информационные характеристики  физических систем 




PDF просмотр
Название                            информационные характеристики  физических систем 
страница109/109
Гуревич И М  
Дата конвертации05.10.2012
Размер1.17 Mb.
ТипДокументы
1   ...   101   102   103   104   105   106   107   108   109

 
240
40. Энштейн  А.  К  электродинамике  движущихся  тел.  Собрание  на-
учных трудов. Т.1. Наука. М. 1965.  
41. Szillard L. Z. Physik. 1929. V. 53. P. 840. 
42. Шредингер Э. Природа и греки. Научно-издательский центр «Ре-
гулярная и хаотическая динамика». Москва-Ижевск. 2001. 
43. Janes E.T. Information theory and statistical mechanics. I. Phys. Rev. 
1957. V.106. №4. Pp. 620-630. II. Phys. Rev. 1957. V.108. №2. Pp. 
171-190. 
44. Бриллюэн Л. Наука и теория информации. Государственное изда-
тельство физико-математической литературы. М. 1960. 
45. Wheeler J. A., Geometrodynamics,. Academic Press, New York, pp. 
88, 129 (1962). 
46. Wheeler J.A., In Complexity, Entropy, and the Physics of Information, 
W.H. Zurek, ed., Santa Fe Institute Studies in the Sciences of Com-
plexity volume VIII, Addison Wesley, Redwood City (1988). 
47. Wheeler J.A., «Geons, Black Holes & Quantum Foam: A Life in 
Physics». New York, W.W. Norton & Company, 1998, pp. 63-64]. 
48. Bremermann H.O. Optimization trough Evolution end Re-
combination in Self – Organizing Sistems. Spartan Books. – Washing-
ton D, C., 1962. 
49. Эшби У. Росс. Несколько замечаний. Общая теория систем. Мир. 
М. 1966. 
50. Everett. H. The theory of the universal wave function. In B S De Witt 
and N Graham, editors. The many world interpretation of quantum 
mechanics. Princeton University Press, Princeton, 1973. 
51. Hirschman I.I. A note on entropy. Am. J. Math. 79, 152-156. (1957). 
52. Beckner W. Inequalities in Fourier analysis.  Ann. Math. 102, 159-
182. (1975). 
53. Bialynicki-Birula I . and Mycielski J., Uncertainty relations for infor-
mation entropy in wave mechanics. Comm. Math. Phys. 44, 129-132. 
(1975). 
54. Deutsch D. Uncertainty in quantum measurements.  Phys. Rev. Lett., 
50, 631-633, 1983. 
55. Uffink Й. "Measures of Uncertainty and the Uncertainty Principle", 
PhD thesis, University of Utrecht, 1990.  
http://www.phys.uu.nl/igg/jos/. 
56. Холево А.С. Введение в квантовую теорию информации. Незави-
симый московский университет. Высший колледж математиче-
ской физики. МЦНМО. 2002. 
 
 

 241
57. Холево А. С.  "Статистическая структура квантовой теории", 
ИКИ, 2003. (перев. с англ.)  http://www.rcd.ru. 
58. Пенроуз Р. Новый ум короля. УРСС. Москва. 2003. (Oxford Uni-
versity Press. 1989). 
59. Хокинг  С.,  Пенроуз  Р.  Природа  пространства  и  времени.  НИЦ 
«Регулярная и хаотическая динамика». Удмуртский 
государственный университет. Ижевск. 2000. 
60. Киржниц Д.А. Горячие "черные дыры". Новое в понимании при-
роды теплоты. Московский государственный университет им. 
М.В. Ломоносова.  
61. Хармут Х. Применение методов теории информации в физике. 
Мир. М. 1989. 
62. Bennet C.H., Brasssard G., Crepeau C., Jorsa R., Peres A., Wootters 
W.K. Phis. Rev.Lett. 70 1985 (1993) 
63. Bennet C.H., Bernstein H.J., Popescu S., Schumacher B. Phis. 
Rev.Lett. A 53 2046 (1996). 
64. Валиев  К.А.,  Кокин  А.А.  Квантовые  компьютеры:  Надежда  и  ре-
альность. Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая 
динамика». - Москва-Ижевск: 2001. 
65. Валиев  К.А.  Квантовые  компьютеры  и  квантовые  вычисления. 
УФН. Том 175. № 1, 2005. 
66. Кадомцев Б.Б. Динамика и информация. Успехи физических на-
ук. М. 1999. 
67. Кардашев Н.С. Астрофизический аспект проблемы поиска вне-
земных цивилизаций // Внеземные цивилизации. - М.: Наука, 
1969. 
68. Стин  Э.  «Квантовые  вычисления»,  Научно-издательский  центр 
«Регулярная и хаотическая динамика». - Москва-Ижевск: 2000. 
69. Margolus N., Levitin L.B. Phys. Comp. 96. T. Toffoli, M. Biafore, J. 
Leao, eds. (NECSI, Boston) 1996; Physica D 120, 188-195 (1998). 
70. Колин  К.К.  Информационный  подход  как  фундаментальный  ме-
тод научного познания. //Межотраслевая информационная служ-
ба, № 1, 1998. 
71. Brukner C.,  Zeilinger  A. “Conceptual Inadequacy of the Shannon 
Information in Quantum Measurements", Physical Review A 63: 
022113. (2001). 
72. Timpson C.G. The Applicability of Shannon Information in Quantum. 
Phil. Sci. 70(5):1233-44, 2002. 
73. Zeh H. D. The Wave Function: It or Bit? ArXiv:quant-ph/0204088 v2 
 
 

 
242
2 Jun 2002. 
74. Lloyd Seth. Computational capacity of the universe. arXiv:quant-
ph/0110141 v1 24 Oct 2001. 
75. Голицын Г.А, Левич А.П. Вариационные принципы в научном 
знании. Философские науки. № 1. М. 2004.  
76. Розенталь И.Л., Архангельская И.В. Геометрия, динамика, Все-
ленная. «Едиториал УРСС». М. 2003. 
77. Архангельская  И.В.,  Розенталь  И.Л.,  Чернин  А.Д.  Космология  и 
физический вакуум. – М.: КомКнига, 2006. – 216 с. 
78. S. Hsu1, and A. Zee, Message in the Sky. arXiv:physics/0510102 v2 6 
Dec 2005. 
79. D. Scott_ and J. P. Zibin. The Real Message in the Sky. 
arXiv:physics/0511135 v1 15 Nov 2005. 
80. Ландау  Л.Д.,  Лившиц  Е.М.  Квантовая  механика.  Нерелятивист-
ская теория. Наука. Москва, 1974. 
81. Дирак П. Принципы квантовой механики. Физматгиз, Москва, 
1960. 
82. Садбери А. Квантовая механика и физика элементарных частиц. – 
М.: Мир, 1989. 
83. Борисов А. В. Основы квантовой механики. Учебное пособие. - 
М.: Изд-во физического факультета МГУ, 1999. 
84. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс Э. «Фейнмановские лекции по фи-
зике, т. 8, 9, «Мир», Москва, 1967, 1968. 
85. Тарасов Л.В. Основы квантовой механики. «Высшая школа», 
Москва, 1978. 
86. Стратонович  Р.Л.  Теория  информации. – М.:  Советское  радио, 
1975. 
87. Чернавский  Д.С.  Синергетика  и  информация. "Наука"  Москва. 
2001. 
88. Биллингсгей П. Эргодическая теория и информация. «Мир», Мо-
сква, 1969. 
89. Колмогоров  А.Н.  Три  подхода  к  понятию  количества  информа-
ции. Проблемы передачи информации, 1965 – Вып. 1 – Т.1 –с. – 
3-11. 
90. Чисар  И.,  Кернер  Я.  Теория  информации.  Москва.  Мир. 1985. 
400с. с. 27. 
91. Кульбах  С.  Теория  информации  и  статистика.  Москва.  Наука. 
1967. 408 с. с. 33. 
92. И. М. Гельфанд. Лекции по линейной алгебре. М., "Наука", 1999. 
 
 

 243
93. Манита А. Д. Теория вероятностей и математическая статистика: 
Учебное пособие. -- М.: Издат. отдел УНЦ ДО, 2001. -- 120 с.  
94. Физический энциклопедический словарь. Т. 3. «Советская энцик-
лопедия». Москва. 
95. Митюгов  В.В.  Физические  основы  теории  информации, 
«Сов.радио», М., 1975г. 
96. Нильсен М., Чанг И. Квантовые вычисления и квантовая инфор-
мация. «Мир», Москва, 2006. 822  
97. Берд К. Инфо-космо-логия. Компьютерра. № 20. 2004.  
98. Нелипа  Н.Ф.  Физика  элементарных  частиц.  Высшая  школа.  Мо-
сква, 1977. 
99. Хуанг К. Кварки, лептоны и калибровочные  поля. Мир. Москва, 
1985. 
100. Гоппа  В.Д.  Введение  в  алгебраическую  теорию  информации. 
“Наука”. Москва, 1995. 
101. Коккеда Я. Теория кварков. Мир. Москва. 1971. (Kokkedee J.J.J. 
The quark model. University of Nijmegen. The Netherlands. 
W.A.Benjamin,inc., New York – Amsterdam. 1969. 
102. Хелзен  Ф.,  Мартин  А.  Кварки  и  лептоны.  Введение  в  физику 
частиц. Мир. Москва. 1987. 
103. Б.С.  Ишханов,  Э.И.  Кэбин.  Физика  ядра  и  частиц. XX век.  М., 
2000. 
104. Б.С. Ишханов, Э.И. Кэбин. Шпаргалка для отличника  
http://nuclphys.sinp.msu.ru/spargalka/ 
105. Таблица Менделеева. http://www.xumuk.ru/tm.html. 
106. Кардашев Н.С. Космология и проблемы SETI. АКЦ ФИАН. Ма-
териалы 
конференции "SETI-XXI". 2002. 
http://www.astronet.ru/db/msg/1177502. 
107. Сахаров  А.  Д.  Нарушение CP-инвариантности. C-асимметрия  и 
барионная  асимметрия  Вселенной // Письма  в  ЖЭТФ. - 1967. - 
Т.5, вып.1. - С.32-35.  
108. Новиков И.Д., Фролов В.П. Физика черных дыр. Наука. Москва. 
1986. 
109. Черные дыры/выпуск 169. 19-30 сентября 2007. 
http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/bh.html. 
110. Излучение 
Хокинга. http://en.wikipedia.org/wiki 
/Hawking_radiation. 
111. Июньский  гамма-всплеск  не  желает  вписываться  в теорию. 
http://elementy.ru/news/430418. 
 
 

 
244
112. http://crydee.sai.msu.ru/~mir/Star_Life.site/Structure/Star_models/D
warfs/wdmod.htm 
113. Шапиро  С.,  Тьюколски.С.  Черные  дыры,  белые  карлики  и  ней-
тронные  звезды.  Физика  компактных  объектов  в  двух  частях. 
Мир. Москва. 1985. 256с., 257-656 с. 
114.  Гамма-излучение.http://elementy.ru/posters/ spectrum/gamma.  
115. Томилин  К.  А.  Планковские  величины. 100 лет  квантовой  тео-
рии.  История.  Физика.  Философия.  Труды  международной  кон-
ференции, М.: НИА-Природа, 2002, с.105-113. 
116. Лесков С. Найдено место для Бога.  
http://pda.inauka.ru/analysis/article60920. 
117. Зельдович  Я.Б.,  Новиков  И.Д.  Строение  и  эволюция  вселенной. 
М. Наука , 1975. 
118. Зельдович  Я.Б.  Возможно  ли  образование  Вселенной  "из  ниче-
го"?  Природа.  №4. 1988.  http://vivovoco.rsl.ru/VV/ PA-
PERS/NATURE/ ZELD/ZELDOVICH.HTM. 
119. Бухбиндер  И.  Л.  Фундаментальные  взаимодействия.  Соросов-
ский образовательный журнал. N 5. 1997г.  
120. 
ККМ матрица смешивания. 
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%9A%D0%9C_%D0%B
C%D0%B0%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%86%D0%B0. 
121. 
Замиралов  В.С.  Основные  понятия  теории  групп  и  их  пред-
ставлений  и  некоторые  приложения  к  физике  частиц. 
http://nuclphys.sinp.msu.ru/thgr/index.html#с. 
122. 
Введение в физику элементарных частиц. Часть II. 2005 . Ка-
федра  физики  элементарных  частиц  физического  факультета 
МГУ. http://hep.msu.dubna.ru/main/file.php/41/L9-9.doc. 
123. 
Фундаментальные  физические  постоянные (1998). УФН. 
Март 2003. Т.173, №3.  
124. 
Иванов И. Стандартная модель выдержала еще одну провер-
ку. 30.05.05. http://elementy.ru/news/25660. 
125. 
Ali A. (DESY), Борисов  А.  В.,  Сидорова  М.  В.  (МГУ).  Редкие 
распады псевдоскалярных мезонов в теориях, обобщающих стан-
дартную  модель. "  Физика  фундаментальных  взаимодействий" 
(ИТЭФ, 5.12.05).  
126. Долгов  А.Д.,  Зельдович  Я.Б.,  Сажин  М.В.  Космология  ранней 
Вселенной. Издательство Московского университета. 1988. 199 с. 
127. Постнов К.А. Лекции по Общей Астрофизике для Физиков. Раз-
дел 12. Курс  кафедры  астрофизики  и  звездной  астрономии  "Об-
 
 

 245
щая астрофизика" (для студентов физического факультета).  
http://www.astronet.ru/db/msg/1170612/index.html. 
128. Гуревич  Л.Э.,  Чернин  А.Д.  Происхождение  галактик  и  звезд. 
«Наука», М.,1983. 
129. Линде А.Д. «Физика элементарных частиц и инфляционная кос-
мология». Наука. Москва, 1990. 
130.  Linde А. Inflationary Cosmology.  
arXiv:0705.0164v2 [hep-th] 16 May 2007.  
http://arxiv.org/abs/0705.0164v2. 60 р. (p. 11), 
131. Линде  А.  Инфляция,  квантовая  космология  и  антропный  прин-
цип.  
http://www.astronet.ru/db/msg/1181084/index.html. 
132. Википедия, http://ru.wikipedia.org/wiki/. 
133. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. «Наука», М., 1990. 192 с. 
134. Черепащук А. М., Чернин А. Д.. Вселенная, жизнь, черные дыры. 
Издательство: Век 2, Фрязино. 2004.  
135. Блюменфельд  Л.А.  Информация,  термодинамика  и  конструкция 
биологических  систем. (МГУ  им.  М.В.Ломоносова).  Опублико-
вано в Соросовском образовательном журнале, N 7, 1996г.  
http://astronet.ru/db/msg/1176261/index.html. 
136. Соколов И.А. О методологии исследований. Предисловие к кни-
ге «Законы информатики – основа строения и познания сложных 
систем».  Издание  второе  уточненное  и  дополненное.  М. «Торус 
Пресс».2007. 
137. Ландау  Л.Д.,  Лившиц  Е.М.  Статистическая  физика.  Наука. 
Москва, 1964. 
138. Ehrenfest P. – Ann. Phys., 1920, Bd 61, S. 440. 
139. Эренфест П. Относительность. Кванты. Статистика. Москва. 
Наука. 1972. с. 477. 
140. Горелик Г.Е. Почему пространство трехмерно: Наука. Москва. 
1982. 168 с. (с. 75-77). 
141. Васильев 
А.Н. 
Эволюция 
Вселенной. 
С-ПбГУ. 
http://www.astronet.ru:8101/db/msg/1210286. 
142. Гуревич И.М., Литвак И.И., Шахова Н.А. Некоторые соотноше-
ния  между  ошибками  измерений,  возникающими  при  передаче 
результатов  измерений  по  каналу  с  ограниченной  пропускной 
способностью. Труды РИАН СССР, № 4. Москва. 1974. 
143. Ландау  Л.Д.,  Лившиц  Е.М.  Теория  поля.  Наука.  Москва, 1967. 
460с. 
 
 

 
246
144. Фок В.А. Теория пространства и времени и тяготения. Государ-
ственное  издательство  технико-теоретической  литературы.  Мо-
сква. 1955. 504с. 
145. Фролов В.П. Гравитация, ускорение, кванты. «Знание». Москва. 
1988. 64 с. 
146. A. Garrett Lisi. Quantum mechanics from a universal action reser-
voir. 0605068v1 [physics.pop-ph] 8 May 2006. February 2, 2008. 
147. Erik Verlinde. On the Origin of Gravity and the Laws of Newton. 
arXiv:1001.0785v1 [hep-th] 6 Jan 2010. Institute for Theoretical 
Physics University of Amsterdam/ Valckenierstraat 65. 1018 XE, 
Amsterdam. The Netherlands. 
148. Lee Smolin. Newtonian gravity in loop quantum gravity. 
1001.3668v1 [gr-qc] 20 Jan 2010. Perimeter Institute for Theoretical 
Physics, 31 Caroline Street North, Waterloo, Ontario N2J 2Y5, Can-
ada. January 21, 2010. 
149. Jarmo Makela. Notes Concerning ”On the Origin of Gravity and the 
Laws of Newton” by E. Verlinde. 1001.3808v1 [gr-qc] 21 Jan 2010. 
Vaasa University of Applied Sciences, Wolffintie 30, 65200 Vaasa, 
Finland. 
150. Rong-Gen Caia, Li-Ming Caob, and Nobuyoshi Ohta. Friedmann 
Equations from Entropic Force. arXiv:1001.3470v1 [hep-th] 20 Jan 
2010. Key Laboratory of Frontiers in Theoretical Physics, Institute of 
Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences, P.O. Box 2735, 
Beijing 100190, China Department of Physics, Kinki University, Hi-
gashi-Osaka, Osaka 577-8502, Japan. 
151. Lorenzo Maccone/ A quantum solution to the arrow-of-time di-
lemma. arXiv:0802.0438v3 [quant-ph] 25 Aug 2009. QUIT, Dip. A. 
Volta, 27100 Pavia, and Institute for Scientific Interchange, 10133 
Torino, Italy. 
152. Сейфуль-Мулюков Р.Б. Нефть – углеводородные последователь-
ности:  анализ  моделей  генезиса  и  эволюции. «11-й  ФОРМАТ. 
Москва. 2010. 176 с. 
153. Теряев  Е.Д.,  Филимонов  Н.Б.  Наномехатроника:  состояние, 
проблемы,  перспективы // Мехатроника,  автоматизация, 
управление. - 2010. - № 1. - С. 2-14. 
154.  Дрекслер 
К.Э. 
Машины 
создания. 
Грядущая 
эра 
нанотехнологии. 
http://filosof.historic.ru/books/item/f00/s00/z0000328 
155. Эрлих Г. В. Мифы нанотехнологий. 4 июня 2010,  
 
 

 247
http://www.nanometer.ru/2010/06/04/12756380321857_214259.html 
156. Гуревич И.М. Оценка объема неопределенности (информации) в 
элементарных 
частицах, 
атомах 
и 
молекулах/И.М. 
Гуревич//Вестн.  СевНТУ.  Сер.  Физика  и  математика: 
сб.научн.тр.- Севастополь, 2009. - Вып. 99.- С.121-129. 
157. Атом водорода. http://ru.wikipedia.org/wiki. 
 
 
 

 
248
Summary 
 
1.  Information methods for research of laws and properties 
of Nature 
 
Along with matter and energy the Universe contains, includes 
information. Information is an integral part of the Universe. Each physical 
system along with physical characteristics has information characteristics. 
Information is linking inseparably with matter and energy. Scientists 
while studying physical characteristics and physical laws at the some time 
study informational characteristics and informational laws. The 
fundamental results were obtained by the outstanding scientists: Einstein 
A., Neumann M., Shannon C., Wheeler J., Janes E., Brillouin L., Everett. 
H., Zeilinger A ., … The main result of the author’s studies consists of  
informatics laws formulation and the fact that informatics laws are more 
general, than physical laws. The research of complex systems, including 
physical systems, is carried in context of informatics laws. Informatics 
laws define, limit physical phenomena and processes. Informatics laws 
precede physical laws. The number of scientists using the information 
approach and information methods in physical researches quickly 
increases.  
The starting positions. Information as phenomenon is physical 
heterogeneity. Information characteristics of heterogeneity are: Shannon’s 
information entropy, information divergence, joint entropy, 
communication information. The informatics laws of Nature are: the law 
of simplicity of complex systems; the law of uncertainty (information) 
conservation; the law of finiteness of complex systems characteristics; W. 
Ashby’s law of necessary variety and the theorem of K.  Gödel. A. 
Zeilinger’s main principle of quantum mechanics is: elemental physical 
systems contain (carry) one bit of information.  
The law of finiteness of complex systems characteristics and W. 
Ashby’s principle of necessary variety impose restrictions on topology 
and symmetry of the Universe: time is one-dimensional Euclidean space. 
Space is three-dimensional Euclidean space. The Universe is four-
dimensional pseudo-Euclidean space. The laws of simplicity of complex 
systems and information conservation impose restrictions on physical 
transformations of space-time and transformation of internal symmetry: 
jacobian transformations are equal to 1. Transformations are linear. 
Equality to one of the determinants of linear transformation defines, that 
 
 

 249
among the space-time transformations only translations and own rotations 
are physically possible. Irreversibility of time, not the own rotations, 
reflexions are forbidden and physically can not be possible. Equality to 
one of the determinants of linear transformation defines, that among 
transformations of internal symmetry, only unimodular transformations 
are physically possible.  
Restrictions on the space-time symmetry define physical laws of 
conservation. Time is homogeneous. Space is homogeneous, isotropic and 
flat. The homogeneity of time defines the law of energy conservation. The 
homogeneity of space defines the law of impulse conservation. Isotropic 
spaces define the law of impulse momentum conservation. The principle 
of field interaction imposes restrictions on interaction process. The 
interaction of particles is realized by interaction of corresponding fields. A 
particle «does not need to know interaction laws because it should feel the 
field».  
The laws of simplicity of complex systems and information 
conservation allow to select the simplest models that describes the 
Universe. The Universe is identical to Metagalaxy; the Universe is a 
homogeneous object, the Universe is an isotropic object, the Universe is a 
flat object. Increase in the scale factor of inflationary expansion of the 
Universe makes approximately 
45
 10  times.  
It is shown, that the estimations of the joint entropy of electroweak 
interaction mixing matrix, according to different independent 
experimental data, are equal to the estimations of the joint entropy of 
mixing matrix of quarks. It testifies to the uniform informational and 
physical nature of strong and electroweak interaction. 
The basic information principles of quantum mechanics construction 
are defined taking into account Zeilinger’s principle. 
Necessity of using together the law of energy conservation and the law 
of uncertainty (information) conservation is defined. 
Hawking’s formula for the black holes (information spectrum of 
radiation) is deducted. The formula for the information spectrum of 
radiation of neutron stars and white dwarfs is deducted.  
The existence of several types of substance with different dependence 
of information content   from mass   is disclosed, including, linear for 
usual substance and for dark substance   , square for black holes 
2
 , linearly-logarithmic for neutron stars and white dwarfs 
 log
, zero for dark energy   0 .  
M
 
 

 
250
Consumption of energy (mass) for the creation of microinformation 
and classical information (remembered, played back) for different types of 
matter is determined. 
The standard model of the Universe expansion stipulates the decrease 
of mass of usual substance. At the Universe expansion with acceleration 
the mass of usual substance in the beginning decreases, reaches a 
minimum, and then increases. 
Existence of optimal black holes is determined. Optimal black holes 
minimise the volume of information in a part of the Universe, and the 
Universe as a whole. Characteristics of optimal black holes are 
researched.  
The structure of the Universe with the information minimum is 
determined. Limitations on the volume of information in the Universe are 
defined. 
The procedure for the estimation of information volume of physical 
objects consists of the following. At first the volume of information in the 
lower level objects is estimated – the fundamental particles (leptons and 
quarks). According to Zeilinger’s principle, we consider, that in the lower 
level objects one bit of information contains. Further on the volume of 
information in the objects of the second level is estimated. It is equal to 
the total of the information volume of objects of lower level plus the 
volume of information contained in the structure of objects of the second 
level of hierarchy (mesons, baryons). The volume of information in the 
structure of objects of the second level is estimated on the wave function 
of the objects of the second level. The volume of information in objects of 
following levels is similarly estimated.  
The use of holographic principle is not required at the author’s 
approach for the estimation of information volume in physical systems.  
Direct estimates of information content in physical systems are given. 
It is shown, that the space uncertainty (information) on the particle 
layout in space spots the Newtonian gravitational potential (the first 
derivative of information on radius), strength of gravitational field (the 
second derivative of the information on radius): the type of gravitational 
potential is   1/ , the type of strength of gravitational field is 
2
1/ 
The same is true for Coulomb interaction potential and field intensity 
strength of Coulomb interaction. 
To the four types of interaction such as gravitational, electromagnetic, 
strong and weak which are known one more must be added - information 
interaction.  
 
 

 251
The information models of cosmological objects (black holes, neutron 
stars, white dwarfs, stars of solar type) are developed. The method is 
developed and the estimate of information volume in cosmological objects 
is recieved. 
.The informational limitations on forming and merging of black holes 
is received.  
Existence of initial discontinuities of the Universe (with the use of 
information divergency) is proved. The estimation of initial 
discontinuities of the Universe’s mass is given.  
Expansion of the Universe from initial heterogeneity generates new 
heterogeneity (information). The Universe expansion is the reason and 
source of information formation. Various physical processes in the 
expanding Universe form information.  
The curvature of the Universe also generates heterogeneity 
(information). 
It is shown, that the volume of information, shaped in a frame of 
reference, moving with acceleration, is equal to 
2
2
  log   log
1  ax  ax /
2
2
. Where  -jacobian, 
-
acceleration,  -coordinate,  -speed of light. We will pay attention to 
analogy to the effect Unru. Appearance of thermal radiation in an 
accelerated frame of reference in the absence of this radiation in a 
counting inertial system is the appearance of additional information in an 
accelerated frame of reference in the absence of this information in a 
counting inertial system.  
From the informational point of view the necessity of physical systems 
description (quantum mechanics) by means of nonclassical probabilistic 
logic is defined. 
It is shown, that in all possible Universes the informatics laws and 
following from them physical conservation laws operate. 
The logic structure of nature’s laws governs the stages of the 
Universe’s emergence and development. From two events in the Universe 
life there is earlier that event, which logically precedes the other. During 
the initial moments of time information laws of nature operated. The 
information laws either have been set in initial "design" of the Universe, 
or were contained in initial heterogeneity of the Universe, or have been set 
from the outside of the Universe.  
Expansion of the Universe from the initial heterogeneity has generated 
heterogeneity (information): various types of interaction; various types of 
 
 

 
252
particles and fields corresponding to them; various types of atoms, 
molecules; various types of stars, planets; Life, … 
The estimates of the main informational characteristics of the Universe 
are given.  
 
2.  Information in our Universe 
 
Information is inseparably linked with matter and energy. Information 
is physical heterogeneity steady for certain time, heterogeneity of matter 
and energy. The energy necessary for formation of one bit of 
microinformation is equal to 
kT ln 2
bit
E

. The mass necessary for 
formation of one bit of the microinformation is equal to 
2
kT ln 2 / c
bit
m

. The values of energy and mass of the carrier of 1 bit of  
microinformation are resulted at temperatures 3K (300K). The minimum 
energy for 1 bit is equal to 4,14199 10-21 joule. The minimum mass for 1 
bit is equal to 4,6 10-40 (4,6 10-38)kg. On the average in atoms 
28
1, 69 10


kg of mass of substance is used for 1 bit of information (for 
example, in atom of hydrogen 
28

 1, 6 10
kg is used, in atom of lithium - 
28

 1, 93 10
kg). It is approximately by 
12
 10  times more than the mass 
necessary for formation of one bit of microinformation. 
The reason and source of information formation is expansion of the 
Universe and initial heterogeneity. At symmetry infringement between 
weak and electromagnetic interactions in the Universe  90
10
 bits is formed. 
The information mechanism of particles formation in the inflationary 
Universe generates the quantity of particles, comparable with the standard 
estimation of the number of particles in the Universe, - an order of 1080 - 
1090. The minimum possible volume of information in the Universe with 
prevalence of substance is 
79
 1, 7  10
, in the Universe with prevalence of 
radiation is 
91
 10  bits. The greatest possible volume of information in the 
Universe is 
120
 10
 bits. The growth of information volume at sedate 
expansion of the Universe is   log2 . Reduction of density of information 
at sedate expansion of the Universe is 
2
 (log ) /
t
. The growth of 
information volume at inflation expansion of the Universe is    
 
 

 253
Reduction of density of information at inflation expansion of the Universe 
is 
3

t
 te  . 
Information volume in some fundamental, elementary particles 
and atoms. Fundamental particles are the most simple physical systems 
(elementary systems by Zeilinger A.). 
There is 1 bit in a lepton. 
There is 1 bit in a quark. 
One photon with circular polarisation contain 1 bit. 
One photon,  0
-bozone - products of electroweak interaction contains 
0,78 bits. 
Elementary particles represent physical systems of the second level of 
complexity. 
There are 9,422 bits in a proton, a neutron (taking into account the 
volumes of information in the structure of proton, neutron, information in 
quarks, colors of quarks). 
Atoms represent physical systems of the third level of complexity. 
There are 11,422 bits in the atom of hydrogen (1st element) - (taking 
into account the volumes of information in the structure of atom, in proton 
and in electron). 
There are 39,688 bits in the atom of helium (2nd element).  
There are 109,642 bits in the atom of carbon (6th element) . 
There are 544,21 bits in the atom of iron (26th element). 
There are 2334,436 bits in the atom of uranium (92nd element).  
In the above-mentioned cases the structure of atoms and external 
uncertainty electrons is not considered. 
The estimations of the joint entropy of electroweak interaction mixing 
matrix (1,7849; 1,7787; 1,7645; 1,7945) according to different 
independent experimental data, are close to the estimations of the joint 
entropy of quarks mixing matrix (1,7842, 1,7849). 
Information volume in stars. The Sun contains 
58
 1, 3  10
 bits.  
The White dwarf with the mass of solar mass contains 
59
 1, 24 10  bits.  
The Neutron star of solar mass contains 
59
 2, 38 10
 bits.  
Information volume in black holes. The Plank’s black hole contains 
one nut of information, thereby it is possible to consider nut as one 
Plank’s information unit (one bit is Shannon’s information unit). 
Existence of matter of two types: with square-law and linear 
dependence the volume of information on mass is the source, reason of 
 
 

 
254
existence of the optimal black holes which minimize information volume 
in any region of the Universe and in the Universe as a whole. 
Information and mass volumes, received at the decision of  the direct 
problem (Minimization of volume of information in the system «usual 
substance – black hole» at the set mass of system) and  the dual problem 
(maximization of mass of the system «usual substance – black hole» at the 
set volume of information in the system), coincide.  
There are 
62
 10
 bits in the optimal black hole generated in the system 
«radiation (photons) - black hole» at the temperature of radiation - 2,7K. 
There are 
38
 2, 57 10
 bits in the optimal black hole generated in the 
system «hydrogen (protons) - black hole». 
At the temperature of radiation 
2
 m c / 9, 422ln 2  1,555  E  12
p

(at the time from «the big explosion» of the Universe  5
10
) the mass of 
the optimal black holes which have arisen in the systems «radiation - 
black hole», is equal to the mass of the optimal black holes which have 
arisen in the systems «hydrogen (protons) - black hole». In transition from 
«the Universe with prevalence of radiation to the Universe with 
prevalence of substance   (104K> T> 103K) the mass of the optimal black 
hole in the system « radiation - black hole» varies from 2,45 10+19kg to 
2,45 10+20kg. 
The masses of the optimum black holes shaped of various types of 
atoms of usual substance or mixture of various types of atoms of usual 
substance, and information contents in them are approximately identical. 
The black holes of solar mass contain 
76
 7,72 10  bits. 
The black holes with the mass of one million solar contain 
94
 7, 72 10
 
bits. 
The black holes in centers of galaxies contain 
90
107
 10
10
 bits. 
Information volume in galaxies. In the galaxies having  11
10  of stars, 
there are about  69
10
bits. In the galaxies having  11
10  of stars and 
containing in kernels super massive black holes with the mass 
of
6
10
 10 10  of solar mass, there are 
99
107
 10
10
bits. 
Information dependence of temperature of radiation on mass. For 
a black hole the dependence of temperature on mass (S. Hawking's 
spectrum) looks like 
3
 (ln 2) / (4GMk) . For a neutron star the 
 
 

 255
dependence of temperature on mass (an information spectrum) looks like 
2
 (m c ) / k(9, 422  log ) . 
n
2
n
Information restrictions at creation of black holes from stars. The 
mass of the black hole formed from the star of  the sun’s type is no more 
than 
20
 8 10
kg. The mass of the black hole formed from the white dwarf 
of solar mass is no more than 
21
 2, 5 10 kg. The mass of the black hole 
formed from the neutron star of solar mass is no more than 
21
 4,17 10  
kg. 
Note. The black hole at formation uses only part of mass. Other mass 
in the form of usual substance dissipates in surrounding space and other 
objects can be formed of it. 
Information restrictions at the merge of black holes. At the merge 
of two black holes having the mass    , without the use of additional 
1
2
usual substance, the mass of the resulting black hole is less, than 
2
2 . 
1
M2
At the merge of two black holes having the mass    , with the use 
1
2
of additional usual substance, the mass of the resulting black hole is more 
than 
2
2 . 
1
M2
Classical information. Nitrogenous basis contains  log 4  2  bits of 
2
the classical information (macroinformation). Amino acids contain 
log 20  4, 32  bits of the classical information. 
2
For 1 bit of information formed by amino acids and nitrogenous basis 
it is needed 4,43E-25 and 1,05E-25kg of mass. 
Redundancy of classical information formed by life, in relation to 
micro information at the temperature of 300K is by factor of 
13
 10  times 
more. 
Proteins and DNA for formation of 1 bit of information use mass by 
three orders more than atoms. Hence, life is effective way of classical 
information formation. 
Redundancy of classical information generated by modern civilization, 
in relation to microinformation is by factor of 
2325
 10
 times more. 
 
 

 
256
Efficiency of nature in formation of classical information exceeds 
efficiency of person, a terrestrial civilization by
10
 10  times. 
Proteins of yeast contain about 2000 bits of classical information. 
One chromosome of a person contains 
8
(1  5) 10  bits of classical 
information. 
One person contains 
26
 10  bits of classical information. 
Biomass of the Earth contains about 1040 bits of classical information. 
If 100 % of the Earth’s mass is used for formation of live substance it will 
generate about 1050 bits of classical information. 
If 1 % of the Universe’s mass is used for formation of live substance it 
will generate approximately 1075 bits of classical information. 
The greatest possible volume of classical information in the Universe 
is 
77
 10  bits. 
40
77
10 10  bits is a range of possible volume of classical information 
in the Universe, defined by the data known now.  
Volume of classical information formed by terrestrial civilization is 
30
10 bits/year. Parity of volumes of information in the Universe in a 
year, generated by matter and civilization is 
49

 10
. The share of 
information formed by civilization on one star system is equal to 10-27. It 
shows, that now the contribution of terrestrial civilization to information 
formation of the Universe is insignificant.  
Cognitive process of the Universe. The Universe, information 
volume of which is finite, is effective and completely knowable [9]. 
The subject of cognitive process is classical object (for example, 
terrestrial civilization). 
In the course of the Universe cognitive process compression of 
information is not less, than 
20
 10  times and no more, than 
76
 10
 times. 
The gravitation Law, in particular, compresses the information not less 
than by factor of 
183
4 10
 times. 
Interpretation of cognitive process by methods of quantum mechanics 
(the description and measurement) on the basis of information parities is 
possible. The knowledge is carried out through a hypothetical information 
channel - «the knowledge channel of nature». The limited throughput of 
"the knowledge channel of nature» defines as impossible "exact" (in 
classical sense) descriptions and measurements of quantum objects. 
 
 

 257
Increasing accuracy (uncertainty) of the description/measurement of one 
of the components, observer is compelled to reduce accuracy (uncertainty) 
of the description/measurement of the other component.  
Information unity of all possible Universes. As heterogeneity should 
exist in the universes with any physical laws the approach which is based 
on information properties of heterogeneities of any nature and 
corresponding information laws and restrictions, and also physical laws of 
conservation following from them, such approach extends on all possible 
Universes. Thereby, physical laws of conservation and information 
restrictions on other possible physical laws in different Universes are 
identical. Does it mean that all of possible Universes are identical? 
 
3.  Conclusion 
 
The works of the author and foreign scientists (American, Canadian, 
European, Chinese …) are confirming primacy of informational laws: 
informational laws (informatics laws) define and restrict physical laws.  
Informatics laws have general, universal character, operate in all 
possible universes, even in the Universes with different physical laws. 
The given data show, that the priority use of informational methods of 
physical systems research belong to the author, though the last results of 
foreign scientists are very interesting and important.  
Informatics laws together with the physical laws will allow to open all 
secrets of nature, in particular, to construct the theory of quantum 
gravitation. 
 
 
 
 
 
 

 
258
СОДЕРЖАНИЕ 
 
 

Наименование раздела 
Стр. 
1.  Введение 4 
2.  Информационные характеристики, определяемые на физиче-

ских системах 
3.  Информационная энтропия – характеристика наблюдаемых и 
13 
состояний квантовых систем, мера сложности систем 
 
4.  Информационная дивергенция – мера неоднородности 18 
5.  Совместная  информационная  энтропия – характеристика 
25 
унитарных преобразований 
 
6.  Информация  связи – характеристика  взаимодействия  сцеп-
34 
ленных (запутанных) систем 
 
7.  Законы  информатики - информационные  основы  исследова-
36 
ния физических систем 
 
8.  Оценка объема информации в физических системах 45 
9.  Оценка объема информации в космологических объектах 67 
10.  Расширение Вселенной – причина и источник формирования 
100 
информации 
 
11.  Информационное  взаимодействие – пятый  вид  фундамен-
103 
тальных взаимодействий  
12.  Совместная энтропия матриц смешивания 111 
13.  Начальные неоднородности Вселенной 117 
14.  Оптимальные черные дыры 127 
15.  Жизнь как эффективный способ формирования классической 
142 
информации 
 
16.  Атомы,  молекулы  и  фундаментальные  ограничения  на  ин-
148 
формационные характеристики систем 
 
17.  Информационные  основы  строения  и  познания  физических 
162 
систем и Вселенной в целом 
 
18.  Заключение 222 
Приложение 1. Информационные  методы  исследования 
225 
физических систем: обзор первых результатов 
Приложение 2. Использование  законов  информатики  для 
232 
исследования свойств и генезиса нефти 
Литература 237 
Summary 248 
 
 
 

 
 

 259
 
CONTENTS 
 
The part name 
Стр. 
1. Introduction 4 
2. The information characteristics defined on physical systems 

3. Information entropy: the characteristic obserables and states of 
13 
quantum systems, a measure of complexity of systems 
 
4.  Information divergence: a heterogeneity measure  
18 
5. Joint information entropy: the characteristic of unitary transforma-
25 
tions 
 
6. The communication information: the characteristic of interaction of 
34 
the linked (entanglement) systems 
 
7. Informatics laws: information bases of research of physical systems 
36 
8. Estimation of information volume in physical systems 
45 
9. Estimation of information volume in cosmological objects 
67 
10.  Universe expansion: the reason and a source of  information for-
100 
mation  
 
11.  Information interaction: the fifth type of fundamental interactions 
103 
12.  Joint entropy of mixing matrixes   
111 
13.  The initial heterogeneity of Universe 
117 
14.  Optimal black holes 
127 
15.  Life as an effective way of the classical information formation  
142 
16.  Atoms, molecules and fundamental restrictions on information 
148 
characteristics of systems 
 
17.  Information bases of a structure and cognition of physical systems 
162 
and Universe as a whole 
 
18.  The conclusion 
222 
The application 1. Information methods of research of physical 
225 
systems: the review of the first results 
The application 2. Use of informatics for research of oil properties 
232 
and genesis 
Literature 237 
Summary 248 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
260
 
 
 
Научное издание 
 
 
 
Гуревич Игорь Михайлович 
 
 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 
ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ 
 
Издание второе уточненное и дополненное  
 
 
Подписано в печать 2010г. Заказ №       
Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. 
Печать офсетная. Усл.печ.л. 
 
 
 
Отпечатано в типографии «Кипарис» 
г. Севастополь ул. Гидрогрфическая , 10 
тел.: +38 0692 52-62-60, (499) +38 0502 985-91-71 
 
 
 
 
 
Все вопросы и замечания по содержанию книги  
направлять по электронному адресу  
iggurevich@gmail.com 
 
 

Document Outline

  • Гуревич1106нач11.pdf
  • Гуревич1106конСев11

1   ...   101   102   103   104   105   106   107   108   109

Похожие:

                            информационные характеристики  физических систем  iconСовременнные информационные технологии при преподавании физических дисциплин
По этой причине в системе образования все чаще используются современные информационные и коммуникационные технологии, развитие которых...
                            информационные характеристики  физических систем  iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Мировые информационные ресурсы»
Информационный рынок: структура, назначение и характеристики элементов информационного рынка
                            информационные характеристики  физических систем  iconПрограмма     дисциплины   «Информационные   технологии»
«Программное   обеспечение   вычислительной   техники   и   автоматизированных   систем» 
                            информационные характеристики  физических систем  icon«болонский процесс: поиск общности   Европейских систем высшего образования (проект tuning)» содержание
Предметная область «геология»: общие характеристики «европейского базового учебного плана»
                            информационные характеристики  физических систем  iconIi. Внедрение компьютерных систем бронирования. 26
Характеристики компьютерных программ бронирования (на примере Fidelio Hotel Management System). 26
                            информационные характеристики  физических систем  icon               На правах рукописи            Лукьянцев Дмитрий Александрович          Влияние  самоподобности  телекоммуникационного  трафика  на  технические  характеристики систем спутникового доступа к Интернет        Специальность 
Специальность 05. 13. 13 - «Телекоммуникационные системы и               компьютерные сети» 
                            информационные характеристики  физических систем  iconТопология физических связей
Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное...
                            информационные характеристики  физических систем  iconИнформационные технологии. Компьютерные технологии. Теория  вычислительных машин и систем. Вычислительная техника
Наука   2 
                            информационные характеристики  физических систем  iconТусур) Кафедра автоматизированных систем управления (асу) Исакова А. И., Тимаков со
...
                            информационные характеристики  физических систем  iconЗадача учебной практики «Информационные сети»
Ознакомиться с направлениями и перспективами развития вычислительных средств. Получить знания об архитектуре и организации функционирования...
Разместите кнопку на своём сайте:
TopReferat


База данных защищена авторским правом ©topreferat.znate.ru 2012
обратиться к администрации
ТопРеферат
Главная страница