Ci sono informazioni nella natura inanimata, se non prendiamo in considerazione le varie tecniche create dall'uomo? La risposta a questa domanda dipende dalla definizione del concetto stesso. Il significato del termine "informazione" nel corso della storia dell'umanità è stato più volte integrato. La definizione è stata influenzata dallo sviluppo del pensiero scientifico, dal progresso della tecnologia e dall'esperienza accumulata nei secoli. Informazioni di natura inanimata sono possibili se consideriamo questo fenomeno in termini di terminologia generale.
Una delle opzioni per definire il concetto
L'informazione in senso stretto è un messaggio trasmesso sotto forma di uno o un altro segnale da persona a persona, da persona ad automa o da automa ad automa, così come nel mondo vegetale e animale da individuo a individuo. Con questo approccio, la sua esistenza è possibile solo nella natura vivente o nei sistemi sociotecnici. Questi includono, tra le altre cose, esempi di informazioni nella natura inanimata nell'archeologia come pitture rupestri, tavolette di argilla e così via. Il vettore dell'informazione in questo caso è un oggetto che chiaramente non è correlato alla materia vivente o alla tecnologia, ma senza l'aiuto della stessa persona i dati non sarebbero stati registrati e archiviati.
Approccio soggettivo
C'è un altro modo per definire: l'informazione è di natura soggettiva e si verifica solo nella mente di una persona quando conferisce un significato agli oggetti circostanti, agli eventi e così via. Questa idea ha interessanti implicazioni logiche. Si scopre che se non ci sono persone, non ci sono informazioni, dati e messaggi da nessuna parte, comprese le informazioni di natura inanimata. L'informatica in questa versione della definizione diventa la scienza del soggettivo, ma non del mondo reale. Tuttavia, non approfondiremo questo argomento.
Definizione generale
In filosofia, l'informazione è definita come una forma immateriale di movimento. È inerente a qualsiasi oggetto, poiché ha un certo significato. Non lontano da questa definizione va la comprensione fisica del termine.
Uno dei concetti base nel quadro scientifico del mondo è l'energia. Viene scambiato da tutti gli oggetti materiali, e costantemente. Un cambiamento nello stato iniziale di uno di essi provoca cambiamenti nell' altro. In fisica, un tale processo è considerato come trasmissione del segnale. Un segnale, infatti, è anche un messaggio trasmesso da un oggetto e ricevuto da un altro. Questa è informazione. Secondo tale definizione, la risposta alla domanda posta all'inizio dell'articolo è inequivocabilmente positiva. Le informazioni di natura inanimata sono una varietà di segnali trasmessi da un oggetto all' altro.
La seconda legge della termodinamica
Una definizione più breve e precisa: l'informazione è una misura dell'ordine di un sistema. Qui vale la pena ricordare una delle leggi fisiche fondamentali. Secondo la seconda legge della termodinamica, i sistemi chiusi (questi sono quelli che non interagiscono in alcun modo con l'ambiente) si spostano sempre da uno stato ordinato a uno caotico.
Per esempio, conduciamo un esperimento mentale: mettiamo del gas in una metà di un recipiente chiuso. Dopo qualche tempo, riempirà l'intero volume fornito, cioè cesserà di essere ordinato nella misura in cui lo era. Allo stesso tempo, le informazioni nel sistema diminuiranno, poiché è una misura dell'ordine.
Informazione ed entropia
Vale la pena notare che nel senso moderno l'Universo non è un sistema chiuso. È caratterizzato da processi di complicazione della struttura, accompagnati da un aumento dell'ordine, e quindi della quantità di informazioni. Secondo la teoria del Big Bang, questo è stato il caso dalla formazione dell'universo. Prima apparvero le particelle elementari, poi le molecole e i composti più grandi. Più tardi, iniziarono a formarsi le stelle. Tutti questi processi sono caratterizzati dall'ordinamento degli elementi strutturali.
La predizione del futuro dell'Universo è strettamente connessa con queste sfumature. Secondo la seconda legge della termodinamica, la morte per calore l'attende come risultato di un aumento dell'entropia, l'opposto dell'informazione. Può essere definito come una misura del disordine di un sistema. Il secondo principio della termodinamica afferma che in chiusoL'entropia aumenta sempre nei sistemi. Tuttavia, la conoscenza moderna non può dare una risposta esatta alla domanda su quanto sia applicabile all'intero Universo.
Caratteristiche dei processi informativi in natura inanimata in un sistema chiuso
Tutti gli esempi di informazioni di natura inanimata sono uniti da caratteristiche comuni. Questo è un processo a una fase, l'assenza di un obiettivo, la perdita di quantità nella fonte con un aumento nel ricevitore. Considera queste proprietà in modo più dettagliato.
L'informazione nella natura inanimata è una misura della libertà di energia. In altre parole, caratterizza la capacità del sistema di fare lavoro. In assenza di influenze esterne, ogni volta che viene eseguito un lavoro chimico, elettromagnetico, meccanico o altro, si verifica una perdita irreversibile di energia libera, e con essa di informazioni.
Caratteristiche dei processi informativi in natura inanimata in un sistema aperto
Sotto un'influenza esterna, un certo sistema può ricevere informazioni o parte di esse perse da un altro sistema. In questo caso, nel primo ci sarà una quantità di energia gratuita sufficiente per fare il lavoro. Un buon esempio è la magnetizzazione dei cosiddetti ferromagneti (sostanze capaci di essere magnetizzate in determinate condizioni in assenza di un campo magnetico esterno). Acquisiscono proprietà simili a seguito di un fulmine o in presenza di altri magneti. La magnetizzazione in questo caso diventa un'espressione fisica dell'acquisizione da parte del sistema di una certa quantità di informazioni. Il lavoro in questo esempio sarà svolto da un campo magnetico. Processi informativi in questo casomonostadio e senza scopo. Quest'ultima proprietà li distingue più di altri da fenomeni simili nella fauna selvatica. Frammenti separati, ad esempio, del processo di magnetizzazione non perseguono alcun obiettivo globale. Nel caso della materia vivente, esiste un tale obiettivo: questa è la sintesi di un prodotto biochimico, il trasferimento di materiale ereditario e così via.
Legge di non incremento delle informazioni
Un' altra caratteristica della trasmissione di informazioni in natura inanimata è che l'aumento delle informazioni nel ricevitore è sempre associato alla sua perdita nella fonte. Cioè, in un sistema senza influenze esterne, la quantità di informazioni non aumenta mai. Questa disposizione è una conseguenza della legge dell'entropia non decrescente.
Va notato che alcuni scienziati considerano l'informazione e l'entropia come concetti identici con il segno opposto. La prima è una misura dell'ordine del sistema e la seconda è la misura del caos. Da questo punto di vista, l'informazione diventa entropia negativa. Tuttavia, non tutti i ricercatori del problema aderiscono a questa opinione. Inoltre, si dovrebbe distinguere tra entropia termodinamica ed entropia dell'informazione. Fanno parte di diverse conoscenze scientifiche (rispettivamente fisica e teoria dell'informazione).
Informazioni nel micromondo
Studi l'argomento "Informazioni nella natura inanimata" Grado 8 della scuola. Gli studenti a questo punto hanno ancora poca familiarità con la teoria quantistica in fisica. Tuttavia, sanno già che gli oggetti materiali possono essere suddivisi inmacro e micromondo. Quest'ultimo è un livello di materia in cui esistono elettroni, protoni, neutroni e altre particelle. Qui le leggi della fisica classica sono il più delle volte inapplicabili. Nel frattempo, l'informazione esiste anche nel microcosmo.
Non approfondiremo la teoria quantistica, ma vale comunque la pena notare alcuni punti. L'entropia in quanto tale non esiste nel microcosmo. Tuttavia, anche a questo livello, durante l'interazione delle particelle, si verificano perdite di energia libera, la stessa necessaria per l'esecuzione del lavoro da parte di qualsiasi sistema e la cui misura è l'informazione. Se l'energia libera diminuisce, diminuisce anche l'informazione. Cioè, nel microcosmo si osserva anche la legge del non incremento dell'informazione.
Natura vivente e inanimata
Qualsiasi esempio di informazione in natura inanimata, studiata in informatica in terza media e non legata alla tecnologia, è accomunata dalla mancanza di uno scopo per il quale le informazioni vengono immagazzinate, elaborate e trasmesse. Per la materia vivente, tutto è diverso. Nel caso degli organismi viventi, c'è un obiettivo principale e intermedi. Di conseguenza, l'intero processo di ottenimento, elaborazione, trasmissione e conservazione delle informazioni è necessario per il trasferimento del materiale ereditario ai discendenti. Gli obiettivi intermedi sono la sua conservazione attraverso una varietà di reazioni biochimiche e comportamentali, che includono, ad esempio, il mantenimento dell'omeostasi e del comportamento di orientamento.
Esempi di informazioni di natura inanimata indicano l'assenza di tali proprietà. L'omeostasi, tra l' altro, riduce al minimo le conseguenze della legge della non crescita dell'informazione, che porta alla distruzione dell'oggetto. La presenza o l'assenza degli obiettivi descritti è una delle principali differenze tra natura animata e inanimata.
Quindi, puoi trovare molti esempi sull'argomento "informazioni nella natura inanimata": immagini sulle pareti di antiche grotte, funzionamento del computer, crescita dei cristalli di rocca e così via. Tuttavia, se non prendiamo in considerazione le informazioni create dall'uomo (varie immagini e simili) e dalla tecnologia, gli oggetti di natura inanimata differiscono notevolmente nelle proprietà dei processi informativi che hanno luogo in essi. Elenchiamoli di nuovo: monostadio, irreversibile, mancanza di scopo, inevitabile perdita di informazioni nella fonte durante la trasmissione al ricevitore. L'informazione in natura inanimata è definita come una misura dell'ordine di un sistema. In un sistema chiuso, in assenza di influenze esterne di un tipo o dell' altro, si osserva la legge del non aumento dell'informazione.
