Юзвишин И.И. - Основы информациологии - 2000

мире) различными системами, могут получиться различные размерности, а показатели величин могут оказаться безразмерными, если даже корректно использовать бесконечно

150

большие и бесконечно малые кратные или дольные единицы. Следует отметить, что для дальнейшего изучения Вселенной, особенно в первом и во втором мирах, необходимо сперва использовать относительные величины (соответствующих систем), которые выражаются в безразмерных или относительных единицах. Возникла необходимость выражать относительные величины (помимо безразмерных единиц) такими внесистемными относительными единицами, как доли (миллионов, миллиардов, триллионов и т.д.) и проценты.

С целью изучения макроинформациогенного мира Вселенной (стало невозможным использование метров и километров) за единицу длины начали использовать астрономическую единицу, парсек, световой год и т.д. При изучении микроинформационногенной сферы, в частности, нейтрино, фотонов, кварков, лептонов, бозонов, электронов, протонов, нейтронов и т.д., трудно или невозможно выражать энергию указанных частиц в джоулях, эргах и даже в электронвольтах. В таких глубинных тонких структурах и даже при выражении их информациалов (или потенциалов) необходимо использовать безразмерные дольные, процентные и относительные единицы. Таким образом, для изучения всех миров Вселенной, кроме международной системы единиц, все чаще используются такие внесистемные единицы, как кратные и дольные, относительные и логарифмические, а также специальные единицы, необходимость которых возникает, когда в той или иной действующей системе использование системных единиц становится невозможным для определения соответствующей величины.

В работе1 сказано: "В последние годы термин "физическая" величина становится "тесным" для целого ряда наук, его следует расширить, оставив определение "физическая", и ввести понятие информационная величина, как свойство общее в качественном отношении всем объектам (системам, состояниям, процессам), но индивидуальное в количественном отношении для каждого объекта".

Пришло время не ставить информацию в зависимость от энергии, движения, массы и т.д., а наоборот, необходимо ставить в зависимость от информации, как это обосновано в работе2, все процессы и явления природы и все основные, дополнительные и производные физические величины, т.е.:

{L, М, Т, I, Θ, N, α, Ω,...}=F(I) (4.26)

151

где I - информация, а с левой стороны неявного равенства - основные и дополнительные информационно-функциональные величины, зависящие от информации.

Для изучения явлений природы и общества используются размерные и безразмерные величины, которые могут характеризовать рассматриваемые явления.

Размерными величинами называют такие величины, числовые значения которых зависят от принятой системы измерения. Если числовые значения величин не зависят от принятой системы единиц измерения, то такие величины называются безразмерными. Например, энергия, масса, время и др. - размерные величины. А отношение времени приземления ко времени взлета самолета, отношение длин двух отрезков и др. - это безразмерные величины. Следовательно, некоторые величины в одних процессах могут оказаться безразмерными, в других - размерными.

Разработанная Информациологическая Система Единиц (ИСЕ) предполагает универсальные единицы для микро- и макромира Вселенной, основанные на безразмерных величинах (табл. 4.1). Приведем несколько примеров. Так, природная вода, например, представляет собой смесь солей и воды. Количество вещества в смеси определяется безразмерной величиной, называемой долей. Запишем дольные значения в виде следующих формул для:

а) массовой доли

α(А) = m(А)/[m(A) +m(B) +...]; (4.27)

б) мольной доли

β (А) =v(A)/[v(A) + v(B) +...]; (4.28)

в) объемной доли (газов)

γ(А) =V(A)/[V(A) + V(B) +...]. (4.29)

Относительная атомная масса химического элемента Аr является безразмерной величиной и определяется из следующего соотношения:

Ar =

т(атома)

1 a.e.м.

, (4.30)

где т(атома) - средняя масса атома элемента. Аналогично записывается и относительная молекулярная масса любого соединения:

Mr =

т(молекулы)

1 a.e.м.

. (4.31)

Интересным является представление относительной плотности газов как безразмерной величины, определяемой из отношения плотностей любых двух газов:

РB(А) = ρ(А)/ρ(В) = М(А)/M(В), (4.32)

где М- молярная масса.

152

Таблица 4.1

153

Таким образом, применение ИСЕ может принести значительные выгоды не только в физике, но и в химии, биологии, генетике, астрономии и в других областях науки и практики, ибо ее простота заключается в том, что любые две величины любых двух тел, объектов, систем или любых агрегатных состояний принимаются за исходные, а их отношение за единицу измерения.

Анализируя информациолого-генерализационную таблицу 4.1 систем единиц измерения величин, видно, что в различных системах за основные приняты различные величины и различные единицы измерения совпадающих величин. Так, в системе Гаусса за основные величины приняты три величины: длина, масса, время. В системе МКС А - уже четыре основных величин, а в системе СИ - их уже семь.

154

1Гельфенбейн С.П. Информациологические аспекты обеспечения единства измерений процессов и явлений мироздания. Статья в Энциклопедии "Элита Информациологов Мира". М., 1998. С. 201.

2Юзвишин И.И. Информациология. М., 1996. С. 91.

150 :: 151 :: 152 :: 153 :: 154 :: Содержание 154 :: 155 :: 156 :: 157 :: 158 :: 159 :: 160 :: Содержание

4.5. Информациогенные величины и системы единиц их измерения

В предыдущих главах было установлено, что информация пронизывает (заполняет) все пространство Вселенной; она представляет собой элементарные самоотношения, самоотражения и соотношения в материосферах и вакуумосферах Вселенной. Информация является тем началом всех начал или фундаментальным "кирпичиком", на основе которого происходят все процессы и явления природы и общества. Ни одна элементарная частица, ни один атом или молекула не могут появиться без информации - без самоотношения или соотношения. Поэтому информация является генерализационной основой Вселенной.

Как было сказано в предыдущем параграфе, мы можем показать, что все физические величины и их единицы измерения, имеющие узкоприкладное значение в информационно-антропогенном мире, являются лишь условными (придуманными человеком) категориями отражения генерализационноинформационногенной первоосновы Вселенной.

Тепловые и электрические величины можно выразить через массу (кг), время (с) и длину (м). Известно, что количество теплоты и температура имеют размерность энергии (E=kT). При преобразовании механической энергии в тепловую вводятся такие физические постоянные, как газовая постоянная и постоянная Больцмана. Гравитационную постоянную G можно считать абсолютно безразмерной постоянной при преобразованиях с целью получения двух основных единиц измерения, вместо трех, четырех или семи. Запишем dim G=M-1L3T2, т.е. 1= М-1L3T2 или M=L3T2. Таким образом, масса полностью выражается через две единицы - длину и время. Как сказано в работе1, "число независимых единиц измерения можно сократить до одной, если мы примем абсолютную безразмерную постоянную, кроме G, еще одну размерную постоянную например кинематическую вязкость воды v или скорость света с. Наконец, мы можем рассматривать все физические величины как безразмерные, если примем соответствующие физические постоянные за абсолютные безразмерные постоянные. В этом случае исключается возможность употребления различных систем. Получается одна единственная система единиц измерения, основанная на выбранных физических постоянных (гравитационной, скорости света, вязкости воды)".

154

При введении одной универсальной системы информационных величин и единиц их определения (измерения) можно установить фундаментальные единицы информационногенных процессов материализации и дематериализации, которые навсегда будут эталонами во всех сферах пространства Вселенной и общества. При этом будет исключено постоянное изменение эталонов основных величин, как это делается для метра и килограмма, являющимися фактически эвристическими и феноменологическими (условными) величинами, некорректно введенными в

систему единиц и не имеющими никакого отношения к постоянным фундаментальным информационногенным процессам и технологиям природы и общества.

Если принять одну универсальную систему единиц, исключив тем самым все существующие системы с их большим количеством основных, дополнительных и производных единиц, каждая из которых имеет свои многостепенные размерности, можно тем самым исключить огромное количество имеющихся единиц и размерностей многих систем, их переводные кратные и дольные коэффициенты, которые вводят путаницу, усложняют научные исследования и эксперименты, затрудняют расчеты и процессы образования при обучении студентов. В такой генерализационноединой системе все количественные и качественные свойства любой величены однозначно будут определяться числовыми значениями этой величины. Кроме того, числовые значения количественных и качественных свойств величин будут выражаться через их отношения к принятым за эталон величинам.

Рассмотрим фундаментальные физические величины и выразим их информациологические эквиваленты в системе СИ и электрон-вольтах (см. табл.4.2). Известно, что электронвольт в физике элементарных частиц принят за единицу массы. В связи с тем, что при исследовании элементарных частиц скорость света принимают равную единице, можно записать массы электрона, протона, нейтрона и одного килограмма в их энергетических эквивалентах:

me=9,1∙10-31 кг =0,511 МэВ1, mp=1,672∙10-27 кг =938,28 МэВ, mп=1,675∙10-27 кг =939,57 МэВ,

1кг=5,61∙1035эВ. (4.33)

Всоответствии с общепринятыми эквивалентами имеем:

1кг = i (5,61∙1035эВ)= i(8,99∙1016Дж)**.(4.34)

Принимая информационную коварианту за единицу, запишем:

1кг = 8,99∙1016 (кгм2)/с2,

с2=8,99∙1016м2, с = 3∙108 м = 3∙1010 см, м=3∙108с,

см = 3∙10-10с. (4.35)

155

Таблица 4.2

Информациологическне эквиваленты величин н единиц измерения

= 1. (4.38)

Подставив вместо с2 ее значение из (4.35), получим

6,673∙1011

м3

кг∙9∙1016м2

= 1, (4.39)

откуда

1 кг = 0,741∙10-27 м = 0,223∙10-35 с,

1 м = 3∙10-8с=1,35∙1027кг,

1 с = 3∙108 м = 4,484∙1035 кг. (4.40)

Рассмотрим макромерный пример. Зададим кинетическую энергию формулой:

Ek=mv2/2. (4.41)

Аналогично запишем потенциальную энергию:

En=mgh. (4.42)

Кинетическая и потенциальная энергии различны по своей информациогенной сущности. И чтобы приравнять их, необходимо ввести информационную коварианту, которая дает возможность ликвидировать это различие или численной величиной, или размерностью, или тем и другим, вместе взятыми. Имеем:

157

Ek=iEn. (4.43)

Запишем размерность Еk и Еn в соответствии с (4.41) и (4.42):

dim Ek = кг м2

c2

= Дж ; (4.44)

dim Еn = кг

м

c2

м = Дж . (4.45)

Определим предел размерности Еk при скорости, стремящейся к бесконечно малой величине (v→Δ), которой можно пренебречь:

lim v→Δ