Материя, идея и информация ред. 2

(ред. 08.02.2022)
     По воспитанию и образованию я атеист и материалист.
     Атеист – но ни в коей мере не воинствующий: мой дед, два прадеда и неисчислимое множество более дальних предков и их родственников были священнослужителями. Я чту и уважаю их память. Но вера не поддаётся логике – она или есть, или её нет. Нельзя оспорить веру, и нельзя обосновать её.
     Религиозные писатели представляют атеистов и материалистов корыстными, подверженными низменным страстям людьми. Неверие в вечность души вынуждает атеиста, по их мнению, спешно брать всё от бренной жизни, лишает усердия заслужить жизнь вечную и радости от её предвкушения. Пагубное влияние атеизма на характер, действительно, возможно. Фрэнсис Бэкон четыреста лет назад сказал: «Атеизм - это тонкий слой льда, по которому один человек может пройти, а целый народ рухнет в бездну».
     В этой фразе есть правда. Если верующие соблюдают заповеди только из страха Божьего, а потом этот страх теряют, то, да, их ждёт бездна. Но важен, как я понимаю, не объект веры, а то, где находится её источник: внутри или вне человека, необходим он ему или навязан. «Не сотвори себе кумира», не надейся на кого-то, кто придёт и спасёт, спасай любовью себя и всех, кого можешь, близких и далёких – и бездна не разверзнется. А после смерти человек продолжает жить в памяти других людей, и чем больше он их любил, тем дольше они будут поминать его добром. Если атеист помнит об этом, он, также как верующий, остережётся от излишнего эгоизма, а с ним и любых грехов. Впрочем, сейчас я не об этом.
     В обыденном понимании «материалист» - это человек, всегда занятый именно обыденным. Не видящий дальше своего носа и интересующийся в небе только проявлениями погоды. Но с теоретической точки зрения материалист – это человек, который основывается в своих рассуждениях на доказанных практикой фактах, считает первичным, исходным материальное, а не идеальное.
     Едва ли не каждый выпускник советского ВУЗа помнит ленинское определение материи: это «объективная реальность, которая дана человеку в ощущениях, копируется, фотографируется, отображается ощущениями, существуя независимо от них». Идеалисты обращают внимание на то, что в это определение включён человек. А если нет человека, то и материи нет? Но ведь сказано: «существуя независимо от них» - от ощущений, а, значит и от человека. Материя существует даже тогда, когда не копируется его чувствами. На мой взгляд, именно независимость существования наиболее важна для отделения внешнего (материи) от внутреннего (идей).
     Дело в том, что в ощущениях человеку дан лишь тонкий срез этого внешнего. Мы не можем «ощутить» молекулы и более мелкие элементы, не можем заглянуть вглубь Земли, других планет и тем более звёзд. Оттого, что вакуум, тёмную материю и тёмную энергию нельзя ни потрогать, ни сфотографировать, они не перестают реально и независимо от нас существовать. Всё это и многое другое (добавим и сам наш мозг) учёные изучают косвенно, с помощью приборов, привлекая для интерпретации наблюдений и измерений сложные, порой «заумные» теории. Поэтому, исходя из главного: «существуя независимо», определение лучше бы, наверное, поправить: (материя) это объективная реальность, существование которой либо подтверждается непосредственными ощущениями, либо необходимо следует из косвенных данных, получаемых в ходе научно обоснованных наблюдений и измерений.
     И приборы могут искажать, и теории могут быть спорными, так что достоверных знаний о материи, не данной в ощущениях, у человека нет. Но обманчиво порой и то, что дано, копируется и фотографируется. Претендовать на абсолютную истинность не могут никакие знания. Древняя притча о слоне и слепцах, которые, пощупав разные части его тела, не могут согласовать свои представления, будет верна всегда. Однако накопленные человеком непротиворечивые сведения о внешнем мире позволяют ему неплохо в нём ориентироваться. Практика – критерий истинности, и хотя она всегда ограничена, люди могут жить с выстроенным ими миропониманием – не стоит только расслабляться. Динозавры тоже неплохо жили в том мире, практике которого соответствовали.
    В 1905 году Альберт Эйнштейн предложил знаменитую формулу Е = mc^2, которая «уравняла в правах» два представления материи: как массы и как энергии. Это не просто абстрактное сравнение двух физических величин. Хотя в жизни мы не замечаем этого, даже при обычном нагреве часть затраченной энергии переходит в массу, увеличивая её. Очень малая часть, с очень малым коэффициентом, поэтому изменение ничтожно, но оно есть. И, напротив, небольшое уменьшение массы в ядерных или химических реакциях приводит к значительному выбросу энергии.
     Помня об этом, рассмотрим следующий ряд событий:
- у кого-то в голове мелькнул смутный, неосмысленный образ, какая-то абракадабра;
- этот образ дал пищу для размышлений, оформился в слова;
- изобретатель поделился «абракадаброй» с друзьями;
- изобретатель (или его друзья) записали возникшую идею, опубликовал(и) её;
- изобретатель, друзья или читатели разработал(и) теорию, опубликовал(и) научный труд об «абракадабрах»;
- кто-то воплотил идею «абракадабры» в некий полезный предмет;
- кто-то организовал производство «абракадабр», они вошли в жизнь множества людей.
До какой-то строчки в этом ряду можно говорить об «абракадабре», как об идее, но в конце списка она явно материальна. Как же идея превратилась в материю?
     Идеалист может сказать, что идея первична и вечна, а материя – это только наше представление о ней: «абракадабра» была и осталась идеей, но проявилась в реальности, став нагляднее, доступнее пониманию. С точки зрения материалиста, напротив, «абракадабра» материальна, начиная с самой первой строчки, ведь даже смутное движение в нашем мозгу связано с некоторой электромагнитной или биохимической  активностью, то есть энергией. В любом случае произошло развитие, укрепление, экспансия идеи и связанной с ней материи, эволюция «абракадабры» от смутного образа, подобного множеству других, тысячами ежедневно погибающих в наших мозгах, до востребованного людьми предмета.
     Хотя мы говорим об идеях лишь применительно к человеку, нечто подобное можно найти и в природе. Идею в таком, расширенном, смысле я буду далее обозначать кавычками. Любая особенность живого существа может рассматриваться, как «идея» – полезные особенности развиваются и закрепляются естественным отбором, отчасти подобно развитию нашей «абракадабры». Даже в неживом мире встречается нечто похожее – речь о явлениях самоорганизации. Они начинаются единичными движениями каких-то элементов, а затем поддерживаются множеством сходных. Так возникает лазерное излучение,  турбулентный поток, пожар, циклон и многое другое. При этом из чего-то незначительного, незаметного, случайного (каких много) вырастает существенное, особенное. И самоорганизация, и организация под внешним управлением (как в случае «абракадабры») – это процессы возникновения систем и/или их развития. «Идея» или множество «идей» составляют основу, скелет такого процесса.
     Важной характеристикой любой системы является мера её равновесности, энтропия. (Кратко о развитии, энтропии и втором начале термодинамики можно почитать здесь: «Пять мифов о развитии и энтропии», http://www.proza.ru/2018/09/30/1948 и далее по ссылкам). Энтропия, как гласит второе начало термодинамики, никогда не убывает. Но при возникновении системы её энтропия уменьшается, так как системные связи исключают некоторые из ранее возможных вариаций элементов, усиливают неравномерность распределения энергии. Принято объяснять это тем, что возникающая система поглощает отрицательную энтропию (негэнтропию). При внешнем управлении негэнтропию поставляет управляющая система, а самоорганизация может взять её только из среды.
     Совместное, синергетическое действие множества элементов при возникновении системы требует совпадения двух факторов –
а) наличия энергии (которую может дать управляющая процессом система, силы, порождаемые законами данной среды, или случайные события) и
б) наличия «идеи», в виде плана действий у управляющей системы или, в случае самоорганизации, в виде аттрактора, т.е. маршрута, притягивающего к себе все траектории развития системы. Аттрактор всегда определяется законами среды. Каждый элемент «постигает» эти законы на своём опыте и (возможно, протестировав разные варианты) притягивается к одной  из допустимых траекторий.
     Мы видим, что «идея» и негэнтропия сходны между собой. Негэнтропия, в свою очередь, сходна с информацией. Можно ли сказать, что «идея» – это информация? Что вообще такое –«информация»?
     Термину «информация», применяемому в различных дисциплинах от математики до общественных наук, даются различные определения. Часто под информацией понимаются лишь знания, сведения, которыми обмениваются люди или автоматы. В более широкой трактовке добавляется обмен сведениями в биосфере. Г. Кастлер в 1967 г. предложил для теории самоорганизации динамических систем следующее определение: «Информация есть запомненный выбор одного варианта из нескольких возможных и равноправных». Это определение любопытно тем, что, в соответствии с самим собой, информации не содержит, поскольку ничего случайного в нём нет. Но Д.С. Чернавский («Синергетика и информация» ) всё ставит на свои места: он делит информацию на  рецептируемую  (заимствуемую), и генерируемую (создаваемую).
     Чаще, говоря об информации, имеют в виду рецептруемую – её мы получаем от родителей, учителей, из книг, СМИ и других источников. Ею обмениваются и машины. Передатчик и приёмник информации должны быть согласованы, «говорить на одном языке». Но изначально информация должна возникнуть, т.е. быть сгенерирована. Именно этот момент отражён в определении Кастлера.
     В современной науке информация всё чаще понимается как атрибут материи, её неотъемлемое свойство. Один из отцов квантового компьютера, Сет Ллойд, в книге «Программируя Вселенную» пишет об информации, как неоднородностях материи на квантовом уровне. Такое расширение понятия оправданно, поскольку неоднородности появляются в результате каких-то процессов и, следовательно, содержат информацию о них. В качестве неоднородности можно рассматривать любую систему от элементарной частицы, атома, молекулы и далее по восходящей. Наличие неоднородностей на всех уровнях строения материи позволяет не ограничивать такое понимание информации микромиром.
     Информацию, понимаемую в столь широком смысле, можно назвать потенциальной, поскольку в большинстве своём неоднородности остаются скрытыми. К примеру, неоднородности в литосфере Земли могут сохраняться в неявном виде миллионами лет и исчезать, никак не проявившись, в ходе какого-либо геологического процесса. Чернавский такую, не запоминаемую информацию называет микроинформацией, поскольку относит её только к микроуровню (по несколько другим, чем Ллойд, соображениям, об этом здесь: «Что такое информация? Взгляд эволюциониста», http://proza.ru/2020/06/17/33).
     В теории систем рассматривают синтаксическую информацию,  которую можно назвать конкретизацией потенциальной – она определяется для некоторого алфавита (синтаксиса) среды. Например, чтобы определить, сколько синтаксической информации содержит текст, достаточно подсчитать число букв (символов) в нём. При этом информация в тексте, составленном из повторений одного единственного символа, и в осмысленном тексте той же длины оказывается одинаковой. Специальная программа-упаковщик может убрать всю избыточность (повторы символов и любых частей текста). «Пустой» текст при этом сжимается очень сильно, но набор случайных символов, так называемый «белый шум», практически не сжимается вообще. После сжатия его объём будет больше, чем у осмысленного текста, поскольку любой язык содержит в себе значительную избыточность. Поэтому понятия потенциальной/синтаксической информации пригодны только для оценки  её объёма, количества неоднородностей.
     Но нам важен не столько объём, сколько смысл информации. Причём получатель должен быть не только настроен на её приём, но и заинтересован в ней. Интерес же зависит от цели получателя. Основная цель любой системы – это самосохранение (не только, подробнее здесь: «Ценность информации. Целеполагание произвольной системы» http://proza.ru/2020/06/17/36). Поглощая негэнтропию (информацию), системы используют ценную их часть для обогащения своего тезауруса (словаря), либо, говоря в более общем смысле, для укрепления своей структуры, что необходимо для выживания. 
     Такую, встроенную в структуру системы, информацию можно назвать актуальной. В то время, как синтаксическая информация объективна и вообще не зависит от наличия или отсутствия систем-приёмников, актуальная (её можно назвать также семантической, т.е. осмысленной) субъективна, ценна только для определённого подмножества приёмников и для каждого имеет своё значение. Актуализируется (запоминается, в терминологии Чернавского) информация именно в момент поглощения негэнтропии системой-приёмником. После чего сохраняется в этой системе (в её физической структуре или тезаурусе), но в преобразованном виде: например, из пищи организм выделяет нужные ему компоненты, из наблюдений и сообщений в сознании формируются образы и логические выводы.
          Поглощая негэнтропию, система уменьшает свою энтропию (неопределённость) именно на количество семантической информации. Это количество, очевидно, не может быть больше количества исходной потенциальной и зависит от характеристик входного сигнала (таких, как интенсивность, зашумлённость), степени согласованности с ним приёмника (например, знания человеком языка) но прежде всего, от заинтересованности в ней.
   Итак, «идею» можно понимать, как актуальную (семантическую) информацию. При самоорганизации она выделяется из потенциальной, имеющейся в окружающей среде. Понятно, однако, что далеко не любая потенциальная информация может стать «идеей». Чтобы сформировался аттрактор, способный объединить действие неоднородностей, обладающих достаточной энергией, требуется соответствие их возможностей и стремлений законам среды. Так, молния объединяет действие заряженных частиц, совместно создавших достаточно мощное поле, при условии возникновения канала (обычно влажного воздуха), обеспечивающего возможность прохождения заряда. Такое же поле, разделённое надёжным изолятором, к разряду не приводит.
     Разумеется, возможность представления «идеи», как актуальной информации, связана с моими материалистическими убеждениями. Хотя материалисты считают свою философию единственно верной, идеалисты не менее убеждены в своей правоте. Возвращаясь к началу заметки, скажу, что и материализм и идеализм основаны на постулатах, истинах, принимаемых без доказательств также, как религиозная вера и атеизм. Идеализм хорошо сочетается с религией, а материализм – с атеизмом. И, хотя в истории философии есть примеры разных сочетаний, эти два более устойчивы. Вероятно потому, что фактов, подтверждающих такое соответствие , больше, чем опровергающих его. Это не значит, что фактов второго рода нет. Любая достаточно развитая система, как физическая, так и логическая, построенная на некоторых постулатах, рано или поздно сталкивается со своим опровержением. Это следует из теорем Гёделя и Тарского, о которых можно почитать у Михаила Иванникова («Пределы сложности искусственного интеллекта» http://www.proza.ru/2019/02/04/158, глава 1.1 «Гёделевский аргумент»). Я не во всём согласен с этим автором, который, убедительно доказав, что абсолютных истин не существует, свои выводы считает, тем не менее, совершенно бесспорными. Но об этом я пишу подробно здесь («О бесконечном, непрерывном и противоречивом» http://proza.ru/2019/04/30/1889).
До тех пор, пока подтверждений намного больше, чем опровержений, система работает. Если доля логических опровержений или физических нарушений превышает критический для данной системы порог, она погибает. Ей на смену приходят новые системы, способные справиться с проблемами предшественников, но, согласно теоремам Гёделя, также несущие в себе противоречия.