информационные характеристики  физических систем 




PDF просмотр
Название                            информационные характеристики  физических систем 
страница6/109
Гуревич И М  
Дата конвертации05.10.2012
Размер1.17 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   109

12 
формацией.  Микроинформацию  содержат  пространственное  поло-
жение  частиц  (атомов,  молекул,  ионов)  в  газе,  жидкости,  относи-
тельное  пространственное  положение  электронов  в  атоме,  относи-
тельное  пространственное  положение  электронов  в  металлах.  Важ-
ной (но не единственной) мерой  микроинформации является термо-
динамическая энтропия. 
Приведем  примеры  физических  систем,  содержащих  макроин-
формацию (классическую информацию) – запоминаемую, воспроиз-
водимую  информацию.  Макроинформацию  содержат    протон  (в 
кварках и структуре), атомы (в протонах, нейтронах  и электронах и 
структуре),  молекулы  (в  атомах  и  структуре),  ДНК  (в  молекулах  и 
структуре),  РНК  (в  молекулах  и  структуре),  белки  (в  молекулах  и 
структуре), твердые тела (в составляющих и структуре). 
Информационные  модели  и  информационные  законы  являются 
содержательной  интерпретацией  математических  выражений,  фор-
мул, уравнений в информационной системе понятий, дающей объяс-
нение результатам наблюдений.  
Информационные  характеристики  физических  систем  (напри-
мер: объем информации в расширяющейся Вселенной, квадратичная 
зависимость  информации  в  черной  дыре  от  массы)  исследуются  с 
привлечением  информационных  методов.  При  этом  используются 
известные,  общепризнанные  физические  модели.  Так  как  информа-
ционные характеристики физических систем связаны с физическими 
характеристиками,  то  при  исследовании  информационных  характе-
ристик  одновременно  исследуются  физические  характеристики  (на-
пример:  структура,  излучение  черной  дыры,  масса  начальных  неод-
нородностей Вселенной). 

13 
 
3.  ИНФОРМАЦИОННАЯ       ЭНТРОПИЯ    –  

ХАРАКТЕРИСТИКА      НАБЛЮДАЕМЫХ     И     
СОСТОЯНИЙ   КВАНТОВЫХ    СИСТЕМ,      МЕРА  
СЛОЖНОСТИ   СИСТЕМ 

 
3.1. Неопределенность и информация наблюдаемых и состоя-
ний квантовых систем 
 
Приведем  определение  неопределенности,  введенное  автором  в 
1989г. в работе [4].  
Внешняя  неопределенность.  Согласно  квантовой  механике  для 
системы,  находящейся  в  чистом  состоянии  (описываемой  волновой 
функцией или амплитудой вероятности), часть параметров «а» зада-
ется точно, значения другой части параметров «b» при этом опреде-
2
ляется  функцией  или  плотностью  распределения    P(b)   (b)
a

где   (b)
a
 – волновая  функция [80-85], описывающая  физическую 
систему  в  b–представлении  (волновая  функция,  описывающая  на-
блюдаемую  b).  Система,  находящаяся  в  чистом  состоянии   (b)
a

имеет  неопределенность  наблюдаемой  b,  равную  информационной 
энтропии  Шеннона  для  непрерывных  случайных  величин [7, 86] 
2
2
(b)    (b) log  (b)
 
2
db
a
a
a
бит.  Как  правило,  внешняя  неоп-
ределенность  определяется  на  волновых  функциях,  зависящих  от 
пространственно-временных координат. 
Внутренняя неопределенность. Как правило, определяется на ам-
плитудах вероятности в гильбертовых пространствах, описывающих 
состояние  системы.  Рассмотрим  объект  в  состоянии   ,  описывае-
мом  амплитудами  вероятностей  
i
      , где вели-
2
чина   
i
 есть вероятность обнаружения наблюдаемой   , объек-
та, находящегося  в состоянии   , в базисном состоянии  ,  а не-
определенность  (информация)  наблюдаемой   ,  объекта,  находяще-
гося в состоянии    равна информационной энтропии Шеннона для 

14 
2
2
дискретных  случайных  величин     
log
i
2 
  бит. 
Неопределенность  определяется  состоянием,  в  котором  находится 
система  и  наблюдаемой,  описывающей  систему,  причем,  в  общем 
случае,  неопределенность  разных  наблюдаемых  системы,  находя-
щейся в заданном состоянии, может быть различна. Если наблюдае-
мая фиксирована, то можно говорить о неопределенности состояния 
квантовой системы, как и в случае задания системы координат из ап-
риорных соображений. 
Полная неопределенность системы равна сумме внешней и внут-
ренней неопределенности.  
Примечание 3.1. Информационная  энтропия  является  оценкой 
неопределенности  и  информации. “Эта  величина  измеряет  также 
количество  неопределенности,  содержащейся  в  этом  эксперименте, 
т.е.  количество  неопределенности  до  бросания  кости  относительно 
того,  каков  будет  его  результат.  Наконец,  эта  величина  измеряет 
информацию,  содержащуюся  в  этом  эксперименте,  или  количество 
информации,  получаемой  в  результате  бросания.  Тот  факт,  что 
случайность  и  неопределенность  имеют  естественную  общую  меру, 
неудивителен.  Вследствие  “формулы”  прирост  информации = 
устраненная  неопределенность  представляется  разумным,  что 
неопределенность  и  информация  должны  измеряться  с  помощью 
одной и той же функции” [88].  
Примечание 3.2В 1993г. Bennett C.H. c коллегами [62, 63] под 
названием  «величина  запутывания»  ввели  эту  же  информационную 
характеристику  физических  объектов.  В  отличие  от  энтропии,  ис-
пользуемой  в  статистической  физике  и  характеризующей  неопреде-
ленность состояний, в которых может находиться физическая систе-
ма, информационная энтропия характеризует неопределенность кон-
кретного  состояния,  точнее  говоря,  неопределенность  наблюдаемой 
системы,  находящейся  в  некотором  состоянии.  Во  избежание  неод-
нозначности  терминологии,  для  обозначения  свойства  «неопреде-
ленность»  и  его  количественной  меры - информационной  энтропии 
будем  использовать  один  термин – «неопределенность».  Введенное 
определение  неопределенности  придает  широко  используемому  в 
квантовой 
механике 
понятию 
неопределенности 
точный 
информационный смысл. 
Смешанное состояние  (x)
S
 определяется как смесь чистых со-
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   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