Onko elottomassa luonnossa tietoa, jos emme ota huomioon ihmisen luomia erilaisia tekniikoita? Vastaus tähän kysymykseen riippuu itse käsitteen määritelmästä. Termin "informaatio" merkitystä on koko ihmiskunnan historian ajan täydennetty toistuvasti. Määritelmään vaikuttivat tieteellisen ajattelun kehitys, tekniikan kehitys ja vuosisatojen aikana kertynyt kokemus. Tieto elottomassa luonnossa on mahdollista, jos tarkastellaan tätä ilmiötä yleisen terminologian kann alta.
Yksi käsitteen määrittelyvaihtoehdoista
Tieto suppeassa merkityksessä on viestinä, joka välitetään yhden tai toisen signaalin muodossa ihmiseltä henkilölle, henkilöltä automaatille tai automaatilta automaatille sekä kasvi- ja eläinmaailmassa yksilöltä yksilölle. Tällä lähestymistavalla sen olemassaolo on mahdollista vain elävässä luonnossa tai sosioteknisissä järjestelmissä. Näitä ovat muun muassa sellaiset esimerkit elottomassa luonnossa esiintyvästä tiedosta arkeologiassa, kuten kalliomaalaukset, savitaulut ja niin edelleen. Tiedon kantajana on tässä tapauksessa esine, joka ei selvästikään liity elävään aineeseen tai teknologiaan, mutta ilman saman henkilön apua tietoja ei olisi tallennettu ja tallennettu.
Subjektiivinen lähestymistapa
On toinenkin tapa määritellä: tieto on luonteeltaan subjektiivista ja esiintyy vain ihmisen mielessä, kun hän antaa ympäröiville esineille, tapahtumille ja niin edelleen jonkin merkityksen. Tällä ajattelulla on mielenkiintoisia loogisia seurauksia. Osoittautuu, että jos ei ole ihmisiä, ei tietoa, dataa ja viestejä ole missään, mukaan lukien tietoa elottomasta luonnosta. Informatiikka tässä määritelmän versiossa tulee subjektiivisen, mutta ei todellisen maailman tiedettä. Emme kuitenkaan kaivaudu syvälle tähän aiheeseen.
Yleinen määritelmä
Filosofiassa tieto määritellään aineettomaksi liikkeen muodoksi. Se on luontainen kaikille esineille, koska sillä on tietty merkitys. Ei kaukana tästä määritelmästä termin fyysinen ymmärtäminen.
Yksi tieteellisen maailmakuvan peruskäsitteistä on energia. Sitä vaihtavat kaikki aineelliset esineet ja jatkuvasti. Muutos toisen alkutilassa aiheuttaa muutoksia toisessa. Fysiikassa tällaista prosessia pidetään signaalin siirtona. Signaali on itse asiassa myös viesti, jonka yksi kohde lähettää ja toinen vastaanottaa. Tämä on tietoa. Tämän määritelmän mukaan vastaus artikkelin alussa esitettyyn kysymykseen on yksiselitteisesti myönteinen. Tieto elottomassa luonnossa on erilaisia signaaleja, jotka välitetään kohteesta toiseen.
Termodynamiikan toinen laki
Lyhempi ja tarkempi määritelmä: tieto on järjestelmän järjestyksen mitta. Tässä kannattaa muistaa yksi fysiikan peruslakeista. Termodynamiikan toisen pääsäännön mukaan suljetut järjestelmät (nämä ovat sellaisia, jotka eivät ole vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa) siirtyvät aina järjestyneestä tilasta kaoottiseen.
Suoritetaan esimerkiksi henkinen koe: laitetaan kaasua suljetun astian puolikkaaseen. Jonkin ajan kuluttua se täyttää koko toimitetun tilavuuden, eli sitä ei enää tilata siinä määrin kuin se oli. Samalla järjestelmän tieto vähenee, koska se on järjestyksen mitta.
Tieto ja entropia
On syytä huomata, että nykyisessä mielessä maailmankaikkeus ei ole suljettu järjestelmä. Sille on ominaista rakenteen monimutkaiset prosessit, joihin liittyy järjestyksen ja siten tiedon määrän lisääntyminen. Alkuräjähdysteorian mukaan näin on ollut maailmankaikkeuden muodostumisesta lähtien. Alkuainehiukkaset ilmestyivät ensin, sitten molekyylit ja suuremmat yhdisteet. Myöhemmin tähtiä alkoi muodostua. Kaikille näille prosesseille on ominaista rakenneosien järjestys.
Universumin tulevaisuuden ennustaminen liittyy läheisesti näihin vivahteisiin. Termodynamiikan toisen lain mukaan lämpökuolema odottaa häntä entropian lisääntymisen seurauksena, informaation vastakohtana. Se voidaan määritellä järjestelmän häiriön mittana. Termodynamiikan toinen pääsääntö sanoo, että suljetussaEntropia kasvaa aina järjestelmissä. Nykyaikainen tieto ei kuitenkaan voi antaa tarkkaa vastausta kysymykseen, kuinka soveltuva se on koko maailmankaikkeudessa.
Tietoprosessien piirteet elottomassa luonnossa suljetussa järjestelmässä
Kaikkia esimerkkejä elottoman luonnon tiedosta yhdistävät yhteiset piirteet. Tämä on yksivaiheinen prosessi, tavoitteen puuttuminen, määrän menetys lähteessä vastaanottimen kasvaessa. Harkitse näitä ominaisuuksia tarkemmin.
Tieto elottomassa luonnossa on energian vapauden mitta. Toisin sanoen se kuvaa järjestelmän kykyä tehdä työtä. Ulkopuolisen vaikutuksen puuttuessa joka kerta kun kemiallinen, sähkömagneettinen, mekaaninen tai muu työ suoritetaan, tapahtuu peruuttamaton vapaan energian ja sen mukana tiedon menetys.
Tietoprosessien piirteet elottomassa luonnossa avoimessa järjestelmässä
Ulkoisen vaikutuksen alaisena tietty järjestelmä voi vastaanottaa toisen järjestelmän kadottamaa tietoa tai osaa siitä. Tässä tapauksessa ensimmäisessä on riittävästi vapaata energiaa työn tekemiseen. Hyvä esimerkki on ns. ferromagneettien magnetointi (aineet, jotka voivat magnetisoitua tietyissä olosuhteissa ulkoisen magneettikentän puuttuessa). Ne saavat samanlaisia ominaisuuksia salamaniskun seurauksena tai muiden magneettien läsnä ollessa. Magnetisoinnista tulee tässä tapauksessa fyysinen ilmaus siitä, että järjestelmä hankkii tietyn määrän tietoa. Tässä esimerkissä työ suoritetaan magneettikentän avulla. Tietoprosessit tässä tapauksessayksivaiheinen eikä niillä ole tarkoitusta. Jälkimmäinen ominaisuus erottaa ne muita enemmän vastaavista villieläinten ilmiöistä. Esimerkiksi magnetointiprosessin erillisillä fragmenteilla ei ole mitään globaaleja tavoitteita. Elävän aineen tapauksessa tällainen tavoite on olemassa - tämä on biokemiallisen tuotteen synteesi, perinnöllisen materiaalin siirto ja niin edelleen.
Tiedon lisäämisen kieltämisen laki
Toinen tiedonsiirron piirre elottomassa luonnossa on, että tiedon lisääntyminen vastaanottimessa liittyy aina sen häviämiseen lähteessä. Eli järjestelmässä, jossa ei ole ulkoista vaikutusta, tiedon määrä ei koskaan kasva. Tämä säännös on seurausta ei-pienenevän entropian laista.
On huomattava, että jotkut tutkijat pitävät tietoa ja entropiaa identtisinä käsitteinä, joilla on päinvastainen etumerkki. Ensimmäinen on järjestelmän järjestyksen mitta, ja toinen on kaaoksen mitta. Tästä näkökulmasta informaatiosta tulee negatiivista entropiaa. Kaikki ongelman tutkijat eivät kuitenkaan noudata tätä mielipidettä. Lisäksi tulisi erottaa termodynaaminen entropia ja informaatioentropia. Ne ovat osa erilaista tieteellistä tietoa (fysiikka ja informaatioteoria).
Tietoa mikromaailmassa
Opiskelee aihetta "Tiedot elottomassa luonnossa" koulun luokka 8. Tässä vaiheessa opiskelijat ovat vielä vähän perehtyneet fysiikan kvanttiteoriaan. He kuitenkin tietävät jo, että aineelliset esineet voidaan jakaamakro- ja mikromaailma. Jälkimmäinen on aineen taso, jolla on elektroneja, protoneja, neutroneja ja muita hiukkasia. Tässä klassisen fysiikan lait ovat useimmiten soveltumattomia. Sillä välin tietoa on myös mikrokosmuksessa.
Emme syvenny kvanttiteoriaan, mutta muutama seikka kannattaa kuitenkin huomioida. Entropiaa sellaisenaan ei ole mikrokosmuksessa. Kuitenkin tälläkin tasolla hiukkasten vuorovaikutuksen aikana tapahtuu vapaan energian häviöitä, samaa, joka on tarpeen minkä tahansa järjestelmän työn suorittamiseen ja jonka mittana on tieto. Jos vapaa energia vähenee, myös tieto vähenee. Toisin sanoen mikrokosmuksessa noudatetaan myös tiedon lisäämättömyyden lakia.
Elävä ja eloton luonto
Kahdeksalla luokalla tietojenkäsittelytieteessä opiskelleet, teknologiaan liittymättömät esimerkit elottomasta luonnosta, yhdistävät tavoitteen puute, jota varten tietoa tallennetaan, käsitellään ja välitetään. Elävällä aineella kaikki on erilaista. Elävien organismien tapauksessa on päätavoite ja välitavoitteet. Tämän seurauksena koko tiedon hankinta-, käsittely-, siirto- ja tallennusprosessi on välttämätön perinnöllisen materiaalin siirtämiseksi jälkeläisille. Välitavoitteet ovat sen säilyttäminen erilaisten biokemiallisten ja käyttäytymisreaktioiden kautta, joihin kuuluvat esimerkiksi homeostaasin ja orientaatiokäyttäytymisen ylläpitäminen.
Esimerkit tiedosta elottomassa luonnossa osoittavat tällaisten ominaisuuksien puuttumisen. Homeostaasi muuten minimoi tiedon ei-kasvun lain seuraukset, mikä johtaa esineen tuhoutumiseen. Kuvattujen tavoitteiden olemassaolo tai puuttuminen on yksi tärkeimmistä eroista elävän ja elottoman luonnon välillä.
Joten, löydät paljon esimerkkejä aiheesta "tieto elottomassa luonnossa": kuvia muinaisten luolien seinillä, tietokoneiden käyttöä, vuorikiteiden kasvua ja niin edelleen. Kuitenkin, jos ei oteta huomioon ihmisen luomaa tietoa (erilaisia kuvia yms.) ja tekniikkaa, elottoman luonnon esineet eroavat suuresti niissä tapahtuvien tietoprosessien ominaisuuksista. Listataan ne uudelleen: yksivaiheinen, peruuttamaton, tarkoituksen puute, väistämätön tiedon häviäminen lähteessä, kun se lähetetään vastaanottajalle. Elottomassa luonnossa oleva informaatio määritellään järjestelmän järjestyksen mittariksi. Suljetussa järjestelmässä, ilman minkäänlaista ulkoista vaikutusta, noudatetaan informaation lisääntymättä jättämisen lakia.
