URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Чернавский Д.С. Синергетика и информация (динамическая теория информации). Серия 'Синергетика: от прошлого к будущему'
Id: 7765
 
269 руб.

Синергетика и информация (динамическая теория информации). Серия "Синергетика: от прошлого к будущему". Изд.2

URSS. 2004. 288 с. Мягкая обложка. ISBN 5-354-00241-9. Уценка. Состояние: 4. Блок текста: 4+. Обложка: 4.
С предисловием и послесловием профессора Г.Г.Малинецкого

 Аннотация

В книге обсуждаются особенности синергетики как науки и ее математические и методологические аспекты. Отображены процессы возникновения информации и эволюции ее ценности. В качестве примеров рассмотрены: вопрос о происхождении жизни и генетического кода, проблема развития организма, а также процессы мышления и творчества. Широко используется метод математического моделирования. Для облегчения восприятия приведено краткое изложение основ теории динамических систем в форме, доступной для людей, не имеющих специального математического образования. Второе издание дополнено: обсуждается приложение синергетики к описанию исторических событий и включена глава "Информационная сущность денег".

Для широкого круга читателей, интересующихся новыми тенденциями в современной науке и проблемами интеграции точных, естественных и гуманитарных наук.


 Оглавление

От редакции
Введение
1 Основные понятия динамической теории информации
  1.1.Определения понятия "информация"
  1.1.1.Количество информации
  1.1.2.Ценность информации
  1.2.Рецепция и генерация информации
  1.2.1.Иерархия информационных уровней
  1.2.2.Условная и безусловная информация
  1.3.Макро и микроинформация, ошибочность термодинамической трактовки информации
2 Устойчивость динамических систем и проблема необратимости
  2.1.Динамические уравнения и фазовые портреты нелинейных систем
  2.2.Хаотические состояния, необратимость и рост энтропии
  2.3.Проблема необратимости в квантовой механике
  2.3.1.Динамическая и параметрическая устойчивость квантово-механических систем
  2.3.2.Наблюдаемые величины в структурно неустойчивых квантово-механических системах
  2.4.Распределенные динамические системы
  2.4.1.Образование фронта
  2.4.2.Диссипативные структуры
  2.5.Что такое самоорганизация, синергетика и кибернетика
3 Модели генерации ценной информации
  3.1.Перемешивающий слой и его свойства
  3.2.Информационные системы
  3.3.Модели генерации ценной информации, проблема целеполагания
  3.4.Эволюция ценности информации, прогностическая и конъюнктурная ценности
  3.4.1.Асимптотическая ценность
  3.4.2.Конъюнктурная и прогностическая ценности
4 Информационные процессы в биологии
  4.1.Проблема возникновения жизни
  4.2.Ранние стадии биологической эволюции
  4.2.1.Молекулярные аспекты механизма авторепродукции
  4.2.2.Гиперцикл и генетический код
  4.3.Возникновение биологической асимметрии
  4.4.Возникновение биологического разнообразия и проблема темпов биологической эволюции
5 Информационные аспекты процесса развития организма
  5.1.Принципы онтогенеза
  5.2.Математические модели онтогенеза (синергетический подход)
  5.3.Математическая модель коллективного поведения социальных амеб Dictiostellium discoideum (Dd)
6 Обработка информации в нейросетях и проблемы мышления
  6.1.Основные свойства процесса мышления
  6.2.Экскурс в теорию распознавания
  6.3.Экскурс в теорию нейросетей
  6.4.Мышление и распознавание образа
7 Методологические аспекты синергетики
  7.1. Методология интеграции наук, "всеединство", "универсальный эволюционизм" и "физический редукционизм"
  7.2.Синергетика и логика
  7.3.Порядок и хаос, логика и диалектика
  7.4.Порядок и хаос в обществе (проблемы этики)
8 Информационная сущность денег
  8.1.Особенности денег как информации
  8.2.Взаимодействие валют
  8.3.Базовая модель динамики денежных масс
  8.3.1.Модели динамики "финансовых пузырей"
  8.3.2.Модель взаимодействия валют
Заключение
Синергетика, информация, судьба (Послесловие редактора) Г.Г.Малинецкий
Литература

 Введение

Двадцатый век войдет в историю как время увлечений и разочарований. Это относится и к революциям, и к социальным идеям, и к науке и технике. Начался век с взрыва индустрии, в конце его мы оказались у края экологической катастрофы, порожденной той же индустрией.

В первой половине века были построены две фундаментальные теории: квантовая механика и теория относительности. Эти открытия повлияли не только на физику, но и на науку в целом. Однако они не привели к интеграции наук: физика осталась физикой, а биология -- биологией. Более того, с появлением квантовой механики возникло и укрепилось мнение о том, что единого подхода в науке вообще быть не может.

Это мнение отражено в высказывании одного из создателей квантовой механики Нильса Бора о том, что описать процессы, протекающие в окружающем нас мире, с помощью одного языка невозможно. Необходимы разные описания, в каждом из которых яснее проявляются те или иные особенности изучаемого явления. Сейчас можно с уверенность сказать, что великий Нильс Бор на этот раз ошибся. Жизнь показала, что возможен и даже необходим единый подход, в рамках которого ясно проявляются различные особенности явления. Именно на это претендует сейчас синергетика, использующая язык теории нелинейных динамических систем.

В середине века в биологии был открыт генетический код и в физике -- открыт динамический хаос и осознана роль, которую играют неустойчивости в природе. В результате в конце века последовало взрывное развитие биологических и информационных технологий. Эти события тесно связаны друг с другом, чему, собственно, и посвящена книга.

Появилась потребность в описании всех явлений природы с единой точки зрения, или, иными словами, в интеграции наук. Возникло новое научное направление -- синергетика, в которой точные, естественные и общественные науки рассматриваются на равных правах.

При этом выяснилась необходимость ревизии некоторых ключевых понятий, употребляемых в точных науках, таких как: причина и следствие, замкнутая система, бесконечно большое и т.п. (таково, по крайней мере, мнение автора). Цель ревизии состоит отнюдь не в отрицании основных положений точных наук. Цель в другом -- сформулировать их так, чтобы они не вступали в противоречие с явлениями природы (включая живую).

У части ученых ревизия понятий вызывает чувство протеста, разочарования и дискомфорта. У других, напротив, возникает творческий подъем, поскольку появляется возможность взглянуть на мир в целом (включая информатику и биологию) по-новому и с единой точки зрения. Наука снова становится интересной.

В книге отражены и разочарования, и увлечения. В какой мере это удалось сделать -- судить читателю.

Несколько слов о структуре книги.

Начинается она с определения основных для информатики понятий: информация и ценность информации (гл.1). Оказывается, что и этот первый шаг отнюдь не тривиален, в том числе и в методологическом отношении.

Вторая глава посвящена явлению неустойчивости, которое играет фундаментальную роль в природе. Оно лежит в основе динамического хаоса, необратимости процессов во времени (т.е. "стрелы времени"), обеспечивает возможность свободного выбора (генерации информации) и самоорганизации развивающихся систем. Оказывается, что оно же, явление неустойчивости, заставляет задуматься над ревизией привычных понятий.

В третьей главе обсуждаются процессы генерации информации и эволюции ее ценности. Центральным здесь является вопрос о возникновении цели в динамических системах. Вопрос не простой, поскольку именно способность к целеполаганию отличает живые системы от неживых.

В последующих главах рассмотрены приложения динамической теории информации к развивающимся системам, преимущественно биологическим. Это не случайно, поскольку именно в живой природе процессы генерации информации проявляются наиболее ярко. Рассмотрены проблемы возникновения жизни, биологической эволюции, развития сложного организма и, наконец, процессы генерации и обработки информации в нервных сетях. Последние связаны с проблемами мышления и творчества.

В последней главе обсуждаются некоторые методологические аспекты синергетики, связанные с пересмотром фундаментальных понятий.

Казалось бы, все это можно изложить, не утруждая себя и читателей математическими выкладками. Тем не менее в книге много места уделено математическим методам. Более того, в главе 2 специально изложены основы теории динамических систем. Автор старался сделать это на уровне, доступном широкому читателю, включая школьника. (Исключение представляет раздел 2.4, который предназначен для людей, владеющих квантовой механикой. Этот раздел включен, поскольку в нем идет речь об актуальной и пока еще дискуссионной проблеме, касающейся "стрелы времени" в квантовой механике.)

Считаю, что такой экскурс в математику не только полезен, но и необходим для понимания последующего, а также для того, чтобы слова "интеграция наук" не превратились в пустой звук.

Понимаю, что представители гуманитарных наук при первом чтении этот раздел пропустят -- и правильно сделают.

Надеюсь на то, что некоторые из них заинтересуются, что же это за математика, которая подводит к ревизии понятий, претендует на описание процесса творчества, мышления и т.д. Тогда при втором чтении они заглянут в этот раздел -- и тоже правильно сделают.

Очень надеюсь, что отдельные представители творческой интеллигенции увлекутся настолько, что будут использовать математику в своих творческих озарениях. На наш взгляд, такие поступят мудро.

Понимаю, что представители точных наук при первом чтении этот раздел пропустят -- сочтут, что они это знают и для них это слишком просто. И это тоже правильно.

Надеюсь на то, что при втором чтении (если такое желание возникнет) они туда заглянут -- и тоже не ошибутся. Истина всегда проста и конкретна, неожиданные и важные выводы, порою, следуют из решения простых задач простыми методами.

Наконец, считаю, что студенты и школьники должны прочитать этот раздел при первом чтении, поскольку в других руководствах по теории динамических систем этот материал изложен более строго, но менее наглядно и лаконично.

Интеграция наук -- путь не легкий, нужны совместные усилия, совместные действия. Напомним, по-гречески совместные значат "син", а действия -- "эргос", поэтому и наука называется -- синергетикой.

В книге много места уделено оригинальным работам автора. Это естественно и об этом можно было бы и не упоминать, поскольку почти все авторы поступают так же, и это тоже, видимо, правильно.


 Заключение

В книге затронуты вопросы из самых различных дисциплин: математики, физики, химии, биологии и даже медицины.

Что объединяет их? В чем стержень книги? Что связывает синергетику и информатику?

Ответ прост: в основе всех обсуждаемых явлений лежит неустойчивость. Это явление в физике известно давно, но до недавнего времени отношение к нему было пренебрежительным. Оно рассматривалось как неизбежное зло, нарушающее стройность механики. Считалось, что теория устойчивости -- дисциплина прикладная и к фундаментальным проблемам отношения иметь не может. Работы Н.С.Крылова, Н.Г.Четаева, А.Н.Колмогорова, Я.Г.Синая и Д.В.Аносова в физике тоже долгое время недооценивались.

Отношение изменилось с появлением синергетики и информатики. Здесь явление неустойчивости заняло достойное место.

Говорят, что синергетика -- наука о нелинейных процессах, это правильно, но не это главное.

Говорят, что синергетика -- наука о системах, далеких от термодинамического равновесия, это тоже верно, но и это не главное.

Говорят, что синергетика -- наука о самоорганизации развивающихся систем и это действительно так.

Однако, как это следует из всего предыдущего, в основе самоорганизации лежат неустойчивые процессы. Поэтому можно сказать, что синергетика -- наука о неустойчивых процессах, это верно и, более того -- это главное.

Информатика, как и теория устойчивости, тоже возникла как наука прикладная. Фундаментальное значение информации и сейчас еще является предметом дискуссий. Ясно, однако, что возникновение информации возможно только в неустойчивых процессах. Иными словами, неустойчивость является необходимым условием развития.

Наконец, в интеграции наук неустойчивость играет ключевую роль. Именно это и хотел показать автор на протяжении всей книги. На самом деле, в этом направлении сделаны лишь первые шаги. Как будут развиваться события в дальнейшем, еще не ясно.

Синергетику можно рассматривать не только как науку, но и как научное движение, т.е. методологию (или идеологию), главное в которой -- объединение наук (что и отражено в названии). Иными словами, синергетика -- стремление возродить в науках эпоху ренессанса (простите за невольную тавтологию). В те времена ученые не были разделены на "дисциплинарные кластеры". Каждый ученый -- доктор философии -- был одновременно математиком, физиком, химиком и даже медиком. Это создавало творческую атмосферу, открытия делались на стыке наук. Понятия интеграции наук не существовало, поскольку еще не произошло их дифференциации.

Впоследствии при накоплении знаний возникли "чистые кластеры" узких специалистов-профессионалов. Они владеют "своей" информацией и не склонны отказываться от нее, даже если она вступает в противоречие с информацией другого кластера.

Сейчас идея интеграции наук становится актуальной, поскольку жизненно важные проблемы возникают на стыке естественных и социальных наук.

Тем не менее вернуть времена ренессанса в науке не просто. Основные трудности заключаются в следующем.

Ученый ренессанса -- синергетик -- должен быть энциклопедистом, т.е. владеть многими дисциплинами. Однако знать все одинаково глубоко невозможно. По сравнению с профессионалом в узкой области, энциклопедист выглядит дилетантом. Профессионалы этого не терпят, и в этом одно из препятствий интеграции наук.

С другой стороны, снижение требований к профессиональному уровню открывает дорогу дилетантам, которые вообще не владеют точными и естественными науками. В этом случае синергетике грозит превратиться в клуб невежд, жонглирующих модными терминами, не понимая их смысла.

Иными словами, синергетика должна проплыть между Сциллой и Харибдой. Для возвращения ренессанса необходимо гармоническое сочетание профессионализма и энциклопедичности. Каким оно будет -- зависит от ученых, которые строят синергетику.

В заключение хочу выразить искреннюю благодарность всем, кто прямо или косвенно помогал в работе над книгой: своим учителям, сверстникам и коллегам, ученикам и студентам МГУ, которые слушали с вниманием и интересом в общем непростой курс "Динамическая теория информации".


 Об авторе

Чернавский Дмитрий Сергеевич
Физик, биолог, экономист. Доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник Физического института им. П. Н. Лебедева РАН. Победитель конкурса «На лучшее объяснение ключевых вопросов строения мира» (2004) телевизионной программы Александра Гордона. Был членом научных советов РАН по биофизике и влиянию физических полей на человека.

Закончил инженерно-физический факультет Московского механического института (ныне Московский инженерно-физический институт) в 1949 г. С 1955 г. кандидат физико-математических наук (тема диссертации — «Изучение взаимодействия нейтрона и протона при малых энергиях вариационным методом»). С 1964 г. доктор физико-математических наук (тема диссертации — «Периферическое взаимодействие частиц высокой энергии»).

Основные направления научных исследований и научные достижения Д. С. Чернавского относятся к биофизике, синергетике, теории развивающихся (физических, биологических, экономических и социальных) систем, клиодинамике. Он сформулировал концепцию функционирования белков-ферментов, известную сейчас под названием «белок-машина»; разработал теорию туннельного электронного транспорта в биологических системах, получившую в дальнейшем широкое признание; предложил модель возникновения ценной биологической информации на примере единого биологического кода. Автор более 350 научных трудов, в том числе книг «Математическое моделирование в биофизике», «Введение в теоретическую биофизику», «Синергетика и информация: Динамическая теория информации».

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце