Негэнтропия

Таким образом, всеобщая борьба за жизнь между живыми существами — это борьба не за строительный материал для тела и не за энергию, которая в форме тепла, к сожалению неиспользуемого, имеется в изобилии в любом предмете, а борьба за энтропию (точнее, за негэнтропию — Э. Б.), которая становится доступной при переходе энергии от горячего Солнца к холодной Земле. Чтобы по возможности полно использовать этот переход, растения распространяют огромную поверхность своих листьев и не изученным еще способом принуждают солнечную энергию, пока она не снизилась до температурного уровня поверхности Земли, выполнить химические синтезы, которые в наших лабораториях до сих пор совершенно невозможны . [c.14]

Скорость возникновения энтропии в среде в связи с процессами обмена веществ в организме связана со скоростью уменьщения энтропии в нем как открытой системе. Этот процесс уменьшения энтропии в живых системах настолько своеобразен, что получил специальное название негэнтропия (отрицательная энтропия). Благодаря отдаче энтропии в среду [c.143]

Значит, информация получается из понижения энтропии, из энтропии с отрицательным знаком, негэнтропии. Следовательно, платить за информацию нужно энтропией. [c.55]

Все эти процессы и материалы с самого начала неотрывны от исходных веществ высокой чистоты. Такую обусловленность необходимо признать глубоко правомерной, если рассматривать ее как выражение все усиливающейся тенденции к уменьшению энтропии во всем, что создает человек. Использование релятивистских и квантовых процессов, по своей природе высокоупорядоченных, и получение совершенных по упорядоченности материалов нуждается, естественно, в применении веществ возрастающей упорядоченности в качестве кирпичей синтеза и объектов приложения перечисленных технологических процессов. Прямой и явной целью производства становится негэнтропия, упорядочение не только макромира, но и микромира . В основе этого достоверным, даже очевидным представляется прогноз, что XXI век будет веком чистых материалов. [c.55]

Шредингер применил свою концепцию негэнтропии и к самой живой материи. Организмы или комплексы организмов, находящиеся в стационарных состояниях, если можно так сказать, питаются негэнтропией. Они отдают столько же энергии, сколько получают, но энтропия, связанная с отданной энергией, должна превосходить энтропию, связанную с принятой энергией, так что организмы, чтобы жить, втискиваются в градиент энтропии между поступающей и уходящей энергией. [c.13]

Линейная термодинамика неравновесных процессов не объяснила способность открытых систем к самоорганизации и не решила принципиальный вопрос о совместимости второго начала термодинамики с процессами структурирования и, следовательно, не устранила противоречивость физической и биологической формулировок эволюционных идей. Таким образом, не удалась попытка создать общую теорию неравновесных процессов путем минимальной коррекции основ равновесной термодинамики, без внесения в термодинамическое рассмотрение качественно новых элементов. Тем не менее проделанная работа сыграла важную роль в последующем 4>азвитии термодинамического подхода. Она явилась началом движения в правильном направлении, а именно в направлении изучения свойств стационарных процессов открытых систем при удалении от положения равновесия. Линейная неравновесная термодинамика показала (и в этом ее принципиальное достижение), что непременными условиями структурирования открытых систем являются, во-первых, наличие взаимообусловленности между свойствами макроскопической системы и ее микроскопических составляющих и, во-вторых, взаимодействие с привносящей негэнтропию окружающей средой. Дальнейшие исследования вскоре привели к широким обобщениям и формулировке ряда характерных особенностей термодинамических моделей самопроизвольной пространственной и временной структурной организации и, таким образом, к становлению нелинейной неравновесной термодинамики. [c.448]

ИС - это активные системы, экспансия которых направлена в среду (негэнтропия). Экспансия может быть как практически реализуемая - размножение и занятие "экологических ниш" среды данными ИС-представителями, это начальный этап экспансии ИС во Вселенной, так и потенциальная - информационный этап экспансии ИС. Экспансия в этих двух формах физической и потенциальной (информационной) это есть эволюция материи в форме ИС. Цель ИС [c.30]

Если "энтропия" - это возрастание беспорядка, плохо, негатив, то "информация" - это "негэнтропия", позитив почти во всех отношениях. Давайте попытаемся подробнее рассмотреть эту пару, найдя для этого ответы на вопросы [c.200]

Под негэнтропией будем понимать некоторый естественный процесс, обратный характерному процессу возрастания энтропии для замкнутых физических (информационных) систем в процессе их функционирования (второе начало термодинамики), названного "тепловой смертью Вселенной". [c.206]

Процесс негэнтропии в биологии имеет возможность тиражирования отклонения от состояния равновесия. Например, мутация в [c.207]

Работы Винера и Шеннона были прочтены и подхвачены в первую очередь инженерами связи и устройств автоматического регулирования. Для них понятия информации и управления были профессионально привычными и не требовали разъяснений или определений. Но в дальнейшем, когда кибернетикой начали заниматься лица самых различных специальностей, подчас весьма далекие и от техники, и от математики, основные понятия кибернетики стали получать весьма разнообразные, а подчас и произвольные толкования. Кибернетики сами не сумели соблюсти порядок в собственном доме. В некоторых книгах по кибернетической оптимизации производства термин шформация стал применяться к. .. сырью ( входная информация ) и изделиям ( выходная информация — о чем 1), а обработка сырья трактовалась как язык для перекодирования входной информации в выходную . Другими авторами управление трактовалось как любое взаимодействие элементов системы , чем вольно или невольно в состав кибернетики включалась вся физика и многие другие естественные пауки. Информационную энтропию и негэнтроппю (меру количества информации) некоторые авторы стали смешивать с физической энтропией и негэнтропией и утверждать, что растение получает с солнечным светом будто бы информацию , а не свободную энергию. Особенно не повезло самому понятию информация (как соответствию сигнала или знака другому сигналу или событию), которое стало не принято отличать от меры количества информации по Шеннону (негэнтропия на символ), что равноценно, например, замене тонны угля тонной льда подтем п едлогом, [c.13]

Информационная энтропия - негэнтропия [c.208]

Бриллюэн рассмотрел этот парадокс с позиций теории информации [28]. Для того чтобы увидеть молекулу, демон должен ее осветить, т. е. располагать источником излучения, не находящимся в равновесии с окружающей средой. Такой источник имеет меньшую энтропию, чем среда, т. е. обладает негэн-тропией, которую демон превращает в информацию. Полученная информация используется для понижения энтропии газа, т. е. для увеличения негэнтропии. Расчет полного изменения энтропии показывает, что энтропия системы в целом (газ и источник света) не уменьшится, а возрастет, и, следовательно, второе начало справедливо. [c.33]

Так как окружение в результате понижения энтропии системы дезорганизуется, то его энтропия еще не достигла максимума, а потому окружению следует приписать некоторую структуру . Система извлекает из среды энергию и порядок это утверждение очень близко к точке зрения Шредингера о том, что организм питается отрицательной энтропией [6]. Отыскивая меру порядка, Фёрстер отвергает негэнтропию , имеющую конечное значение для систем, находящихся в полном беспорядке, и предпочитает по Шеннону избыточность [c.21]

Вспомним, что именно антиэнтропия (негэнтропия), выраженная в битах, и есть информация. С этой точки зрения макромолекула является идеальным носителем информации, так как число вариантов построения молекулярной химической структуры практически бесконечно топологическая и надмолекулярная организации полимера также могут изменяться в очень широких пределах. Исходя из способности макромолекул к различным реакциям (химическим, электро- и фотохимическим, радио- и механохимическим и др.), в результате которых происходит обмен информацией и энергией с окружающей средой, в последние годы был развит целый ряд совершенно нетривиальных направлений использования полимеров. Их стали широко применять для решения задач химической технологии, энергетики (различные виды аккумуляторов и преобразователей энергии), биологии и медицины, экологии и т. д. Эти исследования сегодня, по существу, делают лишь [c.5]

В стационарном состоянии энтропия Земли также должна быть постоянной. Понятие об энтропии излучения, связанной с его энергией, было введено Больцманом позже его использовал Планк при выводе своего знаменитого закона излучения, лежащего в основе квантовой теории. Возрастание энтропии Земли происходит за счет солнечного излучения, а ее снижение — за счет электромагнитного излучения Земли. Но большое количество энтропии постоянно производится на Земле в результате протекания необратимых процессов. Скорость производства энтропии должна равняться скорости ее суммарной потери. Следовательно, в итоге Земля теряет энтропию, или, как выразился Шредингер [1666], поглощает отрицательную энтропию (негэнтропию, по Брил-люэну [274]). Производство энтропии должно уравновешиваться суммарной потерей энтропии и для отдельных частей Земли, если они находятся в стационарном состоянии. Таким образом, это верно и для ее поверхностного слоя, в частности для биосферы. [c.13]

Обратимся теперь к развитой Пригожиным в 1970-1980-е годы нелинейной термодинамике неравновесных процессов, важнейшими составными частями которой являются теории диссипативных систем и бифуркаций. На первый взгляд может показаться, что рассмотренные на ее основе системы существенно отличаются от выбранной системы структурной организации белков. Конвекционные ячейки Бенара, когерентное излучение лазера, турбулентное движение жидкости, реакция Белоусова-Жаботинского, модель Лотке-Вольтерра, описывающая взаимоотношения между "хищником и жертвой", - все это открытые диссипативные структуры. Динамические процессы перечисленных и подобных им неравновесных макроскопических систем, действительно, приводят при достижении условий, превышающих соответствующий критический уровень, к спонтанному возникновению из беспорядка высокоорганизованных пространственных, пространственно-временны х и просто временных структур. Однако во всех случаях поддерживание возникшего из хаоса порядка в стационарном режиме оказывается возможным только при постоянном энергетическом и/или материальном обмене между окружающей средой и динамической системой. Совершающийся в такой открытой системе неравновесный процесс вдали от положения равновесия связан с диссипацией, т.е. с производством энтропии, или, иными словами, с компенсируюпщм это производство потреблением негэнтропии из окружающей среды. Перекрытие внешнего потока негэнтропии автоматически приводит к прекращению системой производства энтропии и, как следствие, распаду созданной диссипацией структуры. У открытых диссипативных систем аттрактором является не равновесное состояние, а расположенное далеко от него состояние текущего равновесия. [c.462]

Может показаться, что белковая подсистема, в отличие от отмеченных выше диссипативных систем, потребляет негэнтропию не постоянно, а только в период своей структурной самоорганизации. Созданная же структура термодинамически стабильна и как будто бы не нуждается в постоянной инъекции негэнтропии. Аттрактором процесса здесь служит не текущее равновесие, поддерживаемое внешним фактором, а равновесное состояние, к которому стремится свертываемая белковая цепь и которого она достигает, принимая нативную конформацию. Однако такое представление ошибочно, и белок является типичной диссипативной системой, нуждающейся в непрерывном притоке негэнтропии для создания своей структуры. В противном случае она была бы размыта деструктивными флуктуациями. Подобный эффект, если он возникает, обусловлен тем, что белковая цепь находится в среде своего негэнтропийного источника, с которым образует прямые молекулярные контакты. Таким образом, физиологически активная трехмерная структура белка и его водное окружение отвечают термодинамически устойчивому равновесному состоянию макроскопической двухфазной системы. Понятие текущего равновесия диссипативной подсистемы в данном случае совпадает с понятием равновесного состояния всей системы. [c.463]

И (2.32). Изменение энтропии произвольной системы состоит из двух компонент, причем внутренний вклад должен быть всегда положительным diS 0). Изменение энтропии за счет процессов притока и оттока может быть как положительным, так и отрицательным. Таким образом, система, способная отдавать энтропию среде, или, иными словами, поглощать отрицательную энтропию (негэнтропию), может уменьшать свою энтропию. Поведение энтропии в открытой системе может, таким образом, принципиально отличаться от поведения энтропии в изолированной системе. В открытых системах могут без нарушения второго закона термодинамики образовываться и су-и ествовать структуры. Пониманием особенностей открытых систем и их биологического значения мы обязаны Берталанфи и Шредингеру [19, 20], а также Пригожину и Виаму [37]. Последовательная теория открытых систем была разработана Пригожиным [38, 39]. Наконец, Пригожин и Гленсдорф [23] обобщили эту теорию на случай нелинейных систем. [c.27]

Из уравнения (2.20), при допустимых упрощениях, следует, что любая ИИС, попав в область негэнтропийного аттрактора вынуждена эволюционировать к охвату ИП всей Вселенной. Эта такая же внешняя "сила" для ИИС, как и второе начало термодинамики для ФС, но ориентированная в противоположное, познавательнотворческое направление. Заключая параграф отметим еще раз, что "водораздел" между физическими и информационными системами, -это направленность процессов или в сторону повышения энтропии или ее уменьшения, в сторону негэнтропии. [c.65]

В процессе развития ИП образы многократно взаимоперекры-ваются. Иерархически более высокие образы позволяют преодолевать прагматические барьеры непреодолимо стоящие перед ИИС в контексте только локальных образов (1.14 и 1.15). Информационная иерархичность образов в ИП - это механизм своеобразного туннельного эффекта ИИС. Постепенно все ИИС устремляются к абсолютному прагматическому максимуму. Негэнтропия в ПО становится необратимым процессом. Это два пути эволюции физический и информационный. [c.81]

Так как в статистических системах (термодинамика) направление энтропии и функциональное понимание времени однонаправлены, то возникает желание их приравнять и взаимоувязать. При таком подходе можно сделать гипотетическое предположение, что "время опять вернется, когда состояние Вселенной повторится". Но состояние, точнее переход из одного состояния в другое - есть информация (см. определение 8 в основном тексте). Времени нет - есть информация. Подставив вместо понятия времени понятие информацию с обратным знаком, так как время в физических системах разрушает информацию, получим энтропия информация, или негэнтропия информация (знак означает эквивалентны). [c.201]

Негэнтропия - это некоторое, изначально локальное состояние нарушения устойчивости процесса возрастания энтропии в определенным образом структурированной материи (информационные структуры), приводящее к лавинообразному процессу уменьшения энтропии вплоть до нулевых значений ("негэнтропийный пожар"). [c.207]

Так же как все физические системы стремятся к минимуму потенциальной энергии, так и живые системы (биологические информационные системы) вступив на путь негэнтропии уже никогда не смогут свернуть с него, при этом все наращивая и наращивая темпы отклонения от "среднего". Любая вынужденная "остановка" приводит к тому, что новые экологические ниши будут заняты, и останется один выход - консервация и шлифовка уже сформированных механизмов негэнтропийных процессов для данного вида. Только эволюционно лидирующая группа получает все "негэнтропийные сливки". [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология