К вопросу о физической сущности информации
Что такое информация?
Вопрос совсем не прост.
Процитируем определение понятия «информация» изложенное в электронной энциклопедии «Википедия»:
«Информация (от лат. informаtiо - «разъяснение, представление, понятие о ч.-л.», от лат. informare - «придавать вид, форму, обучать; мыслить, воображать») — сведения, независимо от формы их представления, воспринимаемые человеком или специальными устройствами как отражение фактов материального мира в процессе коммуникации.
. . . С точки зрения философии информация — это нематериальная (логическая, абстрактная) форма движения, которая генерируется мозгом в виде понятий, категорий, представлений. Нематериальная форма движения выражается (материализуется) в виде конкретных сведений: цифры, буквы, символы, знаки, которые передают смыслы (понятия), ибо нематериальная форма движения по-другому не может проявиться. Именно с этими конкретными выразителями нематериальной формы движения (информацией) имеет дело человек: хранит, перерабатывает, оперирует и т. д.» (конец цитаты)
Итак, по определению – «Информация», это нематериальная категория, существующая исключительно как продукт деятельности мозга человека (антропный принцип).
А что понимается под информацией в физике? Еще раз процитируем «Википедию»:
«Объекты материального мира находятся в состоянии непрерывного изменения, которое характеризуется обменом энергией объекта с окружающей средой. Изменение состояния одного объекта всегда приводит к изменению состояния некоторого другого объекта окружающей среды. Это явление вне зависимости от того, как, какие именно состояния и каких именно объектов изменились, может рассматриваться как передача сигнала от одного объекта другому. Изменение состояния объекта при передаче ему сигнала называется регистрацией сигнала.
Сигнал или последовательность сигналов образуют сообщение, которое может быть воспринято получателем в том или ином виде, а также в том или ином объёме. Информация в физике есть термин, качественно обобщающий понятия «сигнал» и «сообщение». Если сигналы и сообщения можно исчислять количественно, то можно сказать, что сигналы и сообщения являются единицами измерения объёма информации.» (конец цитаты)
Здесь речь уже идет об энергии, состоянии, получателе, сигнале, сообщении. Но опять, теперь неявно, информация трактуется исключительно опосредовано – через ее восприятие субъектом (получателем).
Интересным кажется и другое высказывание:
«Информация — это не материя и не энергия, информация — это информация» (Норберт Винер).
Однако в вышеуказанных определениях заключен парадокс.
Если принять положение о нематериальности информации, предназначенной исключительно для общения человеческих личностей, то отсюда вытекает интересный тезис. До возникновения человека с его сознанием во Вселенной миллиарды лет не было никакой информации! Информация во Вселенной появилась только вместе с человеком Homo sapiens.
Браво! Хочется встать и снять шляпу! Какой махровый идеализм!
А как же термодинамика, энтропия? Связи между энергией и информацией миллиарды лет не существовало?
Вечный вопрос об объективном и субъективном на самом деле является вопросом гносеологической установки исследователя (гносеология – теория познания). Мы придерживаемся материалистических позиций в вопросе существования объективной реальности и возможности ее познания.
Мы полагаем, что в вышеуказанных определениях информации налицо две гносеологические ошибки.
Первая – понятия материальности или нематериальности подменяется понятиями объективности и субъективности.
Понятие материальности уводит нас к понятию Материя. А это уже не физическая категория, а в большей степени философская. Согласно общепризнанной материалистической формулировке –
«Материя – это объективно существующая реальность, данная нам в наших ощущениях. В мире нет ничего, кроме движущейся материи, и материя не может двигаться иначе, чем в пространстве и времени» (цитата из Википедии).
Отметим, что в этой формулировке категория «Материя» привязана к другим категориям – движению, пространству и времени. Тем самым все эти понятия абсолютизируются, становятся сущностями. Это вторая гносеологическая ошибка.
Дальше нет смысла анализировать, так как все эти понятия – аксиоматические. Любая аксиома или постулат просто являются предметом общественного или научного соглашения – концептуальными.
Существуют ли в нашем материальном мире нематериальные категории и сущности?
Отметим, что большинство исследователей сходятся в одном – материя, - это то, что обладает энергией. Это представление соответствует вышеизложенному физическому определению «Объекты материального мира находятся в состоянии непрерывного изменения, которое характеризуется обменом энергией объекта с окружающей средой». При этом материя может существовать в известных нам формах – вещественной и полевой, или в других, пока неизвестных нам формах (например - темная материя, темная энергия, спинорные и скалярные поля). Отличие вещества от поля только в том, что вещественная форма материи имеет массу и энергию покоя, а полевая не имеет массы и энергии покоя и может существовать только в движении, обладая энергией движения.
Материальность объекта или явления связана с наличием у объекта энергии или изменением энергии объекта в процессе явления. Всё материальное обладает энергией.
Соответственно, нематериальные сущности по определению не обладают энергией и не переносят энергию. Отсюда вытекает следующий постулат: нематериальные сущности не взаимодействуют с материей. Также такие сущности безынерционны и не подвержены гравитационным воздействиям. К нематериальным сущностям могут быть применены принципы дальнодействия и мгновенной скорости взаимодействия, это подробно изложено например здесь: (http://netess.ru/3knigi/1082756-1-vasilev-a-osnovnie-fizicheskie-svoystva-obektov-fizicheskogo-nematerialnogo-mira1-annotaciya-issleduyutsya-fizicheskie-sv.php) Васильев С.А. «Основные физические свойства объектов физического нематериального мира»).
Примечание. В тоже время нельзя согласиться с приводимыми в указанной работе доказательствами дальнодействия, например, сам автор указывает, что в ходе эксперимента, действующая на приборы в лаборатории сила притяжения планеты Юпитер в миллиард раз меньше, чем сила притяжения тела экспериментатора. Однако, утверждается что прибор регистрирует именно воздействие Юпитера.
Если нематериальные объекты (сущности) не обладают энергией и не переносят энергию, то возникает неразрешимый вопрос, - каким образом нематериальное может воздействовать на материальные объекты (сущности)? Как вообще можно узнать о существовании нематериальных сущностей используя наши материальные объекты, приборы или органы чувств, на которые нематериальное не воздействует по определению?
Придется допустить существование еще каких-то неизвестных нам сущностей, посредством которых нематериальное воздействует на материальное (полу-материальных?).
Нагромождение одних неизвестных понятий для объяснения других неизвестных понятий не может быть принято в качестве научной гносеологической методологии. К тому же при этом единый мир искусственно делится на три противопоставленные части – материю, нематерию и еще что-то среднее, не можем сказать, что.
Почему некоторые исследователи продолжают с маниакальным упорством утверждать наличие в нашем мире нематериальных объектов, когда логичнее принять парадигму о материальности и единстве ВСЕГО в нашем мире? Методологически правильным будет принять, что имеются некоторые материальные объекты и явления, пока нам не понятные, но вполне познаваемые в ходе материалистического научного исследования. Как будет показано в дальнейшем, весь комплекс «нематериальных» энергоинформационных явлений имеет вполне материалистический физический смысл.
С точки зрения физики, теоретически рассчитано («демон» Максвелла, машина Сцилларда, принцип Ландауэра) и доказано в эксперименте (http://www.membrana.ru/particle/17709; https://lektsii.org/1-7618.html), что информация обладает энергией, а также выведено количественное соотношение между энергией и информацией (http://eikenclub.ru/9405-yaponcy-sozdali-demona-maksvella.html). (это подробно изложено, например, здесь, http://www.timeorigin21.narod.ru/rus_time/Information_and_physics_rus.pdf. Шульман М.Х. Информация и физика.)
Связь между информацией и энергией доказана не только для термодинамических процессов, но и чисто информационных.
Например, цитата из Википедии:
«Принцип Ландауэра — принцип, сформулированный в 1961 году Рольфом Ландауэром и гласящий, что в любой вычислительной системе, независимо от её физической реализации, при потере 1 бита информации выделяется теплота в количестве по крайней мере W джоулей:
W = kB * T * ln 2,
где kB - константа Больцмана, T - абсолютная температура вычислительной системы в кельвинах (ºК).
Выражением Шеннона - Фон-Неймана - Ландауэра называют минимальную энергию Ebit, необходимую для обработки 1 бита (либо — минимальную высоту барьера, необходимую для разделения двух состояний электрона ESNL):
E bit > E SNL = kB * T * ln 2.
При T = 300 ºK энергия ESNL ≈ 0,017 эВ ≈ 2,7 * 10−21 Дж.»
(конец цитаты)
Информация обладает энергией! Следовательно, информация материальна! Дискуссию на тему нематериальности информации следует прекратить.
Если информация материальна, правомерно поставить вопрос: какие физические свойства материальных объектов она выражает? На наш взгляд следует рассматривать информацию как основную физическую величину, наряду с массой, длиной, временем, температурой, зарядом.
Приведем формулировку этого понятия из Википедии:
«Физической величиной называется физическое свойство материального объекта, процесса, явления, охарактеризованное количественно.
. . . Физическая величина - свойство материального объекта или явления, общее в качественном отношении для класса объектов или явлений, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.» (конец цитаты)
Физические величины могут быть связаны между собой уравнениями связи (физическими законами).
Поскольку информация отражает самые общие свойства, присущие всем без исключения объектам, то логично предположить, что таким общим свойствам соответствуют понятия взаимодействия или движения.
На наш взгляд, информация очевидно выражает способность материальных объектов к взаимодействию, а точнее – к движению в самом широком смысле.
В этом заключается связь между энергией и информацией: информация характеризует способность объекта к движению, а энергия характеризует конкретную форму движения объекта.
