Finns det information i den livlösa naturen, om vi inte tar hänsyn till de olika tekniker som skapats av människan? Svaret på denna fråga beror på definitionen av själva begreppet. Innebörden av termen "information" genom mänsklighetens historia har upprepade gånger kompletterats. Definitionen påverkades av utvecklingen av det vetenskapliga tänkandet, teknikens framsteg och den erfarenhet som samlats under århundradena. Information i livlös natur är möjlig om vi betraktar detta fenomen i termer av allmän terminologi.
Ett av alternativen för att definiera konceptet
Information i snäv mening är ett meddelande som överförs i form av en eller annan signal från person till person, från person till automat eller från automat till automat, såväl som i växt- och djurvärlden från individ till individ. Med detta tillvägagångssätt är dess existens möjlig endast i levande natur eller i sociotekniska system. Dessa inkluderar bland annat sådana exempel på information i den livlösa naturen inom arkeologin som hällmålningar, lertavlor och så vidare. Informationsbäraren i det här fallet är ett föremål som uppenbarligen inte är relaterat till levande materia eller teknologi, men utan hjälp av samma person skulle data inte ha registrerats och lagrats.
Subjective approach
Det finns ett annat sätt att definiera: information är subjektiv till sin natur och förekommer endast i en persons sinne när han ger de omgivande föremålen, händelserna och så vidare någon mening. Denna idé har intressanta logiska implikationer. Det visar sig att om det inte finns några människor finns det ingen information, data och meddelanden någonstans, inklusive information i livlös natur. Informatik i denna version av definitionen blir vetenskapen om det subjektiva, men inte den verkliga världen. Vi kommer dock inte att gräva djupare i det här ämnet.
Allmän definition
Inom filosofin definieras information som en immateriell form av rörelse. Det är inneboende i alla föremål, eftersom det har en viss betydelse. Inte långt från denna definition går den fysiska förståelsen av termen.
Ett av grundbegreppen i den vetenskapliga bilden av världen är energi. Den byts ut av alla materiella föremål, och ständigt. En förändring i initi altillståndet för en av dem orsakar förändringar i den andra. Inom fysiken betraktas en sådan process som signalöverföring. En signal är faktiskt också ett meddelande som sänds av ett objekt och tas emot av ett annat. Detta är information. Enligt denna definition är svaret på frågan som ställdes i början av artikeln otvetydigt positivt. Information i den livlösa naturen är en mängd olika signaler som överförs från ett objekt till ett annat.
Thermodynamikens andra lag
En kortare och mer exakt definition: information är ett mått på systemets ordning och reda. Här är det värt att påminna om en av de grundläggande fysiska lagarna. Enligt termodynamikens andra lag rör sig slutna system (detta är de som inte interagerar med miljön på något sätt) alltid från ett ordnat tillstånd till ett kaotiskt.
Låt oss till exempel genomföra ett ment alt experiment: låt oss placera gas i ena halvan av ett stängt kärl. Efter en tid kommer den att fylla hela den tillhandahållna volymen, det vill säga att den kommer att sluta beställas i den utsträckning som den var. Samtidigt kommer informationen i systemet att minska, eftersom det är ett mått på ordning.
Information och entropi
Det är värt att notera att i modern mening är universum inte ett slutet system. Det kännetecknas av processer för komplikation av strukturen, åtföljd av en ökning av ordning och reda och därmed mängden information. Enligt Big Bang-teorin har detta varit fallet sedan universums bildande. Elementarpartiklar dök upp först, sedan molekyler och större föreningar. Senare började stjärnor bildas. Alla dessa processer kännetecknas av ordningen av strukturella element.
Förutsägelsen om universums framtid är nära förknippad med dessa nyanser. Enligt termodynamikens andra lag väntar värmedöden henne som ett resultat av en ökning av entropin, motsatsen till information. Det kan definieras som ett mått på störningen i ett system. Termodynamikens andra lag säger att i stängdEntropin ökar alltid i system. Men modern kunskap kan inte ge ett exakt svar på frågan om hur tillämplig den är för hela universum.
Funktioner i informationsprocesser i livlös natur i ett slutet system
Alla exempel på information i livlös natur förenas av gemensamma drag. Detta är en enstegsprocess, frånvaron av ett mål, förlusten av kvantitet i källan med en ökning av mottagaren. Betrakta dessa egenskaper mer i detalj.
Information i den livlösa naturen är ett mått på energifrihet. Det kännetecknar med andra ord systemets förmåga att utföra arbete. I avsaknad av yttre påverkan, varje gång ett kemiskt, elektromagnetiskt, mekaniskt eller annat arbete utförs, uppstår en irreversibel förlust av fri energi och med den information.
Funktioner i informationsprocesser i livlös natur i ett öppet system
Under extern påverkan kan ett visst system ta emot information eller en del av den som går förlorad av ett annat system. I det här fallet kommer det i det första att finnas en mängd ledig energi som är tillräcklig för att utföra arbete. Ett bra exempel är magnetisering av så kallade ferromagneter (ämnen som kan magnetiseras under vissa förhållanden i frånvaro av ett externt magnetfält). De får liknande egenskaper som ett resultat av ett blixtnedslag eller i närvaro av andra magneter. Magnetisering blir i detta fall ett fysiskt uttryck för systemets förvärv av en viss mängd information. Arbetet i detta exempel kommer att utföras av ett magnetfält. Informationsprocesser i detta fallenstegs och har inget syfte. Den senare egenskapen skiljer dem mer än andra från liknande fenomen i vilda djur. Separata fragment, till exempel, av magnetiseringsprocessen eftersträvar inga globala mål. När det gäller levande materia finns det ett sådant mål - detta är syntesen av en biokemisk produkt, överföringen av ärftligt material och så vidare.
Lagen om icke-ökning av information
En annan egenskap hos informationsöverföring i livlös natur är att ökningen av information i mottagaren alltid är förknippad med dess förlust i källan. Det vill säga i ett system utan yttre påverkan ökar aldrig mängden information. Denna bestämmelse är en konsekvens av lagen om icke-minskande entropi.
Det bör noteras att vissa forskare betraktar information och entropi som identiska begrepp med motsatt tecken. Det första är ett mått på systemets ordning och reda och det andra är måttet på kaos. Ur denna synvinkel blir information negativ entropi. Men inte alla forskare av problemet ansluter sig till denna åsikt. Dessutom bör man skilja mellan termodynamisk entropi och informationsentropi. De ingår i olika vetenskapliga kunskaper (fysik respektive informationsteori).
Information i mikrovärlden
Studerar ämnet "Information i den livlösa naturen" årskurs 8 på skolan. Studenter vid det här laget är fortfarande lite bekanta med kvantteori i fysik. Men de vet redan att materiella föremål kan delas in imakro- och mikrovärlden. Den senare är en nivå av materia där elektroner, protoner, neutroner och andra partiklar finns. Här är den klassiska fysikens lagar oftast otillämpliga. Samtidigt finns information också i mikrokosmos.
Vi kommer inte att fördjupa oss i kvantteorin, men det är ändå värt att notera några punkter. Entropi som sådan existerar inte i mikrokosmos. Men även på denna nivå, under interaktionen av partiklar, uppstår förluster av fri energi, samma som är nödvändig för att utföra arbete av vilket system som helst och måttet på vilket är information. Om den fria energin minskar minskar också informationen. Det vill säga, i mikrokosmos iakttas också lagen om icke-ökning av information.
Levande och livlös natur
Alla exempel på information i livlös natur, studerad i datavetenskap i åttonde klass och inte relaterad till teknik, förenas av avsaknaden av ett mål för vilket information lagras, bearbetas och överförs. För levande materia är allt annorlunda. När det gäller levande organismer finns ett huvudmål och mellanliggande sådana. Som ett resultat är hela processen med att erhålla, bearbeta, överföra och lagra information nödvändig för överföring av ärftligt material till ättlingar. Mellanmål är dess bevarande genom en mängd olika biokemiska och beteendemässiga reaktioner, som till exempel inkluderar upprätthållande av homeostas och orienteringsbeteende.
Exempel på information i livlös natur indikerar frånvaron av sådana egenskaper. Homeostas, förresten, minimerar konsekvenserna av lagen om icke-tillväxt av information, vilket leder till att objektet förstörs. Närvaron eller frånvaron av de beskrivna målen är en av huvudskillnaderna mellan livlig och livlös natur.
Så, du kan hitta många exempel på ämnet "information i den livlösa naturen": bilder på väggarna i gamla grottor, datordrift, tillväxten av bergkristaller och så vidare. Men om vi inte tar hänsyn till den information som skapas av människan (olika bilder och liknande) och teknik, skiljer sig föremål av livlös natur mycket åt i egenskaperna hos de informationsprocesser som äger rum i dem. Låt oss lista dem igen: enstegs, irreversibla, bristande syfte, oundviklig förlust av information i källan när den överförs till mottagaren. Information i livlös natur definieras som ett mått på ett systems ordning och reda. I ett slutet system, i avsaknad av yttre påverkan av ett eller annat slag, iakttas lagen om icke-ökning av information.
