Заметка принадлежит разделу ‘Странные приложения термодинамики‘ в Термодинамика
В 2022 году была проведена конференция с названием ‘Термодинамика 2.0‘ — оно подразумевало объединение всех наук на основе термодинамики. В 2023 году вышли два выпуска журнала Королевского общества с трудами конференции, которые содержали 21 статью — то есть, доклады, которые дошли до уровня статей. Из описания выпусков:
‘Термодинамика — универсальная наука. Язык термодинамики основан на энергии и ее производных, такие как энтропия, мощность и информация. Неизбежно появление более единой системы человеческих знаний, охватывающих как жизнь, так и материю. Такое знания на самом деле уже в течение определенного времени формируется в различных областях науки. Этот тематический выпуск является движением в этом направлении, в котором мы рассматриваем единство науки в рамках языка термодинамики.’
Ради любопытства пролистал оба выпуска. Сразу же отмечу следующее. Под термодинамикой можно понимать классическую, статистическую или неравновесную термодинамику. Более того в теории информации появляется своя энтропия, а также термин энтропия нравится математикам — поэтому можно найти немереное количество энтропий. Это обстоятельство позволяет каждому находить в ‘термодинамике’ то, что ему не хватает для полного счастья.
Моя классификация статей (приведен первый автор, при этом римское I обозначает первую часть статей, а II — вторую):
- Глобальные модели с привлечением уравнений (Annila, I; Poudel, I);
- Глобальные нарративы (Swenson, I; Deacon, I; Bejan, I; Hall, II);
- Обсуждение взаимодействия идей (De Bari, I; Porter, II; Sunar, II);
- Внутренние проблемы термодинамики (Ván, I; Gay-Balmaz, II; Tsallis, II; Lanchares, II);
- Квантовые модели в социальных науках (Athalye, I; Abel, I; Khrennikov, I; Bagarello, II);
- Интерпретация квантовой механики (Bristol, II; Plotnitsky, II);
- Разное (Gunes, I; Aerts, II).
Разделение между двумя первыми разделами чисто формальное — приводимые уравнения в статьях первого раздела мало связаны с далеко идущими выводами авторов. В обоих случаях приведу только цитаты без комментариев. Интересно отметить, что в двух докладах воля к власти у Ницше отождествлялась с принципами термодинамики, то есть, Ницше причислен к первопроходцам, которые использовали термодинамику в социальных дисциплинах.
Глобальные модели на уровне уравнений
Annila, ‘Философия термодинамики’, I
‘Фридрих Ницше описал термодинамический импульс в психологических терминах как волю к власти, где самоопределение актуализирует волю человека по отношению к самому себе и своему окружению.’
‘Термодинамика как картина мира также переводится в политическую философию. Например, при измерении прогресса при увеличении энергии богатство рассеивается, а его асимметрия уменьшается, аналогично изменениям в распределении излучения с повышением температуры. Политические дебаты о том, как распределить богатство в обществе, можно сравнить со столкновениями молекул газа в контейнере или с взаимодействиями между видами в экосистеме и внутри них с целью определения оптимального распределения.’
Poudel, ‘Единая наука о материи, жизни и эволюции‘, I
‘Наука — в частности, физическая наука — требует объяснения в терминах физических сущностей, таких как энергия, сила и их взаимодействия. Насколько нам известно, научные объяснения эволюции в существующей литературе неадекватны. Мы представляем единую теоретическую базу для изучения материи, жизни и эволюции, основанную на концепции поля в классической механике.’
Глобальные нарративы
Swenson, ‘Великая унифицированная теория для объединения физики, жизни, информации и познания (разума)‘, I
‘Расширенный взгляд на физику, в частности добавление четвертого закона термодинамики, или закона максимального производства энтропии, в сочетании с первым законом симметрии перемещения во времени и самореферентной цикличностью реляционной онтологии автокаталитических систем, обеспечивает основу для великой единой теории, объединяющей физику, жизнь, информация и познание (разум). Это разрешает неблагополучный миф о двух реках и решает связанные с ним ранее неразрешимые проблемы в основах современной науки.’
Deacon, ‘Термодинамическая основа телеологической причинности‘, I
‘Только диссипативная динамика далеких от равновесия самоорганизующихся процессов приводит к таким эффектам. … Результатом является идеально натурализованная модель телеологической причинности, которая одновременно избегает опасности обратных влияний и не сводит телеологию к отбору, химии или случайности.’
См. Фантасмагория возникаемости
Bejan, ‘Принцип, лежащий в основе всей эволюции — биологической, геофизической, социальной и технологической‘, I
‘С помощью принципа [конструктивного закона], лежащего в основе всей эволюции, физика расширяет свой охват явлений, которые ранее были ей недоступны: социальной организации, экономики и человеческого восприятия. Такие явления являются физическими, фактами, а не мнением. Весь мир, который сегодня зависит от науки о полезных вещах, получит огромную пользу от дисциплины физики, которая принесет свободу, жизнь, богатство, время, красоту и будущее.’
Hall, ‘Максимальная мощность в эволюции, экологии и экономике‘, II
‘Альфред Лотка утверждал, что организмы, которые овладевают и используют больше энергии, чем их конкуренты, будут иметь адаптационное преимущество в эволюционном процессе, т.е. дарвиновское понятие эволюции было основано на фундаментальном, обобщенном энергетическом принципе. Он распространил этот общий принцип с энергетики отдельного организма или вида на энергетику целых энергетических путей через экосистемы. Говард Одум и Ричард Пинкертон, опираясь на Лотку, расширили эту концепцию до ‘принципа максимальной мощности’ и применили его ко многим биологическим и физическим системам, включая экономику человека.’
‘Ницше использовал свою концепцию воли к власти, чтобы применить уникальный натуралистический подход для своей критике философии. Это послужило основой для термодинамической модели роста и расцвета жизни, которую он использовал для описания того, как различные формы поведения и знания либо способствуют, либо подрывают этот рост.’
Обсуждение взаимодействия идей
Эти три статьи мне понравились; в них шла речь об использовании понятий на уровне аналогий. В таком смысле взаимодействие между разными науками может быть полезным. Также в статьях можно найти историю вопроса.
De Bari, ‘Термодинамика, организмы и поведение‘, I
‘мы считаем, что диссипативные структуры остаются многообещающей моделью для биологии и наук о поведении … Дальнейший путь может не определяться только текущими знаниями, поэтому достоинства и недостатки этой модели, вероятно, будут зависеть от еще не открытых явлений. Однако наука, как и функционирование разума и тела, может извлечь выгоду только из разнородного вклада различных процессов.’
Porter, ‘Теории беспорядка и порядка, энергии и информации в социологической мысли‘, II
Sunar, ‘Влияние современного эволюционного синтеза на новую организационную парадигму‘, II
Внутренние проблемы термодинамики
Ván, ‘На пути к универсальной теории стабильной эволюции‘, I
Несмотря на громкое название статья на самом деле посвящена обоснованию классической термодинамики. Приведу высказывание, которое показывает видение классической термодинамики в глазах физика-теоретика:
‘Ключевым понятием термодинамики является равновесие. Однако, поскольку реальные процессы в классической теории однородных тел отсутствуют, а используемые термины процесса — квазистатический, обратимый или необратимый — определены расплывчато, концепция термодинамического равновесия сложна. На самом деле, это просто конфуз.’
Gay-Balmaz, ‘Системы, вариационные принципы и взаимосвязи в неравновесной термодинамике‘, II
Tsallis, ‘Неаддитивные энтропии и статистическая механика на границе хаоса: мост между естественными и социальными науками‘, II
Lanchares, ‘Стохастическая термодинамика: диссипативность, аккумулятивность, накопление энергии и производство энтропии‘, II
Квантовые модели в социальных науках
Отмечу, что термин ‘теория социального лазера’ обеспечивает обворожительное действие на психику любого ученого, а сопутствующие уравнения квантовой механики придают статьям неотразимую силу.
Athalye, ‘Причинно-следственная точка зрения и ансамблевая интерпретация: от физики до социальных наук‘, I
Abel, ‘Квантовые основы полезности и ценности‘, I
Khrennikov, ‘Согласованное принятие решений достигаемое в рамках социального лазера: структура открытых квантовых систем‘, I
Bagarello, ‘Фазовые переходы, условия KMS и принятие решений: начальная модель‘, II
См. также Квантовая механика в социальных науках
Интерпретация квантовой механики
Bristol, ‘Квантовая теория имеет смысл только в объединенной инженерной термодинамике Лазара Карно, являющейся развитием динамики Лейбница‘, II
Plotnitsky, ‘Агентством наблюдения нельзя пренебрегать’: взаимодополняемость, причинно-следственная связь и стрела событий в квантовых и квантовоподобных теориях, II
Разное
Gunes, ‘Взаимодействие социальных наук и исследований энергии‘, I
Статистика публикаций, связанных с энергией и устойчивым развитием.
Aerts, ‘Разработка термодинамики человеческого познания и человеческой культуры‘, II
Статистика использования слов в текстах, для интерпретации которой каким-то образом привлекаются понятия термодинамики и квантовой механики.
Информация
I: Phil. Trans. R. Soc. A, Volume 381, Issue 2252, 2023, Theme issue ‘Thermodynamics 2.0: Bridging the natural and social sciences (Part 1)’
II: Phil. Trans. R. Soc. A, Volume 381, Issue 2256, 2023, Theme issue ‘Thermodynamics 2.0: Bridging the natural and social sciences (Part 2)’
21.05.2026 Информационная энтропия и языки
Из обсуждения в Фейсбук.
Есть такая книга: Е.А. Седов ‘Одна формула и весь мир. Книга об энтропии‘. Если отбросить его разговоры про термодинамику, то есть про связь термодинамической и информационной энтропии, то там есть один интересный момент, который можно связать с практической применимостью теории Шеннона при изучении языков.
Речь про то, что как увеличение, так и уменьшение информационной энтропии по Шеннону приводит к плохим практическим результатам при использовании существующих языков. Так, при сжатии файлов теряется избыточность. Поэтому в книге предполагается, что есть некоторое оптимальное значение между двумя крайностями. Это значение для данного языка можно посчитать. Тем самым появляется некоторая математика, которую можно использовать при обсуждении языков. Не могу сказать, насколько это удачно, но по крайней мере появляется количественный критерий. По крайней мере я хоть понял, что подразумевается при вычислении информационной энтропии при сравнении языков — есть такие работы (см. раздел Разное в заметке выше).