Анджей Ясинский - Ник. Чародей

В данной работе все рассуждения производятся на основе рассмотрения произвольного физического объекта, состоящего из двух взаимодействующих частиц. В дальнейшем можно будет расширить картину и применить данные рассуждения к более широкому классу объектов.

Забегая немного вперед, скажем, что введенная нами физическая информация совпала с функционалом действия, определенным в классической механике, а ее производная по времени является лагранжианом объекта. Кроме того, функция информации удовлетворяет уравнению Шредингера, и ее свойства очень хорошо согласуются с принципами квантовой механики. Такие результаты, полученные сразу после определения функции информации, говорят о перспективности использования понятия информации в качестве базовой физической величины при рассмотрении многих процессов.

В математике теория информации (математическая теория связи) — раздел прикладной математики, определяющий понятие информации, ее свойства и устанавливающий предельные соотношения для систем передачи данных. Основные разделы теории информации — кодирование источника (сжимающее кодирование) и канальное (помехоустойчивое) кодирование.

Информация не входит в число предметов исследования математики. Тем не менее слово «информация» употребляется в математических терминах «собственная информация» и «взаимная информация», относящихся к абстрактной (математической) части теории информации. Однако в математической теории понятие «информация» связано с исключительно абстрактными объектами — случайными величинами, в то время как в современной теории информации это понятие рассматривается значительно шире — как свойство материальных объектов.

Связь между этими двумя одинаковыми терминами несомненна. Именно математический аппарат случайных чисел использовал автор теории информации Клод Шеннон. Сам он подразумевает под термином «информация» нечто фундаментальное (нередуцируемое). В теории Шеннона интуитивно полагается, что информация имеет содержание. Информация уменьшает общую неопределенность и информационную энтропию. Количество информации доступно измерению. Однако он предостерегает исследователей от механического переноса понятий из его теории в другие области науки.

Собственная информация — статистическая функция дискретной случайной величины.

Для случайной величины X, имеющей конечное число значений:

(1.1)

собственная информация определяется как

(1.2).

Из данного определения видно, что понятие информации тесно связано с понятием «события» и его вероятностью. Отсюда можно сделать вывод, что наиболее близкими к теории информации, разделами физики будут теория относительности и квантовая механика.

В теории относительности любое событие — это всегда элементарное событие, которое можно однозначно идентифицировать с помощью четырех пространственно-временных координат (xi = ( t, x, y, z)), заданных в конкретной системе отсчета.

С математической точки зрения, в таком определении существует некоторое неудобство, связанное с тем, что координаты физических событий имеют разные единицы измерения по разным осям (метры и секунды). С другой стороны, данное неудобство легко устраняется путем умножения времени на размерную константу.

Чтобы определить такую константу, обратимся к понятию интервала в теории относительности:

S 2= x 2+ y 2+z 2— c 2t 2(1.3).

В данном выражении мы видим несимметричность относительно времени. И избавиться от такой несимметричности можно, только введя перед временем комплексный множитель. Заменим время в данном выражении на комплексную величину:

(1.4),

где (мнимая единица),

с — коэффициент имеющий размерность скорости (скорость света),

t — время,

и назовем данную величину метрическим временем. В итоге выражение интервала в новой системе измерения примет следующий вид:

S 2= x 2+ y 2+z 2+Т 2 (1.5)

Замена обычного времени на метрическое является всего лишь математическим приемом и приведет к изменению вида известных физических законов. Основной проблемой при рассмотрении полученного пространства будет наличие комплексного множителя у таких привычных понятий, как время и скорость, что может затруднить интерпретацию получаемых результатов, но с математической точки зрения, мы всегда можем сделать обратное преобразование к привычному времени и перевести полученные результаты в пространство Минковского.