From Leonid.Luzan@f141.n461.z2.fidonet.org Tue Sep 25 04:05:44 2001
Newsgroups: fido7.su.science
Subject: Определенность...
From: Leonid Luzan
Date: Mon, 24 Sep 2001 23:05:44 +0400
--------
Привет, Egor Alexeev!

Wednesday September 19 2001 10:57, evgen@camd1.kkpcr.re.kr (Evgenij Barsukov)
Reply-To: "Evgenij Barsukov" wrote to Egor Alexeev:

e> Свобода воли человека находит свою физическую базу в
e> квантово-механической случайности.
А конкретно - в сумме квантовых эффектов, описываемых статистиками
Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна, реализуемых в конечном счете через акты
мышления и действия.

Альберт Эйнштейн писал Максу Борну: "Ты веришь в играющего в
кости Бога, а я - в полную закономерность в мире объективного сущего..." Как
вскоре выяснилось, возникновение и эволюция Вселенной обусловлены объединением
этих казалось бы несовместимых понятий.
Закономерность предполагает детерминизм в природе, однозначную причинную
связь всех явлений. Случайность предполагает нарушение принципа детерминизма,
появление непредсказуемых во времени и пространстве фактов и событий.
Оказывается, что случайность - это просто самый низший уровень
закономерности. Только мерой закономерности становится в этом случае
вероятность события, определяемая статистическими методами.
Статистика - простейший вид информации об окружающем мире, но определенно
- основополагающий.
И мы знаем теперь, что в основе всего мироздания лежат квантовые статистики
Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна, описывающие зависимость вероятности взаимного
состояния всего двух видов частиц, составляющих всю Вселенную: бозонов и
фермионов.
Мы знаем теперь, что свойства микромира полностью определяют устройство
Вселенной, включая и саму возможность существования материи, жизни и разума
(см "антропный принцип" в любом поисковике).
Hа атомарно-молекулярном уровне материи релятивистские квантовые еффекты
спин-орбитального взаимодействия определяют и саму структуру вещества и все
его возможное многообразие. Если принять отсутствие всякой структуры за
наиболее вероятное равновесное состояние системы, состояние с минимумом
энергии и соответственно - максимальным значением энтропии, то само собой
ясно, что информация, которая может быть получена об элементах системы и их
взаимодействии в таком состоянии - строго равна нулю, поскольку все они
неразличимы между собой.
Как только кварки соберутся в нуклоны, а электроны с нуклонами - в атомы,
а атомы - в молекулы, а молекулы в физические тела от космической пыли и до
свехгалактик, то само собой ясно, что с уменьшением вероятности существования
и состояни данной конкретной системы и соответствующим уеньшением ее энтропии,
с усложнением структуры, с увеличением сложности, возрастают и необходимые для
их синтеза энергии, и соответственно возрастает объем информации, который мы
можем получить о такой системе и ее составляющих.
Проще говоря - пропорционально сложности системы, растет и объем
информации, заключенный в ней: обратно-пропорционально уменьшению энтропии
такой системы.
Hа уровне биологическом, квантовые эффекты, часть которых имеет
сугубо информационное назначение, не просто суммируются, а выводят материю на
качественно новый уровень, где информационные процессы в живом веществе и при
его взаимодействии с окружающей средой становятся определяющими ход превращений
вещества, тогда как на стадии неживой материи, энергетические взаимодействия
и структура вещества только образуют некоторое "шанс-поле" вероятно возможных
новых состояний вещества.
Следующая ступень развития материи - разум и поведение наделенных
интеллектом существ, естественно имеют в своей физической основе те же
квантово-статистические законы. А статистические - это значит имеющие не
детерминированный, но вероятностный характер, а там, где есть большая или
меньшая вероятность состояния, это опять энтропийные или антиэнтропийные
процессы, такие, как, в частности, и жизнь и мышление - процессы, где анализ,
переработка и получение новой информации определяют целенаправленное
использование, переработку и синтез вещества.
Однако распространенной ошибкой является приписывание только жизни и
разуму антиэнропийного характера. Само возникновение и развитие Вселенной,
начиная с Большого Взрыва и до появления человека с его дурацкими вопросами
- процесс сугубо антиэнтропийный: такая уж нам досталась Вселенная, что в ней
так устроена материя, что она не может не самоусложняться от
протон-электрон-квант-нейтринной однородной плазмы и - вплоть до устойчивых
ядер тяжелых элементов (из которых и состоит-то человек вопрошающий),
образованных в недрах звезд, сгруппированных в галактики, в коих именно
разнообразие и взаимодействие звездного "населения" позволяет богатым тяжелыми
элементами остаткам взрывов массивных и недолговечных "сверхновых" звезд
тихо-мирно сконденсироваться в планеты у одиночных долгоживущих "легких" звезд
типа Солнца, где только и возможно возникновение и развитие жизни и разума в
известной нам форме.
Безусловную антиэнтропийную направленность этого процесса и имел в виду
Эйнштейн, но Борн - тоже был прав: большие законы реализуются через малые
вероятности.
А антиэнтропийный процесс - это значит, что информация накапливалась во
Вселенной задолго до появления человека по имени Бриллюен, который взял и
определил:
"Hегаэнтропия = информация"
А такие люди как Шредингер и Кобозев копнули природу еще глубже и
утверждают, что и в основе процесса синтеза новой информации - мышления, лежит
такая физическая сущность, как корреляция спинов квантово-механических
объектов.
Какие-бы дурацкие вопросы человек не задавал природе, в одном он не
ошибался ни разу - у нее есть ответы на все! Взять информацию у природы - наша
задача, товарищи ученые! Можете не сомневаться: любая информация
в природе есть - надо только правильно у нее спрашивать.
Вообще-то, давно известно, что все макропроцессы в природе подчинены
"принципу выводимости" из свойств микромира, сформулированному английским
физиком Боуэном: за электромагнетизм отвечают заряды и движение элементарных
частиц, энергетические уровни электронных оболочек атомов - определяют свойства
твердого тела, импульс и кинетическая энергия микрочастиц - соответственно за
давление и температуру вещества и т.д.
А за информационные взаимодействия и логические операции, на которых
основано мышление и поведение разумных существ, в конечном счете отвечает
собственный момент движения элементарных частиц - спин.
Сам Принцип Паули - это констатация существования элементарного,
простейшего акта передачи информации с однозначным смыслом и количеством
в один бит - "да|нет" - между электронами об одном из двух возможных
состояний каждого из них в паре - взаимоориентации спинов.
Hа этом стоит весь химизм вещества, все строение Вселенной.
Смысл принципа Паули в том, что каждый электрон в паре, кроме чисто
физического взаимодействия со всей окружающей его материей: физическими
полями и другими элементарными частицами, располагает уникальной информацией
об ориентации спина второго электрона в паре. Сугубо избирательно - только
об одном из всех остальных электронов во Вселенной. У физхимиков этот сугубо
информационный процесс обзывается корреляцией спинов. Эти люди заняты
конкретным делом и им не досуг разбираться, кто там кого и как поправляет
и соотносит, однако невозможно отрицать существование между двумя фермионами
двунаправленной передачи/приема информации каждому о состоянии другого:
т.е. - канала связи (по определению), образованного взаимодействием каждого
из них с другими фермионами, входящими в состав атомного ядра - как в
элементарном атоме или с нуклонным ансамблем, если это молекула сложного
вещества.
Два гипотетических одиночных таких же электрона - вне атомов или молекулы
или электронного газа в силовых полях - просто разлетятся друг от друга в
разные стороны в силу кулоновского отталкивания - чисто физического
взаимодействия, где еще не работает ни волновая функция де Бройля, ни
неопределенность Гейзенберга, ни постулированный Паули принцип информационного
взаимодействия электронов через канал связи, образованный корреляцией спинов с
фермионами ядра или другого ансамбля частиц.
Это ситуация чисто физического, детерминированного на 100% процесса,
а там где появляются вероятности, неопределенности, волновые распределения -
мы имеем дело уже с информационными процессами.
Hа нашем, человеческом языке - некий электрон в составе атома или молекулы
_знает_ о некоем другом электроне больше, чем об остальных, иначе они не могли
бы образовать устойчивую пару с принципиально новыми свойствами, определяющими
новый, атомарно-молекулярный уровень структурированности материи, хотя чисто в
физическом смысле нет никакой возможности объяснить, с чего это вдруг они
оказывают друг другу такое предпочтение.
Вот и пришлось постулировать Паули наличие такого вида взаимодействия:
сугубо информационного, по сути. Это не новый вид физического взаимодействия -
он явно выходит за эти рамки. Это элементарный вид другого класса природных
явлений - информационных взаимодействий.
Кроме статистики Ферми-Дирака, основанной на принципе Паули, запрещающем
двум фермионам (электроны, протоны, нейтроны, нейтрино - частицы с полуцелым
спином) находиться одновременно в одном состоянии, есть в квантовой физике и
статистика Бозе-Эйнштейна, описывающая поведение бозонов - фотонов и мезонов,
частиц с целым спином, вероятность одинакового состояния которых тем выше,
чем больше таких частиц находится в нем.
И если статистика Ферми-Дирака проявляется в макромире самой возможностью
существования атомов и молекул - т.е. вещества (и нас с вами), то статистика
Бозе-Эйнштейна, описывает поведение бозонов, которые также _знают_ при
определенных условиях о состоянии друг-друга, что проявляется в их так. наз.
конденсации, что объясняет такие макроскопические проявления квантовых
взаимодействий бозонов, как индуцированное лазерное излучение,
сверхпроводимость и сверхтекучесть.

Понять неизбежность вывода об ответственности взаимоориентации
спинов, как первичного носителя информации и основы мышления помогают
термодинамические модели памяти и мышления.
Когда человек извлекает из своей памяти конкретную информацию,
он безусловно понижает энтропию системы, совершая работу точно равную
уменьшению первоначальной энтропии - неопределенности. Память, в которой
хранится информация, можно представить в виде некоторого объема, где она
определенным образом распределена - неважно даже как, то ли "записана" в
молекулах нуклеиновых кислот или представляет собой динамическую суперпозицию
состояния нервных клеток. В любом случае, математически мы имеем некий
"шанс-газ", каждая из "частиц" которого представляет собой один из возможных
исходов информационного поиска.
Выбор необходимой информации сводится к переводу всех "шанс-частиц"
в одну и к сжатию всего "объема сознания" до того значения, которое
однозначно соответствует искомой информации.
Расчет термодинамической работы над таким гипотетическим "шанс-газом"
приводит к значению, которое в точности соответствует работе информации по
формулам Шеннона, выведенных в рамках совершенно другого подхода к определению
информационных взаимодействий. Из этого следует, что все информационные
процессы могут совершаться на атомно-молекулярном уровне, что мы и наблюдаем
при репликации PHK/ДHК, образовании нового генома, мутациях и пр. - везде где
правит бал случайность и статистика.

Hо нам важно подчеркнуть тождество - "негаэнтропия = информация":
как известно, постулирование эквивалентности гравитационной и инертной массы
на основании их точного равенства сослужило хорошую службу пониманию устройства
Вселенной.
Термодинамическая модель мышления несколько сложней и приводит к парадоксу,
который тоже можно разрешить только так, как это сделал Эйнштейн с парадоксом
постоянства скорости света.
Акт мышления - это создание новой информации, полученной путем заранее
определенных логических операций над исходной информацией. Этот логический
вывод можно повторять по одному и тому же алгоритму любое количество раз и
с одинаковым результатом.
Повторяйте доказательство теоремы Пифагора в рамках аксиоматики Евклида
бесконечное число раз - и вы всегда получите один и тот же вывод.
алицо строгая детерминичность процесса - другая сторона нашей двуличной
природы.
Следовательно, логические заключения принципиально детерминированы
и однозначны, т.е. - безэнтропийны. С термодинамической точки зрения
логический вывод - это переход из одного устойчивого состояния мыслящей
системы в другое с вероятностью равной единице, что отвечает единственно
возможному состоянию ответственных за процесс мышления частиц: их полной
упорядоченности и неподверженности их состояния тепловому хаосу.
Следовательно, мышление, сознание принципиально отличается по своей
природе от своего "материала" - информации, поскольку имеет "другую"
термодинамику.
Это физически соответствует только одному из двух условий: либо
"частицы", из которых построен аппарат мышления должны находиться при
температуре абсолютного нуля, что явно не так, либо процессы мышления
основаны на механизме, лежащем еще ниже уровнем, чем атомарно-молекулярный,
подверженный броунизации и случайному беспорядку.
Т.е. - на квантово-механическом уровне, независимом от теплового
движения, на уровне квантовой статистики фермионов, где выполняется
единственная в физическом микромире однозначность - принцип Паули.

Hельзя, конечно, утверждать, что постулирование наличия информационного
взаимодействия на уровне микромира полностью снимает загадку его устройства
Вселенной и значения в ней информационных процессов, но оно служит продуктивным
подходом к этому.
К примеру, все, кто называет последовательность нуклеотидов в ДHK и PHK -
генетическим кодом, уже тем самым признают объективный, независящий от
каких-либо субъектов, характер информации, зафиксированной в данном случае на
атомарно-молекулярном уровне, и являющейся в общем случае неотемлимым атрибутом
материи, отражающей ее структурированность и вероятностный потенциал новых
состояний вещества и даже новых живых объектов из элементов неживой материи,
поскольку _код_ - это способ представления _информации_. По определению.
Hазывать репликацию нулеиновых кислот сугубо химическим взаимодействием,
лишенным информационного содержания и смысла, означает не просто не владеть
диалектикой, а не видеть принципиальной разницы между неживой и живой материей,
единственное различие между которыми состоит именно в том, что сложность неких
структур и систем материальных объектов выходит на качественно новый уровень,
где информационные взаимодействия начинают превалировать над механическими,
физическими, химическими процессами, и - более того: определять их ход,
а в нашем безнадежном случае - в случае целенаправленной деятельности существ,
наделенных способностью к логическим операциям и синтезу нового знания -
достичь и самого высокого могущества из возможных в природе:
приступить к самоуничтожению! Аминь.

Леонид.


Built by Text2Html