Главная » Новости, Физика информационных взаимодействий » Інформація, Матерія, Енергія

Інформація, Матерія, Енергія

Інформація, Матерія, ЕнергіяЗаріцький О.О.,  незалежний дослідник в сфері  інформаційної теорії, інженер – радіофізик.

«Тайн вечности, мой друг, нам не постичь никак.
Неясен каждый звук, расплывчат каждый знак.
Жизнь – света пелена меж прошлым и грядущим.»
                                                                     Омар Хайям

     

Сучасний світ розвивається стрімко, драматично, непередбачуване. Начебто якась впорядкованість, організована навколо численних конвеєрів,  на виробництві,  в супермаркетах, в побуті  насправді створює лише ілюзію порядку. Людство все більше заглиблюється в величезний вир надлишкового сприйняття повідомлень, новин, даних, фактів, агресивної реклами, інтерпретацій якихось подій, спеціально підготовлених контентів для підсвідомого впливу, необробленої правди та іншого непотребу, що загалом створює невпізнанний хаос. Тому виникає такий собі парадокс: за нашим упорядкованим  сприйняттям повсякденності через біологію природи людини з’являється  необхідність спрощення та систематизації процесів нас оточуючих. В таких надскладних обставинах нашого світу ми здебільшого губимося в реальності та «за деревами не бачимо лісу».

Як наш сучасний світ намагається вийти з цього парадоксу? Через, напевно, експоненціальне зростання намагань знайти відповідь на питання « як цей світ влаштований?».  Наука та  технології в сферах теоретичної фізики, космології, біології, хімії, медицини, соціології  та, особливо, ІТ штурмують фортеці найпотаємніших знань в макро- та мікросвіті. Стрімко розвиваються напрямки створення квантових комп’ютерів, АІ-штучного інтелекту, що можливо буде передумовою розробки «теорію всього»( theory of everything). В попередньому році нарешті було експериментально підтверджено існування гравітаційних хвиль, в теоретичній фізиці з’явилась можливість прокласти шлях до з’єднання  загальної теорії гравітації та квантової механіки. Моделювання як наукові теорії постійно розвивається та вдосконалюється. Незважаючи на те, що в найскладніших наукових  дослідженнях та навіть у повсякденному житті людини та суспільства постійно проводиться моделювання в межах від найпростіших ситуацій до найскладніших, в цій сфері діяльності існують надважливі проблеми: моделювання як пізнання Природи та навпаки  пізнання як моделювання, імітація природних явищ як процес в динаміці, формування в свідомості та підсвідомості людини інформаційних моделей, інші процеси формування реальності, які повинні бути закономірним проявом природних явищ. Практика підтверджує, що дослідження (тобто моделювання) соціальних, економічних, адміністративних (політичних) процесів, застосовуючи методи математичного, ситуаційного, інформаційного , імітаційного та інших методів моделювання дають приблизні (далекі від реальності), а в довгостроковій перспективі  невірні результати, наприклад, з оцінкою да/ні ( в бітах 1,0). Однозначний  висновок підтверджує непередбачуваність(несподівані кризові явища, соціальні біфуркації, конфлікти, війни) майбутнього з будь-яким моделюванням та без нього. Ці проблеми лежать, насамперед, в площині вже вище наведених теорій, особливо фізичних, які моделюють фізичний світ з величезними обмеженнями і тому не можуть зімітувати на достатньо високому рівні, наприклад, соціально-економічні процеси. Але ж в Природі існує таке явище як Інформація ( поки ще не визначене в науці, що це взагалі), яка  і не енергія і не матерія. Як тоді обчислити фізично, та хоча б описати на якісному рівні формування в підсвідомості людини інформаційних моделей? Поки що нам відомо, що свідомість, мислення, розуміння людини та інших біологічних систем існують також і  як квантово-механічні процеси. Попереднє припущення полягає в тому, що поєднання теорії гравітації та квантової  механіки разом з розробкою штучного інтелекту, визначення  Інформації як  фізичного явища — це ключ до нових революційних зрушень  в науці в цілому, а не в окремих її напрямках. Природа має властивості квантування різних процесів, але вона — єдина, нерозривна, тому і досліджуватись та відкриватись має як ціла неподільна система.

Інформація це світо устрій, структура макро  та мікро – стану матерії,  взаємозв’язок всіх якісних та кількісних проявів матеріального світу, енергії, управління реальністю  та віртуальністю,  механізм  реалізації  еволюції , імовірний вибір розуму та   волі.  Математично  Інформація  має аналогію з  комплексними  числами   z =  х + iу, які мають дві складові: дійсну та уявну. Дійсна  частина комплексного числа відображає реальний світ (детермінований), уявна частина — віртуальний світ ймовірностних  процесів управління та розумової діяльності. Управління та розум на даному етапі розвитку теоретичної фізики не піддається обчисленню фізичному та комп’ютерному.  А існуючі моделі управління та штучного  інтелекту не відтворюють поки що на достатньому рівні  ні реалій світу, ні розумового процесу пізнання, розуміння, усвідомлення. Цей процес тільки набирає обертів та генерує нові принципи, підходи в пізнанні реальності.

Інформація як  фізичне поняття не має поки що завершеного визначення та знаходиться  в такій стадії пізнання, яка  сприймається на рівні загадковості та парадоксальності  квантової  механіки. Інформація, матерія, енергія — це умовне визначення 3-х складових реального світу  (станів, переходів, перетворень), які   існують в різних формах, нерозривно пов’язаних між собою. В реальності  це  єдиний світ — універсальний, неподільний, безкінечний. Де які  уявлення про інформацію такі як: «всесвітній комп’ютер», матриця, «теорія всього» є частково умовним відображенням цього універсального, необмеженого, вічного Всесвіту. Тому визначення інформації  в першому приближенні це — суть реального та уявного  світу,    який поки що незбагненний  нашим розумом.  А наш  розум та розуміння є часткою, а вірогідно, і цілим  цієї всесвітньої  Інформації.

» Розум — частина  нашого Всесвіту» , — стверджує  теоретичний фізик Р. Пенроуз в своїй монументальній дослідницькій праці » Тіні Розуму»(1). Це загадкове явище парадоксально знаходиться саме в собі.  Тобто, розум,  матерія, енергія та інформація в поєднанні, як ціле, є — суть, форма, час, простір… Тож  філософські роздуми про те, що первинне та вторинне  виглядають з цієї позиції софістичними. Якщо б уявити, що наука відкрила б якусь теорію, що приблизилась до універсального закону опису взаємозв’язку матерії, енергії, Інформації, то деякі з парадоксів квантової механіки могли б стати явними. Наприклад,  гіпотеза  автора про те, що Інформація   у Всесвіті проявляється  у гравітаційному полі та через нього. Наслідком такого припущення є уявлення, що Інформація, Всесвітнє управління, гравітація, як безкінечно малі енергії, в інтегральному прояві і є Інформація ( Всесвітній розум).  Можливо,  ця гіпотеза і буде ключовою в об’єднанні теорії гравітації та квантової механіки. Тому, можливо,  спираючись на квантову теорію,  Р. Пенроуз  припускав,  що» матеріальні частинки —  це не що інше,  як інформаційні хвилі. А сама матерія є дещо невизначене та недовговічне.»

Матерія  як недовговічна субстанція змінюється в тривалому періоді (загальна характеристика фізичних макроскопічних  об’єктів).  Енергія  завжди знаходиться в постійному процесі взаємодій та перетворень. Що ж  тоді фундаментальне, непорушне в цьому динамічному світі? — Закони,  » матриці», моделі, алгоритми світо устрою, еволюційні процеси, хаос (найскладніший процес, начебто невизначеної поведінки в природі, який все ж таки, теоретично,  може бути обчислювальний). За допомогою  математики та теоретичної фізики  ми могли б  описати  більшість процесів у цьому світі. Та, навіть,  найскладніший  з них,   поведінка Всесвіту  видається нам як закономірне явище,  яке  ще математично не описане повністю, проте, піддається якомусь розумінню, інтуїтивному світосприйняттю. Ймовірність (числова характеристика можливості випадкової події) —  це той параметр, який відсутній в класичній фізиці, але визначальний — в квантовій механіці. Квантово-механічні процеси як взаємоперетворення станів мікросвіту підпорядковуються ймовірностним закономірностям. Замість точних класичних величин у квантовій фізиці можлива тільки оцінка середніх значень цих величин. За сучасними уявленнями принципово неможливо передбачити ні момент взаємоперетворення, ні конкретний результат(2).  Поки що перенесемо розгляд імовірності в  розділи  Інформації, розуму,  Всесвіту та живої  матерії.

Сьогодні наука з різних сторін веде пошук системного визначення Інформації, а також   натхненно працює на теренах вдосконалення та відкриття  «Теорії  усього».  «Це є гіпотетично об’єднана фізико-математична теорія, яка описує всі відомі фундаментальні  взаємозв’язки фізичного світу»(2).

Ентропія – зворотність інформаційного процесу. Якщо це розпад системи, зменшення концентрації  енергії, міра невпорядкованості, то,  згідно закону збереження та перетворення енергії ( а)незворотний процес в закритій системі завжди призводить до збільшення ентропії; б) та залишається константою  для зворотних процесів) та квантовому принципу симетрії, щось, тобто енергія, перетворюється в інше, наприклад, в матерію, інші види енергії та інформацію. (Невпорядкованість створює умови  для  започаткування нового процесу —  впорядкованості,  автор). По Шреденгіру, (3)життя створює негативну ентропію ( еволюційність,  ускладнення системи  збільшує рівень інформації).  Цим жива система відрізняється від неживої матерії. Як стверджував Петерсон, Я.  (4)  стан  меншої упорядкованості з високою ентропією ( більш вірогідний) перетворюється в більш упорядкований з меншою ентропією (менша вірогідність) в біологічній  системі потребує  таку  функцію  як ДНК -молекула. Функція ДНК, як очевидний інформаційний процес, приводить до висновку  виникнення парадоксу життя з точки зору ентропії, згідно 2-го закону термодинаміки (5).    К. Шеннон, вивчаючи теорію Інформації  передбачив, що приріст Інформації дорівнює загубленій невизначеності.  Тобто існує зв’язок між термодинамічною і інформаційною ентропією. Наприклад, демон Максвелла також протиставляє термодинамічну ентропію Інформації:  отримання  деякої  кількості Інформації  дорівнює  кількості загубленої енергії (6).           У К. Шеннона інформація насамперед визначається  в системі її передачі  від умовного передавача до умовного приймача. Проте слід зазначити, що це розглядається   саме в закритій системі. Взаємна ентропія або ентропія об’єднання  визначена  для розрахунку ентропії взаємодіючих систем.  І вона володіє властивістю інформаційної повноти.

Тому  попередній висновок  такий, що ентропія віддзеркалює   матерію, енергію та інформацію  через взаємні  зв’язки з механізмом  неперервних  перетворень,  де  Інформація   є  невизначеною  безкінечно малою енергетичною  ознакою   постійного « управлінського впливу» на реальні та уявні процеси Всесвіту. Зв’язок ентропії та Інформації є ще одним аргументом доказу, що Інформація має фізичні властивості та проявляється через  фізичні процеси .

Теоретичний фізик  Влатко  Ведрал , професор університету Оксфорда, в своїй книзі  «Все і є Інформація» (7) розглядає гіпотезу, що біти інформації  є основними складовими Всесвіту та що Всесвіт і є якимось величезним  комп’ютером. А першопричина реальності знаходиться в Інформації з точним математичним визначенням у відповідності до теорії К. Шеннона.  Таким чином, постає велике питання  існування  одного універсального Закону, який описує весь Всесвіт. Якщо подивитись на реальність як на масив бітів Інформації, то існування реальності та пов’язаний  з нею процес стають  повністю очевидними. Тобто Інформація — фізичне явище.   Розвиток теорії К.Шеннона,   її апгрейд, перетворює біти в квантові біти, або кубіти (qubits).    Звідки ці кубіти з’являються,-  ставить питання В. Ведрал?  Немає попередньої необхідної Інформації для   Інформації існування реальності. Тобто, остання виникає з нічого.  Це припущення формує таке поняття як «закон без закону»: Інформація  обриває безкінечний  ланцюжок регресії в якому кожний закон потребує  ще більш фундаментальний закон для пояснення попереднього. Така особливість Інформації виникає з нашого розуміння квантової теорії: це те, що відрізняє Інформацію від інших концепцій, що могли б потенційно об’єднати наше уявлення про реальність, що складається з матерії та енергії.

Далі В. Ведрал відзначає, що сприйняття реальності як Інформації спрямовує нас визнати два конкуруючих тренда в її еволюції: перший  направляє світ проти 2 закону термодинаміки, спресовуючи всю спонтанно генеровану  Інформацію у Всесвіті в набір бездоганно визначених принципів; другий  – формує наш погляд на реальність  на цих принципах. Чим ефективніше ми сформуємо спонтанно генеровану Інформацію, тим швидше ми можемо розширити  наше сприйняття реальності можливого  та неможливого.  Таким  чином, викристалізовується ланцюжок:   ущільнення Інформації сприяє відкриттю законів, потім – генеруванню додаткової Інформації  та подальшому  вдосконаленню законів Природи.  Іншими словами, чи  можемо ми нашим  існуванням впливати на Всесвіт в якому ми існуємо? Поведінка Всесвіту дає зрозуміти, що у відповідності  до 2-го закону термодинаміки кількість Інформації в ньому зростає( начебто парадокс). Іншими словами, ми своїм існуванням створюємо частину нової Інформації. Закони Природи виглядають як Інформація про Інформацію і це,  загалом, розширює наше уявлення про реальність. Такі сміливі припущення В. Ведрала  далі приводять до висновку, що інформація спонтанно з’являється  з нічого і це є основою  нашого сприйняття реальності. Проте, на думку автора,  узагальнюючи інформацію  як лише розуміння її  в якості квантової теорії звужує фундаментальність та універсальність  цього поняття як явища та не відповідає повноті визначення.  Матерія, енергія та інформація поєднують  класичну та квантову фізику, де інформація, генерована матерією та енергією є визначальною та  «керуючою» складовою реальності.

Фундаментальні константи. Вивчаючи Всесвіт, поведінку макро — та мікроб’єктів, еволюцію, взаємозв’язки  всього в Природі, відкриваючи фізичні закони, вчені та дослідники відкрили  фундаментальні константи та числа Всесвіту. Константи  визначають універсальні співвідношення, які мають «могутню силу підтвердження, що існує  якесь явище, що керує всім, як начебто має чудово налагоджені природні числа для створення Всесвіту» (Пауль Девіс, теоретичний фізик, Великобританія).

Із декількох десятків цих констант  наукою виокремлено  5, які  визначені як фундаментальні фізичні постійні коефіцієнти: швидкість світла с, постійна величина гравітації та Планка G та h, елементарний заряд е, постійна величина Больцмана  k ( в формулі ентропії).  Вся решта фізичних констант обчислюється з фундаментальних. Ці  дивовижні  наукові факти підкреслюють  універсальність  математичних формул, які на високому рівні та  з великою точністю описують фізичні закони Всесвіту та природи. «В фізиці та космології  обчислювальна фізика це — збірник теоретичних поглядів, що випливають з припущення, що Всесвіт описується Інформацією, тобто, він є обчислювальним. Спираючись на цю думку, можливо зробити висновок , що Всесвіт сприймається як наслідок  сценарію детерміністських, або  заснованих на  ймовірностях  комп’ютерних програм»  (8) .

Інформація та розум  (розум — розширене поняття, що навіть ототожнюється зі свідомістю).  Нас цікавить два аспекти  цієї надзвичайно складної теми:  який зв’язок  між розумом людини  та фізичним Всесвітом та інформаційні наслідки розумової діяльності людини. Звісно, що фізіологічні, хімічні та фізичні процеси, які є необхідними для функціонування розуму, потрібно винести за рамки нашого розгляду як спеціальну тему, незважаючи на те, що таке абстрактне моделювання може  стати на заваді в сприйнятті цілісної моделі інформаційного процесу як динамічного світо устрою вже нами визначеного раніше. Та, щоб вибудувалась  в найближчому приближенні довершена система поглядів є потреба використати емпіричні узагальнення фактів для підтвердження гіпотези про Інформацію як фізичного процесу. Тут неможливо обійти погляди видатного вченого В.І.Вернадського (9) , який відзначав, що випромінювання як форма енергії є складовою створення біосфери з її незвичайними властивостями, та що жива матерія є наслідком утворення від складного космічного процесу, необхідним та закономірним явищем бездоганного «космічного механізму, в якому нема випадковості».  Живе середовище -,  на думку вченого,представляє собою форму організованості  як завжди існуючої частини космосу, де є космічна сила, не енергія, яка глибоко та сильно має свої прояви  в існуванні планети і ця сила є розум людини, його спрямована та організаційна воля  перетворення біосфери в ноосферу. Чи не є таке уявлення В.І.Вернадського про розум   як  складову всесвітнього розуму, тобто Інформацію,  як  універсального  фізичного  процесу?

Інший вчений, професор математики Едуард Леруа (10), трактував про ноосферу як  нібито мислячу оболочку, яка формується людським розумом. Поряд з цим, глибинну фізичну проблему розуму намагався висвітлити фізик Р. Пенроуз в уже згаданій книзі «Тіні розуму»  (1) як, можливо,  зв’язану з проблемою квантової фізики, квантових вимірювань, еволюцією та редукцією квантового стану (відомі парадокси квантової фізики). Головне питання, що те що відбувається з розумом поки не може бути зрозумілим до тих пір поки не буде відкрито  глибинну природу матерії, простору, часу та тих законів, що ними управляють. Продовжуючи наші міркування про Інформацію як фундаментальний, та універсальний  набір  законів ми знову повертаємося до нашої гіпотези, що ці закони мають фізичну природу відображення реальності та управління нею.

Як побудований головний мозок людини чи тварини? Фізіологічно – це мільярди клітин (нейронів), які взаємодіють між собою через сінапси (нейронна  мережа). Відомо, що мозок структурно нагадує або подібний структурі Всесвіту, де нейрони подібні зіркам, чи планетам, а сінапси  гравітаційним зв’язкам  між зірками, планетними системами, сузір’ями, галактиками. Якщо структуру мозку порівняти зі структурою побудови та взаємодії на суспільно-економічному рівні  груп людей, громад, регіонів, окремої країни, міжнародних зв’язків, то ми побачимо таку ж подібність по формі у суспільних мережах та особливостях їх взаємовідносин. Далі, продовжує відслідковуватись аналогія  побудови комп’ютерних та соціальних ІТ – мереж. Щоб не розписувати  цю тему у деталях,  перейдемо до наступних порівнянь: Всесвіт, мозок людини, живий світ, соціальні мережі природно ви будовані  по правилу фрактальної геометрії (подібності),  математично описані відомим математиком та економістом  Бенуа Мандельбротом (11). Між іншим, фрактальна  геометрія  може бути представлена  знову ж таки комплексними числами  ( як і у випадку Інформації) у вигляді формули        Z= Z 2 + C. Це ще раз демонструє нам, як вище згадувані фундаментальні фізичні константи, що Природа підкорена універсальним законам  реальності макро —  та мікросвіту.  Навіть поведінка фінансових ринків ( яка вважається хаотичною) відображається (відносно)  «фрактальними законами»: непередбачуваність в деталях та закономірність в системі.

Від структури мозку перейдемо до розуму та його процесу діяльності. Згідно з  думкою Макса Планка (12), розум людини це поєднання зі світом, Всесвітом, та функціонально розумовий процес є частиною цього Всесвіту. І цей розум є матрицею всієї матерії. Тобто,  фундаментальний , універсальний підхід, що Інформація є частиною, змістом та суттю світо устрою, матерії та розуму поєднується в природній гармонії та в «теорії всього».

Квантова фізика.  Цей розділ фізики, який  вивчає фізичний світ поведінки матерії  та її взаємодії з енергією  мікрооб’єктів (атомів та його  елементарних часток)  був відкритий  на початку ХХ століття  та привів світову наукову спільноту в деяке незручне становище так як руйнував  звичайний класичний підхід в розумінні фізичного мікросвіту. Попередні фізичні моделі світо устрою  перестали підкорюватись новим відкритим принципам  квантової  механіки. «Чудакувата взаємодія» матерії з енергією мікросвіту створила нову  незвичну математичну формалізацію  квантової фізики. Численні експерименти з вивченням поведінки атомів, природи світла, хвильових ефектів, незвичних станів електронів, відкрили такі явища як  — квантування певних фізичних властивостей, квантова спутанність,  корпускулярно – хвильова дуальність, принцип  невизначеності, які ще й сьогодні виглядають як «загадкові».  Відкриття квантових явищ (13) призвело до новітніх технологічних розробок, які створили умови для  сучасної  4 –ї технологічної революції: виробництво лазерних приборів та устаткування, комп’ютерів, засобів альтернативної енергетики, роботів. Проте,  технологічний прорив не  дав вченим повного розуміння  явищ квантової механіки. Далі – більше: фундаментальна наука знаходиться в певному кризовому стані, так як поки ще не може відкрити  особливості існування в органічному поєднанні класичної та квантової фізики. Класична фізика існує як детермінована  з обчислювальною  передбачуваною поведінкою макрооб’єктів  , а квантова фізика  —  видається  такою, що закрита багатьма явищами непередбачуваними ( відомий  принцип невизначеності Гейзенберга). Вона демонструє початкові умови взаємодії матерії та енергії та кінцеві. Фізичні процеси між ними повністю не детерміновані,  є ймовірними та не достатньо  глибоко визначаються  за допомогою існуючих  дослідницьких апаратів та методів(14). Крім того,  існує зв’язок між поведінкою атомних об’єктів та інструментами вимірювання, які використовуються для встановлення кінцевих явищ. Тобто, експерименти в квантовій фізиці  можуть сприйматись з урахуванням  правил  ймовірностей. Саме ймовірність, невизначеність, непедбачуваність, або випадок відкрились дослідникам як складова реальності світо устрою. Навіть великий А.Ейштейн спочатку сприйняв цю обставину як неймовірну, стверджуючи, «що Бог не грає в випадковість».  Виявилось, що  це один із принципів еволюції Природи:  змінність через пам’ять  та вибір із безкінечного набору можливостей.

Інформаційні процеси та еволюція. Згідно з теоріями Великого вибуху,  розширення, інфляції, формування великомасштабних структур, зіркового «поселення»  ми маємо деяке уявлення про розвиток (еволюцію)  Всесвіту як найвищої системи , галактик, сузір’їв, планетарних систем  (наприклад, Сонячної ) та нашої планети Земля. Вік нашої Сонячної системи  та Землі менше Всесвіту  приблизно в 3 рази, так як вона була створена на етапі формування зіркового «поселення» (15). Таким чином, наша планетарна система «успадкована» від  Всесвіту та є створінням нижнього порядку  зі своїм початком  на певному етапі еволюції. Російський вчений, математик  Моїсеєв Н.Н. в своїй роботі « Універсум, Інформація, Суспільство» (16) ретельно дослідив  причинне — наслідковий  процес еволюції  Землі , спочатку як геосфери, біосфери та,  потім,  її найвищого рівня – живої матерії  з ієрархією на вершині – людства. В книзі показана логіка процесу світо утворення, розширення сприйняття вже відомих процесів з історії, біології, природничих наук,  соціології для формування на цій основі принципу Універсуму та Природи — «універсальної еволюції».  Чим вищим ставав етап розвитку, тим більше він ускладнювався. Логіка та людський досвід свідчать, що в світі різноманітного  є щось спільне: напрямок, повторюваність, взаємозв’язок, стрибкоподібність розвитку через кризи, ускладнювання ( від простого до складного), системність, тощо. Математик стверджує, що  еволюційні процеси  неживої та живої матерії характеризуються певними  закономірними особливостями, які відображають реальність. Найважливішими  з них є:

А). Вивчення системи методом редукції,  тобто, на основі її елементів, недостатньо, так як вона може мати властивості не притаманні елементам. Система не контролює свої елементи, вона лише  відкидає  непридатні, або ті з них, що перешкоджають її розвитку або збереженню стабільності.

Б)Система має властивості самоорганізації, тобто зміни стану, який проходить без  цілеспрямованого початку в незалежності від ціле покладання. Схема світо устрою неживої матерії, живої матерії та суспільства  має 3 рівні: мінливість, спадковість, відбір.  А основні закони управління світом не можуть бути пояснені без теорії ймовірностей. Пізнання механізмів самоорганізації складає суть фундаментальних наук.

В) Універсум – динамічна само організаційна система (як правило це нелінійні системи з нелінійними законами розвитку). Еволюція такої системи виглядає як повільне накопичення нових особливостей та  втрата своєї стабільності. В цей період роль  спадковості (пам’яті) послаблюється та визначальними стають стохастичні фактори,  які  збільшують  рівень непередбачуваності.

Г) Закони, які управляють процесами життєдіяльності значно складніші, ніж ті, які управляють неживою матерією. Описати життя організмів без введення поняття Інформація неможливо.  Воно не має чіткого визначення, і тому це його споріднює з матерією та енергією.  В основі Інформації та інформаційної взаємодії  лежить сигнал з будь-яким джерелом. Головним в інформаційній взаємодії є суб’єкт, який формує відповідну реакцію на цей сигнал. Інформація потрібна  суб’єкту( організму) для можливого вибору способу дій в намірах досягнути   якоїсь цілі. Інформація виникає для вивчення об’єктів, здатних для  цілеспрямованих дій. При ускладненні організації матеріального світу,  з більшим набором  цілей та  потреб в розвитку біосфери,  необхідність та значення Інформації зростає.  З’являється принцип  зворотного  зв’язку побудований на інформації  і інші  самостійні закони, які мають інформаційну природу. Їх природа   ще не  пояснена.

Д). Живі організми, отримуючи сигнал з навколишнього середовища, здійснюють їх класифікацію, вибирають «потрібні» сигнали та приймають рішення про характер реакції на них. Інформаційна взаємодія  між організмом та  навколишнім середовищем та між організмами є визначальною  в долях організмів та їх спільнот (популяцій).

Ж)  Людство слідувало тим же законам самоорганізації, що і нежива Природа, але з якісно новою формою організації матерії, з іншими  складнішими законами, які не порушують  принципи розвитку неживої  та живої матерії.  Вищою формою мислення стало відображення, імітація та аналіз реальної дійсності. Велика різноманітність потенційних можливостей Природи, множинність випадкових факторів, дивовижна здатність до біотичного регулювання  (еволюційних змін) привела до такої форми самоорганізації без ціле покладання,  яка привела до  виникнення Розуму та мислення з потенційною можливістю ціле покладання. Суспільний розвиток почав домінувати над загальним біологічним світом та віддаляти людей від тварин.

З) Інформаційні взаємодії спільнот людей призвели до виникнення цивілізацій, культур, релігії. Подальший розвиток проходив  з порушенням принципів коеволюції між людиною та Природою. Виникли  кризи суспільного розвитку. Розум деформує ринок, привносить в нього тільки  деякий елемент передбачень. Стихія самоорганізації залишається стихією,  непередбачуваною,   так як в її основі лежать складні нелінійні  динамічні системи. Сучасні умови  виникнення  криз можуть мати катастрофічні наслідки.  Це є  прояв монополізму  людства, який порушує фундаментальні закони коеволюції та гармонії, тобто принципів ринку як самоорганізації. Монополізм не спів ставний з морально — етичними установками.

Аналіз та логіка фізичних  процесів еволюції Всесвіту, неживої та живої матерії демонструє нам  цілий ланцюжок висновків, характерних особливостей відносно визначення поняття Інформації та інформаційних процесів, які  корелюють зі світо устроєм, реальністю та управляють напрямком  їх розвитку (17).

Принципи   еволюції  а)змінність (мінливість, плинність),  б) спадковість, в)відбір об’єднують  два   фундаментальних процесу, дуалізм, який супроводжує весь фізичний  світ  та його розвиток. Дуалізм корпускулярно-хвильової природи мікросвіту розповсюджується на дуалізм макросвіту —  матерію та енергію, які постійно  взаємно перетворюються, трансформуються, змінюються. Закони, які управляють фізичними  процесами теж мають природу дуалізму: частина з них представляють детерміністський характер, інша –  ймовірність, непередбачуваність.  Змінність та спадковість —  частково детерміновані, тому що в постійній змінності та спадковості присутня якась константа. Проте відбір – це непередбачувана «гра». В живому світі, а особливо – високо організованому, приєднується свідомість, розум які збільшують роль інформації в процесі її отримання, аналізу,  прийнятті  рішення та впливу на навколишній світ. З’являються важливі критерії  оцінок розумової  діяльності: плинність, час, причинність процесів, зворотні  зв’язки, наслідок, як результат випробувань (експериментів) та помилок. Особливе значення приділяється   природнім механізмам  саморозвитку, де спадковість та відбір поряд з саморозвитком  зберігають існуючий  процес еволюційності, тобто не тільки  виживання але  й інформаційного вдосконалення. В еволюції розуму  з’являються процеси управління, які обумовлюються напрямком розвитку, цілями, ресурсами для їх досягнення. На певному етапі розвитку розуму та  соціальності людства стають надзвичайно важливими  не стільки фізичні потреби скільки моральні, етичні, духовні. Тому що, як і на етапі природного  несвідомого відбору, на рівні моралі та духовності природно має бути обмеження ( як відбір) діяльності людства направленого  на дисгармонію, на  порушення фундаментальних законів еволюції. Не випадково свідомо та за допомогою інтуїції античні філософи замислювались над проблемами добра та зла, світо сприйняття, а зокрема Платон, який,  обмірковуючи про світо устрій, відзначав, що в ідеалі світ повинен бути побудований на трикутнику ідеалів: Істини, Добра, Гармонії. Саме  це означає, що розвиток,  еволюційність процесу (розумового) мав би  такий  напрямок саморозвитку, що б найкращим чином виконувались Закони світо устрою та підвищувалась ймовірність виживання. Сьогодення з його проблемами та оцінками є бездоганним доказом того, що людство знаходиться на межі глибокої кризи, породженої  з однієї сторони потребою інформаційного вдосконалення наукових та технологічних досягнень, а з іншої –  усвідомленності  вибору в обмеженні порушень принципів Добра та Гармонії.  Ці принципи повністю відповідають  Закону еволюції —  саморозвитку та ринку — , але з новим забарвленням високої культури та великої відповідальності.

Інформаційні технології , суспільство та світ. Яку б область науки, техніки, технологій ми не взяли скрізь виникають питання дослідження явищ та їх наслідків на межі незрозумілого, не встановленого, загадкового, парадоксального. Не зважаючи на стрімкий розвиток інформаційних технологій та розповсюджуваного вживання терміну «інформація»,  ми співіснуємо  з несвідомим  сприйняттям невизначеності ще і тому, що не знайшли визначення Інформації як фізичного явища та/або уявлення про нього. Сміливість та еволюційність наміру( навіть через спробу та помилки)  все ж таки це зробити,  напевно, підштовхує нас тому, що подальший розвиток ІТ – технологій  може затягнутись в часі  ще й через те, що ми не знаємо достовірно, що таке Інформація в вузькому та широкому сенсі. А щоб бути науково бездоганними ми повинні дати фізично-математичні формули цьому визначенні та отримати підтверджуючі експериментальні докази. Далі, якщо АІ (штучний інтелект) – це інформація в широкому сенсі  слова,  то моделювати потрібно не розум людини ( що намагаються витворити  ІТ дослідницькі заклади), та ще й можливо для отримання  якихось привілеїв над іншими людьми та порушення принципів коеволюції людини та Природи, а моделювати мікро — Всесвіт як  єдину Інформаційну Систему. Є висока ймовірність, що такий підхід може прискорити розвиток ІТ технологій.  Тому ми повертаємось до принципів еволюційних процесів: «вищу систему» неможливо дослідити  через окремі її частки, де їх функції та особливості не мають  необхідної  повноти.

Квантові комп’ютери  розглядались в своїх роботах відомими вченими Паульом Беніофом і Юрієм Маніним в 1980 р., Річардом Фейманом  в 1982 р. та Девідом Дойчом в 1985 р. Такі  комп’ютери за принципом використання спінів, як квантових  бітів, перед цим  пропонувались   як нові  технологічні розробки  з за діянням фізики квантового простору – часу, а квантові біти (кубіти)  представлялись  одиничним вектором  з різними  положеннями в сфері (18).

Квантові комп’ютери великих масштабів теоретично могли б вирішити деякі проблеми набагато швидше ніж звичайні, які використовують відомі нам алгоритми.  Але ж  є і квантові алгоритми, які потенційно можуть виконувати операції значно швидше чим будь – які, можливо, вірогідні класичні алгоритми. Звичайні комп’ютери  могли б в принципі симулювати квантові алгоритми. Проте, квантові комп’ютери могли б ефективніше вирішувати значні  проблеми, які практично на сучасних   комп’ютерах не обчислюються. Щоб не вдаватись до детального з’ясування різниці  між звичайними та квантовими комп’ютерами, необхідно тільки підкреслити,  що останні можуть  потенційно забезпечити  детерміновані обчислення, як  окремий випадок, та обчислення  за результатом  ймовірного визначення якогось результату. Тому  створення квантового комп’ютера  вкладає в hardware  прообраз  «симуляції Всесвіту», а в програмування – алгоритми ( а можливо якийсь інший процес) на основі комплексного обчислення.  Тут слід зупинитись на тому, що такі складові процесу квантового  комп’ютерного обчислення як класичний (звичайний) та  контроль (управління)  квантового комп’ютера, тобто вимірювання, неможливість системи бути захищеною від середовища, декогеренція, корекція помилок, зняття даних з квантового процесу може спотворити експеримент з неповоротністю  до вихідного положення, що є звичайним  для квантового вимірювання та зв’язку зі спостерігачем. Знову, чудакуваті квантові процеси примушують нас створити такі моделі комп’ютерів, щоб вони були у відповідності  до законів, в т.ч. гравітаційно-квантових, які ще мають бути відкритими.  Очевидно, що  фізично такий комп’ютер має бути надзвичайно складним та  повинен  ще й відповідати в своїй реалізації умовному рівнянню ЕР=ЕПР. (формула гіпотези запропонована фізиками Л. Саскіндом та Д. Малдасеном (19),  де  квантові заплутані  частинки  створюють « кротячу нору»   чорних дірок), тобто це рівень балансу, де теорія відносності  поєднується  з  квантовою механікою. Ця  нова універсальна формула — гіпотеза в останній час перетинає весь науковий фізичний світ та інтригує його   незвичайною  уявою  по простоті  та «елегантності». Автор хоче взяти на себе сміливість та запропонувати ще одну формулу, яка відповідає темі нашого розгляду та якимось чином спів ставна  з вище приведеною. Це умовна формула  Інформації:  І(х,t) = G(x) + E(x,t), де І – інформація у нашому визначенні, G – гравітація, Е — еволюція, х – простір, t – час. Практично, інформація  створює умови  для реалізації своїх властивостей ( або невидимої сили управління реальністю) через гравітацію, простір та еволюційність  часу і математично  має дві складові: детерміновану та уявну. Еволюція сама по собі є породженням  простору-часу та квантової функції заплутаності.  Не випадково в цій випадковості поєднання  теорії відносності з квантовою заплутаністю  з загадковою особливістю останньої, можливо і є інформацією Інформації.

Узагальнення. Яку б сферу науки, техніки, соціально-економічних, гуманітарних  знань ми б не взяли, всюди, детально досліджуючи проблеми глибокого пізнання  реальності, ми будемо стикатись  з проблемою  визначення інформації як напрямку, що повинен   наближати нас  до істини в широкому та вузькому сенсі світосприйняття.  Кожна окрема тема буде надавати нам джерела натхнення та виводити нас на сприйняття реальності через інформацію та не всі ще відомі нам її прояви та особливості. Але у фізичному та духовному світі людини буде викристалізовуватись розуміння, що інформація та еволюція Всесвіту має поки ще невпізнанний, але підсвідомий інтуїтивний напрямок розвитку  на шляху до істини.

Післямова.

«О сколько нам открытий чудных

Готовят просвещенья дух

И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг,

И случай, Бог изобретатель.»

                                  А.С. Пушкин.

Література:

1. Roger Penrose. Shadows of the Mind. A Search of the Missing Science of Consciousness. Oxford University Press. New York Oxford.

2.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%B2%D1%81%D0%B5%D0%B3%D0%BE

3. http://www.philsci.univ.kiev.ua/biblio/Shred/. Э.Шредингер. Что такое жизнь с точки зрения физика.

4. Peterson, Jacob, Understanding the Thermodynamics of  Biological Order, The American Biological Teachers, 74, number 1, January 2012, p 22-24.

5. https://en.wikipedia.org/wiki/Entropy_and_life

6. (https: .//ru.wikipedia.org/wiki/Информационная_энтропия).

7. https://www.youtube.com/watch?v=QfQ2r0zvyoA . Vlatko  Vedral. Everything is Information.

8. (https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_physics

9. Академия наук СССР. В.И.Вернадский. «Биосфера и ноосфера». Москва. Наука. 1989 г.

10.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%BE%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0

11. https://en.wikipedia.org/wiki/Mandelbrot_set.

12. https://en.wikiquote.org/wiki/Max_Planck.

13.https://en.wikipedia.org/wiki/Introduction_to_quantum_mechanics#Schr.C3.B6dinger_wave_equation

14. https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_mechanics

15.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F_%D0%92%D1%81%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B9.

16. Моисеев Н.Н. Универсум. Информация. Общество. Устойчивый мир. 2001 г. 200 стр. (Библиотека журнала «Экология и жизнь»). Серия Устройство мира.

17. https://fil.wikireading.ru/86160

18. .(https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_computing).

19. https://en.wikipedia.org/wiki/ER%3DEPR

Написать комментарий