Presentazione "Informazioni e processi informativi nella natura inanimata e vivente". Informazioni nella natura animata e inanimata Informazioni nella presentazione della natura animata e inanimata

16.08.2020

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. L'informazione in natura inanimata è possibile se consideriamo questo fenomeno dal punto di vista della terminologia generale.

Una delle opzioni per definire il concetto

Informazioni in in senso stretto- questo 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, nonché 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 a materia vivente o tecnologia, ma senza l'aiuto della stessa persona i dati non sarebbero stati registrati e conservati.

Approccio soggettivo

C'è un altro modo che è di natura soggettiva e sorge 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 da nessuna parte, comprese le informazioni di natura inanimata. L'informatica in questa versione della definizione diventa la scienza del soggettivo, ma non lo è 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 è 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 in natura inanimata sono una varietà di segnali trasmessi da un oggetto all'altro.

Secondo principio della termodinamica

Una definizione più breve e precisa: l'informazione è una misura dell'ordine di un sistema. Qui vale la pena ricordare uno dei seguenti: Secondo il secondo principio 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.

Ad esempio, conduciamo un esperimento mentale: mettiamo un 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. In questo caso, le informazioni nel sistema diminuiranno, poiché è una misura dell'ordine.

Informazione ed entropia

Vale la pena notare che in comprensione moderna 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 Big BangÈ stato così dall'inizio dell'universo. Prima apparvero le particelle elementari, poi le molecole e i composti più grandi. Più tardi, le stelle hanno cominciato a formarsi. Tutti questi processi sono caratterizzati dall'ordinamento degli elementi strutturali.

Queste sfumature sono strettamente legate alla predizione del futuro dell'universo. Secondo la seconda legge della termodinamica, la morte termica l'attende come risultato di un aumento dell'entropia, l'opposto dell'informazione. Può essere definito come una misura del disordine di un sistema. afferma che l'entropia aumenta sempre nei sistemi chiusi. 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 in natura inanimata sono combinati 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. Consideriamo 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 l'influenza esterna, un determinato 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. Buon esempio- magnetizzazione dei cosiddetti ferromagneti (sostanze capaci, in determinate condizioni, di essere magnetizzate in assenza di un campo magnetico). Acquisiscono proprietà simili a seguito di un fulmine o in presenza di altri magneti. La magnetizzazione in questo caso diventa 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. in questo caso, monostadio e non hanno 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 aumento dell'informazione

Un'altra caratteristica della 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 posizione è una conseguenza della legge dell'entropia non decrescente.

Va notato che alcuni scienziati considerano l'informazione e l'entropia come concetti identici con 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 microcosmo

Studiare l'argomento "Informazioni nella natura inanimata" scuola di 8a elementare. 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 in macro e micro mondi. Quest'ultimo è un livello di materia in cui esistono elettroni, protoni, neutroni e altre particelle. Ecco le leggi fisica classica il più delle volte non applicabile. Nel frattempo, le informazioni esistono anche nel micromondo.

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 aumento dell'informazione.

Natura vivente e non vivente

Eventuali esempi di informazioni in informatica studiati in terza media e non legati alla tecnologia sono accomunati dalla mancanza di un obiettivo per il quale le informazioni vengono archiviate, 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 in 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.

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