Інфармацыя ў нежывой прыродзе: прыклады

Ці ёсць інфармацыя ў нежывой прыродзе, калі не браць пад увагу разнастайную тэхніку, створаную чалавекам? Адказ на гэтае пытанне залежыць ад вызначэння самога паняцця. Значэнне тэрміна "інфармацыя" на працягу гісторыі чалавецтва неаднаразова дапаўнялася. На вызначэнне аказвала ўплыў на развіццё навуковай думкі, прагрэс тэхналогій і назапашаны стагоддзямі вопыт. Інфармацыя ў нежывой прыродзе магчымая, калі разглядаць гэта з'ява з пункту гледжання агульнай тэрміналогіі.

Адзін з варыянтаў вызначэння паняцця

Інфармацыя ў вузкім сэнсе - гэта паведамленне, перададзенае ў выглядзе таго ці іншага сігналу ад чалавека да чалавека, ад чалавека да аўтамата або ад аўтамата да аўтамата, а таксама ў раслінным і жывёльным свеце ад асобіны да асобіны. Пры такім падыходзе яе існаванне магчыма толькі ў жывой прыродзе ці ў социотехнических сістэмах. Да іх у тым ліку можна аднесці такія прыклады інфармацыі ў нежывой прыродзе ў археалогіі, як наскальныя малюнкі, гліняныя таблічкі і гэтак далей. Носьбіт звестак у гэтым выпадку - прадмет, відавочна не адносіцца да жывой матэрыі або да тэхнікі, аднак без дапамогі таго ж чалавека дадзеныя не былі б зафіксаваны і захаваны.

суб'ектыўны падыход

Існуе яшчэ адзін спосаб вызначэння: інфармацыя суб'ектыўная па прыродзе і ўзнікае толькі ў свядомасці чалавека, калі ён надзяляе навакольныя яго прадметы, падзеі і гэтак далей нейкім сэнсам. Гэтая ідэя мае цікавыя лагічныя следства. Атрымліваецца, калі няма людзей - няма і звестак, дадзеных і паведамленняў нідзе, у тым ліку адсутнічае і інфармацыя ў нежывой прыродзе. Інфарматыка ў такім варыянце вызначэння становіцца навукай аб суб'ектыўным, але не рэальным свеце. Зрэшты, не будзем глыбока закопвацца ў гэтую тэму.

агульнае вызначэнне

У філасофіі інфармацыя вызначаецца як нематэрыяльная форма руху. Яна ўласцівая любому аб'екта, паколькі ён валодае нейкім сэнсам. Недалёка ад гэтага вызначэння сыходзіць і фізічнае разуменне тэрміна.

Адно з асноўных паняццяў у навуковай карціне свету - энергія. Ёю абменьваюцца ўсе матэрыяльныя аб'екты, прычым пастаянна. Змена першапачатковага стану ў аднаго з іх выклікае змены ў іншым. У фізіцы падобны працэс разглядаецца як перадача сігналу. Сігнал, па сутнасці, таксама паведамленне, перададзенае адным прадметам і атрымана іншым. Гэта і ёсць інфармацыя. Згодна з падобнаму азначэнні, адказ на зададзенае ў пачатку артыкула пытанне адназначна станоўчы. Інфармацыя ў нежывой прыродзе - гэта разнастайныя сігналы, якія перадаюцца ад адных аб'ектаў да іншых.

Другі закон тэрмадынамікі

Больш кароткае і дакладнае вызначэнне: інфармацыя - гэта мера спарадкаванасці сістэмы. Тут варта ўспомніць адзін з асноўных фізічных законаў. Паводле другога пачатку тэрмадынамікі, замкнёныя сістэмы (гэта такія, якія не ўзаемадзейнічаюць ніяк з навакольным асяроддзем) заўсёды пераходзяць з спарадкаванага стану ў хаатычнае. Для прыкладу правядзем разумовы эксперымент: змесцім у адной палове замкнёнага пасудзіны газ. Праз некаторы час ён запоўніць ўвесь прадстаўлены аб'ём, то ёсць перастане быць спарадкаваны ў той меры, у якой быў. Пры гэтым інфармацыя ў сістэме паменшыцца, паколькі яна з'яўляецца мерай спарадкаванасці.

Інфармацыя і энтрапія

Варта адзначыць, што ў сучасным разуменні Сусвет не з'яўляецца замкнёнай сістэмай. Для яе характэрныя працэсы ўскладнення структуры, якія суправаджаюцца павышэннем спарадкаванасці, а значыць, і колькасці інфармацыі. Паводле тэорыі Вялікага выбуху, так было з моманту адукацыі Сусвету. Першымі з'явіліся элементарныя часціцы, затым малекулы і больш буйныя злучэнні. Пазней пачалі фарміравацца зоркі. Усе гэтыя працэсы характарызуюцца парадкаваннем структурных элементаў.

З гэтымі нюансамі цесна звязана прагназаванне будучага Сусвету. Згодна з другім законе тэрмадынамікі, яе чакае цеплавая смерць у выніку ўзрастання энтрапіі, велічыні, процілеглага інфармацыі. Яе можна вызначыць як меру неўпарадкаванай сістэмы. Другое пачатак тэрмадынамікі абвяшчае, што ў замкнёных сістэмах энтрапія заўсёды расце. Аднак сучасныя веды не могуць даць дакладнага адказу на пытанне, наколькі ён выкарыстоўваецца і ў дачыненні да ўсёй Сусвету.

Асаблівасці інфармацыйных працэсаў у нежывой прыродзе ў замкнёнай сістэме

Усе прыклады інфармацыі ў нежывой прыродзе аб'яднаны агульнымі асаблівасцямі. Гэта одноступенчатую працэсаў, адсутнасць мэты, страта колькасці ў крыніцы пры ўзрастанні у прымачы. Разгледзім названыя ўласцівасці падрабязней.

Інфармацыя ў нежывой прыродзе ўяўляе сабой меру свабодай энергіі. Іншымі словамі, яна характарызуе здольнасць сістэмы здзейсніць працу. Пры адсутнасці вонкавага ўздзеяння кожны раз пры здзяйсненні хімічнай, электрамагнітнай, механічнай ці іншай працы адбываецца незваротная страта свабоднай энергіі, а разам з ёй і інфармацыі.

Асаблівасці інфармацыйных працэсаў у нежывой прыродзе ў адкрытай сістэме

Пры вонкавым уздзеянні нейкая сістэма можа атрымаць інфармацыю або яе частка, страчаную іншай сістэмай. Пры гэтым у першай з'явіцца колькасць свабоднай энергіі, дастатковую, каб здзейсніць працу. Добры прыклад - намагнічваемасць так званых ферромагнетиков (рэчываў, здольных пры пэўных умовах быць намагнічаныя пры адсутнасці вонкавага магнітнага поля). Яны набываюць падобнае ўласцівасці ў выніку ўдару маланкі ці ж у прысутнасці іншых магнітаў. Намагнічваемасць пры гэтым становіцца фізічным выразам набыцця сістэмай некаторай колькасці інфармацыі. Працу ў дадзеным прыкладзе будзе ажыццяўляць магнітнае поле. Інфармацыйныя працэсы ў гэтым выпадку одноступенчатую і не маюць мэты. Апошняе ўласцівасць больш за іншых адрознівае іх ад аналагічных з'яў у жывой прыродзе. Асобныя фрагменты, напрыклад, працэсу намагнічвання ня пераследуюць ніякіх глабальных мэтаў. У выпадку жывой матэрыі такая мэта ёсць - гэта сінтэз біяхімічнага прадукту, перадача спадчыннага матэрыялу і гэтак далей.

Закон невозрастания інфармацыі

Яшчэ адна асаблівасць перадачы інфармацыі ў нежывой прыродзе заключаецца ў тым, што ўзрастанне інфармацыі ў прыёмніку заўсёды губляліся яе ў крыніцы. Гэта значыць, у сістэме без вонкавага ўздзеяння колькасць інфармацыі ніколі не павялічваецца. Гэта палажэнне з'яўляецца следствам закона неубывания энтрапіі.

Трэба адзначыць, што некаторыя навукоўцы разглядаюць інфармацыю і энтрапію як тоесныя паняцці з адваротным знакам. Першая ўяўляе сабой меру спарадкаванасці сістэмы, а другая - хаатычнасці. З такога пункту гледжання, інфармацыя становіцца адмоўнай энтрапіяй. Аднак падобнага меркавання прытрымліваюцца далёка не ўсе даследчыкі праблемы. Акрамя таго, варта адрозніваць энтрапію тэрмадынамічныя і інфармацыйную. Яны з'яўляюцца часткай розных навуковых ведаў (фізікі і тэорыі інфармацыі адпаведна).

Інфармацыя ў мікрасвеце

Вывучае тэму «Інфармацыя ў нежывой прыродзе» 8 клас школы. Вучні да гэтага моманту яшчэ мала знаёмыя з квантавай тэорыяй у фізіцы. Аднак ужо ведаюць, што матэрыяльныя аб'екты можна падзяліць на макра- і мікрасвет. Апошні ўяўляе сабой такі ўзровень матэрыі, дзе існуюць электроны, пратоны, нейтроны і іншыя часціцы. Тут законы класічнай фізікі часцей за ўсё непрыдатныя. Між тым інфармацыя існуе і ў мікрасвеце.

Не будзем паглыбляцца ў квантавую тэорыю, але адзначыць некалькі момантаў ўсё ж варта. У мікрасвеце як такой энтрапіі не існуе. Аднак і на гэтым узроўні пры ўзаемадзеянні часціц адбываюцца страты свабоднай энергіі, той самай, якая неабходна для здзяйснення працы любой сістэмай і мерай якой з'яўляецца інфармацыя. Калі памяншаецца свабодная энергія, памяншаецца і інфармацыя. Гэта значыць, у мікрасвеце закон невозрастания інфармацыі таксама выконваецца.

Жывая і нежывая прырода

Любыя прыклады інфармацыі ў нежывой прыродзе, па інфарматыцы вывучаемыя ў восьмым класе і якая не мае стаўленне да тэхнікі, аб'яднаныя адсутнасцю мэты, для дасягнення якой інфармацыя захоўваецца, перапрацоўваецца і перадаецца. Для жывой матэрыі ўсё інакш. У выпадку жывых арганізмаў існуе асноўная мэта і прамежкавыя. У выніку ўвесь працэс атрымання, апрацоўкі, перадачы і захоўвання інфармацыі неабходны для перадачы спадчыннага матэрыялу нашчадкам. Прамежкавымі мэтамі з'яўляецца яго захаванне пры дапамозе самых розных біяхімічных і паводніцкіх рэакцый, да якіх можна аднесці, напрыклад, падтрыманне гамеастазу і арыентацыйнай паводзіны.

Прыклады інфармацыі ў нежывой прыродзе кажуць пра адсутнасць падобных уласцівасцяў. Гамеастаз, дарэчы, мінімізуе наступствы закона невозрастания інфармацыі, які прыводзіць да разбурэння аб'екта. Наяўнасць або адсутнасць апісаных мэт - адно з галоўных адрозненняў жывой і нежывой прыроды.

Такім чынам, можна знайсці масу прыкладаў на тэму «інфармацыя ў нежывой прыродзе»: карцінкі на сценах старажытных пячор, праца кампутара, рост крышталяў горнага крышталя і гэтак далей. Аднак, калі не браць пад увагу звесткі, створаныя чалавекам (розныя малюнкі і да таго падобнае) і тэхніку, аб'екты нежывой прыроды моцна адрозніваюцца па ўласцівасцях інфармацыйных працэсаў, якія праходзяць у іх. Пералічым іх яшчэ раз: одноступенчатую, незваротнасць, адсутнасць мэты, непазбежная страта інфармацыі ў крыніцы пры перадачы яе прымачу. Інфармацыя ў нежывой прыродзе вызначаецца як мера спарадкаванасці сістэмы. У замкнёнай сістэме пры адсутнасці вонкавага ўздзеяння таго ці іншага роду выконваецца закон невозрастания інфармацыі.