朝日記70330 Briefing Paper to Pillath in Entropy, Function and Evolution and Today's drawing

朝日記170330 Briefing Paper  to Pillath in Entropy, Function and Evolution and Today's drawing

Today's essay is a short introduction of Pillath's Semiosid paper,

and today's drawings are two: Sakura at Waterfront ,and Window view.

Sakura at Waterfront

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(Essay)

Briefing  to

 Pillath in Entropy, Function and Evolution: Naturalizing Peircian　Semiosis

 

Carsten Herrmann-Pillath

Entropy 2010, 12, 197-242; doi:10.3390/e12020197

Entropy　ISSN 1099-4300

 

http://www.mdpi.com/1099-4300/12/2/197

www.mdpi.com/journal/entropy

http://www.vcasi.org/sites/default/files/entropy2.p

 

Translater ; Yasumasa Arai Senior Professional Chemical Engineer Minami-Tukushino,Machida,Tokyo, Japan E-mail: araraiypol1a@nifty.com

 

Translator’s Summary;

 This is an outline of Carsten Herrmann-Pillath’s paper :”Entropy, Function and Evolution: Naturalizing Semiosis, Entropy 2010,12,197-242.

He has paid his focus over wide and far aspect from a point of view of Semiotics, which is  realized within a category of System Science Philosophy,  regarding such as artefact and bio-body concern. He has especially concern how it is to be physically related in the terms of information generation and energy throughput on the objects. 

He primarily takes Peirce’s philosophical idea  which is constituting of a triadic framework as Object~Sign~Observation(Manifesting being) and he  extends to lead   his eyes on  informatic mechanism and dynamics interpretation.

 

Entropy is a central term in this paper.  He reviews both fields of Themodynamics and Information Theory.  He has, in this sense, extended a way of  quantitative scale into a state of higher order which is constitutes of  the natural and/or the societal states under the lower order, which are lead by application of Jaynes’ Maximum Entropy Principle and the Peirce’s triadic  framework i.e. (object and sign) with observer.

Brief of paper are  follows:

1. Shannon entropy, as entropy without constraint in relation to the object of taken as information matter.

 

2.  Entropy of Constraint : as functional model with physical constraints caused from physical effect/interaction by any manifest, such as observation(experimenter; interpreter)

3. Substantial Entropy of the system under the  focused : a difference between Shannon entropy  minus Entropy of Constraint.  Jaynes Maximum Entropy Principle says  this difference naturally is to  come to  converge to its maximum value.

4.  Jaynes’ Maximum Entropy Principle says the object system holds the maximum free energy, in another word, active potential(capacity) under its environment such as   field of temperature, field electro-magnetic , catalyst, enzyme.

 Any change from environment causes entropy changes to the object such as physical quantity of the object space, such as cell, plant,etc.

5. A view from human economic side is mostly focused on entropy production caused by constraint enforced by human. This production of value sensed by human, is commonly said as free energy consumption or substantial work energy and it comes to the maximum value by the physical law.

6. Indeed, the consumption of entropy of above item 5 is converged to most ordered leveled state, such as thermal engine efficiency, crystallization formation of molecules. This is termed as  Maximum Entropy Production.

1. Item 3 above is described in a summary as following;

(Jaynes’ Maximum Entropy Production)=

(Shannon’s Entropy) －　(Maximum Entropy  of  Constraints of object)

 As Pillath main interest, he put on the biological information structure undergoing evolution.  He uses  two of  principle here, which are (1) a triadic thesis of Peirce’s Semiotics and (2) Jaynes Maximum Entropy Principle.

He has  presumed to compose hierarchical level of ‘triadic’ frame bases such as  nested neuronal web network structures of  supervenient/neuronal crossing information passages.

This writer, myself has naturally an interest on the author’s philosophical passage to reach to his idea.  I have reach to recognize that he has  influence by Professor Searle of University of California.  Searle’s philosophical terrain is in combination of Epistemology and Ontology.  Searle’s idea is that the Epistemic knowing constitutes of  observer and sign, and the Ontologic one does of observer and physical object, respectively.

So,Table 1 in this paper,  Pillath  kindly shows  category of functions by  2 x 2 matrix.  This idea is quite meaningful and encouraging scope to our further analytical extending . At this note, I remark as Biological function , it is positioned at the element composed with Epistemic object and Ontological object means.

  Regarding to self-reference paradox, I , as a reader, has honestly very curiosity what he would say. What is supposed who is highest end-observer?  It is yet resoluble. He leaves the first, a nested neuronal web and the second, a communication other- body-being in vicinity are as a rescue out of the paradox.  He positively takes concept ‘qualia’, which is another transcendental being, like as reason of  Immanuel Kant world.  He also suggests recent advances of physics, for instance, Super String Quantum-Gravity theory, and further  hypothetic connection of idea of Parallel universe and Super-venience information order. Though these item is  yet beyond scope of this paper, Jaynes Entropy application under the frame of Peirce’s Triadic Semiotics will be making sense as engineering  scale of  complex of techno-social paradigms.

 

(Brief in Japanese Language) 

翻訳者からの概要所見：　

本概説はヘルマン‐ピラースの生物記号論の論文の紹介である。かれは、人工体や生体を含む広いシステムでの情報の発生と流れをパースPeirceの三元論である対象～記号～観察（操作主体）に着目し、ここを流れる情報の機構に注目する。情報を物理現象としてその量としてエントロピーに着目して本論文で位置づけたのである。この三元論は（対象～記号）と観察者（実験者）をそれぞれ物理系としてとらえ、カップルした情報機能（関数）モデルである。このためにジェーンズ「Jaynesの最大エントロピー原理」(Maximum Entropy Principle)に着目した。これは、着目するシステムを、二つの量でとらえるもので彼の思考のステップは以下である：

１．無拘束状態non-constraintの理想ランダム信号システムとして、その情報量であるエントロピー「シャノンShannonエントロピー」を考える；

２．観測者（実験者；翻訳者）が実在の物理対象に関係（操作・観測作用）するために、必然的に発生する物理的制約条件physical constraintを機能（関数）モデルfunction modelとして考える。それはエントロピーモデルentropy modelである。

３．上の１.　と２．の差が、ここでのシステムの実質エントロピーであり、Jaynesは、この差が自然的に最大になるということを理論的に保証した。最大エントロピー原理である。

４．最大エントロピー原理は、その環境での自由エネルギーの容量もしくは活性ポテンシャルを意味している。制約条件（温度、電磁場、触媒、酵素など）はその環境条件を具体的に供与しているとみることができ、その環境変化に対して情報つまりエントロピーが生成し、その対象空間（細胞、プラントなど）を流通throughputする物理量とみることもできる。

５．一方、実業の産業技術側からみると、制約条件側でのエントロピー生成（上述の２．）がまさに経済価値を生む物理対象であろう。　ここでのエントロピーの消費分を最大にしたい（つまり自由エネルギー源の最大消費である）。結果的に　上記３．での実質エントロピーの差は最小になる。

６．この消費したエントロピー分量が、たとえば熱機関での効率や結晶など物質の構造秩序などに使われ、このエントロピーの最大化を狙うことになる。これが「エントロピー最大生成原理」（Maximizing Entropy Production）とよばれているものである。

７．　上の３．「システムの実質エントロピー」をまとめると次の等式になる；

＜Jaynesの最大エントロピー＞= ＜シャノンShannonエントロピー＞　－＜　Maximizing Entropy Production by constraints　＞ということになる。

 

ピラースPillathは、パースPeirceの情報の三元論とJaynesの最大エントロピー原理を使ったのであるが、その研究の主要な目標は, 進化する生体系の情報構造にあった。全体の情報を三元構造のシステムの高度階層化ないし高度nested neuronal化として構造と機構を想定してみている。　

 

ところで、Peirceの記号論を使った、その哲学的地平について、筆者は、キャルフォルニア大学の社会哲学者のSearle教授の強い影響を受けているとみる。　Searleは、パースの記号論にヒントを得たと考えられるが、特に対象objectと観察者observerと　記号signと観察者observerとの機能（関数）リンクの発想ヒントは存在論Ontologyと認識論Epidemicsとの接合にあったとみる。　本論では、Table1で、それぞれの論において主体と客体の２ｘ２のマトリクスを表現して、機能（関数）functionsの様態・性質の吟味をしているところは、現代的であり、新鮮である。（荒井　総合知学会誌2015－１）

このなかで　認識論的客体と存在論的客題のマトリクス要素が生物系機能（関数）Biological functionであった。　この論での予想されるパラドックスであるシステムの自己参照性self-reference functionについては、最後に上流にたつ観察者をどうみるか、意気を詰める思いで臨んだのであった。　ここでは人間脳のニューロナルネット（nested sign）を錨anchorとするtriadの集積に解をもとめるという筋、他人のニューロナルネットとのカップリングに答えを求める期待が、記述される。しかし、彼　Pillathは、非常に高いところからの観察者の意思伝達(supervenience)ということを仮説とせざるを得ないとしている。　本論のなかでChaissonの宇宙規模からの分子、細菌、筋肉、動物脳、人間脳に亘るエネルギー密度(erg/g/sec)での一定の傾向や、平行宇宙(parallel universe)などの最近の諸仮説などを紹介し論じ、最後にひとまず、形而上学的な超越性の境界として理性と同格な生体意思のクオリアqualiaを以て、40ページにわたる本エントロピー論を閉じていることを付け加えておきたい。

 かくして、ある機能（関数）functionは、パースの三元的記法(概念）Peircian triadic notionのなかでは、記号signとその翻訳者interpreter　をともなって現れる。  機能（関数）と記号の双対性を認めることにより、われわれの視野内に　ギプス／ジェーンズのエントロピー記法（概念）が加わってくる。この絵すがたは、機能（関数）の記法（概念）にともなう基本的な概念の様相を共有することになる。すなわち、パースの記法（概念）とギブス／ジェーンズの記法（概念）の二つの概念は自然学者の存在論であるが、しかし、同時にこれらは、観察者と相対的に存在すると考える。　　

 

かくして、記号論のつじつまは、シャノン測度でのエントロピー記法（概念）に限定されるのではなく、熱力学的定義において十分なつじつま(account)をとりつつ、そのうえでのエントロピーの枠組み概念を置くことにした。　その意味で（記号論としての）つじつま(account)をも合わせることを可能にしようとするものである。

このアプローチの中心的な特徴は、機能（関数）進化と最大エントロピ生成のふたつの間の概念上の結合にある。

著者は、記号圏域(semiosphere)の概念が基本的な物理現象として、どのような意味にあるかを明らかにする。　ハイエク(Hayek)の初期の貢献をとりあげるが、結論として、意味論的に巣網化(nested)された機能（関数）において、‘意味（meaning）’の指示下達性(supervene)をも論じる。この範疇は　いわゆる機能（関数）的に自己引用性(self-reference)を可能にする（ある）機能（関数）をもたらすことを論じる。これを前提としないならば、標準的な（数学上の）集合論的な矛盾から、機能上（関数上）の破綻を表明することを意味することになろう。

More detail to the follows,

 Full translation version to Japanese language:

朝日記170314特集翻訳Hermann-Pillath 「エントロピー、機能（関数）および進化」（Ｉ）
(2017-03-14 18:32:48 | 自然科学と工学)
朝日記170314特集　翻訳Hermann-Pillath 「エントロピー、機能...

 

Shorter translation version to Japanese language:

朝日記170311ヘルマンーピラース論文の概説 「エントロピー、機能（関数）および進化：自然化パース記号論」
(2017-03-12 15:19:14 | 社会システム科学)
朝日記170311 ヘルマンーピラース論文の概説 「エントロピー、機能（関数）...

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