ĈAPITRO I

1. Enkonduko En La Problemon

1.1. Celo, Metodo, Kaj Amplekso De La Disertacio

1.1.1. Celo De La Disertacio

Ĉefa Celo De Tiu Ĉi Disertacio Estas - Akorde Kun Ĝia Titolo La ProvoPrezenti Analizon De La Eblecoj Elektre Modeligi Trafluon De Informoj - En LaHoma Organismo Kaj Ĝia Medio. La Celoj Aŭ Alivorte La Peraj Etapoj, KiujAperis Sur La Vojo Konduktanta Al La Ĉefa Celo Estis Jenaj:

1. Pruvi, Ke Informo En Sia Enhavo Estas Nocio Pure Fizika, Kvankam ĜiHavas Matematikan Skribformon.

2. Pruvi, Ke Ekzistas du Fizikaj Tipoj De Informo -La Libera, Kiun La SistemoPovas Transsendi Al La Medio Kaj La Informo Ligita Kun Iu Strukturo, KiunOni Povas Transdoni Nur Kune Kun La Sistemo.

3. Prezenti La Ligojn De Informo Kun Negentropio, Kaj De La Sistem-organizoKun Difekto De La Entopio.

4. Montri, Ke La Dua Principo De Termodinamiko Povas Plenumiĝi Nur Tiam,Kiam Oni Akceptos La Postulon Pri Leĝkonservo De La Informaro EnIzolitaj Sistemoj.

5. Malkovri La Regantajn Leĝojn per Trafluo De La Informaro Post AntaŭaDifino De La Nocioj Ligitaj Kun Informado.

6. Koncepti Koheran Modelon De La Teorio Pri La Informkampo Baze De LaNocioj Kaj De La Rilatoj Inter Ili.

7. Eksperimenti Koncepte Laũ La Akceptita Modelo Kaj Konkludi.

8. Proponi La Mezur-kaj Kalkuli Metodojn De La Informgrandecoj.

La Plej Ĝenerala Celo De La Prezentita Disertacio Estas Indiki Ne Nur LaEblecojn Sed Ankaũ De La Neceson Integri La Fizik-teknikajn Sciencojn KunLa Humanismaj per Kreado De Unu Scienco-branĉo Pri La Homo Kaj Lia MedioEn La Larĝa Senco - Kun Utiligo De Soci-psikologia Biokibernetiko KajBiocenotiko.

1.1.2 La Metodo Rezoni Akceptita En La Disertacio

Mi Utiligis La Delonge Konatan Metodon Rezoni per Analogio.

Antikve La Metodo Ne Ĝuis - Precipe En La Filozofo - Tre Grangan Reputacion,Ĉar Ĝi Disponis Tiam Pri Neniuj Pruvrimedioj Kaj Oni Ne Difinis Klare Principojn Kaj Amplekson De Ĝia Aplikado.

Nune La Situacio Ŝanĝiĝis Radikale. La Metodo Rezoni per Analogio EstisAprobita Kiel Unu El Plej Konvenaj, Ĉar Same Ĝia Aplikamplekso Kaj LaPruvrimedoj Estas Jam Klare Precizigitaj. Oni Aplikas Ĝin En LaStruktursciencoj, Kiel Fiziko, Matematiko, Tekniko, Apogante Sin Ĉefe JeAnalogaj Ekvacioj Priskribantaj Diversajn Fenomenojn, Utiligante Matematik-fizikajn Pruvrimedojn.

La Historio De La Struktursciencoj Liveras Al Ni Nombrajn Ekzemplojn, Kiel La Menciita Analogio Influas Formiĝon De Teoriaj Konceptoj.

Multaj Eminentaj Sciencistoj - Skribas E. Nagel En "Strukturo De La Scienco"Konstatis Gravan Rolon, Kiun Ludis La Modeloj En Konstruado De NovajTeorioj.

Ekzemple Huygens Evoluiĝis La Ondan Lumteorion Utiliginte La SugestojnEnestantajn La Konatan Jam Pritrakton De La Sono: La Teorio De De LaVarmkonduko De Fourier Ekestis Baze De La Analogo Kun La Konataj Leĝoj DeFluidtrafluo; La Koncepton De La Potenciala Funkcio, Evoluintan Unue KadreDe La Materialaj Punktmekaniko Oni Evoluigis Poste, Prenante En LaKonsideron La Analogiajn Teoriojn En Hidro-mekaniko Kaj Termodinamiko.

La Deknaũjarcentaj Teorioj De Elektro Kaj De Magnetikaj Fenomenoj EstisKonstruataj Laũ Analogio Kun Mekaniko.

En Ĉiu El La Donitaj Ekzemploj, Same Kiel En Multaj Aliaj, Kiujn Eblus Citi, LaModeloj Ĉiam Montris, Kiel Kunigi La Bazajn Konceptojn Kaj SamtempeSugestis Kiel Plilarĝigi Iliajn Aplikampojn.

Eble Neniu El La Plej Eminentaj Scienculoj Konsciis Tiel Klare, Kiel Maxwell,Kian Rolon Plenumas Analogio En La Fizikaj Esploroj Kaj Formulado DeSciencaj Teorioj.

Maxwell Donis Tre Sugestivajn Indikojn, Kiel En La Scienco Utiligi Analogiojn.Li Difinis "La Fizikan Analogion" Kiel La Partan Similecon Inter La Leĝoj De duDiversaj Sciencoj, Kie Leĝoj De La Unua Scienco Klarigas La Leĝojn De LaDua.

Analogiojn Eblas Dividi du Elementajn Specojn:

A) La Obiektaj, B) La Formalaj.

En Kazo De La "Obiektaj Analogoj" La Difinitan Sistemon De Elementoj KunJam Konataj Kvalitoj Oni Traktas Kiel Modelon Por Iu Alia Sistemo. La DuaSistemo Povas Diferenci De La Baza Nur per Tio, Ke Ĝi Ampleksas La PliVastan Aron De La Elementoj, El Kiuj Ne Ĉiuj Posedas Tamen La Kvalitojn TuteSimilajn Al Kvalitoj De La Modelo. Tamen Ankaũ Povas Esti, Ke Ĝi AmpleksasLa Pli Vastan Aron De Elementoj, El Kiu Ne Ĉiuj Posedas Kvalitojn TuteSimilajn Al Tiuj De La Modelo Kaj El Ĝi Eflikantaj.

Kadre De La Dua Speco, Do - De La Formala Tipo De Analogio (PlejparteUtiligata En Ĉi Tiu Disertacio), La Sistemo Servanta Kiel Modelo Por KonstruiLa Teorion Estas Pli Iu Konata Strukturo De Abstraktaj Rilatoj - Ol Kiel KazeDe La "Obiektaj Analogioj" - La Aro De Pli Malpli Videblaj Elementoj, El KiujĈiu Estas Ligata Kun La Certaj per Konataj Rilatoj.

Matematikistoj Ofte Aplikas Tiajn Formalajn Modelojn Tiam, Kiam IliEvoluigas Iuajn Novajn Branĉojn De La Esplorata Scienco. La Plej NovajnEkzemplojn Pri Tio Ni Trovas En La Teorio De Relativeco Kaj En La KvantaMekaniko, En Kiuj La Modelojn De Rilatoj Oni Enkondukis Laũ Strikta AnalogioKun La Pli Gravaj Ekvacioj De Klasika Mekaniko.

La Ekvacio De Schrödinger En Kvanta Mekaniko Estas Alia, EvidentaAplikekzemplo La Formalaj Analogioj.

Oni Devas Konsci Tion - Skribis Schrödinger, Ke La Korelacio Inter La OndaEkvacio Kaj La Klasika Ekvacio De Energio, Havas Ekskluzive FormalanSignifon. Ĝi Tamen Liveras Oportunan Manieron Priskribi La Sistemon, Por Kiu

Ni Fiksas La Ondan Ekvacion Dank'al La Ebleco Utiligi La TerminologionPrilaboritan Longe Antaũe Fare De La Esploristoj De La Klasika Mekaniko.

Kiel Videblas El La Supraj Prikonsideroj, Utiligante La Metodon De Rezoniper Analogio, La Struktursciencoj Atingas Pli Kaj Pli Grandajn Sukcesojn. OniPovas Do Esperi, Ke Same Nun Kaj Estonte La Metodo Efike Kontribuos AlEvoluo Ne Nur De La Struktursciencoj, Sed Ankaŭ De Scipovo Pri La HomoMem.

Tial Ankaũ, En La Disertacio Mi Aplikas Ĝin, Esperante Atingi La KonvenajnRezultojn.

1.1.3 La Amplekso De La Disertacio

La Amplekso De La Disertacio Enhavas Fizikan Alproksimiĝon AlProblemoj De Informoj Kaj Montras La Precizan Rilaton, Kiu Ekzistas Inter LaLeĝo De Informkonservo De Postulata En La Disertacio, Kaj La Dua Leĝo DeTermodinamiko. La Laboro Enhavas Priparolon Pri AnalogiojElektromekanikaj, Liston De Konataj Proparolon Leĝoj De Trafluoj Kaj DeRilatoj Inter Ili, Kreadon De Elektroinformaj Analogioj .

En La Disertacio Oni Indikis Ankaŭ Rilaton Ekzaktan De La Ekvacioj DeMaxwell Kun Ĝeneralaj Leĝoj De La Trafluo Kaj Mi Entreprenis Provon De LaKreado De Teorio De La Inform-emocia Kampo Ligita Kun La Agado De LaHomo, Uzante Analogiojn El Kampo Elektromagnetika, Priskribita per TiujEkvacioj.

Oni Distingis En La Disertacio du Tipojn De Informoj: La Informo AsociaEnestanta En La Strukturo De La Sistemo, Kiun Oni Traktis Kiel Difekto DeEntropio Kaj La Informo Libera, Kiun La Sistemo Povas Transmisii Al CirkaŭaĵoSen Ŝanĝo De Sia Strukturo. Ĉi Tiu Informo Estas Efektive Modulilo DeEnergomaterio. Ĝi Modulas, Kaj Do Donas Formon Al La Portilo, Kiu PovasEsti Materio Aŭ Energio, Ekz. Enestanta En Ondo Elektromagnetika, Aŭ AnkaŭAkustika. La Informo Asocia Estas Pritraktita Pli Larĝe Kiel Simptomo DeAgado Intermolekula Kaj Asociaj Difinitaj Kvalitoj De Materio Ligita Kun TiuFakto. La Informo Libera Estas Prezentita Kune Kun Modulacio De Signalo SurFono De La Ĝia Portilo Energia Kaj Adaptato De La Volumo De Signalo AlKapacito De Kanalo Informa. La Celon De La Laboro Estas Ankaŭ Montri, KeAkvo Kiel Substanco Antientropa Estas Plej Konforma Kaj Ĉefa Substanco DeVivaj Organismoj, Kies Konduto Dum Kresko Kaj Maljuniĝo Estas Difinitaj DeIliaj Ecoj Ne Nur Termodinamikaj Sed Ankaũ La Informaj. En La DisertacioEstiĝos Oni Prezentis Ankaŭ Analizon De Eblecoj De La Kalkuloj Kaj MezurojDe Certaj Informaj Grandecoj, Ekz. Kiel: De La Inform-potencialo, De LaInformpovo Kaj Ankaũ De La Informrezistanco.

Oni Ekdonis Multajn Ekzemplojn De Utiligi La Teorion De Informakampo EnPraktiko. Mi Montris Ne Nur Eblecojn Kaj Necesojn Transpone La Atingojn DeEkzaktaj Sciencoj Al Sciencoj Humanistikaj, Sed Ankaŭ La Manieron Kiel AtingiLa Starigitan Celon.

1.2 Premisoj Akceptitaj En La Disertacio

1. Ekzistas Trafluoj De Grandecoj Ekstensivaj Kiuj Interrilatas KunDissipado De Energio Kaj Okazas Sub Influo De Strikte DifinitajStimuloj.

2. Ekzistas Trafluoj Senstimulaj, Kiuj Estas Por Produkti Ilin SamtempeSenperdaj; Estas Bezonata Stimulo Inicianta, Enhavanta Certan Energion,Kiun La Trafluo Transprenas Kaj Ĝin Transdonas Al La Medio Kune KunĜia Energomaterio Kaj La Informo Ligita Kun Ĝi.

3. Transporto De Maso Kune Kun Elektra Ŝargo Kaj La Informo EstiĝasOfte Je Kosto De Energikampo Kun La Samtempa ĜiaDissipo, Kaj Elkresko De La Media Entropio.

4. Informaron Oni Ne Povas Transdoni Sen Energomateriala Portilo, AlKiu La Informo Donas Konforman Formon.

5. Procesoj Renversaj Kaj Ne Renversaj Ekzistas Egale En SistemojMalfermitaj, Kiel Kaj Fermitaj, Kaj Ĉiam Estas Plenumata LaKondiĉo Ds ≥0.

6. La Rezonado per Analogio Estas Unu El La Plej Efikaj Metodoj EnEkzaktaj Sciencoj.

7. La Principo De Spitemo Estas Unu El La Plej Universalaj Leĝoj De LaNaturo.

1.3 Tezo De La Disertacio

En La Disertacio Oni Pruvas, Ke Ekzistas Neceso:

A) De Akcepti La Leĝojn Rilatantajn Al Trafluo De Informoj Kaj EmociojAnalogiaj Al Aliaj Malkovritaj Pli Frue Leĝoj De Trafluoj: DeMaterioj, De Energioj Kaj De Elektra Ŝargo,

B) Ekzistas Ankaũ La Leĝo De Konservado De La Kvanto De InformaroEn Sistemoj Izolitaj, Sen Kiu La Dua Leĝo De Termodinamiko NePovas Esti Plenumita.

1.4. Problema Enkonduko

1.4.1.fizika Teorio De Informo En Historia Evoluo

La Provon Difini La Nocion De Informo Oni Entreprenis Jam Multfoje KajEn Efekto Ni Havas Multajn Diversajn Difinojn, Oni Ne Havas Nun Unu ĜeneraleAprobitan Difinion De La Informo, Nek En Matematika Senco, Nek En FizikaSenco. Vere Dirante Boltzmann [142] Kaj Szilard [155] Jam Antaŭ LongeAldonis Signifon Al La Termodinamika Ideo De Entropio Senco De La Informo,Tamen En La Teorio De Informado, Komencante De La Fundamentaj LaborojnDe Shannon Kaj Weaver [118] Oni Uzsole Ideon De Kvanto De Informoj, Kaj NeInformo Kiel Tia. Kvankam Oni Povus Ŝajni, Ke - Se Ekzistas Strikta Difino DeInformokvanto Proponita De Shannon

- Estas Sciate Kio Estas Informo. Tiel Tamen Ne Estas, Pri Kio Skribis VasteMarian Mazur En Sia Interesa Kaj Profunda Laboro "Kvalita Teorio DeInformado" En Kiu Li Prezentis Eldirojn De Multaj Aũtoroj Je La Temo De LaNocio De Informo Kaj Malfacilaĵoj Ligitaj Kun Ĝi. Provante Doni Ĝian ĜustanSencon Li Enkondukis 17 Specojn De Informoj, Kaj Inter Aliaj La Ideon De LaNombro De Informo Priskribanta Kaj Identiganta La Sistemon, Celante, SimileKiel Brillouin, Kiu Enkondukis 11 Specojn De Informoj [18]; Pli ProfundaPenetreco El La Flanko Fizika Kaj Matematika En Esencon De La Problemo LiPritraktis Finfine Tamen La Informon En Maniero Pure Formala UtiliganteLeĝojn De Formalismo Kreitajn De Li Mem. Situacio Cirkaŭ La Ideo De InformaOl Devis Esti Tiela, Kiel Ĝi Estis, Ĉar Unue Oni Uzis La Ideon De Informo EnĜenerala Senco Kaj Ĝian Intuician Kompreneblecon Nun, Kaj Poste OniKlopodis Ĝin Precizigi Kaj Strikte Ekdifini. Ĉi Tiun Oni Ofte Trafas EnSciencoj Humanismaj. Kontraũe Al La Strukturaj, Kion Klare Priskribis MarianMazur En Sia Teorio. Tial Ankaŭ Informon Oni Povas Pritrakti Aŭ Kiel La IdeonPrimaran, Kiu Ne Bezonas Difinon, Aŭ Se Eble, Strikte Atribui Aŭ Ĝi La DifinanFizikan Sencon.

Komence Kiam La Teorio De Informo Disvolviĝis Kiel La Branĉo PureMatematika Oni Povis Havi La Impreson, Ke Leĝoj Ligitaj Kun La Trafluo KajTrasformo De La Informo Ne Havas Fizikan Naturon Kaj Konsekvence La IdeojDe La Informteorio Ne Povas Esti Bazitaj En La Fizikaj Leĝoj. Tamen ErarecoDe Tiaj Opinioj Estis Klare Montrata De Gabor Jam En 1950 [40], Kiu Kun LaPravigitaj Argumentoj Asertis, Ke "La Teorio De Informo Devas Disvolviĝi KielBranĉo De Fiziko".

En Jam La Klasika Laboro De Brillouin [18], Tiu Kiel Ideo Formulita En LaĜenerala Formo Leĝo De Informo, Indikanta Sub La Formo De NegentropaLeĝo De Informo, Indikanta Profundan Asocion Inter La Fizika Entropio Kaj Informo.

Laũ Vidpunkto De La Negentropia Informprincipo, Ĉiu Informo, Kiun LaSistemo Kapablas Tradoni Al La Medio, Estas Difinata per Iu Fizika Stato,Ligita Kun Deviacio De La Sistemo De La Termodinamika Ekvilibro, Kaj Do LaInformkvalitajn Proprecoj De La Realaj Sistemoj Povas Esti Priskribataj AnkaŭEn La Maniero Pure Fizika Baze Fizika Informteorio. El La Pripensoj De Szilard

[155] Kaj De Brillouin [18] Rezultas, Ke Matematika Teorio De Informo En LaSenco De Shannon Ne Kolizias Kun La Fizika Teorio De Informo. Oni Devas TieNur Mencii, Ke Brillouin, Utiliginte La Nocion De La KvantinformoEnkondukitan De Shannon, Ekdonis Al Ĝi Pli Profundan Fizikan Sencon.

Analizante La Laborojn De Marian Mazur [102] Kaj Brillouin [18], Oni PovasRimarki, Ke La Difino De Informo, Donita De Mazur, Respondas Principe Al LaDifino De "Liga Informo" Enkondukita De Brillouin. Kontraũe La "LiberaInformo" De Brilouin Estas Ekvivalento "De Komunikaĵoj" De Mazur. LaKomunikaĵo, Laŭ Mazur, " Estas La Fizika Stato, Kiu Diferencas En La DifinitaManiero De Alia Fizika Stato En Stiranta Linio. La Kurejo Stiranta Estas LaSistemo, Pere De Kiu Iun Sistemon Reagas Je Alia Sistemo" Tiu Maniero DeReago Havas Liberan Informon.

En Ĉi Tiu Disertacio Temas Pri Tio, Ke Al Informaro Oni Povas Doni LaFizikan Sencon, Bone Funkciantan En Komplekso De Unuformeca FizikaTeorio, Ĉe Kies, Bazoj Kuŝas La Termodinamiko Kaj La Kvanta Mekaniko, ĈarFaris Tion Jam Brillouin, Sed Antaŭ Ĉio Temas Pri La Analizo De InformajTrafluoj, Ĉefe En La Apliko Al Sciencaj Esploroj El De Limzono SciencojBiologiomedicinaj Kaj Psikologiaj Koncernantaj Didaktikon Kaj Socian Vivon.

La Plej Ĝenerale Oni Povas Konstati, Ke La Tuta Universo Posedas LaMateri-energian Formon, Kiu Enhavas La Informon. La Menciita Informo NePovas Ekzisti Abstrakte De La Materio Aũ Energio, Tiel Kiel La Formo NePovas Ekzisti Sen Sia Almenaũ Nur Materi-energia Enhavo. Ĉiu Informo DevasHavi Konforman Por Si La Materi-energian Portilon Kaj Ne Povas Ekzisti EksterTiu Portilo, Simile Kiel La Enhavo Ne Povus Ekzisti Sen La Difinita Formo. ElLa Formo Aŭ Alie Figuro De Tiu Portilo Ni Elfosas La Informon. Per La EnergiaFormo De La Portilo Oni Devas Tie Kompreni Konforme La Formaton Kampon,Ekz. Modulatan Kun Helpo Mikrofono Portondan Aŭ Laŭvole La TempospacanDislokon De Materio Kaj Energio.

La Informo, Nomita De Brillouin Negentropio, Ligiĝas Ekzakte Kun LaNocio De Ordigo Kaj Organizo De La Difinita Fizika Sistemo. La Nocion DeEntropio Enkondukis Samtempe du Grandaj Intelektuloj Kaj Tio SendependeUnu De La Alia: - Boltzmann En Eŭropo Kaj Gibbs En Usono - Kiel La NocionNeordinare Utiligeblan. Ĉi Tiu Fakto Jam Tiam Konfirmis Konsideron De LaNocio En Termodinamiko, Kaj Nun Kiel Montriĝas, Ĉi Tiu Nocio Ludas Unu ElPrincipaj Roloj, Kaj Egale En Fizika Kaj Matematika Teorio De Informo.

La Entropion S En Statistika Koncepto Esprimis Boltzmann per Formulo:

S = K Ln W

Kie:

K - La Konstanta De Boltzmann,

K = R/n= 1,38.10-23[j/k]

R - La Universala Kononstanta Gasa

R = 8,314 J/k Mol

N - Nombro Avogadro, Diranta, Ke En Ĉiu Molo De La SubstancoTroviĝas 6.02.1023 Molekuloj

W - La Termodinamika Probableco, Kiu Diras Kiom Da Eblaj MikrostatojKreas Donita La Makrostato. La Ŝanĝo De Entropio Esprimiĝas per Formulo:

(1)

(2)

Δs = S2 - S1

Dume Gibbs La Ŝanĝon De Entropio Δs Esprimis per Formulo:

Kie:

Δq - La Varmo Transdonita Al La Sistemo, Kiel Alia Ol Laboro La FormoDe Energiŝanĝo Inter La Sistemo Kaj La Medio.

T - La Absoluta Temperaturo De La Sistemo En K.

Povus Ŝajni En Unua Vido, Ke Tiuj Formuloj Estas Tute Diversaj, SedMontriĝis, Ke Ilia Enhavo Estas Identa.

La Matematikkoncepto De La Entropio De Boltzmann Kaj La Fizika KonceptoDe Gibbs, Pruvas Ankaũ, Ke La Matematika Kaj La Fizika Teorio De La InformoEstas Akorda, Kaj En Ĉiu Kazo Ne Kontraũa. (Ankaũ La Formulo Por La KvantoDe Informoj):

Kie:

Pi - Probableco De Okaziĝo De I - a Stato,

N - Nombro De Eblaj Statoj De La Sistemo

La Formulo Donita De Shanon, Estas Akorda Kun La Formulo De BoltzmannKiu Esprimas Entropion De La Sistemo En Koncepto Statistika.

1.5. La Perspektivoj De Evoluo De Fizika Informteorio

Akcepto De La Postulo, Ke En La Naturo Devigas La Leĝo DeKonservado De Informkvanto, Sendepende De Tio Kian Difinon Ni Akceptos,Povas Havi La Fundamentan Gravecon, Ne Nur La Konigan, Sed Ankaũ LaPraktikan, Simile, Kiel La Leĝo De Konservado De La Energio Kaj De La ElektraŜargo Aũ Ankaũ La Dua Leĝo De Termodinamiko, Kiu Efektive Rezultas El LaSupra Postulo. Unu El Konsekvencoj De La Akcepto De Tiu Postulo Estus LaLeĝo De La Informkontinuado En La Ĝenerala Senco, Simile Kiel Tio Estas EnLa Kazo De La Leĝo De Konservado De Energio, De Maso Aŭ Ankaũ De LaElektroŝargo.

Probable La Ĉefa Kaŭzo, El Kiu Rezultas La Postulo Pri LaLeĝkonservado De La Informkvanto Kaj La Leĝo De Kontinueco De La InformaFluo Rezultanta De Tie, Ne Estis Ĝis Nun Prezentata Kaj Tio Estas IuParadoksa Fenomeno. Ĝi Konsistas En Tio, Ke Akorde Kun Leĝo DeKonservado De La Informkvanto, La Homo Transdonata Iun Kvanton De LaLibera Informo Al Medio, En La Formo Ekz. De La Prelego, Bazante Sin Sur LaLeĝo De Kontinueco, Devas Mem Perdi Tiom Da Informo, Kiom Transdonis AlAliaj. [85], [89]. En Realeco Tamen Tro Ofte Ni Observas Tute KontraũanFenomenon. Ĉi Tiu Paradokso Rezultas El Mallarĝa Kompreno De LaLeĝkonservo De La Informo. Oni Ne Konsideras Ĉi Tie La Fakton, KePreleganto Por Prelegi Devis Elpreni El La Cirkaũaĵo Ne Nur La Energion, Sed

Ankaũ La Informon.

Konsumante Manĝaĵojn, Li Elprenis El Ili En La Proceso De La Digestado, NeNur La Energion Necesan Por La Vivo, Sed Ankaũ La Ligan Informon,Restantan Ekz. En La Albumena Strukturo De La Manĝaĵoj GrandiganteSamtempe Ilian Entropion. Akiriaj Informoj Devas Esti Transformataj, En TiuKazo, En La Necesan Informon Por Sekuro De La Produktiveco Kaj De LaStrukturo De La Organismo. Ĉi Tiu Fakto Siavice, Ebligis Al La Organismo LaŜanĝon De Iuj Liberaj Informoj El La Medio. Tamen Tio Ne Signifas, Ke PorPrelegi Sufiĉas Nur Manĝi La Manĝaĵojn. Manĝado Estas Kondiĉo Necesa, SedNe La Sufiĉa. Por Povi Transdoni Iujn Informojn, Oni Devas Pli Frue En DifinitaModo Ricevi Ilin Kune Kun La Portilo El Cirkaũaĵo, Kaj Poste "Tradigesti Ilin"Aũ Malkovri Denove En Sia Organismo, En Tia Aũ Alia Formo, Dum ProcesoDe Lernado. Nur Tiam Ekaperos Eblecoj De Transdono De Ili En La Formo DePrelego. Konsumataj Manĝaĵoj Dank'al Enhavo De La Ligita Informo, Donas AlLa Homo Potencialajn Eblecojn Ne Nur Ricevi La Informon, Sed Ankaũ EmisiiIlin.

Szilard [155] Montris, Bazintiĝinte Je La Dua La Leĝo De Termodinamiko, La Pravecon De Tia Koncepto En Rilato Al Funkciado De LaTeknikaj Sistemoj, Kun Partopreno De "Raciaj Estaĵoj".

En Tia Larĝa Senco Oni Povas Kompreni La Leĝkonservadon De La Informo EnFizika Senco, Eliminante De Ĝi La Diversspecajn Paradoksojn.

Alia Altrudiĝanta Ofte Argumento, Ŝajne Faliganta La LeĝkonservadonDe La Informkvanto Povas Esti La Sekvanta Rezonado: Se Ni Prenas LaũvolanDokumenton, La Sciencan Libron, Magnetobendon Aũ Gramofondiskon, El KiujNi Elprenas La Informon, Tiun Informon Praktike Oni Ne Povas Elĉerpi - Kaj KioEstas Eĉ Pli Interesa - Diversaj Uzantoj, De Tiuj Fontoj, Povas Preni El Ili EĉEkstreme Diversajn Informojn, Depende De La Stato De La Scienco KajBezonoj En Ĉi Tiu Momento. Konsekvence Ni Havas La Demandon, Ĉu EfektiveOni Povas Prezenti La Postulon Pri Ekzisto La Leĝkonservado De La DeInformkvanto, Kaj Samtempe De La Leĝo De Kontinueco De La Informfasko?Evidentiĝas, Ke Ankaũ En Tiu Kazo, Simile Kiel Antaũe, La Respondo Estas"Jes", Oni Devas Nur Pli Larĝe Ekrigardi La Problemon. Por Montri La ŜajnanAntitezon En Menciitaj Ekzemploj Sufiĉas Gvidi La Rezonadon Similan Al Tiu,Kiun Oni Faris Ĉe La Malkovro De La Leĝo De Ŝarĝkonservado. Oni Scias Do,Ke La Leĝo De Konservado De La Ŝargo Estis Akceptita Spite Ne Nur Al ŜajneMalaperantaj Ŝargoj, En La Kazo De Kontakto De du Korpoj Ŝarĝataj per LaŜargoj Kun Kontraũaj Signoj, Sed Samtempe Tiun Leĝon Oni Uzas En FizikoKiel Unu El Pli Gravaj Principoj De Leĝkonservado.

Brillouin [18], Citante Szilard [155] Kaj Substrekante Fundamentan SignifonDe Lia Laboro Por La Evoluo De La Fizika Informteorio, Atentigis Pri Fakto, KePor Ĉiujn Ricevita Informo Oni Devas "Pagi" per Entropio. En Ĉiu Kazo PorRicevi Informon El Supre Menciitaj Fontoj, Kiel Oni Scias, Estas Postulata IuEnergio, Kiu De Dissipiĝas, Pli Grandigante La Entropion De La Medio.Ekzemple Dum Legado, Necesa Estas La Lumo Por Lumigo De La Teksto. ElLa Kvanto De La Lumo Falanta En La Tekston, Iu Reflektiĝas En La LuminitaSurfaco, Falas Okulon, Aliaj Restas Absorbataj, Ilia Energio Dissipiĝas PliGrandigante La Entropion De La Medio, Kiu Estas "La Prezo" Ricevita El LaTeksto De La Informo Por Samtempa Grandigado De La Entropio De La Medio.

Simile La Afero Aspektas, Kiam Ni Volas El Bendo Ĉu Gramofondisko DeĉifriLa Informojn. En Tiu Kazo Por Legado Estas Bezonata Motoro Por Movigi DeLa Bendon. La Motoro Ricevas Energion, Kiun Siavice Ĝi DispelasPligrandigante La Entropion En Cirkaũaĵo. Aliaj Ekzemploj, Faliganta Ŝajne LaLeĝkonservadon De La Informkvanto, Povas Esti Forbruligo Paperfolio, En KiuEstis Enskribitaj Iuj Informojn, En Ĉi Tiu Kazo, Ligitaj Informoj Kun LaStrukturo De La Folio, Ĉe Tio per La Strukturo De La Folio Oni KomprenasInter Alie Ankaũ Informojn Enskribitajn En Ĝia Teksto, Konsistanta El MolekuloEkz. De La Inko. En La Proceso De Brulado, La Informo Enhavanta En LaStrukturo De La Folio Kaj De La Inko Ŝanĝiĝas En La Liberan Informon, KiunOni Povas En Diversa Maniero Ekspluati, Egale Dum Brulado Kiel Kaj PliMalfrue. Dum La Brulado De La Folio Ni Obtenas La Spektron En Limo De LaVideblaj Ondoj, Kiujn Oni Povas Subigi Al La Analizo Kaj Uzi La Informojn FrueNealireblajn. Post La Brulado La Analizo De La Brulaĵo Kaj Iliaspeca DislokoDonas Aliajn Informojn, Kiujn Ni Povas Konforme Deĉifri. Simila SituacioOkazas Je Alia Formo De La Pereo De Diversaj Strukturoj. Ŝajnus, Ke Ĉia SortoDe La Informoj Enhavantaj Ilin, Estis Detruita Kune Kun Ilia Estanta Strukturo.Tiel Efektive Ne Estas, Ĉar Kune Kun La Enkondukata Energio Al La DetruitaStrukturo, Oni Enkondukis La Konforman Kvanton De Entropio, Kaj Krom TioEn La Nova Strukturo, Kiu Kreiĝis Dum Detruo De La Malnova - Enhaviĝas JamLa Alia Nova La Ligata Informo.

El La Supraj Argumentoj Kaj Prezentitaj Ekzemploj, Rezultas, Ke Egale LaLeganto Leganta La Libron Kaj La Auskultanto De La Prelego, Por Povi TionFari, Devas Pligrandigi Konforme La Entropion En Ilia Medio. La Sama FaktoDe La Digestado De La Manĝaĵoj, Necesaj Al Normala Funkciado De IliajOrganismoj Ebligantaj Al Ili La Ricevon De La Informo El Cirkaũaĵo, PliGrandigas La Entropion De La Medio En La Kontinŭa Modo. La Grandiĝo De LaEntropio De La Cirkaũaĵo, Okazas Ne Nur Dum Realigo De Iu Laboro per LaOrganismo, Sed Ankaũ Dum Spirado, Kaj Eĉ Ĉe La Pensado, Ĉar En Ĉi TiujProcesoj Ĉiam Okazas Dissipo De La Energio. Oni Vidas Do, Ke Pligrandiĝo DeLa Informoj En La Lernantaj Sistemoj Estas Ebla, Nur En La Kazo De LaSamtempa Malpligrandiĝo De Ili En La Senco Plej Ĝenerala, En La Medio,Kaũzante Neeviteblan Kreskon De La Entropio. La Kresko De La Entropio EnLa Cirkaũaĵo En Procesoj Nereverseblaj Estas Ĉiam Pli Granda, Ol LaMalplikreskado De La Sistementropio. Ĉi Tio Rezultas El La Dua Principo DeLa Termodinamiko. Tio Okazas Tial, Ke La Proceso De La Degradacio DeEntropio Estas Ligita Kun Energia Produktiveco, El Kiu Rezultas, Ke ĈiujProcesoj Okazantaj Spontane Estas Nereverseblaj Kaj Akompanas Ilin ĈiamPlikreskado De Entropio Ligita Kun Dissipo De Energio. Tiu Problemo Pli LarĝeEstas Prezentota En Ĉapitro Ii.

Oni Povas Rimarki Iun Analogion Inter Ekz. La Pozitiva Ŝargo Kaj La Informo.La Informon Estantan En La Donita Sistemo Oni Povas Pritrakti Kiel NegativanElektran Ŝargon, Enhavitan En La Substancio Ŝajne Indiferenta Elektre, Kaj LaEntropion Oni Povas Pritrakti Kiel Ŝargo Pozitiva Aũ Kontraũe. Tiam AkordeKun La Laboro De Szilard [155] La Kresko De La Informkvanto, Δqi Kaj KreskoDe La Entropio Δs Por Izolitaj Sistemoj Kaj Procesoj Reverseblaj EstasKonstanta Kaj Egala Al Nulo:

Δqi + Δs = 0

(3)

Simile Kiel Ĉe Kombino De La Pozitiva Ŝargo Kun La Negativa Ni Ricevas EnEfiko, La Ŝargon Egalan Al Nulo Sekve De Neutraligo De La Ŝargoj.Konsekvence Oni Povus Havi La Impreson, Ke Ŝargoj Elekraj Malaperas. SpiteAl La Ŝajno Estis Tamen Akceptita La Principo De Ŝargkonservado, KiuEvidentiĝis Eĉ Pli Daũra Ol La Principo De La Maskonservado, Ĉar -Kiel OniScias El La Relativeca Teorio, Maso Ŝanĝas Sin Kune Kun Rapido, Sed LaŜargo Ne Ŝanĝiĝas Depende De Ĝia Rapido. Oni Povas Konstati, Ke LaPrincipo De La Ŝargkonservado, Kvankam Ŝargo Ŝajne Malaparas, Estas PliDaũra Ol La Leĝo De Konservo De La Maso. Oni Povas Do, Kiel EstosMontrate En La Disertacio, Akcepti La Principon De Konservado De La DeInformkvanto En La Senco Ĝenerala, Spite Al Ŝajnoj, Ke Informo PovasMalaperi Aũ Naskiĝi El Nenio.

La Kresko De Sistem Entropio Estas La Mezuro De Ĝia Malordigo, KajLa Kvanto De La Informo Enhavata En Sistemo Estas Mezuro De La Ordigo DeĜia Energomateriala Strukturo. La Kvanto De Informo Enhavata En La Aro DeStatoj De Ĉiu Elemento En Donita Sistemo Povas Esti Kalkulita Akorde Kun LaFormulo De Shannon En Bitoj. La Formulo De Shannon Havas La SekvantanFormon:

Kie:

Hi(xi) - La Kvanto De La Informo Enhavata En Ĉi-tiu Elemento De LaSistemo,

K - Nombroj De Eblaj Statoj De La Elemento Xi,

Pik - Probableco De La Troviĝo De La Elemento Xi En Stato K.

Ĉiu Elemento De La Sistemo Povas Troviĝi En Diversa Energispeca Stato KajTial Oni Povas Diri Pri Probableco Troviĝi La Donitan Elementon En Tiu AũAlia Stato.

Oni Povas Difini La Sistemon Kiel La Aron De Elementoj Agantaj UnuSur La Alian Aũ Kunagantaj Kun Si, Kaj Trovantaj Sin En Iu Strikte Difinitaj -Kvankam Pli Proksime Nedifinataj - Statoj, Ekz. Konsiderinte La Mankon DeTia Ebleco (Leĝo De Nedifineco De Heisenberg) Aũ Pro Bezono (Ekz. En LaOkazo De Aũtomata Sistemstiranto )

Ĝenerale Oni Povas Diri, Ke La Informo Enhavata En La Sistemo EstasEkvilibra Al La Difekto De La Entropio Kreiĝanta En La Proceso De OrganizadoDe La Sistemo. Difekto De Entropio Estas La Nocio Analogia Al Difekto DeMaso En Nukleaj Kunligoj; Mi Elkondukas Tiun Nocion En Miajn Rezonadojn,Koncernantajn La Fizikan Teorion De La Informado En 1970j.[85], Kiu, KielEvidentiĝis Estis Ekondukita Sendepende De Mi Kaj Ĉe Aliaj Okazoj En TeorioDe Informado En 1966 J. [94].

Difekto De Entropio Konstituas Iun Idean Kompletigon De La Informo LigitaKun Brillouin [18], Kiun La Sistemo Ne Povas Transdoni Al Cirkaũaĵo SenŜanĝo De Sia Strukturo. La Difino De La Ligita Informo, Aũ Enhavita En LaStrukturo De Sistemo, Donita De Brillouin, Estas Akorda Kun La Difino De LaInformo Donita De Mazur. La Informo - Laũ Mazur Tio Estas Transformo De UnuAsocia Informa Komunikaĵo En Duan Komunikaĵon De Tiu Asocio Kaj

Koncernas Al Originalo [102], Aũ Alie Dirante Tio Estas La Ligita InformoTroviĝanta En Difekto De La Entropio De La Originalo.

Volante Ĝenerale Konsideri La Problemojn De Informtrafluo En FizikaModo, Oni Devas Studi Antaũ Ĉio La Eblecojn De Ilia Priskribo Kun Helpo DeIuj Ĝeneralaj Leĝoj De Trafluo Kaj Ĉu Fakte Ili Povas Estiata Ili Kaj KiunAspekton Devus Tiuj Leĝoj Ekricevi. Lige Kun Tio Ni Konduku En La KomencoLa Analizleĝojn Ligitajn Kun Diversaj Trafluoj. Ni Povas Diri, Ke Jam HeraklitoEl Efezo Havis Sendube La Pravecon Dirante "Panta Rhei", Kvankam NeKonitaj De Li Estis Ankoraũ La Leĝoj De Trafluo: De Maso, De Energio Kaj DeElektra Ŝargo. Hodiaũ Ni Konas Jam Tiujn Leĝojn, Kiuj Estis Malkovritaj En XixJarcento. Evidentiĝis, Ke Ĉiuj Konataj Ĝis Nun Leĝoj De Trafluo EstasPriskribataj Pere De La Sama Tipo De Partaj Diferenciaj Ekvacioj De La IiRango, Kaj La Formoj De Tiuj Ekvacioj Estas Similaj Unu Al La Alia Eĉ En PlejMalgrandaj Detaloj. Oni Povas Do Provi Pere De Analogio Priskribi La SimilajnLeĝojn Por Trafluo De La Informo Kaj Kontroli, Ĉu Ili Havas Fizikan Kaj LogikanSencon. Post La Realigo De La Analizo De La Ekzistantaj Analogioj InterTrafluoj: De Maso De Energio Kaj De Elektra Ŝargo Kaj Post La Konstato, KeEkzistas Ne Nur Tre Profunda Analogio Inter La Leĝoj Mem, Sed Ankaũ Inter LaGrandecoj Ĉeestataj En Tiuj Leĝoj. Oni Povas Kredi, Ke La InformtrafluoSubiĝas Al Tie Sama Tipo De La Leĝoj, Des Pli, Ke La Informo Ne Povas EstiTransdonata Sen La Kunportilo.