Інформація в живій і неживій природі

У фізиці, яка вивчає неживу природу, інформація є мірою впорядкованості системи за шкалою «хаос - порядок». Один з основних законів класичної фізики стверджує, що замкнуті системи, в яких відсутня обмін речовиною і енергією з навколишнім середовищем, прагнуть з плином часу перейти з менш ймовірного упорядкованого стану в найбільш ймовірне хаотичний стан.

Наприклад, якщо в одну половину замкнутого судини помістити газ, то через деякий час в результаті хаотичного руху молекули газу рівномірно заповнять весь посудину. Відбудеться перехід з менш ймовірного упорядкованого стану в більш ймовірне хаотичний стан, і інформація, яка є мірою впорядкованості системи, в цьому випадку зменшиться.

В Відповідно до такої точки зору фізики в кінці XIX століття передбачали, що наш Всесвіт чекає «теплова смерть», т. Е. Молекули й атоми з часом рівномірно розподіляться в просторі і будь-які зміни та розвиток припиняться.

Однак сучасна наука встановила, що деякі закони класичної фізики, справедливі длямакротел, не можна застосовувати для мікро- і мегамира. Згідно з сучасними науковими уявленнями, наш Всесвіт є динамічно розвивається системою, в якій постійно відбуваються процеси ускладнення структури.

Таким чином, з одного боку, в неживій природі в замкнутих системах йдуть процеси в напрямку від порядку до хаосу (в них інформація зменшується). З іншого боку, в процесі еволюції Всесвіту в мікро- і мегамире виникають об'єкти зі все більш складною структурою і, отже, інформація, що є мірою впорядкованості елементів системи, зростає.

Відповідно до теорії Великого вибуху, Всесвіт утворився близько 15 мільярдів років тому в результаті вибуху «первоматерии». У перші миті матерія існувала фактично у формі енергії, а потім протягом часток секунди початок утворюватися речовина у формі елементарних частинок (електронів, протонів, нейтронів і ін.).

Наступного мільйон років основні події розвивалися в мікросвіті. З розлітаються в усі сторони елементарних частинок утворювалися атоми, т. Е. З хаосу виникали системи з більш складною структурою. Спочатку виникли атоми найлегших хімічних елементів (водню і гелію), а потім - і більш важких елементів.

У мегамире протягом наступних мільярдів років під дією сил гравітаційного тяжіння з хаосу гігантських хмар пилу і газу формувалися складні структури - галактики. Наша Сонячна система, в яку входить планета Земля, утворилася близько 5 мільярдів років назад і разом з сотнями мільйонів інших зірок утворює нашу галактику Чумацький Шлях (рис. 1.2).

На поверхні планет стали відбуватися хімічні реакції, в результаті яких з атомів утворювалися складніші системи - молекули речовин. У тому числі молекула води, яка складається з двох атомів водню і одного атома кисню (рис. 1.3).

Приблизно 3,5 мільярда років тому на Землі з'явилося життя. З тих пір йде саморозвиток, еволюція живої природи, т. Е. Підвищення складності і різноманітності живих організмів. Живі системи (одноклітинні, рослини і тварини) є відкритими системами, так як споживають з навколишнього середовища речовина і енергію і викидають в неї продукти життєдіяльності також у вигляді речовини та енергії.

Живі системи в процесі розвитку здатні підвищувати складність своєї структури, т. Е. Збільшувати інформацію, яку розуміють як міру впорядкованості елементів системи. Так, рослини в процесі фотосинтезу споживають енергію сонячного випромінювання і будують складні органічні молекули з «простих» неорганічних молекул.

Тварини підхоплюють естафету збільшення складності живих систем, поїдають рослини і використовують рослинні органічні молекули в якості будівельного матеріалу при створенні ще більш складних молекул.

Біологи образно кажуть, що «живе харчується інформацією», створюючи, накопичуючи і активно використовуючи інформацію.

Нормальне функціонування живих організмів неможливо без отримання і використання інформації про навколишнє середовище. Доцільну поведінку живих організмів будується на основі отримання інформаційних сигналів. Інформаційні сигнали можуть мати різну фізичну або хімічну природу. Це звук, світло, запах і ін.

Навіть найпростіші одноклітинні організми (наприклад, амеба) постійно сприймають і використовують інформацію, наприклад, про температуру і хімічний склад середовища для вибору найбільш сприятливих умов існування.

Виживання популяцій тварин багато в чому базується на обміні інформаційними сигналами між членами однієї популяції. Інформаційний сигнал може бути виражений в різних формах: позах, звуках, запахах і навіть спалахи світла (ними обмінюються світлячки і деякі глибоководні риби).

Однією з основних функцій живих систем є розмноження, т. Е. Створення організмів даного виду. Воспроізвденіе собі подібних забезпечується наявністю в кожній клітині організму генетичної інформації, яка передається у спадок.

Генетична інформація являє собою набір генів, кожен з яких «відповідає» за певні особливості будови і функціонування організму. При цьому «діти» не є точними копіями своїх батьків, так як кожен організм має унікальний набір генів, які визначає відмінності в будові і функціональних можливостях.

4. практична робота

1. Зберегти створені малюнка в папці 8а.

Промовляємо етапи виконання робота. При виникненні труднощів надаю допомогу.

Самостійна робота учнів

Учні розсаджуються за робочі місця і приступають до роботи.

- З чим пов'язане поняття інформація в неживій природі?

- як пов'язане поняття інформація з живою природою?

- навіщо потрібна генетична інформація?

Угриновича Н. Д. п. 1. 1. 1, 1. 1. 2

Практична робота «Обробка графічної інформації»

1. Зберегти створені малюнка в папці 8а.

Практична робота «Обробка графічної інформації»

1. Зберегти створені малюнка в папці 8а.

Конспекти уроків з курсу «Інформатика та ІКТ»