Влияние процесса наблюдения на энергию и энтропию социально-экономических явлений

Введение.     Необходимость наблюдений в определении границ между явлениями, в том числе для понимания, где прекращается наука и начинается фальсификация, не подвергается сомнению. В данной работе выполнена попытка рассмотреть влияние процесса наблюдения на результат работы социально-экономической структуры. Оценивается возможность учесть наблюдение как действующий фактор при планировании и прогнозировании жизнедеятельности социально-экономической системы, ее энергетических потоков. Определим используемые понятия.

            Социально-экономическая структура - совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих социальных и экономических субъектов и потоков распределения и потребления материальных и нематериальных ресурсов. Такие структуры могут быть разными по масштабу, соседствовать, быть включенными в более крупную структуру, вмещать в себя меньшие и находиться в отношениях обмена, производства, распределения, потребления товаров и услуг с упомянутыми структурами. Семья - простейший пример такой структуры. Семьи соседствуют. Входят в более крупные структуры производственных, учебных, общественных организаций, местных сообществ, регионов, стран. Семья выделяет из себя новые семьи. Такая структура имеет ризомную форму, то есть не имеет начала и конца, растет сразу в разных направлениях.

            Наблюдение - восприятие явлений, результаты которого фиксируются наблюдателем, причем наблюдение само выступает в этом исследовании как развивающееся явление со своими свойствами.

            Энергия социально-экономической структуры – это способность этой структуры совершить запланированную работу. Например, для семьи это будет означать обеспечить ее выживание на рассматриваемом перспективном периоде: обогреть и осветить жилище, транспорт, одежда, пища, размножение, сохранение потомства, защита, обеспечение порядка, качественное удаление отходов, пополнение новыми знаниями, экономические потоки, психологические связи, организация и управление. Предполагается, что жизнеспособная социально-экономическая структура пропускает через себя растущий поток энергии, обменивается веществом с окружением, увеличивается.

            Энтропия социально-экономической структуры – это возникающие внутри и/или приходящие извне возмущения, которые мешают выполнить запланированную работу. Понятие энтропии широко используется в современном мире, но до конца не ясно.

            Синергия – позитивный эффект от совместного действия энергии и энтропии. Кажущийся парадокс можно объяснить так. Импульс, являющийся энергией в структуре А, может оказаться энтропией для другой структуры Б. Однако, если структура Б сможет положительно для себя использовать это энтропийное возмущение от структуры А, то можно говорить, что возникла синергия. Например, жене А нужны продукты, а мужу Б на работу, если муж завезет жену по пути на работу в магазин или купит продукты на обратном пути домой, то преодолен конфликт энергии и энтропии с синергией в бонусе – в доме продукты, муж выполнил запланированную работу.

1.         Научное наблюдение это описательный исследовательский метод, заключающийся в целенаправленном и организованном восприятии и регистрации поведения изучаемого объекта. Например, наблюдение в психологии — организованное, целенаправленное, фиксируемое восприятие психических явлений с целью их изучения в определённых условиях. Возможная классификация наблюдений (табл.1.)

Таблица 1. Классификация наблюдений:

            Выполненная классификация наблюдений показывает, что само наблюдение есть сложное явление. Наблюдая наблюдение как явление можно выделить его главное свойство – предметность, которая проявляется в том, что наблюдать можно лишь то, что возможно объективно зарегистрировать. Наблюдение возникает, когда наблюдатель регистрирует те проявления объекта, которые доступны для его фиксации. Результаты фиксации данных наблюдения называются описанием поведения объекта. Затем, предполагая, что сущность явления находит свое проявление в поведении исследуемого объекта, наблюдатель строит гипотезы о его свойствах на основе данных наблюдения.

2.         Психология зафиксировала факт критического влияния процесса наблюдения на поведение живого (осознающего) объекта наблюдения. В зависимости от процесса наблюдения один и тот же объект наблюдения может показать противоположные результаты. Это понятно, ведь психология имеет дело с живыми объектами наблюдений, которые наделены интеллектом и, осознавая, что их наблюдают, начинают влиять на результат. Каждый читающий этот текст является наблюдателем и наблюдаемым. Каждый испытывал на себе влияние процесса наблюдения, например, отличие выступления дома перед домочадцами и перед огромной аудиторией.

            Социально-экономическая структура включает в себя не только живые, наделенные интеллектом компоненты, но и неживые как природного свойства, так и антропогенного. Выше мы рассмотрели влияние наблюдения на живых осознающих. Как реагируют на процесс наблюдения неживые компоненты социально-экономической структуры? Ответ на этот вопрос пытается дать в квантовой механике «кот Шредингера».

            Суперпозиция – понятие, описывающее смешение двух состояний (распавшегося ядра и нераспавшегося ядра), если не производится наблюдение. Кот, сидящий в ящике, и жив, и мёртв одновременно. Если же ящик открыть, то экспериментатор может наблюдать только какое-нибудь одно конкретное состояние — «ядро распалось, кот мёртв» или «ядро не распалось, кот жив».

            Проявляющийся парадокс по-разному интерпретируют, единого объяснения нет. Например, коллапс волновой функции— мгновенное изменение описания квантового состояния (волновой функции) объекта, происходящее при наблюдении (измерении). Это явление нашло практическое применение.

            Средства связи, которые исключают незаметный перехват сигнала и подслушивание. Если злоумышленники подключатся где-то к кабелю, сделают отвод сигнала, чтобы подслушивать передаваемую информацию, то это колапснет волновую функцию (произведено наблюдение) и свет перейдёт в одно из состояний. Статистические пробы света на приёмном конце кабеля позволят обнаружить, находится ли свет в суперпозиции состояний или над ним уже произведено наблюдение и передача в другой пункт. Хотя, наблюдение в такой интерпретации не имеет отношения к сознанию наблюдателя, поскольку в данном случае к изменению статистики на конце кабеля приводит неодушевлённое ответвление провода, можно заключить, что именно наблюдение является главным компонентом, запускающим механизм срабатывания системы защиты. В своих макроскопических системах мы наблюдаем и используем такие квантовые проявления как сверхтекучесть и сверхпроводимость. Важно, что сначала наблюдаем, а потом используем!

3.         В 1990 году американский физик Уилер заявил, что информация является физической величиной. По его доктрине "itfrombit" все физические сущности являются информационно-теоретическими в своей основе. Все, что мы осознанно наблюдаем как реальность, происходит из постановки «да-нет» вопросов и регистрации ответов в бинарном формате «да» или «нет». Бит – самая маленькая неделимая единица информации.

            Информацию измеряют в битах. Считать в битах проще, чем в более привычном десятичном измерении. Например, 0 – ноль, 1 – один, 10 – два, 11 – три, 100 – четыре, 101 – пять, 110 – шесть, 111 – семь, 1000 – восемь и т.д.

Таким образом, длина записи двоичных чисел растет быстрее десятичных, но считать легче. Например, 0 + 0 = 0; 0 + 1= 1; 1 + 1 = 10.

            Любое устройство, у которого есть два надежно различаемых состояния, может хранить один бит. Некоторые биты могут просто хранить информацию, другие выдавать команду/инструкцию. Начиная с 70-х размеры этих устройств в компьютерах уменьшались, а быстродействие росло вдвое каждые 18 месяцев.

            В 1961 году немецкий физик Ландауэр, работавший в Америке на IBMи NASA, обнаружил, что участие бита в процессе вычислений приводит к физическому участию в процессе вычисления носителей бита. Бит не может существовать без носителя, будь то зарубка на камне, дырка на перфокарте или спин элементарной частицы.

            Принцип Ландауэра – стирание бита есть работа, в процессе которой энтропия возрастает. Когда бит переключается с 0 на 1, информация сохраняется, сохраняется энтропия, нет рассеивания энергии, процесс обратим. Рассеивание энергии с выделением тепла происходит при уничтожении информации. Забыть бит трудно.

            Здесь мы очень близко подошли к понятию виртуальная реальность – новое образование вокруг укорененного в реальности бита, которое превращает нас из внешнего наблюдателя в того, кто включен в виртуальное окружение.

            Поскольку в нашем исследовании мы обращаемся к социально-экономическим структурам, которые включают в себя объекты и потоки различной природы, рассмотрим возможные типы энтропии, выделяемые для разных сред наблюдения (табл.2.).

Таблица 2. Классификация энтропии.

Выполненная классификация энтропии показывает, что это понятие тоже подвергается воздействию энтропии, происходит дробление, под нашим наблюдением.

4.         Состояние рассыпания на отдельные подобные изначальному целому фрагменты называют - диссипация. У истоков изучения этого явления стоял Илья Пригожин, который первый наблюдал и показал нам порядок из хаоса: самоорганизация и рост беспорядка есть проявление одних и тех же правил, но в разных термодинамических ситуациях – вблизи и вдали от равновесия.

            До Пригожина энтропия S это отношение теплоты Q к температуре Т:

S = Q/T,

то есть равновесное состояние системы соответствует максимуму энтропии.

            По Пригожину равновесное состояние замкнутой системы соответствует минимуму свободной энергии F,

F = E – TS,

где Е – энергия системы, Т – абсолютная температура системы по шкале Кельвина (+273^оК вода замерзает, -273^оК вода кипит). Пригожин показал конкуренцию между энергией и энтропией, где температура выступает в роли множителя, определяя относительный вес конкурентов.

            Таким образом, закрытость (отвердевание с укороченным связями между соседями без слияния) – условие продления жизни в условиях дефицита энергоресурсов (TS<< Е). Текучее (жидкое) состояние в системе возникает при равенстве (TS = E). Перегрев системы, потеря устойчивости, диссипативный хаос (TS>> E).

            Причем здесь наблюдение?

            Наблюдаемое зависит от того, как мы на него смотрим – издали или вблизи. При термодинамическом условии TS<< Е мы наблюдаем систему, удаленную настолько, что флуктуациями можно пренебречь, и одновременно настолько большую, что мы не теряем ее из поля видимости.

            Приближаясь к объекту мы наблюдаем возникновение непредсказуемых, неповторимых, стихийных флуктуаций, TS>> E означает, что ничто не повторяется, каждое событие уникально.

            В условиях достатка энергии TS = E устойчивые структуры плавают в тонком слое безграничных возможностей от одного центра притяжения к другому, обмениваясь веществом с окружающей средой, но сохраняя энергию благодаря замкнутости своей структуры. Водоворот, вихрь, торнадо, ураган в форме спирально сужающейся воронки могут перемещаться на большие расстояния, высвобождая разрушительные силы, сохраняя структуру. Эти структуры проницаемы и консервативны одновременно.

            Здесь мы очень близко подошли к понятию фрактальность – самоподобие наблюдаемого объекта при приближении и удалении от него наблюдателя. Это явление Мандельброт назвал эффектом Соломона – что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем. Проявление принципа предопределенности.

5.         В эксперименте Юнга с двумя щелями поведение крошечного электрона при прохождении сквозь экран, зависит от того, открыты ли одна или обе щели. Электрон каким-то таинственным способом получает информацию о сравнительно обширной окрестности и это влияет на его поведение, он «реагирует» на то, как его наблюдают. Также направление ориентации спина электрона связано с выбранным экспериментатором способом измерения, то есть тоже с наблюдением.

            Наблюдение за волновыми свойствами частиц позволило выявить когерентность - (лат. cohaerens — находящийся в связи) согласованность нескольких колебательных или волновых процессов во времени, проявляющаяся при их сложении. Использование лазера, сверхпроводимых элементов стало возможным после изучения этого явления. Понятие когерентности также проникло в различные сферы. Текст, который вы сейчас читаете, является лингвистическим примером когерентности. В информатике когерентность это доступ к общей памяти двух или более компьютеров. В экономике когерентность использована для описания рынков с высокой проницаемостью.

            Таким образом, макромир и микромир тесно связаны, большое и малое сосуществуют. Тем не менее, редукционный детерминизм – попытка свести все системы к функционированию ее более простых компонентов – привел некоторых ученых к выводу, что разум есть активность головного мозга, вызванная серией электромеханических процессов, то есть все объясняется движением электронов и ионов. Возникает упрощенное материалистическое представление (взгляд, наблюдение), что мир человеческих мыслей, чувств, ощущений это лишь следствие проявления случайной активности микрочастиц.

            Неофизика утверждает центризм разума в природе. Например, квантовая теория обретает смысл только когда есть наблюдатель. Акт наблюдения, как средство получения информации, вызывает определенные изменения в физической системе. Стоит только «взглянуть» на атом, как тот совершает характерный переход, которого нет при обычном физическом взаимодействии. Наблюдение выявило, что термодинамика не сводится к механике Шредингера, биология не сводится к химии, психика не сводится к биологии. Таким образом, одно не исчерпывает другого, как равным образом второе не “объясняет” полностью первого.

            Сингулярность – переход системы к новому состоянию из-за достижения концентрации активной массы критической величины. В единообразном многообразии появляются внезапные качества, которые радикально изменяют систему отношений. Например, сверхпроводимость - тело полностью теряет электрическое сопротивление, но при этом ни в одной молекуле, или атоме этого тела нет ничего, что дает сверхпроводимость. Трансформация возникает из-за взаимодействия частиц. То есть сингулярность – результат самоорганизации. Сингулярность теперь наблюдают везде. Например, в биологии (кокон - бабочка), в социологии (социальная группа - социальный порядок), в экономике (население - капитал). Технологическая сингулярность возникнет, когда мы создадим самовоспроизводящийся искусственный интеллект могущественнее нашего собственного. О приближении технологической сингулярности можно судить по появлению имплантатов, которые лучше естественных прототипов.

            Сингулярность – это революция, которая абсолютно не допускает реставрации. Прежние отношения теряют актуальность, новые еще не оформились, система находится в состоянии сфумато – все однородно, слитно, гомогенно, безгранично. На то, что мировая система приближается к сингулярности, начали указывать первые признаки глобализации. Мировая система становится глобально, сплоченной, однородной. До глобализации локальные рынки были погружены в локальную культуру, подчиняясь неписанным правилам. Сейчас неписанные правила вытеснены регламентами, стандартами, сертификатами. Нормативы стали более явными и четкими. Разнообразные этические нормы заменены универсальным штрихкодом. Принцип универсализма – открытость, условность национальных границ, проницаемость социальных барьеров.

Заключение.                        Когда наши глаза открылись, мы можем перейти к новому взгляду на мир, но мы никогда не сможем вернуться к старому (Артур Эддингтон). Проведенное исследование показывает, что мы живем в мире элегантного хаоса, где все предопределено, но не предсказуемо. Однако устроены так люди – желают знать, что будет. Такое устройство заставляет нас всматриваться, наблюдать за всем, что есть вокруг и внутри. В процессе этого наблюдения мы смогли заметить (наблюдали), что сам процесс наблюдения является возмущением. Возмущение в системе, вызванное наблюдением влияет на энергию и энтропию системы, заставляя систему совершать работу, отличную от той, которую она совершила бы, не будь этого наблюдения. Осознавая, что мы находимся в мире, где не только мы, а все смотрят на всё и всех, можно почувствовать усложнение картины мира под воздействием суммирующего эффекта разных наблюдений.

Туинова Светлана Сергеевна

Кольский экологический центр, г. Апатиты

Институт экономических проблем им. Г.П. Лузина, КНЦ РАН, г. Апатиты