Existuje informace v neživé přírodě, když nebereme v úvahu různé techniky vytvořené člověkem? Odpověď na tuto otázku závisí na definici samotného pojmu. Význam pojmu „informace“byl v průběhu dějin lidstva opakovaně doplňován. Definice byla ovlivněna rozvojem vědeckého myšlení, pokrokem technologie a zkušenostmi nashromážděnými v průběhu staletí. Informace v neživé přírodě jsou možné, pokud tento jev vezmeme v úvahu z hlediska obecné terminologie.
Jedna z možností pro definování konceptu
Informace v užším slova smyslu je zpráva přenášená ve formě toho či onoho signálu od člověka k člověku, od člověka k automatu nebo od automatu k automatu, stejně jako ve světě rostlin a zvířat od jednotlivce k jednotlivci. S tímto přístupem je jeho existence možná pouze v živé přírodě nebo v sociotechnických systémech. Mezi ně patří mimo jiné takové příklady informací v neživé přírodě v archeologii, jako jsou skalní malby, hliněné tabulky a tak dále. Nosičem informace je v tomto případě předmět, který zjevně nesouvisí s živou hmotou nebo technologií, ale bez pomoci stejné osoby by data nebyla zaznamenána a uložena.
Subjektivní přístup
Existuje jiný způsob, jak definovat: informace jsou subjektivní povahy a vyskytují se pouze v mysli člověka, když dává okolním předmětům, událostem atd. nějaký význam. Tato myšlenka má zajímavé logické důsledky. Ukazuje se, že pokud nejsou lidé, nejsou nikde žádné informace, data a zprávy, včetně informací v neživé přírodě. Informatika se v této verzi definice stává vědou o subjektivním, nikoli však skutečném světě. Do tohoto tématu se však nebudeme vrtat hluboko.
Obecná definice
Ve filozofii je informace definována jako nehmotná forma pohybu. Je vlastní každému předmětu, protože má určitý význam. Nedaleko od této definice jde i fyzické chápání termínu.
Jedním ze základních pojmů ve vědeckém obrazu světa je energie. Je vyměňován všemi hmotnými předměty a neustále. Změna výchozího stavu jednoho z nich způsobí změny ve druhém. Ve fyzice je takový proces považován za přenos signálu. Signál je ve skutečnosti také zpráva přenášená jedním objektem a přijatá jiným. Toto jsou informace. Podle této definice je odpověď na otázku položenou v úvodu článku jednoznačně kladná. Informace v neživé přírodě jsou různé signály přenášené z jednoho objektu na druhý.
Druhý zákon termodynamiky
Kratší a přesnější definice: informace je mírou uspořádanosti systému. Zde se sluší připomenout jeden ze základních fyzikálních zákonů. Podle druhého termodynamického zákona se uzavřené systémy (to jsou ty, které nijak neinteragují s prostředím) vždy pohybují z uspořádaného stavu do chaotického.
Proveďte například mentální experiment: umístěte plyn do jedné poloviny uzavřené nádoby. Po nějaké době vyplní celý poskytnutý objem, to znamená, že přestane být objednáván v rozsahu, v jakém byl. Zároveň se sníží informace v systému, protože jde o míru pořádku.
Informace a entropie
Stojí za zmínku, že v moderním smyslu není vesmír uzavřeným systémem. Je charakterizován procesy složitosti struktury, doprovázenými nárůstem uspořádanosti, a tím i množství informací. Podle teorie velkého třesku tomu tak bylo již od vzniku vesmíru. Nejprve se objevily elementární částice, pak molekuly a větší sloučeniny. Později se začaly tvořit hvězdy. Všechny tyto procesy jsou charakterizovány uspořádáním konstrukčních prvků.
S těmito nuancemi úzce souvisí předpověď budoucnosti vesmíru. Podle druhého termodynamického zákona ji čeká tepelná smrt v důsledku zvýšení entropie, opaku informace. Lze ji definovat jako míru neuspořádanosti systému. Druhý termodynamický zákon říká, že v uzavřenémEntropie se v systémech vždy zvyšuje. Moderní znalosti však nemohou dát přesnou odpověď na otázku, jak jsou použitelné pro celý Vesmír.
Funkce informačních procesů v neživé přírodě v uzavřeném systému
Všechny příklady informací v neživé přírodě spojují společné rysy. Jedná se o jednostupňový proces, absence cíle, ztráta kvantity ve zdroji s nárůstem přijímače. Zvažte tyto vlastnosti podrobněji.
Informace v neživé přírodě jsou měřítkem svobody energie. Jinými slovy, charakterizuje schopnost systému konat práci. Bez vnějšího vlivu dochází při každé chemické, elektromagnetické, mechanické nebo jiné práci k nevratné ztrátě volné energie a s ní i informací.
Funkce informačních procesů v neživé přírodě v otevřeném systému
Pod vnějším vlivem může určitý systém přijímat informace nebo jejich část ztracenou jiným systémem. V tomto případě bude v prvním případě množství volné energie dostatečné k výkonu práce. Dobrým příkladem je magnetizace tzv. feromagnetik (látky schopné magnetizace za určitých podmínek v nepřítomnosti vnějšího magnetického pole). Podobné vlastnosti získávají v důsledku úderu blesku nebo v přítomnosti jiných magnetů. Magnetizace se v tomto případě stává fyzikálním vyjádřením získávání určitého množství informací systémem. Práce v tomto příkladu bude prováděna magnetickým polem. Informační procesy v tomto případějednostupňové a nemají žádný účel. Posledně jmenovaná vlastnost je odlišuje více než ostatní od podobných jevů ve volné přírodě. Samostatné fragmenty například procesu magnetizace nesledují žádné globální cíle. V případě živé hmoty takový cíl existuje – jedná se o syntézu biochemického produktu, přenos dědičného materiálu a tak dále.
Zákon o nezvyšování informací
Dalším rysem přenosu informace v neživé přírodě je, že nárůst informace v přijímači je vždy spojen s její ztrátou ve zdroji. To znamená, že v systému bez vnějšího vlivu se množství informací nikdy nezvětší. Toto ustanovení je důsledkem zákona o neklesající entropii.
Je třeba poznamenat, že někteří vědci považují informaci a entropii za totožné pojmy s opačným znaménkem. První je měřítkem uspořádanosti systému a druhým měřítkem chaosu. Z tohoto pohledu se informace stává negativní entropií. Ne všichni badatelé problému se však tohoto názoru drží. Kromě toho je třeba rozlišovat mezi termodynamickou entropií a informační entropií. Jsou součástí různých vědeckých poznatků (fyzika a teorie informace).
Informace v mikrosvětě
Studuje téma "Informace v neživé přírodě" 8. ročník školy. Studenti v tomto bodě jsou stále málo obeznámeni s kvantovou teorií ve fyzice. Už však vědí, že hmotné předměty lze rozdělit namakro a mikrosvět. To je úroveň hmoty, kde existují elektrony, protony, neutrony a další částice. Zde jsou zákony klasické fyziky nejčastěji nepoužitelné. Mezitím informace existují také v mikrokosmu.
Nebudeme se ponořit do kvantové teorie, ale přesto stojí za zmínku několik bodů. Entropie jako taková v mikrokosmu neexistuje. I na této úrovni však při interakci částic dochází ke ztrátám volné energie, stejné, která je nezbytná pro výkon práce jakýmkoli systémem a jejímž měřítkem je informace. Ubývá-li volná energie, ubývá i informace. To znamená, že v mikrokosmu je také dodržován zákon nezvyšování informací.
Živá a neživá příroda
Jakékoli příklady informací v neživé přírodě, studované v informatice v osmé třídě a nesouvisející s technologií, spojuje chybějící cíl, pro který jsou informace ukládány, zpracovávány a přenášeny. U živé hmoty je vše jinak. V případě živých organismů existuje hlavní cíl a střední. V důsledku toho je celý proces získávání, zpracovávání, předávání a uchovávání informací nezbytný pro přenos dědičného materiálu na potomky. Průběžné cíle jsou jeho uchování prostřednictvím různých biochemických a behaviorálních reakcí, mezi které patří například udržování homeostázy a orientační chování.
Příklady informací v neživé přírodě naznačují absenci takových vlastností. Homeostáza mimochodem minimalizuje důsledky zákona o nerůstu informace, který vede ke zničení objektu. Přítomnost nebo nepřítomnost popsaných cílů je jedním z hlavních rozdílů mezi živou a neživou přírodou.
Na téma „informace v neživé přírodě“tedy můžete najít spoustu příkladů: obrázky na stěnách starověkých jeskyní, ovládání počítače, růst skalních krystalů a tak dále. Pokud však nebereme v úvahu informace vytvořené člověkem (různé obrázky a podobně) a technikou, předměty neživé přírody se velmi liší vlastnostmi informačních procesů, které v nich probíhají. Uveďme je znovu: jednostupňové, nevratné, neúčelnost, nevyhnutelná ztráta informace ve zdroji při jejím přenosu do přijímače. Informace v neživé přírodě je definována jako míra uspořádanosti systému. V uzavřeném systému, bez vnějšího vlivu toho či onoho druhu, je dodržován zákon nezvyšování informací.
