Э Лийв - Инфодинамика, Обобщённая энтропия и негэнтропия

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

9. БАЛАНСЫ ОЭ И ОНГ ПРИ РАЗВИТИИ СИСТЕМ

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

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

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

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

е E + M . c2 + ОНГ . k . ln2 @ 107

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

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

ОНГ - обобщённая негэнтропия, биты,

М - масса, граммы,

Е - энергия, джоули,

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

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

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

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

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

Хотя переход системы от преобладающей формы массы в форму энергии или ОНГ теоретически возможен, общие закономерности таких переходов маловыяснены. Известны только условия и технология превращения массы в энергию путём ядерных реакций и взрывов. Энергия и ОНГ могут превращаться друг в друга в космосе, где имеются огромные запасы гравитационной энергии, которая 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 постоянства 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 применения разных процессов и операций внутри условно изолированной системы. Это даёт возможность в ранних стадиях поиска отсеивать явно не-эффективные решения и операции, балансы массы, энергии или ОНГ, которые не удовлетворяют целевым критериям.