«Денисов А.А. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА Санкт-Петербургского Издательство политехнического университета 2009 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Денисов А.А.

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

Санкт-Петербургского

Издательство политехнического университета

2009

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

_ Денисов А.А.

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ

СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

Издание 3-е Переработанное и дополненное Рекомендовано Учебно-методическим объединением по университетскому политехническому образованию в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 220100 «Системный анализ и управление»

Санкт-Петербург Издательство политехнического университета УДК 001.89(075.8) БК 87; в я Д Р е ц е н з е н т ы:

д-р техн. наук, профессор, председатель секции Кибернетики им. акад. А.И. Берга Дома ученых РАН им. М.Горького М.Б. Игнатьев д-р социол. наук, профессор, зав. Лабораторией Института управления образованием Российской академии образования Л. И. Романкова Денисов А.А. Современные проблемы системного анализа: Учебник.

Изд. 3-е, перераб. и дополн.– СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 304 с.

ISBN 5-74-22-0454-X Изложены основы анализа разнородных систем произвольной структуры, базирующиеся на последовательном диалектическом раскрытии материальноинформационного дуализма всего сущего. Рассматривается подход и метод для дальнейшего самостоятельного системного познания мира.

Для студентов, обучающихся по специальностям направления «Системный анализ и управление». Полезно студентам других специальностей, испытывающих потребность в интеллектуальном и духовно-нравственном совершенствовании.

Е-mail: [email protected].

© Денисов А.А., © Санкт-Петербургский государственный ISBN 5-74-22-0454-X политехнический университет,

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие……………………………………………………………………..........

0.3. Особенности развивающихся систем с активными элементами и необходимость постоянного совершенствования методов 1.1 Материя как синтез субстанции и информации ……………

1.2. Диалектика само- и взаимоотражения материи

1.3. Информация о движении материи

2.1. Несостоятельность концепции поля как субстанции

2.2. Элементарное информационное поле

2.3. Синтетическое поле

2.4. Структурное и структурно-синтетическое поля

2.5. Временное поле и ясновидение

Глава 3. Электричество и гравитация как субстанционноинформационное единство материи……………………………….. 3.1. Основы теории электричества

3.2. Основы гравитации

3.3. Электрическое происхождение всех взаимодействий

1.1. Законы диалектической логики

1.2. Формализация диалектики

1.3. Основы системологии

2.1. Элементарные информационные цепи

2.3. Ригидные информационные цепи

3.1. Логика положений

3.2. Логика движения

3.3. Логика процессов с распределенным в пространстве последействием

Глава 2. Общественное бытие (экономика)

2.2. Универсальная динамическая модель

3.1. Политика и классовая борьба

3.2. Культура и мораль

Глава 4. Применение информационного подхода при разработке Список литературы

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книга содержит основы современного подхода к познанию природы, общества и человека, который с одной стороны, должен позволить читателю ориентироваться во всем многообразии проявлений окружающей его действительности, а, с другой стороны, освободить от страха перед непостижимой сложностью этой действительности, вооружив его универсальной методологией преодоления сложности познания.

Поэтому книга состоит из трех относительно самостоятельных частей, увязанных однако в замкнутую систему: бытие – сознание – диалектика, которые рассматриваются как различные срезы единого материальноинформационного континуума, представляющего объективную реальность.

Первая часть: «Бытие (онтология)» посвящена проявления диалектики в фундаментальных явлениях природы, таких как информация, материя, поле, заряд, масса и всем формам взаимодействия их друг с другом, причем читатель может сам выбирать глубину проникновения в предмет, ограничившись описательной частью или привлекая соответствующий формальный аппарат по мере необходимости. Делать это можно или за один раз, или путем повторных прочтений с постепенным углублением в суть вопроса.

В этой части попутно в доступной форме показано электрическое происхождение всех взаимодействий, включая гравитационное, сильное и слабое. Описаны недавно открытое электрострикционное поле, природа шаровой молнии, гравитационная связь, структура элементарных частиц, а также ряд других замечательных явлений вроде экстрасенсорики, телепатии, ясновидения и т.п.

Наконец в книге вскрываются пороки пресловутой теории относительности, перевернувшей все наше миропонимание с ног на голову и на столетие закрепившей физическую науку в этом неуютном положении.

Эту часть вполне можно было бы назвать диалектикой природы, если бы не сознательное ограничение широты охвата явлений бытия рамками минимально необходимого.

Вторая часть: «Методология» посвящена диалектической логике, являющейся логикой повседневного мышления, включая вербальные (словесные) и интуитивные ее формы. Соответственно и законы этой логики приведены как в словесном, так и в формальном изложении.

В отдельный раздел выделена диалектика части и целого (системология), как имеющая важное прикладное значение. В этой главе впервые приводится основной закон системологии, раскрывающий, в частности, диалектику свободы и справедливости в человеческом обществе, гибкости и устойчивости в системах управления и технических системах.

Третья часть: «Теория познания (гносеология)» посвящена диалектике становления таких атрибутов нашего мышления как ощущения, восприятия, представления, понятия и их роли в формировании моделей экономики, политики, этики и т.д.. Причем эти последние можно рассматривать и как иллюстрацию диалектики познания и как модели, представляющие самостоятельный интерес для постижения соответствующих аспектов общественного бытия и сознания.

И хотя в книге изложены разнообразные срезы бытия и сознания, от философии до экономики и от физики до этики, но лишь те из них, которые необходимы читателю для формирования системного мировосприятия, и в той мере, которая необходима для этого.

Поэтому, знакомясь с материалом книги, читатель не станет ни философом, ни экономистом, ни физиком, но, во-первых, выработает системное мировосприятие, а во-вторых, в последующем углубленно изучая тот или иной предмет, станет не узким специалистом, но специалистом с широким кругозором, позволяющим заимствовать достижения «чужих» профессий для использования в своей.

По этой же причине книга полезна и сложившимся специалистам для расширения кругозора и эффективного творчества.

Третье издание книги по основному содержанию мало отличается от первого и второго изданий. Однако, если первые два в ранге учебных пособий не полностью коррелировали с программой курса «Современные проблемы системного анализа», то третье издание уже в качестве учсебника вполне привязано к программе этого курса.

Каждая часть книги имеет самостоятельную арабскую нумерацию глав. При этом нумерация формул и рисунков сквозная.

ВВЕДЕНИЕ

0.1. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ СИСТЕМ

И СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

На протяжении относительно короткой истории становления теории систем и системного анализа представления о системах и закономерностях их построения, функционирования и развития неоднократно уточнялись и переосмысливались.

Специфика системного анализа состоит в том, что он, с одной стороны, должен основываться на методах качественного анализа (опираться на научное мировоззрение), а с другой стороны, использовать методы формализованного представления систем. При этом по сравнению с другими видами качественного анализа (например, философским) системный анализ отличается стремлением к формализации, или хотя бы символизации логических процедур исследования систем. Применение для этого традиционных формальных логик бесперспективно, поскольку они в силу метафизичности и наличия закона исключенного третьего не рассчитаны на анализ противоречивых элементов и развивающихся систем. Отразить взаимоотношения элементов во всем их многообразии способна только диалектическая логика, которая чтобы стать средством системного анализа, нуждается в символизации.

В поисках методов моделирования сложных систем и проблемных ситуаций исследователи обращались к различным разделам математики, предлагали новые, искали приемы и методы постановки задач, организации процесса коллективного принятия решений по разработке и совершенствованию сложных систем.

Для того, чтобы облегчить выбор методов в реальных условиях их делили на группы (классы), разрабатывали рекомендации по их использованию при отображении систем различных классов.

Необходимость в методах моделирования возникает при возникновении проблемы принятия решений. В любой сфере деятельности человек принимает решения. Однако в тех случаях, когда решение задачи базируется на законах физики, химии и других фундаментальных областей знаний, или когда задача может быть поставлена в терминах конкретного класса прикладных задач, для которого разработан соответствующий математический аппарат, применять термин «проблема принятия решения»

нет необходимости. Потребность в этом термине возникает в тех случаях, когда задача настолько усложняется, что для ее постановки и решения не может быть сразу определен подходящий аппарат формализации, когда процесс постановки задачи требует участия специалистов различных областей знаний. Это приводит к тому, что постановка задачи становится проблемой, для решения которой нужно разрабатывать специальные подходы, приемы, методы. В таких случаях возникает необходимость определить область проблемы принятия решения (проблемную ситуацию); выявить факторы, влияющие на ее решение; подобрать приемы и методы, которые позволяют сформулировать или поставить задачу таким образом, чтобы решение было принято.

Традиционно для принятия решения стремятся получить выражение, связывающее цель со средствами ее достижения. Такие выражения получили в параллельно возникавших прикладных направлениях различные названия: критерий функционирования, критерий или показатель эффективности, целевая или критериальная функция, функция цели и т. п.

Если удается получить выражение, связывающее цель со средствами, то задача практически всегда решается. Эти выражения могут представлять собой не только простые соотношения, но и сложные, составные критерии (показатели), аддитивного или мультипликативного вида. Конечно, в этом случае могут возникнуть вычислительные сложности, при преодолении которых может потребоваться вновь обратиться к постановке задачи.

Однако полученное формализованное представление задачи позволяет в дальнейшем применять и формализованные методы анализа проблемной ситуации.

Такие выражения получают на основе законов, выявленных для соответствующей сферы деятельности (механики, пневматики, гидравлики и т.п.). Если закон неизвестен, то стараются определить закономерности на основе статистических исследований, или исходя из наиболее часто встречающихся на практике экономических или функциональных зависимостей.

Если и это не удается сделать, то выбирают или разрабатывают теорию, в которой содержится ряд утверждений и правил, позволяющих сформулировать концепцию и конструировать на ее основе процесс принятия решения.

Если и теория не существует, то выдвигается гипотеза, и на ее основе создаются имитационные модели, с помощью которых исследуются возможные варианты решения.

В наиболее общем случае могут учитываться и варьироваться не только компоненты (средства достижения цели) и критерии (отражающие требования и ограничения), но и сами цели, если первоначальная их формулировка не привела к желаемому результату, т. е. цели неточно отразили потребности ЛПР (лица, принимающего решение).

В то же время, при постановке задачи в числе критериев могут быть и принципиально неформализуемые.

Например, при решении задач организации современного производства требуется учитывать все большее число факторов различной природы, являющихся предметом исследования различных областей знаний. В этих условиях один человек не может принять решение о выборе факторов, влияющих на достижение цели, не может определить существенные взаимосвязи между целями и средствами; в формировании и анализе модели принятия решения должны участвовать коллективы разработчиков, состоящие из специалистов различных областей знаний, между которыми нужно организовать взаимодействие и взаимопонимание; а проблема принятия решений становится проблемой коллективного выбора целей, критериев, средств и вариантов достижения цели, т. е. проблемой коллективного принятия решения.

Число и сложность подобных проблем, для которых невозможно сразу получить критерий эффективности в аналитической форме, по мере развития цивилизации возрастает; возрастает также и цена неверно принятого решения. Для проблем принятия решения характерно, как правило, сочетание качественных и количественных методов. Принятие решений в системах управления промышленностью часто связано с дефицитом времени:

лучше принять не самое хорошее решение, но в требуемый срок, так как в противном случае лучшее решение может уже и не понадобиться. Поэтому решение часто приходится принимать в условиях неполной информации (ее неопределенности или даже дефицита), и нужно обеспечить возможность как можно в более сжатые сроки определить наиболее значимые для принятия решений сведения и наиболее объективные предпочтения, лежащие в основе принятия решения.

Для того, чтобы помочь в более сжатые сроки поставить задачу, проанализировать цели, определить возможные средства, отобрать требуемую информацию (характеризующую условия принятия решения и влияющую на выбор критериев и ограничений), а в идеале – получить выражение, связывающее цель со средствами, применяют системные представления, приемы и методы системного анализа.

Методы системного анализа должны обеспечить взаимодействие и взаимопонимание между специалистами различных областей знаний, участвующими в постановке и решении задачи, помочь исследователям организовать процесс коллективного принятия решения. Для реализации этого процесса нужно выбрать методы системного анализа. А для обеспечения возможности сравнения методов и разработки рекомендаций по их выбору в конкретных условиях, нужно принять или сформировать классификацию методов.

0.2. КЛАССИФИКАЦИИ ПОДХОДОВ

И МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ

Постановка любой задачи заключается в том, чтобы перевести ее словесное, вербальное описание в формальное.

В случае относительно простых задач такой переход осуществляется в сознании человека, который не всегда даже может объяснить, как он это сделал. Если полученная формальная модель (математическая зависимость между величинами в виде формулы, уравнения, системы уравнений) опирается на фундаментальный закон или подтверждается экспериментом, то этим доказывается ее адекватность отображаемой ситуации, и модель рекомендуется для решения задач соответствующего класса.

По мере усложнения задач получение модели и доказательство ее адекватности усложняется. Вначале эксперимент становится дорогим и опасным (например, при создании сложных технических комплексов, при реализации космических программ и т. д.), а применительно к экономическим объектам эксперимент становится практическим нереализуемым, задача переходит в класс проблем принятия решений, и постановка задачи, формирование модели, т. е. перевод вербального описания в формальное, становится важной составной частью процесса принятия решения. Причем эту составную часть не всегда можно выделить как отдельный этап, завершив который, можно обращаться с полученной формальной моделью так же, как с обычным математическим описанием, строгим и абсолютно справедливым. Большинство реальных ситуаций проектирования сложных технических комплексов и управления экономикой необходимо отображать классом самоорганизующихся систем, модели которых должны постоянно корректироваться и развиваться). При этом возможно изменение не только модели, но и метода моделирования, что часто является средством развития представления ЛПР о моделируемой ситуации.

Иными словами, перевод вербального описания в формальное, осмысление, интерпретация модели и получаемых результатов становятся неотъемлемой частью практически каждого этапа моделирования сложной развивающейся системы. Часто для того, чтобы точнее охарактеризовать такой подход к моделированию процессов принятия решений, говорят о создании как бы «механизма» моделирования, «механизма» принятия решений (например, «хозяйственный механизм», «механизм проектирования и развития предприятия» и т. п.).

Возникающие вопросы – как формировать такие развивающиеся модели или «механизмы»? как доказывать адекватность моделей? – и являются основным предметом системного анализа.

Для решения проблемы перевода вербального описания в формальное в различных областях деятельности стали развиваться специальные приемы и методы. Так, возникли методы типа «мозговой атаки», «сценариев», экспертных оценок, «дерева целей» и т. п.

В свою очередь, развитие математики шло по пути расширения средств постановки и решения трудноформализуемых задач. Наряду с детерминированными, аналитическими методами классической математики возникла теория вероятностей и математическая статистика (как средство доказательства адекватности модели на основе представительной выборки и понятия вероятности правомерности использования модели и результатов моделирования). Для задач с большей степенью неопределенности инженеры стали привлекать теорию множеств, математическую логику, математическую лингвистику, теорию графов, что во многом стимулировало развитие этих направлений. Иными словами, математика стала постепенно накапливать средства работы с неопределенностью, со смыслом, который классическая математика исключала из объектов своего рассмотрения.

Таким образом, между неформальным, образным мышлением человека и формальными моделями классической математики сложился как бы «спектр» методов, которые помогают получать и уточнять (формализовать) вербальное описание проблемной ситуации, с одной стороны, и интерпретировать формальные модели, связывать их с реальной действительностью, с другой.

Развитие методов моделирования, разумеется, шло не последовательно.

Методы возникали и развивались параллельно. Существуют различные модификации сходных методов. Их по-разному объединяли в группы, т. е. исследователи предлагали разные классификации. Постоянно возникают новые методы моделирования как бы на «пересечении» уже сложившихся групп.

Первоначально исследователи, развивающие теорию систем, предлагали классификации систем и старались поставить им в соответствие определенные методы моделирования, позволяющие наилучшим образом отразить особенности того или иного класса. Такой подход к выбору методов моделирования подобен подходу прикладной математики. Однако в отличие от последней, в основу которой положены классы прикладных задач, системный анализ может один и тот же объект или одну и ту же проблемную ситуацию (в зависимости от степени неопределенности и по мере познания) отображать разными классами систем и соответственно различными моделями.

Такая идея реализовалась, например, при создании программного обеспечения ЭВМ и автоматизированных информационных систем путем последовательного перевода описания задачи с естественного языка на язык высокого уровня (язык управления заданиями, информационнопоисковый язык, язык моделирования, автоматизации проектирования), а с него на один из языков программирования, подходящий для данной задачи (ПАСКАЛЬ, ЛИСП, СИ, ПРОЛОГ и т. п.), который, в свою очередь, транслируется в коды машинных команд, приводящих в действие аппаратную часть ЭВМ.

В то же время анализ процессов изобретательской деятельности 1, опыта формирования сложных моделей принятия решений показал, что практика не подчиняется такой логике, т. е. человек поступает иначе: он См., напр., Ж.Адамар. Исследование психологии процесса изобретения. – М.:

Сов. радио, 1977.

попеременно выбирает методы из левой и правой частей «спектра». Поэтому удобно как бы «переломить» этот «спектр» методов примерно в середине, где графические методы смыкаются с методами структуризации, т. е.

разделить методы моделирования систем на два больших класса: методы формализованного представления систем (МФПС) и методы, направленные на активизацию использования интуиции и опыта специалистов (МАИС).

Возможные классификации этих двух групп методов приведены на рис. 1.

Такое разделение методов находится в соответствии с основной идеей системного анализа, которая состоит в сочетании в моделях и методиках формальных и неформальных представлений, что помогает в разработке методик, выборе методов постепенной формализации отображения и анализа проблемной ситуации. Возможные варианты последовательного использования методов из групп МАИС и МФПС в примерах методик, приводимых в последующих главах учебника (соответствующие ссылки будут даны), показаны на рисунке сплошной и штриховой линиями.

Отметим, что на рис. 1 в группе МАИС методы расположены сверху вниз примерно в порядке возрастания возможностей формализации, а в группе МФПС – сверху вниз возрастает внимание к содержательному анализу проблемы и появляется все больше средств для такого анализа.

Такое упорядочение помогает сравнивать методы и выбирать их при формировании развивающихся моделей принятия решений, при разработке методик системного анализа.

Методы активизации интуиции Методы формализованного морфологическое моделирование математическая лингвистика методы организации сложных экспертиз графические методы Предлагаемые названия групп методов более предпочтительны, чем используемые иногда термины качественные и количественные методы, поскольку, с одной стороны, методы, отнесенные к группе МАИС, могут использовать и формализованные представления (при разработке сценариев могут применяться статистические данные, проводиться некоторые расчеты; с формализацией связаны получение и обработка экспертных оценок, методы морфологического моделирования); а, с другой стороны, в силу теоремы Гёделя о неполноте, в рамках любой формальной системы, сколь бы полной и непротиворечивой она не казалась, имеются положения (соотношения, высказывания), истинность или ложность которых нельзя доказать формальными средствами этой системы, а для преодоления неразрешимой проблемы нужно расширять формальную систему, опираясь на содержательный, качественный анализ.

Строгого разделения на формальные и неформальные методы не существует. Можно говорить только о большей или меньшей степени формализованности или, напротив, большей или меньшей опоре на интуицию, «здравый смысл».

Специалист по системному анализу должен понимать, что любая классификация условна. Она лишь средство, помогающее ориентироваться в огромном числе разнообразных методов и моделей. Поэтому разрабатывать классификацию нужно обязательно с учетом конкретных условий, особенностей моделируемых систем (процессов принятия решений) и предпочтений ЛПР, которым можно предложить выбрать классификацию.

Следует также оговорить, что новые методы моделирования часто создаются на основе сочетания ранее существовавших классов методов. В то же время разрабатывают новые методы, базирующиеся на сочетании средств МАИС и МФПС, которые иногда называют специальными методами системного анализа.

Наибольшее распространение получили следующие специальные методы моделирования систем:

Имитационное динамическое моделирование (System Dynamics Symulation Modeling). Предложено Дж. Форрестером (США) в 50-х гг. 3, В СПбГТУ это направление развивается профессором А.В.Федотовым применительно к системам управления вузом и другими социально-экономическими объектами..

использует удобный для человека структурный язык, помогающий выражать реальные взаимосвязи, отображающие в системе замкнутые контуры управления, и аналитические представления (линейные конечноразностные уравнения), позволяющие реализовать формальное исследование полученных моделей на ЭВМ с использованием специализированного языка DYNAMO.

Ситуационное моделирование. Идея предложена Д.А.Поспеловым и реализована на практике Ю.И.Клыковым и Л.С.Загадской (см., ссылки в [23]. Это направление базируется на отображении в памяти ЭВМ и анализе проблемных ситуаций с применением специализированного языка, разрабатываемого с помощью выразительных средств теории множеств, математической логики и теории языков.

Структурно-лингвистическое моделирование. Подход возник в 70е гг. в инженерной практике и основан на использовании для реализации идей комбинаторики структурных представлений разного рода, с одной стороны, и средств математической лингвистики, с другой. В расширенном понимании подхода в качестве языковых (лингвистических) средств используются и другие методы дискретной математики (языки, основанные на теоретико-множественных представлениях, на использовании средств математической логики, семиотики).

Подход, базирующийся на идее постепенной формализации задач (проблемных ситуаций) с неопределенностью путем поочередного использования средств МАИС и МФПС1). Этот подход к моделированию самоорганизующихся (развивающихся) систем был первоначально предложен В.Н.Волковой на базе концепции структурно-лингвистического моделирования, но в последующем стал основой ряда методик системного анализа.

Классификация методов моделирования, подобная рассмотренной, помогает осознанно выбирать методы моделирования и должна входить в состав методического обеспечения работ по проектированию сложных технических комплексов, по управлению предприятиями и организациями.

Она может развиваться, дополняться конкретными методами, т. е. аккумулировать опыт, накапливаемый в процессе проектирования и управления.

Однако предпочтительнее иметь подход, который позволил бы не выбиВолкова В.Н. Постепенная формализация моделей принятия решений. СПб: Изд-во Политехн. Ун-та., 2006. 120 с.

рать разные методы, а осознанно отображать проблемную ситуацию, формировать модель, доказывая ее адекватность в процессе ее разработки.

С учетом сказанного в 1975 г. [1] был предложен подход, базирующийся на диалектическом обобщении законов функционирования и развития систем различной физической природы. Подход первоначально был ориентирован на отображение и анализ пространственно-распределенных систем, опирался на аппарат математической теории поля, и был назван теорией информационного поля; а в дальнейшем на основе этой теории был получен вариант информационного описания объектов с сосредоточенными параметрами (т. е. с выделением дискретных элементов), что часто более удобно для исследования реальных объектов и процессов.

0.3. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИВАЮЩИХСЯ СИСТЕМ

И НЕОБХОДИМОСТЬ ПОСТОЯННОГО

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОВ ИХ

МОДЕЛИРОВАНИЯ

Развивающиеся системы характеризуются рядом признаков, особенностей, приближающих их к реальным объектам.

Эти особенности, как правило, обусловлены наличием в системе активных элементов и носят двойственный характер: они являются новыми свойствами, полезными для существования системы, приспосабливаемости ее к изменяющимся условиям среды, но в то же время вызывают неопределенность, затрудняют управление системой.

Основные из этих особенностей:

• нестационарность (изменчивость, нестабильность) отдельных параметров и стохастичность поведения;

эта особенность легко интерпретируется для любых систем с активными элементами (живых организмов, социальных организаций и т. п.);

• уникальность и непредсказуемость поведения системы в конкретных условиях;

эти свойства проявляются у системы, благодаря наличию в ней активных элементов, в результате чего у системы как бы проявляется «свобода воли», но в то же время имеет место и наличие предельных возможностей, определяемых имеющимися ресурсами (элементами, их свойствами) и характерными для определенного типа систем структурными связями;

• способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды и помехам (причем как к внешним, так и к внутренним), что, казалось бы, является весьма полезным свойством, однако адаптивность может проявляться не только по отношению к помехам, но и по отношению к управляющим воздействиям, что весьма затрудняет управление системой;

• принципиальная неравновесность;

при исследовании отличий живых, развивающихся объектов от неживых биолог Эрвин Бауэр высказал гипотезу о том, что живое принципиально находится в неустойчивом, неравновесном состоянии, и более того использует свою энергию для поддержания себя в неравновесном состоянии (которое и является собственно жизнью). Эта гипотеза находит все большее подтверждение в современных исследованиях При этом возникают проблемы сохранения устойчивости системы;

• способность противостоять энтропийным (разрушающим систему) тенденциям и проявлять негэнтропийные тенденции, обусловленная наличием активных элементов, стимулирующих обмен материальными, энергетическими и информационными продуктами со средой и проявляющих собственные «инициативы», благодаря чему в таких системах нарушается закономерность возрастания энтропии (аналогичная второму закону термодинамики, действующему в закрытых системах, так называемому «второму началу»), и даже наблюдаются негэнтропийные тенденции, т. е. собственно самоорганизация, развитие, в том числе «свобода воли».

• способность вырабатывать варианты поведения и изменять свою структуру, выходить на новый уровень эквифинальности, сохраняя при этом целостность и основные свойства;

это свойство может обеспечиваться с помощью различных методов, позволяющих формировать разнообразные модели вариантов принятия решений;

• способность и стремлением к целеобразованию;

в отличие от закрытых (технических) систем, которым цели задаются извне, в системах с активными элементами цели формируются внутри системы (впервые эта особенность применительно к экономическим системам была сформулирована Ю.И. Черняком); целеобразование – основа негэнтропийных процессов в социальноэкономических системах;

• неоднозначность использования понятий;

например, «цель» «средство», «система» «подсистема» и т.п. Эта особенность проявляется при формировании структур целей, при разработке проектов сложных автоматизированных комплексов, когда лица, формирующие структуру системы, назвав какую-то ее часть подсистемой, через некоторое время начинают говорить о ней, как о системе, не добавляя приставки «под», или подцели начинают называть средствами достижения вышестоящих целей, что часто вызывает затяжные дискуссии, которые легко разрешаются с помощью свойства «двуликого Януса».

Перечисленные особенности имеют разнообразные проявления, которые иногда можно выделять как самостоятельные особенности. Студент может легко обнаружить большинство из названных особенностей на примере своего собственного поведения или поведения своих друзей, коллектива, в котором учится.

Часть из рассмотренных особенностей характерна для диффузных систем (стохастичность поведения, нестабильность отдельных параметров), но большинство из особенностей являются специфическими признаками, существенно отличающими этот класс систем от других и затрудняющими их моделирование.

В то же время при создании и организации управления предприятиями часто стремятся отобразить их, используя теорию автоматического регулирования и управления, разрабатывавшуюся для закрытых, технических систем и существенно искажающую понимание систем с активными элементами, что способно нанести вред предприятию, сделать его неживым «механизмом», не способным адаптироваться к среде и разрабатывать варианты своего развития.

Такая ситуация стала, в частности, наблюдаться в нашей стране в 6070-е гг., когда слишком жесткие директивы стали сдерживать развитие промышленности.

Рассмотренные особенности противоречивы. Они в большинстве случаев являются и положительными и отрицательными, желательными и нежелательными для создаваемой системы. Их не сразу можно понять и объяснить, выбрать и создать требуемую степень их проявления. Исследованием причин проявления подобных особенностей сложных объектов с активными элементами занимаются философы, психологи, специалисты по теории систем, которые для объяснения этих особенностей предлагают и исследуют различные подходы, по большей части неуниверсальные. Поэтому в дальнейшем изложении рассматривается подход, базирующийся на диалектическом анализе материально-информационного единства мира, что позволяет предложить модели, универсальные по отношению к системам различной физической природы.

0.4. Система природы С научно-философской точки зрения природа представляет три неразрывно связанные в систему компоненты:

1) бытие материи, включающее и законы природы, которые объединяются общим термином «онтология»;

2) процесс познания природы как ее отражение в нашем сознании, именуемый гносеологией;

3) связывающая их в единое целое диалектика природы, т.е. объективная (законы природы) и субъективная (законы познания) логика всего сущего.

Поэтому материал книги также разделен на три соответствующие чати, которые формально самостоятельны, но изложение каждой их них невозможно без привлечения диалектики, что и придает материалу единство и целостность.

Связывая природу в единое целое, диалектика реализует это единство мира посредством обмена информацией между частями, что и позволяет говорить о материально-информационной сущности природы.

При этом для отображения системы природы применены формализованные представления.

ЧАСТЬ I. ОНТОЛОГИЯ (БЫТИЕ) Глава 1. ДИАЛЕКТИКА ПРИРОДЫ 1.1. Материя как синтез субстанции и информации Субстанция – это тот строительный материал, из которого состоит Мир. Она включает в себя материал всего сущего: галактик, звезд, планет, лесов, морей, гор, животных, людей и плодов их труда, бактерий, вирусов, молекул, атомов, элементарных частиц, физического вакуума (эфира), и всего того, что еще может быть открыто как в макро-, так и в микромире.

Таким образом, это слово заменяет собой бесконечный перечень материалов конкретных материальных объектов, служит как бы их общим знаком.

Вместе с тем, как всякое обобщение, субстанция утрачивает конкретные признаки и свойства охватываемых материалов, сохраняя лишь то, что присуще им всем без исключения – факт существования.

Впрочем, в силу всеобщей взаимосвязи и взаимозависимости явлений все выделенные объекты так или иначе взаимодействуют друг с другом (говорят: отражаются друг в друге) так что всеобщим свойством материи следует признать не только факт существования, но и свойство отражения.

При этом материя выступает как диалектический синтез субстанции и отражения (информации), где информация – это структура материи. Так что материя, с одной стороны, субстанция (вещество), но, с другой стороны, содержит информацию. Поэтому, например, текст книги – с одной стороны, субстанция типографской краски, но, с другой стороны, буквенная структура этой субстанции выражает информацию в качестве ее (книги) духовной составляющей.

Однако не следует все это чрезмерно упрощать, ибо все перечисленные объекты и любые другие выделены и названы нами совершенно произвольно. Ведь в действительности все они составляют неразрывное целое с окружающей их средой и не могут рассматриваться в отрыве от нее как нечто самодостаточное.

Так, человек составляет неразрывное целое с атмосферой, кислородом которой он дышит, и водой, из которой он на 90% состоит, а рыба, выловленная из воды, засыпая в атмосфере, перестает быть рыбой и становится продуктом питания. Точно также электрические заряды и массивные тела проявляют себя в этом качестве лишь во взаимодействии с окружающим их эфиром и через него друг с другом. А вне этого эфира они никак себя не проявляют, т.е. как бы и вовсе не существуют.

Если же отказаться от выделения тех или иных материальных объектов из остальной материи, то материя превращается в некий непрерывный и бесконечный в пространстве и во времени, взаимодействующий сам с собой континуум, подобный безграничному океану чистой воды как она представляется невооруженному взгляду.

Этот континуум и есть материя сама по себе.

Что же касается тех или иных материальных объектов, то их природа дуальна, ибо, с одной стороны, они материальны, поскольку принадлежат континууму, но, с другой стороны, они субъективно выделены нами в этом континууме. И если континуум существует вне нас и независимо от нас, то материальные объекты, выделенные нами в этом, континууме, в силу этого не так уж от нас независимы.

Следует отметить, что, выделяя в материальном континууме те или иные материальные объекты, мы тем самым квантуем ими непрерывную материю, делая ее квазидискретной.

Дискретность же материи позволяет подсчитать число выделенных квантов материи, т.е. как бы определить (измерить) ее количество по меньшей мере в ограниченном замкнутом пространстве.

Определять подобным образом можно не только количество квантов материи, но и объем каких-то материальных свойств, а также их распределение (координаты) в пространстве и во времени, параметры их движения (скорость, ускорение) и прочее в том же роде. Другими словами, квантование материи позволяет получать всевозможную информацию о ней, причем эта информация, как и квантованная материя, носит дуальный характер. С одной стороны, информация объективна, поскольку дает столько квантов материи, сколько их есть в наличии; но с другой стороны, количество квантов в заданном объеме зависит от произвольного выбора величины кванта (да и самого объема), в силу чего и количество информации зависит от этого выбора.

Тем не менее, ту информацию, которая соответствует истинному количеству выбранных квантов материи, мы будем далее называть информацией «в себе», как бы присущей самой материи, в отличие от информации «для нас», которую несут не всегда точные измерительные средства и наши органы чувств.

Все это относится и к информации, которая циркулирует как между материальными объектами в процессе их взаимодействия, так и внутри континуума, реализуя материальное единство мира. Эта информация, с одной стороны, вполне объективно реальна, поскольку не зависит от нашей воли, но, с другой стороны, даже внутри материального континуума распространение информации сопровождается помехами и искажениями, так что ее получатели реально имеют дело не с информацией «в себе», а с информацией «для них», подобной информации «для нас», которые все-таки тоже объективно реальны в той же мере, как и сама материя. Так что информация «в себе» есть ни что иное как присущие материи ее структура и движение, а информация «для нас» есть продукт их отражения в иных объектах, включая измерительные приборы и наше сознание. Так металл – это всего лишь субстанция (материя) станка, но станок – это определенным образом структурированная и движущаяся материя, т.е. имеющая определенное устройство, которое и есть информация.

При этом устройство станка само по себе – есть информация «в себе», т.е. структура и движение вне нас и независимо от нас; а степень нашего знания этого устройства – есть информация «для нас», в той или иной степени искаженная по сравнению с информацией «в себе».

Точно также текст книги перед нашими глазами представляет материю типографской краски, но эта материя лишь постольку несет на себе полезную информацию, поскольку она имеет форму (структуру) букв, слов и т.д.

Без этой структуры типографская краска не содержит никакой книжной информации, а лишь информацию о своей атомно-молекулярной структуре, безразличной к содержанию книги, так что ни информация не может существовать без материального носителя, ни материя не может быть бесструктурной, т.е. бессодержательной.

Таким образом, основной вопрос философии о первичности материи либо сознания (информации) теряет смысл и становится атрибутом истории философии, ибо нет и никогда не было материи без информации, как нет информации без материи.

Впрочем, это знал еще Гегель, у которого информация выступает в неразрывной связи с субстанцией (веществом) в форме «абсолютной идеи». А вот марксистская диалектика, отбросив абсолютную идею, страдает примитивной односторонностью, отождествив субстанцию и материю и ограничив себя чисто человеческим отражением материи.

В свете сказанного материя не сводится к субстанции, а представляет диалектический синтез субстанции и ее структуры (информации), которая (структура, а не субстанция) способна передаваться от одной субстанции к другой.

Между тем наше сознание (мысль) такая же информация как и всякая другая, во-первых, потому что представляет всего лишь вполне материальную структуру нейронных связей нашего мозга, а, во-вторых, потому что может выражаться в структуре и других носителей: текстовых (газеты, книги), звуковых (радио), световых (теле- и киноэкраны) и т.д.

Поэтому сознание, как и всякая информация, идеально лишь в том смысле, что безразлично к веществу носителей, образующих его структуру. А субстанция материальна лишь постольку, поскольку представляет универсальный материал для образования любой структуры (информации) вне зависимости от ее содержания.

Таким образом, материальное и духовное (о душе см. 2.4.), будучи противоположностями, образуют неразрывное диалектическое единство.

И то, что наше сознание есть ни что иное, как определенная организация материи мозга, а мозг лишь постольку мозг, поскольку обладает сознанием, тут и говорить нечего. Но, если признать объективную реальность (т.е. материальность!) христианского Бога, то и его сознание (Святой Дух) неотрывно от его отцовской и сыновней материальности. А акт сотворения Мира есть акт одухотворения материального первичного Хаоса совсем в духе вычленения нами материальных объектов из континуума, в котором и без того циркулирует собственная информация. Так что возникает крамольная мысль о том, что первичный хаос должен был обладать собственным континуальным сознанием и до божественного вмешательства, а объективная реальность в любом случае представляет диалектический синтез неразрывной целостности, единства материи и информации (сознания, абсолютной идеи, Святого Духа и т.п.).

Таким образом место несуществующей дилеммы: информация (Дух)ли порождает субстанцию или субстанция порождает информацию (ибо они представляют материю в неразрывном единстве), на передний план выступает вопрос об адекватности отражения (познания) материи самой материей и нашим сознанием. Так, основоположник агностицизма Э. Кант полагал, что существует запрет (цензус) на информацию в себе и ее познание (трансцендентальная апперцепция) в принципе невозможно. Позитивисты Э. Мах и А. Эйнштейн, отрицая субстанцию, отождествляли информацию для нас и информацию в себе, не видя разницы между ними. Наконец, материалист В. Ленин, признавая различие между этими информациями, настаивал на принципиальной познаваемости информации в себе.

Ответ на этот вопрос отнюдь не прост и мы вернемся к его рассмотрению.

Выразим теперь все это в символической форме, более технологичной и удобной в прикладном плане.

Материя сама по себе не имеет ни количества, ни качества, поскольку не содержит в себе ни какого-либо объективного кванта (меры), ни априорно заданных материальных свойств. Лишь сложная диалектика взаимоперехода, взаимодействия вещества и информации позволяет говорить о количествах тех или иных материальных свойств.

Эти атрибуты возникают вследствие, во-первых, субъективного выделения материального объекта из континуума. Во-вторых, вследствие субъективного выделения в нем тех или иных материальных свойств. В-третьих, вследствие, квантования их субъективно выбранным квантом (мерой свойства).

О выделении объекта из континуума выше уже шла речь. Отметим лишь, что в момент выделения возникает 1 бит информации, поскольку мы получаем ответ на вопрос: «Есть ли такой объект в природе или его нет?».

Здесь происходит выбор из двух априорно равновероятных событий, что по определению единицы информации соответствует одному биту.

Формально 1 бит есть модуль двоичного логарифма вероятности события, равной 0,5; log 2 0,5 = 1бит.

Впрочем, тот же результат мы получим, если проквантуем объект А квантом равным самому объекту, т. е. с точностью до объекта, когда A = A.

Тогда 1 бит = A /A.

Если же квантовать А более мелкими квантами A < A то получим больше информации где р = 0,5 – совместная вероятность А А событий, априорная вероятность каждого из которых равна 0,5.

Действительно, при измерении посредством стрелочного измерительного прибора некоторой физической величины А, о которой нам заранее ничего не известно, вероятность смещения стрелки на одно любое деление А шкалы прибора априорно для нас равна 0,5, ибо это показание может быть или не быть с равной вероятностью. Поскольку же реально при измерениях стрелка прибора последовательно проходит все А А деления шкалы от нуля до измеренного значения, то в этом случае вероятность измеренной величины представляет совместную вероятность всех предшествующих делений шкалы прибора, т.е. р = 0,5 A A, или (1). Таким образом (1) дает как детерминированный, так и статистический, способы измерения информации.

Следует отметить, что информация «в себе» J0 об объекте возникает с момента субъективного выбора A, но до момента измерения. Эта информация как бы принадлежит самому объекту, хоть и зависит от выбора A.

Акт же измерения дает информацию «для нас» JH, которая, как правило, отличается от J0 в силу технического несовершенства измерительного прибора, либо биологического несовершенства наших органов чувств, которые либо фиксируют А не полностью, либо завышают его из-за собственных шумов и помех.

где RK – безразмерная информационная проницаемость, характеризующая качество измерительного средства.

Итак, информация «в себе» J0 одновременно и объективна и субъективна, она и присуща объекту и не присуща ему, поскольку, коль уж сделан субъективный выбор кванта A, то в объекте реально содержится А А этих квантов.

С другой стороны, информация «для нас» JH, согласно (2) является вроде бы ошибочной, если Rk= 1, что обычно имеет место. Однако, вопервых, она все же является функцией истины J0 согласно тому же (2), а, во-вторых, даже будучи абсолютно ложной, когда R = она как показание прибора, либо ощущение, является объективной реальностью.

Если же обратиться к измерению материальных свойств (качеств) объекта, то сама по себе технология измерения полностью совпадает с вышеописанной, включая все сделанные замечания и оговорки.

Однако особенность измерения материальных свойств (качеств) состоит в том, что сами эти свойства как бы назначаются нами совершенно субъективно.

Так яблоко, с одной стороны, обладает вкусом, запахом, цветом и т.д.

лишь постольку, поскольку мы располагаем набором органов зрения, обоняния, осязания и т.д.

Действительно, если провести химический анализ яблока, то получим совершенно иной набор его свойств вроде содержания белков, углеводов, кислот, эфирных масел и т.п.

Но, с другой стороны, какой бы набор свойств яблока мы не выделили, он (при условии достаточной полноты) присущ только яблоку и не присущ, например, редьке, что свидетельствует об определенной объективности этой информации.

Здесь мы вновь имеем дело с материально-информационным дуализмом природы любого свойства, которое материально и нематериально одновременно, поскольку, несмотря на наш субъективизм в выборе измерительных средств, оно все же берется не с потолка, а извлекается из реального материального объекта.

Это в полной мере относится и к «законам природы», которые мы открываем, поскольку, с одной стороны, эти законы более или менее адекватны поведению выделенных объектов или их свойств, однако, с другой стороны, как сами объекты, так и их свойства выделяются нами из материального континуума совершенно субъективно в зависимости от нашей способности их регистрировать.

Нетрудно заметить, что согласно (1) количество информации о материальном свойстве тем больше, чем больше разрешающая способность (точность) измерительного прибора, т.е. чем меньше цена деления A его шкалы.

Таким образом, если килограммового леща взвешивать с точностью до 1 килограмма, то получим 1 бит информации о нем. Если ту же операцию проделать с точностью до 1 грамма, то количество информации возрастает в 1000 раз и т.д. При этом выбор A определяется целью соответствующего измерения, т.е. носит прагматический характер.

Что же касается всеобщего само- и взаимоотражения в неживой природе, т.е. циркуляции информации внутри материального континуума, то особенность этого процесса в отличие от информации «для нас» состоит в том, что неживая природа не вольна варьировать A, поскольку ей не свойственны прагматические соображения.

Так, внесенный в электрическое поле положительно заряженного тела металлический предмет «измеряет» исходный заряд путем наведенного (связанного) заряда противоположного знака на ближайшем к источнику поля своем конце. Причем наведенный связанный отрицательный заряд квантуется и перемещается внутри металлического предмета исключительно электронами (точнее их зарядами), хотя мы чаще пользуемся для этой цели Кулонами, которые на 19 порядков больше заряда электрона. В иных случаях природа пользуется фотонами, квантами действия и т.д., т.е.

раз навсегда заданными в каждом случае значениями A.

Тем не менее, подсчитывая число соответствующих квантов, природа, как и люди, использует информацию для реализации всеобщей взаимосвязи материи. Однако, если люди могут оценить качество своих приборов и, зная RK, могут посредством (2) восстановить информацию «в себе» J 0 по информации «для нас» J Н, то неживая природа воспринимает J Н как истину в последней инстанции и соответственно реагирует на нее, что имеет принципиальное значение при формулировании нами законов природы. С этой точки зрения природа всегда ведет себя как обманутый человек, но в отличие от него не извлекает уроков из ошибок, упорно их повторяя.

Так, в примере с электрическими зарядами связанный заряд тем больше, чем меньше относительная диэлектрическая проницаемость среды, разделяющей источник поля и металлический предмет, хотя адекватное отражение источника имеет место только при k = 1.

Точно также природа всегда завышает размеры и скорость приближающихся предметов и занижает их при удалении, на чем зиждутся все релятивистские эффекты, подробнее о которых речь пойдет в дальнейшем.

Подводя итоги рассмотрения вопроса об адекватности отражения, мы можем констатировать, что информация в себе J 0 потенциально доступна нашему сознанию путем коррекции RK,, но недоступна неживой материи, вынужденной оперировать с искаженной информацией J Н. Поэтому И_.Кант, полагая Rk = const, был прав в отношении неживой материи, но не прав в отношении нашего сознания. Э. Мах и А. Эйнштейн, полагая Rk = 1, были не правы во всех случаях. Наконец, В. Ленин, был прав полагая потенциально Rk 1 применительно к человеку, но не прав применительно к неживой материи, где R k 1.

Итак скалярные по своей сути субстанция и информация могут быть измерены путем квантования подходящими к случаю соответствующими квантами и подсчета количества этих квантов (1).

Что касается материи, то это вектор, в качестве проекций которого на оси координат выступают субстанция и информация J, так что где M0 и J0 – собственные субстанция и информация (структура) вне связи друг с другом, а M и J – системные субстанция и информация в составе материи, RMJ – степень зависимости M от J, RJM – степень зависимости J от M, не обязательно равные друг другу. RMJ J0 и RJM M0 – взаимные материя и информация, т.е. те новые свойства, которые приобретает материя по сравнению с M0 и J0.

Поэтому материю нельзя отождествлять ни с субстанцией (вульгарный материализм), ни с информацией (субъективный идеализм).

Однако, чувственной информацией не исчерпывается отражение материи, поскольку все живое, обладающее памятью, способно накапливать в ней всю совокупность J об n однородных объектах и усреднять ее в расчете на один некий средний объект, определенная размытость которого позволяет опознавать ранее не встречавшиеся объекты того же рода.

Поэтому сущностью объекта, его субстратом или понятием Н именуют среднюю информацию, приходящуюся на одно проявление объекта из всех n проявлений где J = J k, J k – информация о каждом конкретном проявлении, а n – информационная емкость объекта (объем понятия).

Надо только иметь в виду, что (3) соответствует наиболее распространенному арифметическому усреднению n информаций J k, хотя в общем случае возможны и другие формы, которые охватывает соотношение и из которого при = 1 следует (3), при = 2 следует среднеквадратическое усреднение J k, при = 0, – среднее геометрическое, при = 1 – среднее гармоническое и т.д., причем выражает определенные предпочтения субъекта усреднения.

Для = 1 из (4) следует также H = р k J k, где pk – вероятность встретить J k, которая с учетом (1) представляет знаменитую в теории инn формации формулу Шеннона H = p k log p k.

Записав (4) в форме получим, с одной стороны, обобщенную формулу Шеннона для неравнозначных информаций, а с другой стороны, новую для теории вероятностей универсальную формулу математического ожидания случайной величины J, арифметического, геометрического, гармонического, квадратичного и т.д. в зависимости от. Причем Н в отличие от J представляет логическую информацию.

Что касается по меньшей мере высших животных, включая помимо человека обезьян, собак, морских млекопитающих, а возможно, и других, то они обладают способностью оценивать материальные объекты с точки зрения удовлетворения собственных потребностей, т. е. способностью получать о них прагматическую информацию где р – степень удовлетворения потребности.

Заметим, во-первых, что в (5) используется 1– р, а не р, исключительно поскольку в этом случае с ростом р растет и J n, а не наоборот, как было бы в противном случае, т.е. только по соображениям удобства.

Во-вторых, здесь р не носит статистического характера, а характеризует разовую эффективность.

Например, если для поездки из пункта А в пункт В требуется 20 литров горючего, а в баке автомобиля осталось всего 10 литров, то степень соответствия этого объема горючего поставленной цели составляет р = 0,5, а J n = log 0,5 = 1 бит.

Если же р носит статистический характер (вероятность достижения цели), то (5) составляет понятие Hn об эффективности группы однородных объектов (например, парка автомобилей).

Точно также логарифм отношения числа обездоленных к числу всех членов данного социума является мерой гуманизма общества, его гуманной сущностью.

В результате логическая информация Н (понятие) в еще меньшей степени, чем чувственная информация J (ощущение), адекватна материальному объекту, во-первых, в силу самого факта усреднения, а, во-вторых, в силу субъективности предпочтений. Поэтому понятия об одном и том же у разных субъектов различны.

Если домножить обе части (3) на J, то получим так называемое содержание объекта удобное для сопоставления объектов, имеющих различные сущности Н и количества информаций J, что позволяет формально сравнивать по содержанию что угодно с чем угодно, даже Божий дар с яичницей.

Так, если Божий дар в виде поэтического таланта удовлетворяет все материальные потребности поэта, например, на 70%, а яичница лишь на 1%, то согласно (3а) такой Божий дар эквивалентен 120 яичницам, если их обменивать на соответствующие материальные блага, поскольку Н я = log(1 0,01) 0,01, а Н Б = log(1 0,7) 1,2.

В заключение этого раздела коснемся парадокса Второго начала термодинамики, согласно которому энтропия (хаос) в природе может только возрастать. А парадокс состоит в том, что и Творец, и человек умудряются както этому противостоять, увеличивая организацию (информацию) вопреки росту хаоса. А то ведь наша жизнь – событие совершенно невероятное.

В действительности никакого парадокса в том нет, ибо Второе начало имеет статистическую природу, т. е. рассматривает процессы в большом как результат мириадов случайных локальных событий. Так вот, в большом все действительно деградирует к хаосу. Но хаос ведь не застывший кисель. Это скорее горячая жидкость на грани кипения, полная множеством случайных хаотических микропотоков в разных направлениях. А каждый такой микропоток, пока он существует, обладает вполне определенной структурой, направлением, скоростью и прочими атрибутами движения, которые и есть информация. Эта информация спонтанно возникает и через некоторое время исчезает вместе с потоком. Но рядом возникает новый поток. И так без конца.

Таким образом, в мировом хаосе локально идут не только энтропийные процессы уничтожения, распада информации, но и встречные процессы возникновения информации (негэнтропии).

Конечно, последние локальны и кратковременны, но ведь и жизнь на Земле всего лишь миг в масштабах Вселенной, так что ее локальному возникновению из хаоса вопреки глобальному росту энтропии не стоит удивляться.

Попросту говоря, согласно (4), если в большом Н действительно деградирует, то не за счет деградации всех Jk, а за счет выравнивания числа положительных и отрицательных Jk, т. е. числа встречных спонтанных процессов.

Так что Мир не «остывает», но движется к равновесному состоянию.

1.2. Диалектика само- и взаимоотражения материи.

Обратимся к механизму самодвижения материи, воспользовавшись ради наглядности структурной схемой (рис.2). На этой схеме М 1 обозначает произвольно выделенный материальный объект, М 2 означает все остальные объекты, которые обJ 21 J разуют внешнюю среду для объекта М 1. М 1 символизирует материальную вещь в себе и для себя, т.е. информацию, которой располагал бы объект, полностью изолировать его от воздействия окружающей среды. Здесь речь идет о мысленном эксперименте, поскольку всеобщее свойство материи отражать и отражаться реально не может быть элиминировано, хотя применение всякого рода экранов может ослабить эту способность. Впрочем, даже в сурдокамере, применяемой для тренировки космонавтов, не удается достичь полной изоляции, поскольку память, навыки поведения, даже социальные нормы, привитые в процессе взаимодействия с окружающей средой, продолжают действовать по инерции, словно связь со средой сохраняется.

Точно так же М 2 символизирует материальную среду в себе и для себя, т.е. ту информацию, которой располагала бы среда в отсутствие объекта М 1. Тогда J 21 представляет достигающую рассматриваемый объект информацию об окружающей среде, а J 12 представляет информацию об объекте, усваиваемую средой. Соответствующие стрелки содержат знак минус, поскольку эти информации отрицают, уменьшают собственные (исходные) информации М 1 и М 2.

Разумеется, отдельное от J 21 и J 12 рассмотрение М 1 и М 2 допустимо лишь в рамках условной аналитической схемы расчленения единого и познания противоречивых частей его, ибо в действительности, как отмечалось, М 1 не существует без отрицающей его информации J21 о среде, а М не существует без отрицающей его информации J12 об объекте.

В результате синтеза этих противоположностей возникают информации J 1 об объекте и J 2 о среде, которые непосредственно воспринимаются ими. Впрочем, процесс фиксации средой информации J 1 об объекте и процесс фиксации объектом информации J 2 о среде связаны с количественными изменениями, приводящими к тому, что фактически фиксируются не J 1 и J 2, а J 12 и, соответственно, J 21. Операторы этих изменений, изображенные на схеме как R12 и R21, характеризуют условия отражения.

Итак, наш объект содержит тождественную вещи в себе и для себя информацию М 1 и отрицающую М 1 информацию J 21 об окружающей среде, которая на первый взгляд представляет собой нечто иное по отношению к М 1, но фактически содержит в себе момент М 1, поскольку среда сама содержит в себе отражение объекта в форме J 12, отрицающей М 2. Таким образом, J 21 по отношению к М 1 является не только простым отрицанием средой, но и снятым отрицанием, отрицанием отрицания объектом самим себя, что соответствует самоотражению объекта через среду. Вместе они, т.е. вещь в себе и для себя, ее отрицание средой (иное) и отрицание отрицания (самоотражение через среду, свое иное) образуют соответствующую вещи для нас информацию J 1. Эта последняя отнюдь не есть простое тождество вещи в себе М 1, но содержит ее в себе как момент. Поэтому В.И. Ленин в «Материализме и эмпириокритицизме», полемизируя с представителями агностицизма, имел все основания настаивать на принципиальной тождественности вещи в себе и вещи для нас в гносеологическом плане, т.е. в том смысле, что информация, которую мы можем получить, содержит всю информацию о вещи в себе.

Однако, это положение не следует абсолютизировать, ибо за рамками гносеологии, в диалектике и онтологии, в информации об объекте содержится еще информация о среде и самоотражении, что в известной мере нарушает ее (информации) тождественность вещи в себе и для себя, т.е. без влияния среды и самоотражения.

Таким образом, вещь для нас J1 всегда конкретна, т.е. несет все черты индивидуальности объекта, сложившиеся в конкретных условиях взаимодействия со средой и через нее с самой собой, а тем самым несет индивидуальную историю вещи. Напротив, вещь в себе М 1 есть очищенная от случайных наслоений, а потому общая для однородных объектов, их сущность, которая несет в себе их общую историю, т.е. историческую закономерность.

Согласно рассматриваемой схеме, среда в себе М 2, если она не включает в себя объекты, идентичные М 1, способна только к отрицанию М 1, т.е.

к разрушению информации вещи в себе, что соответствует и реализует всеобщую тенденцию к росту хаоса, энтропии как мировой закономерности. Эта тенденция в конкретных условиях тем сильнее, чем больше характеризуемая R21 способность объекта к отражению свойств среды (в живой природе R21 характеризует изменчивость), но в любом случае раньше или позже она привела бы к его разрушению, если бы не было самостабилизации объекта через отражение в среде.

Действительно, объект отражается в среде тем больше, чем больше характеризуемая R12 способность среды к отражению свойств объекта (в живой природе R12 характеризует наследственность), причем он отрицает среду, разрушает ее сущность, внедряя в нее свои собственные свойства.

Затем эти свойства вместе со свойствами среды вновь отражаются объектом, но, будучи его собственными свойствами, они не разрушают объект, а напротив, способствуют его самоутверждению вопреки разрушительному влиянию среды. Эта противоположная росту энтропии тенденция к самостабилизации также присуща всей материи и также является мировой закономерностью. Преобладание той или иной из противоположных тенденций зависит только от соотношения отражательных способностей R12 среды и R21 объекта. В частности, если R21 = 0, т.е. если объект вообще не отражал бы среду, то J 1 = М 1. В этом случае между вещью в себе и вещью для нас вообще не было бы никакой разницы, а сам объект вечно сохранял бы свои свойства, т.е. стал бы метафизическим объектом, не подверженным какой бы то ни было эволюции. Напротив, если R12 = 0, т.е. если бы среда не отражала объект, то J 2 = М 2. В этом случае господствовали бы только энтропийные тенденции, которые неизбежно привели бы к всеобщему хаосу, в котором вообще были бы неразличимы какие бы то ни было свойства. Однако, эти крайние случаи не имеют места в природе, благодаря чему только и возможно существование вечно развивающейся материи с бесконечным многообразием свойств. Тем не менее, где и когда R12 R21 < 1, эволюционные процессы постепенно замирают, и дело идет к застою. Но если R12 R21 > 1, то там и тогда эволюционные процессы приобретают непрерывно нарастающий характер с все большим обособлением и противопоставлением свойств объекта свойствам среды, что соответствует непрерывному росту доли М 1 в J 1 либо за счет роста самого объекта, либо за счет его тиражирования (размножения). При этом как рост, так и размножение являются результатом активного отражения средой свойств объекта, либо результатом активного отражения объектом своего отражения в среде, подобно тому, как это происходит в выпуклом зеркале, когда изображение больше оригинала и, следовательно, для нашего глаза более информативно, нежели оригинал.

Точно так же опущенный в насыщенный раствор кристалл соли становится центром кристаллизации и интенсивно растет за счет среды, для которой он служит источником информации и которая возвращает ему эту информацию в виде подобных ему образований.

Возникает, правда, вопрос – откуда же взялся и как образовался первоисточник информации, который послужил центром кристаллизации (затравкой), поскольку, если следовать структурной схеме, развитие возможно только когда есть исходная вещь в себе М 1 ? Конечно, материя как таковая, всегда была, есть и будет, так что исходный материал для эволюции всегда под рукой, однако речь идет о конкретном свойстве того или иного объекта, например, о свойстве живого, которое, если отбросить гипотезу о внеземном происхождении жизни, когда-то возникло на пустом месте, т.е.

из неживого. Ответ на этот вопрос требует обращения к системноструктурным представлениям, к диалектике части и целого, к закону перехода количественных изменений в качественные в процессе движения материи, о чем пойдет речь в следующей главе.

Дело в том, что по мере роста М 1 его потомки в широком смысле слова (т.е. независимо от того, ведут ли новообразования относительно независимое существование подобно живым организмам, или они жестко связаны с родоначальником и друг с другом в одно целое подобно кристаллам) образуют систему связанных объектов, которая не есть простая сумма своих частей, поскольку присущие ей связи актуально не свойственны ни одной из частей в отдельности.

Поэтому информация, содержащаяся в связях между частями, представляет собой качественно новое явление по сравнению с информацией в частях.

Действительно, если, например, исходный объект представляет собой некое плоское образование произвольных очертаний, то его «потомки», являясь плоскими образованиями, не обязаны между тем располагаться в той же плоскости, а могут быть, расположены под разными углами к своему родоначальнику и друг к другу. Это значит, что, примыкая, друг к другу краями, они не только образуют объемную фигуру вместо исходной плоской, но что особенно важно, могут образовывать замкнутую поверхность, подобно тому, как четыре треугольника образуют тетраэдр, внутри которого окажется среда, более или менее изолированная от внешних влияний и родственная системе как целому, вроде лимфатической или кровеносной системы животных или протоплазмы в клетке.

В момент замыкания поверхности скачкообразно возникает новое качество системы – наличие в ней автономной среды, чего начисто лишены как родоначальник, так и его потомки, рассматриваемые по отдельности. С этого момента мы имеем уже совершенно иную вещь в себе, которая тем не менее подобно своему прародителю включается в информационный кругооборот отражения и самоотражения своих качественно новых свойств по прежней схеме, но по новому витку диалектической спирали.

Понятно, что при большом числе потомков они могут образовать великое множество как разомкнутых, так и замкнутых объектов, часть которых устойчива (жизнеспособна), а часть неустойчива (нежизнеспособна) в зависимости от соотношения R21 и R12.

Но в любом случае в момент смыкания потомков возникает полифуркация, т.е. множественность возможных путей эволюционного развития новообразований.

Впрочем, даже если выполняются условия безграничного размножения, этот процесс не может продолжаться бесконечно, поскольку «потомки» становятся постепенно ближайшей средой для своего родоначальника и друг для друга, что соответствует, фактически, постепенному превращению М 2 в КМ 1, где К – число потомков.

Согласно структурной схеме, по мере роста К процесс простого отрицания этой новой средой своего родоначальника по цепи КМ 1 R21 М все более преобладает над процессом отрицания отрицания (самоутверждение родоначальника через среду) по контуру М 1 R12 R21 М 1, пока вовсе не прекратится процесс роста (размножения) М 1. При этом если прежняя среда пассивно отрицала М 1, воздействуя на его информацию случайным образом в основном через диссиптацию, то новая родственная М 1 среда направленно отрицает именно те свойства, которые составляли суть родоначальника и которые он передал среде.

Так, поскольку родоначальник передает потомкам способ своего существования, то по мере роста «популяции» в живой природе раньше или позже возникает бескормица или дефицит укромных мест для выведения потомства, а в неживой природе исчерпывается строительный материал подобно тому как по мере роста кристаллов насыщенный раствор становится ненасыщенным.

Вышеизложенное относится только к диалектике пространства, хотя все эти процессы протекают и во времени.

Обратимся теперь к диалектике отражения. Забегая вперед, отметим, что в основе диалектики лежит отрицание и двойное отрицание (отрицание отрицания). Отрицание проявляет себя двояко: как внешнее отрицание, т.е.

отрицание А посредством «не А» и как самоотрицание, т.е. отрицание А изменениями, происходящими с самим А. Внешнее отрицание есть вместе с тем отрицание в пространстве, ибо А и «не А» всегда разобщены территориально, что помимо прочего и позволяет судить о них, как о разных вещах; самоотрицание же есть всегда отрицание во времени, отрицание будущим А его же настоящего и настоящим А его же прошлого, происходящее в каждой точке пространства, занятого А. Как внешнее отрицание, так и самоотрицание есть следствие соответственно взаимоотражения А и «не А» и самоотражения А. С учетом диалектики отражения и самоотражения мы и рассмотрим процесс становления чувственной информации, воспользовавшись для наглядности структурно-символической схемой, приведенной на рис. 3. На этой схеме стрелки рующие способность органов чувств к ний, происходящих с информацией.

Символ S ради сокращения записи обозначает диалектический оператор d/dt в котором d соответствует процессу отрицания, выраженному в естественном языке словом «не». Например, dA есть почти то же самое, что и «не А». Весь же оператор d/dt содержит в знаменателе еще указание на то, что отрицание происходит во времени, т.е. речь идет о самоотражении, которое противопоставляет А в момент времени t ему же самому, но в иной момент, т. е. в «не t», или dt.

Однако между d и «не» все же есть различие, ибо «не» означает полное отрицание, а d – частичное.

Итак, материя-источник информации М воздействует на материюприемник и с учетом реальной информационной проницаемости Rk среды должна была бы отразиться им согласно (2) как J = Rk J 0, чему однако препятствуют процессы самоотражения приемника. Действительно, по мере отражения будут возникать приращения J информации, которые являются новообразованиями, чуждыми предшествующей информации и отрицающими ее, поскольку эти приращения являются «не А» по отношению к принятой за А информации в предшествующий промежуток времени. Это обстоятельство на структурной схеме символизируют 1 J и 2 J, которые вычитаются из потенциальной информации J 0 (знак указан в скобках), хотя и порождаются ею же. При этом приращение 1 J представляет приращение информации за характерный промежуток времени t, так что накопление не J за время дает 1 J, т.е. 1 J = dJ / dt.

Вместе с тем, поскольку отражение и отрицание идут в общем случае с непостоянным темпом, то 1 J само подвержено приращениям 2 J от одного промежутка времени к другому, а эти приращения являются «не А» по отношению к 1 J и отрицают их. В результате 2 J представляет приращение 1 J за характерный промежуток времени, так что накопление «не 1 J » за время дает 2 J, т.е. 2 J = d1 J / dt. Поскольку же 1 J само является «не А» по отношению к J, то 2 J является уже «не не А», т.е.

отрицанием отрицания J 2, что символизирует d (dJ dt ) / dt = d 2 J / dt 2, так Пользуясь терминологией теории автоматического управления, можно сказать, что процесс самоотражения образует два контура отрицательной обратной связи: один – по скорости (обозначен цифрой 1), другой по ускорению процесса (обозначен цифрой 2), которые замедляют процесс отражения, уменьшая в каждый момент времени актуальную информацию J по сравнению с потенциальной информацией J 0, так что В результате с учетом J 0 = М имеем Это замечательное соотношение гносеологически символизирует процесс становления информации как совокупности внешнего отражения материи (первое слагаемое) и самоотражения (второе и третье слагаемые), причем последние символизируют соответственно отрицание и отрицание отрицания информации. Применительно к человеческому отражению материи, где в роли материи-приемника выступают органы чувств, диалектико-логическое соотношение (6) символизирует синтез знания как единство противоположностей, тезиса J / Rk и антитезиса dJ / dt, опосредованных переходным членом Ld 2 J / dt 2, причем RK характеризует чувствительность органов чувств, – скорость реакции, а L – догматичность сознания.

Так, например, качество студента согласно (6) слагается из той информации J, которой он в данный момент владеет (первое слагаемое), из скорости dJ / dt усвоения им новой информации (второе слагаемое) и способности переключаться d 2 J / dt 2 на другой вид деятельности (третье слагаемое).

Наконец, математически это дифференциальное уравнение второго порядка, связывающее информацию и материю и позволяющее оперировать количествами того и другого. Последнее стало возможным, поскольку описав вначале чисто символически посредством структурной схемы процессы отражения, мы указали способ измерения в каждых конкретных условиях скрывающихся за символом M и J материи и информации.

Тем не менее (6) может использоваться и для чисто качественного, содержательного описания диалектики отражения, поскольку в соответствии с вышеизложенным эта символика может интерпретироваться и в естественном языке; материя в каждый момент t отражения выступает как совокупность потенциально усвоенной информации ( J / Rk ), ее накопившегося за отрицания dJ при отрицании dt постоянства времени и накопившегося за L отрицания отрицания при тех же условиях.

В этом изречении материя вполне может быть заменена потенциальной информацией J0, или, что то же самое, абсолютной истиной, имея в виду, что актуальная информация J является относительной истиной. Однако это качественное описание не позволяет исследовать всякого рода тонкие эффекты, нюансы, доступные лишь строгому количественному анализу.

Так, решение (6) как математического уравнения позволяет исследовать характер процесса становления знания в зависимости от соотношения параметров Rk, и L приемника.

max = ( LRk ) при условии, что = 0.

С другой стороны, эта точность описания может оказаться иллюзией, если мы заранее не изучим влияние информации J и ее производных на параметры органов чувств, поскольку согласно диалектическому закону перехода количественных изменений в качественные следствием такого влияния может быть качественное изменение систем отражения, не поддающееся линейному описанию (6) ввиду непостоянства параметров Rk, и L. Тщательное изучение приемника позволяет задать эти параметры как функции информации и ее производных, что превратит (6) в нелинейное уравнение, однако в этом случае его решения уже не будут сводиться к изображенным на рис. 4 кривым, да и сами решения не всегда могут быть получены аналитически. Таким образом, наиболее эффективен при изучении процессов отражения синтез диалектики и математики, при котором всегда справедливая качественная трактовка (6), обладающая достоинством всеобщности, сопровождается количественным уточнением нюансов посредством математического решения (6) для конкретных, особенных условий отражения.

Соединяя воедино пространственную и временную диалектики, получим картину взаимоотрицания и взаимоперехода друг в друга материального объекта и окружающей его среды (рис. 2) в форме системы суждений Эта система при R12 R21 > 1 структурно неустойчива и безудержно эволюционирует в ту или другую сторону. Зато при R12 R21 < 1 она достигает устойчивых состояний J 1 = ( M 1 R21 M 2 ) /(1 R12 R21 ) и J 2 = ( M 2 R12 M 1 ) /(1 R12 R21 ), которые наглядно свидетельствуют о переходе свойств среды к объекту и наоборот.

При этом, только если R12 M 1 = M 2, то J 2 = 0 и J 1 = M 1, т. е. среда совсем не влияет на объект. А если R21 M 2 = M 1, то J 1 = 0 и J 2 = M 2, т.е. объект не влияет на среду.

Вышеизложенное уточняет сделанное ранее замечание о возможности локального преодоления энтропических тенденций вопреки второму началу термодинамики. Это преодоление всегда имеет место при достаточно высоких отражательных способностях как среды, так и выделенного объекта, т. е. при R12 R21 > 1.

Теперь уже, пожалуй, можно рискнуть процитировать высказывание Гегеля на сей счет из его "Науки логики": «Вещь в себе есть соотносящееся с собой существенное существование; она лишь постольку тождество с собой, поскольку в ней содержатся отрицательность рефлексии в самое себя; то, что являло себя как внешнее ей существование, есть поэтому момент в ней самой. Поэтому она есть также отталкивающая себя от себя вещь в себе, которая, стало быть, относится к себе как к чему-то иному».

Тогда весь предыдущий текст выступает как формализованная иллюстрация этой вербальной диалектики Гегеля.

Однако как же все это соотносится с формальной классической (математической) логикой?

Дело в том, что диалектика рассматривает реальные объекты, которые, во-первых, всегда находятся во взаимодействии со своим окружением (средой) и потому несут на себе отпечаток (черты) среды и, во-вторых, они изменяются во времени (растут или деградируют) под воздействием той же среды.

Вследствие этого два изначально идентичные объекта (близнецы) перестают быть идентичными (если только не соблюсти абсолютную идентичность условий их развития, что практически невозможно).

Вместе с тем, изначально тождественные объекты, сохраняя известное сходство, как бы размываются, размазываются в пространстве и во времени и становятся размытыми объектами (слова, понятия), лишь приближенно тождественными в рамках разрешающей способности A измеряющего их прибора.

Что же касается догматической математической логики, то она имеет дело лишь с неизменными во всех отношениях объектами (числами) A, которые будучи изначально идентичны (два одинаковых числа) сохраняют свою идентичность при всех обстоятельствах.

Понятно, что математическая логика является частным предельным случаем диалектики, когда объекты последней вдруг перестали изменяться в пространстве и во времени (застыли).

Поэтому в принципе, законы математической логики применимы и к размытым объектам диалектики, но лишь приближенно.

К примеру, классический закон тождества, трактующий о тождественном равенстве всех А между собой А А, в диалектике может быть записан в форме А А, где A размыты в пределах A.

Это относится и ко всем остальным законам, вследствие чего, например, (6) с позиций математики следует рассматривать как приближенное соотношение, однако в диалектике это равенство, но между размытыми объектами (синонимами).

Так, с точки зрения догматической логики среди людей есть только мужчины А и женщины А, рассматриваемые как абсолютные противоположности, где третьего не дано. В то время как диалектика, учитывающая, во-первых, размытость понятий «мужчина» и «женщина» и, во-вторых, наличие «переходного члена» между противоположностями, рассматривает в этом качестве всякого рода гермафродитов, транссексуалов и сексуальных извращенцев, несущих на себе в той или иной степени черты обеих противоположностей.

1.3. Информация о движении материи Вернемся теперь к соотношению информаций «для нас» и «в себе» на примере движущихся объектов.

С этой целью рассмотрим попытку измерить длину и скорость стержня, пролетающего мимо нас со скоростью v0 вдоль линейки, которой мы располагаем. Положим также, что мы располагаем и секундомером и что до начала эксперимента длина упомянутого стержня в неподвижном состоянии составляла l 0.

Всем понятно, что когда в процессе эксперимента начало движущегося стержня поравняется с началом шкалы неподвижной линейки, то находящийся в том же начале шкалы экспериментатор увидит другой конец стержня не напротив деления l0 линейки, а напротив того деления l1 > l 0, изображение которого принес световой луч со скоростью с в тот момент, когда начало стержня поравнялось с началом шкалы линейки, т.е. с запозданием на l1 / с.

Однако за это время дальний конец стержня как раз пролетит путь от l1 до l 0, так что l1 l 0 = v0 l1 / с, откуда Когда же конец стержня поравняется с началом шкалы линейки, то экспериментатор по той же причине увидит начало его не напротив | l0 |, а напротив | l 2 | < | l0 |, т. е.

Если экспериментатор зафиксировал промежуток t 0 времени прохождения стержня мимо начала шкалы линейки от начала до конца, то разделив на t 0 (7а) и (7б), он получит Таким образом, экспериментатор должен констатировать, что приближающийся стержень выглядит длиннее и быстрее, нежели удаляющийся стержень той же длины.

Точно также при попытке измерить длину неподвижного стержня посредством движущейся линейки экспериментатор при приближении к стержню получит (7б) и (8б), а при удалении от него (7а) и (8а).

Теперь представим, что в процессе измерений движутся оба, т.е. как стержень со скоростью v01, так и экспериментатор навстречу ему со скоростью v02 относительно неподвижной линейки.

В тот момент, когда начало стержня с одной стороны и движущийся с другой стороны вместе со своей линейкой экспериментатор поравняются с началом шкалы неподвижной линейки, экспериментатор на неподвижной линейке, конечно, увидит уже знакомую картину (7а). Однако на своей движущейся линейке он увидит l '1 = l1 /(1 v02 / с), т. е.

поскольку для него отрезок l1 неподвижной линейки как бы движется навстречу ему, неподвижному, со скоростью v02.

Точно также, если в тех же условиях экспериментатор будет наблюдать за уже пролетевшим началом стержня, когда его конец поравняется с началом шкалы неподвижной линейки и экспериментатором, то тот увидит Если же стержень и экспериментатор движутся вдоль неподвижной линейки в одном направлении, хотя и с разными скоростями v01 и v02, то для приближения и удаления стержня получится Столкнувшись с такой анизотропией измерений спереди и сзади от себя, которая явно вызвана запаздыванием информации, ибо, будь с =, все эти эффекты исчезли бы, наблюдатель должен выработать некоторую гипотезу относительно свойств симметрии, характерной для физической природы используемых им измерительных приборов.

Так, для электромагнитной и, в частности, оптической природы явлений естественно предположить гармоническую симметрию наблюдаемой анизотропии измерений, поскольку именно гармоническое среднее l1 и l из (7а) и (7б) позволяет получить l 0 без всяких искажений. Действительно где среднее гармоническое l гарм есть, как известно, обратная величина среднего арифметического (в данном случае – полусуммы) обратных усредняемым величин:

т.е. (10а).

Аналогично для скорости из (8а) и (8б) Тогда среднее гармоническое для анизотропии измерений при обоюдном встречном движении (9а) и (9б) даст для длин а для скоростей где, если t0 – время прохождения стержня мимо экспериментатора при их обоюдном встречном движении.

Понятно, что с точки зрения (2) соотношения (7) – (11) описывают Rk в форме l/l0, v/v0.

Обратим внимание на два фундаментальных обстоятельства. Вопервых, (11б) полностью совпадает со знаменитой формулой сложения скоростей по Эйнштейну, однако если у него она есть следствие трансцендентальной зауми с сокращением длин, замедлением времени и с прочей чепухой, то здесь она прозрачно вытекает из закономерных ошибок измерений вследствие запаздывания информации, а также из способа гармонического усреднения анизотропии этих измерений.

Поэтому когда при равенстве одной из скоростей v01 или v02 скорости с света из (11б) следует v гарм. = с, то это постоянство скорости света как для неподвижного, так и для движущегося наблюдателя означает не более чем кажущееся экспериментатору явление, связанное как с выбором типа измерительных приборов, так и со способом обработки результатов.

Во-вторых, поскольку (11б) связано с гармоническим усреднением анизотропии измерений скоростей, то эта формула, а следовательно, и формула Эйнштейна не является универсальной, поскольку при ином способе усреднения получаются другие результаты.

В частности при геометрическом усреднении анизотропии скорости, соответствующей (9в), получается откуда для v1 = c или v 2 = c выходит v геом =.

Вообще-то эти результаты вытекают из формулировки принципа относительности Галилея, согласно которому абсолютное движение не может быть обнаружено никакими измерениями. В том числе, конечно, и измерениями скорости света движущимся наблюдателем. А мы здесь указали лишь технологию получения кажущегося постоянства скорости света в любых системах отсчета.

И хотя из этого следует, что информация для нас о движении может отличаться от информации в себе, неуспех заведомо обреченных на неудачу многочисленных попыток обойти принцип относительности в оптических экспериментах, включая наиболее известные опыты МайкельсонаМорли, почему-то дал повод А._Эйнштейну утвердить принцип постоянства скорости света как информацию в себе, т.е. как абсолютную истину, и тем на столетие поставить физику с ног на голову. И все это вместо выяснения причин этой кажимости, выступающей всего лишь в роли информации «для нас».

Не вдаваясь в детали, отметим, что если движение происходит вдоль оси x декартовой системы координат, то плоскость yz кажется наблюдателю конусной поверхностью, а декартова система кажется косоугольной, поскольку когда начало координат совместится с наблюдателем, края плоскости из-за запаздывания информации покажутся ему отстающими.

Соответственно поперечные размеры h движущегося тела получают кажущиеся перпендикулярные приращения, так что в символической форме h = h0 ± jvh / c, т.е.

В результате передний плоский торец приближающегося тела кажется неподвижному наблюдателю заостренным, а задний торец – вдавленным во внутрь.

При этом время преодоления световым лучом поперечного габарита тела изменяется до = h / c, вместо 0 = h0 / c так что для осей y и z оно кажется с учетом (12) Займемся теперь временными эффектами, связанными с движением на оси x.

Истинное время преодоления световым лучом неподвижного отрезка l 0 составляет 0 = l 0 / с. Но если отрезок приближается к наблюдателю, то фактически свет преодолевает больший путь l за время = l / с. Учитывая соотношение l и l 0 в (11), отсюда следует, что на оси x для приближения и удаления, а в среднем (гармоническом) = 0, т.е. в таком усреднении отрезки времени отражаются адекватно. Следует однако отметить, что если человек способен пользоваться всем спектром усреднений (4) в зависимости от обстоятельств, то природа знает лишь два усреднения: гармоническое и геометрическое.

Первое характерно для всех оптических и вообще электромагнитных явлений, а второе характерно для гравитации и механики.

Поэтому в гравитации средняя скорость воспринимается неадекватно в форме а среднее время Таким образом, в гравитации информация для нас отличается от информации в себе даже в среднем, что окончательно сбило с толку теорию относительности.

Кроме того, течение времени по оси координат, вдоль которой осуществляется движение, кажется наблюдателю согласно (13) и (14) отличным от течения времени по другим координатам.

Вообще с информационной точки зрения расстояние в себе между объектами (например, между концами стержня) это количество принятых за эталон делений шкалы, помещающихся между объектами (вне зависимости от их движения), при условии мгновенного получения информации наблюдателем.

Точно также промежуток времени в себе между событиями это количество принятых за эталон периодов соответствующего периодического процесса, происходящих между событиями (вне зависимости от движения наблюдателя), при условии мгновенного получения им информации.

В реальности же искажения информации для нас неизбежно связаны с естественным ее запаздыванием ввиду конечности скорости ее носителей (например, света).

Характер этих искажений мы и пытались продемонстрировать на недвусмысленном чисто экспериментальном материале, не строя никаких гипотез и не выдвигая сомнительных постулатов.

Между тем, на стыке XIX и XX веков Лоренц в объяснение знаменитых оптических экспериментов Майкельсона-Морли и в обоснование своей теории деформации движущегося электрона выдвинул гипотезу о реальном сокращении длин движущихся объектов, которая вскорости была экспериментально опровергнута путем высокоточных измерений деформаций (натяжений), неизбежно возникающих при сокращении длин.

Вынужденный признать отсутствие натяжений, но желая сохранить свою теорию, Лоренц выдвинул еще одну гипотезу о соответствующем компенсирующем возрастании массы движущегося тела, которое исключало измеримые натяжения при сокращении длин.

Этот нехитрый чисто математический прием, не имевший никаких экспериментальных оснований, позволил сохранить в качестве технического приема преобразования Лоренца, которые вскоре были заимствованы Эйнштейном в его теории относительности, но уже в качестве ее фундаментальной основы.

Поэтому, когда некоторые современные релятивисты заявляют о готовности отказаться от реального изменения массы движущегося тела, то они либо лукавят, либо не понимают, что тем самым низвергают теорию относительности, сталкивая ее с давно забытым недвусмысленным экспериментальным опровержением ее основ.

Человек (наделенный от лукавого познавательным импульсом), располагая информацией для нас, обязан решать вопрос о путях восстановления по ней информации в себе, совершенно в духе трансцендентальной апперцепции Иммануила Канта, а не капитулировать перед трудностями познания.

Простодушная же природа не делает различий между этими понятиями, воспринимая информацию для нас как истину в последней инстанции и постоянно пребывая в этом заблуждении, что нисколько не оправдывает ее исследователей, демонизирующих это естественное явление.

Поэтому в прошлом веке имела хождение шутливая сентенция: «Был мир земной кромешной тьмой окутан. "Да будет свет!" – и вот явился Ньютон. Но сатана не долго ждал реванша: Пришел Эйнштейн и стало все как раньше».

В заключение обратим внимание на два важнейших для дальнейшего обстоятельства. Во-первых, из кажущейся анизотропии скорости (8а) и (8б) следует, что, наблюдая равномерное движение, неподвижный наблюдатель должен воспринимать его как замедляющееся ввиду v1 > v 2, что с его точки зрения превращает движущуюся систему не только в косоугольную, но и в неинерциальную.

Во-вторых, ввиду эквивалентности ускорения и напряженности гравитационного поля, наблюдатель констатирует кажущуюся гравитацию, порожденную движением системы.

При этом кажущееся ускорение составит где t 0 – время прохождения стержня мимо наблюдателя, v1 = v0 + at0 / 2, а среднее гармоническое где второе слагаемое в знаменателе, как будет показано в гл.3, порождает из электрического поля гравитационное.

Кроме того, хотя это слагаемое получено путем гармонического усреднения анизотропии длины, оно представляет, по сути, квадрат геометрического усреднения (15) анизотропии скорости, характерного для гравитации.

Глава 2. ИНФОРМАЦИОННОЕ ПОЛЕ 2.1. Несостоятельность концепции поля как субстанции В эпоху Ньютона и позже принято было считать, что все тела взаимодействуют друг с другом на расстоянии и не нуждаются в специальном посреднике для этого. Такого рода взаимодействие через пустоту, именуемое в физике принципом дальнодействия, оставляло открытым вопрос о том, как осуществляется взаимодействие тел, и, неизбежно, вызывало неудовлетворенность думающих естествоиспытателей. Поэтому Фарадей а, затем, и Максвелл, постулировали существование некоторой всепроникающей и всезаполняющей материальной среды – светоносного эфира, который стал выполнять у них функцию передачи взаимодействия от одного объекта к другому.