Gibt es Informationen in der unbelebten Natur, wenn wir die verschiedenen vom Menschen geschaffenen Techniken nicht berücksichtigen? Die Antwort auf diese Frage hängt von der Definition des Begriffs selbst ab. Die Bedeutung des Begriffs „Information“wurde im Laufe der Menschheitsgeschichte immer wieder ergänzt. Die Definition wurde durch die Entwicklung des wissenschaftlichen Denkens, den Fortschritt der Technik und die im Laufe der Jahrhunderte gesammelten Erfahrungen beeinflusst. Informationen in der unbelebten Natur sind möglich, wenn wir dieses Phänomen in allgemeiner Terminologie betrachten.
Eine der Möglichkeiten, das Konzept zu definieren
Information im engeren Sinne ist eine Nachricht, die in Form des einen oder anderen Signals von Mensch zu Mensch, von Mensch zu Automat oder von Automat zu Automat, sowie in der Pflanzen- und Tierwelt von Individuum zu Individuum übermittelt wird. Mit diesem Ansatz ist seine Existenz nur in der belebten Natur oder in soziotechnischen Systemen möglich. Dazu gehören unter anderem solche Beispiele für Informationen in der unbelebten Natur in der Archäologie wie Felsmalereien, Tontafeln und so weiter. Der Informationsträger ist in diesem Fall ein Objekt, das eindeutig nichts mit lebender Materie oder Technologie zu tun hat, aber ohne die Hilfe derselben Person wären die Daten nicht erfasst und gespeichert worden.
Subjektiver Ansatz
Es gibt eine andere Art zu definieren: Informationen sind subjektiver Natur und treten nur im Kopf einer Person auf, wenn sie den umgebenden Objekten, Ereignissen usw. eine Bedeutung verleiht. Diese Idee hat interessante logische Implikationen. Es stellt sich heraus, dass es ohne Menschen nirgendwo Informationen, Daten und Nachrichten gibt, einschließlich Informationen in unbelebter Natur. Informatik in dieser Version der Definition wird zur Wissenschaft der subjektiven, aber nicht der realen Welt. Wir werden dieses Thema jedoch nicht weiter vertiefen.
Allgemeine Definition
In der Philosophie wird Information als eine immaterielle Form der Bewegung definiert. Es ist jedem Objekt inhärent, da es eine bestimmte Bedeutung hat. Nicht weit von dieser Definition entfernt liegt das physikalische Verständnis des Begriffs.
Eines der grundlegenden Konzepte im wissenschaftlichen Weltbild ist Energie. Es wird von allen materiellen Objekten ausgetauscht, und zwar ständig. Eine Änderung des Anfangszustands eines von ihnen bewirkt Änderungen des anderen. In der Physik wird ein solcher Vorgang als Signalübertragung betrachtet. Ein Signal ist in der Tat auch eine Nachricht, die von einem Objekt gesendet und von einem anderen empfangen wird. Das sind Informationen. Nach dieser Definition ist die Antwort auf die zu Beginn des Artikels gestellte Frage eindeutig positiv. Informationen in der unbelebten Natur sind eine Vielzahl von Signalen, die von einem Objekt zum anderen übertragen werden.
Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
Eine kürzere und präzisere Definition: Information ist ein Maß für die Ordnung eines Systems. Hier lohnt es sich, an eines der grundlegenden physikalischen Gesetze zu erinnern. Gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik gehen geschlossene Systeme (das sind solche, die in keiner Weise mit der Umgebung interagieren) immer von einem geordneten Zustand in einen chaotischen über.
Lassen Sie uns zum Beispiel ein mentales Experiment durchführen: Lassen Sie uns Gas in eine Hälfte eines geschlossenen Gefäßes geben. Nach einiger Zeit wird es das gesamte bereitgestellte Volumen ausfüllen, dh es wird nicht mehr in dem Umfang bestellt, in dem es war. Gleichzeitig nimmt die Information im System ab, da sie ein Ordnungsmaß ist.
Information und Entropie
Es ist erwähnenswert, dass das Universum im modernen Sinne kein geschlossenes System ist. Es ist gekennzeichnet durch Prozesse der Verkomplizierung der Struktur, begleitet von einer Zunahme der Ordnung und damit der Informationsmenge. Nach der Urknalltheorie ist dies seit der Entstehung des Universums der Fall. Zuerst tauchten Elementarteilchen auf, dann Moleküle und größere Verbindungen. Später begannen sich Sterne zu bilden. Alle diese Prozesse sind durch die Ordnung von Strukturelementen gekennzeichnet.
Die Vorhersage der Zukunft des Universums ist eng mit diesen Nuancen verbunden. Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik erwartet sie der Hitzetod durch Zunahme der Entropie, das Gegenteil von Information. Sie kann als Maß für die Unordnung eines Systems definiert werden. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass geschlossenDie Entropie nimmt in Systemen immer zu. Modernes Wissen kann jedoch keine genaue Antwort auf die Frage geben, wie es auf das gesamte Universum anwendbar ist.
Merkmale von Informationsprozessen in der unbelebten Natur in einem geschlossenen System
Alle Beispiele für Informationen in der unbelebten Natur haben gemeinsame Merkmale. Dies ist ein einstufiger Prozess, das Fehlen eines Ziels, der Mengenverlust in der Quelle mit einer Erhöhung des Empfängers. Betrachten Sie diese Eigenschaften genauer.
Informationen in der unbelebten Natur sind ein Maß für Energiefreiheit. Mit anderen Worten, es charakterisiert die Fähigkeit des Systems, Arbeit zu verrichten. Ohne äußere Einwirkung tritt bei jeder chemischen, elektromagnetischen, mechanischen oder sonstigen Arbeit ein irreversibler Verlust an freier Energie und damit an Information auf.
Merkmale von Informationsprozessen in der unbelebten Natur in einem offenen System
Unter einem äußeren Einfluss kann ein bestimmtes System Informationen erh alten oder Teile davon von einem anderen System verloren gehen. In diesem Fall ist im ersten Fall eine Menge an freier Energie vorhanden, die ausreicht, um Arbeit zu verrichten. Ein gutes Beispiel ist die Magnetisierung sogenannter Ferromagnete (Substanzen, die unter bestimmten Bedingungen ohne äußeres Magnetfeld magnetisiert werden können). Ähnliche Eigenschaften erh alten sie durch einen Blitzeinschlag oder in Gegenwart anderer Magnete. Die Magnetisierung wird in diesem Fall zu einem physikalischen Ausdruck der Erfassung einer bestimmten Informationsmenge durch das System. Die Arbeit in diesem Beispiel wird durch ein Magnetfeld ausgeführt. Informationsprozesse in diesem Falleinstufig und haben keinen Zweck. Letztere Eigenschaft unterscheidet sie mehr als andere von ähnlichen Phänomenen in der Tierwelt. Einzelne Fragmente beispielsweise des Magnetisierungsprozesses verfolgen keine globalen Ziele. Im Fall von lebender Materie gibt es ein solches Ziel - dies ist die Synthese eines biochemischen Produkts, die Übertragung von Erbmaterial und so weiter.
Gesetz der Nichtvermehrung von Informationen
Ein weiteres Merkmal der Informationsübertragung in der unbelebten Natur ist, dass die Zunahme der Information beim Empfänger immer mit deren Verlust bei der Quelle einhergeht. Das heißt, in einem System ohne äußere Einflüsse nimmt die Informationsmenge niemals zu. Diese Bestimmung ist eine Folge des Gesetzes der nicht abnehmenden Entropie.
Es sollte beachtet werden, dass einige Wissenschaftler Information und Entropie als identische Konzepte mit entgegengesetztem Vorzeichen betrachten. Das erste ist ein Maß für die Ordnung des Systems, das zweite das Maß für Chaos. Aus dieser Sicht wird Information zu negativer Entropie. Allerdings h alten sich nicht alle Forscher des Problems an diese Meinung. Außerdem sollte man zwischen thermodynamischer Entropie und Informationsentropie unterscheiden. Sie sind Teil verschiedener wissenschaftlicher Erkenntnisse (Physik bzw. Informationstheorie).
Informationen in der Mikrowelt
Studiert das Thema "Information in der unbelebten Natur" Klasse 8 der Schule. Die Studierenden sind zu diesem Zeitpunkt noch wenig vertraut mit der Quantentheorie in der Physik. Sie wissen jedoch bereits, dass materielle Objekte unterteilt werden könnenMakro- und Mikrowelt. Letzteres ist eine Materieebene, auf der Elektronen, Protonen, Neutronen und andere Teilchen existieren. Hier sind die Gesetze der klassischen Physik meist nicht anwendbar. Mittlerweile existieren auch Informationen im Mikrokosmos.
Wir werden uns nicht in die Quantentheorie vertiefen, aber es lohnt sich trotzdem, einige Punkte zu beachten. Entropie als solche existiert im Mikrokosmos nicht. Aber auch auf dieser Ebene treten während der Wechselwirkung von Teilchen Verluste an freier Energie auf, die gleiche, die für die Verrichtung von Arbeit durch jedes System erforderlich ist und deren Maß Information ist. Wenn die freie Energie abnimmt, nimmt auch die Information ab. Das heißt, auch im Mikrokosmos gilt das Gesetz der Nichtvermehrung von Informationen.
Lebende und unbelebte Natur
Alle Beispiele für Informationen in der unbelebten Natur, die in der achten Klasse in Informatik studiert werden und nichts mit Technologie zu tun haben, eint das Fehlen eines Ziels, für das Informationen gespeichert, verarbeitet und übertragen werden. Bei lebender Materie ist alles anders. Bei lebenden Organismen gibt es ein Hauptziel und Zwischenziele. Für die Übertragung von Erbgut auf Nachkommen ist daher der gesamte Prozess der Gewinnung, Verarbeitung, Übermittlung und Speicherung von Informationen erforderlich. Zwischenziele sind ihre Erh altung durch vielfältige biochemische und Verh altensreaktionen, zu denen beispielsweise die Aufrechterh altung der Homöostase und des Orientierungsverh altens gehören.
Beispiele für Informationen in der unbelebten Natur weisen auf das Fehlen solcher Eigenschaften hin. Die Homöostase minimiert übrigens die Folgen des Gesetzes des Nichtwachstums von Informationen, was zur Zerstörung des Objekts führt. Das Vorhandensein oder Fehlen der beschriebenen Ziele ist einer der Hauptunterschiede zwischen belebter und unbelebter Natur.
So findet man viele Beispiele zum Thema "Informationen in der unbelebten Natur": Bilder an den Wänden ur alter Höhlen, Computerbedienung, das Wachstum von Bergkristallen und so weiter. Wenn wir jedoch die von Menschen geschaffenen Informationen (verschiedene Bilder und dergleichen) und Technologie nicht berücksichtigen, unterscheiden sich Objekte der unbelebten Natur stark in den Eigenschaften der in ihnen ablaufenden Informationsprozesse. Zählen wir sie noch einmal auf: einstufig, irreversibel, zwecklos, unvermeidlicher Informationsverlust in der Quelle bei der Übertragung zum Empfänger. Informationen in unbelebter Natur werden als Maß für die Ordnung eines Systems definiert. In einem geschlossenen System, in Abwesenheit äußerer Einflüsse irgendeiner Art, gilt das Gesetz der Nichtvermehrung von Information.
