Информация в материальном мире

Классификация информации

Информацию можно разделить на виды по разным критериям:

по способу восприятия

Визуальная — воспринимаемая органами зрения.
Аудиальная — воспринимаемая органами слуха.
Тактильная — воспринимаемая тактильными рецепторами.
Обонятельная — воспринимаемая обонятельными рецепторами.
Вкусовая — воспринимаемая вкусовыми рецепторами.

по форме представления

Текстовая — передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка.
Числовая — в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия.
Графическая — в виде изображений, предметов, графиков.
Звуковая — устная или в виде записи передача лексем языка аудиальным путём.

по назначению

Массовая — содержит тривиальные сведения и оперирует набором понятий, понятным большей части социума.
Специальная — содержит специфический набор понятий, при использовании происходит передача сведений, которые могут быть не понятны основной массе социума, но необходимы и понятны в рамках узкой социальной группы, где используется данная информация.
Секретная — передаваемая узкому кругу лиц и по закрытым (защищённым) каналам.
Личная (приватная) — набор сведений о какой-либо личности, определяющий социальное положение и типы социальных взаимодействий внутри популяции.

Значение термина в различных областях знания

Философия

Традиционализм субъективного постоянно доминировал в ранних определениях информации, как категории, понятия, свойства материального мира. Информация существует вне нашего сознания, и может иметь отражение в нашем восприятии только как результат взаимодействия: отражения, чтения, получения в виде сигнала, стимула. Информация не материальна, как и все свойства материи. Информация стоит в ряду: материя, пространство, время, системность, функция, и др. что есть основополагающие понятия формализованного отражения объективной реальности в её распространении и изменчивости, разнообразии и проявлености. Информация — свойство материи и отражает её свойства (состояние или способность взаимодействия) и количество (мера) путём взаимодействия.

С материальной точки зрения информация — это порядок следования объектов материального мира. Например, порядок следования букв на листе бумаги по определенным правилам является письменной информацией. Порядок следования разноцветных точек на листе бумаги по определенным правилам является графической информацией. Порядок следования музыкальных нот является музыкальной информацией. Порядок следования генов в ДНК является наследственной информацией. Порядок следования битов в ЭВМ является компьютерной информацией и тд. и тп. Для осуществления информационного обмена требуется наличие необходимых и достаточных условий.

Необходимые условия:

Наличие не менее двух различных объектов материального или нематериального мира.
Наличие у объектов общего свойства, позволяющего идентифицировать объекты в качестве носителя информации.
Наличие у объектов специфического свойства, позволяющего различать объекты друг от друга.
Наличие свойства пространства, позволяющее определить порядок следования объектов. Например, расположение письменной информации на бумаге — это специфическое свойство бумаги, позволяющее располагать буквы слева направо и сверху вниз.

Достаточное условие одно:
Наличие субъекта, способного распознавать информацию. Это человек и человеческое общество, общества животных, роботов и тд.

Различные объекты (буквы, символы, картинки, звуки, слова, предложения, ноты и тп.) взятые по одному разу образуют базис информации. Информационное сообщение строится путем выбора из базиса копий объектов и расположение этих объектов в пространстве в определенном порядке. Длина информационного сообщения определяется как количество копий объектов базиса и всегда выражается целым числом. Необходимо различать длину информационного сообщения, которое всегда измеряется целым числом, и количество знаний, содержащегося в информационном сообщении, которое измеряется в неизвестной единице измерения.

С математической точки зрения информация — это последовательность целых чисел, которые записаны в вектор. Числа — это номер объекта в базисе информации. Вектор называется инвариантом информации, так как он не зависит от физической природы объектов базиса. Одно и тоже информационное сообщение может быть выражено буквами, словами, предложениями, файлами, картинками, нотами, песнями, виде видеоклипами, любой комбинацией всех ранее названных. Чем бы мы не выражали информацию — изменяется только базис, а не инвариант.

В информатике

Предметом изучения науки информатика являются именно данные: методы их создания, хранения, обработки и передачи ^[3]. А сама информация, зафиксированная в данных, ее содержательный смысл интересны пользователям информационных систем, являющимся специалистами различных наук и областей деятельности: медика интересует медицинская информация, геолога — геологическая, предпринимателя — коммерческая и тп. (в том числе специалиста по информатике интересует информация по вопросам работы с данными).

В Системологии

Работа с информацией связана с преобразованиями и всегда подтверждает её материальную природу:

запись — формирование структуры материи и модуляции потоков путём взаимодействия инструмента с носителем;
хранение — стабильность структуры (квазистатика) и модуляции (квазидинамика);
чтение (изучение) — взаимодействие зонда (инструмента, преобразователя, детектора) с субстратом или потоком материи.

Системология рассматривает информацию через связь с другими основаниями: I=S/F[MṿRṿT], где: I — информация; S — системность мироздания; F — функциональная связь; M — материя; ṿ — (v подчёркнутое) знак великого объединения (системности, единства оснований); R — пространство; T — Время.

В физике

Объекты материального мира находятся в состоянии непрерывного изменения, которое сопровождается обменом (возможно,импульсом?)энергии. При этом изменение состояния одного объекта приводит к изменению состояния другого объекта. Это явление, вне зависимости от того, как, какие именно состояния и каких именно объектов изменились, называется передачей сигнала от одного объекта другому. Изменение состояния объекта при передаче ему сигнала называется регистрацией сигнала.

Сигнал или последовательность сигналов образуют сообщение, которое может быть воспринято получателем в том или ином виде, а также в том или ином объёме. Информация в физике есть термин, качественно обобщающий понятия «сигнал» и «сообщение». Если сигналы и сообщения можно исчислять количественно, то можно сказать, что сигналы и сообщения являются единицами измерения объёма информации.

Одно и тоже сообщение (сигнал) разными системами интерпретируется по-своему. Например, последовательно длинный и два коротких звуковых (а тем более в символьном кодировании -..) сигнала в терминологии азбуки Морзе — это буква Д (или D), в терминологии БИОС от фирмы AWARD — неисправность видеокарты.

В математике

Основные статьи: Собственная информация, Взаимная информация

Математика является больше чем научной дисциплиной. Она создает единый язык всей Науки.

Предметом исследований математики являются абстрактные объекты: число, функция, вектор, множество, и другие. При этом большинство из них вводится акcиоматически (аксиома), т.е. без всякой связи с другими понятиями и без какого-либо определения.

Информация не входит в число предметов исследования математики. Тем не менее слово «информация» употребляется в математических терминах – собственная информация и взаимная информация, относящихся к абстрактной (математической) части теории информации. Однако, в математической теории понятие «информация» связано с исключительно абстрактными объектами – случайными величинами, в то время как в современной теории информации это понятие рассматривается значительно шире – как свойство материальных объектов.

Связь между этими двумя одинаковыми терминами несомненна. Именно математический аппарат случайных чисел использовал автор теории информации Клод Шеннон. Сам он подразумевает под термином «информация» нечто фундаментальное (нередуцируемое). В теории Шеннона интуитивно полагается, что информация имеет содержание. Информация уменьшает общую неопределённость и информационную энтропию. Количество информации доступно измерению. Однако он предостерегает исследователей от механического переноса понятий из его теории в другие области науки.

"Поиск путей применения теории информации в других областях науки не сводится к тривиальному переносу терминов из одной области науки в другую. Этот поиск осуществляется в длительном процессе выдвижения новых гипотез и их экспериментальной проверке."

К. Шеннон. Бандвагон.

В юриспруденции

Правовое определение понятия «информация» дано в федеральном законе от 27 июля 2006 года № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» (Статья 2): «информация — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления».

Закон «Об информации, информационных технологиях и защите информации» определяет и закрепляет права на защиту информации и информационную безопасность граждан и организаций в ЭВМ и в информационных системах, а также вопросы информационной безопасности граждан, организаций, общества и государства.

В теории управления

В теории управления (кибернетике), предметом исследования которой являются основные законы управления, то есть развития систем управления, информацией называются сообщения, получаемые системой из внешнего мира при адаптивном управлении (приспособлении, самосохранении системы управления).

В кибернетике

Основоположник кибернетики Норберт Винер говорил об информации так:

Информация — это не материя и не энергия, информация — это информация". Но основное определение информации, которое он дал в нескольких своих книгах, следующее: информация — это обозначение содержания, полученное нами из внешнего мира в процессе приспосабливания к нему нас и наших чувств.

— Н. Винер Кибернетика, или управление и связь в животном и машине; или Кибернетика и общество

Эта мысль Винера дает прямое указание на объективность информации, т.е. её существование в природе независимо от сознания (восприятия) человека.

Объективную информацию современная кибернетика определяет как объективное свойство материальных объектов и явлений порождать многообразие состояний, которые посредством фундаментальных взаимодействий материи передаются от одного объекта (процесса) другому, и запечатлеваются в его структуре.^[4]

Материальная система в кибернетике рассматривается как множество объектов, которые сами по себе могут находиться в различных сосотояниях, но состояние каждого из них определяется состояниями других объетов системы. В природе множество состояний системы представляет собой информацию, сами состояния представляют собой первичный код, или код источника. Таким образом каждая материальная система является источником информации.

Субъективную (семантическую) информацию кибернетика определяет как смысл или содержание сообщения. (см. там же)

Информация в материальном мире

Информация — одно из общих понятий, связанных с материей. Информация существует в любом материальном объекте в виде многообразия его состояний и передается от объекта к объекту в процессе их взаимодействия. Существование информации как объективного свойства материи логически вытекает из известных фундаментальных свойств материи — структурности, непрерывного изменения (движения) и взаимодействия материальных объектов.

Структурность материи проявляется как внутренняя расчленённость целостности, закономерный порядок связи элементов в составе целого. Иными словами, любой материальный объект, от субатомной частицы до Метавселенной (Большой взрыв) в целом, представляет собой систему взаимосвязанных подсистем. Вследствие непрерывного движения, понимаемого в широком смысле как перемещение в пространстве и развитие во времени, материальные объекты изменяют свои состояния. Состояния объектов изменяется и при взаимодействиях с другими объектами.

Множество состояний материальной системы и всех её подсистем представляет информацию о системе.

Строго говоря, в силу инфинитности (неопределенности,бесконечности) свойства структурности, количество объективной информации в любом материальном объекте бесконечно. Эта информация называется полной. Однако можно выделять структурные уровни с конечными множествами состояний. Информация, существующая на структурном уровне с конечным числом состояний, называется частной. Для частной информации смысл понятие количества информации.

Из приведенного представления логично и просто вытекает выбор единицы измерения количества информации. Представим себе систему, которая может находиться всего в двух равновероятных состояниях. Присвоим одному из них код «1», а другому — «0». Это минимальное количество информации, которое может содержать система. Оно и является единицей измерения информации и называется бит (от английского bit — binary digit -двоичная цифра). Существуют и другие, более сложно определяемые, способы и единицы измерения количества информации.

В зависимости от материальной формы носителя, информация бывает двух основных видов — аналоговая и дискретная. Аналоговая информация изменяется во времени непрерывно и принимает значения из континуума значений. Дискретная информация изменяется в некоторые моменты времени и принимает значения из некоторого множества значений.

Любой материальный объект или процесс является первичным источником информации. Все возможные его состояния составляют код источника информации. Мгновенное значение состояний представляется как символ («буква») этого кода.

Для того чтобы информация могла передаваться от одного объекта другому как к приемнику, необходимо, чтобы был какой-то промежуточный материальный носитель, взаимодействующий с источником. Такими переносчиками в природе, как правило, являются быстро распространяющиеся процессы волновой структуры - космические, гамма и рентгеновские излучения, электромагнитные и звуковые волны, потенциалы (а может быть и ещё не открытые волны) гравитационного поля. При взаимодействии электромагнитного излучения с объектом в результате поглощения или отражения изменяется его спектр, т.е. изменяются интенсивности некоторых длин волн. Изменяются при взаимодействиях с объектами и гармоники звуковых колебаний. Информация передаётся и при механическом взаимодействии, однако механическое взаимодействие, как правило, приводит к большим изменениям структуры объектов (вплоть до их разрушения), и информация сильно искажается. Искажение информации при её передаче назывеатся дезинформация.

Перенос информации источника на структуру носителя называется кодированием. При этом происходит преобразование кода источника в код носителя. Носитель с перенесенным на него кодом источника в виде кода носителя называется сигналом.

Пример. Имеется объект шарообразной формы (источник), взаимодействуя с которым, видимый диапазон спектра электромагнитного излучения, отражённого от объекта, (носитель) изменяется в результате его поглощения или отражения объектом так, что наибольшую интенсивность получает его участок с частотами 484-405 терагерц (сигнал).

(Продолжение примера — в секции "Информация в живой природе").

Приемник сигнала имеет свой набор возможных состояний, который называется кодом приемника. Сигнал, взаимодействуя с объектом-приемником, изменяет его состояния. Процесс преобразования кода сигнала в код приёмника называется декодированием.

Передачу информации от источника приемнику можно рассматривать как информационное взаимодействие. Информационное взаимодействие кардинально отличается от других взаимодействий. При всех других взаимодействиях материальных объектов происходит обмен веществом и (или) энергией. При этом один из объектов теряет вещество или энергию, а другой получает их. Это свойство взаимодействий называется симметричностью. При информационном взаимодействии приемник получает информацию, а источник не теряет её. Информационное взаимодействие несимметрично.

Объективная информация сама по себе не материальна, она является свойством материи, как, например, структурность, движение, и существует на материальных носителях в виде своих кодов.