Роль информации как общенаучного понятия

Министерство образования  и науки Российской Федерации

филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования

"Казанский (Приволжский)  федеральный университет"

в г. Набережные Челны

 

Кафедра «Математическое моделирование и информационные технологии в экономике»

 

 

 

Реферат

 

По дисциплине: «Концепции современного естествознания»

На тему: «Роль информации как общенаучного понятия»

 

 

 

 

Выполнил:

Студент: Шакурова Г. И.

Группа № 5233

№ зачетной книжки: 5011170

 

Проверил:  к. ф. – м. н – Милованов Владимир Николаевич

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Набережные Челны 2013

Оглавление

Введение 3

1. Понятие открытой системы 4

2. Обратная связь 5

3. Понятие целесообразности 7

4. Связь информации с энергией, физической энтропией и временем 9

1) Информация и энергия 9

2) Информация и энтропия. 12

3) Информация и время. 13

5. Информация и память 17

Заключение 19

Список литературы 23

 

 

 

Введение

Информация (от лат. informatio, разъяснение, изложение, осведомлённость) — сведения о чём-либо, независимо от формы их представления.

В настоящее время не существует единого определения информации как научного термина. С точки  зрения различных областей знания данное понятие описывается своим специфическим  набором признаков. Например, понятие «информация» является базовым в курсе информатики, и невозможно дать его определение через другие, более «простые» понятия (так же, в геометрии, например, невозможно выразить содержание базовых понятий «точка», «луч», «плоскость» через более простые понятия). Содержание основных, базовых понятий в любой науке должно быть пояснено на примерах или выявлено путём их сопоставления с содержанием других понятий. В случае с понятием «информация» проблема его определения ещё более сложная, так как оно является общенаучным понятием. Данное понятие используется в различных науках (информатике, кибернетике, биологии, физике и др.), при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.

Информация – в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. В узком смысле этого слова – сведения (сообщения) независимо от формы их представления.

Источники, средства хранения и передачи данных и информации одни и те же – это вызывает впечатление, что это слова синонимы, но различить их легко, если понимать, что информация – это структурированная (имеющая форму) часть «объёма» данных. Часто информацией 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 (живые организмы, 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 содержать разное количество информации для разных людей в зависимости от их накопленных знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

 

1. Понятие открытой системы

Открытая система — система, которая взаимодействует с окружающей ее средой в каком-либо аспекте: информационном, энергетическом, вещественном и т. д. Такие системы отображаются обычно открытыми моделями, но могут для этой цели в известных условиях применяться и закрытые модели. В этих случаях воздействиями среды на входы системы и воздействиями системы на среду (ее выходами) пренебрегают (если очевидно, что такое упрощение не приведет к слишком сильному искажению задачи).

Открытая система:

 В физике — система, обменивающаяся  веществом, энергией и информацией  с внешним, по отношению к  системе, миром, в отличие от  закрытой системы, у которой  отсутствует какой-либо обмен  материей с окружающей средой. В термодинамике c закрытой, изолированной и замкнутой системами тесно связано явление возрастания энтропии.

В открытых системах могут происходить  явления самоорганизации, усложнения или спонтанного возникновения порядка.

 В информатике — аппаратура  и/или программное обеспечение,  обеспечивающие переносимость и совместимость с другими компьютерными системами.

Открытая система в биологии — организмы, устойчивые лишь при  условии непрерывного поступления  в них энергии и вещества из окружающей среды.

Открытая система в менеджменте  и маркетинге — система, которая  взаимодействует с окружающей её средой в информационном, энергетическом, вещественном и других аспектах и является стабильной только при сохранении такого обмена.

 

2. Обратная связь

Обратная связь, обратное воздействие  результатов процесса на его протекание или управляемого процесса на управляющий орган. Обратная связь характеризует системы регулирования и управления в живой природе, обществе и технике. Различают положительную и отрицательную обратную связь. Если результаты процесса усиливают его, то обратная связь является положительной. Когда результаты процесса ослабляют его действие, то имеет место отрицательная обратная связь. Отрицательную обратную связь стабилизирует протекание процессов. Положительная обратная связь, напротив, обычно приводит к ускоренному развитию процессов и к колебательным процессам, в сложных системах (например, в социальных, биологических) определение типов обратной связи затруднительно, а иногда и невозможно. Обратная связь классифицируют также в соответствии с природой тел и сред, посредством которых они осуществляются: механическая (например, отрицательная обратная связь, осуществляемая центробежным регулятором Уатта в паровой машине); оптическая (например, положительная обратная связь, осуществляемая оптическим резонатором в лазере); электрическая и т.д. Иногда обратная связь в сложных системах рассматривают как передачу информации о протекании процесса, на основе которой вырабатывается то или иное управляющее воздействие. В этом случае обратную связь называют информационной. Понятие обратной связь как формы взаимодействия играет важную роль в анализе функционирования и развития сложных систем управления в живой природе и обществе, в раскрытии структуры материального единства мира

. Обратная связь в технике — это процесс, приводящий к тому, что результат функционирования какой-либо системы влияет на параметры, от которых зависит функционирование этой системы. Другими словами, на вход системы подаётся сигнал, пропорциональный её выходному сигналу (или, в общем случае, являющийся функцией этого сигнала). Часто это делается преднамеренно, чтобы повлиять на динамику функционирования системы.

Акустическая обратная связь —  в общем смысле вид обратной связи  в технических системах и живой  природе между источником звука  и воспринимающим звеном, осуществляемой через акустические сигналы.

В технических устройствах явление  обратной акустической связи возникает  в результате самовозбуждения акустической системы, например, при повторном  усилении микрофоном сигнала от динамика (обычно в диапазоне высоких частот), в маленьких помещениях за счет отражения или при использовании усилительной аппаратуры, когда звук громкоговорителя вызывает вибрацию проигрывателя, в звукоснимателе она преобразуется в электрический сигнал, воспроизводимый громкоговорителем, что вызывает ещё большую вибрацию проигрывателя. Таким образом, возникает петля обратной связи, в которой вибрация сама себя поддерживает, увеличиваясь все больше и больше.

Биологическая обратная связь (англ. Biofeedback) — технология, включающая в себя комплекс исследовательских, лечебных и профилактических физиологических процедур, в ходе которых пациенту посредством внешней цепи обратной связи, организованной преимущественно с помощью микропроцессорной или компьютерной техники, предъявляется информация о состоянии и изменении тех или иных собственных физиологических процессов.  

3. Понятие целесообразности

Целесообразность – соответствие явления или процесса определенному (относительно завершенному) состоянию, материальная или идеальная модель которого представляется в качестве цели. Целесообразность рассматривается, с одной стороны, как имманентная (внутренняя) взаимосвязь объекта самого по себе, а с другой – как некоторое отношение в сфере взаимодействия объекта и субъекта. Отношение целесообразности, характерное для человеческой деятельности, вместе с тем может выступать в качестве научного принципа исследования структуры и функций саморегулируемых и эквифинальных систем (т.е. систем, способных достигать одинакового конечного результата независимо от начальных условий). Генетически понятие целесообразности связано с целеполаганием как существенным элементом человеческой деятельности, характеризующим как мыслительные процессы, так и предметную деятельность человека, прежде всего процесс труда. Основа целесообразной деятельности человека – законы внешнего мира,. В мышлении донаучного периода в силу его антропоморфизма представление о целесообразности, которая присуща человеческой деятельности, распространялось на природу. Антропоморфизм характерен и для религиозного мировоззрения, толкующего целесообразность как выражение божественного разума; он лежит в основе идеалистической телеологии, извращенно представляющей целесообразность. Вместе с тем в классических формах телеологии (имманентная телеология Аристотеля, Лейбница, Шеллинга и особенно Гегеля) были раскрыты некоторые диалектические аспекты проблемы целесообразности. Научная интерпретация этой проблемы стала возможной лишь в рамках мышления, выявляющего объективное значение целесообразности.

 При исследовании форм целесообразности  как объективного факта природы  особое значение приобретает изучение органической целесообразности, которая проявляется в характерных для живых систем особенностях строения и функций, организации процесса обмена веществ, управления и регуляции и пр. Именно здесь телеология в разных ее формах претендовала если не на универсальное значение, то, во всяком случае, на роль необходимого «дополнения» к якобы недостаточному каузальному (причинному) анализу. По мере развития биологии постепенно преодолевалось телеологическое мышление, органическая целесообразность объяснялась обращением к материальным причинам. Особое значение имела здесь теория эволюции Дарвина, в которой органическая целесообразность представала как приспособленность организмов к условиям их существования. Отвергая телеологию, дарвинизм вместе с тем не отбрасывал фактор органической целесообразности.

 С позиций системно-структурного  детерминизма получают объяснение  не только структурные, но и генетические аспекты органической целесообразности, т.е. представление об известной направленности (и в этом смысле целесообразности) морфофизиологической реакции – наследственных изменений, метаболических, термодинамических и прочих процессов в живых системах. Эта направленность процессов, определяемая взаимодействием внешних и внутренних условий, активностью организмов, вырабатываемая исторически и в индивидуальном развитии, реально обнаруживается лишь в качестве общей тенденции – статистически.

 Новые аспекты проблемы органической  целесообразности раскрывает развитие  биокибернетики, в частности принцип обратной связи, согласно которому в живых системах происходит обратное воздействие конечного эффекта, результата процесса на его исходный пункт, начало. Отношение целесообразности выступает здесь как специфическая форма взаимодействия, позволяющая обнаружить определенную направленность процессов, их обусловленность конечными результатами, предстающими в качестве целей (разумеется, речь идет не о сознательных целях, а лишь об их аналогах, объективных по самой своей природе). Условность подобного использования понятия целесообразности не является основанием для отказа от него. Аналогия с процессами целесообразной человеческой деятельности может быть в некоторых случаях весьма эффективной, в частности в биологии и кибернетике. В то же время вполне правомерен особый научный подход – т.н. целевой, ориентирующий исследование на анализ отношения целесообразности, взаимодействия процессов в эквифинальных системах. Основой его является методологический принцип целесообразности, т.е. подчинение процесса научного исследования его целевой, конечной стадии. Интерпретируемый т.о. целевой подход может широко применяться в исследовании не только таких систем, но и циклических процессов или процессов поступательного развития. 

4. Связь информации с энергией, физической энтропией и временем

1. Информация и энергия.

Природа и ряд особенностей потоков, циркулирующих по каналам связи.

Прежде всего, имеют место некоторые  специфические законы сохранения. В  случае, если циркулирующая субстанция есть материя или энергия, то в элементах системы возможно преобразование этой субстанции из одних форм в другие. Материя может вступать в химические реакции, одни вещества могут заменяться другими, но при химических реакциях масса каждого отдельного химического элемента остаётся постоянной.

Энергия может преобразовываться  из одних форм в другие. Возможно преобразование массы в энергию или наоборот. При  всех таких процессах общее количество изучаемой субстанции остается постоянным. С другой стороны, если килограмм некоторого ввещества был удалён из системы, а впоследствии в эту систему был введён килограмм того же самого вещества, но совсем другого происхождения, то одна порция вещества может полностью заменить другую. То же самое касается энергии. Другими словами, масса и энергия, с одной стороны, удовлетворяют закону сохранения, а с другой – для них имеет место принцип заменяемости, который можно сформулировать так: количественно эквивалентные порции определённого вещества или энергии, находящейся в определённой форме, способны заменять друг друга в любых массово-энергетических процессах.

Совсем другими свойствами обладает информация. По отношению к информации закон сохранения места не имеет. Например, информацию можно размножать, перекодировать. Большое количество различных носителей информации могут содержать одну и ту же информацию. Можно представить себе большое количество экземпляров носителей одной и той же информации. По отношению к информации принцип взаимозаменяемости также не имеет места. То есть полностью утраченная информация, не сохранившаяся ни в одном экземпляре, восстановлена быть не может.

Заменить друг друга могут только порции информации, произошедшие из одного и того же источника и являющиеся перекодированием одна другой. Таким образом, в пределах управляющей системы возможно перекодирование информации, её размножение или её утрата. Перекодирование информации до некоторой степени аналогично преобразованию материи и энергии из одной формы в другую. Возможность размножения информации и невосстановимость утраченной информации являются её характеристическими особенностями. Они резко противостоят характеристическим особенностям массы и энергии, состоящим в том, что те подчиняются закону сохранения и принципу заменяемости.