Existuje informácia v neživej prírode, ak neberieme do úvahy rôzne techniky vytvorené človekom? Odpoveď na túto otázku závisí od definície samotného pojmu. Význam pojmu „informácie“sa v dejinách ľudstva opakovane dopĺňal. Definícia bola ovplyvnená rozvojom vedeckého myslenia, pokrokom techniky a skúsenosťami nahromadenými v priebehu storočí. Informácie v neživej prírode sú možné, ak tento jav vezmeme do úvahy z hľadiska všeobecnej terminológie.
Jedna z možností na definovanie pojmu
Informácia v užšom zmysle je správa prenášaná vo forme jedného alebo druhého signálu od človeka k človeku, od človeka k automatu alebo od automatu k automatu, ako aj vo svete rastlín a zvierat od jednotlivca k jednotlivcovi. S týmto prístupom je jeho existencia možná len v živej prírode alebo v sociotechnických systémoch. Patria sem okrem iného také príklady informácií v neživej prírode v archeológii, ako sú skalné maľby, hlinené tabuľky a pod. Nosičom informácie je v tomto prípade predmet, ktorý zjavne nesúvisí so živou hmotou alebo technológiou, no bez pomoci tej istej osoby by údaje neboli zaznamenané a uložené.
Subjektívny prístup
Existuje aj iný spôsob, ako to definovať: informácie sú vo svojej podstate subjektívne a vyskytujú sa iba v mysli človeka, keď dáva okolitým objektom, udalostiam atď. nejaký význam. Táto myšlienka má zaujímavé logické dôsledky. Ukazuje sa, že ak neexistujú ľudia, nikde nie sú žiadne informácie, údaje a správy, vrátane informácií v neživej prírode. Informatika sa v tejto verzii definície stáva vedou o subjektívnom, ale nie o reálnom svete. Nebudeme sa však tejto téme vŕtať hlboko.
Všeobecná definícia
Vo filozofii je informácia definovaná ako nehmotná forma pohybu. Je súčasťou každého predmetu, pretože má určitý význam. Fyzické chápanie pojmu nie je ďaleko od tejto definície.
Jedným zo základných pojmov vo vedeckom obraze sveta je energia. Vymieňajú si ho všetky hmotné predmety a neustále. Zmena počiatočného stavu jedného z nich spôsobí zmeny v druhom. Vo fyzike sa takýto proces považuje za prenos signálu. Signál je v skutočnosti tiež správa prenášaná jedným objektom a prijímaná iným objektom. Toto sú informácie. Podľa tejto definície je odpoveď na otázku položenú v úvode článku jednoznačne kladná. Informácie v neživej prírode sú rôzne signály prenášané z jedného objektu do druhého.
Druhý zákon termodynamiky
Skrátená a presnejšia definícia: informácia je mierou usporiadanosti systému. Tu sa oplatí pripomenúť jeden zo základných fyzikálnych zákonov. Podľa druhého zákona termodynamiky uzavreté systémy (to sú také, ktoré nijako neinteragujú s prostredím) vždy prechádzajú z usporiadaného stavu do chaotického.
Urobme napríklad mentálny experiment: umiestnime plyn do jednej polovice uzavretej nádoby. Po určitom čase naplní celý poskytnutý objem, to znamená, že sa prestane objednávať v takom rozsahu, v akom bol. Zároveň sa znížia informácie v systéme, keďže ide o mieru poriadku.
Informácie a entropia
Stojí za zmienku, že v modernom zmysle vesmír nie je uzavretý systém. Vyznačuje sa procesmi komplikovanosti štruktúry, sprevádzané zvýšením usporiadanosti, a tým aj množstva informácií. Podľa teórie veľkého tresku je to tak už od vzniku vesmíru. Najprv sa objavili elementárne častice, potom molekuly a väčšie zlúčeniny. Neskôr sa začali formovať hviezdy. Všetky tieto procesy sú charakterizované usporiadaním konštrukčných prvkov.
Predpoveď budúcnosti vesmíru je úzko spojená s týmito nuansami. Podľa druhého termodynamického zákona ju čaká tepelná smrť v dôsledku zvýšenia entropie, opaku informácie. Dá sa definovať ako miera poruchy systému. Druhý termodynamický zákon hovorí, že v uzavretomEntropia sa v systémoch vždy zvyšuje. Moderné poznanie však nemôže dať presnú odpoveď na otázku, nakoľko je aplikovateľné na celý vesmír.
Funkcie informačných procesov v neživej prírode v uzavretom systéme
Všetky príklady informácií v neživej prírode spájajú spoločné znaky. Toto je jednostupňový proces, absencia cieľa, strata množstva v zdroji so zvýšením prijímača. Zvážte tieto vlastnosti podrobnejšie.
Informácie v neživej prírode sú mierou slobody energie. Inými slovami, charakterizuje schopnosť systému vykonávať prácu. Bez vonkajšieho vplyvu dochádza pri každej chemickej, elektromagnetickej, mechanickej alebo inej práci k nezvratnej strate voľnej energie a s ňou aj informácií.
Funkcie informačných procesov v neživej prírode v otvorenom systéme
Pod vonkajším vplyvom môže určitý systém prijať informácie alebo ich časť stratiť iným systémom. V tomto prípade bude v prvom prípade množstvo voľnej energie dostatočné na vykonanie práce. Dobrým príkladom je magnetizácia takzvaných feromagnetík (látok, ktoré je možné za určitých podmienok zmagnetizovať v neprítomnosti vonkajšieho magnetického poľa). Podobné vlastnosti získavajú v dôsledku úderu blesku alebo v prítomnosti iných magnetov. Magnetizácia sa v tomto prípade stáva fyzikálnym vyjadrením získavania určitého množstva informácií systémom. Práca v tomto príklade bude vykonaná magnetickým poľom. Informačné procesy v tomto prípadejednostupňové a nemajú žiadny účel. Posledná vlastnosť ich odlišuje viac ako ostatné od podobných javov vo voľnej prírode. Samostatné fragmenty napríklad procesu magnetizácie nesledujú žiadne globálne ciele. V prípade živej hmoty takýto cieľ existuje – ide o syntézu biochemického produktu, prenos dedičného materiálu a pod.
Zákon o nezvyšovaní informácií
Ďalšou vlastnosťou prenosu informácií v neživej prírode je, že nárast informácií v prijímači je vždy spojený s ich stratou v zdroji. To znamená, že v systéme bez vonkajšieho vplyvu sa množstvo informácií nikdy nezvýši. Toto ustanovenie je dôsledkom zákona o neklesajúcej entropii.
Treba poznamenať, že niektorí vedci považujú informáciu a entropiu za identické pojmy s opačným znamienkom. Prvým je miera usporiadanosti systému a druhým mierou chaosu. Z tohto pohľadu sa informácia stáva negatívnou entropiou. Nie všetci výskumníci problému sa však pridržiavajú tohto názoru. Okrem toho je potrebné rozlišovať medzi termodynamickou entropiou a informačnou entropiou. Sú súčasťou rôznych vedeckých poznatkov (fyziky a teórie informácie).
Informácie v mikrosvete
Študuje tému „Informácie v neživej prírode“8. ročník školy. Študenti v tomto bode sú stále málo oboznámení s kvantovou teóriou vo fyzike. Už však vedia, že hmotné predmety možno rozdeliť namakro- a mikrosvet. Posledne menovaná je úroveň hmoty, kde existujú elektróny, protóny, neutróny a iné častice. Tu sú zákony klasickej fyziky najčastejšie nepoužiteľné. Medzitým informácie existujú aj v mikrokozme.
Nebudeme sa ponoriť do kvantovej teórie, ale aj tak stojí za zmienku niekoľko bodov. Entropia ako taká v mikrokozme neexistuje. Aj na tejto úrovni však pri interakcii častíc dochádza k stratám voľnej energie, tej istej, ktorá je potrebná na výkon práce akéhokoľvek systému a ktorej mierou je informácia. Ak klesá voľná energia, ubúdajú aj informácie. To znamená, že v mikrokozme sa tiež dodržiava zákon nezvyšovania informácií.
Živá a neživá príroda
Akékoľvek príklady informácií v neživej prírode, ktoré sa študujú na informatike v ôsmom ročníku a nesúvisia s technikou, spája absencia cieľa, pre ktorý sa informácie uchovávajú, spracúvajú a prenášajú. Pre živú hmotu je všetko inak. V prípade živých organizmov existuje hlavný cieľ a stredný cieľ. V dôsledku toho je celý proces získavania, spracovania, prenosu a uchovávania informácií nevyhnutný na prenos dedičného materiálu na potomkov. Strednými cieľmi je jeho zachovanie prostredníctvom rôznych biochemických a behaviorálnych reakcií, medzi ktoré patrí napríklad udržiavanie homeostázy a orientačné správanie.
Príklady informácií v neživej prírode naznačujú absenciu takýchto vlastností. Homeostáza, mimochodom, minimalizuje dôsledky zákona nerastu informácií, čo vedie k zničeniu objektu. Prítomnosť alebo absencia opísaných cieľov je jedným z hlavných rozdielov medzi živou a neživou prírodou.
Na tému „informácie v neživej prírode“teda nájdete množstvo príkladov: obrázky na stenách dávnych jaskýň, obsluha počítača, rast horských kryštálov a pod. Ak však neberieme do úvahy informácie vytvorené človekom (rôzne obrázky a podobne) a technikou, predmety neživej prírody sa veľmi líšia vlastnosťami informačných procesov, ktoré v nich prebiehajú. Uveďme si ich ešte raz: jednostupňové, nezvratné, neúčelnosť, nevyhnutná strata informácie v zdroji pri jej prenose do prijímača. Informácie v neživej prírode sú definované ako miera usporiadanosti systému. V uzavretom systéme, bez vonkajšieho vplyvu toho či onoho druhu, sa dodržiava zákon nezvyšovania informácií.
