Земные изменения и взаимосвязь между человеком и космосом. Теория информации и сознание

Квантовая физика многократно упоминает роль «информации», но никогда толком ее не определяет. Теория информации впервые была популяризирована Клодом Шенноном¹ в его работе «Математическая теория связи»², посвящённой вопросу эффективности передачи информации и ее применения в информатике³. Даже если эта тема сама по себе обладает должным научным интересом, Шеннон в своей формулировке теории информации не учитывал некоторые основные моменты:

Когда Шеннон заложил фундамент для теории информации, он намеренно исключил любое упоминание значения информации, а вместо этого сосредоточился исключительно на аспектах передачи. Сама по себе его теория не в состоянии объяснить семантику и коммуникацию существ более высокого порядка.⁴

Том Стоньер, основатель теории информации (1927--1999).

Том Стоньер⁵ же напротив посвятил большую часть своих научных исследований и публикаций вопросу сущности информации и достиг в этом значительных успехов. Стоньер утверждал, что информация является основным элементом Вселенной: Материя и энергия образуют поверхностный уровень Вселенной. Структура поверхностного уровня Вселенной легко воспринимается нашими чувствами. Внутренняя структура обладает более тонкой организацией. Ее строение не так очевидно: она состоит не только из материи и энергии, но также из информации.⁶ Естественно, напрашивается вопрос, почему до этого никто не мог додуматься раньше. На это Стоньер ответил следующим образом:

Материя - это земля, по которой мы ходим... Энергия это то, что приводит к ожогу пальца... Информация обладает более тонкой организацией. Это правда, что она также является частью нашей повседневной жизни. Каждый раз, когда мы разговариваем, читаем газету или смотрим телевизор, мы заняты поглощением или обменом информацией. Но мы всегда ассоциировали информацию с деятельностью, происходящей преимущественно в наших головах - не с чем-то более "реальным" или осязаемым, как энергия и материя.⁷

Действительно, информация находится не исключительно внутри нашей головы: слова, написанные в книге, являются информацией, не важно прочли ли мы их или нет. ДНК в каждом живом существе является информацией - фундаментальной информацией, которая управляет развитием каждой клетки. Без ДНК не может быть никакого развития. Это развитие не может быть объяснено исключительно материей (нуклеотиды, белки, вода и т.д.), которые входят в состав клетки, также оно не может быть объяснено исключительно энергией, произведенной или полученной клеткой (тепло, электричество и т.д.). Таким образом, третья составляющая, такая как информация, должна существовать вне материи и энергии для того, чтобы объяснить развитие и организацию клетки.

...информация придает причинное значение окружающему нас миру - это сразу заметно, когда мы думаем о способности выбора. Но информация имеет значение и на квантовом уровне. Волновая функция является инкапсуляцией всего того, что известно о квантовой системе. Когда проводится наблюдение и инкапсулированное знание изменяется, также изменяется и волновая функция, и вследствие этого и последующая квантовая эволюция системы. Кроме того, информационные структуры также играют неоспоримую причинно-следственную роль в материальных комплексах, как например в случае физического феномена резонанса, или в биологических системах, таких как последовательность ДНК. В конце концов, что такое ген, если не набор закодированных инструкций для молекулярной системы с целью выполнения какой либо задачи?⁸

Чтобы объяснить значимость теории информации, Стоньер затронул знаменитый вопрос: «Если в лесу падает дерево, а вокруг никого нет, раздается ли звук падения?».⁹ Но чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала определить термин «звука». Если «звук» означает «вибрации в воздухе, преобразованные человеческим ухом», то падение на необитаемом острове не производит звук. Но если «звук» определяется исключительно как «вибрации в воздухе», то падение дерева производит звук, вне зависимости слышит ли его животное или человек.¹⁰

Рисунок 1: Независимо от того, будет или не будет присутствовать наблюдатель, любая ситуация вводит изменения в состояние Вселенной и её информационное содержание.

Таким образом, независимо от присутствия наблюдателя, любое изменение или любое событие, происходящее во Вселенной, изменяет её состояние. Более конкретно, это изменяет ее фундаментальную природу, то есть ее информационное содержание. Это событие изменяет Вселенную с той, где конкретное дерево продолжает стоять в ту Вселенную, где это дерево упало. Данная точка зрения существенно отличается от консенсуса, принятого большинством квантовых физиков, для которых наличие наблюдателя необходимо для коллапса вероятностной волновой функции и для "замораживания" и материализации реальности. Для квантовой физики без наблюдателя Вселенная остается морем бесконечных потенциалов; морем абстрактных вероятностей:

... Эйнштейн усмехнулся: "Вы действительно верите в то, что Луны нет, если мы не смотрим на нее?" Сторонники квантовой механики прибегнули к варианту ответа на известный афоризм о дереве, падающем в лесу: если никто не смотрит на Луну, - если никто не "измеряет ее расположение визуально", - у нас нет никакого способа узнать есть ли она там. Значит и нет смысла задавать об этом вопрос.¹¹

Стоньер также предложил новую интерпретацию термодинамики - раздела естествознания, имеющего дело с такими фундаментальными понятиями как тепло, температура, энергия и работа. Одной из основных концепций термодинамики является "энтропия", которая является уровнем беспорядка в системе. Согласно официальной науке и второму закону термодинамики, любая система стремится к состоянию максимальной энтропии, т.е. максимального беспорядка.¹²

Таким образом, любой субъект должен стремиться к беспорядку и распаду. Вот почему ученые предсказывают «большое сжатие» Вселенной и всех ее составляющих, которое в конечном счете приведет к энтропической смерти и полной рандомизации.¹³

Рисунок 2: Согласно законам термодинамики, порядок крайне неправдоподобен. Информация делает это возможным.

Проблема в том, что этот закон учитывает только материю и энергию. Например в кастрюле с водой, при воздействии на нее тепла молекулы воды начинают возбуждаться, что приводит к увеличению уровня хаоса, в то время как охлаждение этой же системы повышает уровень организации и уменьшает ее энтропию.

Тем не менее, как отметил Стоньер, энтропию в системе можно уменьшить путем увеличения объёма информации. Несмотря на второй закон термодинамики, со временем живые формы становятся все более сложными и организованными. Вместо того, чтобы следовать по пути энтропийной смерти с постоянно растущим уровнем беспорядка, они следуют противоположному пути, демонстрируя постоянно повышающийся уровень организации и сложности.¹⁴

В то время как официальная наука постулирует существование только одного вида энтропии, обусловленной исключительно энергией, инженер Брайант М. Шиллер утверждает, что есть два вида энтропии: на основе энергии и на основе информации. В то время как неживые формы находятся исключительно под контролем энтропии на основе энергии, и, как правило, со временем теряют энергию и распадаются, живые формы подвергаются воздействию обоих видов энтропии.¹⁵ В то время как энтропия на основе энергии имеет тенденцию к увеличению с течением времени (обычный процесс распада), энтропия на основе информации может уменьшаться с течением времени, если внутри системы присутствует достаточно информации или интеллекта.¹⁶ Отсюда заметное увеличение сложности среди многочисленных живых форм, несмотря на энтропию на основе энергии, что толкает их к увеличению беспорядка.

Стрела времени энтропии, - тенденция любой системы терять энергию с течением времени и в конечном итоге умирать, - нейтрализуется другой стрелой времени, в такой же степени фундаментальной, где Вселенная прогрессирует за счет роста информации, структуры, организации, сложности и прогрессии в более сложные состояния материи и энергии.

Рисунок 3: Информация (I), как функция энтропии (S). 

Рис.3 показывает кривую информации (I) как функцию энтропии (S). Когда информация увеличивается, энтропия убывает (в верхней левой части графика), что приводит к высокоорганизованному состоянию (показано здесь в виде структурированной кирпичной стены). Когда объём информации уменьшается, энтропия возрастает (в нижней правой части графика), с образованием высоко неорганизованных состояний (представленные здесь в виде более вероятной случайной кучей кирпичей). Неживые существа следуют по кривой в правую сторону за зеленой стрелкой - в направлении дезорганизации и распада. Но живые формы могут следовать по кривой в левую сторону за синей стрелкой, к более высоким уровням информации, организации и сложности. Не только информация является основной составляющей во Вселенной и основным стимулирующим фактором живых форм и создания, она также тесно взаимодействует с материей и энергией (рис 4).

Рисунок 4: Информация, энергия и материя: три основных взаимосвязанных составляющих во Вселенной.

Рис.4 показывает три различных формы взаимодействий:

1. Смесь энергии и материи, лишенная информации, которая представлена как кипящая вода: неорганизованные и обладающие энергией молекулы воды.
2. Смесь из материи и информации, лишенная энергии, которая может быть представлена как кристалл при абсолютном нуле: высоко организованный и не обладающий энергией ледяной кристалл.
3. Смесь информации и энергии без участия материи может быть проиллюстрирована светом, распространяющимся в пространстве: фотоны обладают энергией, безмассовые частицы двигаются упорядоченным образом и несут информацию.¹⁷

Из сказанного выше мы видим, что затраты энергии как нагревание кастрюли с водой, заставляет молекулы воды двигаться более случайным образом. Таким образом, уровень беспорядка во Вселенной увеличивается и наблюдается потеря информации.

Рисунок 5: Слева - кипячение воды (высокий уровень беспорядка, низкий уровень информации). Справа - кристалл воды (высокий уровень порядка и информации).

И наоборот, если энергия будет удалена из системы (охлаждение кастрюли с водой), уровень беспорядочности будет снижен. В конце концов, вода может замерзнуть в высоко структурированные и организованные кристаллы льда. В случае воды процесс охлаждения, - то есть удаление энергии, - связан с увеличением информации. Вследствие этого:

Тепло является продуктом энергии, взаимодействующей с веществом. Структура представляет собой продукт информации, взаимодействующей с материей.¹⁸

Физики Сет Ллойд (Seth Lloyd) и Генри Стапп (Henry Stapp) оспорили некоторые широко распространенные представления о нашей действительности и пошли немного дальше, чем Стоньер: ... что произойдет, если мы не будем предполагать, что математические отношения так называемых законов природы являются наиболее основным уровнем описания. Вместо этого, если рассматривать информацию как фундамент, на котором построена физическая реальность... вместо того, чтобы быть ставить математику на первом месте, а затем физику, и только потом информацию, в данной пояснительной схеме порядок должен быть перевернут, и тогда у нас получится следующая концептуальная иерархия: информация -> законы физики -> материя.¹⁹

Если информация действительно является самой основной составляющей в нашей Вселенной, даже выше материи и энергии, то эти слова, приписываемые "Иоанну Богослову" несут совершенно новый смысл:

В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог. Оно было в начале у Бога. Все чрез Него нáчало быть, и без Него ничто не нáчало быть, что нáчало быть.²⁰

Источник: ru.sott.net

Автор: Pierre Lescaudron

Сноски

1. Claude Elwood Shannon (1916-2001), Американский математик и инженер-электрик.
2. Статья была опубликована в двух частях в июле 1948 года и октябре 1948 года в журнале Bell System Technical Journal.
3. А именно создание коммуникационных протоколов, которые максимизируют количество переданной информации, минимизируя используемые ресурсы.
4. Davies, P. & Gregersen, N., Information and the Nature of Reality, стр. 4
5. Биолог, философ, информационный теоретик и пацифист (1927 - 1999). Смотрите: Goodman, G., 'Tom Stonier, a man of computers and peace', Steinschneider.com (28 June 1999). www.steinschneider.com/biography/tomstonier.htm
6. Stonier, T., Information and the Internal Structure of the Universe, стр. 1
7. Там же.
8. Davies & Gregersen, op. cit., стр. 7
9. Этот вопрос задал философ George Berkeley в A Treatise Concerning the Principles of Human Knowledge, опубликованной в 1710.
10. Для Стоньера постулировать, что дерево не производит звук если нет наблюдателя, просто эгоцентрично и весьма неадекватно. Это бы означало, что как только мы выключаем радио, в комнате больше не присутствуют радиоволны. Смотрите: Stonier, T., Information and the Internal Structure of the Universe, стр. 8
11. Greene, B., The Fabric of the Cosmos, стр. 95
12. Boltzmann, L., The Second Law of Thermodynamics, стр. 20
13. Thomson, W., 'On the age of the sun's heat', Macmillan's Mag. (1862) 5: 288 - 93; PL, 1: 394 - 68
14. Stonier, op. cit., стр. 41 - 57
15. Граница между живыми и неживыми формами может быть не так ясна, как кажется. Эта будет рассмотрено в одной из следующих статей.
16. Shiller, B., Origin of Life: The 5th Option, стр. 305 - 315
17. Фотон является фундаментальным носителем информации, обладающим многочисленными, насыщеными информацией степенями свободы, включая частоту, фазу, время прибытия, поляризацию, орбитальный момент импульса, зацепление, и т.д. Смотрите: Kumar, P., 'Information in a photon', DARPA, Defense Science Office. www.darpa.mil/Our_Work/DSO/Programs/Information_in_a_Photon
18. Stonier, op. cit., стр. 74
19. Davies & Gregersen, op. cit., стр. 3
20. Иоанн 1:1 - 3