Законы информации

Предлагаемые информационные экстенсор и интенсиал выбраны в полном согласии с правилами термодинамики необратимых процессов. Отсюда следует, что выработка информации, ее передача, хранение, переработка и т.д. – все это должно происходить при строгом соблюдении главных законов (начал) термодинамики. Рассмотрим кратко эти законы, обратив особое внимание на специфику, которая присуща информационным явлениям .

Первым началом служит закон сохранения энергии. Уравнение этого закона имеет вид dU = дж, где Qi – работы различного рода: термическая, механическая, электрическая, кинетическая, мускульная, интеллектуальная и т.д.

Применительно к специфическим информационным явлениям первое начало трансформируется в новый закон сохранения информэнергии, уравнение которого записывается следующим образом:

дж, где П – средний информациал объекта (системы); Пi - информациалы, соответствующие затраченным работам Qi .

Известный закон сохранения экстенсора (массы, электрического заряда и т.д.) – второе начало – для информационных явлений сводится к упомянутому уже закону сохранения энергии U . Заметим, кстати, что при обсуждении процессов эволюции материи приходится рассматривать единицу экстенсора. Применительно к информационным явлениям роль такой единицы должна играть единица энергии.

Закон состояния (третье начало) с его уравнением состояния выражает информациал в функции информациора U , т.е.

П = f(U) ; dП = A dU

или (для идеальной системы)

П = A U

где А = 1/К - коэффициент, обратный емкости К системы по отношению к энергии. Этим уравнением вводится понятие емкости для информационных явлений. Информоемкость К численно равна энергии, которую необходимо затратить, чтобы количество информации объекта увеличилось на единицу. В процессах эволюции емкость определяет качество (структуру) формы материи. Информоемкость, отнесенная к единице экстенсора, равна 1/П .

Следовательно, как уже было отмечено, информациал характеризует качество, структуру, уровень эволюционного развития материи.

При наличии n разнородных явлений, включая информационное, их взаимное влияние определяется более сложным уравнением состояния, частным случаем которого служит предыдущее, соответствующее n = 1. Имеем

dPi = (5)

или (для идеальной системы)

Pi =

где i = 1, 2,... n ; Рi - интенсиал системы; Еr - ее экстенсор.

Выпишем отдельно первую строчку этого уравнения для количества информации. Получаем

dП = A11dU + A12dE2 + ... + A1ndEn

или (для идеальной системы)

П = A11U + A12E2 + ... + A1nEn

Как видим, на количество информации в общем случае оказывают влияние термические, механические, электрические и прочие явления.

Эффект взаимного влияния явлений подчиняется закону симметрии (взаимности) – четвертое начало, - определяемому уравнением

Air = Ari

Это равенство коэффициентов взаимности говорит о том, что данное явление влияет на информационное в количественном отношении точно так же, как информационное влияет на данное.

Передача информации описывается законом переноса (пятое начало). Один из многих возможных вариантов уравнения переноса имеет вид М = b DП вт, где М – мощность, или поток энергии U , переданной за единицу времени под действием разности информациалов DП между источником информации и адресатом: при определении этой разницы используется соответствующие воко источника и адресата; b - коэффициент переноса, или проводимость, эта величина обратна сопротивлению.

Информопроводность b численно равна энергии, которая проходит через канал связи или объект за единицу времени при наличии разности информациалов между его входом и выходом, равной единице. Проводимость пропорциональна емкости , поэтому информопроводность, как и информоемкость, характеризует уровень эволюционного развития материи.

Для n разнородных явлений действуют известные линейные уравнения Онзагера, частным случаем которых служит предыдущее простейшее уравнение, получающееся при n = 1. Имеем

где i = 1, 2,... n ; Ii - поток экстенсора; Хr - разность интенсиалов.

Взаимное влияние (увлечение) потоков подчиняется следующему уравнению закона увлечения Онзагера (шестое начало):

bir = bri