Ентропія і пам’ять
Микола Жарких
Так що ж вирізняє пам’ятки з маси рукотворних нерівноважних (у термодинамічному сенсі) об’єктів?
Пам’ятка – це поєднання матеріальних залишків минулої діяльності людей із знанням про ці залишки (або, як модно нині казати – з інформацією про них).
Ахенський собор пам’ятний тим, що початок йому поклав імператор Карл Великий (сер. 8 ст. – 814 р.), який там і похований. А цей Карл був чоловік неабиякий. Від нього почалася сучасна західна Європа з її Німеччинами, Франціями та Італіями. Його ім’я зробилось у слов’ян прозивним – король.
(Оце пишу і трохи шкодую, що ніколи не бачив і не побачу цього собору в натурі…)
Отже, знання – могутній інструмент підтримки пам’яток, який надзвичайно підвищує їх цінність.
Чи здатне знання протистояти ентропії і рятувати пам’ятки? До певної міри – так:
Молчат гробницы, мумии и кости, –
Лишь слову жизнь дана:
Из древней тьмы, на мировом погосте,
Звучат лишь письмена.
Давно зрівняно із землею (до ступеня археологічого об’єкту) шумерське місто-герой Урук, але живе поема про його легендарного царя Гільгамеша. Дев’ять разів різні люди будували місто на пагорбі Гіссарлик на західному березі Малої Азії, біля входу у протоку Дарданели – і дев’ять разів його руйнували внівець, перетворивши, як сказав поет, на «купу гною» – але Троя досі живе в «Іліаді», «Одісеї», «Енеїді». Жодної молекули не лишилось від Єрусалиму 1-ї третини 1 ст. н. е., коли в ньому нібито діяв міфічний «Ісус», прозваний «Христом» – але пізні легенди про нього (євангелія) живуть і досі. Ніякого сліду не лишилось на середньому Дунаї від могутнього короля Аттіли, та й у Вормсі, що на Рейні, найдавніші пам’ятки належать до кінця 11 ст. (десь на півстоліття пізніші від Софійського собору в Києві) – але досі живе «Пісня про нібелунгів», про голінних бургундських королів і млявого гунського Етцеля.
Знання (інформація) як теоретична абстракція, ясна річ, не підлягає ніяким законам природи, і ніяка ентропія не може знанню зашкодити, але нюанс в тому, що знання не може існувати без матеріального носія (ну, я ж недаремно слухав курс діалектичного матеріалізму!). Гранично спрощено це виглядає так.
Знання існує в системі із трьох обв’язкових елементів: передавача (агента генерації / передавання знання) та приймача (агента приймання / засвоєння знання), між якими лежить середовище передачі знання (носій знання). Слово «агент» я вжив не випадково. Воно покриває або людину, або якийсь пристрій (радіопередавач чи комп’ютер-сервер, радіоприймач чи комп’ютер-клієнт, і так далі, так що людина визирає з-за цих пристроїв тільки опосередковано, в кінцевому підсумку).
Усі ці агенти не тільки матеріальні, а ще й енерго-залежні. Вони постійно витрачають вільну енергію (оту саму, про яку йшлося вище) задля свого функціонування, в тому числі – для передачі та приймання інформації. Найдосконаліший комп’ютер не зможе ані передати збережену в ньому інформацію, ані прийняти її, якщо він не має електричного живлення. Він поглинає електроенергію, робить задану роботу і розсіює решту енергії у вигляді тепла. Ясно, що при цьому ентропія зростає, вільна енергія переходить у внутрішню зв’язану енергію. (Коли мозок людини перестає поглинати вільну енергію й перетворювати переважну її частину на тепло, це зветься – смерть.)
Трохи інакша ситуація із середовищем передачі знання. Воно може бути як енерго-залежним, так і енерго-незалежним. Приклади енерго-залежних каналів передачі – це звукові хвилі, коливання електричного струму й напруги у дротах, електромагнітні хвилі в радіодіапазоні чи в оптичному діапазоні (для кабелів оптичного волокна). Всі вони мають спільну рису – інформацію треба прийняти, поки триває її передача. Далі енергія, яка йшла каналом передачі, розсіється і перейде в теплову, а внутрішня теплова енергія ніякої інформації не несе. Ентропія знищує знання!
Клинописні глиняні таблички, аркуші пергамента з написаним текстом, аркуші паперу із текстом надрукованим, магнітний диск із записаними файлами – це приклади енерго-незалежних носіїв інформації. Вони можуть зберігатись довго, і від часу запису до часу прочитання можуть пройти століття. Також прочитати один раз записане можна багато разів, і подекуди можна навіть записати нове поверх уже записаного (пергаменти-палімпсести, ну і сучасні магнітні диски). Такі носії не заміняють носії енерго-залежні (щоб агент приймання міг щось прийняти, інформація має «пересісти» на енерго-залежний носій; наприклад, щоби прочитати надруковану книгу, потрібно світло).
Енерго-незалежні носії здатні зберігати знання довго, але на біду пергамент і папір (це та сама целюлоза!) мають значний запас вільної енергії й тому охоче горять, а коли не горять – так гниють або втрачають свої якості в інший спосіб (наприклад, дешевий низькоякісний газетний папір з часом стає крихким, так що кожне перегортання газети 19 ст. може стати для неї останнім. Не згадую вже про фото-кіно-плівки 1 пол. 20 ст. на нітроцелюлозній основі – це ж готовий бездимний порох, мало що не піроксилін).
Трохи ліпша ситуація із сучасними носіями цифрової інформації – магнітні диски та мікросхеми флеш-пам’яті на основі кремнію самі по собі не горять, запас вільної енергії в них незначний. Також вони забезпечують колосальну густину запису інформації, яка дає можливість зберігати цілі бібліотеки у пристроях розміром із фалангу пальця. Але при такій густині читання можливе тільки за допомогою спеціальних електронних пристроїв, і якщо археологи майбутнього знайдуть в шарах 21-го століття неушкоджений магнітний диск, радіти буде рано – до нього потрібен буде ще пристрій управління, а до нього… і так далі. Цим знахідка диску відрізнятиметься від знахідки клинописної таблички. Тому загроза для таких носіїв від другого начала термодинаміки не скасовується, а тільки переноситься на системи читання / запису інформації, які є більш вразливими.
Менше з тим, знання захищене від всепоглинаючої ентропії краще, ніж дерев’яні будівлі, і навіть краще, ніж будівлі кам’яні. Так що поет мав рацію, коли згадав про тривале життя письмен.
І головна причина такої тривалості – революційна стратегія, простою мовою – переписування текстів, їх копіювання на нові й нові носії. При копіювання створюються нові, рівноцінні носії знання, що допомагає врятувати їх від загибелі (пам’ятаєте про період напіврозпаду? його можна визначати і для носіїв знання також). Окрім того, нова копія має новий запас вільної енергії для подальшого «життя».
Отже, постійне копіювання нагромадженого запасу знань – це єдиний спосіб врятувати його від зникнення. Але, як і для кожного антиентропійного процесу – для копіювання потрібні плани, ресурси, засоби і багато чого іншого, що в кінцевому підсумку означає нові й нові витрати вільної енергії. Антиентропійний процес у частині системи можливий тільки коштом зростання ентропії в цілій системі.