Теория стоимости: информация

2. Основные свойства "энергии организованной материи" (ЭОМ).

        Из работы "Закон сохранения информации (негэнтропии)" [8] следует, что любая материальная субстанция может быть представлена в двух видах - в виде объекта и в виде энергии (организованной материи). В первом случае она предстает в виде, способном изменяться (чем-либо), во втором случае - в виде, способном изменять (что-либо). Поскольку было выяснено (т.е. не вступило в противоречие с научными фактами), что в материальном мире способностью изменяться или изменять может обладать только материальная субстанция, постольку материальный объект в этом мире может быть изменен не чем-либо, а материальной субстанцией, имеющей вид объекта или энергии (организованной материи) и, соответственно, энергия (организованной материи) может изменить не что-либо, а также материальную субстанцию, имеющую вид объекта или энергии (организованной материи). Другими словами, если молния, выступающая и как объект, и как энергия, может расколоть какой-нибудь одиноко стоящий на земле пень, то и пень, также выступающий и как объект, и как энергия, может изменяться сам и изменять свойства как молнии, так и свойства любого наезжающего на него транспортного средства, воздушного потока или чего-либо другого. К сожалению, наука, достигшая достаточно больших высот, до сих пор не может как следует сформулировать и обобщить это достаточно очевидное положение материального мира, что создает основу для появления разнообразных невероятных и чудных гипотез, не соответствующих фактам. Ведь если пользоваться логикой материалистического представления, то вполне очевидно, что каждая энергия не существует сама по себе, а является одновременно свойством объекта, способного в "большей" степени изменять окружающие объекты. Но из-за этого (из-за "большей" степени) некоторые свойства таких "энергетических" объектов могут стать для науки относительно невидимыми. Невидимыми они могут стать для нее именно как объекты, а не как энергия. При "объектном" же описании материальной субстанции может возникнуть ситуация с точностью до наоборот, поскольку объекту наукой втуне предписано не изменять, как то предписано энергии, а изменяться. Поэтому относительно невидимой тут может оказаться энергия, т.е. те свойства объекта, которые способны изменять. Поэтому одновременное представление материальной субстанции как в виде объекта, так и в виде энергии (организованной материи) предоставляет возможность сделать видимыми все свойства окружающего материального мира. По крайней мере, может оказаться полезным хотя бы то представление, что энергию объекту может обеспечить не только свойство "скорость", но и свойство "координата" ("форма").

        При введении и определении понятия "энергия организованной материи" в главе 2 работы [8] было сказано несколько слов об основных свойствах этой энергии. Расширим перечень этих свойств.

Общность.

        Свойство общности ровно настолько же подходит для описания "энергии организованной материи", насколько оно подходит для описания понятия "объект". Если, говоря об "объекте", подразумевается присутствие совокупности свойств, характеризующих этот объект, то, говоря об "энергии организованной материи", подразумевается присутствие совокупности энергий, которые приводят к ощущению данной материальной субстанции. Информация, как это было выведено в [8], всегда является результатом движения (изменения). Поэтому объект делают видимым, различимым и отличимым от других объектов не просто свойства, а изменение этих свойств, что, как следует из определений энергии, присуще именно энергии.

Направленность.

        Данное свойство "энергии организованной материи" очевидно следует из того, что одним из определяющих ее аргументов является энтропия (негэнтропия) системы, которая никогда не находится в покое и либо возрастает, либо убывает (см. формулы). Возрастание или убывание энтропии относительно некоторой точки отсчета и определяют величину и направление вектора "энергии организованной материи".

Множественность (дифференцированность).

        Известно, что любая система обладает множеством свойств. Поскольку каждое свойство является ни чем иным, как соответствующей количественной и качественной характеристикой, постольку полная энергия объекта (как и полная информация) представляет собой некоторую вероятностную сумму других энергий, соответствующих отдельным выделенным свойствам объекта. Например, объект одновременно может обладать кинетической, тепловой, ядерной и прочими энергиями, то есть, тем, что человеком выделено на сегодняшний день в класс энергий или тем, что можно назвать свойствами, частично определяющими состояние объекта или системы. Но, кроме перечисленного, объект может обладать и другими характеристиками, выделяемыми и определяемыми в бесконечном многообразии окружающего мира. Например, вязкостью, твердостью, формой, структурой и прочим. С точки зрения определения, данного для энергии организованной материи, безразлично, каким свойством обладает объект, наэлектризованностью или формой, температурой или цветом, местоположением (координатой в пространстве) или скоростью, - фактором, определяющим каждое свойство, является вероятность образования количества и качества, соответствующих этому свойству (и некоторому виду энергии), из мировых материальных составляющих. И, если "объектное" представление материальной субстанции позволяет выделять ее свойства, то "энергетическое" представление позволяет эти свойства объединять.

        Однородность любых свойств объекта относительно энергии организованной материи можно проиллюстрировать примером. Если некоторая материальная субстанция имеет массу 1 кг, потенциал 100 вольт, скорость 1 м/сек, кристаллическую структуру, круглую форму, температуру 100 градусов, желтый цвет, то каждое из этих свойств как порознь. так и в совокупности определяет объект и является составляющей "сгустка" энергии организованной материи. .Т.к. речь идет об однородности, то очевидно, что при этом имется в виду, что в данном перечислении свойств должны поддаваться сравнению не только интуитивно кажущиеся подобными скорость и температура, но и кажущиеся совершенно не сравнимыми масса и форма, скорость и структура, потенциал и цвет и прочее. И такое сравнение в свете рассматриваемого энергетического представления действительно принципиально возможно.
        Каждое свойство объекта можно абстрактно представить как объект с состоянием, определяемым этим одним единственным свойством. Энергия организованной материи (ЭОМ) каждого такого объекта может быть определена в соответствии с принципами, описанными в [8], например, по формулам (10) или (10а). Вероятностная сумма энергий таких вложенных друг в друга объектов (такое суммирование не будет выглядеть "складыванием коров с лошадьми"!) даст полную энергию организованной материи рассматриваемой материальной субстанции (рассматриваемого объекта) при условии, что известны и перечислены (просуммированы) все определяющие данный объект свойства. Таким образом дифференцированность (или множественность) энергии организованной материи не противоречит ее общности, поскольку как общее, так и каждая его часть имеют в рамках рассматриваемых понятий и категорий одну и ту же размерность.

        Очевидно, что следствием рассмотрения свойства множественности энергии организованной материи и сопутствующего ему свойства относительной однородности ее составляющих должен быть вопрос об определении единицы измерения данной энергии, которая, в силу изложенного, должна быть общей как для полной энергии, так и для ее составляющих. Этот достаточно важный вопрос будет рассмотрен дальше.

. Неаддитивность.

        Из свойства множественности следует, что энергия организованной материи некоторой материальной субстанции складывается из частей энергии этой субстанции. Каждая часть энергии определяется по формуле, одним из основных аргументов которой является энтропия (или обратная ей величина - негэнтропия). Энтропия - это вероятостная характеристика системы. Поэтому сложение частей энергии организованной материи допускается только по вероятностным законам. При таком сложении может возникнуть примерно такой же эффект, как при обыкновенном арифметическом сложении чисел с разными знаками. Если модули чисел с разными знаками будут сравнимы по величине, то результатом их сложения может быть число, близкое к нулю. При сложении по вероятностным законам также может быть полдучен аналогичный результат. Т.е. сложение двух частей энергии организованной материи не обязательно приведет к увеличению энергии образовавшейся системы.

. Относительность.

        Обратим внимание на формулу, определяющую энергию организованной материи:

Примечательно в ней то, что функциональная зависимость энергии организованной материи от энтропии является обратной. Отсюда следует первый и ранее уже упоминавшийся элементарный вывод, относящийся к количественной оценке данной энергии: рост (увеличение) энтропии системы вызывает уменьшение энергии организованной материи, уменьшение энтропии - рост энергии.

Также, отметим прямую (аргумент - в числителе, а не в знаменателе) логарифмическую зависимость энтропии системы, отраженную в формуле:

S = k ln W_Т

от термодинамической вероятности состояния системы. Данная зависимость означает следующее: чем более вероятно состояние, в котором оказалась система, тем ее энтропия выше, а энергия (ЭОМ), соответственно, меньше. Справедливо, также, утверждение, звучащее наоборот: чем менее вероятно состояние, в котором оказалась система, тем энтропия у нее ниже, а энергия больше. Отсюда следует второй полезный вывод, касающийся количественной оценки энергии организованной материи: энергия системы будет тем выше, чем в менее вероятном состоянии эта система оказывается. Приведенным утверждением отмечается только направление вектора процесса, не учитывающее логарифмические или какие-либо другие зависимости. Кроме того, учитывается только прямой характер зависимости друг от друга термодинамической и классической вероятности (приложение, пункты 8 и 18).
        Из всего этого следует. что без учета состояния объектов окружающего мира энергия организованной материи некоторой материальной субстанции становится неопределенной, что, как раз, и означает то, что она относительна. Например, пуля, вылетевшая из ствола автомата будет иметь кинетическую энергию относительно автомата, но практически не будет ее иметь относительно следующей пули, выпущенной из того же ствола . Но кинетическая энергия является частью общей энергии, - энергии организованной материи. Поэтому относительность коснется и последней.

        Попробуем осмыслить сказанное на практическом примере. Возьмем лопату и выроем во дворе ямку (абстрактно, разумеется, и размером не метр на два, а намного меньше). Затем сложим землю назад, пытаясь "замести" следы своей деятельности. Итогом будет результат, требующий для своего осмысления достаточно напряженной умственной работы.

        Переходя к исследованию полученного результата, дадим, прежде всего, наименование объекту, состояние которого пришлось изменять с помощью выбранного инструмента. Для этого, по определению, данному ранее, необходимо очертить его некоторой границей (непосредственной или косвенной). Если этого не сделать, то можно представить, что движением лопаты изменен весь мир (хотя так оно и есть на самом деле). Поэтому выберем границу к себе поближе и назовем объект, над которым производились действия, газоном (рис.1).

Рис.1

        В начале исследования попробуем ответить на следующие три вопроса:
        1) какова вероятность того, что на газоне без участия человека в данном месте и в данный отрезок времени образуется ямка?
        2) какова вероятность того, что вырытая на газоне ямка "сама собой" закопается в течение определенного промежутка времени?
        3) чем отличаются состояния газона до и после эксперимента?

        Ответы на первый и второй вопрос достаточно очевидны. Вероятность свершения заданных событий существует, но является чрезвычайно малой. И в первом, и во втором случае вероятность того, что газон останется в исходном состоянии (пренебрегаем незначительными изменениями его состояния) будет значительно выше, чем вероятность того, что он приобретет те состояния, которые определяются условиями вопросов. Хотя вероятность свершения события 2) - ямка сама собой "закопается" - будет, видимо, немного выше, чем вероятность свершения события 1) в связи с существованием таких явлений (взаимодействий с внешними, по отношению к газону, объектами), как, допустим, сильный ветер или ливень, будем считать их достаточно малыми на коротком отрезке времени. Следовательно, как выкапывание, так и закапывание ямки представляют собой переходы объекта из более вероятного состояния в менее вероятное. Отсюда должно следовать, что в результате упражнений с лопатой энтропия газона уменьшается, а энергия организованной материи его, соответственно, возрастает.

Для того, чтобы говорить о вероятности свершения события, не обязательно быть ученым. Этим понятием - вероятность - пользуется в быту каждый человек, заменяя его синонимами. Если один человек воспользуется по какому-нибудь поводу понятием "невероятно", то другой по тому же поводу воспользуется понятием "удивительно". И если бы случай с "газоном" был реален, то один человек мог бы сказать: "Невероятно, каким образом здесь образовалась ямка?" или "Невероятно, по каким таким причинам ямка исчезла?", в то время, как другой выразил бы ту же мысль несколько иначе:"Удивительно, но причин образования ямки тут я не вижу?" или "Удивительно, вчера здесь была ямка, а сегодня ее почему-то нет". И то и другое означает, что наблюдатели посчитали бы данные события, которые свершились на "газоне" без участия человека, невероятными (маловероятными). Конечно. речь здесь не идет о "кругах" на полях или о непонятных символах на земле, приписываемых НЛО (т.е. разуму). Здесь все значительно проще. но, в принципе, речь идет об одном и том же: в материальном мире существуют события, состояние которых вполне можно характеризовать вероятностью их свершения, поскольку человек может ощущать это свойство материального мира. И основой такого ощущения являются как постоянство законов материального мира, так и следующий из этих законов принцип образования субъективной информации. [8], [12]

        Полученный вывод о росте энергии организованной материи справедлив только отчасти. Поскольку действия производятся в мире хотя и относительно упорядоченных, но, тем не менее, случайных процессов, можно получить массу парадоксов, один из которых пытается проявиться уже на самом раннем этапе рассуждений. Этот парадокс можно представить в виде изречения: "Что бы ни делалось, все к лучшему", поскольку согласно проведенным рассуждениям, любое действие человека над газоном приводит к повышению энергии организованной материи этого газона. Но какой бы ответ не был, сбрасывать со счетов его нельзя. Несмотря на свою парадоксальность, он выглядит соответствующим рассуждениям. Поэтому, если парадокс не будет решен, то и все проведенные рассуждения можно будет отбросить в сторону, как не соответствующие здравому смыслу. Но пока будем считать, что предварительный ответ на третий вопрос дан, и состоит он в том, что энергия газона в состоянии "после эксперимента" будет выше энергии газона в состоянии "до эксперимента". В полном соответствии с таким ответом, многократное выкапывание-закапывание ямки (что очень часто практикуют нерадивые строители) должно постоянно увеличивать энергию газона, хотя видимых причин такого увеличения наблюдаться не будет. Ясно, что подобный результат рассуждений должен показаться слегка абсурдным. Но абсурда здесь нет. Решение этого парадокса существует и заключается в правильном выборе точек отсчета. Поищем это решение и, одновременно с решением дадим полный ответ на третий вопрос.

        Для решения парадокса необходимо, прежде всего, обратиться к истории и задаться следующим вопросом: каким образом вообще образовался газон? Т.е. в далеком или недалеком прошлом необходимо отыскать (опять же абстрактно) материальные источники, являющиеся ингредиентами для исследуемого газона. Найдя данные источники и используя их состояние за точку отсчета, следует задаться следующим вопросом (для математика такое действие может проассоциитроваться с употреблением понятия "безусловная вероятность"): будут ли отличаться вероятности образования из данных ингредиентов следующие состояния газона:

        а) "до эксперимента" (рис.1а);
        б) с вырытой ямкой (рис.1б);
        в) "после эксперимента" (ямка закопана) (рис.1в, 1г)?

        Очевидно, что данные три вероятности будут отличаться между собой. Чтобы представить это более отчетливо, воспользуемся наиболее показательным математическим приемом выяснения поведения функций в особых точках, которые обычно обладают наивысшей информативностью. В данном случае создадим такую особую точку сами. Вообразим газон, напоминающий слоеный пирог: тонкий слой чернозема, под ним тонкий слой песка, еще ниже - слой глины. Если лопатой проткнуть эти три слоя и затем зацепившийся на лопату грунт удалить, перемешать или аккуратно перевернуть, то во всех случаях в структуре газона возникнет флуктуация. Но, если достаточно легко представить себе независимый от человека случайный природный процесс, который "творил" бы из исходных ингредиентов сравнительно аккуратный "слоеный пирог" (как на рис 1а) или "слоеный пирог" с флуктуациями в отдельных местах в виде хаотически перемешанных слоев (rfr на рис.1г), то значительно сложнее вообразить себе природный процесс, результатом которого явился бы резкий, с аккуратным переворотом, "точечный" сдвиг слоев относительно друг друга.

        Модели предполагаемых природных творений изображены на рис.1 и, в порядке перечисления, соответствуют исходному газону, газону с вырытой ямкой, газону, где грунт уложен назад в ямку с аккуратным переворотом слоев, и газону, где качественно различные составляющие грунта перемешаны между собой. Последняя модель может соответствовать случаю с многократным выкапыванием-закапыванием ямки.

Опираясь на отложившиеся в памяти модели повседневно наблюдаемых нами или описанных в литературе природных процессов, происходящих без участия человека, к наиболее вероятным конечным результатам действий неживой природы можно причислить структуры, отображаемые на рис. 1а и 1б. Менее вероятными (более удивительными) выглядят структуры, изображенные на рис. 1в и 1г. Без всякого сомнения, если правильно распорядиться теорией вероятностей, можно доказать, что вероятность свершения последних обозначенных событий (1в и 1г) действительно будет ниже по сравнению с первыми отмеченными событиями (1а и 1б). Это можно доказать, рассматривая как простой случайный процесс, так и случайный процесс, который следует назвать детерминированным, когда совершенно случайное поведение объектов нарушается какой-либо общей для них упорядочивающей "помехой" - фактором, которым может оказаться, к примеру, одно из свойств материального мира - "тяготение". Но лучше обойтись пока без лишних усложнений, к которым, в данном случае, можно отнести строгие математические доказательства. В качестве доказательства приведенных выше утверждений пока воспользуемся наукой, называемой статистикой, которая утверждает, что из двух повторяющихся событий, объединенных некоторым общим признаком, наиболее вероятным следует считать то, которое в наугад проведенных выборках встречается большее количество раз. Оценка вероятности свершения каждого события будет тем точнее, чем большее количество выборок будет сделано и чем большим будет объем каждой из них¹⁾. Поскольку в рассматриваемых случаях не требуется точной оценки вероятностей, а подойдет пока и совершенно приблизительная оценка, разделить события, изображенные на рис.1, по вероятности их свершения поможет простой жизненный опыт (своего рода статистическая выборка), который должен подсказать, что случаи, изображенные на рис. 1в и 1г относятся к разряду маловероятных. При определенных обстоятельствах регистрация (наблюдение) подобного рода отклонений от нормы, от привычных результатов бессознательной, стихийной работы природы, может вызвать такое чувство, как удивление. Это чувство возникает при наблюдении некоторых непонятно откуда взявшихся свойств объектов, появление которых трудно объяснить (иногда говорят, что появление их маловероятно) без предположения чьего-либо так называемого сознательного вмешательства. То, что необъяснимо с точки зрения обыкновенной работы стихии, или то, что можно определить, как маловероятный результат ее работы, довольно часто приписывается результатам действий НЛО (неопознанных летающих объектов), которым частенько приписывается проведение сознательных мероприятий.

Несомненно, обращение к интуиции в предшествующем абзаце в какой-то степени некорректно, поскольку интуиция зависит от опыта (от числа проведенных выборок). Например, кто-то может успеть в своей жизни только три раза подкинуть монетку и все три раза получить "решку". Тогда интуиция такого исследователя будет подсказывfnm, что вероятность выпадения решки будет равна 1. Т.е. он будет считать, что и в четвертый раз монетка обязательно упадет вверх "решкой". Кому-то интуиция может подсказать правильный вариант ответа, а кому-то нет. Но и тут можно найти выход. Например, можно посоветовать взять разрезную азбуку, перемешать все буквы и бросать их на пол, следя за тем, как, к примеру, распределились буквы А, Р, У. Если они окажутся рядом, расположившись в любой последовательности, то записывать этот результат. При большом количестве бросков окажется, что любая последовательность этих букв будет появляться чаще, чем какая-то определенная, например, похожая на УРА. Это как раз и будет означать то, что вероятность события отображаемого рис.1г будет выше, чем вероятность события, отображаемого рис.1в. Рис.1г - это аналог события, которое заключается в появлении любой последовательности из трех выбранных букв, а рис.1в - впоявлении какой-то определенной последовательности.
Кроме того, окажется, что если поменять выбранные три буквы на другие, то замена букв никак не отразится на эксперименте. Три новые буквы будут подчиняться тем же статистически-вероятностным законам и вероятности для них распределятся так же. Этот результат относится к тому утверждению, что многократное перекапывание ямки не изменяет ЭОМ (энергию организованной материи газона.

Каким же образом согласуется последний полученный результат - неизменность ЭОМ газона - с предыдущим, который утверждал, что любое действие над газоном приводит к повышению его ЭОМ (энергии организованной материи)? Согласуется он в том, что повышение ЭОМ происходит в том случае, если расчет вероятности (и энтропии) вести не относительно далеких, "исторических" состояний материальных объектов, из которых в настоящем сложилось данное состояние газона, а относительно ближайшего предшествующего состояния данного газона. Относительно предшествующего состояния, каким является состояние, отображаемое рис.1г, вероятность того, что за короткий отрезок времени образуются состояния 1г₁, ..., 1г_N будет достаточно низкой. Почему? Только потому, что за короткий отрезок времени должны измениться координаты объектов, из которых слагается система "газон". Какая неоднородность существует в "однородной" ямке, изображенной на рис.1г? Очевидно, что такой неоднородностью является координата каждого элемента ямки. Разве вероятно (не будет удивительным) если какая-нибудь конкретная песчинка со дна ямки быстро переместится на поверхность? Разумеется, что это будет удивительно (невероятно). Если песчинку не вытолкнет на поверхность какая-нибудь лопата, конечности крота и или еще что-нибудь, связанное с разумом, то такое событие будет для нас невероятным и, соответственно, удивительным.

Вероятность того, что объект перейдет из текущего состояния в некоторое другое состояние, равна единице. Такая определенность, т.е. достоверность данного события, является следствием того, что объект всегда движется. А раз он движется, то обязан изменить свое текущее состояние на любое другое. Но вероятности того, что объект перейдет не в любые, а в какие-либо заранее заданные состояния, будут различаться между собой. И несложно сообразить, что вероятность того события, когда какая-нибудь песчинка в рассматриваемой ямке займет положение, отличающееся от предыдущего на микро, будет значительно выше вероятности события, когда та же песчинка за тот же перод времени сдвинется на штык лопаты. Отсюда и получается, что раз вероятности свершения событий будут разными, то будут разными и ЭОМ (энергия организованной материи) разных состояний материального мира.

        Из проведенных рассуждений следует, что на третий вопрос, заданный в начале рассмотрения примера, который выглядел так: "чем отличаются состояния газона до и после эксперимента?", могут существовать два непротиворечивых ответа. Во-первых, в некоторых случаях можно сказать. что состояния газона до и после эксперимента неотличимы друг от друга (ЭОМ одинаковы), во-вторых, не будет ошибкой говорить, что эти состояния всегда различаются (ЭОМ различны).

        Таким образом, в данных рассуждениях было использовано свойство относительности энергии организованной материи (ЭОМ). С одной стороны (с одной точки отсчета) простое перемешивание грунта в ямке не изменяет ЭОМ этой ямки (и, соответственно, газона), с другой стороны (с другой точки отсчета) такое изменение ЭОМ происходит. Полученное представление нельзя назвать искусственным, поскольку оно построено в полном соответствии с законами материального мира и в соответствии с разработанными научными теориями и методами (в т.ч. с вероятностно-статистическими), оправдавшими себя на практике.

        В заключение данного параграфа остается сказать. что поскольку объект, названный "газоном", был выбран случайным образом, постольку рассуждение можно перенести на любой другой объект, или, говоря другими словами, оно будет справедливо для любого материального объекта, представленного в "энергетическом" виде. Также можно заключить, что выражение: "Что бы ни делалось, все к лучшему", подчиняется тем же законам что и рассмотренный объект. И, соответственно, справедливо ровно настолько же, насколько несправедливо. Тут уж, с какой стороны на совершенную (т.е. "сделанную") процедуру посмотреть...

¹⁾ Каким образом определяется вероятность на основе законов статистики, можно выяснить из любого учебника по теории вероятностей и математической статистике. Например, можно прлучить информацию, как на основе статистической выборки прийти к заключению, что вероятность выпадения орла или решки при подбрасывании монеты, будет равна 1/2. (прим. автора)