Информация

В соответствии с такой точкой зрения физики в конце XIX века предсказывали, что нашу Вселенную ждет «тепло­вая смерть», т. е. молекулы и атомы равномерно распреде­лятся в пространстве и какие-либо изменения и развитие прекратятся.

Однако современная на /ка установила, что некоторые законы классической физики, справедливые для макротел, нельзя применять для микро- и мегамира Согласно совре­менным научным представлениям, наша Вселенная являет­ся динамически развивающейся системой, в которой посто­янно происходят процессы усложнения структуры.

Таким образом, с одной стороны, в неживой природе в замкнутых системах идут процессы в направлении от поряд­ка к хаосу (в них информация уменьшается). С другой сто­роны, в процессе эволюции Вселенной в микро- и мегамире возникают объекты со все более сложной структурой и, следовательно, информация, являющаяся мерой упорядоченно­сти элементов системы, возрастает.

Информация в живой природе. Живые системы в про­цессе развития способны повышать сложность своей струк­туры, т. е. увеличивать информацию, понимаемую как меру упорядоченности элементов системы. Так, растения в про­цессе фотосинтеза потребляют энергию солнечного излуче­ния и строят сложные органические молекулы из «про­стых» неорганических молекул.

Животные подхватывают эстафету увеличения сложно­сти живых систем, поедают растения и используют раститель­ные органические молекулы в качестве строительного мате­риала при создании еще более сложных молекул.

Биологи образно говорят, что «живое питается информа­цией», создавая, накапливая и активно используя информа­цию.

Целесообразное поведение живых организмов и выжива­ние популяций животных во многом строятся на основе по­лучения информационных сигналов. Информационные сиг­налы могут иметь различную физическую или химическую природу: звук, свет, запах и другие.

Генетическая информация представляет собой набор ге­нов, каждый из которых «отвечает» за определенные осо­бенности строения и функционирования организма. При этом «дети» не являются точными копиями своих родите­лей, так как каждый организм обладает уникальным набором генов, которые определяют различия в строении и функ­циональных возможностях

Человек и информация. Человек существует в «море» информации, он постоянно получает информацию из окру­жающего мира с помощью органов чувств, хранит ее в своей памяти, анализирует с помощью мышления и обменивается информацией с другими людьми.

Человек не может жить вне общества. В процессе общения с другими людьми он передает и получает информацию в форме сообщений. На заре человеческой истории для пере­дачи информации сначала использовался язык жестов, а за­тем появилась устная речь. В настоящее время обмен сооб­щениями между людьми производится с помощью сотен естественных языков (русского, английского и пр.).

Для того чтобы человек мог правильно ориентироваться в окружающем мире, информация должна быть полной и точной. Задача получения полной и точной информации о природе, обществе и технике стоит перед наукой. Процесс систематического научного познания окружающего мира, в котором информация рассматривается как знания, начался с середины XV века после изобретения книгопечатания.

Информационные процессы в технике. Функционирова­ние систем управления техническими устройствами связано с процессами приема, хранения, обработки и передачи ин­формации. Системы управления встроены практически во всю современную бытовую технику, станки с числовым про­граммным управлением, транспортные средства и т. д.

Системы управления могут обеспечивать функциониро­вание технической системы по заданной программе. Напри­мер, системы программного управления обеспечивают выбор режимов стирки в стиральной машине, записи в видеомаг­нитофоне, обработки детали на станке с программным управлением.

В некоторых случаях главную роль в процессе управле­ния выполняет человек, в других управление осуществляет встроенный в техническое устройство микропроцессор или подключенный компьютер.

В современном информационном обществе главным ре­сурсом является информация, использование которой бази­руется на информационных и коммуникационных техноло­гиях. Информационные и коммуникационные технологии являются совокупностью методов, устройств и производст­венных процессов, используемых обществом для сбора, хра­нения, обработки и распространения информации.

Количество информации как мера уменьшения неопре­деленности знания. Процесс познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фак­тов, научных теорий и т. д.). Получение новой информации приводит к расширению знания или, как иногда говорят, к уменьшению неопределенности знаний. Если некоторое со­общение приводит к уменьшению неопределенности нашего знания, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию.

Чем более неопределенна первоначальная ситуация (воз­можно большее количество информационных сообщений), тем больше мы получим новой информации при получении информационного сообщения (в большее количество раз уменьшится неопределенность знания).

Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений.

Рассмотренный выше подход к информации как мере уменьшения неопределенности знания позволяет количест­венно измерять информацию. Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:

N = 2^I.

Для количественного выражения любой величины необ­ходимо сначала определить единицу измерения.

За единицу количества информации принимает­ся такое количество информации, которое содер­жится в информационном сообщении, уменьша­ющем неопределенность знания в два раза. Такая единица названа бит.

Таким образом, в двоичной знаковой системе знак несет 1 бит информации. Интересно, что сама единица измерения количества информации бит (bit) получила свое название от английского словосочетания Binary digiT, т. е. двоичная цифра.

Чем большее количество знаков содержит алфавит зна­ковой системы, тем большее количество информации несет один знак.

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры перехода от хаоса к порядку (увеличения ин­формации) в окружающем мире.

2.Приведите примеры перехода от порядка к хаосу (уменьшения информации) в окружающем мире.

3.Каковы должны быть свойства информации, представленной в форме сообщений?

4.Каковы должны быть свойства информации, представленной в форме знаний?

5.Приведите примеры систем управления техническими устройст­вами.

6.Приведите примеры информационных сообщений, которые несут 1 бит информации.