Информационная оптика

Введение

Изучение природы представляет собой информационный процесс. Успешность изучения зависит от того, насколько близки мы к пониманию физической природы информационных процессов и насколько объективны полученные данные.

Основной проблемой научного познания является субъективность мышления (логического аппарата), из-за которой мы разделяем изучаемый мир на пары противоположностей (положительное-отрицательное, материя – антиматерия, добро - зло и т.д.).

Это обусловлено физиологической особенностью нервной системы, которая работает по принципу активация-торможение. Получая на входе множество различных сигналов от органов чувств, она выдает в итоге либо активацию, либо торможение (нравится – не нравится. хорошо – плохо).

Преодоление этой двоичной логики позволила бы человеку различать гораздо большее количество различных оттенков и нюансов информации, а значит приобрести способность к полноценному, объективному, объемному мышлению. А для этого необходимо иное мировоззрение, иная логика, которая опирается не на двоичную оценку (истина – ложь), а на количественную интерпретацию полученных данных.

Распространение волн в пространстве. Базовые определения: точка, прямая, окружность.

Каждый объект в природе можно рассматривать как источник и/или приемник информации. Действительно, любое материальное тело излучает некие волны в том или ином спектре. И если раньше считалось, что мы видим объекты только благодаря тому, что они отражают падающий на них свет, то открытие разных типов излучения, изобретение приборов ночного видения показывает, что все тела излучают и видимы в соответствующем диапазоне.

Мы не будем разделять эти волны на оптические, радио- и т.д. Любые волны будем считать информационными. Волны разных диапазонов спектра различаются свойствами.

Что означает диапазон?

Есть источники, которые излучают во все стороны, как Солнце. Есть источники, которые излучают узконаправленный свет, как лазерные лучи.

Чем меньше угол, тем ближе форма излучения к прямой (лучу). Чем больше (развернутее) угол, тем ближе форма к плоской окружности с радиусом r.

Рис. 1

Между этими двумя крайностями есть множество случаев, когда луч представляет собой конус (сбоку), а если смотреть на него с торца, то окружность, радиус которого – не что иное, как проекция стороны конуса на плоскость.

Рис. 2

Отношение длины окружности к стороне конуса (или радиусу окружности) – есть величина постоянная (не зависящая от того, как далеко мы находимся от источника) и определяющая уникальные свойства данного источника и диапазона излучения.

Если угол больше 180 градусов, то конус развернут в сторону, противоположную от нас, и это излучение воспринимается нами как отрицательное. Если речь идет об оптическом излучении, то данный свет мы воспринимаем как холодный, а направленный в «нашу сторону» как теплый.

Абсолютно черным нам кажется то тело, которое излучает в сторону, противоположную к нам, с очень малым углом конуса. Мы воспринимаем это как поглощение света, исходящего от нашей стороны.

Абсолютно белым мы, видимо, воспринимаем свет, направленный точно в нашу сторону или под углом 90 градусов к зрению.

Измерение соотношений излучения

Рассмотрим наш конус и те математические данные, которые он может нам дать.

Рис. 3

Длина стороны конуса – это расстояние от источника до нас (приемника). Обозначим её буквой а.

Радиус окружности, наблюдаемой с торца конуса, обозначим буквой r.

Этих данных достаточно для того, чтобы рассчитать все соотношения в данном конусе и изучить свойства различных волн.

Параметры приемника информационного сигнала

Как известно, каждому типу излучения соответствует свой тип приемника сигнала. Для распознавания оптических волн, необходимо зрение или светочувствительные приборы, для приема акустических волн, нужны органы слуха или микрофон, для приема радиоволн необходимы радиоприемники и т.д. То есть приемник должен быть способен получать и преобразовывать волны данного типа. А для этого параметры приемного устройства должны соответствовать параметрам данного типа излучения.

Приняв за основу представленную модель информационной вселенной, можно отказаться от атомистических представлений и полностью перейти на квантовое представление.

Что означает квантовость? Она означает дискретность информационных процессов. Полный волновой спектр представляет собой непрерывное изменение соотношений двух величин, но воспринимать и измерять мы можем только целочисленные соотношения, соответствующие параметрам приемника.

Зная математические параметры различных типов излучения и их взаимосвязь со свойствами материи, мы можем получить универсальный периодический закон, описывающий все существующие виды взаимодействий в природе – от электромагнитных до космических, от ядерных до генетических.