Электронная библиотека
Библиотека .орг.уа
Поиск по сайту
Философия
   Книги по философии
      Лийв Э.Х.. Инфодинимика: Обобщенная энтропия и негэнтропия -
Страницы: - 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - 9  - 10  - 11  - 12  - 13  - 14  - 15  - 16  -
17  - 18  - 19  - 20  - 21  - 22  - 23  -
акторном пространстве в услови- ях неопредел„нности. Оценка полезности Д достижения цели: Д = j (V . P) где: V - ценность цели, Р - вероятность е„ реализации. Именно вероятность реализации цели в сложных ситу-ациях трудно опре- деляема из-за отсутствия статистических данных и их зависимости от влия- ющих факторов. В этом случае помогает использование информационных моде- лей: перевод вероятностей влияния исходных факторов на целе-вые критерии в единицы ОЭ (логарифмы вероятностей) и после сложения обратно в вероят- ность достижения цели. Вероятностно-информационные методы необходимо шире применять для оп- тимизации целей и задач при проек-тировании сложных систем. Модели пос- ледних в процессе проектирования постепенно уточняются по критериям ОЭ и ОНГ. Процессы управления и оптимизации при составлении проектов проводят по методам многоэтапного системного и затратного анализа. При исследовании информационных процессов в об-ществе инфодинамика должна ещ„ выяснять распределение потоков информации по достоверности и выяснять причины (интересы) сознательного или бессознательного распрост- ра-нения неверной информации, полуправды или даже дезин-формации. Возни- кают вопросы, как повысить заинтересо-ванность людей в передаче пра- вильной информации, как бо-роться с засекречиванием информации в конк- ретной конку-рентной борьбе. Большое значение здесь тоже имеет на-д„жное и своевременное определение ценности (стоимости) информации и ОНГ. Из предыдущего не выясняется причинность передачи информации. Проис- ходит ли это случайно, самопроизвольно или в случае каких-либо особых условий или причин? В тех-нических каналах связи информация переда„тся просто по физическим законам пут„м распространения электрических или других сигналов по воле человека. Но и здесь остав-ляется человеку сво- бода выбора и право решения, что пере-давать и стоит ли переданное при- нимать и хранить? Но ин-формационные процессы протекают везде в живой природе, на более низком уровне также в неживой природе. Здесь трудно представить, что кто-то их "направляет" умышленно. Они как-будто проте- кают "самопроизвольно". Однако, как указано ранее, передача информации происходит только тогда, когда ОНГ при„мной системы увеличивается. Но по второму закону термодинамики увеличиваться произвольно может только ОЭ. Действительно, увеличение ОЭ, т.е. умень-шение ОНГ, рассеяние информа- ции, е„ старение, забвение, потеря происходит везде. Повышение ОЭ в инфосистемах нельзя не учитывать в любой практической деятельности. Следовательно "само-произвольность" некодированной переда- чи информации кажу-щаяся. В действительности для такой передачи необхо- димы дополнительные условия, которые неполностью раскрыты в кибернетике и синергетике. Во первых, должна быть между системами при„мника и отпра- вителя разность ОНГ относи-тельно события (цели) в принимающей системе. Разность ОНГ показывает неравновесное состояние между системами, для достижения этого затрачена дополнительная энергия или ОНГ. Во вторых, система-при„мник должна иметь структуру, обладающую инструктивными свойствами, т.е. иметь код для дешифрования и хранения информации. Сис- тема - отправитель должна быть готовой принимать ОЭ, при этом в большем количестве, чем количество отправленной инфор-мации. В общей изолирован- ной системе "отправитель-при-„мник информации" количество ОЭ должно по- вышаться. По форме и сложности можно информацию разделить на 3 группы: 1. Сознательно передаваемая информация. Свойственна человеку и об- ществу, переда„тся в виде понятий и моделей пут„м кодирования через ин- фоканалы. 2. Рефлективно передаваемая информация. Свойственна живым организмам. Передается рефлексами, инстинктами, генетическим кодом, эмоциями. 3. Неформализованная структурно-передаваемая информация. Эффектив- ность и потери при передаче зависят от структуры и условий функциониро- вания системы. В на-правлении системы с меньшим ОНГ передача сильно за-труднена. В других условиях она осуществляется с потерями. Свойствен- на всем системам в универсуме, в т.ч. в обществе. До настоящего времени мы рассматривали общие интер-активные инфосвязи между системами. Однако, в иерархи-ческих комплексах систем очень много вертикальных инфор-мационных связей, которые имеют ряд особенностей. 1. Системы, обменивающиеся информацией, находятся на разных уровнях обобщения, тем самым имеют разные качества ОНГ. 2. Снизу вверх переда„тся и принимается информация, которая интересу- ет весь комплекс систем, т.е. по вопросам, затрагивающим сосуществование всех систем и их взаи-модействие. 3. Сверху вниз переда„тся информация по более конк-ретным вопросам. По этим вопросам ОНГ нижестоящей системы может быть больше, вышестоящей и инфо переда„тся 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 возни- кать отношения конку-ренции или конфликтов за получение ценной информа- ции, где преимуществом является быстрота е„ переработки и более эффек- тивное использование. Существенным критерием явля-ется способность сис- темы приспосабливаться. Все эти варианты и комбинации сложных инфо-процессов, как между собой так и вместе с ОНГ-ями и их превращения требуют проведения самостоя- тельных иссле-дований. Здесь называем только основные из возникающих проблем. 1. Влияние информационного канала, е„ ОНГ и селективности на эффек- тивность передаваемой информации. 2. Затрата энергии и других ресурсов для получения информации от сложных систем и е„ рост при повышении сложности. 3. Инфопотоки в стабильно и нестабильно развиваю-щихся системах. Из- менение направления инфопотоков при изменении цели, существенных факто- ров 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. Обра- зование коалиции систем, их объе-динение. Анализ информации при конфлик- тах 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 (ор- ганизма) в условиях ограниченности сырьевых ресурсов. 6. Иерархической структуре упорядоченных систем соответствует негэнт- ропийная пирамида, внутри которой протекают сложные инфопроцессы прямой и обратной связи. Пирамида может иметь высокую вершину только тогда, когда, во-первых, е„ основание достаточно широко (т.е. дос-таточно мощ- ный 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 ус- тойчивости всех уровней пирамиды имеет обратная связь, а также эффектив- ность 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 доста- точно подвижном, активизированном состо-янии. Место, куда направляют от- ходы, "окружающая среда", должно быть высокоэнтропийным веществом или облучением, но в достаточно упорядоченном состоянии, способным при-ни- мать ОЭ. 9. БАЛАНСЫ ОЭ И ОНГ ПРИ РАЗВИТИИ СИСТЕМ Над„жным методом исследования функционирования и развития любых сис- тем является составление балансов веществ, энергии, массы, а в экономи- ческих 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 по- казывает оставшуюся или освобо-дившуюся из системы их часть. В бухгалте- рии давно из-вестны методы составления балансов и требование равенства актива и пассива. Анализ баланса да„т возможность сделать ряд важных выводов о дея- тельности фирмы в течение определ„нного периода. Аналогичные методы ба- ланса 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 уч„том 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 - обобщ„нная негэнтропия, биты, М - масса, граммы, Е - энергия, джоули, с - скорость света 2,998 . 1010 см / сек. Закон выражает сохранение суммы всех объективно существующих состав- ляющих 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 ба- лансе ничтожно мала и вообще не регистрируется даже самыми чувстви- тельными 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 вышеп- риведенной 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 эк- вивалентных 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 су- ществовали изолированные системы, то условием их равновесия являлось бы максимум ОЭ, которая приближалась бы к бесконечности. В условиях беско- нечности трудно определить абсолютные величины ОНГ, но можно предпола- гать, 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 подразуме- вают не только изоляцию от массо- и энер-гообмена, но и от обмена инфор- мацией или ОНГ. Такую идеально изолированную от инфообмена систему труд- но 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 облуче- ния, виртуальных частиц квантового поля пока не умеют. Кроме того, ре- альные системы с высоким ОНГ, например живые организмы или общественные организации, невозможно информационно изо-лировать от внешней среды. По- этому 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 определ„нных события, критерия или цели. В таком случае легче изолировать или элиминировать влияние посторонних воз- действий. Установление предельных значений ОЭ и ОНГ да„т возможность во многих случаях отсеивать явно непригодные или неэффективные реше-ния от- носительно какой-либо цели, и облегчает принятие оптимального решения. Хотя переход системы от преобладающей формы массы в форму энергии или ОНГ теоретически возможен, общие закономерности таких переходов маловы- яснены. Известны только условия и технология превращения массы в энергию пут„м ядерных реакций и взрывов. Энергия и ОНГ могут превращаться друг в друга в космосе, где имеются огромные запасы гравитационной энергии, ко- торая является одно-временно запасом ОНГ (ОЭ гравитационной энергии счи-тается равным нулю). В обычных наземных условиях практически не наблю-дается процессов превращений массы, энергии или ОНГ друг в друга. Поэтому в этих условиях и в условно изолированных системах можно исходить отдельно из посто- янства массы, из постоянства энергии и из предельных значений ОЭ и ОНГ. Это значит, что в такой системе самопроизвольно ОЭ не может уменьшаться и ОНГ не может увеличиваться. Практическое значение законов сохранения заключается в возможности составления балансов массы, энергии и ОНГ и определения пределов приме- нения разных процессов и операций внутри условно изолированной системы. Это да„т возможность в ранних стадиях поиска отсеивать явно не-эффектив- ные решения и операции, балансы массы, энергии или ОНГ, которые не удов- летворяют целевым критериям. В мире не существует полностью изолированных систем. Однако, исследо- вание условно изолированных моделей часто помогает выяснить характер и направление процессов массо-, энерго- и инфообмена внутри системы. Слож- нее сос-тавлять балансы для открытых систем, обменивающих мас-сой, энер- гией и ОНГ с другими системами, в т.ч. с окру-жающей средой. В таком случае учитывают притоки и оттоки составляющих и предельно возможные ве- личины ОЭ и ОНГ. 1. Вместо данной системы рассматривается более общая система, состоя- щая из системы и окружающей среды. Разу-меется и в этой общей системе действуют все законы сохранения. 2. Вместо системы рассматривается комплекс из двух или более систем, обладающие одинаковыми целевыми кри-териями и инфоканалами. 3. Вместо изолированной системы рассматривается открытая система со всеми входами и выходами массы, энер-гии и информации. Формулы для сос- тавления баланса следующие: Мн + М1 - М2 = Мк Qн + Q1 - Q2 = Qк ОНГн + И1 - И2 ? ОНГк где: Мн, Qн, ОНГн, - масса, энергия и ОНГ систем в начале процесса, Мк, Qк, ОНГк, - масса, энергия и ОНГ в конце процесса, М1, Q1, И1, - поступающие в систему масса, энергия и информация, М2, Q2, И2, - выходящие из системы масса, энергия и информация. масса S М1 ???R энергия S Q1 ???R инфо S И1 ???R Система Мн R Мк Qн R Qк ОНГн R ОНГк масса ???R S М2 энергия ???R S Q2 инфо ???R S И2 Нетрудно видеть в указанных формулах аналогию с форму-лой давно из- вестного бухгалтерского баланса: Дн + Д1 - Д2 = Дк или Дн + Д1 = Дк + Д2 Доходы Расходы (пассив) (ак- тив) где: Дн и Дк Наличные деньги, или средства в начале и конце периода, Д1 и Д2 Приходы и расходы денег, или средств. Аналогия обоснована, так как одной из функцией денег является служить мерой количества товаров, энергии и информации. Тем самым деньги сами частично приобретают свойства информации. Практически по их движению можно сделать выводы о потоках информации. Однако, не всю ин-формацию можно измерить деньгами. Кроме денежного баланса требуется ещ„ составле- ние баланса ОНГ (веро-ятностную). Методы баланса используют широко в разных областях науки. Например, балансы теплоты в климатологии, балансы энергии в энергетике, балансы воды в гидрологии. Вместе с другими данными они помогают составлять сис- тем уравнений, которые точнее описывают процессы в системах и между сис- темами. Дополнительные данные можно получить при сос-тавлении уравнений баланса ОЭ и ОНГ. При этом уве-личивается количество уравнений, описыва- ющих состояние системы и возможности расч„та большего количества не-из- вестных параметров. Однако, составление балансов ОНГ значительно слож- нее, чем балансов вещества и энергии. Определение ОНГ связано с установ- лением цели, условных вероятностей и других характеристик. Во вторых, ОНГ легче рассеивается в окружающую среду или превращается в энергию бо- лее низкого уровня и эти процессы трудно учесть в балансах. Тем не менее во многих случаях можно достаточной точностью установить предельные зна- чения (минимум ОЭ и максимум ОНГ) которые дают возможность отсеивать яв- но неэффективные решения и варианты. Вероятность их соот-ветствия уста- новленным критериям небольшая. Расч„ты ОЭ и ОНГ обычно требуют уч„та многих фак-торов, целей и структурных особенностей систем. Дальней-ших исследований требуют взаи- моотношения ОЭ и ОНГ: можно ли говорить о постоянстве их суммы или о других зависимостях? В ряде случаев, например, при выборе модели с пос- тоянной максимально возможной ОЭ, зависимость суммирования наблюдается. Действительно, при введении в такую систему информации, соответственно уменьшается ОЭф и увеличивается ОНГф, то есть: ОЭф + ОНГф = ОЭмакс = const. В реально существующих системах, однако, оказывают влияние много до- полнительных факторов, которые не дают возможность применять вышеуказан- ную формулу. Во пер-вых, часто неизвестно максимально возможная ОЭ сис- темы. Она может приближаться к бесконечности (реальные систе-мы) или из- менятся (в моделях обычно увеличивается) в ходе процессов, происходящих в системе. Имеется ряд общих положений, которые помогают приближ„нно мо- делировать систему, установить е„ основные критерии и ограничения. Ис- ходные положения для расч„та ОЭ и ОНГ комплекса систем следующие. 1. ОЭ комплекса независимых (по влиянию на цель) систем не может быть меньше, чем сумма условных энтропий всех отдельных систем и в изолиро- ванном комплексе не мо-жет уменьшаться. 2. В случае существования зависимостей (информа-ционных связей) между отдельными системами, соответст-вующие изменения ОЭ и ОНГ учитываются при расч„те этих величин комплекса систем. В общем, чем больше инфор-ма- ционных связей, тем меньше ОЭф и больше ОНГф . 3. ОНГ комплекса всех независимых систем не может быть больше, чем сумма ОНГ всех отдельных систем и она в изолированном комплексе систем не может увеличиваться. Зависимые системы могут иметь дополнительную ОНГ. 4. В случае открытых систем необходимо при состав-лении баланса учи- тывать с дополнительным поступлением и удалением (вводом и выводом) ОНГ и ОЭ. При этом, чем больше в системе раньше имеется ОНГ, тем более эф- фек-тивно она использует дополнительно поступающую инфор-мацию и превра- щает е„ в дополнительную ОНГ. 5. Невозможно создать балансы информации так как они зависят пол- ностью от ОНГ принимающей е„ системы и информация является характеристи- кой процесса, а не состо-яния системы. Балансы можно составлять на ОНГ или ОЭ, правильнее балансы-огра

Страницы: 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - 9  - 10  - 11  - 12  - 13  - 14  - 15  - 16  -
17  - 18  - 19  - 20  - 21  - 22  - 23  -


Все книги на данном сайте, являются собственностью его уважаемых авторов и предназначены исключительно для ознакомительных целей. Просматривая или скачивая книгу, Вы обязуетесь в течении суток удалить ее. Если вы желаете чтоб произведение было удалено пишите админитратору