Это лишь необходимые, но недостаточные условия для прохождения процессов самоорганизации в синергетических технологиях, для прохождения которых необходимо современное технологическое оборудование с компьютерным управлением.
Начинать разработку синергетических технологий необходимо с их компьютерного, физико-химического моделирования с использованием методов и технологий искусственного интеллекта. При этом необходимо осознать, что без обмена веществом, энергией и информацией с окружающей средой синергетические технологии вообще не могут существовать. Они требуют междисциплинарного и системного подхода.
В основе всех этих технологий лежит новейшая обычная и квантовая информатика.
Информатика (наука об информации) – отрасль знаний, изучающая общие свойства и структуру информации, закономерности и принципы ее создания, преобразования, накопления, передачи и использования в различных областях человеческой деятельности.
Информация (разъяснение, изложение) – сообщение о чем-либо, сведения, количественная мера устранения неопределенности (энтропии), мера организации системы, связанная со сбором, кодированием, передачей и преобразованием информации: математических, естественно-технических, гуманитарных, технологических, мировоззренческих, жизненных и многих других. Среди них на первое место выходят компьютерные информации и технологии с единицей измерения «бит» (принцип «или-или», «ноль-один») в классическом компьютере и «кубит» (одновременное существование «и-и») в квантовых компьютерах, намного увеличивающих мощность компьютеров. На смену существующим компьютерам приходят простые панельные компьютеры, состоящие из дисплея и клавиатуры с общим, удаленным сервером. Будет сформирована единая компьютерная инфраструктура, объединяющая Интернет, цифровое телевидение и телефонию. По сути компьютеры – это чипы, которые в будущем будут везде.
Информация присуща абсолютно всему и всем, т.к. является неотъемлемым свойством (атрибутом) материи наряду с различными формами движения материи, массой, энергией и их квантованием. Поэтому любая система всегда связана с другими системами путем обмена массой, энергией и информацией.
Механизм обмена информацией между системами заключается в следующем: система получает информацию о внешнем мире, обрабатывает ее, после чего воздействует на внешний мир, передовая часть информации. Часть информации остается в системе, что ведет к увеличению структурной информации – общее количество информации в системе увеличивается, что приводит к прогрессивному развитию системы: закономерному усложнению системы и повышению ее уровня организации.
Информация, также как и различные формы материи, неравномерно распределены в пространстве, времени и, соответственно, в обществе. При этом, информация представляет собой универсальное свойство предметов, явлений, процессов, заключающееся в способности воспринимать внутреннее состояние и воздействие окружающей среды, преобразовывать полученные данные и передавать результаты обработки другим предметам, явлениям и процессам. Таким образом, информация создает информационное поле науки для ее диалектического развития и создания новых технологий.
Виды информации многочисленны: научная, технологическая, техническая, экономическая, биологическая, социальная и множество других. Все они характеризуют общими, основными свойствами – неразрывной связью информации с определенной самоорганизующей системой, структурированностью, смыслом и ценностью.
Мерой информации является энтропия – мера неопределенности ситуации, внутренней неустойчивости системы, мера познанного. Так, до опыта энтропия была S1, а после опыта уменьшилась до S2. Тогда информация, полученная экспериментатором S0 будет равна:
S0 = S1 – S2.
Информация наряду с массой и энергией представляет собой фундаментальное свойство материи, заключающиеся в том, что излишние структуры одного объекта (источника информации) порождают соответствующее изменение структуры другого объекта (приемника). При этом характер таких изменений не зависит от природы материальной связи между объектами. Поэтому к информационным технологиям относятся любые способы реконструкции объектов реальности, основанная на изменении содержащийся в ней информации.
Информационные (разъяснительные) технологии (мера устранения неопределенности (энтропии) системы, мера организации системы) пронизаны все материальные объекты и процессы, отражающие качественные, количественные свойства системных функциональных взаимосвязей.
Современный этап развития называют информационной цивилизацией. Поэтому информационные технологии прочно выходят на первое место среди технологий. Сегодня основными ресурсами экономики становятся не труд и капитал, а знания и информация. Так, например, доля рабочей силы в сельском хозяйстве в США, Германии, Франции в данное время составляет всего лишь около 3%. В добывающих отраслях ЕС количество рабочих за последние 5 лет сократилась на 12%. При этом объем производимых и потребляемых обществом благ не снижается, а растет. Современное материальное производство становится все более независимым от рабочей силы за счет развития научно-технического прогресса: повышения производительности труда, новых технологий, повышения в целом эффективности производства, применения синтетических материалов, повышения степени полезности продукции у потребителей и др. факторов.
Таким образом, в современных условиях изменение роли факторов производства заключается в вытеснении материальных компонентов готового продукта информационными технологиями. Именно на этой основе снижается значение минерального сырья и труда как базовых производственных факторов, а знания и информация превращаются в основной ресурс любого производства. Превращение знаний и информации в базовый производственный ресурс изменит основы всех отраслей экономики за счет постоянного обновления выпускаемой продукции. Обладание новыми знаниями и информацией является основной модернизации страны.
Информационные технологии – это любые способы изменения объектов реальности, основанные на изменение в них содержания информации. Поэтому к информационным технологиям, кроме постоянного компьютерного обеспечения относятся биоинформатика, генетическая инженерия, программирование, технологии управления сознанием и многие другие. Практически любая научная и производственная деятельность человека пронизана информационными технологиями в различной степени и различного характера.
Информационные технологии по степени квантования подразделяются на обычную информатику и квантовую информатику.
Структура обычных информационных технологий основана на материалистической диалектике взаимосвязанный и взаимообусловленных познания и созидания, непрерывно переходящих друг в друга:
1. Диалектическое познание:
- сбор и объективный анализ любых данных из самых различных областей науки, техники, экономики, философии, культуры и других, относящихся к исследуемым процессам и предметам;
- объективный синтез полученных данных с компьютерным моделированием систем с использованием методов и технологий искусственного интеллекта;
- исследование процессов и предметов новейшими методами: электронной микроскопии, электромагнитами, квантованием и др.;
- объективный анализ и синтез полученных данных.
2. Диалектическое созидание:
- в лабораторных условиях применение физического моделирования познанных результатов с технико-экономическими расчетами;
- выпуск опытных партий предметов нового поколения;
- в промышленных условиях уточнение полученных технологических параметров и переход на серийное производство продукции нового поколения;
- совершенствование условий их применения на новом уровне.
В итоге обычные информационные технологии приводят у созданию продукции нового поколения, улучшает которую квантовая информатика.
Квантовая информатика представляет собой новый класс кватномеханических положений, включающий в себя квантовый компьютинг, квантовую телепортацию и квантовую криптографию.
В квантовой информатике основным положением является простая квантовая система – кубиты (квантовый бит) с двухмерным пространством состояний с одновременным в них 0 и 1. В качестве кубитов могут быть использованы ионы в магнитной ловушке с двумя уровнями энергии 0 и 1, управляющейся лазерным излучением, или отдельные фотоны с двумя состояниями поляризации.
При реализации кубитов главной проблемой является необходимость их надежной изоляции от окружения.
Квантовый компьютер основан на возможности синхронизации состояний с вычислениями в режиме квантового параллелизма, когда в одном кубите закодирована одновременно число 0 и 1. Это позволяет существенно повысить мощность квантовых компьютеров.
Квантовая телепортация – передача из одной точки в другую некоторое квантовое состояние за счет квантовой корреляции состояний, находящихся далеко друг от друга.
Квантовая криптография – способ передачи секретных сообщений с невозможностью утечки информации вследствие запрета квантового клонирования. Физически существует вторая система, которую невозможно перевести в первую систему.
Таким образом работа квантового компьютера основана на операциях со сложными запутанными состояниями цепочки кубитов с выведением результатов информации во внешнюю среду.
Информационные технологии обуславливают экономический рост без существенного увеличения затрат и энергии, превращают знания и информацию в базовый производственный ресурс, изменяя все области экономики. Они обеспечивают постоянное обновление выпускаемой продукции.
Информационные технологии способствовали структурным сдвигам в науке. Компьютеризация науки и появление сложных приборов основана на информационных технологиях с привлечением специалистов из различных областей и созданием комплексных научно-исследовательских программ. Конкретизированными выражениями информационных технологий свляются синергетика, нанотехнологии, биотехнологии, интеллектуальные технологии, квантовые технологии и др.