ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.10.2020
Просмотров: 12500
Скачиваний: 247
Д
∼
F
j
ф
m
(Э,M,P,V,T,I,П,t); (3.32)
M
∼
F
j
ф
m
(Э,Д,P,V,I,П,t). (3.33)
Для процессов термодинамической системы с бесконечно малым временем перехода из состояния в
состояние запишем информацию в дифференциальной форме:
δS
2
δS
1
(δQ-δR)
∼
dI, (3.34)
где δ
Q
и δ
R
бесконечно малые величины соответственно теплоты и работы не являются
функциями переменных, описывающих состояния
(S
i
термодинамической системы.
Атомы и сами молекулы одновременно вращаются относительно нескольких координатных осей,
совершая поступательное движение. На основе закона информационного равновесия Вселенной у
всех атомов имеется определенное число активных и пассивных степеней свободы, т.е. число
независимых способов сообщения (получения) атомом информации, в соответствии с которыми
атомы в молекулах осуществляют поступательное и вращательное движения вокруг нескольких
различных осей. Неактивные степени свободы не обеспечивают информационноемкость атомов,
поэтому вся информация поровну распределяется между активными степенями свободы. Ввиду того
что одноатомный газ обладает тремя степенями свободы (т.е. атом может двигаться вдоль трех
осей
х, у,
z), то двухатомная молекула обладает такими же тремя степенями свободы, что и
одноатомная, связанными с поступательной энергией, плюс еще двумя степенями свободы,
связанными с вращательной энергией атома. Отсюда вытекает очень важное следствие, что
информационноемкость атомов и молекул зависит от числа их степеней свободы, которые
обеспечивают, как было сказано выше, распределение между собой равного количества
информации. Чем сложнее структура молекулы, тем большим количеством степеней свободы она
обладает, а значит - тем равновеснее она как информационная структура. При соответствующих
условиях (например, при низких температурах) у молекул многих газов действует несколько
степеней свободы, расходующих энергию в основном на поступательное движение; степени
свободы, связанные с вращательным движением, не расходуют энергию на вращение, они являются
пассивными. При высоких температурах все степени свободы становятся активными, обеспечивая
поступательное, вращательное и колебательное движения атомов в молекулах. Все атомы,
например, кристалла колеблются относительно своих положений равновесия, для чего половина их
степеней свободы связана с энергией движения, а половина – с энергией колебаний. Таким
образом, степени свободы и спины являются как бы генами информации, обеспечивающими атомы,
молекулы и
107
их структурэнергией, движением, массой, вращением, колебаниями и т.д., что в свою
очередь способствует информационному равновесию не только в микро-и
макроструктурах, но и во всех сферах информационно-мерного пространства Вселенной.
Еще одно важное следствие следует изложить. Как и закон сохранения информации, так и закон
информационного
равновесия
соблюдаются
при
любых
процессах,
протекающих
в
субмикроскопическом мире атомов и в макроструктурах Вселенной. Эти два закона являются
фундаментальной основой всеобщего информационного закона Вселенной, из которого вытекают
следующие три следствия.
Во-первых, общая информация тела, системы, поля, пространства и Вселенной в целом при любых
процессах, уменьшаясь и увеличиваясь, переходит из одной формы в другую или из одного
состояния в другое; обеспечивается прием-передача ее от одной системы к другой; при этом вся
(общая) информация остается постоянной. Для объяснения этого используем такой тривиальный
пример. Имеется десять яблок, что соответствует информации IЯблоки раздали десяти особам, что
в отдельности соответствует информации но в общем яблок осталось то же количество, т.е.
информация сохранилась.
Для общего случая имеем:
I=
∞
∑
i=1
I
i
Const; i=1,∞.(3.35)
Во-вторых, информационное равновесие систем, пространства и Вселенной обеспечивается за счет
постоянно действующих микро- и макродинамических процессов материализации и
дематериализации и определяется такими переменными, как давление, объем, масса, температура и
энергия.
В-третьих, спины и степени свободы атомов, являясь информационными генами, обеспечивают
информационное равновесие за счет снабжения микро- и макроструктур Вселенной энергией,
движением, массой, вращением, колебанием и т.д.
Следует отметить, что многие структуры микро- и макромира обладают достаточно высокой
информационноемкостью в силу развитой сотовой сети информационных генов, обеспечивающих
уменьшение энтропии и увеличение информации. Если, например, система
S
в состоянии
S
i-1
имеет
энтропию
S
i-1
, а в состоянии
S
i
-
энтропию S
i
то информация системы соответственно будет I
i-1
и I
i
Имеем
S
i
-1
>> S
i
↓
↓
I
i
-1
<< I
i
Эта
логико-аналитическая
(причинно-следственная)
информационно-энтропийная
система
неравенств имеет глубокое содержание для практического определения количества информации:
108
I=k
i
(1-
S
i
S
i-1
); 0<(1-
S
i
S
i-1
)<1; 10
-∞
≤
i
≤10
∞
, (3.37)
где
k -
коэффициент измерения;
i
- универсальная величина, являющаяся фундаментальной
информационной ковариантой.
Следует отметить, что при Т
→
T
0
→
-273,16C (OK) энтропия любой системы S
→
S
0
→
0. Изменяя
масштабы, области измерения и определения энтропии S
i-1
и S
i
получаемой в результате перехода
системы из одного состояния в другое, можно рассчитывать количество информации о самой
системе. Выражения (3.36) и (3.37) являются формальным отражением закона информационного
равновесия Вселенной.
В интегральной форме ЗИР можно представить следующим образом
I =
∫∫...∫
V
n
F
k
μ
(x
1
,x
2
,...,x
k
)dx
1
,dx
2
,...,dx
k
,(3.38)
где
V -
область (интегрирования) определения информации принадлежит
п-
мерному
функциональному пространству; x
i
- переменные и функционалы, которыми задается
информация при i = 1,2, ...k число переменных в каждом функционале, координаты точек
которых удовлетворяют μk неравенствам-ограничениям, а функционалы (и их функции) F
k
μ
непрерывны в области
V
и удовлетворяют условию 0≤F
k
μ
(х
1
,x
2
,...,x
k
)≤M, где M≥mах
F
k
μ
(x
1
,x
2
...,x
k
).
Информация не является параметром состояния системы и ее значение не зависит от состояния и
пути, приведшего в него, а только зависит от микро- или макродинамического процесса,
переведшего ее в это состояние, или от причины, вызвавшей этот процесс, т.е. от предыстории
системы. Если информация в каком-нибудь пространстве (системе, поле, сфере) Вселенной в каком-
нибудь процессе увеличится, то информация в каком-либо другом пространстве Вселенной при
некотором другом естественном процессе обязательно уменьшится и наоборот. Все сказанное в
основном относится к понятиям земным. Что касается бесконечных космических пространств
Вселенной, то там все, вероятно, может быть следующим: обратимые процессы протекают так, как у
нас протекают необратимые процессы; время может иметь обратный ход, т.е. t≥-∞; скорости там
превышают скорости света в миллионы раз; масса представляет собой совокупность отрицательных
и мнимых масс; энтропия вопреки второму началу термодинамики будет уменьшаться, т.е. ΔS<0;
вместо нормальной земной температуры она будет иметь непонятные значения, т.е. t<0К; вопреки
второму началу термодинамики там теплота самопроизвольно переходит от холодных систем к
горячим; там в основном играют роль законы сохранения информации и закон информационного
равновесия, а законы сохранения энергии и др. не имеют смысла и места; если для нас нормой
является тепло, то там - холод; если у нас функционируют положительно термобиологические
организмы и системы, то
109
там, очевидно, могут существовать отрицательно термоинформационные системы и
организмы. Следует отметить, что в земных условиях тройная точка отсчета (ТТО - это
условия газообразного, жидкого и твердого состояния тела) является информационно-
земной категорией в то время, когда четверная точка отсчета (ЧТО - это условия
безвоздушного пространства и ТТО) является информационно-космической категорией, а
пятерная точка отсчета (ПТО - это условия ЧТО и абсолютный ноль (ОК)) является
информационно-сотовой категорией Вселенной. В информационно-сотовых пространствах
Вселенной с условиями ПТО может быть и есть жизнь разумных существ, обитающих в
антимирах, из которых долететь в наш мир невозможно из-за антимирового перепада
температур и пока непонятной разницы условий ТТО и ПТО, выраженной во многих
тысячах или миллионах световых лет, что для живых существ - непостижимо.
Микромиру человеческого организма соответствует большая энтропия, так как нами пока не
изучены сотни тысяч информационно-биологических и термодинамических процессов и не раскрыты
их закономерности. Полная энтропия клеток и молекул, выделяемых в процессе метаболизма,
эволюции и роста человека, в соответствии со вторым началом термодинамики всегда больше, чем
уменьшение энтропии, вызываемое совершенствованием самоорганизации, образованием и
общественным развитием ..Днем, когда человек не спит, он возбужден двигательной активностью,
все молекулы его возбуждены, сконцентрированы и упорядочены, они лучше организованы и
функционируют (работают) по высокоупорядоченному алгоритму (т.е. в организме происходит
суперинформационный процесс при высокой степени порядка), в связи с чем энтропия человека
уменьшается днем, а информация увеличивается, т,е. человек сам становится информацией
(информационной
структурой),
самосинхронизируясь
и
самосинфазируясь
в
едином
информационном пространстве Вселенной. Ночью высокая дневная концентрация информационной
упорядоченности сменяется расслаблением всех клеток и молекул, что вызывает
рассогласованность и разрыв информационных связей между ними, высокая алгоритмизация
быстротекущих микродинамических процессов сменяется их деалгоритмизацией, энтропия
уснувшего человека увеличивается, информация уменьшается.
Любое тело, организм, систему можно интерпретировать информационно следующим образом: ν
i
-
скорость i-й молекулы в человеке; ν
ч
i
- скорость i-й молекулы с учетом скорости движения человека
в процессе жизни; ν
чз
i
- скорость движения молекулы вместе с человеком и Землей при вращении ее
вокруг своей оси; ν
чз
ic
- совместная скорость движения молекулы вместе со скоростями человека,
Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца; ν
чз
icr
- скорость молекулы с учетом скоростей человека,
Земли вокруг своей оси и Солнца, а также с учетом скоростей Солнца вокруг своей оси и вокруг
Галактики и т.д. Отсюда следует, что движение является информационной первопричиной
высокоорганизованной человеческой жизни. Сложное разноскоростное движение является
источником информационного равновесия Вселенной.
В свое время Галилей сделал вывод о том, что для тела состояние движения столь же естественно,
как и состояние покоя. Этот тривиальный вывод не
110
вписывается даже в основные понятия геометрии Евклида, которая имела практическое
применение почти две тысячи лет до Галилея. Однако и до настоящего времени научной
оценки отдельных выводов Галилея, кроме Эйнштейна, никто не дал. Ведь состояние
движения и состояние покоя - не абсолютные истины. Состояния покоя как такового,
исходя из закона информационного равновесия, вообще не существует, ибо движение это
основная форма информации, а последняя - это кодовоматеризованные и кодововакуумные
структуры тел, полей, сфер и космического пространства Вселенной. Только благодаря
описанному выше суперсложному микро- и макродинамическому движению существует
жизнь, планеты, системы, галактики, Вселенная. Остановись на миг колебания, вращение и
движение Млечного Пути, Солнца, Земли и планет Солнечной системы, как все живое
обмякнет и вмиг станет переходить в состояние резинового шара, из которого выпускают
воздух. Движение это полная информационноемкость всего движущегося.
Информационные законы являются обобщением информациологического подхода не
только на законы физики, механики, химии, но и биологии, астрономии и всех других
наук. Информациологический подход позволил выдвинуть идею о том, что энергия,
масса
и
движение
есть
формы
информации,
-
основного
утверждения
информациологии. Законы информации вносят объединяющее начало для многих
физических законов и процессов микро- и макромиров Вселенной.
111
::
::
3.4. Закон постоянного изменения информации
Если во Вселенной прекратятся микро- и макродинамические процессы электромагнетизма, тепла,
давления, материализации, дематериализации, радиоизлучения и т.д., то это повлечет за собой
прекращение любых изменений во Вселенной, что вызовет нарушение первого, второго и третьего
начал термодинамики (ПНТ, ВНТ, ТНТ), и соответственно уменьшение таким образом во Вселенной
энергии, тепла и движения. Материальная сфера Вселенной будет определяться большей
энтропией, бесконечно малым изменением (ΔI
→
0) информации и абсолютным нулем, что может
привести к гибели части Вселенной. Изменения влекут за собой прием-передачу механической
энергии, как самой упорядоченной формы энергии в целом, так как в этом случае механическая
энергия может обеспечивать движение, что является выражением большой информации системы и
малой ее энтропии. Если же изменения во Вселенной начнут уменьшаться, то это повлечет за собой
уменьшение работы, а следовательно, и энергии, которая уменьшаясь как бы деградирует,
превращаясь с более (активной) упорядоченной формы (механической) в менее упорядоченную
тепловую или во внутреннюю с большой энтропией и малой информацией. Если бы закон
постоянного изменения информации (ЗПИИ) был бы нарушен, то во Вселенной не было бы
постоянных микро- и макродинамических процессов изменения, и с течением времени Вселенная
приближалась бы к состоянию с большой энтропией, большой дезорганизацией и малой
информационноемкостью. Теплота терялась бы на никогда не компенсируемый холод, закон
сохранения энергии нарушился бы (закон сохранения информации при этом не претерпел бы
нарушений)
111
и тогда наступило бы тепловое уничтожение части Вселенной. Поскольку
термодинамическая шкала температур тождественна газовой и ниже температуры 1К ни
одно вещество не пребывает в виде газа, то, очевидно, при T<1К существует
(безвоздушное) пространство (вакуум), для которого:
ΔS = ∫
dQ
T
=
Q
T
= 0, (3.39)
т.е. при T→0, теплота
Q
стремится к нулю, энтропия тоже стремится к нулю, а информация
- к своему максимально идеальному значению, т.е. в этом случае информация принимает
абсолютную форму (исключительно одних отношений). Но поскольку это не реальность,
то тем более закон постоянного изменения информации имеет естественное подтверждение
и может быть сформулирован следующим образом.
Все тела, молекулы, атомы, информационы пространства находятся в постоянном
взаимоотношении,
взаимосвязи,
взаимозависимости,
взаимодействии
и
взаимопревращении, обеспечивая тем самым постоянное движение и изменение
Вселенной.
112