ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Восприятие из "Динамика и информация " Измерение в квантовой механике — это сугубо необратимый информационный процесс, и для его описания нам понадобятся некоторые вспомогательные рассуждения и построения. Напомним еще раз, что для информационных процессов важна не столько энергетическая (которая тоже необходима), сколько содержательно-смысловая сторона передаваемых или принимаемых сигналов. Динамика — это обмен импульсом и энергией, информатика же — это обмен символами между партнерами, участвующими в процессе информационного взаимодействия. [c.88] Здесь мы обсудим информационный аспект процесса измерения, который можно назвать детектированием или восприятием сигналов, подготовленных анализатором. Непосредственно с измеряемым объектом и (unity) взаимодействует именно анализатор А, который может находиться в одном из состояний щ. Мы будем для простоты считать, что все эти состояния эквивалентны между собой и связаны с объектом измерения таким образом, что все а, равновероятны. Пусть полное число состояний а, равно N. Тогда вероятность любого из этих состояний равна 1 /Ж Измерение считается выполненным, если состояние а, зарегистрировано детектором-получателем информации. Далее эта информация может быть воспринята. В этом разделе мы обсудим именно само восприятие. [c.88] Будем считать, что детектор состоит из двух частей — получателя информации Р (per eptor) и питающей системы р (feeder), которая осуществляет информационную подпитку системы Р. Пусть Р ч Р также содержат ровно по N элементов. Допустим, что до получения информации система Р является чистой, т.е. лишенной какой-либо начальной информации. [c.88] Рассмотрим теперь систему Р, которая может служить источником информационной подпитки рецептора Р в состоянии С. Будем считать, что Гтакже состоит из Жячеек, но имеет только одну заполненную или возбужденную ячейку. Энтропия / равна нулю, а информация 1— пМ. [c.89] Рассмотрим, далее, модель восприятия для чисто классического случая, когда выпадение случайного значения измеряемой величины никак не связано с процессом измерения. Пусть система V имеет N состояний и которые могут реализовываться с равной вероятностью 1/Ж Будем считать, что между состояниями измеряемого объекта щ и состояниями анализатора а, имеется взаимно однозначное соответствие, так что выпадение и, немедленно влечет за собой событие а,. [c.89] Таким образом, в классическом случае мы имеем как бы одно событие (и,, а,)- Например, изменение направления ветра м, меняет направление флюгера а и если эти направления будут впоследствии наблюдаться каждый час, то можно получить цепочку случайных событий (и,, а,). Но эти события пока не восприняты и не поняты . Чтобы произошло восприятие, должен протечь необратимый процесс записи факта а где-то в регистрирующем приборе. Такая запись может быть организована следующим образом (рис. 1). [c.89] Обратим внимание на то, что при взаимодействии систем Аир полная энтропия сохраняется. Это означает, что процесс передачи информации от Рк А является полностью обратимым от состояния систем , / на рис. 16 можно вернуться к состоянию , Гнарис. 1абез нарушения второго начала термодинамики. Поэтому на этом этапе появление сигнала а, в анализаторе не носит еще характера необратимой записи информации. [c.90] Но нужно иметь в виду, что практически такой идеальный прибор осушествить трудно в силу естественных внешних помех. Поэтому более реальное устройство для детектирования сигнала должно выглядеть так, как изображено на рис. 2. [c.90] Если 1, то процесс регистрации сигнала а, становится необратимым просто так вернуться от рис. 26 к рис. 2а уже нельзя. Поэтому мы можем сказать, что теперь сигнал а, воспринят , или записан . Нетрудно видеть, что кроме анализатора А, изображенного на рис. 2, можно представить себе еще один или даже несколько аналогичных анализаторов. Все они, разумеется, увидят один и тот же сигнал и,. Пусть, например, С/ — это кубик с занумерованными гранями, а событие и, — случайное выпадение одной из граней. Анализаторы типа А — это игроки, следящие за тем, какая грань кубика окажется сверху. Зарегистрированные ими события а, — это то, что они увидели и отметили в своей памяти. [c.91] Игроки могут захотеть бросить кубик повторно. Но перед этим они должны подготовиться к восприятию результата нового бросания. Для этого следует очистить анализатор А от сигнала (рис. 26), перебрасывая запись сигнала в другую систему памяти точно таким же процессом, как из сигнала м, был получен сигнал а,. Кроме того, нужно запитать информацией питатель Р. Для этого можно воспользоваться точно таким же процессом, каким Р запитывал А, а именно, нам следует иметь питатель Р с информацией /, /, и затем с эффективностью у = /,//, 1 мы можем перевести Ръ состояние на рис. 2а. Другими словами, чтобы бросать кубик и воспринимать результаты этих событий, нужно питаться информацией откуда-то извне. [c.91] Информационный процесс на рис. 2 включает в себя два необратимых процесса само событие м, и регистрацию события а, с помощью Рис потерей информации / — I, т.е. с возрастанием энтропии объединенной системы А = Р. Событие щ приходит извне и может быть либо чисто случайным, либо представителем вполне регулярной последовательности. Что же касается процесса в системе А + Р, то это типично необратимый процесс с возрастанием энтропии и потерей информации Ж. Случайность или неслучайность цепочки последовательных актов восприятия целиком определяется входом, т.е. наличием или отсутствием регулярности в последовательности событий и,. [c.91] именно система F служит границей между квантовым и классическим миром. В интервале времени между измерениями квантовое описание выражается через эволюцию волновой функции ф чистого состояния или матрицу плотности р смешанного состояния. [c.92] Приведенные рассуждения являются довольно общими и пока еще не дают прямого рецепта для описания реальной связи и взаимодействия между квантовым микромиром и классическим макромиром. Чтобы перейти к этому описанию, нам следует познакомиться с еще одним очень важным явлением — флуктуациями. Но перед этим хотелось бы сделать одно общее замечание. [c.92] Вернуться к основной статье