Жансыз табиғатта ақпарат: мысалдар

Жансыз табиғатта ақпарат бар ма, егер адам адам жасаған түрлі әдістерді ескермесе? Бұл сұрақтың жауабы тұжырымның өзін анықтауға байланысты. Адамзат тарихы бойынша «ақпараттар» терминінің мағынасы бірнеше рет толықтырылды. Бұл ұғым ғылыми ойлардың дамуына, технологиялардың жетістігіне және ғасырлар бойы жинақталған тәжірибеге әсер етті. Бұл феноменді жалпы терминология тұрғысынан қарастырсақ, тірі емес сипаттағы ақпарат мүмкін.

Тұжырымдаманы анықтаудың бір нұсқасы

Тар мағынасында ақпарат адамнан адамға, адамнан машинаға дейін немесе машинадан машинаға, сондай-ақ өсімдіктер мен жануарлар әлемінде адамнан жеке адамға дейін беріледі. Осындай көзқараспен өмір сүру тек тірі табиғатта немесе әлеуметтік-техникалық жүйелерде мүмкін. Бұлар, басқалармен қатар, археологиядағы жансыз табиғатта, рок-картиналар, саз таблеткалары және т.б. сияқты ақпараттың мысалдарын қамтиды. Бұл жағдайда ақпарат тасымалдаушысы тірі заттарға немесе технологияға тікелей қатысты емес, бірақ сол адамның көмегінсіз деректерді жазылмайды және сақталмайды.

Субъективті тәсіл

Анықтаудың тағы бір тәсілі бар : ақпарат табиғатпен субъективті және адамның ойында ғана пайда болады, ол объектілерді, оқиғаларды және басқа да мағыналарды қолданады. Бұл идеяның қызықты логикалық салдары бар. Адамдар болмаған жағдайда ешқандай ақпарат, деректер мен хабарлар ешқандай жерде, соның ішінде жансыз табиғатта ақпарат жоқ. Информатика анықтамасының осы нұсқасында субъективті, бірақ нақты әлем туралы ғылымға айналады. Дегенмен, біз осы тақырыпқа терең ойламаймыз.

Жалпы анықтама

Философияда ақпарат қозғалыстың материалдық емес нысаны ретінде анықталады. Кез-келген нысанға тән, өйткені ол белгілі бір мағынада. Осы анықтамаға жақын емес, терминнің физикалық түсінігі де жойылады.

Әлемнің ғылыми көрінісіндегі негізгі ұғымдардың бірі - энергия. Ол барлық материалдық объектілерді және үнемі алмасады. Олардың біреуінің бастапқы күйін өзгерту екінші бір өзгерісті тудырады. Физикада мұндай процесс сигнал беру ретінде қарастырылады. Белгісі, шын мәнісінде, сондай-ақ бір тақырып арқылы берілетін және басқа біреу алған хабар болып табылады. Бұл ақпарат. Ұқсас анықтамаға сәйкес, мақаланың басында берілген сұраққа жауап бірден-бір жағымды. Жансыз табиғатта ақпарат - бұл бір нысаннан екіншісіне берілетін сигналдардың әртүрлілігі.

Термодинамиканың екінші заңы

Қысқа және неғұрлым дәл анықтама: ақпарат - жүйенің тәртіптілігі. Мұнда негізгі физикалық заңдардың бірін есте сақтау керек . Термодинамиканың екінші заңына сәйкес, жабық жүйелер (қоршаған ортаны қандай да бір тәсілмен өзара әрекеттеспейтіндер) әрқашан реттелген мемлекетке хаотикалық күйге көшеді. Мысалы, ойлау экспериментін өткізейік: жабық кеменің жартысын газға салыңыз. Біраз уақыттан кейін ол барлық берілетін көлемді толтырады, яғни ол өзі қаншалықты дәрежеде тапсырыс берілетінін тоқтатады. Сонымен қатар жүйедегі ақпарат төмендейді, себебі бұл тәртіпті білдіреді.

Ақпарат және энтропия

Айта кету керек, қазіргі заманғы әлемде тұйық жүйе емес. Құрылымның күрделілігінің үдерістерімен сипатталады, тәртіптің ұлғаюымен, демек, ақпараттың көлемі. Биг Бенг теориясына сәйкес, ғаламның пайда болуынан бастап болды. Алғашқы бөлшектер пайда болды, содан кейін молекулалар және үлкен қосылыстар. Кейінірек жұлдыздар пайда болды. Барлық осы процестер құрылымдық элементтердің тәртібімен сипатталады.

Әлемнің болашағын болжау осы нюанстармен тығыз байланысты. Термодинамиканың екінші заңына сәйкес, жылулық өлім оны энтропияның, ақпаратқа қарсы күштің өсуі нәтижесінде күтеді. Бұл жүйенің бұзылуы ретінде анықталуы мүмкін. Термодинамиканың екінші заңы энтропияның жабық жүйелерде әрдайым өсіп келе жатқанын айтады. Дегенмен қазіргі заманғы білім бүкіл әлемге қаншалықты жарамды екендігі туралы сұраққа нақты жауап бере алмайды.

Жабық жүйеде жансыз табиғатта ақпараттық процестердің ерекшеліктері

Жансыз табиғатта ақпараттың барлық мысалдары ортақ мүмкіндіктермен біріктірілген. Бұл бір сатылы процесс, мақсаттың жоқтығы, алдағыда санының жоғарылауы, қайнар көзінде жоғалу. Бұл қасиеттерді толығырақ қарастырайық.

Жансыз табиғатта ақпарат - бұл энергия еркіндігі шарасы. Басқаша айтқанда, ол жүйенің жұмысын аяқтау қабілеттілігін сипаттайды. Сыртқы әсерлер болмаған жағдайда, еркін энергияны қайтарымсыз жоғалту және онымен химиялық, электромагниттік, механикалық немесе басқа жұмыстар орындалатын кез-келген уақытта ақпарат пайда болады.

Ашық жүйеде жансыз табиғатта ақпараттық процестердің ерекшеліктері

Сыртқы ықпалымен кейбір жүйе ақпарат немесе басқа жүйенің жоғалуы мүмкін. Бұл жағдайда, біріншіден, жұмысты аяқтау үшін жеткілікті бос энергия мөлшері болады. Жақсы мысал - деп аталатын ферромагнетиктердің магнитизациясы (белгілі бір жағдайларда сыртқы магнит өрісінің болмауы кезінде магниттелген заттар). Олар найзағайдың немесе басқа магнитдердің қатысуымен ұқсас қасиетке ие болады. Магнитизациялау жүйенің ақпараттың белгілі бір көлемін алуының физикалық көрінісі болып табылады. Бұл мысалдағы жұмыс магнит өрісі арқылы орындалады. Бұл жағдайда ақпараттық үдерістер бір сатылы және ешқандай мақсатқа ие емес. Соңғы қасиеттері тіршілік табиғатындағы ұқсас құбылыстардан ерекшеленеді. Магнитизациялау процесінің жеке фрагменттері қандай да бір жаһандық мақсаттарды көздемейді. Өмір сүру жағдайында мұндай мақсат - бұл биохимиялық өнімнің синтезі, мұра материалын беру және т.б.

Ақпараттың жоғарылауы туралы заң

Жансыз табиғатта ақпарат берудің тағы бір ерекшелігі, алушының ақпаратының көбеюі әрқашан көздердегі ақпараттың жоғалуымен бірге жүреді. Яғни, сыртқы әсерлері жоқ жүйеде ақпарат көлемі ешқашан жоғарылайды. Бұл позиция - интропияның жоқтығы туралы заңның салдары.

Айта кету керек, кейбір ғалымдар ақпарат пен энтропияны қарама-қарсы белгісімен ұқсас ұғымдар ретінде қарастырады. Бірінші - жүйенің тәртіптілік өлшемі, екіншісі - кездейсоқтық. Осы тұрғыдан алғанда, ақпарат теріс энтропияға айналады. Дегенмен, мәселенің барлық зерттеушілері бұл пікірді ұстанбайды. Сонымен қатар, термодинамикалық және ақпараттық энтропияны ажырату қажет. Олар түрлі ғылыми білімдердің бір бөлігі (тиісінше физика және ақпараттық теория).

Микрокосмасында ақпарат

8 сынып оқушыларына арналған «Ақпарат жануарлардың табиғаты туралы ақпарат» атты тақырыпты зерттеу. Қазіргі кезде студенттер физикадағы кванттық теориямен әлі де таныс емес. Алайда олар материалдық объектілердің макро- және микрокосмаларға бөлінетінін біледі. Соңғы - электрондар, протондар, нейтрондар және басқа бөлшектер бар заттардың деңгейі. Мұнда классикалық физика заңдары жиі қолданылмайды. Сонымен қатар, ақпарат микрокосмонада бар.

Біз кванттық теорияға кірмейміз, бірақ бірнеше нүкте бар. Микрокосмада мұндай энтропия жоқ. Алайда, осы деңгейде, бөлшектердің өзара әрекеттесуінде, еркін энергияның жоғалуы бар, ол кез-келген жүйенің жұмысын орындау үшін қажет және ақпарат шарасы болып табылады. Егер еркін энергия азайса, ақпарат азаяды. Яғни, микрокосмоне ақпараттың көбею заңы да байқалады.

Өмір мен жансыз табиғат

Жансыз табиғатта, информатикада сегізінші сыныпта оқыған және технологияға қатысы жоқ ақпараттың қандай да бір мысалдары қандай ақпарат сақталатынына, өңделуіне және берілуіне қол жеткізудің мақсатының жоқтығымен біріктіріледі. Өмір сүру үшін бәрі басқаша. Тірі ағзалар жағдайында негізгі мақсат пен аралық болып табылады. Нәтижесінде, ақпаратты алу, өңдеу, беру және сақтау процесі мұра материалын ұрпаққа беру үшін қажет. Аралық мақсаттар, мысалы, гомеостаз және бағдарлау мінез-құлқын ұстап тұру сияқты көптеген биохимиялық және мінез-құлықты реакциялар арқылы сақтау болып табылады.

Жансыз табиғатта ақпараттың мысалдары мұндай қасиеттердің жоқтығын көрсетеді. Homeostasis, айтпақшы, объектіні жоюға әкеліп соқтыратын ақпаратты жоққа шығару туралы заңның салдарын барынша азайтады. Сипатталған мақсаттардың бар немесе жоқтығы тірі және жансыз табиғат арасындағы негізгі айырмашылықтардың бірі болып табылады.

Мәселен, сіз «жансыз табиғатта ақпарат» тақырыбында көптеген мысалдарды таба аласыз: ежелгі үңгірлер қабырғасындағы суреттер, компьютерлік жұмыс, кристалдардың кристалды өсуі және тағы басқалар. Дегенмен, сіз адамның (әртүрлі бейнелер мен басқалар) және техниканың ақпаратын ескермегенде жансыз табиғат объектілері оларда пайда болатын ақпараттық процестердің қасиеттерінен ерекшеленеді. Оларды тағы бір рет атап өтейік: бір қадам, қайтымсыздық, мақсаттың жетіспеушілігі, алушыға берілсе, ақпарат көздеріндегі сөзсіз жоғалту. Жансыз табиғатта ақпарат жүйенің тәртіптілік дәрежесі ретінде анықталады. Жабық жүйеде сыртқы түрлердің болмауы немесе басқа біреу болмаған жағдайда, заңсыз ақпараттың заңы байқалады.