Читать книгу Новая парадигма человека в свете православной психологии - Лариса Шеховцова - Страница 22
Часть первая. Богословско-философские аспекты Картины мира
Глава 5. Современная наука об «энергии», «информации» и их соотнесении с богословским контекстом
5.3. Взаимосвязь информации и энергии
ОглавлениеВыше рассматривалась взаимосвязь логоса сущности и энергии в богословском контексте. Существует ли и отрефлексирована ли наукой взаимосвязь информации и энергии?
Эту взаимосвязь отражает определение информации в области статистической термодинамики и теории вероятности как меры определенности и упорядоченности. Шеннон предложил формулу, определяющую количественную меру информации[175].
Статистическая мера количества информации отличается постоянным коэффициентом и обратным знаком от выраженной термодинамической энтропии. Информационные процессы существуют во взаимосвязи с веществом или энергией.
Сущность количественной характеристики информации, как меры упорядоченности, указывает на связь информации с физической энтропией. «Как энтропия, – писал Н. Винер[176], – есть мера дезорганизации, так и передаваемая рядом сигналов информация является мерой организации». И в случае определения меры физической энтропии, и при определении меры информации применяются законы случайных событий, описываемые теорией вероятности.
Мера организации и в физике, и в теории информации является вероятностно-статистической:
где: Р – вероятность состояния i элемента;
n – количество элементов множества;
Н – мера количества информации.
«Передаваемую сигналом информацию, – писал Н. Винер[177], – возможно толковать как отрицание ее энтропии, как отрицательный логарифм вероятности». Степень упорядоченности множества зависит от числа элементов множества или от длины алфавита символов (состояний) и измеряется числом этих состояний (n) или его логарифмом (log n). Исходя из этих отношений, чем больше число элементов множества состояний носителя (источника), тем больше его неупорядоченность, тем больше неопределенность, снимаемая каждым из этих элементов, и, отсюда, тем больше упорядоченность соответствующего множества сигнала относительно множества – источника. «Поэтому упорядоченность сигнала как множества состояний носителя и количество заключенной в этом сигнале информации, – пишет Л. М. Веккер[178], – можно измерять неупорядоченностью множества состояний источника – обе меры могут быть выражены одной и той же числовой величиной». Совпадение меры количества информации с формулой термодинамической энтропии дало основание Шеннону, впервые предложившему приведенную выше формулу, распространить общефизический термин «энтропия» на величину количества информации, характеризующую в этом случае упорядоченность множества состояний источника. В рассматриваемой идеальной ситуации полного отсутствия шума энтропия источника целиком переходит в сигнал. По этому поводу Л. М. Веккер[179] высказался таким образом: «конкретизация основных исходных понятий термодинамики и статистической физики раскрыла органическую связь информации (как упорядоченности системы) с физической энтропией как величиной, которая, выражая тенденцию системы к наиболее вероятному состоянию неупорядоченности, вместе с тем характеризует разнокачественность различных форм энергии и связанную с этим меру необратимости процессов в системе».
Тождество формул информации (негэнтропии) и энтропии (энергии) образует структурно-динамическую целостность феноменального мира. Связь, установленная между энергетическими и информационными показателями, есть проявление единства мира.
Тем самым выявлена глубокая связь понятия «информации» с фундаментальным общефизическим понятием «энергии», обладающим во всяком случае не меньшим рангом по уровню обобщения. Представляется, что высказанную проф. Л. М. Веккером и другими авторами мысль о глубокой связи «энергии» и «информации» можно уточнить. Эквивалентность энтропии и количества информации впервые отметил Л. Сциллард: сумма информации и энтропии при данном распределении вероятностей состояния постоянная и равна максимально получаемой информации или максимальной энтропии в данных условиях[180].
Следовало бы говорить не о связи двух понятий, а о двух сторонах одного и того же физического явления: «кванте упорядоченного (неупорядоченного) пространства». Есть физическая реальность, представляющая собой некую структуру (систему, организацию). Структура есть форма связи элементов, ее составляющих[181]. Если есть субъект, то он воспринимает эту структуру как меру упорядоченности системы – информацию, а оставшаяся в системе «неупорядоченность», энтропия, «остаток» антиэнтропийной тенденции – есть несвязанная энергия системы. Таким образом, это как бы две стороны одной медали. «Упорядоченность» системы или «кванта пространства» – двуликий Янус: это и «информация», с точки зрения субъекта, и потенциальная, уже связанная в данной системе энергия. Процесс упорядочивания, структурализация элементов системы, или самоорганизация, связан с энерго-информационным взаимодействием системы со средой. Это процесс усвоения организации внешней среды, ее энергии и порядка. Но для этого внешняя среда или другая внешняя система должна быть доступна самоорганизующейся системе, т. е. ее организация не должна намного превышать уровень сложности самоорганизующейся системы. Доступное окружение – необходимое условие развития самоорганизации.
Так как мир можно рассматривать как «систему систем», где все друг с другом взаимосвязано, то и рассматривать информационные (структурные) характеристики одной системы нельзя вне их связи с энтропией окружающей среды: рост упорядоченности системы происходит за счёт роста энтропии в окружающей ее среде. В теории И. Пригожина[182] энтропия становится прародительницей порядка, а система есть совокупность взаимосвязанных элементов. Таким образом, информация есть связанная активность, как бы связанная энергия системы.
Энтропия, существующая в первозданном хаосе и в сегодняшней Вселенной, является, вероятно, реализацией той свободы, которой, по мысли Н. А. Бердяева[183] и В. Н. Ильина[184], Бог наделил всякую тварь: от атома до человека.
Превращение хаоса в порядок (потеря микрообъектами своей «свободы» при вступлении их в связь друг с другом) есть процесс структурообразования, процесс связывания свободной актуальной энергии микрообъекта и перевод ее в потенциальную энергию структуры, системы. Эта «связанная» энергия (структура) и становится информацией для субъекта. Вспомним по этому поводу богословскую мысль. В комментариях творений прп. Максима Исповедника А. Сидоров[185] писал: «…логос придает вид или форму, тип бесформенному веществу. Под материей разумеется бесформенная основа бытия, принимающая в зависимости от того или другого формирующего начала ту или другую форму. В этом смысле она подвержена сжиманию и расширению, т. е. движению от самого родового рода до самого видового вида (до отдельного индивида или существа». А вот что по этому поводу писал ученый И. А. Полетаев: «Можно, по-видимому, воспользовавшись понятием информационной энтропии, обобщить понятие физической энтропии на более широкий круг явлений – всех явлений, могущих быть источником той же цели. Именно таким путем было введено недавно появившееся понятие организации, которое применимо к широкому кругу объектов или систем и которое дает числовую меру статистических связей отдельных элементов, входящих в систему». Далее И. А. Полетаев показывает, что «статистическая мера организации системы, выражающая степень свободы ее элементов, дается величиной негэнтропии» (цитируется по Л. М. Веккеру[186]).
Главный признак системы – целостность.
Любой материальный объект характеризуется сложной композиционной характеристикой структурной организации. Строения структурных объектов или группы допустимых преобразований, сохраняющих структурную целостность системы, подчиняются закону симметрии, соразмерности, о чём мы читаем у А. В. Шубникова и В. А. Копцика[187]. Симметрия устанавливает структурные инварианты. Необходимо, чтобы некоторые элементы симметрии отсутствовали, тогда это будет диссимметрией, которая творит явление.
Идея симметрии (асимметрии) является одной из важнейших универсалий в аппарате современной науки.
Н. Винер[188] подчеркивал, что информация, хотя и неразрывно (нераздельно) связана с материей (всякий информационный процесс имеет материальных носителей), но непосредственно не есть ни материя, ни энергия (вспомним функции неслиянности), а есть математическое уточнение универсального свойства отражения.
И. Пригожин в своей теории необратимых процессов вводит новый взгляд на материю, которая рассматривается им как обладающая свойством спонтанной активности[189].
По теории И. Пригожина, из хаоса неупорядоченного пространства возникает порядок благодаря способности материи к самоорганизации. Однако многие ученые отрицают способность материи к самоорганизации.
Созидание порядка из хаоса невозможно объяснить спонтанно затрачиваемой на поддержание необратимых структур энергией без проявления целенаправленной Воли-Действия. С точки зрения богословия, вряд ли можно согласиться с тем, что материя сама способна организовываться, вероятно, все же должна быть Чья-то направляющая сила. «Спонтанная» активность материи, проявляющаяся в способности к самоорганизации, на самом деле подчиняется определенной программе, «информационному коду» – логосу. Именно в соответствии с этой программой, логосом, происходит организация – упорядочивание среды, т. е. «кванта физического пространства». Таким образом, в организации материи в (умную) структуру – связанную энергию, – которая будет информацией для воспринимающего ее субъекта, можно увидеть аналогию с переходом энергии логоса в феномен, объект физического мира. Если И. Пригожин называл этот процесс случайным, вводя понятие точки бифуркации, в результате которого возникают необратимые структуры, то с богословской точки зрения идея, парадигма данного феномена, «умной структуры», заложена в логосе, сущности.
Нет ни сущности без энергии, ни энергии без сущности, говорили св. отцы. При активизации, движении сущности как источника потенциальной силы происходит переход потенциальной энергии (активный процесс) в действительность, «энергему-энтелехию» (по Аристотелю), в результат, т. е. в феномен. Процесс это осуществляется благодаря логосу – Мысли Бога о данном феномене-объекте Его Нетварной Энергии.
Итак, понятие «энергии» является общим для науки и богословия как выражение активности, движения, хотя и наполнено различным содержанием.
Таким образом, можно заметить, что богословская Картина мира и научная не исключают друг друга и описывают мир в общих категориях энергии, информации (логоса), вещества.
В христианской Картине мира бытие представлено тремя уровнями: Нетварное Бытие, тварное логосное (умозрительное), тварное чувственное (физическое).
Хотя научная Картина мира содержит только один уровень, физический, тем не менее в теоретической физике есть уже немало гипотез о происхождении мира, включающих религиозные представления о Высшем Разуме или информационном слое бытия (можно сказать, о втором уровене). В ходе одной конференции[190] физиков и богословов возникли даже концепты «физическая религия» и «информационная матрица мира». Очевидно, что, хотя наука и представляет опытное чувственное познание, обойтись без теоретичеих гипотез о происхождении мира и человека она не может. Основываясь все же на разных положениях Картины мира, и богословы, и ученые утверждают единство мира.
В богословской Картине мира единство мира осуществляется ноуменально-феноменальным взаимодействием, переходом энергии логоса-сущности в феномен чувственного мира. В науке этот процесс представлен энергоинформационным преобразованием кванта пространства.
Богословское понятие «логоса» и научное понятие «информации» тоже имеют некую аналогию.
В организации материи в (умную) структуру – связанную энергию, – которая будет информацией для воспринимающего ее субъекта, можно увидеть аналогию с переходом энергии логоса в феномен, объект физического мира. Парадигма данного феномена – «умной структуры» – заложена в логосе, сущности. Логос, являясь причиной бытия вещей, может быть назван «глубинной структурой» воспринимаемого мира. У современных физиков есть аналогичное понятие «информационной матрицы мира».
Категории «информации» и «энергии» становятся ведущими и в космологии, и в физике, и в биологии, и в психологии, образуя фундаментальные координаты современной Картины мира. Единство энергетических и информационных свойств материи нужно рассматривать как их нераздельность и неслиянность.
175
Веккер Л. М. Психические процессы… Т. I.
176
Винер Н. Кибернетика и общество…
177
Там же.
178
Веккер Л. М. Психические процессы… Т. I.
179
Там же.
180
Там же.
181
Вспомним, логос – «умная структурность» чувственного мира, так пишет А. Сидоров в комментариях к Творениям прп. Максима Исповедника.
182
Пригожин И., Стенгерс Л. Порядок из хаоса. М., 1986.
183
Бердяев Н. А. Смысл творчества. М., 1989.
184
Ильин В. Н. Шесть дней творенья…
185
Максим Исповедник, прп. Творения… Т. I. С. 186.
186
Веккер Л. М. Психические процессы… Т. I. С. 89.
187
Шубников А. В., Копцик В. А. Симметрия в науке и искусстве. М., 1972.
188
Винер Н. Кибернетика и общество…
189
Пригожин И., Стенгерс Л. Порядок из хаоса…
190
О первоначалах мира в науке и теологии…