Có thông tin ở bản chất vô tri vô giác, nếu chúng ta không tính đến các kỹ thuật khác nhau do con người tạo ra? Câu trả lời cho câu hỏi này phụ thuộc vào định nghĩa của chính khái niệm. Ý nghĩa của thuật ngữ "thông tin" trong suốt lịch sử của nhân loại đã nhiều lần được bổ sung. Định nghĩa này chịu ảnh hưởng của sự phát triển của tư tưởng khoa học, sự tiến bộ của công nghệ và kinh nghiệm tích lũy qua nhiều thế kỷ. Thông tin ở dạng vô tri là có thể nếu chúng ta xem xét hiện tượng này theo thuật ngữ chung.
Một trong những tùy chọn để xác định khái niệm
Thông tin theo nghĩa hẹp là một thông điệp được truyền dưới dạng tín hiệu này hoặc tín hiệu khác từ người này sang người khác, từ người này sang người khác hoặc từ động vật tự động này sang động vật tự động khác, cũng như trong thế giới động thực vật từ cá thể này sang cá thể khác.. Với cách tiếp cận này, sự tồn tại của nó chỉ có thể xảy ra trong tự nhiên sống hoặc trong các hệ thống công nghệ xã hội. Chúng bao gồm, trong số những thứ khác, chẳng hạn như các ví dụ về thông tin trong tự nhiên vô tri trong khảo cổ học như tranh đá, viên đất sét, v.v. Người mang thông tin trong trường hợp này là một đối tượng rõ ràng không liên quan đến vật chất sống hoặc công nghệ, nhưng nếu không có sự trợ giúp của chính người đó, dữ liệu sẽ không được ghi lại và lưu trữ.
Cách tiếp cận chủ quan
Có một cách khác để định nghĩa: thông tin có bản chất chủ quan và chỉ xuất hiện trong tâm trí của một người khi anh ta kết nạp các đối tượng, sự kiện, v.v. xung quanh với một số ý nghĩa. Ý tưởng này có ý nghĩa logic thú vị. Nó chỉ ra rằng nếu không có con người, không có thông tin, dữ liệu và thông điệp ở bất cứ đâu, kể cả thông tin trong tự nhiên vô tri. Tin học trong phiên bản định nghĩa này trở thành khoa học của chủ quan, nhưng không phải là thế giới thực. Tuy nhiên, chúng tôi sẽ không đào sâu về chủ đề này.
Định nghĩa chung
Trong triết học, thông tin được định nghĩa là một dạng chuyển động vô hình. Nó vốn có trong bất kỳ đối tượng nào, vì nó có một ý nghĩa nhất định. Không xa định nghĩa này là cách hiểu vật lý của thuật ngữ.
Một trong những khái niệm cơ bản trong bức tranh khoa học của thế giới là năng lượng. Nó được trao đổi bởi tất cả các đối tượng vật chất, và không ngừng. Một sự thay đổi trong trạng thái ban đầu của một trong số chúng gây ra những thay đổi trong trạng thái khác. Trong vật lý, một quá trình như vậy được coi là quá trình truyền tín hiệu. Trên thực tế, một tín hiệu cũng là một thông điệp được truyền bởi một đối tượng và được nhận bởi một đối tượng khác. Đây là thông tin. Theo định nghĩa này, câu trả lời cho câu hỏi được đặt ra ở đầu bài viết là khẳng định rõ ràng. Thông tin vô tri vô giác là một loạt các tín hiệu được truyền từ vật thể này sang vật thể khác.
Định luật thứ hai của Nhiệt động lực học
Một định nghĩa ngắn gọn và chính xác hơn: thông tin là thước đo tính trật tự của một hệ thống. Ở đây cần nhắc lại một trong những định luật vật lý cơ bản. Theo định luật thứ hai của nhiệt động lực học, các hệ kín (đây là những hệ không tương tác với môi trường theo bất kỳ cách nào) luôn chuyển từ trạng thái có trật tự sang trạng thái hỗn loạn.
Ví dụ, chúng ta hãy tiến hành một thí nghiệm tinh thần: hãy cho khí vào một nửa của một bình kín. Sau một thời gian, nó sẽ lấp đầy toàn bộ khối lượng được cung cấp, nghĩa là nó sẽ ngừng được đặt hàng trong phạm vi như trước đây. Đồng thời, thông tin trong hệ thống sẽ giảm xuống, vì nó là thước đo thứ tự.
Thông tin và entropy
Cần lưu ý rằng theo nghĩa hiện đại, Vũ trụ không phải là một hệ thống khép kín. Nó được đặc trưng bởi các quá trình phức tạp của cấu trúc, đi kèm với sự gia tăng trật tự và do đó lượng thông tin. Theo lý thuyết Vụ nổ lớn, điều này đã xảy ra kể từ khi vũ trụ hình thành. Các hạt cơ bản xuất hiện đầu tiên, sau đó là các phân tử và hợp chất lớn hơn. Sau đó, các ngôi sao bắt đầu hình thành. Tất cả các quá trình này được đặc trưng bởi thứ tự của các phần tử cấu trúc.
Dự đoán về tương lai của Vũ trụ được kết nối chặt chẽ với những sắc thái này. Theo định luật thứ hai của nhiệt động lực học, cái chết nhiệt đang chờ đợi cô ấy là kết quả của sự gia tăng entropi, ngược lại với thông tin. Nó có thể được định nghĩa như một thước đo về sự rối loạn của một hệ thống. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học phát biểu rằng đóngEntropy luôn tăng trong các hệ thống. Tuy nhiên, kiến thức hiện đại không thể đưa ra câu trả lời chính xác cho câu hỏi làm thế nào nó có thể áp dụng cho toàn bộ Vũ trụ.
Tính năng của các quy trình thông tin trong tự nhiên vô tri trong một hệ thống khép kín
Tất cả các ví dụ về thông tin trong tự nhiên vô tri được thống nhất bởi các đặc điểm chung. Đây là một quá trình một giai đoạn, không có mục tiêu, giảm số lượng trong nguồn với sự gia tăng trong máy thu. Hãy xem xét các đặc tính này chi tiết hơn.
Thông tin trong bản chất vô tri vô giác là thước đo năng lượng tự do. Nói cách khác, nó đặc trưng cho khả năng thực hiện công việc của hệ thống. Trong trường hợp không có ảnh hưởng bên ngoài, mỗi khi thực hiện một công việc hóa học, điện từ, cơ học hoặc các công việc khác, sự mất mát năng lượng tự do không thể phục hồi sẽ xảy ra và kèm theo đó là thông tin.
Tính năng của các quy trình thông tin trong tự nhiên vô tri trong một hệ thống mở
Dưới tác động bên ngoài, một hệ thống nhất định có thể nhận được thông tin hoặc một phần thông tin bị mất bởi hệ thống khác. Trong trường hợp này, trong trường hợp đầu tiên sẽ có một lượng năng lượng tự do đủ để thực hiện công việc. Một ví dụ điển hình là sự từ hóa của cái gọi là sắt từ (chất có khả năng bị từ hóa trong những điều kiện nhất định khi không có từ trường bên ngoài). Chúng có các đặc tính tương tự do sét đánh hoặc khi có các nam châm khác. Từ hóa trong trường hợp này trở thành một biểu hiện vật lý của việc hệ thống thu nhận một lượng thông tin nhất định. Công việc trong ví dụ này sẽ được thực hiện bởi một từ trường. Quy trình thông tin trong trường hợp nàymột giai đoạn và không có mục đích. Đặc tính thứ hai giúp phân biệt chúng nhiều hơn những loài khác từ các hiện tượng tương tự ở động vật hoang dã. Ví dụ, các đoạn riêng biệt của quá trình từ hóa không theo đuổi bất kỳ mục tiêu toàn cầu nào. Trong trường hợp của vật chất sống, có một mục tiêu như vậy - đây là sự tổng hợp của một sản phẩm sinh hóa, chuyển giao vật chất di truyền, v.v.
Quy luật bất tăng thông tin
Một đặc điểm khác của việc truyền thông tin trong tự nhiên vô tri là sự gia tăng thông tin trong máy thu luôn đi kèm với sự mất mát của nó trong nguồn. Có nghĩa là, trong một hệ thống không có ảnh hưởng từ bên ngoài, lượng thông tin không bao giờ tăng lên. Quy định này là hệ quả của quy luật entropi không giảm.
Cần lưu ý rằng một số nhà khoa học coi thông tin và entropy là những khái niệm giống hệt nhau và có dấu hiệu ngược lại. Thứ nhất là thước đo tính trật tự của hệ thống, và thứ hai là thước đo của sự hỗn loạn. Từ quan điểm này, thông tin trở thành entropy âm. Tuy nhiên, không phải tất cả các nhà nghiên cứu vấn đề đều tuân thủ ý kiến này. Ngoài ra, người ta nên phân biệt giữa entropy nhiệt động lực học và entropy thông tin. Chúng là một phần của kiến thức khoa học khác nhau (tương ứng là lý thuyết vật lý và thông tin).
Thông tin trong microworld
Nghiên cứu chủ đề "Thông tin vô tri vô giác" Lớp 8 của trường. Học sinh cho đến thời điểm này vẫn còn ít quen thuộc với lý thuyết lượng tử trong vật lý. Tuy nhiên, họ đã biết rằng các đối tượng vật chất có thể được chia thànhmacro- và microworld. Loại thứ hai là mức vật chất tồn tại các electron, proton, neutron và các hạt khác. Ở đây, các định luật vật lý cổ điển thường không thể áp dụng được. Trong khi đó, thông tin cũng tồn tại trong mô hình thu nhỏ.
Chúng ta sẽ không đi sâu vào lý thuyết lượng tử, nhưng vẫn cần lưu ý một vài điểm. Entropy như vậy không tồn tại trong mô hình thu nhỏ. Tuy nhiên, ngay cả ở cấp độ này, trong quá trình tương tác của các hạt, năng lượng tự do cũng xảy ra, năng lượng tự do tương tự cần thiết cho việc thực hiện công việc của bất kỳ hệ thống nào và thước đo của nó là thông tin. Nếu năng lượng tự do giảm, thông tin cũng giảm. Đó là, trong mô hình thu nhỏ, quy luật không gia tăng thông tin cũng được quan sát.
Bản chất sống và vô tri
Bất kỳ ví dụ nào về thông tin vô tri vô giác, được học trong ngành khoa học máy tính ở lớp 8 và không liên quan đến công nghệ, đều thống nhất với nhau bởi thiếu mục tiêu lưu trữ, xử lý và truyền tải thông tin. Đối với vật chất sống, mọi thứ đều khác. Trong trường hợp sinh vật sống, có một mục tiêu chính và những mục tiêu trung gian. Kết quả là, toàn bộ quá trình thu nhận, xử lý, truyền và lưu trữ thông tin là cần thiết cho việc chuyển giao tài liệu di truyền cho con cháu. Mục tiêu trung gian là duy trì nó thông qua một loạt các phản ứng sinh hóa và hành vi, bao gồm, ví dụ, duy trì cân bằng nội môi và hành vi định hướng.
Ví dụ về thông tin ở dạng vô tri cho thấy sự vắng mặt của các thuộc tính đó. Cân bằng nội môi, bằng cách này, giảm thiểu hậu quả của quy luật không tăng trưởng thông tin, dẫn đến sự phá hủy đối tượng. Sự hiện diện hay vắng mặt của các mục tiêu được mô tả là một trong những điểm khác biệt chính giữa bản chất hữu hình và vô tri.
Vì vậy, bạn có thể tìm thấy rất nhiều ví dụ về chủ đề "thông tin trong thiên nhiên vô tri": hình ảnh trên tường của các hang động cổ đại, hoạt động của máy tính, sự phát triển của các tinh thể đá, v.v. Tuy nhiên, nếu chúng ta không tính đến thông tin do con người tạo ra (nhiều hình ảnh khác nhau và những thứ tương tự) và công nghệ, các vật thể vô tri vô giác sẽ khác nhau rất nhiều về đặc tính của các quá trình thông tin diễn ra trong chúng. Hãy liệt kê lại chúng: một giai đoạn, không thể thay đổi, thiếu mục đích, không thể tránh khỏi mất mát thông tin trong nguồn khi truyền nó đến máy thu. Thông tin trong bản chất vô tri vô giác được định nghĩa là thước đo tính trật tự của một hệ thống. Trong một hệ thống khép kín, trong trường hợp không có tác động bên ngoài bằng cách này hay cách khác, quy luật không gia tăng thông tin được tuân thủ.
