О физической информатике. Предпосылки и основные результаты

Настоящая книга посвящена изложению основ новой синтетической научной дисциплины - физической информатики. Показано, что информационными характеристиками физических систем являются: информационная энтропия - характеристика физических величин и состояний квантовых систем, мера сложности систем, информационная дивергенция, совместная информационная энтропия - характеристика унитарных преобразований, информация связи - характеристика взаимодействия сцепленных (запутанных) систем. Приведена методика и получены оценки объема информации в «простых» физических системах (фундаментальных и элементарных частицах, атомах, молекулах и т.д.) и в космологических объектах (звездах, черных дырах, галактиках, Вселенной). Описан новый класс объектов - оптимальные черные дыры. Даны оценки объема информации и массы начальных неоднородностей Вселенной. Показано, что расширение Вселенной - причина и источник формирования информации. Описывается формирование информации во Вселенной при фазовых переходах, при искривлении пространства, формирование частиц в инфляционной Вселенной, формирование информации Вселенной и ее структурными элементами при степенном расширении. Даны оценки объема информации в аминокислотах, азотистых основаниях; показано, что жизнь - это эффективный способ формирования классической информации. Сформулированы информационные основы строения и познания физических систем и Вселенной в целом. Книга предназначена для специалистов в области информатики, квантовой механики и астрофизики, студентов и аспирантов соответствующих специальностей, интересующихся основами естествознания и новыми идеями, объединяющими различные области знания.