быть измерены в микродолях грамм. Мощные процессы превращения ОНГ в виде гравитационных сил происходят в космосе, где удель-ный вес ОНГ намного больше. В таких случаях уже невоз-можно обойтись без закона эквивалентности массы, энергии и ОНГ, а также вышеприведенной обобщенной формулой сох-ранения суммы массы, энергии и ОНГ. В наиболее общем виде закон сохранения можно выразить так:

В изолированной системе сумма массы, энергии и ОНГ, выраженных в эквивалентных единицах, остается постоянной, независимо от каких бы то ни было из-менений, происходящих в этой системе.

Могут возникать возражения, что в неравновесных про-цессах ОЭ всегда возрастает. Следовательно ОНГ должна уменьшаться. Если бы реально существовали изолированные системы, то условием их равновесия являлось бы максимум ОЭ, которая приближалась бы к бесконечности. В условиях бесконечности трудно определить абсолютные величины ОНГ, но можно предполагать, что в случае уменьшения ОНГ она не исчезает, а рассеивается или изменяет свою форму. Действи-тельно, наличие ОНГ означает образование внутренней струк-туры, для укрепления которой требовалась бы внутренняя энергия. При разрушении этой структуры энергия и ОНГ не исчезают, а превращаются в менее качественную рассеянную форму.

При таком общем подходе под термином изолированной системы подразумевают не только изоляцию от массо- и энер-гообмена, но и от обмена информацией или ОНГ. Такую идеально изолированную от инфообмена систему трудно соз-дать на практике. Действительно, можно изолировать систему от теплового воздействия или от действия всех видов электромагнитных волн. Однако, изолировать систему от гравитационных волн, нейтринного облучения, виртуальных частиц квантового поля пока не умеют. Кроме того, реальные системы с высоким ОНГ, например живые организмы или общественные организации, невозможно информационно изо-лировать от внешней среды. Поэтому составлять полный ба-ланс таких систем по информационным потокам очень труд-но. Легче составлять неравенства: каким является мини-мальное значение ОЭ, ниже которого она в данной ситуации не может спускаться? Соответственно определяется макси-мальное значение ОНГ, которое система в данных условиях может приобрести. Неравенства могут иметь достаточную достоверность, так как рассматривают общие показатели ОЭ и ОНГ, но только относительно определённых события, критерия или цели. В таком случае легче изолировать или элиминировать влияние посторонних воздействий. Установление предельных значений ОЭ и ОНГ даёт возможность во многих случаях отсеивать явно непригодные или неэффективные реше-ния относительно какой-либо цели, и облегчает принятие оптимального решения.