Ar yra informacijos negyvojoje gamtoje, jei neatsižvelgsime į įvairias žmogaus sukurtas technikas? Atsakymas į šį klausimą priklauso nuo pačios sąvokos apibrėžimo. Sąvokos „informacija“reikšmė per visą žmonijos istoriją buvo ne kartą papildyta. Apibrėžimui įtakos turėjo mokslinės minties raida, technologijų pažanga ir per šimtmečius sukaupta patirtis. Informacija negyvojoje gamtoje yra įmanoma, jei vertinsime šį reiškinį bendrais terminais.
Viena iš sąvokos apibrėžimo parinkčių
Informacija siaurąja prasme – tai žinutė, perduodama vienokiu ar kitokiu signalu iš žmogaus žmogui, iš žmogaus automatui arba iš automato į automatą, taip pat augalų ir gyvūnų pasaulyje iš individo į individą. Taikant šį požiūrį, jo egzistavimas įmanomas tik gyvojoje gamtoje arba sociotechninėse sistemose. Tai, be kita ko, tokie informacijos apie negyvąją gamtą archeologijoje pavyzdžiai kaip uolų paveikslai, molinės lentelės ir pan. Informacijos nešėjas šiuo atveju yra objektas, kuris aiškiai nesusijęs su gyva medžiaga ar technologija, tačiau be to paties asmens pagalbos duomenys nebūtų įrašyti ir saugomi.
Subjektyvus požiūris
Yra ir kitas būdas apibrėžti: informacija yra subjektyvios prigimties ir atsiranda tik žmogaus galvoje, kai jis suteikia tam tikra prasme aplinkinius objektus, įvykius ir pan. Ši idėja turi įdomių loginių pasekmių. Pasirodo, jei nėra žmonių, niekur nėra informacijos, duomenų ir pranešimų, įskaitant informaciją negyvojoje gamtoje. Informatika šioje apibrėžimo versijoje tampa subjektyvaus, bet ne realaus pasaulio mokslu. Tačiau mes nesigilinsime į šią temą.
Bendra apibrėžtis
Filosofijoje informacija apibrėžiama kaip neapčiuopiama judėjimo forma. Jis būdingas bet kuriam objektui, nes turi tam tikrą reikšmę. Netoli šio apibrėžimo nutolsta fizinis termino supratimas.
Viena iš pagrindinių mokslinio pasaulio paveikslo sąvokų yra energija. Juo keičiasi visi materialūs objektai, ir nuolat. Vieno iš jų pradinės būsenos pasikeitimas sukelia kito pokyčius. Fizikoje toks procesas laikomas signalo perdavimu. Signalas iš tikrųjų taip pat yra vieno objekto perduodamas ir kito gaunamas pranešimas. Tai informacija. Pagal šį apibrėžimą atsakymas į straipsnio pradžioje pateiktą klausimą yra vienareikšmiškai teigiamas. Informacija negyvojoje gamtoje – tai įvairūs signalai, perduodami iš vieno objekto į kitą.
Antrasis termodinamikos dėsnis
Trumpesnis ir tikslesnis apibrėžimas: informacija yra sistemos tvarkingumo matas. Čia verta prisiminti vieną iš pagrindinių fizinių dėsnių. Pagal antrąjį termodinamikos dėsnį uždaros sistemos (tai tos, kurios niekaip nesąveikauja su aplinka) visada pereina iš tvarkingos būsenos į chaotišką.
Pavyzdžiui, atlikime psichikos eksperimentą: įpilkime dujų į vieną uždaro indo pusę. Po kurio laiko jis užpildys visą pateiktą tūrį, tai yra, jis nebebus užsakytas tiek, kiek buvo. Kartu sumažės informacijos sistemoje, nes tai yra tvarkos matas.
Informacija ir entropija
Verta pažymėti, kad šiuolaikine prasme Visata nėra uždara sistema. Jai būdingi struktūros komplikacijos procesai, kartu didėjantis tvarkingumas, taigi ir informacijos kiekis. Remiantis Didžiojo sprogimo teorija, taip buvo nuo pat visatos susidarymo. Pirmiausia atsirado elementarios dalelės, vėliau – molekulės ir didesni junginiai. Vėliau pradėjo formuotis žvaigždės. Visiems šiems procesams būdingas konstrukcinių elementų išdėstymas.
Visatos ateities spėjimas yra glaudžiai susijęs su šiais niuansais. Pagal antrąjį termodinamikos dėsnį, karščio mirtis jos laukia dėl entropijos padidėjimo, priešingos informacijos. Jį galima apibrėžti kaip sistemos sutrikimo matą. Antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kad uždarojeSistemose entropija visada didėja. Tačiau šiuolaikinės žinios negali tiksliai atsakyti į klausimą, kiek jos pritaikomos visai Visatai.
Informacinių procesų negyvojoje gamtoje ypatumai uždaroje sistemoje
Visus negyvosios gamtos informacijos pavyzdžius vienija bendri bruožai. Tai vieno etapo procesas, tikslo nebuvimas, kiekio praradimas š altinyje padidėjus imtuvui. Apsvarstykite šias savybes išsamiau.
Informacija negyvojoje gamtoje yra energijos laisvės matas. Kitaip tariant, jis apibūdina sistemos gebėjimą atlikti darbą. Nesant išorinio poveikio, kiekvieną kartą atliekant cheminį, elektromagnetinį, mechaninį ar kitokį darbą, negrįžtamai prarandama laisvoji energija, o kartu ir informacija.
Informacinių procesų negyvojoje gamtoje ypatumai atviroje sistemoje
Išorinės įtakos tam tikra sistema gali gauti informaciją arba jos dalį, kurią prarado kita sistema. Tokiu atveju pirmajame bus laisvos energijos kiekis, kurio pakaks darbui atlikti. Geras pavyzdys yra vadinamųjų feromagnetų (medžiagų, kurios gali būti įmagnetintos tam tikromis sąlygomis, kai nėra išorinio magnetinio lauko) įmagnetinimas. Panašių savybių jie įgyja žaibo smūgio metu arba esant kitiems magnetams. Įmagnetinimas šiuo atveju tampa fizine tam tikro informacijos kiekio sistemos gavimo išraiška. Šiame pavyzdyje darbas bus atliktas naudojant magnetinį lauką. Informaciniai procesai šiuo atvejuvienpakopis ir neturi jokio tikslo. Pastaroji savybė juos labiau nei kitus išskiria iš panašių reiškinių laukinėje gamtoje. Atskiri fragmentai, pavyzdžiui, įmagnetinimo proceso, nesiekia jokių globalių tikslų. Gyvosios medžiagos atveju toks tikslas yra – tai biocheminio produkto sintezė, paveldimos medžiagos perkėlimas ir pan.
Informacijos nedidinimo įstatymas
Kita informacijos perdavimo negyvojoje gamtoje ypatybė yra ta, kad informacijos padidėjimas imtuve visada susijęs su jos praradimu š altinyje. Tai yra, sistemoje be išorinės įtakos informacijos kiekis niekada nepadidėja. Ši nuostata yra nemažėjančios entropijos dėsnio pasekmė.
Pažymėtina, kad kai kurie mokslininkai informaciją ir entropiją laiko identiškomis sąvokomis su priešingu ženklu. Pirmasis yra sistemos tvarkingumo matas, o antrasis - chaoso matas. Šiuo požiūriu informacija tampa neigiama entropija. Tačiau ne visi problemos tyrinėtojai laikosi šios nuomonės. Be to, reikėtų atskirti termodinaminę entropiją ir informacijos entropiją. Jie yra skirtingų mokslo žinių (atitinkamai fizikos ir informacijos teorijos) dalis.
Informacija mikropasaulyje
Mokosi temos „Informacija negyvojoje gamtoje“8 mokyklos klasė. Iki šiol studentai dar mažai susipažinę su fizikos kvantine teorija. Tačiau jie jau žino, kad materialius objektus galima skirstyti įmakro ir mikro pasaulis. Pastarasis yra medžiagos lygis, kuriame egzistuoja elektronai, protonai, neutronai ir kitos dalelės. Čia klasikinės fizikos dėsniai dažniausiai netaikomi. Tuo tarpu informacijos yra ir mikrokosmose.
Į kvantinę teoriją nesigilinsime, tačiau vis tiek verta atkreipti dėmesį į keletą punktų. Entropija kaip tokia mikrokosmose neegzistuoja. Tačiau ir šiame lygmenyje dalelių sąveikos metu atsiranda laisvosios energijos nuostoliai, tie patys, kurie reikalingi bet kurios sistemos darbui atlikti ir kurių matas yra informacija. Jei laisvoji energija mažėja, mažėja ir informacijos. Tai yra, mikrokosme taip pat laikomasi informacijos nedidėjimo dėsnio.
Gyvoji ir negyvoji gamta
Bet kokius informacijos negyvoje gamtoje pavyzdžius, studijuotus informatikos aštuntoje klasėje ir nesusijusius su technologijomis, vienija tikslo, dėl kurio informacija būtų saugoma, apdorojama ir perduodama, nebuvimas. Gyvajai medžiagai viskas yra kitaip. Gyvų organizmų atveju yra pagrindinis tikslas ir tarpiniai. Dėl to paveldimos medžiagos perdavimui palikuonims būtinas visas informacijos gavimo, apdorojimo, perdavimo ir saugojimo procesas. Tarpiniai tikslai yra jo išsaugojimas per įvairias biochemines ir elgesio reakcijas, kurios apima, pavyzdžiui, homeostazės palaikymą ir orientacinį elgesį.
Negyvosios gamtos informacijos pavyzdžiai rodo, kad tokių savybių nėra. Homeostazė, beje, sumažina informacijos neaugimo dėsnio pasekmes, kurios veda į objekto sunaikinimą. Apibūdintų tikslų buvimas ar nebuvimas yra vienas iš pagrindinių skirtumų tarp gyvosios ir negyvosios gamtos.
Taigi, galite rasti daug pavyzdžių tema „informacija negyvojoje gamtoje“: paveikslėliai ant senovinių urvų sienų, kompiuterio veikimas, kalnų kristalų augimas ir pan. Tačiau jei neatsižvelgsime į žmogaus sukurtą informaciją (įvairių vaizdų ir panašiai) bei technologijas, negyvosios gamtos objektai labai skiriasi juose vykstančių informacinių procesų savybėmis. Išvardinkime dar kartą: vienpakopis, negrįžtamas, tikslo nebuvimas, neišvengiamas informacijos praradimas š altinyje ją perduodant imtuvui. Informacija negyvojoje gamtoje apibrėžiama kaip sistemos tvarkingumo matas. Uždaroje sistemoje, nesant vienokio ar kitokio išorinio poveikio, laikomasi informacijos nedidėjimo dėsnio.
