Szanowni Państwo, niniejszym proponuję rozpocząć omówienie „Dialogów”.
Ponieważ wymieniony utwór jest
sequelem nie tylko traktatu biskupa Berkeleya, ale poniekąd także dzieła Platona, uważam za stosowne ucieć się do taktyki Sokratesa. Albowiem łatwiej jest zadawać pytania niż na nie odpowiadać
Andiam. Incominciate!A więc, zaczynamy, jak to mawiali pojedynkujący się
Na pierwszy ogień spory cytat:
HYLAS: Cóż tak osobliwego przedstawia informacja?
FILONOUS: Jest ona czymś wielce osobliwym, mój drogi, albowiem nie jest ani materią, ani energią, choć stanowi zjawisko całkiem realne. W żadnym razie nie jest przedmiotem materialnym, gdyż przedmiot taki może znajdować się tylko w jednym miejscu naraz, podczas gdy ta sama informacja potrafi znajdować się w wielu miejscach równocześnie (w wielu egzemplarzach tej samej książki, na przykład). Można ją mierzyć sposobami fizyki, można zatem określać zasób, ilość informacji. Można ją przesyłać środkami materialnymi. Poza takimi środkami informacja istnieć nie może, a jednak nie jest ona z nimi tożsama. Materia podlega prawu zachowania, materii nie zniszczysz, możesz ją tylko przemienić w energię. Informację natomiast można unicestwić nieodwracalnie.
HYLAS: Czyż jest ona zatem rodzajem energii?
FILONOUS: Nie, gdyż energii, jak i materii nie można, jakem ci powiedział i jak sam wiesz dobrze, anihilować, unicestwić. Energia jednego rodzaju, na przykład promienista, przechodzi w inną, np. w cieplną, podczas gdy informację można całkowicie zniszczyć.
HYLAS: To bardzo dziwne, istotnie. Więc czymże ona jest?
FILONOUS: Doniosłość prac cybernetyków na tym się właśnie zasadza, że wykryli odpowiedź na to pytanie. Informacja jest dzieckiem termodynamiki, postawionej, mówiąc obrazowo, na głowie, gdyż stanowi ona odwrotność entropii. Entropia to wielkość fizyczna, mierząca dezorganizację, wzrost nieuporządkowania, zwiększanie się chaotyczności w obrębie układów materialnych. Wyjaśniając to fundamentalne pojęcie bez użycia matematyki, musimy, niestety, uciec się do rozmaitych przykładów i porównań.
We wszystkich bez wyjątku procesach zachodzących w naturze, tak w gwiazdach, jak i w zbiorach atomów, obserwujemy zasadniczo wzrost nieuporządkowania, rosnącą dezorganizację energii. Lecący meteor przedstawia pewien określony ład wewnętrzny, który wyraża się tym, że wszystkie jego cząsteczki poruszają się w jednym kierunku. Gdy meteor ten wpadnie do wanny z wodą, zorganizowana, jednokierunkowa energia jego ruchu przemieni się w bezładne, chaotyczne ruchy cieplne cząsteczek, co przejawi się w ten sposób, że woda zakipi. Mówimy wtedy, że uporządkowana energia kinetyczna ruchu przekształciła się w energię nieuporządkowanych ruchów cieplnych. Otóż niezmiernie doniosła jest w tym zjawisku jego nieodwracalność. Jest niemożliwe, żeby zaszło coś odwrotnego, to znaczy, żeby woda, nagrzana w wannie do wrzenia, ochłodziła się, wyrzucając zarazem meteor (czy jakieś inne ciało) w górę. Raz wtrącone w stan chaotycznych ruchów cieplnych cząstki nie mogą już swej energii przemienić w zorganizowaną energię ruchu jednokierunkowego bryły meteorytowej. W całej naturze obserwujemy stopniowe dezorganizowanie się energii, wzrost bezładu, a miernikiem tego zjawiska jest właśnie entropia. Szklanka rzucona na ziemię rozbija się: uporządkowana energia ruchu przechodzi na niższy stopień organizacji. Stało się coś nieodwracalnego, gdyż pozostawione samym sobie skorupy nigdy nie złożą się w całą szklankę. Druga zasada termodynamiki uogólnia to zjawisko głosząc, iż entropia izolowanego układu może się samorzutnie tylko powiększyć, ale nie zmniejszyć. Oznacza to, że najbardziej prawdopodobny i naturalny jest w całej przyrodzie wzrost chaotyczności, dezorganizacja energetyczna, i dlatego to właśnie spontanicznie zachodzą jedynie procesy nieodwracalne. Gaz zawarty w naczyniu pod ciśnieniem, jeśli je otworzymy, natychmiast się rozpręży i ulotni — a tym samym zmniejszy się ład energetyczny jego cząsteczek. Nagrzane ciała stygną, gdyż większa ilość ciepła oznacza większe uporządkowanie energetyczne systemu, a droga wiedzie w naturze od ładu, od organizacji, do chaosu, do dezorganizacji. Termodynamika odpowiada nam na pytanie, jakie jest prawdopodobieństwo wystąpienia jakiegoś stanu, przy czym prawdopodobny jest zawsze i tylko wzrost chaotyczności. Otóż, wracając teraz do cybernetyki – informacja jest odwrotnością entropii. Gdy tamta jest miarą bezładu – ta mierzy ład. Gdy tamta przedstawia bieg zjawisk najbardziej prawdopodobny – ta jest miernikiem procesów mniej prawdopodobnych, w tym sensie, że informacja, zawarta w określonym systemie, samorzutnie nie może rosnąć. Informację zawartą w zamkniętym układzie można zniszczyć, ale raz zniszczonej nie można w tym systemie stworzyć.
HYLAS: Jakże nie można stworzyć informacji? Jeśli raz jeszcze zbierze się potrzebne dane…
FILONOUS: Powiedziałem: w zamkniętym systemie. Jeżeli ten system kontaktuje się z otoczeniem, rzecz przedstawiać się może inaczej. Pozostawione samym sobie, odcięte od wpływów zewnętrznych wszelkie układy, czy są nimi planety, góry czy mgławice, wykazują z upływem czasu nieustający wzrost dezorganizacji cząsteczkowej, zanik strukturalnego porządku, przy czym granicą tego procesu jest maksymalny wzrost entropii, któremu odpowiada całkowity bezład energetyczny i materialny, więc rojowisko atomów w ogóle nie uporządkowanych, przemieszanych przypadkiem. Zjawisko odwrotne, to jest samorzutny wzrost wewnętrznego porządku, jest nad wszelki wyraz nieprawdopodobne. Rozkruszone erozją skały nie podnoszą się same z piargów i nie scalają, spadłe meteory nie wzbijają się na nowo do gwiazd, strzaskane kryształy nie mogą się odbudować bez dopływu zewnętrznej energii (słonecznej na przykład). Choć zjawisko wzrostu entropii potwierdza się w mgławicach i gwiazdach, na niebie i na Ziemi, to jednak istnieją układy, które zdają się pozornie wyłamywać z tej powszechnej prawidłowości.
HYLAS: Masz na myśli nasze ciała?
FILONOUS: Tak jest. Zapłodniona komórka jajowa jest przecież niżej zorganizowana od całego dojrzałego organizmu, który się z niej rozwija. A jednak organizm powstaje właśnie z okruszyny ciał białkowych, jaką stanowi zygota. Wydaje się, jakby zjawiska życiowe biegły „pod prąd” wszelkich procesów naturalnych, w tym sensie, że poza obrębem żywych ustrojów w przyrodzie obserwujemy jeno wzrost bezładu, rozpadanie się, niweczenie, upraszczanie się struktur, podczas kiedy cały przebieg ewolucji biologicznej jest zjawiskiem odwrotnym: jest nieustającym maleniem entropii w obrębie organizmów potomnych, które są bardziej złożone od form rodzicielskich.
HYLAS: Zjawisko to wcale nie gwałci drugiego prawa termodynamiki, Filonousie. Wiadomo przecież, że organizmy żywe nie są układami izolowanymi od otoczenia, przeciwnie, one żyją właśnie dzięki niemu, albowiem ich wzrost i rozwój zachodzi kosztem zmniejszania się organizacji spożywanych przez nie pokarmów. Zwierzęta żywią się roślinami, rośliny z kolei wyzyskują dla syntezy własnych tkanek energię promieni słonecznych, która wskutek tego ulega dezorganizacji, tak że ogólny bilans termodynamiczny w dalszym ciągu wykazuje wzrost entropii.Kluczowe, moim zdaniem, fragmenty oznaczyłem pogrubieniem.
Zaraz spróbuję reasumować.
- primo, informacja jest odwrotnością entropii i vice versa;
- secundo, w układzie izolowanym entropia nie może maleć, odpowiednio informacja nie może wzrastać;
- tertio, istnieją układy, gdzie informacja wzrasta: zarówno żywe – organizmy, biocenozy, biotopy, społeczeństwo, jak i nieżywe – komórki Bénarda, rosnące w roztworze kryształy, prądy atmosferyczne i oceaniczne, cykłony i antycykłony, itd.; aż w końcu cały glob ziemski podobno jest takim układem;
- quatro, wymienione układy nie są izolowane;
- quinto, nie są izolowane jedynie w sensie dopływu energii, uporządkowanej energii promieni słonecznych, która ulega dezorganizacji i wreszcie opuszcza Ziemię w wyglądzie mniej uporządkowanego promieniowania cieplnego. O bezpośrednim dopływie informacji nie ma mowy;
- sexto, źródłem organizowanej energii dla Ziemi jest Słońce, zatem zdanie „ogólny bilans termodynamiczny w dalszym ciągu wykazuje wzrost entropii” dotyczy układu „Ziemia – Słońce”. Innymi słowy, informacja na Ziemi rośnie kosztem jej malenia na Słońcu;
- septimo, stąd nasuwa się logiczny wniosek: „Hamlet” i cały dorobek intelektualny ludzkości, peta- i eksabajty informacji, pochodzą ze Słońca, gdzie się znajdowały od zarania czasów.
Ad absurdum. Sam Lem wprost pisze o tym w
Summie..:Jak wiadomo z termodynamiki, ilość informacji (czyli entropii) w zamkniętym układzie nie może wzrosnąć. Ponieważ sami powstaliśmy z gwiazdowych szczątków, Kosmos zaś stanowi system zamknięty, bo “poza”‘ nim nie ma nic, z tego niedwuznacznie wynika, że i Hamlet, i wszystko, co w ogóle człowiek stworzył, wymyślił czy nakłamał, istniało już jako informacja w owej pierwotnej mgławicy, z której powstały galaktyki, gwiazdowe układy, planety, my, oraz ta książka. Czym doprowadziliśmy szczęśliwie całą rzecz do absurdu.A w takim razie, skąd się bierze ta informacja?
Można napisać „równanie”: uporządkowana energia –> nieuporządkowana energia + informacja,
skąd wynika, że informacja = „porządek”, uporządkowanie, organizacja.
Ale to chyba nie tak. Nie każdy uporządkowany układ zawiera informację. Przykład – tekst, składający się z litery „a”, powtórzonej tysiąc razy pod rząd.
Jakieś to zawiłe. W jaki sposób stopień uporządkowania, "jakość" energii, która sama w sobie nie zawiera ani jednego bita informacji, zamienia się w owe gigamegaterabajty? Co za tajemnicza więź łączy informację i energię, a ściślej, zmianę jej organizacji?
