Квант интеллектуальной энергии - Еремин А.Л

Данный материал был опубликован тезисами (ссылка на авторство обязательна):

Еремин А.Л. Информационная окружающая среда, экология, гигиена и квантование интеллектуальной энергии человека // Сборник научных докладов 2-й международной конференции «Человек и природа. Проблемы экологии Юга России». Тамань – Краснодар – 2008. – С.123-125. ISBN 978-5-98722-032-0

Еремин А.Л. Квант интеллектуальной энергии // Тезисы докладов Международного форума по нанотехнологиям - Rusnanotech, 03.12.2008, Москва 

Еремин А.Л. Окружающая информационная среда и экология, природа и квантование интеллекта человека // Материалы научно-практической конференции, посвященной 20-летию природоохранной службы Краснодарского края. – 2008. – С. 44-46.

КВАНТ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ

(тезисы)

Для формирования теории интеллекта, повышения интеллектуальности человека разумного и человеческой цивилизации важно развитие направлений: нанометрии интеллектуальной энергии, биофизики и термодинамики интеллектуальных систем, процессов в интелсистемах на наноуровне и механизмов формирования наночастиц – квантовых эффектов, интеллектуальной итерации, транспортных и кооперативных явлений наноэлементов.

Наноэлемент ноосферы – человек разумный [1 / 6.4∙10⁹].

Наноэлемент головного мозга – нейрон [1 / (10⁹ ~ 10¹¹)].

В обоих случаях интеллектуальные системы формируются «снизу – вверх» в ходе эволюционного процесса. Ноогенез * [гр.noo разум; genesis зарождение, происхождение] - процесс развертки в пространстве и развития во времени интеллектуальных систем (интеллектуальной материи).Сложно переоценить актуальность определения места интеллекта человека в Природе, нано-измерений интеллектуальной энергии и составляющих ее элементарных физических констант. При множестве попыток, пока не удавалось разложить интеллект (русск. – разум; греч. – nоо; лат. – intellectus) на общепризнанные элементы, определить их размеры и параметрические взаимоотношения.

Цель: определить понятие, размерность и минимальное значение интеллектуальной энергии (греч. energia – деятельность, взаимодействие), составляющие ее стандартизированные параметры, измеряемые моды интеллекта.

Методологически был избран метод – квантование, и определено его понятие.

Квантование интеллектуальной энергии [*] - процедура деления интеллектуальной энергии и составляющих ее параметров до некоторых фиксированных величин, которые в своих определяемых размерностях и опытно подтверждаемых модах могут быть кратными фундаментального значения энергии интеллектуальной системы. Для решения частных задач исследования были введены новые термины и определены основные понятия параметров.

Интеллектуальный квант * (нем. quant, от лат. quantum - сколько) (параметр q) - конечное количество энергии, которое может быть произведено внутри интеллектуальной системы (головного мозга человека, при продвижении нервного импульса; интеллектуальный квант – экспериментально определяемая постоянная, значение которой уточняется по мере совершенствования измерений. Единица измерения - Дж. Определение моды параметра, размерности и опытное подтверждение: к настоящему времени, по первичным расчетным данным различных исследователей, известно: энергия нервного импульса ≈ 5∙10^-15 Дж затрачивается на продвижение нервного импульса на расстояние 1 мм (5∙10^-12 Дж/м). Учитывая, что длина нервных отростков (дендрит) до 700 мкм, целесообразно оперировать размерностью 5∙10^-18 Дж/мкм. Уточнения энергии интеллектуального кванта могут быть связаны с его величиной (Рис.1.). Зная, что диаметр нервных волокон колеблется от 20 до 0,3 мкм, можно предположить, что размер «интеллектуального кванта» сопоставим с величиной 0,3∙10^-6 - 20 ∙10^{-6 м.}

* - предложенные автором термины и понятия

Информационный квант (параметр “I”)– квант (минимальное количество, элемент, операция, размерная единица, монада) информационного события (любого сообщения, сведения, осведомления,  познания), воспринимаемый, производимый и передаваемый, с помощью различных специальных средств связи и сигналов (знаков, кодов, алгоритмов, символов–образов), несущих смысловую нагрузку и обозначающих содержания, полученные в процессе приспособления интеллектуальной системы к внешнему миру, хранимый на всевозможных материальных носителях. Единица измерения – бит. Мода параметра: 2 бит – в секунду происходит запоминание человеком (визуальное, вербальное, музыкальное); 10⁹ - 10²⁰ бит - памяти запоминается человеком в течение жизни; 250 мегабайт (2,5∙10⁸ байт)- производится людьми в мире в среднем на человека в год, что соответствует - 10 байт/с.

Скорость интеллектуальная (параметр “V”). Определение моды параметра: 1-10² м/сек - скорость прохождения импульса по нервному волокну. Скорость зависит от диаметра нервных волокон и при их размерах от 20 до 0,3 мкм, - колеблется от 120 до 0,5 м/c соответственно.

Быстродействие интеллектуальное (частота, параметр “ν” - «бит или его аналог»/с, 1/c). Определение моды параметра: 10² операций/c - быстродействие на нейронах определяют: период возбуждения (3 мс) и рефрактерный (невосприимчивый) период, со сниженной возбудимостью (6 мс); 100/с (100 Гц) - частота, с которой сигналы проходят через синапсы; 50 - 500 в секунду - частота нервного импульса в различных волокнах; 3-19 бит/с - информация движется по клеткам при зрительном восприятии; 10¹⁰ операций/с - выполняет сетчатка в целом; 10⁹ бит/с - информация движется по оптическому нерву в головной мозг; 40/с (40 Гц) - ритм электроэнцефалограммы, синхронизирующий биопотенциалы мозга и объединяющий нейросети в единую систему для поддержания сознания; 10¹⁶ операций/с - вместе могут давать 10¹⁵ синапсов мозга.

Длина пути коммуникаций (Параметр “S”). Определение моды параметра, размерности: ~ 10^-6 м - расстояния между нейронами и др. возбудительными образованиями (в синапсах); ~ 0,5 м - периметр головного мозга;  ~ 10^-6 - 1 м – длина нервных отростков (до 700 мкм – дендриты, до 1 м – аксоны); 500-10000 - кол-во нервных клеток, с которыми каждый нейрон в мозге может быть связан нервными отростками и синапсами и передавать сигнал; 10⁹–10¹² - количество нейронов (параметр “n”), составляющих сеть коммуникаций мозга человека, работающего как единое целое.

Энергия интеллектуальная * (Параметр “E”) - которой обладает и которую затрачивает интеллектуальная система, находится в зависимости и характеризуется величиной коммуникационного пути (S) и «совокупного количества переносимых интеллектуальных квантов» (с информационной точки зрении: количеством информации (информационных квантов - I), проводимой со скоростью (V) и частотой (ν). Единица измерения – Дж. Среднесуточная норма энергии, которую человек потребляет с пищей ~ 2-3 тыс. килокалорий = (0.8 - 1.3)•10⁷ Дж. Учитывая, что мозг человека потребляет 1/10 всей энергии, затраты мозга на  интеллектуальную деятельность составляют  ~ 10⁶ Дж. Мода параметра: ~ 5•10^-15 Дж - требуется на продвижение нервного импульса на расстояние 1 мм; ~ 10⁶ Дж - затраты мозга на  интеллектуальную деятельность в сутки. 

ВЫВОДЫ

1. Квант деятельности интеллектуальной системы мозга, связанной с нервной импульсацией, представляет собой экспериментально определяемую постоянную, значение которой уточняется по мере совершенствования измерений с развитием нанофизиологии и нанофизики

2. Энерго-информационная двойственность природы нервного импульса на наноуровне интеллектуальной системы обусловлена конечным эффектом информационной составляющей («есть» сигнал), а также той энергией, которая была затрачена на его проведение.

3. Интеллектуальная энергия, не противоречит закону сохранения энергии, и на наноуровне находится в зависимости от квантов энергии, затрачиваемых на перенос нервного импульса (несущего единицу информации), скорости, частоты и расстояния переноса.

Полная библиография см.: http://a-eremin.ru/rus      

* - предложенные автором термины и понятия

ДЛЯ РЕЦЕНЗЕНТОВ

Прежде чем приступить к квантованию интеллекта, использовать термин «квант» (сколько) применительно к деятельности интеллектуальных систем, «открыть» для обсуждения квант интеллектуальной энергии, я спросил в приватной беседе разрешения у отцов-основателей квантования - Нильса Бора и Альберта Эйнштейна.

Great Britain, London, Madame Tussaud's Museum, Oct. 2000

aeremin@yandex.ru 

For formation of the theory of intelligence, for increase of intellectuality of the homo sapiens and human civilization - development of directions is important: nanometry of intellectual energy, biophysics and thermodynamics of intellectual systems, intellectual iteration, processes in intelsystems on nanolevel and mechanisms of formation of nanoparticle - quantum effects, the transport and cooperative phenomena of nanoelements.

Nanoelement of noosphere - person [1 / 6.4∙10⁹].

Nanoelement of brain - neuron [1 / (10⁹ ~ 10¹¹)].

Noogenesis* - process of evolution in space (“bottom-up”) and development in time of intellectual systems (intellectual matter).

Are determinate: the definitions, dimensions and the minimal value (quantum) of the intellectual energy, parameters making it, their average values:

Intellectual quantum* - 5∙10^-12 J/m (on passage of an impulse);

Size of intellectual quantum - 0,3∙10^-6 - 20 ∙10^-6 m;

Information quantum - 1 bit (one impulse);

Speed intellectual - 1-10² m/s (passage of a nervous impulse);

Frequency intellectual - 10² operations/s (on neuron);

Path length of communications of 10^-6 m - 0,5 m (between neurons);

Intellectual energy* - 10⁶ J (of brain in day).

Some from defined constants will be specified in process of perfection of measurements and with development nanophysiology and nanophysics. 

* - the terms and concepts offered by the author

Full bibliography: http://a-eremin.ru/rus

* - предложенные автором термины и понятия

Еремин А.Л.