Инфодинамика, Обобщённая энтропия и негэнтропия - Лийв Э Х (читаемые книги читать txt) 📗
В быстроизменяющимся мире одним из важнейших факторов в моделях является время [ 57 ]. Недостаточный учёт этого фактора вызывает быстрое старение моделей. Сос-тавлению инфомоделей, особенно с учётом кинетических фак-торов, препятствует небольшая скорость принятия и обра-ботки человеком информации. Органы чувств, особенно глаз человека, способны принимать тысячи бит информации в секунду. Однако, обработать и сохранять в памяти мозг спо-собен только 10-50 бит/сек. Латентный период для раздра-зителей различной модальности составляет 0,1-1,0 сек. Мак-симально усвоенная за всю жизнь человеком информация составляет 1010 бит. В действительности эта цифра значитель-но меньше из-за перерывов в принятии информации и вслед-ствие забвения. Активный фонд памяти около 105 бит. Оперативная память перед взором человека - около 100 бит. Сравнивая эти ничтожные объёмы и скорости освоения ин-формации её объёмами в мире и скоростями изменения сис-тем, очевидно, что человек никогда не может осознать мир в полном объёме и он всегда вынужден оперировать только приближёнными моделями о мире.
Развитие у человека языка и абстрактного мышления дало ему возможность выделить и исследовать также обоб-щённые и общечеловеческие системы, модели и категории, пределы которых расплывчаты. Неточная формулировка об-щих понятий вызывает часто много недоразумений и споров. Абстрактные, философские понятия тоже обозначают реально существующие системы, в основном негэнтропического содер-жания, но содержащие и эквивалентное, ничтожное коли-чество массы и энергии. Часто их основная информационная сторона останется нераскрытой. Из-за этого сущность поня-тий остается неопределённой. Без учёта и точного опре-деления пределов ОНГ исследование таких систем малоре-зультативно. Некоторые примеры информационного толко-вания понятий:
труд - изменение расположения системы в пространстве состояния (превращение, преобразование); проекция пути движе-ния в направлении цели, умноженную на затраченную ОНГ;
свобода - размерность (число координат) и объём части пространства состояния, где систе-ма может выбирать своё положение, ОЭ возможных состояний системы;
неопределённость - количество возможных состояний систе-мы, оценивается при помощи ОЭ сис-темы;
мысль инфомодель о структуре или функции реально существующей, предполагаемой или искусственно созданной системы.
ОБЩЕСТВЕННОЕ СОЗНАНИЕ
Под общественной системой мы понимаем любую сово-купность людей, которая имеет признаки системы, например государство, фирма, семья, организации, религиозные и про-светительные общества и др. Коллективы людей являются бо-лее сложными системами, чем сумма отдельно взятых лич-ностей. Кроме того, что могут изменятся ОЭ и ОНГ людей, возникают новые эффекты ОЭ и ОНГ, связанные их сов-местной работой.
Сознание каждого человека тоже не может развиваться изолированно от других [ 54 ]. В результате можно говорить о коллективном разуме групп, общности людей, организации, нации, государства, фирм, профессиональных союзов, учёных советов и т.д. При этом коллективный разум не является только суммой разумов отдельных индивидов. При взаимо-действии отдельные разумы могут усиливаться или в борьбе подавляться, модели могут при взаимодействии дополняться или повышать свою ОЭ. В результате возникает коллек-тивное сознание. Это выражает общую структуру (ОНГ) сис-темы, элементами которой являются индивидуальные разумы. В жизни это выражается, например, в виде коллективного духа или традиции научных и хозяйственных организаций, фирм, спортивных команд, учебных заведений и др. Коллек-тивное сознание нельзя отождествлять самим коллективом. Коллектив является первичной реальностью, сознание - вто-ричным. Обе системы связаны, но их существование можно рассматривать также в виде отдельных объективно существую-щих систем. Обе системы обладают, кроме ОНГ, ещё экви-валентным количеством массы и энергии. По показателям ОЭ и ОНГ можно сделать существенные выводы об инфо-структуре в общественном сознании. Содержание ОЭ пока-зывает разнообразие, сложность и размах мыслей, содер-жание ОНГ - их упорядоченность, логичность, глубину. Если DОЭ = - DОНГ, то сознание находится в динамическом равновесии. Если DОЭ > DОНГ, то разум уменьшается, разрушается, информация рассеивается больше, чем её усваи-вают. Если DОЭ DОНГ, то происходит прогрессивное раз-витие разума.
Наиболее общими моделями в общественном сознании являются различные взгляды и теоретические основы на развитие общества, государства, культуры, экономики, науки, философии, эстетики. Сюда относятся в общем всё миро-воззрение и оценка ценностей в обществе.
4. ОБОБЩЕННАЯ ЭНТРОПИЯ (ОЭ) И НЕГЭНТРОПИЯ (ОНГ)
При исследовании систем существенное значение имеют вероятностные характеристики их структуры и функции, не-определённость и ОЭ. Часто важную информацию дают ус-ловные вероятности достижения цели. Для неживых систем в качестве критериев принимают целесообразность, назначение или вероятность сохранения целостности структуры. ОЭ и ОНГ являются функциями состояния системы. Информация является функцией процесса (связи) между двумя или боль-ше системами, при которой хотя бы у одной системы ОНГ увеличивается (ОЭ уменьшается). В качестве исходных пред-посылок для определения количества информации и энтропии систем можно применять классические положения теорий информации и вероятности [ 23-25 ]. Для характеристики динамических (или кинетических) процессов необходимо до-полнительно учитывать механизмы Марковских случайных и эргодических многостадийных процессов. Из-за переплетения, совмещения многих систем возникают проблемы много-цельности и взаимозависимости условных вероятностей и энтропий.
Однако, при практической работе со сложными система-ми применение известных методов теории информации свя-зано со многими трудностями.
1. Теория информации рассматривает информацию и энтропию как скалярные величины, которые могут переда-ваться по каналам связи. В общем случае, как информация, так и ОЭ или ОНГ являются многомерными (векторными) величинами. Они зависят от условных вероятностей и услов-но независимых факторов в многомерном пространстве состо-яния системы.
2. Измерение информации бесконечно многомерного реального пространства невозможно. Для моделирования её необходимо выяснить существенные факторы и отбросить не-существенные размерности.
3. Для расчёта энтропии сложных систем необходимы данные о многих условных вероятностях, определение кото-рых представляет трудности и отсутствуют методы для их теоретической оценки.
4. Достоверность расчётов информации и ОЭ зависит от эффективного установления цели и составления модели. Для оценки эффективности последних отсутствуют надёжные кри-терии и необходимо применение эвристических методов.
Осложнение от многомерности и многофакторности сис-тем можно преодолеть путём перехода к определению их об-общённой энтропии. ОЭ представляет собой сумму проекций средних условных энтропий относительно исполнения целе-вого критерия при условии действия отдельных влияющих на систему факторов. При этом факторы можно рассматри-вать в качестве отдельных координат или систем со статис-тическим распределением исходов. Условные энтропии проек-тируются на общую ось целевого критерия.
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЭ И ОНГ
1. Определяют по возможности подробнее пределы и объёмы исследуемой системы, её элементы и их взаимосвязи, пространство состояния и его размерность.
2. Определяют функциональные связи системы с окру-жающей средой. Особое внимание уделяют возможностям воздействия на среду и влияющим на систему внешним фак-торам. По возможности стараются не пропускать ни одного существенного фактора.
3. Определяют стабильность системы или возможности её изменения по времени. Выясняют возможные процессы и их направления. Множество цепей реальных процессов обна-руживают в той или иной мере свойства марковских. Их характеризует последовательность случайных событий, в которой каждое последовательное случайное событие зависит только от предыдущего. Причем условные вероятности, опи-сывающие зависимость последущего события от предыдущего Р (Вj / Ai) - постоянны. В эргодических системах, в которых события являются случайными, заметное влияние предшест-вующих событий простирается только на их ограниченное число. При обнаружении или допущении таких свойств не-марковский процесс может быть представлен как марковский.
