Человек и информация в материальном мире

 

Объекты и явления материального мира. Энергетический обмен

 

Мы живем в материальном мире. Все объекты, которые нас окружают, являются материальными. Материя существует в двух формах: в виде материальных тел и в виде энергетических полей. Вещество и энергия — это два фундаментальных поня­тия, изучением которых занимаются естественные науки. Носителями вещества являются материальные тела, а носителями энергии — энергетические поля.

Поля и тела непрерывно взаимодействуют друг с другом. Материя существует только в состоянии непрерывного движения. Под движением понимается как пере­мещение тел, так и непрерывное изменение их состояния в результате энергети­ческого обмена между частицами. Этот обмен сопровождается непрерывным изме­нением свойств как самих тел, так и окружающих их полей.

Кроме объектов материального мира мы наблюдаем также и процессы их взаимо­действия. Эти процессы мы воспринимаем как явления природы. В основе любого природного явления, будь то горение веществ, испарение жидкостей, смена дня и ночи, извержения вулканов и землетрясения, лежит взаимодействие материаль­ных тел и энергетических полей.

 

Человек в материальном мире. Информационный обмен

 

Жизнь — это тоже явление природы, хотя до сих пор и малоизученное. Одной из характерных особенностей организмов живой природы является происходящий в них непрерывный обмен веществ. Этот обмен тоже имеет энергетическую природу и происходит на уровне клеток и их структурных элементов. При прекращении обмена веществ прекращаются и жизненные процессы.

Человек, с одной стороны, это обычный материальный объект, и потому ему свойст­венно непрерывное энергетическое взаимодействие с другими объектами матери­ального мира. В то же время он является организмом живой природы и в этом качестве обладает непрерывным внутренним обменом веществ. Эти два процесса могут взаимодействовать между собой. Результат такого взаимодействия мы восприни­маем как информационный обмен между живой и неживой природой.

 

Рис. 1. Информационный обмен в природе

 

Рассмотрим пример, известный из курса биологии. Если через органы чувств животное воспринимает окружающую среду как угрожающую, это приводит к изме­нению обмена веществ. В частности, в кровь выделяются специальные вещества, повышающие частоту дыхания, усиливающие сердцебиение и приводящие органы опорно-двигательной системы в состояние готовности к отражению угрозы. Иные по содержанию, но похожие по механизму процессы происходят в среде, которая воспринимается как успокаивающая. Все это результат информационного обмена, инициированного внешней средой.

Но информационный обмен не обязательно инициируется только внешней сре­дой. Человеку достаточно лишь представить опасность (или иное состояние), чтобы в его организме начались физиологические реакции, связанные с изменением про­цесса обмена веществ. Здесь проявляется реакция на ранее зарегистрированные результаты предшествующего взаимодействия. На этом основаны механизмы вспо­минания, воображения, логического мышления и другие. С их проявлениями мы стал­киваемся, например, в процессе творчества. То есть, в основе логического мышле­ния и творчества тоже лежит информационный обмен.

Информационный обмен может не иметь материальную природу, но он с ней нераз­рывно связан. Он является промежуточным звеном между энергетическим обме­ном, свойственным материальным объектам, и обменом веществ, свойственным живым организмам. Информационный обмен развивается в виде информацион­ных процессов. Если проследить информационный процесс от начала до конца, то на отдельных его этапах можно и не увидеть объектов живой природы, но в его начале или конце объект живой природы присутствует обязательно. Забегая впе­ред, укажем, что свойство отдельных этапов информационного процесса обходиться без объектов живой природы ныне широко используется в информационных технологиях. Оно лежит в основе функционирования автоматических систем обра­ботки информации.

Сигналы

 

Любое взаимодействие материальных объектов имеет энергетическую природу. Космические тела взаимодействуют друг с другом через гравитационные поля. Вза­имодействие заряженных частиц осуществляется через электрическое поле. Даже механическое взаимодействие твердых тел можно рассматривать как взаимодей­ствие их кристаллических или молекулярных структур, в основе которого лежат электромагнитные взаимодействия между частицами, составляющими тела.

С точки зрения физики, любые изменения, происходящие во внутренней структуре вещества или в энергетических полях, сопровождаются образованием сигналов. Сигналы обладают способностью распространяться во времени и пространстве. Они затухают в результате взаимодействия с веществом.

Сигналы окружают нас на каждом шагу. Солнечный свет — это сигналы, образо­вавшиеся в результате термоядерных реакций, происходящих в веществе Солнца. Радиосигналы — результат электромагнитных процессов, происходящих в матери­але излучающей антенны передатчика. Сигналы, регистрируемые сейсмографом, — результаты сложнейших геофизических процессов, происходящих в веществе зем­ной коры и в более глубоких областях планеты.

Регистрация сигналов

 

Как и все объекты материальной природы, сигналы не возникают из ничего и не исчезают бесследно. Их распространение в пространстве всегда завершается взаимодействием с веществом физических тел. Такое взаимодействие в информатике рассматривается как регистрация сигналов,

Сигналы разной физической природы взаимодействуют с веществом по-разному. Например, мы знаем, что свет может оказывать давление на вещество и может выби­вать электроны вещества. Световые сигналы могут вызывать долговременные химические изменения в составе вещества — в растительных организмах на этом основано явление фотосинтеза, а в технике — фотографические процессы.

Изменения магнитного поля могут быть зарегистрированы на ферромагнитном покрытии. На этом явлении основана магнитофонная звукозапись и видеозапись на магнитной пленке. Сигналы регистрируются и при механическом взаимодей­ствии двух тел. Эта регистрация может происходить как деформация тел, как про­должительные упругие колебания и даже в виде образования поверхностного элек­трического заряда.

 

Понятие данных

 

В информатике подход к сигналам не совсем такой, как в других естественных нау­ках. Так, например, для физики природа энергетических сигналов чрезвычайно важна, поскольку они по-разному распространяются и затухают. Для биологии важны свойства электромагнитных волн, поскольку одни волны вызывают фотосинтез растений, а другие — нет. Информатика не изучает природу сигналов — ее интересует факт их регистрации. Результат регистрации сигналов информатика рассматривает как данные. Если сигнал зарегистрирован четко и легко различим на фоне регистрации побочных сигналов, то он может стать источником для полу­чения информации о событиях, которые имели место, или источником информа­ции о предполагаемых событиях (при прогнозировании).

Таким образом, в информатике данные — это зарегистрированные сигналы.

 

12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A. особая форма восприятия и познания другого человека, основанная на формировании по отношению к нему устойчивого позитивного чувства
2. B. умение «встать на место другого человека»
3. D. умение «встать на место другого человека»
4. I.4.6. «ГЕРОИ» КИНО: «НОВЫЙ ЧЕЛОВЕК», «НОВАЯ ВЕЩЬ»
5. II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ГРАНИЦ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО ПОЛЯ ЧЕЛОВЕКА
6. VI. Введение в анатомию массового человека
7. XI. Современное отношение между человеком и техникой.
8. А. Отношения человека с животными
9. А.Н. Радищев «философия человека»
10. Аварийная бригада из трех человек
11. Автономия и управление в электронном мире
12. Адам и Ева – первые люди на Земле, мужское и женское в душе человека.