Еще раз о времени

На модерации Отложенный

Важнейшим понятием, которое широко используется в различных естественных и социальных науках является время. Термин время имеет множество "смыслов" и определений, каждые из которых используются в зависимости от того, в каком контексте и для чего используется данное понятие. Для обсуждения различных аспектов, связанных со временем необходимо ввести определение “наблюдателя” – объекта, который взаимодействует с другим объектом или системой для того, чтобы оценить параметры, определяющие его состояние в момент контакта. Такая оценка означает взаимодействие между наблюдателем и оцениваемым объектом, которое изменяет параметры обоих объектов(наблюдателя и наблюдаемого) и означает некоторое очередное событие для обоих объектов.

Известно, что время не абсолютно и смысл имеют только "интервалы" между событиями, которые приводят к изменению знаний (априорной неопределенности) о состоянии объекта (системы). Во время интервалов между событиями никаких изменений состояния объекта не возникает. События могут происходить с различной периодичностью. В реальности события, изменяющие состояние объекта, иницируются внешними и внутренними информационными потоками. Внутренние потоки могут непрерывно генерировать события, которые будут восприниматься внутренними наблюдателями.

Если апостериорная неопределенность равна априорной, то "новой" информации объект не получает и можно утверждать, что время для него замедляется вплоть до остановки.Может ли быть остановка полной? В силу ряда базовых физических ограничений это может произойти только гипотетически. На самом деле, каждый объект состоит из других объектов, которые взаимодействуя друг с другом, меняют внутреннее состояние объекта и, тем самым, изменяют параметры его состояния.

Интенсивность этого процесса обычно описывают с помощью "температуры" объекта, которая, как мы видим, может быть связана в интенсивностью информационного обмена. Время для данного объекта может оцениваться числом интервалов между событиями, каждое из которых меняет состояние объекта хотя бы на один бит. То-есть, ось времени в таком рассмотрении - это натуральный числовой ряд. Свершившееся изменение информационное описания объекта (его состояния) создает дискретное движение от одного события до другого. Каждый следующий шаг соответствует следующему значению в числовом ряду.

Изменения в описаниях не могут быть меньше одного бита, но любое изменение означает следующее событие. Само событие, в свою очередь, может разбиваться на более мелкие события. Тогда возникают "локальные" системы отсчета (внутренние для данного события). Интервалы между событиями создают то, что называется обычно "течением времени". Квант информации - бит (минимальное событие). Каждое (не минимальное) событие может рассматриваться как параллельно-последовательный процесс. Параллельность здесь в том смысле, что ряд более мелких событий изменяют значение нескольких параметров объекта синхронно. Синхронность понимается в том смысле, что отдельные изменения не могут быть зафиксированы независимо. Последовательность процесса означает, что событие состоит из нескольких событий, следующих одно за другим.

Таким образом, одновременно формируются несколько параллельных синхронизированных шкал для отсчетов времени, существующих параллельно, а оценка интервалов между событиями определяется как число минимальных несинхронизированных событий, упорядоченных по одной шкале. В природе существуют естественные шкалы, каждой из которых соответствуют периодические (колебательные) процессы, которые часто связывают с эталонами времени.

Очевидно, что время в разных объектах воспригимается по разному. Взаимодействие "внутренних" и влияние "внешних" объектов теоретически имеется всегда (так как все объекты не "замкнуты" в математическом смысле и взаимодействуют ("общаются") друг с другом и объектами внешней среды. Поэтому достижение состояния, при котором взаимодействия отсутствует, означает достижение "абсолютного нуля" температуры, что невозможно в силу ограничений, накладываемых вторым началом термодинамики. Процесс разрушения (увеличение энтропии) объекта и процесс упорядочивания (уменьшение энтропии) противоположны друг другу, но для упорядочения (снижения неопределенности состояния) объект должен получить новую информацию (энергию) извне. Если объект не получает никакой информации извне и изнутри(что, вообще говоря, одно и тоже, так как "незамкнутость" объекта рассматривается как снаружи, так и внутри: в сторону макро и микро размеров). При абсолютно нуле возникает ситуация, когда объект не формирует информационный поток во внешний мир и становится "невидимым"для других объектов (черные дыры и темная энергия).

Однако, если какой-нибудь объект, входящий в рассматриваемый, в какой то момент выделит энергию, которая изменит его состояние, он снова может стать видимым. Интересный парадокс: невидимый объект, может состоять из "видимых" объектов, что соответствует взаимному уничтожению ("аннигиляции") информации, выходящей из нескольких объектов, внутри рассматриваемого, без возможности выдачи информации внешнему наблюдателю. В данной заметке мы рассматриваем "ВРЕМЯ", как некое информационное понятие, связанной с событиями, во время которых передаются сообщения от одного объекта к другому.

Время в нашем понимании дискретно, причем минимальный шаг дискретизации определяется на уровне изменения на один бит информации о состоянии объекта после события (апостериорная информация отличается по объему на один бит от априорной). Важной характеристикой является "информационная емкость" объекта, то-есть количество информации, которое может хранить и обрабатывать объект и минимальный объем информации, который необходим, чтобы описание объекта было необходимо и достаточно для его классификации. Классификация подразумевает, что каждый объект имеет признаки (родовые, видовые, количественные и т.д.), которые отличают его от других объектов.

Каждый объект имеет собственный идентификатор (имя), который делает его отличающимся от всех других объектов в природе, систему опознавания типа "свой-чужой", имунную систему, защищающую его от внешних и внутренних(это одно и тоже в общем случае) угроз и др.

Каждый объект имеет свой "жизненный цикл", который определяется в настоящей работе как состояние, при котором сохраняется некоторая часть его начального "описания". Длительность жизненного цикла связана с его способностями стабилизировать свои параметры вблизи состояния равновесия, когда небольшие воздействия других объектов не порождают больших реакций в в состоянии рассматриваемого объекта (устойчивость). Эти реакции могут регулироваться (адаптироваться) путем системы обратных связей. При этом, объект(система) может быть адаптируемым (то-есть изменять внутренние связи и параметры, определяющие его информационную модель) и приспосабливаться к небольшим внешним воздействиям (возвращаться в состояние близкое к равновесному).

Жизненный цикл объекта продлевается за счет адаптивной модели поведения. При выходе из состояния равновесия(возможные причины: большие внешние воздействия или "катаклизмы" с внутренними объектами) даже небольшие воздействия могут вывести объект из равновесного состояния так, что он не сможет восстановить свои параметры и приспособиться к новой ситуации за счет отрицательных обратных связей и небольших (в пределах линейных членов разложения в ряд Тэйлора) корректировок параметров своей модели(непрерывное эволюционное поведение).

В этом случае необходимо иметь "кризисную модель", которая позволяет ввести объект в состояние близкое к равновесию в условиях изменившихся внешних и внутренни факторов. Такое изменение соответствует "революционному скачку", если затрагивает видовые параметры (мутация), или микроскачку, если это касается состояния отдельного объекта (микромутация). Периодичность скачков и длительность жизненного цикла - связанные величины и зависят от различных параметров модели.Характер управления в "кризисный" и "равновесный" периоды существенно различны. Это очень важное обстоятельство, которое позволяет поняить, почему те или иные механизмы управления не годятся в соответствующих ситуациях.Это относится как к техническим(физическим), так и социальным объектам.

Все эти компоненты в том или ином виде присущи всем природным системам и объектам, независимо от того "осознают они это" в человеческом смысле или нет. Описание каждого объекта (не только биологического) представляет некий "генетический код", который можно назвать "наследственным" и, который, является набором признаков объекта. Для его описания необходим соответствующий объем информации. Чем более сложный код, тем больший объем информации нужен для его описания.

Приобретенные признаки требуют дополнительные ресурсы для хранения информации, и их обработку с целью более получения компактных(энергетически выгодных) описаний (например, путем выделения корреляционных связей и "сжатия" информации, выявления других закономерностей и т.п.

Можно ввести понятие интеллектуальности, связанное со способностями объекта к сжатию и обработке на основании накапливаемых знаний. Но это не простой вопрос и требует отдельного обсуждения