Министерство образованияи науки РФ
Федеральное агентство пообразованию
Государственноеобразовательное учреждение
высшего профессиональногообразования
Иркутский государственныйтехнический университет
Реферат
по философии
«Информация и энтропия»
Выполнил: Григорьев Д.Е
Проверила: КузьмичеваА.А.
Иркутск 2010г.
Введение
Информация (от лат. informatio— осведомление, разъяснение, изложение, от лат.informare — придавать форму) — в широком смысле абстрактное понятие,имеющее множество значений, в зависимости от контекста.В узком смысле этого слова — сведения (сообщения) независимо от формы ихпредставления.
Источники,средства хранения и передачи данных и информации одни и те же — это вызываетвпечатление, что это слова синонимы, но различить их легко, если понимать, чтоинформация — это структурированная (имеющая форму) часть «объёма» данных. Частоинформацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют,например сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т. п.«Информировать» в этом смысле означает «сообщить нечто, неизвестное раньше».Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах,свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живыеорганизмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы.Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо,телеграмма, справка, рассказ, чертеж, радиопередача и т. п.) может содержатьразное количество информации для разных людей в зависимости от их накопленныхзнаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему. Так, сообщение,составленное на японском языке, не несет никакой новой информации человеку, незнающему этого языка, но может быть высокоинформативным для человека,владеющего японским. Никакой новой информации не содержит и сообщение,изложенное на знакомом языке, если его содержание непонятно или уже известно.
Информациякак природное явление
Начнём спростенького примера. Луна,космический спутник Земли. В полнолуние мы видим желтый круглый диск Луны, т.е.получаем информацию, что Луна круглая и желтая. Форма круга образованаматериальным веществом Луны, и в этом материальность и объективность этогофизического свойства Луны. Вместе с тем, круг как некая гладкая, замкнутая кривая линия(множество точек равноудалённых от центра) – содержание этой информации, которое по своей сущности– бестелесно, нематериально, т.к. необладает никакими физическими параметрами типа массы, энергии и т.п. Содержание информации, или просто информация, – самостоятельное явление.Именно это содержание-информацию приносит нам отражённый лунный свет, отделяяего от материальной Луны. И,разумеется, круг как содержательная суть данной информации, может быть передани другими материальными средствами
Другойпример. Луна обладает физическимсвойством – массой. Котораясуществует, потому что существуетматериальный объект Луна. Величинамассы (её качество и количество) влияет, как известно, на океанские приливы иотливы на Земле, отделяясь от своего источника в виде информации и передаваясьчерез гравитационное поле. Ко всему представленному отметим, что информация, еёформа и содержание, существуют объективно, как и сам материальный объект. Круг Луны, как и её масса, существуютнезависимо от того, находиться Луна под наблюдением или нет. Всемирная материяорганизована в разные материальные объекты, обладающие структурой, формой,размерами, массой, энергией и другими материальными, физическими параметрами. Можно сказать так: материя существует вформе организации различных объектов и их частей, а также отношений между ними. Это всё и является источником природнойинформации.
Можно сказатьи чуть по-другому. Информация существует потому, что наш мир некоторым образоморганизован, упорядочен, а не представляет собой хаос, неподдающейся описанию.Отсутствие хоть какой-то организации не позволяет, и выражать что-либо. И, напротив, чем больше организациякакого-либо объекта, тем большую информацию он в себе содержит. Такой подход к пониманию информации находитподтверждение в математическойТеории Информации, согласно которой физическое понятие энтропии, как меры беспорядка, является меройпротивоположной информации. Чем больше энтропия, тем меньше информация, и наоборот: информация возрастает, когда убывает энтропия и повышается организация.
Информация –это как бы сама «чистая организация», отстранённая от своего материальногоносителя, без которого физически она, конечно, не существовала бы. Включая, разумеется, любую его организацию,как в целом, так и по самым мелким частностям, свойства этой организации, т.е.характеристики в целом и по деталям.
Следующиймомент в понимании явления природной информации заключается в том, чтоматериальные объекты, так или иначе, вступают во взаимодействие друг с другом. Взаимодействие материальных объектовобеспечивается энергией, а ход взаимодействия, процесс его протекания,определяется свойствами участников процесса. Изменения параметровматериальных объектов следствии взаимодействия адекватны свойствам ихучастников. При определённыхусловиях происходит отражение организации одного объекта вдругом. При этом материальный объект,являющийся источником информации, не должен существенно изменяться во времявзаимодействия, иначе отразиться не его первоначальная организация, а нечтодругое, которое, впрочем, тоже может быть некой характеристикой. Материальный объект, принявший информацию,должен в своих изменениях адекватно отразить передаваемую организацию. Такойобъект оказывается носителеминформацииот первого объекта.Таким образом, передача информации происходит не при любых взаимодействиях, алишь тогда, когда материальные объекты и сам процесс взаимодействия обладаютсоответствующими характеристиками. Рассмотренный процесс отражения дал поводдля следующего известного определения информации: Информация – есть отражение одногоматериального объекта в другом.
Свойстваматериальных объектов, по определению, даваемому физиками, есть проявления при взаимодействиях. Свойства – неотъемлемые атрибуты объекта иестественно остаются при нём, а информация, представляющие эти свойства иотраженные в носителе информации, удаляются от своего источника. Природная информация – самостоятельноеявление; она может отделяться от своего источника. Более того, информация можетбыть и в то время, когда её источник прекратит своё существование. Например, свет от погасшей звезды.
Существуетмнение, что информацией следует называть только отраженные свойстваматериального объекта в носителе информации, а сами по себе свойства не считатьинформацией – они только её источник. Однако любой материальный объект и егосвойства есть результат предшествующих, породивший его взаимодействий и,следовательно, по этой логике — свойства есть отражение этих взаимодействий, асам материальный объект есть носитель этих отражений, т.е. информации. Таким образом, любой материальный объектесть носитель информации о самом себе.
Природнаяинформация объективна, она не зависитот того, воспринимается кем-то или нет. Распространение информации впространстве и времени определяется свойствами носителя информации.
Таким образом,свойства материального объекта дуальны – они материальны,потому что являются атрибутами материальных объектов, обеспечивающих ихвзаимодействие, и нематериальны,так как являются содержанием информации о самом себе.
Из всегосказанного можно сделать следующие заключения:
— Свойстваматериальных объектов и явлений – это информация.
— Информацияпередается при взаимодействиях материальных объектов.
Информация,по общей идее есть фундаментальное свойство материи существовать в определенномвиде.
Мир дуален.Он одновременно материален и нематериален. Его материальность определяется егоматериальными свойствами проявляющимися при взаимодействии объектов материи.Его нематериальность определяется тем, что он информативен.
Форма исодержание
Информацияобладает формойисодержанием.
Форма– это способ материального существования информации. Форма определяется, в первую очередь,физической природой носителя информации. Свет, электричество, воздух,вещественные предметы и т.д. Далее,форма определяется характером изменений свойств носителя информации и, наконец,способом кодирования информации.
Природнаяинформация имеет так называемую аналоговуюформу, при которой источник информации вызывает в носителе информацииизменения параметров аналогичные по характеру информации источника. Свет, отраженный от поверхности освещённогообъекта, модулируется по яркости и спектру в точном соответствие с рельефомэтого объекта. Колебания воздуха,переносящего звуковую информацию, повторяют закономерность упругих колебаний твердойповерхности объекта. Зрение и слухчеловека непосредственно воспринимают аналоговую информацию, которая затемпреобразуется в форму, приспособленную для передачи по нервной системе в мозг,где приобретает форму удобную для обработки и запоминания информации.
Содержание – это нематериальноеявление, «чистая» информация, не имеющая физических параметров типамассы, энергии, физических размеров и т.п.
Рассмотрим,например, световую информацию. Скажем,любой предмет, камень или планета, освещенныесолнцем, модулирует отраженные лучи по яркости и цветовому спектру своей формойи характером поверхности. Т.е. своимиповерхностными свойствами или информацией о поверхности предмета. Информация, но уже не свойства,содержащаяся в отражённом свете, поступает в глаза смотрящего, человека илиживотного, преобразуется в нервные импульсы и по нервам поступает в мозг, где,возможно, тоже преобразуется по форме, удобной для обработки в мозгу. Таким образом, одно и то же содержание информации – вид объекта– переходит при передаче из одной формы в другую.
Ещё болеепоказательным будет следующий пример. Отражённые от поверхности предмета лучипопадают в объектив видеокамеры, в которой преобразуются по форме в аналоговыйэлектрический видеосигнал; затем преобразуются в цифровой видеосигнал; далее врадиосигнал; а приёмной антенне опять в электрический сигнал, в телевизоре и вкинескопе в модуляцию лучей кинескопа; затем в изображение на экране кинескопа;далее свет от экрана кинескопа идёт в глаза смотрящего.
Эти примеры показываюткак содержание информации, несмотря на длинный путьпреобразований её формы, остается тем же самым, подтверждая этим существование«чистой» нематериальной, бестелесной информации.
Природнуюинформацию человек воспринимает посредством своих органов чувств. Как определяла прежняя материалистическаяфилософия: “материальный мир даннам в ощущениях”. Основателькибернетики Норберт Винер определил такую информацию как «обозначение содержания, полученного от внешнего мира, впроцессе приспособления к нему человека».
С развитиемнауки природная информация стала доступна не только непосредственным ощущениям– научно-технические приборы раздвинули диапазоны получаемой природнойинформации. Например, радиоактивныеизлучения, недоступные обычному ощущению, стали дополнительным носителемприродной информации, сущность которой от этого, впрочем, не изменилась. С проникновением в микромир информация оприроде нашего мира существенно увеличилась. Двойственнаякорпускулярно-волновая природа микрочастиц принесла новый вид информации. Однако повторим, сущность природной информации не изменилась– она нематериальна и представляет собой реальный материальный мир.
Мир дан винформации, а информация – это атрибут мира определять себя.
Информацияв органическом мире
Материальныймир, изменяясь и развиваясь, принимает все более сложные организационные формы. Развитие, я понимаю, как процесснаправленного изменения материи, приводящего к её более сложным качественнымформам. Это происходит по совокупностипричин. Прежде всего, потому, чтодвижение – фундаментальное свойство материи. Всёдвижется, всё изменяется. Движениеобеспечивается всемирной энергией, являющейся, по сути, первоосновой всегосущего. В процессе этого движения, всоответствие со свойствами материальных объектов и конкретных условий ихвзаимодействия, закономерно и в то же время случайно могут образоваться новыеобъекты. Например, не вдаваясь висторию образования планет, можно уверено утверждать, что их шарообразностьзакономерно связана с вращением и действиемцентростремительных сил в момент образования. А вот число планет, скажем всолнечной системе, величина случайная – планет, в принципе, могло быть именьше, и больше, чем есть сейчас — никакими законами это не обусловлено. Следующий момент заключается в том, чтовновь образуемые объекты могут быть устойчивыми или неустойчивымиобразованиями. Поэтому далеко не всякое новое образование остаётся существоватьв условиях постоянного движения иизменения материи. Если его свойстваоптимально приспособлены под конкретные условия, то это обеспечивает ему иопределённое закономерноесуществование. И, напротив, подавляющее большинство взаимодействий незаканчиваются образованием чего-то нового. Например,случайное появление в солнечной системе планеты на орбите Земли, способствовало (возможно,наряду с рядом других условий) появлению соответствующих климатических и иныхусловий, закономерно вызвавших появление жизни на Земле. В то же время возникновение условий,способствующих жизни, вследствие великого разнообразия материи крайнемаловероятно. Принцип приспособления и выживания в условиях противоборствующихсил, лежащий в основе дарвинизма, представляется мне всеобщим правиломсуществования материальных объектов.
Возвращаясь ктеме информации, отметим, что образование более сложных организационных формвызывает рост и количества, и качества информации. Более того, развиваются иные способы еёсуществования и передачи. Основабиологической жизни – органическая клетка передаёт информацию о себе не черездругой по природе носитель информации, а через свой собственный рост и деление. Здесь живая природа не стала рассчитыватьна чужеродные носители информации, а, повторяя свою структуру, обеспечилаполную передачу необходимую ей для жизни информацию. Биологическая передача информациидемонстрируют совпадение содержания и формы информации. В неорганической природе таким свойствомобладает, например, информация запахов. Внутриживых организмов информация передаётся гормонами и другимихимико-биологическими агентами.
Особое местов жизни организмов занимает передача информации для воспроизводства организмов. Природа прибегла к дополнительнымпереносчикам информации в виде семян или яиц.Однако какому бы препарированию их не подвергнуть, невозможно обнаружитьв них уменьшенные копии, гомункулы, будущих организмов. Информация о них оказывается, запрятана вструктуре нуклеиновых кислот. Болеетого, она не просто запрятана, а содержится в виде ПРОГРАММЫ развития эмбриона и затем живого организма,растущего при соответствующем питании и подходящих внешних условиях. Оказывается, природная информация можетпередаваться не только аналоговым способом, как это было в вышеизложенныхпримерах, но и иным образом – в виде программыразвития. Форма программы – гены,расположенные в двойной спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты, а содержание–программа развития плода.
Следующаяступень передачи информации возникает с жизнью живых организмов. Их существенной особенностью являетсясоздание органов, воспринимающих информацию. Простейшиеодноклеточные организмы грубо реагируют на температуру, давления и другиепростые изменения параметров окружающей среды. Однако с ростом сложностиорганизмов, возникают специализированныеорганы восприятия информации, нервная система и централизованный орган или органы обработки информации –мозги. Информация, воспринимаемаяорганами чувств организма приобретает форму, удобную для передачи по нервнойвнутренней системе к мозгу. Там,очевидно, информация приобретает также иную форму, удобную для обработки и мозгзапоминает и выдаёт решение в виде новой информации, управляющей реакциейорганизма.
Информация в кибернетике
Основоположниккибернетики Норберт Винер говорил об информации так:
Информацияесть информация, а не материя и не энергия. То есть Винер относил информацию (втеоретико-информационном понимании этого термина) к фундаментальным понятиям,не выводимым через более простые. Что, впрочем, не мешает нам пояснять смыслпонятия информация наконкретных примерах и описывать её свойства. Например, если в ходе взаимодействиямежду объектами один объект передаёт другому некоторую субстанцию, но при этомсам её не теряет, то эта субстанция называется информацией, авзаимодействие — информационным.
Свойства информации
Качествоинформации — степень её соответствия потребностям потребителей. Свойстваинформации являются относительными, так как зависят от потребностей потребителяинформации.
Объективность
Объективность информации характеризует её независимость от чьего-либо мнения илисознания, а также от методов получения. Более объективна та информация, вкоторую методы получения и обработки вносят меньший элемент субъективности.
Полнота
Информациюможно считать полной, когда она содержит минимальный, но достаточный дляпринятия правильного решения набор показателей. Как неполная, так и избыточнаяинформация снижает эффективность принимаемых на основании информации решений.
Достоверность
Достоверность — верность информации, не вызывающая сомнений. Объективнаяинформация всегда достоверна, но достоверная информация может быть какобъективной, так и субъективной. Причинами недостоверности могут быть:
— преднамеренноеискажение (дезинформация);
— непреднамеренноеискажение субъективного свойства;
— искажение врезультате воздействия помех;
— ошибкификсации информации;
— В общемслучае достоверность информации достигается:
— указаниемвремени свершения событий, сведения о которых передаются;
— сопоставлениемданных, полученных из различных источников;
— своевременнымвскрытием дезинформации;
— исключениемискажённой информации и др.
Адекватность
Адекватность — степень соответствияреальному объективному состоянию дела.
Доступность
Доступностьинформации— мера возможности получить ту или иную информацию.
Актуальность
Актуальностьинформации— это степень соответствия информации текущему моменту времени.
Эмоциональность
Эмоциональность — свойство информации вызывать различные эмоции улюдей. Это свойство информации используют производители медиаинформации. Чемсильнее вызываемые эмоции, тем больше вероятности обращения внимания изапоминания информации.
Классификация информации
Информациюможно разделить на виды по разным критериям.
Способвосприятия
Визуальная —воспринимаемая органами зрения.
Аудиальная —воспринимаемая органами слуха.
Тактильная —воспринимаемая тактильными рецепторами.
Обонятельная— воспринимаемая обонятельными рецепторами.
Вкусовая —воспринимаемая вкусовыми рецепторами.
Формапредставления
Текстовая —передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка.
Числовая — ввиде цифр и знаков, обозначающих математические действия.
Графическая —в виде изображений, событий, предметов, графиков.
Звуковая —устная или в виде записи передача лексем языка аудиальным путём.
Предназначение
Массовая —содержит тривиальные сведения и оперирует набором понятий, понятным большейчасти социума.
Специальная —содержит специфический набор понятий, при использовании происходит передачасведений, которые могут быть не понятны основной массе социума, но необходимы ипонятны в рамках узкой социальной группы, где используется данная информация.
Личная —набор сведений о какой-либо личности, определяющий социальное положение и типысоциальных взаимодействий внутри популяции.
Информацияи энтропия
Информация и энтропия характеризуют сложную систему с точкизрения упорядоченности и хаоса, причем если информация — мера упорядоченности,то энтропия — мера беспорядка. Эта мера простирается от максимальной энтропии,т.е. хаоса, полной неопределенности до высшего уровня порядка.
Если система эволюционирует в направлении упорядоченности, тоее энтропия уменьшается. Итак, уровень организованности определяется уровнеминформации, на котором находится система. Следовательно, количество информации,необходимое для перехода из одного уровня организации в другой (качественно болеевысокий), можно определить как разность энтропии. Уменьшение энтропиипроисходит в результате информационно-управленческого процесса за счет обмена свнешней средой веществом, энергией и информацией. Человек постоянно борется с энтропиией информацией: «Мы плывем вверх по течению, борясь с огромным потокомдезорганизованности, которая в соответствии со вторым законом термодинамикистремится все свести к тепловой смерти — всеобщему равновесию и одинаковости,т.е. энтропии. В мире, где энтропия в целом стремится к возрастанию, существуютместные временные островки уменьшающейся энтропии — это области прогресса».
Заключение
В настоящеевремя не существует единого определения термина информация. С точки зрения различныхобластей знания, данное понятие описывается своим специфическим наборомпризнаков.