Negentropie

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 1. května 2020; kontroly vyžadují 8 úprav .

Negentropie je filozofický a fyzikální termín vytvořený přidáním záporné předpony neg- (z latinského negativus - negativní) k pojmu entropie a označující její opak. V nejobecnějším smyslu je významově protikladná k entropii a znamená míru uspořádanosti a organizace systému nebo množství energie dostupné v systému [1] . Termín se někdy používá ve fyzice a matematice ( teorie informace , matematická statistika ) k označení množství matematicky opačného k množství entropie ..

Původ

Poprvé koncept „negativní entropie“ navrhl v roce 1943 rakouský fyzik Erwin Schrödinger ve své populární knize „Co je život?“. Pokusil se v něm navázat na myšlenky svého kolegy Nielse Bohra o hlubokém propojení fyzikálních a filozofických zákonů, podle nichž by Nielsem Bohrem formulovaný princip komplementarity mohl sjednotit univerzální poznání k prostému pochopení jednoty světa.

Schrödinger napsal:

Rád bych upozornil, že při stanovení významu tohoto pojmu (fyzický) musím diskusi začít pojmem „volná energie“. Toto je v tomto kontextu přesnější pojem. Ukázalo se však, že tento čistě odborný termín je pro běžného čtenáře, který se snaží pochopit rozdíl mezi těmito dvěma termíny, jazykově velmi blízký obecnému pojmu energie.

Později americký fyzik Leon Brillouin ve své práci „Scientific Uncertainty and Information“ redukoval pojem „negativní entropie“ na negentropii a zavedl jej v této podobě s využitím principu negentropie informace do teorie informace [2] . Erwin Schrödinger vysvětluje, jak živý systém vyváží entropii, aby svou vlastní entropii udržel na nízké úrovni. Pomocí termínu negentropie mohl stručně vyjádřit svou myšlenku: živý systém importuje negentropii pro sebezáchovu:

Živý organismus neustále zvyšuje svou entropii nebo jinak produkuje pozitivní entropii, a tím se blíží nebezpečnému stavu maximální entropie, kterým je smrt. Tomuto stavu, tedy zůstat naživu, se může vyhnout pouze neustálým vytahováním negativní entropie ze svého prostředí. Negativní entropie je to, čím se organismus živí. Nebo, méně paradoxně, to, co je v metabolismu podstatné, je to, že se organismus dokáže za života zbavit veškeré entropie, kterou musí vyprodukovat.

V jednoduchém smyslu je entropie chaos , sebezničení a seberozklad. V souladu s tím je negentropie pohybem k uspořádání, k organizaci systému. Ve vztahu k živým systémům: aby nezemřel, zápasí živý systém s okolním chaosem tím, že ho organizuje a uspořádává, tedy importováním negentropie [3] . To vysvětluje chování samoorganizujících se systémů.

Synonyma

Albert Szent-Györgyi navrhl nahradit termín negentropie syntropií , termínem poprvé navrženým v roce 1940 italským matematikem Luigi Fantappierem , který se ve své teorii pokoušel spojit biologický a fyzikální svět.

V literatuře o samoorganizujících se systémech se k popisu tohoto procesu používají také termíny extropie [4] a ektropie [5] [6] .

Informační přístup ve filozofii

Negentropie z pohledu „informačního přístupu“ [7] je antonymem pojmu entropie, tedy pojmu, který z ní „geneticky“ vyrůstá. Negentropii lze proto uvažovat pouze na základě entropie, tedy paralelně.

Jak je známo, pojem entropie zavedl Clausius (1859) v termodynamice . Poté astrofyzici začali mluvit o „ tepelné smrti vesmíru “, závěr o tom vyplynul z druhého termodynamického zákona a předpokladu, že vesmír je uzavřen jako termodynamický systém. Filozofové nemohli nedbát na vysvětlovací sílu pojmu entropie, která se projevila schopností považovat všechny procesy probíhající ve světě za entropické v termodynamickém smyslu, včetně procesů spojených s lidskou činností v organizaci společenského života. Například N. Berďajev v článku „Vůle k životu a vůle ke kultuře“ (1923) napsal:

Rodí se intenzivní vůle pro „život“ samotný, pro praxi „života“, pro sílu „života“, pro užívání si „života“, pro ovládnutí „života“. A tato příliš intenzivní vůle k „životu“ ničí kulturu, přináší s sebou smrt kultury... Dochází k sociální entropii , tvůrčí energie kultury je rozptýlena.

Jeho současník N. O. Lossky ve svém článku „Matter in the System of an Organic Worldview“ (1923) používá pojmy entropie a ektropie (s odkazem na článek fyzika F. Auerbacha „Ectropism, or the Physical theory of life“ ) při obhajobě filozofického hlediska, podle něhož „hmota je odvozena od vyšší bytosti, schopné kromě hmoty produkovat i jiné typy reality“ . Na tomto základě se Lossky domnívá, že „zákon entropie by měl být formulován s omezením, jmenovitě s náznakem, že záleží pouze na prostředí bez života“ , protože život působí proti nárůstu entropie.

Lossky napsal:

"Ektropismu je dosaženo tím, že živý organismus mění chaotické pohyby na uspořádané pohyby, které mají určitý směr . "

Pojmy „entropie“ a „ektropie“ (v moderním znění – negentropie) byly tedy ve filozofii používány v termodynamickém kontextu. Pokud jde o biologii, termodynamický teoretický aparát „organicky“ zapadá do energie živého v podobě „univerzálního zákona biologie“ ( Bauer , 1935) a E. Libbert formuloval definici živého v této podobě:

Živé systémy jsou takové systémy, které jsou schopny samostatně udržovat a zvyšovat svůj velmi vysoký stupeň uspořádanosti v prostředí s nižším stupněm uspořádanosti. Takovými procesy jsou procesy s negativní entropií (negentropické procesy).

V „Mathematical Theory of Communication“ (1948) navrhl K. Shannon vzorec ve tvaru:

H(x)=-\sum _{i=1}^{n}p_{i}\log _{2}p_{i},

kde je pravděpodobnost tého nezávislého náhodného jevu z množiny možných stavů. Říká se tomu „entropie diskrétního zdroje informací“ nebo „entropie konečného souboru“ (V. I. Dmitriev) (viz článek Informační entropie ). Co se skrývá za tímto vzorcem, odkazujícím na „míru svobody někoho (nebo jakéhokoli systému) volby při izolování zprávy“ (podle L. R. Grahama ), se shoduje až po násobení konstantou s matematickým popisem systému termodynamické entropie navrhl Boltzmann : $p_{i}$ $i$ $n$

H=-{1 \over M_{n}}\součet _{i=1}^{N}m_{i}\ln {m_{i} \over M_{n}}.

L. R. Graham poznamenal:

Někteří vědci považovali potenciální aplikace této náhody za obrovské. Možnost jakékoli analogie nebo dokonce strukturální shody entropie a informace vyvolala v mnoha zemích živé diskuse mezi fyziky, filozofy a inženýry.

Jak probíhaly diskuse o těchto otázkách v SSSR, popsal Lauren R. Graham zcela podrobně ve své knize Natural Science, Philosophy and the Sciences of Human Behavior in the Sovětský svaz. Na konci kapitoly VIII své knihy Graham poznamenal, že očekávání koncepčního průlomu na křižovatce termodynamické a informační entropie se nenaplnilo a „pokles zájmu o kybernetiku jako koncepční schéma na celém světě klesl právě době, kdy se počítače staly extrémně nezbytnými pro obchodní, průmyslové a vojenské aktivity“ (1991).

Viz také

Teorie informace

Poznámky

↑ Vědecká nejistota a informace, 1966 , s. 25.
↑ Vědecká nejistota a informace, 1966 , s. 34.
↑ Schrödinger, Erwin . Co je život – fyzický aspekt živé buňky. — Cambridge University Press, 1944.
↑ Extropia archivována 2. srpna 2014 na Wayback Machine // wikiScience
↑ Ectropia archivována 9. dubna 2010 na Wayback Machine // wikiScience
↑ Ektropie // Slovník synonym
↑ „Nová“ filozofie pro fandy . Získáno 5. března 2013. Archivováno z originálu 27. prosince 2013. (neurčitý)

Odkazy

Schrödinger E. Co je život? Fyzický aspekt živé buňky
Khazen A. M. Nesprávnost principu negentropie L. Brillouina
Komentář k pojmu negentropie
Vyatkin V. B. O použití termínu "syntropie" ve vědeckém výzkumu // Scientific Review. Abstraktní deník. - 2016. - č. 3. - S.81-84.

Literatura

Brillouin L. Věda a teorie informace. - M. : Fizmatlit, 1960. - 392 s.
Brillouin L. Vědecká nejistota a informace. — M .: Mir, 1966. — 271 s.

Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština Skvělý norský Britannica (online) Universalis