Інформаційні процеси у живій природі. Поняття інформаційного процесу

Інформаційні процеси у живій природі поширені набагато більше, ніж це може здатися на перший погляд. З ними пов'язано опадання листя восени, проростання квітів навесні і інші звичні явища. Здатність зберігати, передавати і отримувати інформацію — одна з особливостей живої матерії. Без неї неможливий нормальний обмін речовин, пристосування до умов навколишнього середовища, навчання і так далі. Інформаційні процеси в неживій природі також існують, але відрізняються кількома особливостями і, в першу чергу виступають в якості міри впорядкованості системи.

Всюдисуща інформація

Що таке інформація? На сьогоднішній день існує декілька варіантів визначення цього терміна. Кожна наука, має справу з інформацією (до таким відносяться всі розділи знання), використовує своє розуміння. Загальне визначення вивести досить складно. Інтуїтивно кожна людина розуміє під інформацією якісь відомості і знання про навколишній світ. У математичних науках до них додаються дані, отримані шляхом умовиводів і після вирішення певних завдань. У фізиці інформація — це міра впорядкованості системи, вона протилежна ентропії і властива будь-яким матеріальним об'єктам. У філософії вона визначається як нематеріальна форма руху.

Властивості

Згідно більшості формулювань, інформація знижує невизначеність, надаючи відомості про навколишній світ і сприяючи приведення системи в одне з безлічі станів. Це легко зрозуміти, проаналізувавши процес прийняття рішення. Людина часто не може зробити вибір між декількома варіантами поведінки, поки не отримає додаткових відомостей про ситуацію. Для того щоб інформація привела до правильного рішення, вона повинна володіти набором характеристик, це такі як:

зрозумілість;

корисність;

повнота;

об'єктивність;

достовірність;

актуальність.

Поняття інформаційного процесу

Всі різноманітні дії, що можна робити з інформацією, називаються інформаційними процесами. До них можна віднести одержання і пошук, передачу та копіювання, упорядкування та фільтрування, захист та архівування. Інформаційні процеси у живій природі зустрічаються буквально на кожному кроці. Будь-який організм, одноклітинний або багатоклітинний, постійно отримує відомості про довкілля, які призводять до різних змін у поведінці або внутрішньому середовищі. Без збору, обробки та зберігання інформації важко уявити життєдіяльність якого-небудь істоти. Найпростіший приклад — людське мислення. За своєю суттю вона являє собою не що інше, як процес постійної обробки інформації про навколишнє середовище, стан тіла, а також відомостей, що зберігаються в пам'яті, і так далі.

Інформаційна система

Всі приклади інформаційних процесів у природі протікають в рамках певної системи. До неї входить три складові:

передавач (джерело);

приймач (одержувач);

канал зв'язку.

Передавачем може бути будь-який організм або навколишнє середовище. Наприклад, звуження або розширення зіниці відбувається під дією світла. Джерелом інформації в такому процесі служить простір довкола людини або тварини. Отримувачем в цьому випадку буде сітківка ока.
Каналом зв'язку називається середовище, що забезпечує доставку інформації. У цій якості може виступати звукова або зорова хвиля, а також коливальні рухи середовища іншої природи.

Основні інформаційні процеси

Всю сукупність дій, які можна виконувати з інформацією, об'єднують в декілька категорій:

передача;

зберігання;

збір;

обробка.

Комп'ютер — чудовий приклад протікання інформаційних процесів. Він отримує дані, обробляючи їх, видає потрібні відомості або змінює роботу системи, шукає потрібні факти згідно заданим критеріями, служить джерелом, то приймачем інформації. Прообразом комп'ютера є людський мозок. Він теж постійно взаємодіє з інформаційним потоком, однак процеси, що протікають в його глибинах, багаторазово перевищують за складністю ті, що властиві машині.

Деякі нюанси передачі інформації

Як вже було сказано вище, інформаційні процеси у живій природі протікають у системі, що складається з джерела, каналу і приймача. В процесі передачі даних у вигляді набору сигналів по каналу потрапляють до одержувача. При цьому фізичний сенс сигналів часто не ідентичний змістом повідомлення. Для правильної інтерпретації інформації використовується узгоджений звід правил і домовленостей. Вони необхідні для однакового розуміння змісту повідомлення на всіх етапах роботи з ним. До таких правил можна віднести розшифровку азбуки Морзе і інших аналогічних систем, правила прочитання дорожніх знаків, алфавіти і так далі. На прикладі будь-якої мови легко помітити, що зміст інформації залежить не тільки від характеристик сигналів, але і від їх розташування. При цьому зміст одного і того ж переданого повідомлення щоразу може дещо видозмінюватися в залежності від особливостей одержувача. Якщо відомості передаються людині, їх інтерпретація визначається різними факторами, від його життєвого досвіду до фізіологічного стану. Крім того, одне й те ж повідомлення може бути передано різними способами, з використанням різних алфавітів, мовних систем або каналів зв'язку. Так, акцентувати увагу на чомусь можна за допомогою напису «Увага!», використання червоного кольору або кількох знаків оклику.

Шум

Дослідження інформаційних процесів включає в себе і вивчення такого поняття, як шум. Вважається, що якщо повідомлення не несе корисних відомостей, то воно несе шум. Так може визначатися не тільки абсолютно даремна з практичної точки зору інформація, але і повідомлення, що складаються з сигналів, які одержувач не в змозі інтерпретувати. Шумом можна назвати і дані, що втратили актуальність. Тобто будь-яка інформація з часом або в силу різних обставин може перетворитися в шум. Не менш імовірним є і зворотний процес. Наприклад, текст ісландською мовою буде марний для не знайомого з ним людини і знаходить сенс у разі появи перекладача або словника.

Людина і суспільство

Інформаційні процеси в суспільстві принципово не відрізняються від таких на інших рівнях організації. Зберігання, передача та обробка інформації в суспільстві здійснюється за допомогою спеціальних соціальних інститутів і механізмів. Одна з функцій суспільства — трансляція знань. Забезпечується вона передачею інформації від покоління до покоління. У певному сенсі цей процес аналогічний копіювання спадкового матеріалу. Інформаційні процеси в суспільстві забезпечують його згуртованість. Відсутність передачі накопичених знань, у тому числі про нормах і законах, призводить до поділу єдиного формування на індивідів, що діють тільки виходячи з біологічно закладених передумов.

Зберігання і обробка

У суспільстві, як і в окремому організмі, важко уявити передачу інформації без її зберігання. Бази даних, бібліотеки, архіви та музеї містять величезну кількість інформації. Часто, перш ніж передати їх учням, викладачі займаються обробкою інформації. Вони класифікують, фільтрують дані, вибирають окремі факти згідно з програмою навчання і так далі. Історія знає кілька кардинальних змін, пов'язаних з обробкою інформації і призвели до все більшого нагромадження знань. До таких інформаційних революцій можна віднести винахід писемності, книгодрукування, комп'ютера, відкриття електрики. Винахід ЕОМ стало логічним наслідком накопичення знань. Комп'ютер здатний вміщати і обробляти величезні масиви інформації, зберігати і передавати без втрат.

Явища живої природи: приклади інформаційних процесів

Інформацію, що надходить з навколишнього середовища, здатні сприймати не тільки люди. Тварини і рослини, окремі клітини і мікроорганізми вловлюють сигнали та реагують на них тим чи іншим способом. Опадання листя восени і ріст пагонів навесні, прийняття певної пози собакою при наближенні суперника, виділення потрібних речовин в цитоплазму амеби Всі ці явища живої природи — приклади змін у системі після надходження інформації. У разі рослин джерелом інформації стає навколишнє середовище. Передача інформації здійснюється також між клітинами тканин. Для тваринного світу характерний обмін відомостями і від особини до особини. Один з ключових моментів в живій природі — передача спадкової інформації. У цьому процесі можна виокремити джерело (ДНК і РНК), алфавіт з набором правил його прочитання (генетичний код: аденін, тимін, гуанін, цитозин), етап обробки інформації (транскрипція ДНК) і так далі.

Кібернетика

Тема «Інформаційні процеси» - одна з провідних у кібернетиці. Це наука про управління і зв'язку в суспільстві, живій природі і техніці. Засновником кібернетики вважається Норберт Вінер. Дослідження інформаційних процесів у цій науці необхідно для розуміння особливостей управління тією чи іншою системою. У кібернетиці виділяють керуючий і керований об'єкт. Вони повідомляються шляхом прямого і зворотного зв'язку. Від керуючого об'єкта (наприклад, людини) надходять сигнали (інформацію) до керованого (комп'ютер), в результаті чого останній не виконує якісь дії. Потім по каналу зворотного зв'язку до керуючого надходить інформація про зміни, що сталися. Кібернетичні процеси пов'язані з життєдіяльністю будь-якого живого організму. Принципи управління лежать і в основі суспільних, а також комп'ютерних систем. Власне концепція кібернетики народилася в процесі пошуку загального підходу до аналізу діяльності живих організмів і різних автоматів і усвідомлення схожості поведінки соціуму і природних співтовариств.

Таким чином, інформаційні процеси у живій природі — одна з характеристик організмів будь-якого рівня складності. Вони доповнюються принципами прямого і зворотного зв'язку і сприяють підтримці сталості внутрішнього середовища і своєчасну реакцію на зміни в навколишньому світі. Інформаційні процеси в неживій природі (за винятком автоматів, створених людиною) протікають одноступенчато. Важливе, не зазначене вище їх відміну, — відомості, передані з джерела, з нього зникають. В живій природі і автоматах такого явища не спостерігається. У переважній більшості випадків передана інформація зберігається в джерелі. Поняття інформаційного процесу використовується різними науками. Його можна назвати міждисциплінарним. Теорія інформації на сьогоднішній день застосовується для пояснення різноманітних процесів.