Негэнтропия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Негэнтропи́я — философский и физический термин, образованный добавлением отрицательной приставки нег- (от лат. negativus — отрицательный) к понятию энтропия, и обозначающий его противоположность. В самом общем смысле противоположен по смыслу энтропии и означает меру упорядоченности и организованности системы или качество имеющейся в системе энергии.[1] Термин иногда используется в физике и математике (теории информации, математической статистике) для обозначения величины, математически противоположной к величине энтропии.

Происхождение[править | править вики-текст]

Впервые понятие «отрицательной энтропии» предложил в 1943 году австрийский физик Эрвин Шрёдингер в популярной книге «Что такое жизнь?». В ней он пытался продолжить идеи своего коллеги Нильса Бора о глубокой связи физических и философских законов, согласно которым сформулированный Нильсом Бором принцип дополнительности мог объединить общечеловеческие знания до простого понимания единства мира. В своей работе Шрёдингер пишет:

« Во-первых, я хотел бы заметить, что устанавливая значение этого термина (физического), я должен начать обсуждение с термина "свободной энергии". Это - более точное понятие в этом контексте. Но этот чисто технический термин оказывается лингвистически очень близким к общему понятию энергии для среднего читателя, который пытается разобраться в разнице между этими двумя терминами. »

Позже американский физик Леон Бриллюэн в своей работе «Научная неопределенность и информация» сократил термин «отрицательная энтропия» до слова негэнтропия и ввел его в таком виде при помощи негэнтропийного принципа информации в теорию информации.[2] Эрвин Шрёдингер объясняет, как живая система экспортирует энтропию, чтобы поддержать свою собственную энтропию на низком уровне. При помощи термина негэнтропия, он мог выразить свою идею кратко: живая система импортирует негэнтропию для самосохранения:

« Живой организм непрерывно увеличивает свою энтропию, или, иначе, производит положительную энтропию и, таким образом, приближается к опасному состоянию максимальной энтропии, представляющему собой смерть. Он может избежать этого состояния, то есть оставаться живым, только постоянно извлекая из окружающей его среды отрицательную энтропию. Отрицательная энтропия — это то, чем организм питается. Или, чтобы выразить это менее парадоксально, существенно в метаболизме то, что организму удается освобождаться от всей той энтропии, которую он вынужден производить, пока жив. »

В простом понимании, энтропия — хаос, саморазрушение и саморазложение. Соответственно, негэнтропия — движение к упорядочиванию, к организации системы. По отношению к живым системам: для того, чтобы не погибнуть, живая система борется с окружающим хаосом путём организации и упорядочивания последнего, то есть импортируя негэнтропию.[3] Таким образом объясняется поведение самоорганизующихся систем.

Синонимы[править | править вики-текст]

Альберт Сент-Дьёрди предложил заменить термин негэнтропия на синтропия, термин, впервые предложенный в 1940 году итальянским математиком Луиджи Фантаппие (англ.), который пытался в своей теории объединить биологический и физический мир.

В литературе о самоорганизующихся системах для описания этого процесса также используются термины экстропия[4] и эктропия[5][6]

Информационный подход в философии[править | править вики-текст]

Негэнтропия с точки зрения «информационного подхода»[7] — антоним от понятия энтропии, то есть понятие, «генетически» из неё вырастающее. Поэтому негэнтропия может рассматриваться только с опорой на энтропию, то есть параллельно.

Как известно, понятие энтропии было введено Клаузиусом (1859) в термодинамике. Затем астрофизики заговорили о «Тепловой смерти вселенной», — вывод об этом следовал из второго закона термодинамики и предположения о замкнутости Вселенной, как термодинамической системы. Философы не могли не обратить внимания на объясняющую силу понятия энтропии, которая выражалась в возможности рассматривать все процессы, происходящие в мире как энтропические в термодинамическом смысле, в том числе процессы, связанные с человеческой деятельностью в организации социальной жизни. Например, Н. Бердяев в статье «Воля к жизни и воля к культуре» (1923 г.), писал:

« Рождается напряжённая воля к самой „жизни“, к практике „жизни“, к могуществу „жизни“, к наслаждению „жизнью“, к господству над „жизнью“. И эта слишком напряжённая воля к „жизни“ губит культуру, несёт с собой смерть культуры… Происходит социальная энтропия, рассеяние творческой энергии культуры. »

Его современник Н. О. Лосский в статье «Материя в системе органического мировоззрения» (1923 г.) уже использует понятия энтропии и эктропии (ссылаясь на статью физика Ф. Ауэрбаха «Эктропизм или физическая теория жизни») в отстаивании философской точки зрения, согласно которой «материя производна от высшего бытия, способного также производить другие виды действительности, кроме материи». На этом основании Лосский считает, что «закон энтропии следовало бы формулировать с ограничением, именно с указанием, что он имеет значение лишь для безжизненной среды», поскольку жизнь противодействует возрастанию энтропии. Лосский писал: «Достигается эктропизм тем, что живой организм превращает хаотические движения в упорядоченные, имеющие определённое направление». Таким образом, понятия «энтропия» и «эктропия» (в современном звучании — негэнтропия) использовались в философии в термодинамическом контексте. Что касается биологии, то термодинамический теоретический аппарат «органически» вписался в энергетику живого в виде «всеобщего закона биологии» (Бауэр, 1935), а определение живого Э. Либберт сформулировал в таком виде:

« Живыми называются такие системы, которые способны самостоятельно поддерживать и увеличивать свою очень высокую степень упорядоченности в среде с меньшей степенью упорядоченности. Такие процессы являются процессами с отрицательной энтропией (негэнтропийными процессами). »

В «Математической теории связи» (1948) К. Шеннон предложил формулу вида:

где — вероятность —го независимого случайного события из набора возможных состояний. Её называют «энтропией дискретного источника информации» или «энтропией конечного ансамбля» (В. И. Дмитриев) (см. статью Информационная энтропия). То, что скрывается за этой формулой, относящейся к «мере свободы чьего-либо (или какой-либо системы) выбора в выделении сообщения» (по Грэхэму), совпадало с точностью до умножения на константу с математическим описанием энтропии термодинамической системы, предложенной Больцманом:

Л. Р. Грэхэм отмечал:

« Некоторые учёные считали возможные применения этого совпадения огромными. Возможность какой-либо аналогии или даже структурного совпадения энтропии и информации вызвало оживлённые обсуждения среди физиков, философов и инженеров многих стран. »

Как проходили дискуссии в СССР по этим вопросам, Лорен Р. Грэхэм достаточно полно описал в своей книге «Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе». В конце VIII главы свой книги Грэхэм отметил, что ожидание концептуального прорыва на стыке термодинамической и информационной энтропий не оправдалось, а «спад интереса во всём мире к кибернетике как концептуальной схеме пришёлся как раз на то время, когда компьютеры стали крайне необходимыми для деловой, промышленной и военной деятельности». (1991 г.).

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Научная неопределенность и информация, 1966, с. 25.
  2. Научная неопределенность и информация, 1966, с. 34.
  3. Schrödinger, Erwin. What is Life — the Physical Aspect of the Living Cell. — Cambridge University Press, 1944.
  4. Экстропия // викиНаука
  5. Эктропия // викиНаука
  6. Эктропия // Словарь синонимов
  7. “Новая” философия для любителей. Проверено 5 марта 2013. Архивировано 10 марта 2013 года.

Ссылки[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Бриллюэн Л. Наука и теория информации. — М.: Физматлит, 1960. — 392 с.
  • Бриллюэн Л. Научная неопределенность и информация. — М.: Мир, 1966. — 271 с.