Kas elutus looduses on teavet, kui me ei võta arvesse inimese loodud erinevaid tehnikaid? Vastus sellele küsimusele sõltub mõiste enda määratlusest. Mõiste "informatsioon" tähendust on kogu inimkonna ajaloo jooksul korduv alt täiendatud. Määratlust mõjutasid teadusliku mõtte areng, tehnika areng ja sajandite jooksul kogunenud kogemus. Elus looduses sisalduv teave on võimalik, kui käsitleme seda nähtust üldise terminoloogiaga.
Üks kontseptsiooni määratlemise võimalustest
Informatsioon kitsamas tähenduses on sõnum, mis edastatakse ühe või teise signaali kujul inimeselt inimesele, inimeselt automaatile või automaadist automaatile, aga ka taime- ja loomamaailmas indiviidilt indiviidile. Sellise lähenemise korral on selle olemasolu võimalik ainult eluslooduses või sotsiotehnilistes süsteemides. Nende hulka kuuluvad muuhulgas sellised näited teabest eluta looduse kohta arheoloogias nagu kaljumaalingud, savitahvlid jne. Infokandjaks on antud juhul objekt, mis ei ole ilmselgelt seotud elusaine ega tehnoloogiaga, kuid ilma sama inimese abita poleks andmeid salvestatud ja salvestatud.
Subjektiivne lähenemine
Määratlemiseks on veel üks viis: teave on oma olemuselt subjektiivne ja ilmneb ainult inimese meeles, kui ta annab ümbritsevatele objektidele, sündmustele jne mingi tähenduse. Sellel ideel on huvitavad loogilised tagajärjed. Selgub, et kui pole inimesi, siis pole kuskil infot, andmeid ja sõnumeid, sealhulgas infot elutus looduses. Informaatikast saab definitsiooni selles versioonis subjektiivse, kuid mitte reaalse maailma teadus. Kuid me ei süvene sellesse teemasse.
Üldmääratlus
Filosoofias on informatsioon defineeritud kui mittemateriaalne liikumisvorm. See on omane igale objektile, kuna sellel on teatud tähendus. Sellest määratlusest ei lähe kaugele mõiste füüsiline mõistmine.
Üks teadusliku maailmapildi põhimõisteid on energia. Seda vahetavad kõik materiaalsed objektid ja pidev alt. Neist ühe algseisundi muutus põhjustab muutusi teises. Füüsikas peetakse sellist protsessi signaali edastamiseks. Signaal on tegelikult ka sõnum, mille edastab üks objekt ja võtab vastu teine objekt. See on teave. Selle määratluse kohaselt on vastus artikli alguses püstitatud küsimusele ühemõtteliselt positiivne. Elus looduses olev teave on mitmesugused signaalid, mis edastatakse ühelt objektilt teisele.
Termodünaamika teine seadus
Lühem ja täpsem määratlus: teave on süsteemi korrasoleku mõõt. Siinkohal tasub meenutada üht põhilist füüsikaseadust. Vastav alt termodünaamika teisele seadusele liiguvad suletud süsteemid (need on need, mis ei suhtle kuidagi keskkonnaga) alati korrastatud olekust kaootiilisse.
Näiteks viime läbi mõttelise katse: asetame suletud anuma ühte poolde gaasi. Mõne aja pärast täidab see kogu pakutava mahu, see tähendab, et selle tellimine lõpetatakse senisel määral. Samal ajal väheneb süsteemis olev teave, kuna see on järjekorra mõõt.
Teave ja entroopia
Väärib märkimist, et tänapäeva mõistes ei ole Universum suletud süsteem. Seda iseloomustavad struktuuri komplitseerimisprotsessid, millega kaasneb korrapärasuse ja seega ka teabe hulga suurenemine. Suure Paugu teooria kohaselt on see nii olnud alates universumi tekkest. Kõigepe alt tekkisid elementaarosakesed, seejärel molekulid ja suuremad ühendid. Hiljem hakkasid tekkima tähed. Kõiki neid protsesse iseloomustab struktuurielementide järjestus.
Universumi tuleviku ennustamine on nende nüanssidega tihed alt seotud. Termodünaamika teise seaduse kohaselt ootab teda soojussurm entroopia suurenemise tagajärjel, mis on teabe vastand. Seda saab defineerida kui süsteemi häire mõõdet. Termodünaamika teine seadus ütleb, et suletudEntroopia süsteemides alati suureneb. Kaasaegsed teadmised ei suuda aga anda täpset vastust küsimusele, kuivõrd need on kohaldatavad kogu universumile.
Teabeprotsesside tunnused elutus looduses suletud süsteemis
Kõiki elutu looduse teabenäiteid ühendavad ühised jooned. See on üheetapiline protsess, eesmärgi puudumine, koguse kadumine allikas koos vastuvõtja suurenemisega. Mõelge nendele omadustele üksikasjalikum alt.
Elus looduses olev teave on energiavabaduse mõõdupuu. Teisisõnu iseloomustab see süsteemi töövõimet. Välise mõju puudumisel tekib iga keemilise, elektromagnetilise, mehaanilise või muu töö tegemisel vaba energia ja sellega koos ka info pöördumatu kadu.
Infoprotsesside tunnused elutus looduses avatud süsteemis
Välise mõju all võib teatud süsteem vastu võtta informatsiooni või osa sellest, mille teine süsteem kaotab. Sel juhul on esimesel töö tegemiseks piisav kogus vaba energiat. Hea näide on nn ferromagnetite (ained, mis on välise magnetvälja puudumisel teatud tingimustel võimelised magnetiseeruma). Sarnased omadused omandavad nad pikselöögi tagajärjel või teiste magnetite juuresolekul. Magnetiseerimine muutub sel juhul füüsiliseks väljenduseks süsteemi poolt teatud hulga teabe omandamiseks. Selle näite töö teostatakse magnetvälja abil. Teabeprotsessid sel juhulüheastmelised ja neil pole eesmärki. Viimane omadus eristab neid teistest rohkem sarnastest nähtustest eluslooduses. Eraldi killud, näiteks magnetiseerimisprotsessist, ei taotle mingeid globaalseid eesmärke. Elusaine puhul on selline eesmärk olemas – see on biokeemilise produkti süntees, päriliku materjali ülekandmine jne.
Teabe mittesuurendamise seadus
Teine elutu looduse teabeedastuse tunnusjoon on see, et teabe suurenemine vastuvõtjas on alati seotud selle kadumisega allikas. See tähendab, et ilma välismõjuta süsteemis ei suurene teabe hulk kunagi. See säte on mittekahaneva entroopia seaduse tagajärg.
Tuleb märkida, et mõned teadlased peavad teavet ja entroopiat identseteks mõisteteks, millel on vastupidine märk. Esimene on süsteemi korrastatuse mõõt ja teine kaose mõõt. Sellest vaatenurgast muutub informatsioon negatiivseks entroopiaks. Kuid mitte kõik probleemi uurijad ei järgi seda arvamust. Lisaks tuleks eristada termodünaamilist entroopiat ja informatsiooni entroopiat. Need on osa erinevatest teaduslikest teadmistest (vastav alt füüsika ja infoteooria).
Teave mikromaailmas
Õpib kooli teemat "Teave elutus looduses" 8. klass. Õpilased on selleks ajaks veel vähe tuttavad füüsika kvantteooriaga. Küll aga teavad nad juba, et materiaalseid objekte saab jagadamakro- ja mikromaailm. Viimane on aine tasand, kus eksisteerivad elektronid, prootonid, neutronid ja muud osakesed. Siin on klassikalise füüsika seadused enamasti kohaldamatud. Samal ajal on teavet ka mikrokosmoses.
Me ei hakka kvantteooriasse süvenema, kuid mõned punktid tasub siiski ära märkida. Entroopiat kui sellist mikrokosmoses ei eksisteeri. Kuid isegi sellel tasemel tekivad osakeste interaktsiooni käigus vaba energia kaod, sama, mis on vajalik mis tahes süsteemi töö tegemiseks ja mille mõõdupuuks on teave. Kui vaba energia väheneb, väheneb ka teave. See tähendab, et mikrokosmoses järgitakse ka teabe mittesuurenemise seadust.
Elav ja elutu loodus
Kõik kaheksandas klassis informaatikas õpitud ja tehnoloogiaga mitteseotud elutu looduse teabe näiteid ühendab eesmärgi puudumine, milleks teavet salvestatakse, töödeldakse ja edastatakse. Elusaine puhul on kõik teisiti. Elusorganismide puhul on põhieesmärk ja vahepealsed. Sellest tulenev alt on pärandmaterjali järglastele üleandmiseks vajalik kogu teabe hankimise, töötlemise, edastamise ja säilitamise protsess. Vaheeesmärgid on selle säilitamine mitmesuguste biokeemiliste ja käitumuslike reaktsioonide kaudu, mis hõlmavad näiteks homöostaasi säilitamist ja orienteerumiskäitumist.
Elus looduses sisalduva teabe näited näitavad selliste omaduste puudumist. Homöostaas muide minimeerib info mittekasvamise seaduse tagajärgi, mis viib objekti hävimiseni. Kirjeldatud eesmärkide olemasolu või puudumine on üks peamisi erinevusi elava ja eluta looduse vahel.
Nii, näiteid teemal "info elutus looduses" leiate palju: pildid iidsete koobaste seintel, arvuti kasutamine, mäekristallide kasvamine ja nii edasi. Kui aga mitte arvestada inimese loodud informatsiooni (erinevad kujutised jms) ja tehnoloogiat, erinevad eluta looduse objektid nendes toimuvate infoprotsesside omaduste poolest suuresti. Loetleme need uuesti: üheastmeline, pöördumatu, otstarbe puudumine, vastuvõtjale edastamisel vältimatu teabe kadu allikas. Elus looduses sisalduvat teavet defineeritakse kui süsteemi korrastatuse mõõdikut. Suletud süsteemis järgitakse ühe või teise välise mõju puudumisel teabe mittesuurenemise seadust.
