Ali obstajajo informacije v neživi naravi, če ne upoštevamo različnih tehnik, ki jih je ustvaril človek? Odgovor na to vprašanje je odvisen od definicije samega pojma. Pomen izraza "informacija" se je skozi zgodovino človeštva večkrat dopolnjeval. Na definicijo so vplivali razvoj znanstvene misli, napredek tehnologije in izkušnje, nabrane skozi stoletja. Informacije v neživi naravi so možne, če ta pojav obravnavamo v smislu splošne terminologije.
Ena od možnosti za opredelitev koncepta
Informacija v ožjem pomenu je sporočilo, ki se v obliki enega ali drugega signala prenaša od osebe do osebe, od osebe do avtomata ali od avtomata do avtomata, pa tudi v rastlinskem in živalskem svetu od posameznika do posameznika. S tem pristopom je njen obstoj možen le v živi naravi ali v sociotehničnih sistemih. Sem spadajo med drugim primeri informacij o neživi naravi v arheologiji, kot so skalne slike, glinene tablice itd. Nosilec informacij je v tem primeru predmet, ki očitno ni povezan z živo snovjo ali tehnologijo, vendar brez pomoči iste osebe podatki ne bi bili zabeleženi in shranjeni.
Subjektivni pristop
Obstaja še en način opredelitve: informacije so subjektivne narave in se pojavljajo le v mislih osebe, ko obdari okoliške predmete, dogodke itd. s pomenom. Ta ideja ima zanimive logične posledice. Izkazalo se je, da če ni ljudi, ni nikjer informacij, podatkov in sporočil, tudi informacij v neživi naravi. Informatika v tej različici definicije postane znanost o subjektivnem, ne pa o resničnem svetu. Vendar se ne bomo poglobili v to temo.
Splošna definicija
V filozofiji je informacija opredeljena kot neotipljiva oblika gibanja. Je lastna vsakemu predmetu, saj ima določen pomen. Nedaleč od te definicije sega fizično razumevanje izraza.
Eden od osnovnih pojmov v znanstveni sliki sveta je energija. Izmenjajo ga vsi materialni predmeti in to nenehno. Sprememba začetnega stanja enega od njih povzroči spremembe v drugem. V fiziki se tak proces šteje za prenos signala. Signal je pravzaprav tudi sporočilo, ki ga en objekt posreduje in drugi prejme. To je informacija. Po tej definiciji je odgovor na vprašanje, zastavljeno na začetku članka, nedvomno pozitiven. Informacije v neživi naravi so različni signali, ki se prenašajo z enega predmeta na drugega.
Drugi zakon termodinamike
Krajša in natančnejša definicija: informacije so merilo urejenosti sistema. Tukaj je vredno spomniti na enega od osnovnih fizikalnih zakonov. Po drugem zakonu termodinamike zaprti sistemi (to so tisti, ki nikakor ne sodelujejo z okoljem) vedno preidejo iz urejenega stanja v kaotično.
Na primer, izvedemo miselni eksperiment: damo plin v polovico zaprte posode. Čez nekaj časa bo napolnil celotno predvideno količino, torej ne bo več naročen v obsegu, kot je bil. Hkrati se bodo informacije v sistemu zmanjšale, saj gre za merilo reda.
Informacije in entropija
Omeniti velja, da v sodobnem smislu Vesolje ni zaprt sistem. Zanj so značilni procesi zapletanja strukture, ki jih spremlja povečanje urejenosti in s tem količine informacij. Po teoriji velikega poka je tako že od nastanka vesolja. Najprej so se pojavili elementarni delci, nato molekule in večje spojine. Kasneje so se začele oblikovati zvezde. Za vse te procese je značilno razvrščanje strukturnih elementov.
Napoved prihodnosti vesolja je tesno povezana s temi odtenki. Po drugem zakonu termodinamike jo čaka toplotna smrt kot posledica povečanja entropije, nasprotno od informacij. Lahko ga opredelimo kot merilo motnje sistema. Drugi zakon termodinamike pravi, da je v zaprtemEntropija v sistemih vedno narašča. Vendar pa sodobno znanje ne more dati natančnega odgovora na vprašanje, kako uporabno je za celotno vesolje.
Značilnosti informacijskih procesov v neživi naravi v zaprtem sistemu
Vse primere informacij v neživi naravi združujejo skupne lastnosti. To je enostopenjski proces, odsotnost cilja, izguba količine v viru s povečanjem sprejemnika. Razmislite o teh lastnostih podrobneje.
Informacije v neživi naravi so merilo svobode energije. Z drugimi besedami, označuje sposobnost sistema, da opravlja delo. V odsotnosti zunanjega vpliva vsakič, ko se izvede kemično, elektromagnetno, mehansko ali drugo delo, pride do nepopravljive izgube proste energije in s tem informacij.
Značilnosti informacijskih procesov v neživi naravi v odprtem sistemu
Pod zunanjim vplivom lahko določen sistem prejme informacije ali del tega izgubi drug sistem. V tem primeru bo v prvem na voljo količina proste energije, ki zadostuje za opravljanje dela. Dober primer je magnetizacija tako imenovanih feromagnetov (snovi, ki jih je mogoče magnetizirati pod določenimi pogoji v odsotnosti zunanjega magnetnega polja). Podobne lastnosti pridobijo zaradi udara strele ali ob prisotnosti drugih magnetov. Magnetizacija v tem primeru postane fizični izraz pridobivanja določene količine informacij s strani sistema. Delo v tem primeru bo potekalo z magnetnim poljem. Informacijski procesi v tem primeruenostopenjski in nimajo namena. Slednja lastnost jih bolj kot druge loči od podobnih pojavov v divjini. Ločeni fragmenti, na primer, procesa magnetizacije ne zasledujejo nobenih globalnih ciljev. V primeru žive snovi obstaja tak cilj - to je sinteza biokemičnega produkta, prenos dednega materiala itd.
Zakon o nepovečevanju informacij
Druga značilnost prenosa informacij v neživi naravi je, da je povečanje informacij v sprejemniku vedno povezano z njihovo izgubo v viru. To pomeni, da se v sistemu brez zunanjega vpliva količina informacij nikoli ne poveča. Ta določba je posledica zakona nepadajoče entropije.
Opozoriti je treba, da nekateri znanstveniki informacijo in entropijo obravnavajo kot enaka pojma z nasprotnim predznakom. Prvo je merilo urejenosti sistema, drugo pa merilo kaosa. S tega vidika informacija postane negativna entropija. Vendar se tega mnenja ne držijo vsi raziskovalci problema. Poleg tega je treba razlikovati med termodinamično entropijo in informacijsko entropijo. So del različnih znanstvenih spoznanj (fizike in teorije informacij).
Informacije v mikrosvetu
Preučuje temo "Informacije v neživi naravi" 8. razred šole. Študenti do te točke še vedno malo poznajo kvantno teorijo v fiziki. Vendar že vedo, da lahko materialne predmete razdelimo namakro- in mikrosvet. Slednji je nivo snovi, kjer obstajajo elektroni, protoni, nevtroni in drugi delci. Tu so zakoni klasične fizike najpogosteje neuporabni. Medtem pa informacije obstajajo tudi v mikrokozmosu.
Ne bomo se poglabljali v kvantno teorijo, vendar je vseeno vredno omeniti nekaj točk. Entropija kot taka ne obstaja v mikrokozmosu. Vendar tudi na tej ravni med interakcijo delcev pride do izgube proste energije, enake, ki je potrebna za opravljanje dela katerega koli sistema in katere merilo je informacija. Če se prosta energija zmanjša, se zmanjša tudi informacija. To pomeni, da se v mikrokozmosu upošteva tudi zakon o nenaraščanju informacij.
Živa in neživa narava
Kakršne koli primere informacij v neživi naravi, ki se v osmem razredu učijo računalništva in niso povezani s tehnologijo, združuje pomanjkanje cilja, zaradi katerega se informacije shranjujejo, obdelujejo in prenašajo. Za živo snov je vse drugače. Pri živih organizmih je glavni cilj in vmesni. Posledično je za prenos dednega gradiva na potomce nujen celoten proces pridobivanja, obdelave, posredovanja in shranjevanja informacij. Vmesni cilji so njegovo ohranjanje z različnimi biokemičnimi in vedenjskimi reakcijami, ki vključujejo na primer vzdrževanje homeostaze in orientacijskega vedenja.
Primeri informacij v neživi naravi kažejo na odsotnost takšnih lastnosti. Homeostaza, mimogrede, minimizira posledice zakona o nerastenju informacij, kar vodi v uničenje predmeta. Prisotnost ali odsotnost opisanih ciljev je ena glavnih razlik med živo in neživo naravo.
Torej lahko najdete veliko primerov na temo "informacije v neživi naravi": slike na stenah starodavnih jam, delovanje računalnika, rast kamnitih kristalov in tako naprej. Če pa ne upoštevamo informacij, ki jih ustvarja človek (različne slike in podobno) in tehnologije, se predmeti nežive narave močno razlikujejo po lastnostih informacijskih procesov, ki v njih potekajo. Pa jih naštejmo še enkrat: enostopenjski, nepovratni, nenamen, neizogibna izguba informacij v viru pri prenosu na sprejemnik. Informacije v neživi naravi so opredeljene kot merilo urejenosti sistema. V zaprtem sistemu se ob odsotnosti takšnega ali drugačnega zunanjega vpliva upošteva zakon o nenaraščanju informacij.
