Is er informatie in de levenloze natuur, als we geen rekening houden met de verschillende technieken die door de mens zijn gemaakt? Het antwoord op deze vraag hangt af van de definitie van het concept zelf. De betekenis van de term "informatie" door de geschiedenis van de mensheid heen is herhaaldelijk aangevuld. De definitie werd beïnvloed door de ontwikkeling van het wetenschappelijk denken, de vooruitgang van de technologie en de ervaring die door de eeuwen heen is opgedaan. Informatie in levenloze natuur is mogelijk als we dit fenomeen beschouwen in termen van algemene terminologie.
Een van de opties om het concept te definiëren
Informatie in enge zin is een bericht dat in de vorm van een of ander signaal wordt verzonden van persoon tot persoon, van persoon tot automaat of van automaat tot automaat, evenals in de planten- en dierenwereld van individu tot individu. Met deze benadering is het bestaan ervan alleen mogelijk in de levende natuur of in sociotechnische systemen. Deze omvatten onder meer voorbeelden van informatie in de levenloze natuur in de archeologie als rotstekeningen, kleitabletten, enzovoort. De drager van informatie is in dit geval een object dat duidelijk niets te maken heeft met levende materie of technologie, maar zonder de hulp van dezelfde persoon zouden de gegevens niet zijn vastgelegd en opgeslagen.
Subjectieve benadering
Er is een andere manier om te definiëren: informatie is subjectief van aard en komt alleen voor in de geest van een persoon wanneer hij de omringende objecten, gebeurtenissen, enzovoort enige betekenis geeft. Dit idee heeft interessante logische implicaties. Het blijkt dat als er geen mensen zijn, er ook nergens informatie, data en berichten zijn, ook niet in de levenloze natuur. Informatica wordt in deze versie van de definitie de wetenschap van de subjectieve, maar niet de echte wereld. We zullen echter niet diep op dit onderwerp ingaan.
Algemene definitie
In de filosofie wordt informatie gedefinieerd als een ontastbare vorm van beweging. Het is inherent aan elk object, omdat het een bepaalde betekenis heeft. Niet ver van deze definitie gaat het fysieke begrip van de term.
Een van de basisconcepten in het wetenschappelijke wereldbeeld is energie. Het wordt uitgewisseld door alle materiële objecten, en constant. Een verandering in de begintoestand van een van hen veroorzaakt veranderingen in de andere. In de natuurkunde wordt een dergelijk proces beschouwd als signaaloverdracht. Een signaal is in feite ook een bericht dat door het ene object wordt verzonden en door een ander wordt ontvangen. Dit is informatie. Volgens deze definitie is het antwoord op de vraag aan het begin van het artikel ondubbelzinnig positief. Informatie in levenloze natuur is een verscheidenheid aan signalen die van het ene object naar het andere worden verzonden.
De tweede wet van de thermodynamica
Een kortere en preciezere definitie: informatie is een maatstaf voor de ordelijkheid van een systeem. Hier is het de moeite waard om een van de fundamentele natuurwetten in herinnering te brengen. Volgens de tweede wet van de thermodynamica gaan gesloten systemen (dit zijn systemen die op geen enkele manier in wisselwerking staan met de omgeving) altijd van een geordende toestand naar een chaotische.
Laten we bijvoorbeeld een mentaal experiment uitvoeren: laten we gas in de ene helft van een gesloten vat doen. Na enige tijd zal het het volledige verstrekte volume vullen, dat wil zeggen, het zal niet meer worden besteld in de mate dat het was. Tegelijkertijd zal de informatie in het systeem afnemen, omdat het een maatstaf voor orde is.
Informatie en entropie
Het is de moeite waard om op te merken dat het heelal in moderne zin geen gesloten systeem is. Het wordt gekenmerkt door processen van complicatie van de structuur, vergezeld van een toename van de ordelijkheid, en dus van de hoeveelheid informatie. Volgens de oerkn altheorie is dit al het geval sinds de vorming van het heelal. Elementaire deeltjes verschenen eerst, daarna moleculen en grotere verbindingen. Later begonnen zich sterren te vormen. Al deze processen worden gekenmerkt door de volgorde van structurele elementen.
De voorspelling van de toekomst van het heelal hangt nauw samen met deze nuances. Volgens de tweede wet van de thermodynamica wacht haar de dood door hitte als gevolg van een toename van entropie, het tegenovergestelde van informatie. Het kan worden gedefinieerd als een maat voor de wanorde van een systeem. De tweede wet van de thermodynamica stelt dat in geslotenEntropie neemt altijd toe in systemen. Moderne kennis kan echter geen exact antwoord geven op de vraag in hoeverre deze van toepassing is op het hele universum.
Kenmerken van informatieprocessen in levenloze natuur in een gesloten systeem
Alle voorbeelden van informatie in levenloze natuur zijn verenigd door gemeenschappelijke kenmerken. Dit is een proces in één fase, de afwezigheid van een doel, het verlies van kwantiteit in de bron met een toename van de ontvanger. Overweeg deze eigenschappen in meer detail.
Informatie in de levenloze natuur is een maatstaf voor vrijheid van energie. Met andere woorden, het kenmerkt het vermogen van het systeem om werk te doen. Bij afwezigheid van externe invloeden treedt er elke keer dat een chemisch, elektromagnetisch, mechanisch of ander werk wordt uitgevoerd een onomkeerbaar verlies van vrije energie op, en daarmee informatie.
Kenmerken van informatieprocessen in levenloze natuur in een open systeem
Onder invloed van buitenaf kan een bepaald systeem informatie ontvangen of een deel ervan die door een ander systeem verloren is gegaan. In dit geval zal er in het eerste geval voldoende vrije energie zijn om werk te doen. Een goed voorbeeld is de magnetisatie van zogenaamde ferromagneten (stoffen die onder bepaalde omstandigheden gemagnetiseerd kunnen worden bij afwezigheid van een extern magnetisch veld). Ze krijgen vergelijkbare eigenschappen als gevolg van een blikseminslag of in aanwezigheid van andere magneten. Magnetisatie wordt in dit geval een fysieke uitdrukking van de verwerving door het systeem van een bepaalde hoeveelheid informatie. Het werk in dit voorbeeld wordt uitgevoerd door een magnetisch veld. Informatieprocessen in dit gevaleentraps en hebben geen doel. De laatste eigenschap onderscheidt hen meer dan andere van soortgelijke fenomenen in dieren in het wild. Losse fragmenten van bijvoorbeeld het magnetisatieproces streven geen mondiale doelen na. In het geval van levende materie is er zo'n doel - dit is de synthese van een biochemisch product, de overdracht van erfelijk materiaal, enzovoort.
Wet van niet-vermeerdering van informatie
Een ander kenmerk van informatieoverdracht in levenloze natuur is dat de toename van informatie in de ontvanger altijd gepaard gaat met verlies in de bron. Dat wil zeggen, in een systeem zonder invloeden van buitenaf neemt de hoeveelheid informatie nooit toe. Deze bepaling is een gevolg van de wet van niet-afnemende entropie.
Opgemerkt moet worden dat sommige wetenschappers informatie en entropie beschouwen als identieke concepten met het tegenovergestelde teken. De eerste is een maatstaf voor de ordelijkheid van het systeem, en de tweede is de maatstaf voor chaos. Vanuit dit oogpunt wordt informatie negatieve entropie. Niet alle onderzoekers van het probleem houden zich echter aan deze mening. Bovendien moet men onderscheid maken tussen thermodynamische entropie en informatie-entropie. Ze maken deel uit van verschillende wetenschappelijke kennis (respectievelijk natuurkunde en informatietheorie).
Informatie in de microwereld
Bestudeert het onderwerp "Informatie in levenloze natuur" groep 8 van de school. Studenten zijn op dit punt nog weinig bekend met de kwantumtheorie in de natuurkunde. Ze weten echter al dat materiële objecten kunnen worden onderverdeeld in:macro- en microwereld. Dit laatste is een materieniveau waar elektronen, protonen, neutronen en andere deeltjes voorkomen. Hier zijn de wetten van de klassieke natuurkunde meestal niet van toepassing. Ondertussen bestaat er ook informatie in de microkosmos.
We zullen niet ingaan op de kwantumtheorie, maar het is toch de moeite waard om een paar punten op te merken. Entropie als zodanig bestaat niet in de microkosmos. Maar zelfs op dit niveau, tijdens de interactie van deeltjes, treden verliezen van vrije energie op, dezelfde die nodig is voor het uitvoeren van werk door elk systeem en waarvan de maatstaf informatie is. Als de vrije energie afneemt, neemt ook de informatie af. Dat wil zeggen, in de microkosmos wordt ook de wet van niet-toename van informatie waargenomen.
Leven en levenloze natuur
Alle voorbeelden van informatie in levenloze natuur, gestudeerd in computerwetenschappen in de achtste klas en niet gerelateerd aan technologie, worden verenigd door het ontbreken van een doel waarvoor informatie wordt opgeslagen, verwerkt en verzonden. Voor levende materie is alles anders. In het geval van levende organismen is er een hoofddoel en tussendoelen. Als gevolg hiervan is het hele proces van het verkrijgen, verwerken, doorgeven en opslaan van informatie noodzakelijk voor de overdracht van erfelijk materiaal aan nakomelingen. Tussendoelen zijn het behoud ervan door middel van een verscheidenheid aan biochemische en gedragsreacties, waaronder bijvoorbeeld het handhaven van homeostase en oriëntatiegedrag.
Voorbeelden van informatie in levenloze natuur wijzen op de afwezigheid van dergelijke eigenschappen. Homeostase minimaliseert trouwens de gevolgen van de wet van niet-groei van informatie, wat leidt tot de vernietiging van het object. De aan- of afwezigheid van de beschreven doelen is een van de belangrijkste verschillen tussen de levende en de levenloze natuur.
Je kunt dus veel voorbeelden vinden over het onderwerp "informatie in de levenloze natuur": afbeeldingen op de muren van oude grotten, computerbediening, de groei van bergkristallen enzovoort. Als we echter geen rekening houden met de informatie die door de mens is gecreëerd (verschillende afbeeldingen en dergelijke) en technologie, verschillen objecten van levenloze natuur sterk in de eigenschappen van de informatieprocessen die erin plaatsvinden. Laten we ze nogmaals opsommen: eentraps, onomkeerbaar, doelloos, onvermijdelijk verlies van informatie in de bron bij het verzenden naar de ontvanger. Informatie in levenloze natuur wordt gedefinieerd als een maatstaf voor de ordelijkheid van een systeem. In een gesloten systeem, bij afwezigheid van externe invloeden van welke aard dan ook, wordt de wet van niet-toename van informatie in acht genomen.
