Има ли информация в неживата природа, ако не вземем предвид различните техники, създадени от човека? Отговорът на този въпрос зависи от дефиницията на самото понятие. Значението на термина "информация" през цялата история на човечеството е многократно допълвано. Определението е повлияно от развитието на научната мисъл, напредъка на технологиите и натрупания през вековете опит. Информация в неживата природа е възможна, ако разгледаме това явление от гледна точка на общата терминология.
Една от опциите за дефиниране на концепцията
Информацията в тесен смисъл е съобщение, предавано под формата на един или друг сигнал от човек на човек, от човек на автомат или от автомат на автомат, както и в растителния и животинския свят от индивид на индивид. При този подход съществуването му е възможно само в живата природа или в социотехническите системи. Те включват, наред с други неща, такива примери за информация в неживата природа в археологията като скални рисунки, глинени плочки и т.н. Носител на информация в този случай е обект, който очевидно не е свързан с жива материя или технология, но без помощта на същото лице, данните нямаше да бъдат записани и съхранени.
Субективен подход
Има и друг начин за дефиниране: информацията е субективна по своята същност и се появява само в съзнанието на човек, когато той придава на околните обекти, събития и т.н. някакъв смисъл. Тази идея има интересни логически последици. Оказва се, че ако няма хора, никъде няма информация, данни и съобщения, включително информация в неживата природа. Информатиката в тази версия на определението се превръща в наука за субективния, но не и за реалния свят. Въпреки това, няма да задълбаваме в тази тема.
Обща дефиниция
Във философията информацията се определя като неосезаема форма на движение. Той е присъщ на всеки обект, тъй като има определено значение. Недалеч от това определение е физическото разбиране на термина.
Едно от основните понятия в научната картина на света е енергията. Разменя се от всички материални обекти и то постоянно. Промяната в първоначалното състояние на единия от тях предизвиква промени в другия. Във физиката такъв процес се счита за предаване на сигнал. Сигналът всъщност е също съобщение, предадено от един обект и получено от друг. Това е информация. Според това определение отговорът на въпроса, поставен в началото на статията, е недвусмислено положителен. Информацията в неживата природа е разнообразие от сигнали, предавани от един обект на друг.
Вторият закон на термодинамиката
По-кратко и по-точно определение: информацията е мярка за подредеността на системата. Тук си струва да си припомним един от основните физически закони. Според втория закон на термодинамиката затворените системи (това са тези, които не взаимодействат по никакъв начин с околната среда) винаги преминават от подредено състояние към хаотично.
Например, нека проведем умствен експеримент: нека поставим газ в едната половина на затворен съд. След известно време той ще запълни целия предоставен обем, тоест ще престане да се поръчва до степента, в която беше. В същото време информацията в системата ще намалее, тъй като тя е мярка за ред.
Информация и ентропия
Заслужава да се отбележи, че в съвременния смисъл Вселената не е затворена система. Характеризира се с процеси на усложняване на структурата, придружени от увеличаване на подредеността, а оттам и на количеството информация. Според теорията за Големия взрив това е така от създаването на Вселената. Първо се появиха елементарни частици, след това молекули и по-големи съединения. По-късно започнаха да се образуват звезди. Всички тези процеси се характеризират с подреждането на структурните елементи.
Прогнозата за бъдещето на Вселената е тясно свързана с тези нюанси. Според втория закон на термодинамиката, топлинната смърт я очаква в резултат на увеличаване на ентропията, обратното на информацията. Може да се определи като мярка за разстройството на дадена система. Вторият закон на термодинамиката гласи, че в затвореноЕнтропията винаги нараства в системите. Съвременното познание обаче не може да даде точен отговор на въпроса доколко е приложимо към цялата Вселена.
Характеристики на информационните процеси в нежива природа в затворена система
Всички примери за информация в неживата природа са обединени от общи черти. Това е едноетапен процес, липса на цел, загуба на количество в източника с увеличаване на приемника. Разгледайте тези свойства по-подробно.
Информацията в неживата природа е мярка за свобода на енергията. С други думи, той характеризира способността на системата да върши работа. При липса на външно влияние всеки път, когато се извършва химическа, електромагнитна, механична или друга работа, настъпва необратима загуба на свободна енергия, а с нея и информация.
Характеристики на информационните процеси в неживата природа в отворена система
Под външно влияние определена система може да получи информация или част от нея, загубена от друга система. В този случай в първия ще има количество свободна енергия, достатъчно за извършване на работа. Добър пример е намагнитването на така наречените феромагнети (вещества, способни да се намагнитват при определени условия при липса на външно магнитно поле). Те придобиват подобни свойства в резултат на удар на мълния или в присъствието на други магнити. Намагнитването в този случай се превръща във физически израз на придобиването от системата на определено количество информация. Работата в този пример ще се извършва от магнитно поле. Информационни процеси в случаяедностепенни и нямат цел. Последното свойство ги отличава повече от другите от подобни явления в дивата природа. Отделни фрагменти, например, от процеса на намагнитване не преследват никакви глобални цели. В случая с живата материя има такава цел - това е синтез на биохимичен продукт, пренос на наследствен материал и т.н.
Закон за неувеличаване на информацията
Друга особеност на предаването на информация в неживата природа е, че увеличаването на информацията в приемника винаги е свързано с нейната загуба в източника. Тоест в система без външно влияние количеството информация никога не се увеличава. Тази разпоредба е следствие от закона за ненамаляваща ентропия.
Трябва да се отбележи, че някои учени разглеждат информацията и ентропията като идентични понятия с противоположен знак. Първата е мярка за подредеността на системата, а втората е мярката за хаоса. От тази гледна точка информацията става отрицателна ентропия. Не всички изследователи на проблема обаче се придържат към това мнение. Освен това трябва да се прави разлика между термодинамична ентропия и информационна ентропия. Те са част от различни научни знания (съответно физика и теория на информацията).
Информация в микросвета
Изучава темата "Информация в неживата природа" 8 клас на училището. Студентите до този момент все още са малко запознати с квантовата теория във физиката. Те обаче вече знаят, че материалните обекти могат да се разделят намакро- и микросвят. Последното е ниво на материя, където съществуват електрони, протони, неутрони и други частици. Тук законите на класическата физика най-често са неприложими. Междувременно информация съществува и в микрокосмоса.
Няма да задълбаваме в квантовата теория, но все пак си струва да отбележим няколко точки. Ентропията като такава не съществува в микрокосмоса. Но дори и на това ниво, по време на взаимодействието на частиците, настъпват загуби на свободна енергия, същата, която е необходима за извършване на работа от всяка система и мярката за която е информацията. Ако свободната енергия намалява, информацията също намалява. Тоест в микрокосмоса се спазва и законът за неувеличаване на информацията.
Жива и нежива природа
Всякакви примери за информация в нежива природа, изучавани по информатика в осми клас и несвързани с технологиите, са обединени от липсата на цел, за която информацията се съхранява, обработва и предава. За живата материя всичко е различно. При живите организми има основна цел и междинни. В резултат на това целият процес на получаване, обработка, предаване и съхранение на информация е необходим за предаването на наследствен материал на потомци. Междинни цели са неговото запазване чрез различни биохимични и поведенчески реакции, които включват например поддържане на хомеостазата и поведението за ориентация.
Примери за информация в нежива природа показват липсата на такива свойства. Хомеостазата, между другото, минимизира последствията от закона за ненарастване на информацията, което води до унищожаване на обекта. Наличието или отсъствието на описаните цели е една от основните разлики между живата и неживата природа.
И така, можете да намерите много примери по темата "информация в неживата природа": снимки по стените на древни пещери, работа с компютър, растеж на скални кристали и така нататък. Ако обаче не вземем предвид информацията, създадена от човека (различни изображения и други подобни) и технологиите, обектите от нежива природа се различават значително по свойствата на информационните процеси, които протичат в тях. Нека ги изброим отново: едноетапни, необратими, липса на цел, неизбежна загуба на информация в източника при предаването й към приемника. Информацията в неживата природа се определя като мярка за подредеността на системата. В затворена система, при липса на външно влияние от един или друг вид, се спазва законът за неувеличаване на информацията.
