Z ubiegłorocznych wakacji przywiozłem książkę ,której lektura zajęła mi bardzo dużo czasu. Nie znaczy to jednak ,że praca z tą książką była sporadyczna, wyznaczona przez wolne chwile od innych, bardziej obowiązkowych zajęć. Przeciwnie.
Treść tej książki była tak fascynująca, oraz inspirująca, że równolegle z nią czytałem inne prace [o ile miałem dostęp do nich],ściśle łączące się z tematyką książki, skierowany odsyłaczami bibliograficznymi, występującymi w niej nader obficie..
Książka wydana przez Uniwersytet w Cambridge [1] nosi tytuł
“Informacja i natura rzeczywistości “
oraz podtytuł:
“Od fizyki ,do metafizyki”
i jest zbiorem prac kilkudziesięciu światowych specjalistów – przyrodników i teologów.
Oto spis jej treści:
1 Introduction: does information matter? P.Davies,N.Gregersen
Part I History
2 From matter to materialism … and (almost) back -E.Mcmullin
3 Unsolved dilemmas: the concept of matter in the
history of philosophy and in contemporary physics –P.Clayton
Part II Physics
4 Universe from bit –P.Davies
5 The computational universe – S.Iloyd
6 Minds and values in the quantum universe –H.Stapp
Part III Biology
7 The concept of information in biology –J.Smith
8 What is missing from theories of information?- T.Deacon
9 Information and communication in living matter-B.Küppers
10 Semiotic freedom: an emerging force - J.Hoffmeyer
11 Care on Earth: generating informed concern – H.Rolston
Part IV Philosophy and Theology
12 The sciences of complexity: a new theologicalresource?
A.Peacocke
13 God as the ultimate informational principle – K.Ward
14 Information, theology, and the universe – J.Haught
15 God, matter, and information: towards a Stoicizing Logos Christology -N.Gregersen
16 What is the ‘spiritual body’? On what may be
regarded as ‘ultimate’ in the interrelation between
God, matter, and information – M.Welker
Łatwo się będzie -nawet temu, który nie zna tej książki, a patrzy na plan jej treści- zgodzić ze mną ,że autorzy zajmują się trzema zagadnieniami:
- jak radzą sobie z problemem natury informacji w głównych naukach przyrodniczych
- jak ontologia informacji może wpływać na obraz rzeczywistości formowany przez teologię.
I o ile zagadnienia drugie i trzecie nie prowadzą w tej książce do ostrych sporów wśród zespołu autorskiego, lub też do braku jakiegoś konsensu, co do rozumienia funkcji informacji w poszczególnych dyscyplinach ,to zagadnienie pierwsze -od rozwiązania którego zależy przecież wartość tekstów na temat dwóch pozostałych zagadnień – jest jednym wielkim splotem pytań i wątpliwości ,aniżeli rozstrzygnięć ,na które byłaby zgoda autorów.
Dla mnie –czytelnika - jest ten fakt bardzo dziwny, lub nawet podejrzany.
Jeśli bowiem jest tak, jak wyżej napisałem, to tym samym ,każdy ze specjalistów –przyrodników i teologów ma własną definicję [i rozumienie] pojęcia “informacja” i eksplikuje ją po swojemu, w obrębie swojej dyscypliny.
Z informacją, jako taką, nikt nie ma kłopotów. Wie jak ją wytwarzać[ ?],formatować, przekazywać i odbierać.
Natomiast, gdy zapytamy informatyka [a któż inny byłby bardziej predestynowany do udzielenia miarodajnej odpowiedzi ?] :
“Czym jest informacja ?”
“Jaka jest jej natura, lub istota? “
to odpowiedzi nie przynoszą chluby przedstawicielom tej profesji.
Norbert Wiener [2] ,jeden z niekwestionowanych pionierów w tej dziedzinie ( obok C.E.Shannona) miał odpowiedzieć kiedyś krótko:
“Informacja, to miara porządku. Nie jest, ani energią, ani masą.”
W.Ross Ashby [3] informacje rozumiał, jako miarę ograniczenia różnorodności.
Leon Brillouin, wybitny fizyk, specjalista w dziedzinie teorii ciała stałego [4] łączył informację z entropią układu i uważał ją za miarę zmniejszenia entropii danego układu. Pisał:
S(1) = S(0) – I
gdzie, S(o)- entropia początkowego stanu układu
S(1) – entropia stanu końcowego układu, po przyjęciu informacji I [bitów]
Idąc śladem E.Schroedingera , wprowadził pojęcie “negentropii” ,która po prostu jest entropią tylko ze znakiem ujemnym.
Jak wiadomo w układzie zamkniętym ,entropia z biegiem czasu wzrasta [II zasada termodynamiki],a tym samym negentropia – zawsze maleje.
No, ale po pięćdziesięciu latach od tych –dosyć rozstrzelanych - określeń, jest sporo autorów ,którzy prezentują pojęcie “ informacji” w ten sposób , że utożsamiają je z pojęciem energii.
Bennet i Landauer [5] formułują zasadę ,która brzmi :
z każdym wykasowaniem bitu informacji wiąże się zużycie pewnej ilości energii wydzielonej, jako ciepło.
Stąd -ich zdaniem -wynika, że :
Informacja to energia.
Do pewnego czasu, samo funkcjonowanie bramek logicznych w komputerach było nieodwracalne w sensie termodynamicznym ,gdyż potencjalnie użyteczna energia zamieniała się w ciepło.
Dzisiaj funkcjonują już bramki logiczne odwracalne [wprawdzie nie powszechnie- ale są] i komputer nie musi rozpraszać energii na operacje obliczeniowe, chociaż problemy technologiczne związane z minimum Landauera nadal są poważne.
W fizyce pojęcie “energii” jest dobrze ugruntowane i jednoznaczne , jako stan ciała[lub układu ciał],polegający na zdolności do wykonania pracy, a zmiana tego stanu [ dE ] jest mierzona ilością wykonanej pracy przez to ciało[lub układ].
W zestawieniu tych dwóch pojęć, nie widać –gdy się pomyśli- by informacja była energią, gdyż po otrzymaniu informacji [czyli zmianie stanu informacji] w sposób konieczny i wystarczający odbiorca informacji, nie może wykonać jakąkolwiek ilość pracy.
Natomiast każda operacja logiczna [obliczenie ] wiąże się ze zmianą energetyczną stanu fizycznego nośnika informacji, której wartość jest określona wzorem:
dE = k*T*ln2
Gdzie k-stała Boltzmanna, T-temperatura układu.
Jednak korelacja informacji i energii [ poprzez nośnik fizyczny], nie musi oznaczać tożsamości tych fenomenów.
Od jakiegoś czasu ,pojawili się informatycy, którzy są skłonni przypisać informacji nawet pewną masę.
Znany estoński informatyk i cybernetyk [zmarł w 2002 roku], Elmot Liiv ,autor oryginalnej pracy [6] dowodził ,iż informacja jest materialna, przez co posiada masę, energię i negentropię. Autor ten, teoretycznie wyliczył nawet, jaką masę posiada 1 bit informacji.
1 bit = 10E(-40)kg.
Gdyby rzeczywiście przypisać informacji masę, to przekaz informacji między systemami znajdującymi się w dwóch odległych punktach Ziemi [lub w czasie lotów planetarnych, albo na Księżycu ] powinien być zniekształcony ,albo nawet przy odpowiednio silnym polu grawitacyjnym – utrudniony.
Możliwe ,że Liiv miał na myśli masę nośnika informacji, który w świecie makroskopowym zawsze jest materialny, i wtedy byłoby to zgodne z zagadnieniem o nazwie: informatyczny model czarnych dziur w astrofizyce.
Są bowiem fizycy [np. S.Hawking], którzy uważają ,że absolutny horyzont czarnej dziury jest jednostronnym kanałem informacyjnym :
tylko do wnętrza czarnej dziury
stąd automatycznie wynika twierdzenie:
negentropia czarnej dziury nieustannie rośnie.
P.Davies w rozdz.4,części II książki, która jest przyczyną tego tekstu pisze ,że wszechświat jest przeniknięty polem informacji , ale rozumienie fizyki tego pola - jest w powijakach.
O informacyjnej naturze wszechświata mówili swego czasu David Bohm i Czesław Białobrzeski. Do nich nawiązał Rupert Sheldrake ze swoimi polami morfogenetycznymi , a obecnie nawiązuje także nasz fizyk informatyczny Ryszard Horodecki pod hasłem:” Unitarne Pole Informacji“[7].
Największe jednak zamieszanie [w pozytywnym sensie] spowodował –dziś nestor fizyków polskich- R.S.Ingarden, twórca teorii kwantowej informacji.
O tym jednak bardziej szczegółowo w następnym artykule.
Literatura
[1] Information and the Nature of Reality,red.P.Davies and N.Gregersen,2010
[2] N.Wiener, God and Golem, MIT-Cambridge, Massachusetts,1965
[3] W.R.Ashby, Wstęp do cybernetyki,Warszwa,1961
[4] L.Brillouin, Scientific ,Uncertainty and Information,
N.Y.1964
[5] C.H. Bennett, R. Landauer, The fundamental physical limits of computation", Scientific American ,VII,1985, s.38-46
[6] E.Lijv,Infodynamics.Generalized Entropy and Negentropy,Tallinn,1998
[7]R.Horodecki,Unitary Information Ether und its Possible Aplications,Annalen der Physik,vo.503,n0.7,s.479-488,1991
[8]M.Horodecki,J.Oppenheim,A.Winters,Partial quantum information,Nature,2005,vol,436
