Алексей Шилейко - Информация или интуиция?

К тем же выводам, что и С. Хокинг, можно прийти, исходя из совершенно иных соображений. И снова, в который раз, вернемся к бильярду. Когда шары на бильярдном столе неподвижны и составлены в пирамидку, можно сказать, что температура бильярда равна нулю. Ведь температура определяется средней скоростью движения частиц. Разбивая пирамидку, мы «нагреваем» бильярд до определенной температуры. При этом шары «забывают» свое первоначальное положение в пирамидке и движутся так, что все положения на столе для них равновероятны. Можно сказать, что процесс нагревания — это то же самое, что процесс забывания. Раньше мы строго сформулировали ту же мысль, сказав, что информация суть энтропия, взятая с обратным знаком, чем выше энтропия системы, тем меньшее количество информации может быть от нее получено.Но должно быть справедливо и обратное. Чем меньше информации может быть получено от системы, тем выше должна быть ее энтропия. Мы уже сталкивались с подобным положением в главе четвертой и подчеркивали там, что существенное значение имеет именно принципиальная возможность получать информацию, а не то, хотим мы получать эту информацию и располагаем ли мы при этом соответствующими приборами или нет.Перенося эти рассуждения на случай черных дыр, приходим к непосредственному выводу. Поскольку возможность получать какую-либо информацию о черной дыре отсутствует, значит, энтропия ее должна быть велика. Черная дыра полностью «забыла» как о своем собственном происхождении, так и о всех тех объектах (в том числе и виртуальных частицах), которые она поглотила. А подобное забывание эквивалентно тому, что черная дыра ведет себя как тело, нагретое до достаточно высокой температуры.Все эти рассуждения, может быть, и не имели бы особой цены, если бы, будучи облаченными в математические формулы, они не дали бы в точности тот же результат, который получается при выводе математических зависимостей на основе представления о виртуальных частицах.До открытия эффекта Хокинга мы знали единственный механизм появления тепловых свойств у динамической системы. Он состоит в превращении упорядоченного движения частиц в хаотическое, проявляясь и при трении двух кусков дерева, с помощью которых наши предки добывали огонь, и в современных установках по нагреву плазмы. Физика черных дыр указала нам новый механизм появления тепла, который происходит по схеме: черная дыра — черный ящик (то есть объект, который можно изучить только по его внешним проявлениям) — черное тело.Черные дыры помогли нам увидеть новые и неожиданные аспекты термодинамики, обогатив наше понимание природы теплоты. Поэтому независимо от того, существуют эти объекты в природе или нет, они уже с лихвой оправдали себя как предмет теоретического исследования и, можно думать, надолго останутся в истории естествознания.

Второй пример, который мы хотели бы рассмотреть в этой главе, взят нами из области социологии. Представьте себе такую ситуацию. Имеются два однотипных предприятия, расположенные в противоположных районах большого города. Если речь идет о Москве, то одно такое предприятие может быть расположено, скажем, в Медведкове, а второе — возле метро «Калужская». С каждым предприятием связан определенный контингент рабочих и служащих. Разумно предположить, что многие из числа работников данного предприятия живут где-то поблизости. Многие, но не все. Встречаются и такие, которые живут, к примеру, вблизи предприятия А, а работают на предприятии Б, и наоборот.Еще одно предположение состоит в том, что производство на обоих предприятиях весьма специфично и специалист, работающий на предприятии А, может работать не только там, но и на предприятии Б, а на других уже не может. Последнее предположение несколько натянуто, однако ясно, что если бы мы взяли не два, а двадцать предприятий, то такое предположение уже вполне соответствовало бы некоторой реальной ситуации. В то же время увеличение числа предприятий никак не изменит существа последующих рассуждений. Кроме того, проницательный читатель уже предчувствует аналогию с двумя половинками бильярда.

Предположим теперь, что некто, работающий на предприятии А и живущий поблизости от него, по тем или иным соображениям уходит из этого предприятия. Различных причин тут может быть множество, и выбор причины мы полностью предоставляем фантазии читателя. Важно одно. В силу отмеченной выше специфики он не может работать больше нигде, кроме как на предприятии Б. Причин ухода, как уже говорилось, может быть множество, поэтому с течением времени количество живущих вблизи предприятия А и работающих на предприятии Б и, наоборот, живущих вблизи предприятия Б и работающих на предприятии А, будет увеличиваться.Читателю, дочитавшему нашу книгу до этого места, не надо даже подсказывать, что речь идет о возрастании энтропии сложной системы, состоящей из большого количества элементов — работников обоих предприятий. Причем уходы с работы далеко не единственная причина такого процесса. Вполне может быть, что, скажем, некто, живущий вблизи предприятия А, заканчивает институт по соответствующей специальности, но по той или иной причине устраивается на работу на предприятие Б. Человек может продолжать работать на своем предприятии, но переехал в другую часть города, опять-таки по тысяче возможных причин, например, по семейным обстоятельствам. Именно многообразие причин и приводит к росту энтропии нашей системы. А в данном случае рост энтропии означает то, что большое количество людей совершенно непроизводительно тратят время и энергию на переезды между станцией метро «Медведково» и станцией метро «Калужская»

Положение было бы существенно иным, если бы каждый работник предприятия А знал всех работников предприятия Б, и наоборот. Тогда каждый случай перемещения мог бы сопровождаться обменом квартир. Но такое полное знание невозможно. Отсюда вывод, которого читатель ждет уже давно: энтропия системы, состоящей из сотрудников предприятий, есть мера незнания, мера недостатка информации. Напротив, если удастся ввести в систему дополнительную информацию, это понизит энтропию, а значит, повысит качество энергии системы.С этой целью во всех больших городах издаются бюллетени по обмену жилплощади. В Москве при Управлении учета и распределения жилой площади создан вычислительный центр, оснащенный самыми современными ЭВМ, одной из задач которого является подготовка таких бюллетеней.Все сказанное справедливо не только для одного рассмотренного выше случая. Читатель сам легко придумает сколько угодно примеров тому, как недостаточная информированность приводит к затратам лишней энергии и, наоборот, введение информации в социальную систему приводит к ее упорядоченности. Пример — покупка вещей, продуктов в магазине, не оборудованном информационным табло.