Глава 3. Закон сохранения информации.

3.1. Энергия организованной материи.

        Выводы главы I предоставляют возможность выделить и использовать важное свойство материального объекта, которое можно определить также как свойство свойств. Речь идет о движении (изменении), которое отображено в формулах векторной стрелкой. Возьмем из справочников определение понятия "энергия" [приложение, п.п. 20, 21].
"Энергия - общая мера различных форм движения материи. Для количественной характеристики качественно различающихся форм движения и соответствующих им взаимодействий вводят различные виды энергии: механическую, внутреннюю, гравитационную, электромагнитную, ядерную и т.д…"
        Исходя из того, что любой материальный объект всегда находится в движении (находятся в движении определяющие его характеристики), что отражено в формулах 1 - 6 предыдущей главы установкой векторов, непротиворечивым шагом будет представление объекта в следующей математической форме:



       Т.е. согласуя проведенные ранее рассуждения с существующими определениями энергии, получаем полное и очевидное право поставить между понятиями объекта и энергии знак равенства. Для того, чтобы это право "ущемить", необходимо найти материальный объект, находящийся вне движения. По утверждениям главы 1 такого объекта в природе не существует. Кроме того, если взглянуть на определение энергии немного шире, то можно увидеть, что любая энергия представляет собой переход или возможность перехода объекта из одного состояния в другое путем взаимодействия с другим объектом. Описание и конкретное исследование любого вида энергии - это всего лишь оценка количественных и качественных изменений взаимодействующих объектов при их переходе (или при возможности перехода) в некоторое другое состояние. Согласуясь с результатами предыдущих рассуждений несложно заметить сходство поведения энергии с поведением того, что было определено, как объективная информация.


       Из разговора автора с к.ф.-м.н. Горшковым А.В., выпускником московского физико-технического института

       Автор: Энергия подчиняется закону сохранения.

       Г.А.В: Не знаю я, что гуманитарии называют энергией, а физики энергией называют ... э-э-э... способность совершить работу... Ну, энергия -- это, э-э-э, такая штука, которая, по определению, что с ней не делай, а сохраняется. Если физик-экспериментатор обнаруживает явление, в котором общепринятые "разновидности энергии" методически достоверно НЕ сохраняются, то шустрый теоретик просто заводит НОВЫЙ "вид энергии" так, чтобы сохранялась в сумме.

       Автор: Сдали-таки физику. Гуманитариев, значит, решили подлечить? Ничего себе лечение! Ведь гуманитарии так и запомнят, что физики, как на базаре, постоянно обвешивают. Не верьте ему, гуманитарии! Если физик обнаружил недовес в энергии, значит есть шанс в том, что будет ОТКРЫТ новый вид энергии. Первооткрыватели эти ребята, а не приспособленцы.
       Энергию я понимаю так же, как Вы. Только, возможно, чуть-чуть точнее. Энергия, с моей точки зрения, - это свойства объекта, которые при определенных условиях позволяют произвести изменения свойств соседних объектов. Думаю, что "способность совершить работу" в это определение входит. А если произошел "недовес" в энергии, то я ожидаю сообщения об открытии новых свойств объектов. Готов выслушать возражения.

       Г.А.В: "Энергия, с моей точки зрения, - это свойства объекта, которые при определенных условиях позволяют произвести изменения свойств соседних объектов".
       А вот это хороший удар. Уважаю! А я лопухнулся. Вы часом не Белонучкин? Но не любых свойств...

       Прим. автора: Наш разговор об энергии с А.В.Горшковым на этом, к сожалению, прервался, поскольку вместо того, чтобы спросить у уважаемого физтеха: "Почему не любых свойств?", я спросил: "Кто такой Белонучкин?", а продолжить беседу не позволили обстоятельства. Шутки - шутками, но готов утверждать (и за это все факты), что энергия - это любые свойства объекта, которые при определенных условиях позволяют произвести изменения свойств соседних объектов. Исходя из таких соображений, непротиворечивым будет выглядеть следующее утверждение: существуют точки отсчета, относительно которых энергия "острый нож" выше энергии "тупой нож". Форма (координата) природе далеко не безразлична.

       Любая энергия, которой обладает некоторый объект, позволяет вызвать изменения другого объекта. Понятие энергии возникло именно по этой причине, в связи с переносом части свойств одного объекта на другой объект. Другими словами понятие "энергия" определяет свойства объекта, но определяет их не сами по себе, а в пределах возможности передачи этих свойств другому объекту. Говорить об энергии одного объекта, не подразумевая при этом присутствия рядом другого объекта, попросту бессмысленно. Понятие "энергия" определяет свойства объектов, взаимодействующих друг с другом. Другой смысловой нагрузки у данного понятия нет. Понятие энергии - относительно. Определяя объект, оно одновременно определяет систему.
       Если говорить об известных и широко употребляемых видах энергии, то каждая из них представляет собой какое-либо одно или несколько свойств объекта из их полной совокупности. Но каждое из свойств объекта, относительно данного здесь определения объекта, также представляет собой объект. Почему? Потому, что в определении объекта говорится, что объектом является материальная среда, выделенная из общего материального мира некоторыми граничными условиями. Граничные условия можно задать по любому выбранному свойству или по любой их совокупности. Исходя из этого любой объект, обладающий множеством свойств, можно представить как систему взаимодействующих между собой объектов, или, - ошибки не будет, - систему взаимодействующих между собой энергий, поскольку любое свойство объекта находится в движении. Ясно, что систему энергий также можно представить энергией, которая одновременно будет представлять собой объект.
       В существующих представлениях, основанных на человеческих ощущениях, объект выглядит объектом, а не энергией по той причине, что изменение (движение) части его свойств, относительно других наблюдаемых изменений, кажется незначительным (невидимым или неощущаемым). В этом случае иногда говорят, что объект обладает потенциальной энергией. Но неизменных свойств объекта нет. Такое утверждение следует из определения времени, согласно которому любое изменение состояния любого мирового объекта влечет изменение состояния (пусть и относительное) других объектов. Таким образом, если энергия - это изменение свойств материи, то она является объектом, поскольку объект также представляет собой изменение свойств материи. Верно и обратное. Поэтому любую совокупность энергий (или системы энергий) можно представить также совокупностью объектов (системой объектов) или объектом более высокого уровня.
       Каждая энергия описывает одно или несколько из множества достаточно однородных, в качественном смысле, свойств объекта. Результатом же "наглой" установки знака равенства между понятиями "объекта" и "энергии" является включение (объединение) всех обнаруженных и могущих быть обнаруженными разновидностей энергий в одну. Полученный энергетический "ребус" сложен, но свойства его подчиняются некоторым закономерностям, которые стоит исследовать в связи с их возможной полезностью. Попробуем осуществить такую попытку. Из определения энергии следует, что для формы движения, качественно отличающейся от других форм, необходимо ввести свой вид энергии. Новый вид энергии уже введен, но его необходимо как-то отличать от других видов. Поэтому дадим для нового, логически образовавшегося, обобщенного вида энергии следующее наименование: энергия организованной материи. Смысл данного наименования заключается в следующем: сочетание слов "организованная материя" сцепляет новое понятие с количеством и качеством материи, а слово "энергия" - с движением. Формула (7) тогда примет следующий вид:



       Учитывая выводы главы 1, перепишем формулу несколько иначе:
       



       Информация является мерой, определяющей порядок системы. Обратная ей величина называется энтропией [приложение, п.22]. Энтропия - мера, определяющая беспорядок системы. При использовании ее, как меры организации системы, формула (9) примет следующий вид:



       К последней части уравнения можно придраться, поскольку в науке, называемой синергетикой, "обратность" информации по отношению к энтропии выражается отрицательным знаком, в связи с чем информация, определенная подобным образом, называется негэнтропией. Т.е. формула (10) по идее должна была выглядеть так:



       С философской точки зрения обе формулы идентичны, поскольку обе показывают, что с ростом энтропии энергия организованной материи Еом уменьшается. Очевидно, что 1/2 больше 1/4, а -2 больше -4. Т.к. в данном случае важно только направление процесса, исключительно из соображений наглядности будем использовать формулу (10). Это допустимо, поскольку точных количественных оценок в рассуждениях производиться не будет.
        Энтропия - вероятностная характеристика системы. Она описана и изучена в применении к так называемым термодинамическим системам (см. приложение). С характеристикой данных систем, называемой термодинамической вероятностью, она связана формулой Больцмана [5]:



        Наличие вероятностного аргумента в формуле (10), вероятностный характер которого поясняет формула (11), приводит к образованию вероятностной функции. Это значит, что для исследования введенной энергии Еом, а, следовательно, и объекта, из всех научных средств подойдут только те средства, которые имеют вероятностную направленность. Такими, к примеру, являются теория вероятностей, математическая статистика, статистическая физика.