Re: ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ

[И. Антонов]

Например есть две системы - два сосуда с газом. Как с помощью Вашего опредеоения - алгоритмической сложности определить в какой сисеме больше мера хаоса?

Грубый алгоритм (как иллюстрация самого принципа), который уже  позволяет  различить характерные  случаи:

Надо сделать для каждого из сосудов с определённой цифровой точностью снимок текущего состояния  - сформировать массивы из 3-координат положения в сосуде и 3-x составляющих вектора скорости для всех молекул.  Центр сосуда принимается за точку отсчёта координат.  Затем вычисляется среднее арифметическое для положения молекул  в каждом из сосудов и их средняя скорость (для хаотичных систем оба показателя будут очень близки к нулю). Положения и скорости по осям для всех молекул кодируются как разность их значения со средним. Этот код разностей предельно плотно упаковывается в бинарном потоке – для всех разностей отбрасываются нули левее значащей единицы и остатки стыкуются по границе битов, а не байтов. Для сосуда, в котором "больше мера хаоса", на выходе будем иметь более длинную последовательность кодов чем для сосуда, в котором происходит направленное перераспределение молекул газа.

[SE]

Неужели многомегабайтная "бла-бла-бла" хаотичнее чем текст "Войны и мира"?

Разумеется!
 
Поскольку семантического значения оно не имеет, можно выбирать любые последовательности трех букв, разделенных дефисом. Т.е. "бла-бла-бла-..." эквивалентно "тра-тра-тра-...", "хрю-хрю-хрю-..." и т.п. Энтропия сообщения (т.е. случайность, хаотичность) высока.

А у "Войны и мира" энтропия низка, поскольку последовательности символов строго заданы семантикой, и изменять их нельзя.

Если "бла-бла-бла-..." повторяется постоянно, то энтропия близка к 0.

[И. Антонов]

Неужели многомегабайтная "бла-бла-бла" хаотичнее чем текст "Войны и мира"?

Разумеется!
 
Поскольку семантического значения оно не имеет, можно выбирать любые последовательности трех букв, разделенных дефисом. Т.е. "бла-бла-бла-..." эквивалентно "тра-тра-тра-...", "хрю-хрю-хрю-..." и т.п. Энтропия сообщения (т.е. случайность, хаотичность) высока.

А у "Войны и мира" энтропия низка, поскольку последовательности символов строго заданы семантикой, и изменять их нельзя.

Информационная энтропия характеризует количество новой информации.

Ошибочно утверждать, что в миллионах повторений "бла-бла-бла" меньше  избыточности и предсказуемости, и больше информации, чем в тексте "Войны и мира". Просто отдельно взятые "бла" или "хрю", да,  информации несут не меньше чем "вот" у Льва Толстого. Повторяемость же  ограничивает информативность потока. В отличие от цветущего многообразия текста "Войны и мира".

[SE]

Например есть две системы - два сосуда с газом. Как с помощью Вашего опредеоения - алгоритмической сложности определить в какой сисеме больше мера хаоса?

Грубый алгоритм (как иллюстрация самого принципа), который уже  позволяет  различить характерные  случаи:

Надо сделать для каждого из сосудов с определённой цифровой точностью снимок текущего состояния  - сформировать массивы из 3-координат положения в сосуде и 3-x составляющих вектора скорости для всех молекул.

Вы уверены, что при увеличении энтропии, например при уменьшении температуры, увеличится кол-во кода? :?

[И. Антонов]

Вы уверены, что при увеличении энтропии, например при уменьшении температуры, увеличится кол-во кода? :?

При уменьшении температуры газа  кол-во кода уменьшится, но и  энтропия этого газа уменьшится.
Энтропия тела, отдающего тепло,  уменьшается, просто в меньшей мере, чем увеличивается энтропия принимающего.

[SE]

Вы уверены, что при увеличении энтропии, например при уменьшении температуры, увеличится кол-во кода? :?

При уменьшении температуры газа  кол-во кода уменьшится, но и  энтропия этого газа уменьшится.
Энтропия тела, отдающего тепло,  уменьшается, просто в меньшей мере, чем увеличивается энтропия принимающего.

Честно говоря плохо понимаю :?

1) Пусть есть два сосуда, в них находится по одной молекуле, мы увеличили объем первого одного сосуда, почему Вы считаете, что количество кода для описания состояния первого сосуда изменится?

2) И позвольте вопрос ближе к эволюции. Согласно Вашему определению, у какой системы больше мера хаоса: у живого червяка или у мертвого? считаем что червяк умер совсем недавно, его температура, давление и объем с момента смерти не изменилась.

[SE]

Сделаю дополнение. :wink:

Если "бла-бла-бла-..." повторяется постоянно, то энтропия близка к 0.

Но это только в том случае, если для объекта получающего информацю заведомо определено, что последовательность повторяется. Т.е. величина энтропии зависит от того при каких вероятностных условиях она определяется.

И вообще, по-моему, энтропия считается не для конкретной строки символов, а для самого метода(события) передачи информации :!:

[И. Антонов]

Вы уверены, что при увеличении энтропии, например при уменьшении температуры, увеличится кол-во кода? :?

При уменьшении температуры газа  кол-во кода уменьшится, но и  энтропия этого газа уменьшится.
Энтропия тела, отдающего тепло,  уменьшается, просто в меньшей мере, чем увеличивается энтропия принимающего.

Честно говоря плохо понимаю :?

1) Пусть есть два сосуда, в них находится по одной молекуле, мы увеличили объем первого одного сосуда, почему Вы считаете, что количество кода для описания состояния первого сосуда изменится?

Алгоритмический критерий применим при фиксированных условиях. И если речь идёт о двух сосудах, то они совпадают и по размерам, и по числу молекул газа. В этом случае уменьшение температуры в сосуде возможно при  теплообмене, при котором уменьшится и  энтропия, и длина кода.  
Какой-либо объективной мерой упорядоченности при сравнении произвольных объектов алгоритмические критерии не являются. Они применимы только "при прочих равных", что относится и к блокам кода.

2) И позвольте вопрос ближе к эволюции. Согласно Вашему определению, у какой системы больше мера хаоса: у живого червяка или у мертвого? считаем что червяк умер совсем недавно, его температура, давление и объем с момента смерти не изменилась.

Приблизиться к эволюции  различение порядка и хаоса нам сильно не поможет.  Проблема эволюции -  это  не проблема порядка, противостоящего хаосу, а проблема организованности упорядоченных систем.

Что касается червяка, то с момента смерти  действуют две противоположно направленные с точки зрения порядка тенденции – дезинтеграция организма и прекращение функционирования его систем. Первая увеличивает хаотичность, вторая уменьшает. В момент непосредственной  остановки жизнедеятельности червяк оказывается упорядоченнее, чем был при жизни, а в процессе распада ранее  целостного организма становится хаотичнее.

[dont_delete_user]

Т.е. величина энтропии зависит от того при каких вероятностных условиях она определяется.

Совершенно верно! Вы пришли к выводу, который сделал в своей работе 1993-го года В.Б.Губин. :lol:

...Ввиду практической эквивалентности разных формулировок второго закона термодинамики и предельной ясности принципов действия тепловой машины, видимо, посчитали, что анализ ее работы не даст ничего нового. На самом же деле это не так. Среди характеристик ее работы есть одна, которая не появляется при рассмотрении поведения неравновесных систем и само название которой должно было бы насторожить объективистски настроенных физиков, если бы они были достаточно критичны. Это коэффициент полезного действия. Почему это вдруг в физике, объектом изучения которой считаются вещество или его части как они есть сами по себе, встретилось понятие “полезный”? Кому или чему полезный - системе как она есть, изучение которой является целью физики? Но, по-видимому, самой физической системе должно быть все безразлично! Кому же не все равно, что для совершения работы может быть использована только часть энергии нагревателя, в то время как остальная часть будет потеряна в холодильнике? И как это потеряна, она ведь сохранилась? Откуда появляется разбиение энергии (которая за исключением затраченной на совершение работы сохранилась полностью) на части по качественному критерию полезности? Кто или что производит разбиение? Разумеется, производит такое разбиение пользователь.
... С термодинамикой тепловой машины и энтропией как характеристикой точности управляющих действий в этой машине разобраться относительно легко, так как соответствующие ситуации достаточно ограниченны, хорошо определены и достаточно просто считаются. Однако понятие энтропии используется гораздо шире (а зачастую - заведомо слишком широко). Можно ли это делать, есть ли в этом что-то рациональное и если есть, то что именно?
... Выше мы определили энтропию как меру неточности контроля над частицами в тепловой машине - т.е. в определенном процессе, осуществляемом с определенной целью и определенными средствами и методами.
... Другими словами, в принципе практически при любом распределении частиц по координатам и скоростям существуют отделяемые друг от друга группы, различающиеся средними энергиями, т.е. температурами. Следовательно, абстрактно всегда существует потенциальная возможность подразделить частицы на частицы нагревателя и частицы холодильника с разными температурами. В этом смысле никакой тепловой смерти не может быть. Кстати, по сути именно это, помимо прочего, означают доказательства невозможности получить статмеханику и термодинамику из одной механики ни при каких количествах частиц. Почему-то никто не заметил, что доказательство неследования термодинамики из одной механики является также доказательством того, что законы термодинамики - это не законы природы самой по себе (как ее понимает физика).

Таким образом, вне контроля, т.е. безотносительно к заинтересованному субъекту, чисто объективно, энтропии не существует. Поэтому в самом том мире, который с тем или иным результатом изучает физика, нет самого по себе второго закона термодинамики, как нет и самой термодинамики. Важнейшее следствие для методологов, которое отсюда проистекает, - это несостоятельность и принципиальная ошибочность попыток получить статистику и термодинамику из самого движения частиц и необходимость строить их как отражение результатов деятельности субъекта, воздействующего на системы и процессы относительно грубыми средствами.

... Итак, движения материи и энергии не являются сами по себе ни хорошими и ни плохими, ни полезными и ни вредными, ни улучшающими и ни ухудшающими состояние вещества самого по себе. Но они могут приводить к состояниям материала, неодинаковым по возможности быть полезными для субъекта, которому с этим материалом надо жить и работать, который получает от него результаты в зависимости не только от собственно состояния материала, но и от имеющихся у субъекта в данный момент (и всегда ограниченных) возможностей контролировать материал и управлять им. В связи с этим ограниченный в своих деятельностных способностях субъект, не разобравшийся в причинах разницы качества результатов, а то и ради простоты начинает оценивать и классифицировать сам материал соответственно качеству результатов, которые он может получить при работе с веществом в разных его состояниях, ссылаясь как на причину этой разницы исключительно на эти состояния, приписывая этим состояниям различные качества сверх тех параметров (переменных), значениями которых эти состояния полностью определяются. А во времена, когда анализ был слаб, а некритичность велика, и способы деятельности и соответственно контроля были весьма однообразны, выработалась устойчивая привычка приписывать причины различного качества результатов работы с материалом именно и только различному качеству самого материала. Лучше контролировать материал все равно было невозможно, так что эта ограниченность возможностей контроля практически выступала как закон (или свойство) самой природы. Ошибочность такого представления, возникающего как безграничная экстраполяция в действительности условной закономерности, при ограниченной практике не приводила к заметным отрицательным последствиям, но в конце концов дала себя знать в теоретических парадоксах обоснования термодинамики и статфизики.

... В каком же смысле может быть допустимой и полезной другая позиция, позволяющая широко пользоваться представлением о самостоятельном, суверенном существовании энтропии у некоторых систем? Основание для этого аналогично тому, которое позволило представлению о самостоятельном существовании энтропии, строго говоря, неверному, продержаться полторы сотни лет. Это широкая работоспособность, результативность теории, использующей это понятие в качестве самостоятельно существующей характеристики по крайней мере некоторых частей реальности. Эта работоспособность была и остается, конечно, условной - до тех пор, пока понятия применяются при “термодинамическом” способе контроля. Другими словами, чистая “объективизация” отчасти субъективных конструкций происходит при работе преимущественно данным способом контроля, когда условность практически незаметна и в лучшем случае как бы подразумевается или “держится в уме”.
... Таким образом, соответственно ее смыслу понятие энтропии может быть рационально применено в весьма широких областях к оценке соотношения положительных и отрицательных последствий человеческой деятельности с природой, хотя в настоящее время она строго определена практически только для случая работы с помощью классической тепловой машины. В других случаях ее определение следует уточнять или даже вводить заново соответственно целям, средствам и способам контроля, который будет применяться в производственной деятельности и при утилизации отходов производства.

http://www.gubin.narod.ru/FMM-05.HTM

Аналогично и с информацией, причем даже для микроинформации (шенноновской), которая считается эквивалентной энтропии с обратным знаком – ее величина зависит от условий определения и целей, т.е. от субъективных обстоятельств.

[dont_delete_user]

А вот что В.Б.Губин пишет о критерии живого:

В естественнонаучном плане определение живого на базе какой-то его предыстории противоречит сущности его материальной основы: по крайней мере как мы физически понимаем материальную природу, объект ведет себя определенным образом в зависимости исключительно от состояния его элементов в данный момент, независимо от того, как это состояние образовалось. Это один из рациональных моментов того, что М.В.Волькенштейн связывает с определенностью биологии физикой.

Предлагалось /66/ отличие проводить по наличию или отсутствию у исследуемого объекта какой-то цели, некоторой скоррелированности действий, происходящего. Однако этот критерий надо по крайней мере уточнить.

Скажем, клетка в определенный момент присоединяет к себе некоторую молекулу. Но ведь все всегда происходит в определенный момент. Все происходящее всегда, так сказать, однородно скоррелировано на микроскопическом уровне (хотя бы модельном, о котором мы только и можем говорить с определенностью), реализуется на основе микрозаконов из предыдущих состояний. Эта корреляция не нуждается во введении понятия цели, так как на микроскопическом уровне никакого выбора нет, ни в каком отношении на этом уровне ничто не изменится, если цели не будет. На «объективном», микроскопическом уровне вопрос «зачем» не имеет смысла и совершенно незаконен. По этой причине нельзя назвать «объективно» (вне связи с каким-то субъективным отношением, в абсолютном смысле) более упорядоченной одну ситуацию по сравнению с другой. То есть нетривиальной «объективной» корреляции ввести нельзя.
... Рассмотрим пример вычислительной машины, рассчитывающей столкновение биллиардных шаров, используя подходящую модель процесса столкновения и формально-логические операции. Скажем, налетающий шар полетит после столкновения вправо, если он столкнулся со встречным своей левой стороной. Тем, что машина работает по логическим законам, она еще не отличается по степени скоррелированности от обсчитываемой системы биллиардных шаров, которая для своего движения не нуждается в расчете, - и тут, и там скоррелированность только «объективная». Действия по расчету процесса в той же мере предопределены, что и сам процесс. С одной стороны, машина как бы имитирует некоторые аспекты действий человека (например, методы анализа ситуаций), но с другой - это еще не дает ей самой более высокого (субъективного) уровня, в связи с которым возникает сам анализ и порождаются его методы. Пока ей безразлично, приводит или нет ее «анализ» к «благоприятному» результату, ни о каких корреляциях, отличных от «объективных», не может быть речи: никакого выбора нет, ничего нового не возникает, все уже содержится в исходном микроскопическом состоянии, движение происходит исключительно на «объективном» уровне. Логики для самой машины не существует. Это мы в связи с выполняемой задачей ставим в соответствие состояниям каких-то элементов машины выводы «да» или «нет». По этой причине целесообразность у рассматриваемой машины - конечно, антропоморфизм /67/. И так будет до тех пор, пока у нее не будет некоторого отношения к ситуации (к состоянию внешней среды и к своему собственному) со своей собственной позиции. Без этого субъективного уровня машина может быть даже обучающейся, т.е. с нашей точки зрения все более координирующей свои действия, но для нее самой вся эта координация, достижение результата и т.п. безразличны, т.е. отсутствуют. Действительное действие, классификация поведения по степени целесообразности для нее появится только тогда, когда ей самой это станет хотя бы в какой-то мере небезразличным.

И так мы неотвратимо приближаемся к признанию того, что наличие какого-то небезразличия, «неравнодушия», заинтересованного отношения к ситуации бесспорно относит явление к сфере жизни.

... С чего же начинается небезразличное отношение? Что такое - небезразличие? Небезразличие - это когда от чего-то может быть хорошо, а от другого - плохо, по крайней мере с этого оно начинается. Так вот действительно существенная, критическая граница - наличие или отсутствие ощущения типа «хорошо-плохо». Наличие этого ощущения выделяет ощущающий объект из среды, ставит его к ней в особое отношение, отличное от «отношений» микроскопических взаимодействий. Без этого ощущения граница между ним и средой самостоятельно не возникает, и он попросту не существует как отдельный самостоятельный (сам по себе) объект.

Эти ощущения к физике не сводятся, это сфера идеального. Сейчас мы посмотрим, что в данном случае эта несводимость означает, точнее - чему соответствует.

Итак, если у данной системы вырабатывается отношение к ситуации, хотя бы самое простое - двузначное, то это - живое. Ясно, что такое отношение в некотором смысле проще, чем точная отражаемая в этом отношении ситуация. Выражаясь привычным физическим языком, реальная материальная ситуация определяется какими-то значениями неисчислимого множества параметров. Вырабатываемый отклик - ощущение «хорошо-плохо» - может быть описан всего лишь одним параметром, способным принимать только два значения. Тогда ясно, что одному значению этого параметра может соответствовать множество различных реальных состояний среды, другому - еще одно множество (но не все остальные, так как иные ситуации будут гибельными для ощущающего объекта). Таким образом, характерной чертой ощущения является его относительная устойчивость: изменение ситуации в некоторых ограниченных пределах оставляет отклик неизменным. Ощущающий объект не чувствует малых изменений в своем «физическом» состоянии. Мы не ощущаем лапок комара по отдельности - вот одно из наглядных доказательств устойчивости ощущений, приведенных Лукрецием (/44/, III, 389-390), автором чрезвычайно наблюдательным и доказательным, как то и подобает исследователю-материалисту по определению. Налицо «антиномия»: небезразличие возможно только при определенной степени безразличия.
... Похоже, что в меньшей части материи не может быть полностью, исчерпывающим образом отражено, отпечатано воздействие на нее всей остальной материи. Это радикально отличается от того положения, которое выражается известной фразой о том, что по одной капле можно судить обо всем мире. Все же, видно, несмотря на неисчерпаемость материи меньшая ее часть проще большей в абсолютном смысле. То есть простое, прямолинейное представление о неисчерпаемости и бесконечной делимости материи, подобное теоретико-множественной оценке числа точек на отрезке и на его части, когда все точки на отрезке и на его части могут быть поставлены во взаимнооднозначное и взаимнонепрерывное соответствие, не соответствует действительности. Кажется, физика до таких глубин пока не дошла. Возможно, это вообще вопрос не к той физике, которую мы знаем.

http://www.gubin.narod.ru/AG4P1.HTM