Астрология и Астрофизика

СВОЙСТВА КОНФИГУРАЦИОННОЙ ЭНТРОПИИ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

©Vladimir Shashin   (Санкт-Петербург, Россия)

support@proforums.ru

 

У древних греков слово Космос было синонимом  слова Порядок. Ему  противопоставлялся  безграничный Хаос, из которого возник весь мир и бессмертные боги. Но совсем недавно по историческим меркам человечество вплотную подошло к научному изучению взаимных превращений Порядка и Хаоса. Что поделаешь, слишком много было реального хаоса в повседневной жизни. Первым шагом стало введение понятия «энтропии» как меры беспорядка в изолированной термодинамической системе, затем оно было обобщено и перенесено на случай нелинейных открытых систем. Было замечено, что только такие системы обладают свойством самоорганизации, а стабильность и равновесие играют совсем не главную роль в нашем мире.  Оказалось, что взгляд на причинно-следственные связи как на имеющие жесткий линейный характер, исключает саму возможность развития системы, тем более ее самоорганизации. А новой науке синергетике, взявшей на себя задачу изучения поведения сложных самоорганизующихся систем, пришлось научиться определять причины и механизмы возникновения информации [1]. Сейчас известно, что любой скачок развития обязательно сопровождается созданием новой информации (синергетическим событием).  Это приводит к обострению чувствительности к внешним и внутренним флуктуациям (отклонениям величин от средних значений), которые разрушают системы, затем, как следствие, возможен переход в хаотическое состояние, потом опять идет выход из хаоса, снова событие, но информация при этом запоминается. Все время в таком процессе развития хаос играет роль «средства продления жизни сложной структуры», а для того чтобы иметь способность генерировать запоминаемую информацию, система должна быть открытой.

Сейчас мы знаем, что живем в сложной открытой  системе «расширяющаяся Вселенная», в ее открытой подсистеме «Солнечная система», размеры которой определяются самой дальней известной планетой и постоянно расширяются. Но изучение энтропийных и информационных потоков планет и их влияния на нас  является серьезной проблемой и, к сожалению, часто само осознание открытости системы «Земля» под большим вопросом или вызывает массу недоразумений. Но как бы то ни было, а планеты – это часть нашей окружающей среды, но без обратной связи - они на нас влияют, а мы на них нет. И то только потому, что характерные размеры этой планетарной среды намного превышают характерные размеры наших земных систем. Здесь будет показано, что из знания положений планет в пространстве и вычисленной по ним энтропии может быть получена важная информация о нашем будущем и прошлом.

Конфигурационная энтропия  - это логарифм со знаком минус от вероятности системы оказаться в определенном состоянии

                                                                                (1)

Определенная согласно (1) величина пропорциональна средней скорости потери информации с течением времени. Она равна нулю при полностью регулярном предсказуемом поведении, стремится к бесконечности при хаотичном поведении системы, и обратно пропорциональна интервалу времени, на котором предсказывается состояние системы.

Согласно А. П. Труневу [2], конфигурационную энтропию Солнечной системы можно вычислить, взяв логарифм со знаком минус от  введенной в [3] нормированной функции длины суммарного радиус-вектора расстояний до планет. Причем нормировка состоит из трех шагов. Во-первых, нужно найти и исключить постоянную составляющую. Во-вторых, собственно нормировать, т.е. сделать ее меньше единицы. В-третьих, найти модуль, потому что вероятности не могут быть отрицательными.  Таким образом, имеем:

                                                            (2)

N – число отсчетов для заданного интервала времени, Rk – суммарный радиус-вектор, соответствующий k-му отсчету.

Вычисляя суммарный радиус-вектор, мы кодируем в нем информацию о расположении всех планет и, в частности, о всех астрологических аспектах между ними в данный момент времени. Убирая постоянную составляющую, получаем функцию независимую от пространственных координат, уникальную для Солнечной системы, описывающую ее состояние на данном временном интервале. Нормировка позволяет перейти к вероятностям и применять статистические методы. Построим график вычисленной таким способом конфигурационной энтропии для двадцатого века  - рис.1.

Рисунок 1. Конфигурационная энтропия Солнечной системы в 20-ом веке

 

Красный цвет – это Lk, нормированная функция суммарного радиус-вектора. По форме она почти не отличается от индекса Барбо. Кривая конфигурационной энтропии выделена, синим цветом, а черным – она же, сглаженная по годам.

Здесь сразу видно, что продолжительные интервалы максимальных пиков энтропии точно соответствуют мировым войнам. Хаос несет в себе конструктивное, творческое начало, строит порядок, разрушая ненужное, а во время войны это проявляется наиболее остро. Противоборствующие стороны - это сложные нелинейные и неустойчивые системы со странными аттракторами. В боевом напряжении сражающихся происходит состязание целей, выраженное хаотическим соотношением большого количества выдвигаемых замыслов и результатов их реализации,  а информационное противоборство является одной из важных частей любой войны и ее причиной. Именно его степень мы можем оценить по таким графикам. На пиках энтропии происходят качественные скачки, появляются новые идеи и информация,  уничтожается, забывается прошлое. Это теория пассионарности Льва Гумилева в чистом виде, вернее, в виде графиков.

Смотрим, первый большой рост энтропии в двадцатом веке приходится на конец Первой Мировой и революций в России и Германии, на попытку уничтожить старый порядок и создать новый. Но в 1920 году происходит перелом, общество начинает осознавать утопичность новых идей. С 1925 по 1937 мир предсказуем и устойчив. А дальше, Вторая Мировая и послевоенное противостояние – это очередная попытка уничтожить старое и очередное идеологическое столкновение. Максимальный пик приходится на 1944 – год создания и испытания атомной бомбы. Тогда еще никто не знает, чем это изобретение может обернуться, это момент наибольшей неопределенности, наибольшего хаоса. Перелом наступает в 1953, совпадая с первыми атомными испытаниями и хрущевской оттепелью в СССР, до 1960 система стремится к равновесию, прежде всего ядерному. И приходит к Карибскому кризису - следующему периоду хаоса – холодной войне, которая только в 1978 году начинает заканчиваться. 1981-1999 – по графикам время самого минимума энтропии. Это застой и перестройка в СССР, в США и Европе расцвет регулируемых рыночных отношений. Длительный вполне предсказуемый период. Посмотрим, что будет дальше.

 

Рисунок 2. Конфигурационная энтропия Солнечной системы в 20-21 веках.

 

Как следует из данных, приведенных на рис. 2, следующий заметный рост энтропии приходится на 1999-2002 года, а разрушение башен в Нью-Йорке можно считать началом очередного периода неустойчивости и столкновения идей. Закончится он, к сожалению, только в 2018-20 годах, а 2004 был одним из локальных максимумов – опасным и тяжелым годом. Но, что радует, он и другие максимумы в 21 веке не превысят пик 1944 года. Это может означать, что какими бы изощренными не были новые информационные войны, они не приведут к развязыванию настоящей ядерной войны в текущем столетии. С конца 30-х по конец 60-х годов будет еще один  серьезный и долгий период хаоса, но о том, чем будет вызвано это столкновение или война пока сказать ничего нельзя.

Такая предсказательная техника является дальнейшим развитием работы с циклическими индексами и динамическим методом, в котором изучаются характеристики определенного временного периода. Из-за того, что есть жесткая привязка к времени, пики энтропии для разных интервалов не будут совпадать. Поэтому при их изучении нельзя забывать об этой относительности и анализировать их все вместе, а не по отдельности.  Это нормально и правильно, ведь событие,  важное в каком-то десятилетии не обязательно будет таким же и для всего столетия. Еще оказывается, что вычисленную так энтропию обязательно нужно усреднять или сглаживать – это отражает факт накопления и запоминания информации. Само же появление пиков вызвано переходами через нуль функции суммарного радиус-вектора

Рисунок 3. Скалограмма энтропии в 20-ом веке

 

Рисунок 4. Производная энтропии в 20-ом веке

 

Рисунок 5. Производная энтропии для 20-21 веков.

 

Применим к энтропии методы вейвлет-анализа, чтобы посмотреть какие циклы в ней присутствуют. На рис.3 приведена скалограмма энтропии 20-го века (для синей линии с рис.1) и на ней выделяются годовой цикл, а также циклы Юпитера и Сатурна. В периоды войн (масштаб по оси времени 2:1, т.е. цифре 100 соответствует 1950 год) наблюдается высокочастотный шум и максимальная плотность энергии годового цикла. В эти времена в системе происходят бифуркации удвоения периода.

Столь яркое выделение годового цикла не очень понятно, потому что Земля в данном случае всего лишь рядовой участник небесного движения. Цикла Луны нет, это связано с тем, что рассматривается очень большой по ее меркам временной промежуток, когда расстояния до планет изменяются значительно по отношению к расстоянию между Землей и Луной.

Графики производной энтропии (сглаженной по годам) на рис. 4 и 5 подтверждают, что мировые войны были развязаны во времена максимального роста энтропии, причем самый большой пик приходится на 2002 год.

Отметим, что коэффициент корреляции между сглаженной кривой энтропии и кривой глобальной температуры за 147 лет равен 0,225. Это означает, что между этими величинами существует функциональная зависимость.

В принципе, можно приближенно моделировать реальные события и процессы с помощью вейвлетов, используя тот факт, что они имеют волновую природу. Т.е. на определенном уровне абстракции можно считать, что некоторый случайный общественный процесс = случайный вейвлет. Конечно, при таком подходе есть множество трудностей связанных с правильным анализом исторических данных. Тем не менее, считая вейвлеты случайными величинами, получаем способ определения по конфигурационной (информационной) энтропии величины статистической энтропии, связанной с вероятностями перехода системы в определенные макроскопические состояния. По равенству Парсеваля нормированная скалограмма является статистической нормой (весом) последовательности случайных вейвлетов. Тогда статистическая энтропия - это логарифм статистического веса данного макросостояния.  Чтобы найти веса макросостояний по весам отдельных вейвлетов достаточно вычислить глобальный спектр энергии по оси временного сдвига скалограммы. В математическом виде статистическая энтропия выглядит так:

                                                                   (3)

Звездочка означает нормировку (деление на максимум). S(ai,tj) – предварительно вычисленная по формулам, приведенным в [1] скалограмма, в качестве исследуемого сигнала берется несглаженная конфигурационная энтропия, вычисленная по формуле 1. Статистическая энтропия, рассчитанная для 20-го века, приведена на рис. 6. Как видно, ее максимумы хорошо соответствуют периодам войн. В эти моменты по смыслу статистической энтропии мир выбирал наиболее вероятные макросостояния. К сожалению, они оказывались сопряженными с проявлением жестокости и агрессии, что видимо объясняется физиологией высшей нервной деятельности человека, зависящей от энтропии Солнечной системы [2].

 

Рисунок 6 Статистическая энтропия в 20-м веке.

Ссылки

[1]   Синергетика: философия, математика, приложения, Военный университет связи, СПб, 2001

[2]   A P Trunev. Астрология и фундаментальные взаимодействия/ Форум The World Astrology Review

[3]   Vladimir Shashin.  Динамика Солнечной системы и глобальное потепление. The World Astrology Review, №9-10, 2004.