Информация и Материя
Вполне очевидно, например, что масса (соответственно – релятивистская энергия) и информация во многом эквивалентны, поэтому не возникает принципиальных противоречий при рассмотрении физических законов с "информационной точки зрения". Такой подход позволяет получить непротиворечивые следствия в приложении к самым различным проблемам, например – к проблеме образования Вселенной; при этом данный подход не требует априорных (недоказуемых) предположений / постулатов поскольку основывается на самосогласованном утверждении, что информация неуничтожима.
Основные утверждения и следствия
(1) Определение 1. (common sense). Информация есть совокупность объективных данных, которые характеризуют объект и его связи с другими объектами, включая собственно информацию. Информация есть неотъемлемый атрибут любого объекта.
Таким образом, любой объект всегда одновременно является
субъектом информации.
(2) Основное утверждение. Истинная информация не может быть полностью уничтожена – утверждение "информация полностью уничтожена" ложно, т.к. само по себе является информацией. Более того, поскольку информация об уничтожении какой либо информации содержит эту информацию, то также истинно утверждение "никакая информация не может быть уничтожена".
(3) Следствие 1. Из (2) следует, что проблема носителя информации не принципиальна, – если есть информация, носитель всегда найдется. И – обязательна ли вообще необходимость в носителе?
(4) Утверждение. В Материальном Мире вся информация истинна.
(Ложную информацию могут создавать только живые объекты. Отсюда, кстати, следует определение "Живого": Живое есть такая степень развития субъекта информации, когда субъект приобретает способность производить ложную информацию).
Некоторые следствия для Материального Мира
Из приведенных выше положений следует:
1. Из (2); (3) следует логически непротиворечивое предположение, что до возникновения Материального Мира (Миров) и в отсутствие Времени, Пространства и Материи существовал первичный информационный объект – "Первичный Бит". В Первичном Бите (ПБ) содержалась вся истинная информация о (любом) Внешнем по отношению к ПБ, в т.ч. нашем Материальном Мире на всех этапах его развития, а именно утверждение "НЕ СУЩЕСТВУЕТ НИЧЕГО". Это утверждение содержало информацию о всем – о прошлом (на данное время, 2006 г.), настоящем и будущем любого объекта (в т.ч.) нашей Вселенной. Информация была в неявном виде в форме "нет того-то", возможно – "нет Пространства" , "нет Времени". Включая информацию "нет текста "Информация и Материя" вместе со всей информацией, содержащейся в данном тексте и связанной с текстом.
2. Чтобы оценить мощность утверждения (множества утверждений) "НЕ СУЩЕСТВУЕТ НИЧЕГО" можно рассматривать его как логический эквивалент нуля. Известно, что нуль не является цифрой в обычном смысле и при делении на нуль невозможно получение никакого осмысленного результата. Аналогично не существует корректной оценки количества информации в данном утверждении.
3. Промежуточным состоянием между истинной и ложной информацией является Хаос. В результате действия Хаоса в ПБ возникла флуктуация, приведшая к появлению логически упорядоченного субъекта информации - Материального Мира.
4. Под влиянием Хаоса и внутренних законов развития Материальный Мир изменяется. Поскольку Материальный Мир, как субъект информации, конечен и поскольку информация неуничтожима, каждый следующий "информационный кадр" не может затереть предыдущий. Последовательность "кадров" проявляется для наблюдателя как Пространство-Время.
5. Хаос, если действуют законы логики (а они действуют в Материальном Мире), есть необходимое условие развития любой системы, если система содержит более одного объекта. Например, еще 2.5 тыс. лет назад было показано, что если: (i) – действуют законы логики; (ii) – время и пространство непрерывны; и (iii) - координаты точки можно определить с любой точностью, – то относительное движение невозможно – Ахилл никогда не перегонит черепаху. Такое возможно только если начиная с какого-то момента временные и (или) пространственные координаты становятся неопределенными и В. Гейзенберг лишь нашел количественную оценку этой неопределенности. Очевидно, то же относится к любому "непрерывному" параметру, если этот параметр может независимо изменяться для разных объектов и число объектов в системе более одного.
6. Поскольку Материальный мир образовался из информации, «common sense» определение 1 информации должно быть скорректировано: "Информация есть совокупность объективных данных, которые характеризуют объект и его связи с другими объектами, включая собственно информацию. Информация есть сущность любого объекта".
Так что Н. Винер был прав, когда писал: "Информация – это информация, а не материя или энергия" - все как раз наоборот – материя и энергия есть информация.
В обоснование такого утверждения можно привести много свидетельств. Утверждение о поразительной адекватности математики при описании Материального Мира стало уже общим местом. Практически очевидно, что для любой химической реакции суммы масс реагентов и продуктов и сумма соответствующей информации эквивалентны, то же верно и для любой ядерной реакции, если релятивистское соотношение масса/ энергия принимается во внимание. В микромире поведение частиц фундаментально стохастично, но некоторые характеристики, такие как заряд, спин, другие физические константы, являются фундаментальными константами. Более того, одним из принципиальных постулатов квантовой механики является абсолютная тождественность элементарных частиц данного типа во всей Вселенной. Нет никаких объективных / логических причин для обоснования данного постулата (за исключением "экспериментального подтверждения"), в то время как идентичность внутренне присуща истинной информации.
7. Поскольку информация в Материальном Мире непрерывно изменяется (для любой координатной системы – по крайней мере во времени), информация в Мире существует большей частью в виде "токов информации", I[Bit/s].
Обсуждение
Приведенные выше положения и следствия являются, конечно, феноменологическими и основаны практически только на логике. Однако это не следует считать слишком серьезным недостатком – приведенный выше пример, относящийся к апории Зенона об Ахилле и черепахе, показывает, что логическое рассмотрение является весьма эффективным инструментом – не зная ничего об электронной структуре атома и корпускулярно-волновом дуализме материи, Зенон фактически предсказал один из важнейших результатов квантовой механики.
Соответственно весьма вероятно, что и приведенное выше рассмотрение адекватно существующей "объективной реальности". Помимо прочего, данный подход в определенной степени решает и философскую проблему первичности материи/ сознания. Истина, как всегда лежит посредине – в начале был один бит информации: ["нет ничего" (состояние "0") /"что-то есть" (состояние "1") ] в состоянии "0",содержащий в этом состоянии бесконечное количество (однако в неявном виде и потому весьма вероятно неструктуированной) информации.
Проблема начала данного Материального Мира также становится более ясной (по крайней мере, более обоснованной) в сравнении, например, с “Big Bang” гипотезой.
В развитие вышесказанного Материальный Мир может быть представлен как некий компьютер (весьма грубая модель!) в котором Пространство является неким подобием HDD. Эволюция Мира есть непрерывная "обработка данных" по заданным алгоритмам. Каковы эти алгоритмы? – это есть предмет дальнейших исследований, однако весьма вероятно, что они должны проводиться не только физиками и философами, участие кибернетиков также будет очень полезным.
Miscellanies
(1) Что такое [bit/s]?
Информация в Мире существует в пассивном и активном состояниях.
Пусть есть некоторая программа:
- Listing:
________________
k=1
x0=0.0
x=x0
Xd=0.1
1 If(k.Gt.0) X=x+xd
If(abs(x).gt.10)xd =-xd
Go to 1
Stop
End
________________
Если после компиляции "кликнуть" на соответствующий exe-file, в компьютере появится некая "частица",
которая будет перемещаться по оси X от –10 до +10 пока ПК не будет выключен. Чтобы реализовать “движение” необходим ток информации, I, [bit/s], который зависит от быстродействия ПК, разрядности регистров арифметического устройства и т.д. В данном примере listing – это пассивная информация, тогда как исполняющийся exe-file является активной информацией. Очевидно, что меняя x0 (что может делаться также по некоторой программе) можно создать сколько угодно “частиц” – вплоть до Вселенной.
Известно, что в нашем Мире содержится 10**80 –10**85 атомов (эквивалент 10**90 MeV), в то время как атомы (и все остальное в Мире) состоят из пары десятков фундаментальных частиц (кварков, лептонов, фотонов). Таким образом чтобы создать Мир необходимо:
- при “Big Bang” – 10**90 MeV;
- с использованием информации – 10**5 – 10**6 MeV.
Отсюда следует, что для образования Материального Мира с использованием информации требуется на 70-80 порядков величины меньшая энергия в сравнении с “Big Bang” вариантом. Такая экономия энергозатрат, даже на столь важное мероприятие, как создание Вселенной, представляется весьма привлекательной для любого физика.
Можно отметить, также, что наблюдаемое расширение Вселенной может происходить не только в результате Bang, вполне аналогичным образом распространяется колония бактерий в субстрате.
(2) Весьма разумно предположить, что реальные частицы являются циклическими программами. Соответственно функции этих программ, отвечающие за взаимодействия с Внешним, также будут циклическими. Очевидно, что в этом случае для внешнего наблюдателя частица будет иметь свойства волны; возможен туннельный эффект и т.п.
(3) Более осмысленным становится понятие "обменного взаимодействия" и соответствующих виртуальных частиц – бозонов и мезонов – это просто промежуточные алгоритмы, в результате которых образуются продукты реакции; ядра атомов и т.п.
(4) Если в listing цикла п. (1) изменить “+”на “-“:
________________
k=1
x0=0.0
x=x0
Xd=0.1
1 If(k.Gt.0) X=x-xd
If(abs(x).gt.10)xd =-xd
Go to 1
Stop
End
________________
получается цикл с "отрицательным временем", т.е. если цикл п. (1) был "электроном", то цикл п.(3) будет соответствовать движению "позитрона"
(5) Р. Фейнман был один из первых, кто предположил, что Вселенная есть большой компьютер. Весьма вероятно, что это не вполне корректно, т.к. предполагает, что Вселенная содержит некий один "Intel inside".
Более вероятным представляется, что каждая элементарная частиц есть виртуальный компьютер с собственым виртуальным процессором.
ETC….