# Вещество, энергия и информация

Леонид Александрович Ашкинази

Вещество, энергия и информация


А.Ф.Д.


Вещество мы можем потрогать руками, энергию - тоже, если сунем

палец в розетку (точный способ сования не приводится во избежание

последующих судебных исков), а вот что такое информация?


Известно много определений. Наше будет очередным.


Начнем с рассмотрения модели мира, навеянной известной игрой

"Жизнь" (это только по названию игра, на самом же деле это весьма

глубокая - если судить по количеству поставленных и не решенных

задач, - видимо, математика). Пусть у нас есть неограниченное

поле квадратных ячеек, которые могут пребывать в двух состояниях.

Ну, например, для наглядности пусть белыми и черными. Рассмотрим

сначала ситуацию, когда черных много меньше, чем белых. Будем

называть черные клетки материей, а связные черные области -

объектами. Можно ввести в рассмотрение много характеристик

объектов. Например, вес - количество клеток, размер -

максимальное расстояние между клетками объекта (математики

называют это диаметром), плотность (очевидно что), момент инерции

(например, относительно центра тяжести) и, наверное, другие. Все

эти характеристики статические - они зависят только от

расположения клеток объекта в данный момент. Можно ввести некую

величину, аналогичную потенциальной энергии, определив ее, как и

положено в физике, через работу, необходимую для создания данного

объекта. Для этого нам потребуется либо ввести нечто вроде

поверхностного натяжения пустого пространства (с той или иной

размерностью - зависимостью от площади или длины границы) и/или

взаимодействия между клетками (опять же, с той или иной

размерностью - степенью при множителе "расстояние"). Ну и что?

Захотим и введем - и лишь Алан Тьюринг нам судья (это аллюзия на

клеточки).


Теперь рассмотрим изменение наших объектов с ходом времени. Если

форма объекта остается той же, естественно ввести скорость и

угловую скорость, а также ускорение. Если форма меняется, то у

всех характеристик появляются ненулевые производные. Параметры,

характеризующие зависимость от времени, являются производными от

параметров стационарного состояния.


Теперь легко ввести импульс, момент импульса, кинетическую

энергию (как для поступательного движения, так и для вращения) и,

если надо, полную - как сумму кинетической и потенциальной. Далее

можно изучить свойства импульса и энергии, озаботиться законами

сохранения и т.д.


Заметим, что в этом мире нет проблем с определением времени - это

просто последовательные состояния объектов. Наверное, этим

способом можно определить понятие "времени" и в нашем трехмерном

мире, да философы заклюют. Если заметят...


Ну вот, теперь немного о главном. Откуда мы узнаем о состоянии

нашего мира и о том, что в нем происходит - как движутся,

сливаются и разделяются объекты? Нам нужно описание, а что такое

это описание? Это некий другой мир, объекты которого - их

состояния - позволяют нам восстановить исходный (описываемый этой

информацией) мир. В простейшем случае - это просто копия. Вот

другой пример - zip от tif'а этого исходного мира. Такое описание

можно назвать информацией. Она не существует без энергии или

материи, но к ним не сводится! Ибо не всякая материя и энергия,

являющиеся результатом мира, могут восстановить мир, от которого

произошли. Например, число - количество атомов в человеке - хотя

и является результатом человека, не может (ни само, ни

посредством каких-либо процедур) восстановить человека. Равно как

и список сортов атомов и их количеств (здесь - аллюзия на Лема).

Доказать, что нечто является информацией, иногда можно легко -

взять и показать, как оно работает. Доказать, что нечто не

является (и не может являться!) информацией скорее всего

невозможно. Ибо для этого надо найти инварианты в мире информации

или полную систему алгоритмов. Ну и цветное полотнище вам в

руки... (Продолжение, как поведала мне когда-то моя подруга Л.Л.,

звучит так: "барабан на шею, возглавьте колонну идущих нафиг").


Информация, как это обычно и считается, зависит от приемника -

для восстановления "Жизни" по фото надо знать алгоритм игры, для

восстановления того или иного технического изделия по самому

изделию и/или по чертежам, надо иметь соответствующие знания и

умения.


Отдельный интерес представляет ситуация, когда количества белых и

черных сравнимы, причем для пущей красы и белое, и черное

являются связными матрицами. То есть мы имеем мир без объектов,

или, если угодно, мир из двух бесконечных объектов. Момент, -

сказали бы философы и сексологи, - идеального, полного слияния.

Заметим, что не в любом мире это возможно. В трехмерном, к

счастью, да.


Отметим также - чтобы у вас могла разыграться фантазия, - что

бесконечных связных объектов в трехмерном мире может быть и не

два, а бесконечно много.


Далее. Наше определение информации как того, посредством чего

можно восстановить мир - определение "информации в узком смысле".

В более широком смысле - это то, посредством чего можно создать

мир. Тогда Толкин, Стругацкие, Буджолд и многие другие - все, по

кому создавались ролевые игры - информация. Полагаю, что мой

друг, который был инициатором написания этого текста и которому

оный текст посвящен, с этим согласился бы. Но попробуйте найти

то, что не создает мир - мир следующей секунды, мир, в который

через мгновение превратится мир нашей текущей секунды. Слова "да"

и "нет", слова "дай" и "на", слово "моя" и слово "люблю" - кто,

когда, где творил мир проще, чем поворот ключа, короче, чем

кнопка "пуск", прямее, чем объятие?


Не потому ли трудно дать определение информации, что за углом

нас, неосторожных любителей мудрости, нас, беспечных

рассуждателей и путешественников по жизни, подкарауливает

"определение в широком смысле", по которому информация - это все?