Рассмотрим пять болтов и пять гаек. Рассмотрим два состояния
1) Гайки отдельно, болты отдельно.
2) Гайки и болты перемешаны.
Отличие в обоих случаях только в координатах гаек и болтов (5 гаек и 5 болтов присутствует в обоих вариантах). Вопрос — чему равна разница в энтропии между состояниями 1) и 2), то есть S(2) — S(1).
При обсуждении S(2) — S(1) было бы интересно также рассмотреть следующие вопросы.
А) Будет ли разница в энтропии зависеть от температуры?
Б) Представим себе, что вместо гаек и болтов мы возьмем 10 шариков. 5 шариков буду обычные шарики, 5 же будут содержать небольшую выемку одинаковой формы. Можно опять же рассмотреть разницу энтропии между двумя подобными состояниями. Будет ли разница энтропии в этом случае отличаться от разницы энтропии в случае болтов и гаек?
Обсуждение
http://evgeniirudnyi.livejournal.com/47179.html
См. также
http://egovoru.livejournal.com/54636.html
Обсуждение: https://evgeniirudnyi.livejournal.com/68810.html
http://flying-bear.livejournal.com/1921726.html?thread=29249470#t29249470
http://ivanov-p.livejournal.com/120511.html?thread=467903#t467903
Статистическая механика в биологии eugene_koonin
https://ivanov-petrov.livejournal.com/1870801.html?thread=97546961#t97546961
07.09.19
Обсуждение с nil_0
‘Если вам известно «микросостояние», то энтропия = 0.’
‘Энтропия = информация, которой не хватает наблюдателю для знания микросостояния системы. Если наблюдатель не знает, что болты отдельно, гайки отдельно, то энтропия одинаковая. Если знает, то разная. Впрочем, если нет стенки между ними, то исходно разделённые болты и гайки быстро перемешаются.’
https://evgeniirudnyi.livejournal.com/213468.html?thread=3211484#t3211484
Также https://evgeniirudnyi.livejournal.com/213821.html
28.01.2012 Энтропия и информация
Обсуждение на trv-science-ru
http://trv-science-ru.livejournal.com/107953.html
Мои комментарии
________________________________
_iga: ‘Насколько понимаю, у российских физиков бывают две позиции:
«атрибутивисты» и «функционалисты».
Для первых информация — такой же неотъемлемый атрибут материи как масса или энергия.
Для вторых — информация это свойство особых материальных систем (киберсистем, информационных систем, способных информацию интерпретировать).’
Хорошее разделение. На everything-list как раз больше атрибутивистов. Я сам ближе ко второй точке зрения, однако здесь остается непонятным как кибернетические системы возникают, и что собственно говоря они представляют. Скажем у Jeffrey Gray есть высказываение, что биология по сути дела это физика + законы кибернетики. Однако соотношение между физикой и обратной связью остается непонятным.
В этом отношении есть два модных термина — первое emergence, emergent properties, то есть скажем информация как раз возникает (прадва не очень понятно как). Второй термин идет от философов, но мне кажется, что он близок к emergence: supervenience. Здесь информация вытекает из физических свойств (опять же не очень понятно как).
________________________________
Мне действительно нравится сливной бачок, как пример. В настоящий момент я рассматриваю следующую последовательность
камень — сливной бачок — автоматическая дверь — беспилотный автомобиль — бактерия
Обратите внимание, что разница с камнем не так очевидна, поскольку в определенном смысле его также можно рассматривать как кибернетическую систему, перерабатывающую информацию.
Пока у меня не получается дать четкий ответ, что собственно говоря меняется в этой цепочке.
В определении Корчмарюка меня смущает слово целесообразность, поскольку она предполагает наличие цели. Однако я не уверен, что даже у бактерии есть цель, не говоря уже о сливном бачке.
________________________________
Вы считете, что сливной бачок и бактерия функционируют именно потому, что у них есть цель?
С другой стороны, также можно сказать, что цель камня — это реагирование на окружающие воздействия. Например, когда вы садитесь на камень, то в нем соотвествующим образом возникают напряжения, чтобы результирующая сила оказалась равной нулю. Почему это не подходит как цель?
________________________________
Re: надо бы определение дать что ли сначала…
Это конечно. Логика, которую можно увидеть, у физиков-«атрибутивистов» следующая. Шеннон дал формальное определение информации и ввел понятие информационная энтропия, которая оказалось похожим на выражение для энтропии в статистической термодинамике. Далее некоторые физики посмотрели на все это и сказали, что отсюда следует, что информация и энтропия одно и тоже. Похоже, что это произошло таким образом.
________________________________
Могу ли я восприять ваш ответ таким образом, что информация и термодинамическая энтропия однозначно связаны между собой? Если да, то меня волнует следующий практический вопрос. Давайте возьмем жесткий диск, или флешку, или DVD. Можно ли определить информационную емкость этих устройств из термодинамической энтропии этих устройств? Или соотвественно, термодинамическую энтропию устройств из информационной емкости? Был бы признателен за помощь в решении такого вопроса от настоящего физика.
________________________________
Я начал эту дискуссию, чтобы лучше понять, что понимают физики под информацией. Я согласен с вами, что следовало бы сказать, что есть как минимум два разных терминима ифнормация: в физике и в информационных технологиях. К слову сказать, я пока еще так и не дошел даже до такого впроде бы естественного утверждения на everything-list. Там пока информации в информатике отказывают право на существование самой по себе, говорится, что это обязательно должно быть связано с информацией из физики.
В целом позицию граждан на everything-list можно понять, поскольку если сказать, что существует два разных термина информация, возникает вопрос, что же тогда обозначает информация в физике и откуда этот термин туда пришел.
Я бы согласился, что термодинамика дает предел на количество записиваемой информации через kT, однако применение даже этого утверждения приводит к проблемам. Например, вы пишите, что информация связана с количеством состояний. Оно больше всего в газе (энтропия газа больше энтропии кристалла). Не уверен однако, что предложение хранить информацию в газе является удачным. С другой стороны вы также упомянули про негоэнтропию — информацию должна расти в противоположную строну. Здесь тогда можно рассмотреть тело при абсолютному нуле. Количество состояний там нуль (или близко к нулю). Откуда же там возьмется информация?
________________________________
В примере с камнем панпсихизм был не главное. Главное был обмен информацией с окружающей средой.
Обратная связь — это неплохая идея, однако здесь главный вопрос, как всегда, в определении. Если мы например скажем, что для реализации обратной связи необходим цифровой процессор, то тогда, конечно, камень выпадает. Однако тогда выпадают также сливной бачок и другие аналоговые механизми обратной связи. Если же аналоговые механизмы обратной связи оставить, то здесь уже исключить камень не так уж и просто. Например, если кто-то садится на камень, то в нем соотвествующим образом возникают напряжения, чтобы результирующая сила оказалась равной нулю. Чем не обратная связь?
Также есть интересный вопрос, каким образом возникает обратная связь. Скажем у нас есть разные системы, которые в конечном итоге представляют собой совокупность атомов. Обратная связь уже проявляется на этом уровне или путем emergence: supervenience. Если последнее, то что значит обратная связь на уровне атомов.
________________________________
«Можно попытаться определить как сохранение некоторых параметров системы в заданном диапазоне.»
В этом случае камень отлично попадает в определение. Камень — это совокупность ядер и электронов, между которыми есть сложные взаимодействия, чтобы сохранить параметры камня (межядерные расстояния) в заданном диапазоне. Я уже приводил пример, если кто-то садится на камень, то в нем соотвествующим образом возникают напряжения, чтобы результирующая сила оказалась равной нулю. Однако если взять молот и сильно стукнуть, то камень развалится. Внутренние взаимодействия в этом случае со своей задачей не справятся.
________________________________
«сохранение параметров постоянства структуры и функций»
Не уверен, что слово функция поможет. Можно себе представить такую функцию, как хранить тепло. Для этого мы можем добавить в середину камня вещество, которое имеет фазовый переход близко к желаемой температуре. Тогда например днем тепловая энергия будет сохраняться в этом веществе, а ночью камень будет выполнять свою функцию хранения тепла (по-моему идея одного изобретателя из Швейцарии). Здесь конечно надо быть аккуратным с погодными условиями, поскольку в зависимости от них такое устройство вполне может превратиться в холодильник, но дело не в этом.
Чем не пример?
________________________________