6、相干振荡中的信息与秩序

相干振荡中的信息与秩序

在复杂自组织系统的研究中，“信息”和“秩序”是常见的术语，但往往缺乏明确的参考框架。本文将深入探讨在 OSIMAS 范式和 PIF 概念模型中，这两个术语的具体含义，并讨论如何量化系统中的秩序。

经典信息理论的局限性

经典信息理论由电信工程师为解决实际问题而发展，主要研究封闭系统（信息通道）特性对信息传输量的影响。通常用熵 (S) 来衡量传输的信息量，公式为：
[S = -k\sum_{i = 1}^{N}p_{i}\ln(p_{i})]
其中，(p) 是基本组态的数量（观测状态与可能状态的比例），(k) 是缩放因子，(p_{i}) 是事件 (i) 的概率。

然而，将熵作为生物或社会领域的信息度量存在两个基本局限性：
1. 忽视系统开放性 ：生物和社会系统并非封闭系统，其组织结构包含众多内部和外部的通信渠道，超越了系统本身的物理边界。
2. 未考虑信息的多面性 ：无法解释有序结构和行为模式中信息的真正含义和多面性。

热力学与统计力学中的熵和信息

• 热力学中的熵 ：根据热力学第二定律，孤立系统的熵总是增加或保持不变。这意味着系统的总熵不会减少，除非其他系统的熵增加。由此可推断，在孤立系统中存在信息守恒定律，信息不会被创造或销毁，但可以从一种形式转化为另一种形式。
• 统计力学中的熵 ：熵是系统微观状态排列方式的度量，通常被视为无序的度量。熵越高，系统的无序程度越高，这与生物和社会系统内部结构和行