Содержание

Термодинамика процесса мышления
на молекулярном уровне

Как было установлено в III главе, фундаментальное термодинамическое свойство информации шенноновского типа состоит в том, что решение информационной задачи не является процессом самопроизвольным и необходимым, т. е. идущим с понижением свободной энергии, но, наоборот, требует затраты работы. В этом выражается то основное свойство информации, что она невыводима из известных данных как умозаключение, — иначе она вообще не была бы нужна, так как всегда могла бы быть получена из этих данных — но дает новые независимые сведения, не обладающие заведомой достоверностью.

Однако набор таких независимых друг от друга и не выводимых один из другого, т. е. логически не связанных, данных не есть еще мышление: такой информацией обладают простейшие организмы и даже макромолекулы (например, нуклеиновые кислоты), в которых записан наследственный код или кодирован синтез белка или вирусов.

Мышление начинается там, где возникает акт суждения как результат сознательного отбора, исходных данных или посылок в виде некоторых сведений (информации), самоочевидных положений (аксиом) или определенных допущений (гипотез) и применения к ним некоторого алгоритма, сконструированного в согласии с законами логики.

Мы знаем и пользуемся тремя основными типами мышления: логическим (дискурсивным), вероятностным и интуитивным, и ни один из «их не может быть изъят без ущерба для всей нашей мыслительной деятельности. Здесь будет рассмотрена термодинамика главным образом первого типа мышления. Этот тип мышления складывается из двух компонент: 1) из способности к постановке задачи с отбором нужных данных для ее решения; 2) из способности к ее решению с помощью логического аппарата. Одна лишь способность к решению задачи полностью не выражает мышления, так как тогда постановку задачи пришлось бы отнести к какой-то иной (не мыслительной) способности. Поэтому

счетнорешающие механизмы еще не могут быть названы мыслящими.

Термодинамика двух стадий мышления, как увидим, существенно различна. Первая стадия — термодинамика задачи — будет рассмотрена позже. Здесь же будет разобрана вторая стадия — термодинамика решения логической задачи, так как именно она сопоставима с термодинамикой информационной задачи (гл. III)

Предельным видом суждения является формальное логическое суждение (например, категорический силлогизм), однозначно и необходимо вытекающий из принятых посылок1. В этом смысле всякое логическое суждение, взятое на стадии решения, есть самопроизвольный процесс и может быть определено как «саморешаемая задача», поскольку исход этой задачи с необходимостью определяется заданными условиями и требует для своего осуществления лишь включения готового логического аппарата, способного к решению неограниченного числа таких задач.

Здесь имеется в виду только термодинамическая самопроизвольность процесса, т. е. освобождение его от каких-либо кинетических торможений и энергетических барьеров. Всякий такой самопроизвольный процесс способен давать работу (обобщенную) при обратимом проведении, но даст ли он ее фактически, зависит от условий его протекания. В физической химии известно множество случаев, когда затрата работы на самопроизвольный термодинамический процесс больше ее выигрыша от самого процесса. Поэтому, когда в дальнейшем будет говориться о том, что самопроизвольный логический процесс способен давать работу, то это, конечно, не значит, что он для своего фактического осуществления в мозгу не требует затраты усилий и идет сам собой. Здесь, как и всюду, будет идти речь только о термодинамической самопроизвольности процесса, т. е. о его протекании с понижением обобщенной свободной энергии или соответствующего присущего ему потенциала. Из следующей части будет видно, что затрата работы приходится на стадию постановки задачи и отбора данных.

Таким образом, процесс логического мышления вполне подобен самопроизвольному термодинамическому процессу: в обоих случаях исходная система частиц (или посылок) с необходимостью превращается в некоторую конечную систему новых частиц или логических выводов. Так как самопроизвольный процесс идет с понижением соответствующего потенциала (в термодинамике — свободной энергии), то он всегда приводит к более устойчивым состояниям. Поэтому необходимая и, следовательно, самопроизвольная логическая операция должна протекать с понижением свободной энергии и давать термодинамически устойчивый результат в виде вывода или умозаключения. Заключающееся в этом фундаментальное отличие несамопроизвольного информационного процесса от необходимой и самопроизвольной дискурсии может быть выражено в термодинамическом соотношении

работа информации (IV.la)

работа суждения (решения) (IV. 16)

где Dj— падение свободной энергии при акте информации или дискурсии.

Между этими двумя крайними случаями находится промежуточная область, в которой величина падения свободной энергии достаточно велика, чтобы процесс суждения шел самопроизвольно, но недостаточно велика для того, чтобы он был однозначен. Это — область вероятностного неоднозначного мышления.

В соответствии с указанным (уравнение (1а)) повышением свободной энергии информации и отсюда ее неустойчивости, ее приходится сохранять в специальных противознтропийных устройствах — в памяти, в записях того или иного вида, включая разные коды и т. д., — иначе она неминуемо рассеется.

Кроме того, что информация представляет не необходимое и неустойчивое образование, она никогда не обладает заведомо полной достоверностью и поэтому всегда может быть принята или отвергнута, так как она не возникает в результате какого-либо необходимого и однозначного процесса, лежащего вне чьего-либо произвола и поэтому всегда может быть ошибочной или даже сознательно ложной.

В противоположность этому логическое суждение (решение) — это необходимое и самопроизвольное, возникающее из данных посылок образование, не зависящее от нашего произвола, способное давать работу и обладающее самостоятельной устойчивостью.

Полный текст этого документа (Глава 4) можно посмотреть в формате PDF (687Кб)

•  ¹⁾  Эта работа посвящена не логике как таковой, а выяснению физико-химических возможностей мышления. Поэтому здесь не будет рассматриваться трехзначная логика: истинность (И) — неопределенность (Н) — ложность (Л), вообще многозначная логика, равно, как интуитивистская логика. Разбор классической двузначной логики: (И) — (Л) оказывается вполне достаточным для настоящей работы