Классы процессов синтеза информации - Введение меры информации в аксиоматическую базу механики - А.М. Хазен - Философия как наука

            Главное отличие между больцмановской или гиббсовской и шен­­нонов­­ской инфор­мацией (вне описываю­щих её формул) состо­ит в том, что для шен­ноновской информации задана цель передачи информации –  "смысл" комбинаций сим­волов алфавита устанавли­ва­ет­ся человеком. В физической системе эта цель должна возни­кать самопроизвольно, без участия человека. Дол­­жен существовать фи­зи­ческий процесс само­произ­воль­ного возник­но­ве­ния новой инфор­ма­ции – синтеза инфор­мации.

            Поэтому опреде­ле­ние энтропии-инфор­мации (1.1) неполное. В нём не указаны условия синтеза информации (самопроизвольного воз­ник­но­вения но­вой информации в физической системе). Само­произ­воль­но (как и в термоди­на­мике) означает направление процессов в сторону роста энтропии или умень­шения энергии взаимодействия.

            Определение энтропии-информации (1.1) задает фундаментально раз­ные иерархические уровни синтеза информации (рис. 1.2).

            Элементы системы подчиняются индивидуальным законам взаи­мо­дей­ст­вий. Этим за­дан вид статистики  A, определяющей вид функций  или  .

Кажется однознач­ным и очевидным условие, что в определении энт­ро­пии (1.1) величина адиабати­чес­кого ин­ва­рианта  K  kB  – постоян­ной Больцма­на. Это не так. Вид и свой­­ства элементов системы, законы их взаимодействий задают воз­можность разных постоянных  K.  Должен существовать процесс B, приводящий к однозначному определению адиа­­батичес­ко­го инварианта  K   в функции условий задачи.

            Наконец, для заданных   или      и   K   определение энтропии (1.1) должно быть дополнено классическими ещё со времён Больцмана и Гиббса условиями нормировки энтропии. Это есть вид синтеза информа­ции, обозначенный на рис. 1.2  буквой  С.

            Законы природы всегда содержат обратные связи, зависящие от окружающей среды и её изменений в результате происходящих в ней процессов. Наиболее общий вид таких обратных связей – указанные на рис. 1.2 классы процессов синтеза информации.

            Последовательные процессы  A, B, C,  задающие вид статистики, адиабатический инвариант системы, нормировку энтропии, есть состав­ля­ю­щие определения энтропии (1.1).  Когда в термодинамике говорят об открытых системах, то их определение ограничивается сис­те­мами с заданными  или   и величиной  K.   Однако важнейшими классами открытых систем являются такие, в которых воздействие извне фор­ми­рует   или      и   K,   а также определяет нормировку энтро­пии.

            В классической термодинамике "по умолчанию" принимается, что энтропия есть переменная, отнесенная к единице объёма системы. В таком виде энтропия не изменяется при изменении числа  N  элементов системы.

Для некоторых из задач, которые рассматриваются в этой работе, важна так­же энт­ро­пия системы в целом, то есть   S S(N).  Рост энт­ро­пии системы, подчиняющейся второму началу термодинамики, включает в себя сос­тав­ляющую, зависящую от  N.