Презентация "информационни и информационни процеси в неживата и жива природа". Информация в жива и нежива природа Информация в представяне на жива и нежива природа

Има ли информация в неживата природа, ако не вземем предвид различните техники, създадени от човека? Отговорът на този въпрос зависи от дефиницията на самото понятие. Значението на термина "информация" през цялата история на човечеството е многократно допълвано. Определението е повлияно от развитието на научната мисъл, напредъка на технологиите и натрупания през вековете опит. Информацията в неживата природа е възможна, ако разгледаме това явление от гледна точка на общата терминология.

Един от вариантите за дефиниране на понятието

Информация в тесен смисъл- това е съобщение, предавано под формата на един или друг сигнал от човек на човек, от човек на автомат или от автомат на автомат, както и в растителния и животинския свят от индивид на индивид. При този подход съществуването му е възможно само в живата природа или в социалнотехническите системи. Те включват, наред с други неща, такива примери за информация в неживата природа в археологията като скални рисунки, глинени плочки и т.н. Носител на информация в случая е обект, който очевидно не е свързан с жива материя или технология, но без помощта на същото лице данните не биха били записани и съхранени.

Субективен подход

Има и друг начин, който е субективен по своята същност и възниква само в съзнанието на човек, когато надарява околните предмети, събития и т.н. с някакъв смисъл. Тази идея има интересни логически последици. Оказва се, че ако няма хора, никъде няма информация, включително информация в неживата природа. Компютърните науки в тази версия на определението се превръщат в наука за субективното, но не реалния свят. Ние обаче няма да се задълбочаваме в тази тема.

Обща дефиниция

Във философията информацията се определя като нематериална форма на движение. Той е присъщ на всеки обект, тъй като има определено значение. Недалеч от това определение е физическото разбиране на термина.

Едно от основните понятия в научната картина на света е енергията. Разменя се от всички материални обекти и то постоянно. Промяната в първоначалното състояние на единия от тях предизвиква промени в другия. Във физиката такъв процес се счита за предаване на сигнал. Сигналът всъщност е също съобщение, предадено от един обект и получено от друг. Това е информация. Според това определение отговорът на поставения в началото на статията въпрос е недвусмислено положителен. Информацията в неживата природа е разнообразие от сигнали, предавани от един обект на друг.

Вторият закон на термодинамиката

По-кратко и по-точно определение: информацията е мярка за подредеността на системата. Тук си струва да си припомним едно от следните: Според втория закон на термодинамиката затворените системи (това са тези, които не взаимодействат по никакъв начин с околната среда) винаги преминават от подредено състояние към хаотично.

Например, нека проведем мисловен експеримент: нека поставим газ в едната половина на затворен съд. След известно време той ще запълни целия предоставен обем, тоест ще престане да се поръчва до степента, в която беше. В този случай информацията в системата ще намалее, тъй като тя е мярка за ред.

Информация и ентропия

Струва си да се отбележи, че в съвременното разбиранеВселената не е затворена система. Характеризира се с процеси на усложняване на структурата, придружени от повишаване на подредеността, а оттам и на количеството информация. Според теорията голям взривТака е от началото на Вселената. Първо се появиха елементарни частици, след това молекули и по-големи съединения. По-късно започнаха да се образуват звезди. Всички тези процеси се характеризират с подреждане на структурните елементи.

Тези нюанси са тясно свързани с предсказването на бъдещето на Вселената. Според втория закон на термодинамиката, топлинната смърт я очаква в резултат на увеличаване на ентропията, обратното на информацията. Може да се определи като мярка за разстройството на дадена система. гласи, че ентропията винаги нараства в затворени системи. Съвременното познание обаче не може да даде точен отговор на въпроса доколко е приложимо към цялата Вселена.

Характеристики на информационните процеси в неживата природа в затворена система

Всички примери за информация в неживата природа са комбинирани Общи черти. Това е едноетапен процес, липса на цел, загуба на количество в източника с увеличаване на приемника. Нека разгледаме тези свойства по-подробно.

Информацията в неживата природа е мярка за свобода на енергията. С други думи, той характеризира способността на системата да върши работа. При липса на външно влияние всеки път, когато се извършва химическа, електромагнитна, механична или друга работа, настъпва необратима загуба на свободна енергия, а заедно с нея и информация.

Характеристики на информационните процеси в неживата природа в отворена система

При външно влияние определена система може да получи информация или част от нея, загубена от друга система. В този случай в първия ще има количество свободна енергия, достатъчно за извършване на работа. Добър пример- намагнитване на така наречените феромагнети (вещества, способни при определени условия да се намагнитват при липса на външна магнитно поле). Те придобиват подобни свойства в резултат на удар на мълния или в присъствието на други магнити. Намагнитването в този случай се превръща във физически израз на придобиването от системата на определено количество информация. Работата в този пример ще се извършва от магнитно поле. в този случай едноетапни и нямат цел. Последното свойство ги отличава повече от другите от подобни явления в дивата природа. Отделни фрагменти, например, от процеса на намагнитване не преследват никакви глобални цели. При живата материя има такава цел – това е синтез на биохимичен продукт, пренасяне на наследствен материал и т.н.

Закон за неувеличаване на информацията

Друга особеност в неживата природа е, че увеличаването на информацията в приемника винаги е свързано с нейната загуба в източника. Тоест в система без външно влияние количеството информация никога не се увеличава. Това положение е следствие от закона за ненамаляващата ентропия.

Трябва да се отбележи, че някои учени разглеждат информацията и ентропията като идентични понятия с противоположен знак. Първата е мярка за подредеността на системата, а втората е мярката за хаоса. От тази гледна точка информацията става отрицателна ентропия. Не всички изследователи на проблема обаче се придържат към това мнение. Освен това трябва да се прави разлика между термодинамична ентропия и информационна ентропия. Те са част от различни научни знания (съответно физика и теория на информацията).

Информация в микрокосмоса

Изучаване на тема "Информация в неживата природа" 8 клас училище. Студентите до този момент все още са малко запознати с квантовата теория във физиката. Те обаче вече знаят, че материалните обекти могат да бъдат разделени на макро и микро светове. Последното е ниво на материя, където съществуват електрони, протони, неутрони и други частици. Ето ги законите класическа физиканай-често не е приложимо. Междувременно информацията съществува и в микросвета.

Няма да задълбаваме в квантовата теория, но все пак си струва да отбележим няколко точки. Ентропията като такава не съществува в микрокосмоса. Но дори и на това ниво, по време на взаимодействието на частиците, настъпват загуби на свободна енергия, същата, която е необходима за извършване на работа от всяка система и мярката за която е информацията. Ако свободната енергия намалява, информацията също намалява. Тоест в микрокосмоса се спазва и законът за ненарастване на информацията.

Жива и нежива природа

Всички примери за информация по информатика, изучавана в осми клас и несвързана с технологиите, са обединени от липсата на цел, за която информацията се съхранява, обработва и предава. За живата материя всичко е различно. При живите организми има основна цел и междинни. В резултат на това целият процес на получаване, обработка, предаване и съхранение на информация е необходим за предаването на наследствен материал на потомци. Междинни цели са запазването му чрез различни биохимични и поведенчески реакции, които включват например поддържане на хомеостазата и поведението за ориентация.

Примери за информация в неживата природа показват липсата на такива свойства. Хомеостазата, между другото, минимизира последствията от закона за ненарастване на информацията, което води до унищожаване на обекта. Наличието или отсъствието на описаните цели е една от основните разлики между живата и неживата природа.

Така че можете да намерите много примери по темата „информация в неживата природа“: снимки по стените на древни пещери, работа с компютър, растеж на скални кристали и т.н. Ако обаче не вземем предвид информацията, създадена от човека (различни изображения и други подобни) и технологиите, обектите от нежива природа се различават значително по свойствата на информационните процеси, които протичат в тях. Нека ги изброим отново: едноетапни, необратими, липса на цел, неизбежна загуба на информация в източника при предаването й към приемника. Информацията в неживата природа се определя като мярка за подредеността на системата. В затворена система, при липса на външно влияние от един или друг вид, се спазва законът за ненарастване на информацията.

Описание на презентацията на отделни слайдове:

1 слайд

Описание на слайда:

2 слайд

Описание на слайда:

Няма общоприета дефиниция за информация. Думата "информация" идва от латинската дума информация, което означава информация, изясняване, запознаване. В най-общия случай „информация“ се отнася до информация (данни), знание, което се възприема от живо същество или устройство и се съобщава (получава, предава, трансформира, компресира, декомпресира, губи, намира, регистрира) с помощта на знаци. Какво е информация? Информатиката е наука за начините и методите за представяне, обработка, предаване и съхранение на информация с помощта на компютър.

3 слайд

Описание на слайда:

В днешно време човечеството е натрупало огромно количество информация! Смята се, че общото количество на човешките знания доскоро се удвоява на всеки 50 години. Сега количеството информация се удвоява на всеки две години. Източници на информация

4 слайд

Описание на слайда:

Светът около нас е пълен с всякакви образи, звуци, миризми и цялата тази информация се предава на съзнанието на човек от неговите сетивни органи: зрение, слух, мирис, вкус и докосване. С тяхна помощ човек формира първата си представа за всеки предмет, живо същество, произведение на изкуството, явление и т.н. Хората възприемат визуална информация с очите си; Органите на слуха предават информация под формата на звуци; Органите на обонянието ви позволяват да усетите миризми; Вкусовите органи носят информация за вкуса на храната; Тактилните органи осигуряват тактилна информация. Възприемане на информация

5 слайд

Описание на слайда:

Визията е основният източник на информация Най-голямото числоИнформация (около 90%) човек получава чрез зрението, около 9% - чрез слуха, и само 1% - чрез други сетива (мирис, допир и вкус).

6 слайд

Описание на слайда:

Хората, обменяйки информация помежду си, трябва постоянно да си задават въпроси: разбираема ли е, уместна ли е и полезна за другите, надеждна ли е получената информация. Това ще ви позволи да се разберете по-добре, да намерите правилното решение във всяка ситуация. IN Ежедневиетоживотът и здравето на хората често зависят от свойствата на информацията, икономическо развитиеобществото. Социално значими свойства на информацията

7 слайд

Описание на слайда:

в знак изписани символични под формата на текст, цифри, различни символи (текст на учебника); графика ( географска карта); табличен (таблица по физика); под формата на жестове или сигнали (светофар); устен вербален (разговор). Информацията може да бъде представена в различни форми:

8 слайд

Описание на слайда:

Човешкият ум е идеален инструмент за разбиране на света около нас. А човешката памет е отлично устройство за съхранение на информация. Въпреки това, за дългосрочно съхранение на информация, нейното натрупване и предаване от поколение на поколение е необходимо да можете да я съхранявате не само в човешката памет. За това се използват външни носители: възли на въжета, прорези на пръчки, букви от брезова кора, букви върху папирус, хартия. Най-накрая беше изобретена печатната преса и се появиха книги. Търсенето на надеждни и достъпни начини за съхранение на информация продължава и до днес. Хранилище за данни

9 слайд

Описание на слайда:

Информация и информационни процесив неживата природа В затворените системи протичат процеси в посока от ред към хаос (намаляване на информацията). В резултат на това в отворените системи еволюционни процесисъздават се обекти със сложна структура (информацията се увеличава). Поръчайте хаос Намаляване на информацията Поръчайте хаос Увеличаване на информацията

10 слайд

Описание на слайда:

ред хаос редукция на информацията Във физиката информацията е мярка за подредеността на системата по скала на "хаос-ред". Например, ако газ се постави в едната половина на затворен съд, след известно време, т.к. в резултат на хаотичното движение на газовите молекули, те ще запълнят равномерно целия съд.

11 слайд

Описание на слайда:

Светът Макросвят Микросвет Мегасвят Вселената динамично развива нарастващата информация Живеем в макросвета, който се състои от обекти, сравними по размер с човек. Молекули, атоми, елементарни частици Вселената, млечен път, слънчева система, земя

12 слайд

Описание на слайда:

Информация в неживата природа Във физиката, която изучава неживата природа, информацията е мярка за подредеността на системата според скалата на "порядък на хаоса". Един от основните закони на класическата физика гласи, че затворените системи, в които няма обмен на материя и енергия с околната среда, са склонни да се движат с течение на времето от по-малко вероятно подредено състояние към най-вероятното хаотично състояние.

Например, ако газ се постави в едната половина на затворен съд, тогава след известно време, в резултат на хаотичното движение на газовите молекули, те ще запълнят равномерно целия съд. Ще има преход от по-малко вероятно подредено състояние към по-вероятно хаотично състояние и информацията, която е мярка за подредеността на системата, ще намалее в този случай. Ред Хаос

но съвременната наукаустанови, че някои закони на класическата физика, които са валидни за макротелата, не могат да бъдат приложени към микро- и мега-света. Според съвременните научни концепции нашата Вселена е динамично развиваща се система, в която непрекъснато протичат процеси на усложняване на структурата.

Така, от една страна, в неживата природа, в затворените системи, протичат процеси в посока от реда към хаоса (при който информацията е намалена). От друга страна, в процеса на еволюцията на Вселената в микро- и мегасвета възникват обекти с все по-сложна структура и съответно информацията, която е мярка за подредеността на елементите на системата, се увеличава. .

Според теорията за Големия взрив Вселената се е образувала преди около 15 милиарда години в резултат на експлозията на "първата материя". В първите моменти материята всъщност е съществувала под формата на енергия, а след това за части от секундата започва да се образува материята под формата на елементарни частици (електрони, протони, неутрони и т.н.).

През следващите милиони години основните събития се развиват в микрокосмоса. Атомите са се образували от елементарни частици, летящи във всички посоки, тоест системи с по-сложна структура са възникнали от хаоса. Най-леките атоми бяха първи химични елементи(водород и хелий), а след това и по-тежки елементи.

В мега света през следващите милиарди години под въздействието на гравитационното привличане се образуват сложни структури на галактиката от хаоса от гигантски облаци прах и газ. Нашите слънчева система, която включва планетата Земя, е образувана преди около 5 милиарда години и заедно със стотици милиони други звезди образува нашата галактика Млечен път.

Информация във физиката Информацията (антиентропия) е мярка за реда и сложността на една система. С нарастването на сложността на системата количеството ентропия намалява и количеството информация се увеличава. Процесът на увеличаване на информацията е характерен за отворените, саморазвиващи се системи на живата природа, които обменят материя и енергия с околната среда.

Информация в дивата природа Преди приблизително 3,5 милиарда години животът е възникнал на Земята. Оттогава има саморазвитие, еволюция на живата природа, тоест увеличаване на сложността и разнообразието на живите организми. Живите системи (едноклетъчни, растения и животни) са отворени системи, тъй като консумират материя и енергия от околната среда и отделят отпадъчни продукти в нея също под формата на материя и енергия.

Живите системи в процеса на развитие са в състояние да усложнят своята структура, тоест да увеличат информацията, разбирана като мярка за подредеността на елементите на системата. Така растенията в процеса на фотосинтеза консумират енергията на слънчевата радиация и изграждат сложни органични молекули от „прости” неорганични молекули.

Животните поемат щафетата на нарастващата сложност на живите системи, ядат растения и използват растителни органични молекули като строителен материалза създаване на още по-сложни молекули. Биолозите образно казват, че „живото се храни с информация”, създавайки, натрупвайки и активно използвайки информация.

информационни сигнали. Нормалното функциониране на живите организми е невъзможно без получаване и използване на информация за заобикаляща среда. Целенасоченото поведение на живите организми се основава на получаването на информационни сигнали. Информационните сигнали могат да имат различна физическа или химична природа. Звук, светлина, мирис и др.

Оцеляването на животинските популации до голяма степен се основава на обмена на информационни сигнали между членовете на една и съща популация. Информационният сигнал може да бъде изразен в различни форми: пози, звуци, миризми и дори проблясъци на светлина (те се обменят между светулки и някои дълбоководни риби).

генетична информация. Една от основните функции на живите системи е размножаването, тоест създаването на организми от даден вид. Възпроизвеждането на техния собствен вид се осигурява от наличието във всяка клетка на тялото на генетична информация, която се наследява.

Генетичната информация е набор от гени, всеки от които е "отговорен" за определени особености на структурата и функционирането на тялото. В същото време "децата" не са точни копия на родителите си, тъй като всеки организъм има уникален набор от гени, които определят различията в структурата и функционалността.

Използвани ресурси Ugrinovich N.D. Информатика и информационни технологии.