ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.10.2020
Просмотров: 12389
Скачиваний: 247
Е
= -gradφ,
div
E
= 4πρ, (6.25)
где ρ - плотность элементарных электрических зарядов электрического поля информации.
Помимо вектора
Е
рассмотрим вектор магнитной напряженности
Н
, расхождение которого равно
нулю, так как нельзя отделить положительные и отрицательные полюса в любом куске магнита (т.
е. нельзя искусственно создать монополь):
div
H = 0.
(6.26)
Изменения магнитного поля, вызывающие электрическое поле, и наоборот – изменения
электрического поля, вызывающие магнитное поле, описываются известными уравнениями
Максвелла:
∮
EdS
=Q/ε
0
(6.27)
∮
HdS
=0,(6.28)
∮
Edl
=-dФ
H
/dt, (6.29)
∮
Hdl
=μ
0
I+μ
0
ε
0
dФ
E
/dt, (6.30)
где (6.27) и (6.28) - соответственно уравнения для электрического и магнитного полей;
уравнение (6.29) - закон электромагнитной индукции Фарадея; уравнение (6.30) - закон
Ампера, обобщенный Максвеллом.
Приведенные уравнения Максвелла выражают фундаментальные законы электромагнетизма и в
отличие от законов Ньютона справедливы в релятивистской теории и практике. В соответствии с
законами электромагнетизма изменение электрического поля вызывает в вакууме магнитное поле,
которое в свою очередь порождает электрическое поле, и взаимодействие последних вызывает в
вакууме электромагнитные волны, распространяющиеся со скоростью света.
На основании законов Максвелла и Био-Савара можно записать вихри и расхождения электрических
и магнитных векторов, полагая, что электрические токи имеются во всей материосфере Вселенной:
rоt
H ≠ 0,
(6.31)
rot
E ≠ 0,
(6.32)
div
E = 0,
(6.33)
div
H = 0.
(6.34)
177
Наличие вихрей магнитных и электрических импульсов и отсутствие их расхождений по единичным
ортам координат
х, у, z
вызывают сильные электромагнитные, торсионные, солитонные и
аксиальные поля, волны которых, в зависимости от плотности тока в пространстве, могут
распространяться со скоростью света. Концентрация магнитных и электрических вихрей в
торсионных полях обеспечивает мгновенную дальнодействующую передачу информации в пределах
этих полей. Таким образом, законы Максвелла играют фундаментальную роль в локализации и
делокализации, в близко- и дальнодействии полей и в скоростях передачи информации в природе и
в обществе.
В информациологии, в физике элементарных частиц, астрофизике и в ряде других
фундаментальных наук необходимо определять по некоторым известным данным новые параметры
систем или их элементов. Это возможно делать с помощью тензорного анализа. Например, если нам
необходимо определить по проекциям вектора (фотона, электрона, позитрона и т. д.) вектор и его
проекции того же фотона, но уже через Δt
→
0. Для этого используем прямолинейную
прямоугольную систему координат
Qxyz,
тогда вектор
Р
с соответствующими проекциями на оси
(координат) этой системы представим в виде:
P
= ip
x
+jp
y
+ kp
z
. (6.35)
Определим проекции этого же вектора на оси координат другой системы Ox'y'z':
p
x'
=p
x
cos(x,x')+p
y
cos(y,x')+p
z
cos(z, x'),
p
y'
= р
x
cos(x, x') + р
y
cos(y, у') + p
z
cos(z, у'),
p
z'
p
x
cos(x, x')+ p
y
cos(y, z') + p
z
cos(z, z'). (6.36)
Если в любой прямоугольной системе координат
Oxyz
имеются три вектора
р
x
,
р
y
,
p
z
которые
преобразуются в векторы
p
x'
,
p
y'
,
p
z'
другой системы координат
0x'y'z'
по формулам (6.36), то эти
три вектора определяют новую величину, называемую тензором
(Т).
Уравнения (6.36) можно записать в виде тензора, заменяя проекции
х, у, z
на 1, 2, 3:(6.37)
T=
p
11
p
12
p
13
, (6.37)
p
21
p
22
p
23
p
31
p
32
p
33
где р
kl
- компоненты тензора Т; k,l = 1, 2, 3.
Основой применения тензорного исчисления является выполнение условия равенства единице
произведения базисных объемов старой и новой координатных систем:
V
c
∙V
н
=1.(6.38)
Для определения новых компонент тензора при переходе от одной системы координат к другой
запишем следующую формулу преобразования старых компонент:
178
p
31
=
n=3
∑
r=1
m=3
∑
s=1
α
kr
α
ls
p
rs
,(6.39)
где α
kr
, α
ls
- косинусы углов из уравнения (6.36). Новые компоненты тензора
Т
представляют собой линейные комбинации старых компонент при переходе от старой
системы координат к новой.
В некотором поле тензоров рассмотрим расхождение тензора по трем координатам прямоугольной
системы координат:
div
T
=
∂p
1
∂x
1
+
∂p
2
∂x
2
+
∂p
3
∂x
3
Проекции тензора
Т
на все три координаты запишем в следующем виде:
div
T
1
=
∂p
11
∂x
1
+
∂p
21
∂x
2
+
∂p
31
∂x
3
,
div
T
2
=
∂p
12
∂x
1
+
∂p
22
∂x
2
+
∂p
32
∂x
3
,
div
T
3
=
∂p
13
∂x
1
+
∂p
23
∂x
2
+
∂p
33
∂x
3
. (6.41)
Мы рассмотрели векторные поля потоков информации и их плотностей, а теперь перейдем к
описанию процессов поведения элементарных частиц в информационном поле атома, например
электронов. В вакууме магнитное и электрическое поля (каждого волнового вектора,
рассматриваемого в прямоугольной системе координат
Qxyz
колеблются около нулевого значения.
Электромагнитное поле в пустоте определяется нулевыми колебаниями, которые обеспечивают
переход электрона (с испусканием фотона) на более низкую орбиту. Такое поведение электронов
описывается волновыми процессами с соответствующими длинами волн и импульсами (выделяемой
энергией). Таблица основных информациорно-тензорных понятий дана в Приложении II.
Квантовая (волновая) физика рассматривает движение частиц в структурах молекул и атомов (10
-
6
÷10
-13
см). Если скорость движения исследуемого объекта v
→
с, то такое движение изучается в
разделе волновой (квантовой) физики, составляющей фундаментальную основу информациологии.
Такими исследуемыми объектами могут быть поля, их следы, элементарные частицы, атомные ядра,
атомы и молекулы. Основой волновой физики являются: классическая теория Планка о квантах
энергии в микромире (ε
0
=ћv, где v - собственная частота радиационного излучателя);
представления де Бройля о волновых свойствах частиц материи, длина волны которых выражается
формулой λ = ћ/mv = ћ/p, где ћ - постоянная Планка,
т
, v - соответственно масса и скорость
частицы; р - импульс частицы; теория Эйнштейна о природе света и фотонах; дискретные
(квантовые) значения некоторых величин, характеризующих физику изучаемых микрообъектов.
Дебройлевские волны являются самыми малыми и обнаруживаются в изучаемых процессах и опытах
наблюдения при исследовании электронов в микроструктурах, установленная длина волны которых
(λ
→
0) соответствует межатомному
179
расстоянию в кристаллах. Каждому дискретному кванту излучения электрона
соответствует дебройлевская волна, а местонахождение самого электрона может быть
условно определено вероятностью, которая определяется волновой функцией (пси-
функцией): ψ(x,y,z,f). В вакууме волны де Бройля зависят от дисперсии и их фазовая
скорость становится больше скорости света. С учетом того что в физическом вакууме и в
пространстве имеют место информационные отношения полей, их следов, элементарных
частиц, античастиц и т. д., используем введенную универсальную информационную
коварианту
i
, относительное значение которой является фундаментальной основой
усредненного планковско го кванта энергодействия. Поскольку элементарное
относительное значение
i
(вызываемое фундаментальным квантом отношений) вызывает
элементарное энергодействие, выражаемое постоянной Планка ћ = 6,62∙10
-34
Дж∙с, то
информационная коварианта в данном случае будет равна информациону
(фундаментальному кванту отношений):
i
< 10
-34
Дж∙с.
Можно сказать, что фундаментальная информационная коварианта
i
- это фундаментальный квант
поликорреляций (полисоотношений слабого, сильного, электромагнитного, гравитационного и
других полей), который вызывает квант энергодействия (Планка), т.е. волну (де Бройля) длиной λ=
i
∙ ħ/mv. В общем случае движения элементарной частицы в трех измерениях волновая функция
зависит от координат
x,y,z
и времени: ψ = θ(x,y,z,t). Для трехмерной метрики волновая функция
определяется на основе известного уравнения Шредингера.
180
::
::
6.4. Корреляционные основы информации
Между несколькими случайными величинами могут существовать различные формы отношений
(зависимостей) - функциональная, статистическая, корреляционная - или может не быть никаких
зависимостей. Все функциональные отношения являются строго детерминированными и поэтому
проявляются редко. Статистические и корреляционные отношения всегда носят стохастический
характер. Если изменение одной из нескольких величин вызывает изменение вероятностных
распределений других величин, то такая зависимость является статистической. Если же при
изменении одной из нескольких величин изменяются средние статистические значения других
величин, то такая статистическая зависимость будет корреляционной.
Рассмотрим функцию нескольких случайных аргументов и вероятностное распределение суммы
независимых слагаемых. Пусть x
1
, х
2
, х
3
,...., х
n
- ряд случайных величин, тогда функцию
п
случайных
величин запишем в виде:
y=F
n
(x
1
,x
2
,x
3
,...x
n
).(6.42)
Информационно-физическая сущность метрики (6.42) может трактоваться следующим образом. Если
принять за
у
квант энергии (фотон), излучаемый в процессе аннигиляции, то каждой паре
электрона х
1
и позитрона х
2
атома х
3
с условиями ... и отношениями х
n
соответствует одно
возможное значение кванта
180
энергии (случайной величины)
у.
Если
X
и
Y
являются непрерывными случайными
физическими величинами, то их композиция (плотность распределения суммы
Z=X+Y)
определяется интегралом при условии, что на интервале (-∞,∞) задана плотность хотя бы
одной из двух величин:
φ
2
(z) =
∞
∫
-∞
fx(x)fy(z -x)dx =
∞
∫
-∞
fx(z - y)fy(y) dy. (6.43)
Если случайные физические величины заданы в положительном интервале, то их композиция
определяется из выражения:
φ
2
(z)=
m
∫
0
fx(x)fy(z-x)dx =
m