Материя: вещество, энергия, организация.

Все то, что нас окружает вместе с нами и есть материя. Это ее самое общее определение. Поэтому никакие уточнения свойств мира не влияют на сущность материи. Любое изучение материи сводится к расчленению ее на части для анализа различных ее сторон и свойств. Одной из составляющих материи является вещество на уровне атомов и молекул, второй ее составляющей является энергия – обе они предмет изучения физики. Эти две составляющие материи как-то довольно сложно организованы и взаимодействуют между собой. Организацией вещества и энергии занимается кибернетика, информирующая об этой их организации.

Пример: в атоме ядро и электроны взаимодействуют по закону Кулона. С точки зрения строения атома нас не интересует природа ядерных сил, а лишь то, как электроны и ядро взаимодействуют.

При рассмотрении молекул уже берут атом как целое. Польза от четкого формулирования системы, введенная кибернетикой, очевидна. Это стимулировало развитие науки. Можно полагать, что материя M = b·B + e·E + o·O, где b, e, o – размерные коэффициенты, а B, E, O – вещество, энергия и организация. По-видимому, в векторном виде,

В этом случае закон сохранения материи  выглядит так:

= const

В координатах bB, eE оO это будет сфера (рис.9), описывающая эволюцию системы при . Однако, при этом все изменения протекают взаимосвязано с одновременными изменениями (в различной степени) каждой доли материи: B, E, O.

Ещё Аристотель утверждал, что материя это земля, огонь, вода и воздух. Но с XVIII века пришли к отождествлению материи с веществом, массой (Ломоносов). В 1748 г. Ломоносов писал Эйлеру уже о законе сохранения: «все перемены в натуре встречающиеся такого суть состояния, что если чего где убудет, то столько же присовокупится в другом месте». Через 17 лет Лавуазье вновь открыл этот закон (но без представлений об атомном строении вещества). При этом он его экспериментально обосновал, изучая химические реакции в ретортах. И Ломоносов и Лавуазье считали, что материя есть вещество, масса.

Хотя это и упрощение, но оно дало закон сохранения массы, описавший взаимодействия частиц и вещества. Майер в 1841 г. пришел к выводу о том, что климатические условия, влияя на интенсивность окислительных процессов в организме человека, меняют цвет его крови: у южан она более яркой окраски, чем у северян. При этих исследованиях он пришел к мысли, что между теплотой и работой есть количественная связь и даже некий эквивалент (1 калория = 4,182 Дж). Это была идея об эквивалентности различных форм энергии и количественного сохранения её при переходе от одного вида к другому.

Через 100 лет (1947) Шеннон сформулировал закон сохранения организации. Он ввел для информационных систем термин неопределенности, или энтропии. Разность неопределенностей для объекта – это информация. В 1954 г. Схоутен уже говорил о законе сохранения информации: эксперимент изменяет знание и незнание на равные величины, но с противоположными знаками. Советский философ Новик (1964) сформулировал этот закон для каналов связи (в них полная сумма информации плюс шум остается постоянной).

Антомонов (1965) утверждает, что «на любом этапе эволюции замкнутой системы сумма реализованной и нереализованной неопределенности остается неизменной». Шеннон предложил неопределенность состояния определять по формуле:                                                     ,

где Pi – вероятность нахождения системы в i – состоянии, n – число состояний.

Если наблюдать за человеком, который либо бодрствует, либо работает, либо спит (n = 3), то поскольку в среднем он по 8 часов находится в одном из этих состояний, то Р1 = Р2 = Р3 = 1/3. Если неопределенность в системе максимальна, то в ней царит беспорядок, или хаос. Действительно, она максимальна для человека бодрствующего или отдыхающего (за которым наблюдают целые сутки и каждую минуту фиксируют его состояние), когда ему все равно, в каком состоянии он находится. Тогда-то неопределенность максимальна и .

Если наблюдать за больным человеком (в постели) или за мертвым (в гробу), то получим соответственно для вероятностей Р1 = 0 (что стоит), Р2 = 0 (что работает), Р3 = 1 (что лежит). При этом число интересующих нас событий равно числу опытов. Тогда неопределенность , то есть она минимальна. Хаос исчез, появился порядок.

Таким образом, получается, что . Шеннон предложил считать организацией разницу между максимальной неопределенностью системы и ее реальной величиной, т.е. O = H max – H, или иначе .

Это и есть закон сохранения порядка и беспорядка для системы с постоянным значением максимальной неопределенности (для замкнутой в организационном отношении системы). В детерминированной системе разность неопределенностей, то есть организация, достигает максимума (O max).