БСЭ. Информации теория - Инфракрасн. излучение
Начало Вверх

ИНФОРМАЦИИ ТЕОРИЯ, математическая дисциплина, исследующая процессы хранения, преобразования и передачи информации. И. т. - существенная часть кибернетики. В основе И. т. лежит определённый способ измерения количества информации, содержащейся в к.-л. данных ("сообщениях"). И. т. исходит из представления о том, что сообщения, предназначенные для сохранения в запоминающем устройстве или для передачи по каналу связи, не известны заранее с полной определённостью. Заранее известно лишь множество, из к-рого могут быть выбраны эти сообщения, и в лучшем случае - то, как часто выбирается то или иное из этих сообщений (т. е. вероятность сообщений). В И. т. показывается, что "неопределённость", с к-рой сталкиваются в подобной обстановке, допускает количественное выражение и что именно это выражение (а не конкретная природа самих сообщений) определяет возможность их хранения и. передачи. В качестве такой "меры неопределённости" в И. т. принимается число двоичных знаков, необходимое для фиксирования (записи) произвольного сообщения данного источника. Более точно - рассматриваются все возможные способы обозначения сообщений цепочками символов 0 и 1 (двоичные коды), удовлетворяющие условиям: а) различным сообщениям соответствуют различные цепочки и б) по записи нек-рой последовательности сообщений в кодированной форме эта последовательность должна однозначно восстанавливаться. Тогда в качестве меры неопределённости принимают среднее значение длины кодовой цепочки, соответствующее самому экономному способу кодирования; один двоичный знак служит единицей измерения (см. Двоичные единицы).

Пример. Пусть нек-рые сообщения x1, x2, x3 появляются с вероятностями, равными соответственно 1/2, 3/8, 1/8- Какой-либо слишком короткий код, скажем

1024-2-1.jpg

непригоден, так как нарушается вышеупомянутое условие б). Так, цепочка 0tl может означать x1, х2 или x3. Код

1024-2-2.jpg

удовлетворяет условиям а) и б). Ему соответствует среднее значение длины кодовой цепочки, равное

1024-2-3.jpg

Нетрудно понять, что никакой другой код не может дать меньшего значения, т. е. указанный код - самый экономный. В соответствии с выбором меры неопределённости, неопределённость данного источника сообщений следует принять равной 1,5 двоичной единицы.

Здесь уместно подчеркнуть, что термины "сообщение", "канал связи" и т. п. понимают в И. т. очень широко. Так, с точки зрения И. т., источник сообщений описывается перечислением множества Xi, лг2,... возможных сообщений (к-рые могут быть словами к.-л. языка, результатами измерений, телевизионными изображениями и т. п.) и соответствующих Ям вероятностей р1, р2,...

Нет никакой простой формулы, выражающей точный минимум H' среднего числа двоичных знаков, необходимого для кодирования сообщений1024-2-4.jpg через вероятности 1024-2-5.jpgэтих сообщений. Однако указанный минимум не меньше величины1024-2-6.jpg

(где log 2a обозначает логарифм числа а при основании 2) и может превосходить её не более чем на единицу. Величина H (энтропия множества сообщений) обладает простыми формальными свойствами, а для всех выводов И. т., к-рые носят асимптотический характер, соответствуя случаю 1024-2-7.jpg, разница между H и 1024-2-8.jpgабсолютно несущественна. Поэтому именно энтропия принимается в качестве меры неопределённости сообщений

1024-2-9.jpg

С изложенной точки зрения, энтропия бесконечной совокупности оказывается, как правило, бесконечной. Поэтому в применении к бесконечным совокупностям поступают иначе. Именно, задаются определённым уровнем точности и вводят понятие эпсилон-энтропии, как энтропии сообщения, записываемого с точностью до е, если сообщение представляет собой непрерывную величину или функцию (напр., времени); подробнее см. в ст. Энтропия.

Так же как и понятие энтропии, понятие количества информации, содержащейся в одном случайном объекте (случайной величине, случайном векторе, случайной функции и т. д.) относительно другого, вводится сначала для объектов с конечным числом возможных значений. Затем общий случай изучается при помощи предельного перехода. В отличие от энтропии, количество информации, напр., в одной непрерывно распределённой случайной величине относительно другой непрерывно распределённой величины очень часто оказывается конечным.

Понятие канала связи (см. Канал) в И. т. носит весьма общий характер. По сути дела, канал связи задаётся указанием множества "допустимых сообщений" на "входе канала", множеством "сообщений на выходе" и набором условных вероятностей получения того или иного сообщения на выходе при данном входном сообщении. Эти условные вероятности описывают влияние "помех", искажающих передаваемые сообщения. "Присоединяя" к каналу к.-л. источник сообщений, можно рассчитать количество информации относительно сообщения на входе, содержащееся в сообщении на выходе. Верхняя грань таких количеств информации, взятая по всем допустимым источникам, наз. пропускной способностью (ёмкостью) канала. Ёмкость канала - его основная информационная характеристика. Несмотря на влияние (возможно сильное) помех в канале, при определённом соотношении между энтропией поступающих сообщений и пропускной способностью канала возможна почти безошибочная передача (при надлежащем кодировании, см. Шеннона теорема).

И. т. отыскивает оптимальные, в смысле скорости и надёжности, способы передачи информации, устанавливая теоретич. пределы достижимого качества. Как видно из предыдущего, И. т. носит существенно статистич. характер, и поэтому значительная часть её математич. методов заимствуется из теории вероятностей.

Основы И. т. были заложены в 1948-49 амер. учёным К. Шенноном. В её теоретич. разделы внесён вклад сов. учёными A. H. Колмогоровым и А. Я. Хинчиным, а в разделы, соприкасающиеся с применениями, - В. А. Котельниковым, А. А. Харкевичем и др.

Лит.: Яглом A. M., Яглом И. M., Вероятность и информация, 2 изд., M., 1960; Шэннон К., Статистическая теория передачи электрических сигналов, в кн.: Теория передачи электрических сигналов при наличии помех. Сб. переводов, M., 1953; Голдман С., Теория информации, пер. с англ., M., 1957; Теория информации и её приложения. Сб. переводов, M., 1959; Xинчин А. Я., Понятие энтропии в теории вероятностей, "Успехи математических наук", 1953, т. 8, в. 3; Колмогоров A. H-, Теория передачи информации, M., 1956 (АН СССР. Сессия по научным проблемам автоматизации производства. Пленарное заседание); Питерсон У. У., Коды, исправляющие ошибки, пер. с англ., M., 1964.

Ю. В. Прохоров.

ИНФОРМАЦИИ ХРАНЕНИЕ, процесс передачи информации во времени, связанный с обеспечением неизменности состояний материального носителя информации (бумаги, фотоплёнки, магнитной ленты, перфокарты и т. п.). В общем случае И. х. основывается на свойстве запоминающего устройства обладать определённой памятью. В частном случае И. х. представляется как хранение документов. И. х. тесно связано с информационным поиском и поэтому должно осуществляться с обязательным соблюдением принципа адресности и предусматривать возможность вывода информации из запоминающего устройства и её воспроизведения в той или иной форме.

ИНФОРМАЦИОННАЯ МАШИНА, цифровая вычислительная машина, предназначенная для механизации и автоматизации процессов хранения, обработки, поиска данных в больших объёмах информации. И. м. автоматически классифицирует информацию и размещает её в определённых местах памяти или снабжает признаками для ускорения процесса её поиска. Отличит, признаки И.м.:наличие разнотипных запоминающих устройств большой ёмкости (до 109 букв или цифр) с развитой системой обмена данными между отд. накопителями; обширный набор устройств для ввода и вывода данных, включая текстовые, визуальные и речевые; наличие дистанционной автоматич. связи с источниками и потребителями информации; расширенный состав логич. операций для поиска; сортировки и обработки информации; возможность многопрограммной работы, наличие математич. обеспечения, содержащего информационно-поисковые языки, словари дескрипторов, классификаторы и программы поиска и переработки информации.

Лит.: Батраков В. А., Богатырев В. И., Электронные цифровые машины для решения информационно-логических задач, М.- Л., 1961; Белоногов Г. Г., Котов Р. Г., Автоматизированные информационно-поисковые системы, М., 1968.

А. В. Гусев.

ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР (ИВЦ), организационное подразделение предприятия или самостоят, учреждение, оборудованное ЭВМ для механизиров. или автоматизи-ров. обработки производств, научно-технической и экономической информации. ИВЦ служит для планирования произ-ва, учёта запасов сырья и готовой продукции, расчётов заработной платы, разработки маршрутов и графиков движения транспортных средств, обработки статистич., справочной и патентной информации и т. п. Информация поступает от соответствующих подразделений (служб) в ИВЦ, где записывается на перфоленту (магнитную ленту) и вводится в ЦВМ для обработки. Результаты обработки в виде табуляграмм выдаются с телетайпа или алфавитно-цифрового печатающего устройства в цехи, отделы, лаборатории, на диспетчерские пункты.

ИВЦ различают по составу оборудования, характеру решаемых задач и уровню автоматизации. В состав ИВЦ входят одна или неск. ЦВМ, счётно-перфорационные и счётно-клавишные машины, справочные и оперативные накопители информации, табло служб, пульты управления, средства печати и индикации и т. п. ИВЦ включают подразделения подготовки и программирования задач, технич. эксплуатации ЭВМ, вспомогат. устройств и т. д. Обслуживающий персонал - экономисты, программисты, инженеры по эксплуатации вычислит, машин, специалисты по электрооборудованию, вентиляционным и холодильным установкам. Особенность ИВЦ - обработка и хранение больших объёмов учётной информации и значит, уд. вес операций по вводу и выводу данных (см. также Автоматизация управленческих работ, Вычислительный центр).

Лит.: Думлер С. А., Автоматизированные системы управления промышленным предприятием, М., 1966.

Е. Я. Дашевский.

ИНФОРМАЦИОННОЕ БЮРО КОММУНИСТИЧЕСКИХ И РАБОЧИХ ПАРТИЙ, междунар. центр ряда коммунистич. и рабочих партий, существовавший в 1947-56; состоял из представителей центр, комитетов Болг. коммуни-стич. партии, Венг. партии трудящихся, Итал. коммунистич. партии, Польской объединённой рабочей партии, Рум. рабочей партии КПСС, Франц. коммунистич. партии, Коммунистич. партии Чехословакии, Коммунистич. партии Югославии (до 1948); ставил целью организацию обмена опытом между компартиями и в случае необходимости, координацию их деятельности.

Информбюро коммунистич. п рабочих партий было создано по решению совещания коммунистич. и рабочих партий, состоявшегося в Польше в конце сент. 1947. Последующие совещания проводились в сер. янв. 1948, во 2-й пол. июня 1948 (Румыния), во 2-й пол. нояб. 1949 {Венгрия). На совещаниях был принят ряд документов: Декларация по вопросу о международном положении (1947), резолюции "Об обмене опытом и координации деятельности партий" (1947), "Защита мира и борьба с поджигателями войны", "Единство рабочего класса и задачи коммунистических и рабочих партий" (1949). В этих документах дана характеристика расстановки осн. политич. сил на междунар. арене после 2-й мировой войны 1939-45. Информационное бюро приняло также два постановления (1948 и 1949) о положении в Коммунистич. партии Югославии, в к-рых руководству КПЮ был предъявлен ряд необоснованных обвинений.

Местом пребывания Информбюро сначала был Белград (1947-48), затем Бухарест (1948-56). Печатным органом была газ. "За прочный мир, за народную демократию!". В апр. 1956 совместным решением ЦК входивших в Информбюро партий его деятельность и издание газ. "За прочный мир, за народную демократию! " были прекращены.

Резолюции Информбюро см. в газ. "Правда", 1947, 5 окт.; 1948, 29 июня; 1949, 29 ноября; Информац. сообщение о прекращении деятельности Информбюро см. в газ. "Правда", 1956, 18 апр.

Е. И. Кусков.

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ, обеспечение специалистов необходимой научной и технич. информацией, осуществляемое информац. органами и службами. И. о. может иметь различные формы: выпуск информац. изданий (реферативных журналов, справочных бюллетеней и т. п.), составление списков литературы или подборки рефератов по заданной теме, перевод научных .документов с одного языка на другой, подготовка обзоров, фактографич. справок, рекомендаций и т. д. (см. Информации документальной преобразование). И. о. предусматривает также представление потребителю оригиналов или копий научных и технич. документов и литературы. Наиболее перспективным направлением развития И. о. является разработка и практич. реализация систем избират. распространения информации, в к-рых учитываются индивидуальные особенности специалистов как потребителей информации и их конкретные запросы (см. Информационный поиск). Организация И. о. основывается на чётком взаимодействии информационных органов и на применении современных технич. средств и систем информации .хранения, информационного поиска, воспроизведения и передачи информации. Информац. органом могут быть как отд. учреждения (институт, центр), так и структурные подразделения ведомств, учреждений, фирм или предприятий (отдел или бюро научно-технич. информации и т. п.), осуществляющие научно-информац. деятельность и И. о. специалистов, а также работу по научно-технич. пропаганде. Кроме того, на крупные информац. органы возлагается задача выполнения научных исследований в области информац. теории и практики. К информац. органам относятся также научные и технич. (специальные) библиотеки. Совокупность информац. органов в рамках к.-л. отрасли составляет отраслевую информац. систему (службу), .а в масштабе страны - общегосударств. информац. систему (службу). Общее руководство деятельностью информац. службы СССР возложено на Государственный комитет Совета Министров СССР по науке и технике. См. Информатика.

В. А. Полушкин.

ИНФОРМАЦИОННО - ЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, совокупность информационного языка, правил перевода с естеств. языка на информационный и обратного перевода, правил логич. вывода, предназначенная для алгоритмич. получения новой информации из нек-рой исходной.

В принципе одна и та же И.-л. с. может быть реализована на разных машинах и, наоборот, одна и та же машина может быть использована для реализации разных И.-л. с.

ИНФОРМАЦИОННО-ПОИСКОВАЯ СИСТЕМА, совокупность информационно-поискового языка, правил перевода с естественного языка на информационно-поисковый и обратного перевода, а также критерия соответствия, предназначенная для осуществления информационного поиска. От И.-п. с. необходимо отличать информационно-поисковое устройство, к-рое представляет собой спец. машину или определ. образом организованную совокупность технич. средств и предназначено для практич. осуществления информац. поиска. В число составных частей конкретной И.-п. с., кроме информационно-поискового языка, правил перевода и критерия соответствия, входят также средства её технич. реализации, массив текстов (документов), в к-ром осуществляется информац. поиск, и люди, непосредственно участвующие в этом поиске. Различают 2 осн. вида И.-п. с. - документальные и фактографические. Примеры конкретных документ. И.-п. с. - указатель в книге, библиотечный каталог или книгохранилище в библиотеке и т. д., а фактографических - телефонный справочник, адресная книга, каталог изделий и т. п. Фактографич. И.-п. с., в отличие от информационно-логической системы, не обеспечивает получения новой информации из имеющейся в ней, а только помогает быстро отыскивать такие факты или сведения, к-рые были в неё введены. Разновидностью документ. И.-п. с. являются библиографич. И.-п. с., предназначенные для поиска лишь библиографич. описаний текстов (документов), содержащих необходимую информацию, а не самих текстов.

А. И. Чёрный.

ИНФОРМАЦИОННО-ПОИСКОВЫЙ ЯЗЫК, знаковая система, предназначенная для описания (путём индексирования) осн. смыслового содержания текстов (документов) или их частей, а также для выражения смыслового содержания информац. запросов с целью реализации информационного поиска. Любой абстрактный И.-п. я. состоит из алфавита (списка элементарных символов), правил образования и правил интерпретации. Правила образования устанавливают, какие комбинации элементарных символов допускаются при построении слов и выражений, а правила интерпретации - как надлежит понимать эти слова и выражения.

И.-п. я. должен располагать лексико-грамматич. средствами, необходимыми для выражения осн. смыслового содержания любого текста и смысла любого информац. запроса по данной отрасли или предмету, быть недвусмысленным (допускать одно истолкование каждой записи), удобным для алгоритмич. сопоставления и отождествления (полного или частичного) записей осн. смыслового содержания текстов и смыслового содержания информац. запросов. При разработке конкретного И.-п. я. учитываются специфика отрасли или предмета, для к-рой этот язык создаётся, особенности текстов, образующих поисковый массив, характер информац. потребностей, для удовлетворения к-рых создаётся данная информационно-поисковая система. В большинстве И.-п. я. осн. словарный состав (лексика) задаётся его перечислением и представляет собой фрагмент лексики того или иного естеств. языка. Отобранные из естеств. языка слова и словосочетания, в совокупности образующие осн. словарный состав, служат как бы алфавитом данного И.-п. я. Правила образования в таких И.-п. я. выполняют функцию синтаксиса. В нек-рых И.-п. я. осн. словарный состав задаётся (полностью ила частично) методом порождения, к-рый заключается в том, что для таких И.-п. я. правила образования устанавливают, как из данного алфавита строить слова И.-п. я., а из этих слов - выражения (фразы) и какие из них будут правильно построенными. И.-п. я. отличается от информационного языка и от машинного языка. В сер. 20 в. в качестве И.-п.я. широко применяются классификации библиотечно-библиографические и языки дескрипторного типа (см. Дескриптор).

Лит.: Михайлов А. И., Черный А. И., Гиляревский Р. С., Основы информатики, 2 изд., М., 1968, с. 316-515.

А. И. Чёрный,

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЗАПРОС, текст, смысловое содержание к-рого выражает нек-рую информац. потребность. После индексирования И. з. становится поисковым предписанием для информационно-поисковой системы. Напр., И. з. по теме "Воздушные линии передачи электроэнергии" выражается на языке "Универсальной десятичной классификации" индексом 621.315. 1, к-рый является поисковым предписанием для выдачи системой необходимой информации.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК, процесс отыскания в нек-ром множестве текстов (документов) всех таких, к-рые посвящены указанной в запросе теме (предмету) или содержат нужные потребителю факты, сведения. И. п. осуществляется посредством информационно-поисковой системы и выполняется вручную либо с использованием средств механизации или автоматизации. Непременным участником И. п. является человек. В зависимости от характера информации, к-рая содержится в выдаваемых информационно-поисковой системой (ИПС) текстах, И. п. может быть документальным, в т. ч. библиографическим, и фактографическим. И. п. нужно отличать от логической переработки информации, без к-рой невозможна непосредств. выдача человеку ответов на задаваемые им вопросы. При И. п. отыскиваются - и могут быть найдены - такие и только такие факты или сведения, к-рые были введены в ИПС. Перед вводом в ИПС текста (документа) определяется его осн. смысловое содержание (тема или предмет), к-рое затем переводится и записывается на одном из информационно-поисковых языков (см. также Индексирование). Эта запись наз. поисковым образом текста. Так же поступают и когда в ИПС вводят определ. образом записанные факты, сведения. Поступивший запрос также переводится на информационно-поисковый язык, образуя поисковое предписание. Поскольку поисковые образы текстов и поисковые предписания записаны на одном и том же языке, выражения на к-ром допускают только одно истолкование, то возможно сравнивать их формально, не вникая в смысл. Для этого задаются определ. правила (критерии соответствия), устанавливающие, при какой степени формального совпадения поискового образа с поисковым предписанием текст следует считать отвечающим на информац. запрос и подлежащим выдаче.

Технич. эффективность И. п. характеризуется двумя относит, показателями - коэфф. точности (отношением числа текстов, отвечающих на информац. запрос, к общему числу текстов в данной выдаче) и коэфф. полноты (отношением числа текстов, отвечающих на информац. запрос, к общему числу таких текстов, содержащихся в данной ИПС). Необходимые значения этих показателей зависят от специфики информац. потребностей. Напр., при поиске патентных описаний с целью проведения экспертизы патентной заявки на новизну необходима 100%-ная полнота выдачи; при поиске, ориентированном на обычного исследователя или инженера, очень хорошей считается точность выдачи ок. 80% , полнота - ок. 50%.

И. п. может быть двух типов - избирательное (или адресное) распространение информации и ретроспективный поиск. При избират. распространении информации И. п. производится по постоянным запросам нек-рого числа потребителей (абонентов), осуществляется периодически (обычно один раз в неделю или в две недели) и выполняется лишь в массиве текстов, поступивших в ИПС за этот период времени. Между ИПС и потребителями (абонентами) устанавливается эффективно действующая обратная связь (абонент сообщает, в какой степени этот текст соответствует запросу и нужна ли ему копия полного текста, о степени соответствия этого текста его информац. потребности), к-рая позволяет уточнять потребности абонентов, своевременно реагировать на изменения этих потребностей и оптимизировать работу системы. При ретроспективном поиске ИПС отыскивает содержащие требуемую информацию тексты во всём накопленном массиве текстов по разовым запросам.

Дальнейшее развитие И. п. направлено на его механизацию и автоматизацию. Для этого используются перфокарты ручного обращения (с краевой перфорацией, щелевые и просветные), счётно-перфорационные машины, электронные цифровые вычислит, машины, а также спец. технические средства - микрофотографические, с магнитной и видеомагнитной записью информации и т. д.

Лит.: Михайлов А. И., Черный А. И., Гиляревский Р. С., Основы информатики, 2 изд., М., 1968, с. 244-620; Bourne Ch. P., Methods of information handling, N. Y., 1963; Vickегу В. С., On retrieval system theory, 2 ed., L., 1965.

А. И. Чёрный.

"ИНФОРМАЦИОННЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ СССР" (ИУС), ежемесячное официальное издание Гос. комитета стандартов Совета Министров СССР.

Издаётся в Москве с 1940. Рассчитано на широкий круг инж.-технич. работников. Включает перечень гос. стандартов (располагается по разделам и группам классификатора ГОСТов), утверждённых Госстандартом СССР за прошедший месяц (в т. ч. на аттестованную продукцию), номера отменённых и изменённых стандартов и инструкций. К каждому номеру ИУС выпускается приложение (тексты изменений и поправок, внесённых в гос. стандарты). На основе материалов гос. регистрации стандартов ИУС составляет Всесоюзный информац. фонд стандартов и технич. условий. Тираж (1971) 47 тыс. экз.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЯЗЫК, специальный искусственный язык, используемый в системах обработки информации (см. Языки информационные).

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЯЗЫК для информационно-логической системы, формальная семантич. система, состоящая из нек-рого алфавита (списка элементарных символов) и правил образования, преобразования и интерпретации. Правила образования устанавливают, какие комбинации элементарных символов допускаются, правила преобразования - какие допускаются преобразования выражений (на И. я.) с целью получения логич. вывода, а правила интерпретации - как надлежит понимать выражения, составленные по правилам образования. Т. к. И. я. используется в информационно-логических системах для записи фактов и сведений, он должен быть недвусмысленным, удобным для дедуктивного логич. вывода и отождествления разным образом записанных одинаковых фактов и сведений, пригодным для использования в информац. машине. Такое построение И. я. позволяет вводить в машину не все известные факты и сведения (это было бы невозможно), а лишь основные, из к-рых в ней можно получить остальные по правилам преобразования.

Чем более формализован реальный язык той или иной отрасли науки (наиболее формализованные языки используются в математике и химии), тем легче создать для неё И. я. Необходимо отличать И. я. от информационно-поискового языка, предназначенного для решения другой, значительно более простой задачи - для поиска текстов (документов), осн. смысловое содержание к-рых отвечает на нек-рый информационный запрос, и поэтому имеющего иную структуру.

А. И. Чёрный.

ИНФОРМАЦИЯ (от лат. informatio - разъяснение, изложение), первоначально - сведения, передаваемые одними людьми другим людям устным, письменным или к.-л. другим способом (напр., с помощью условных сигналов, с использованием технич. средств и т. д.), а также сам процесс передачи или получения этих сведений. И. всегда играла в жизни человечества очень важную роль. Однако в сер. 20 в. в результате социального прогресса и бурного развития науки и техники роль И. неизмеримо возросла. Кроме того, происходит лавинообразное нарастание массы разнообразной И., получившее название "информационного взрыва". В связи с этим возникла потребность в научном подходе к И., выявлении её наиболее характерных свойств, что привело к двум принципиальным изменениям в трактовке понятия И. Во-первых, оно было расширено и включило обмен сведениями не только между человеком и человеком, но также между человеком и автоматом, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растит, мире. Передачу признаков от клетки к клетке и от организма к организму также стали рассматривать как передачу И. (см. Генетическая информация, Кибернетика биологическая). Во-вторых, была предложена количеств, мера И. (работы К. Шеннона, А. Н. Колмогорова и др.), что привело к созданию информации теории.

Более общий, чем прежде, подход к понятию И., а также появление точной количеств, меры И. пробудили огромный интерес к изучению И. С нач. 1950-х гг. предпринимаются попытки использовать понятие И. (не имеющее пока единого определения) для объяснения и описания самых разнообразных явлений и процессов.

Исследование проблем, связанных с научным понятием И., идёт в трёх осн. направлениях. Первое из них состоит в разработке матем. аппарата, отражающего осн. свойства И. (см. Информация в кибернетике).

Второе направление заключается в теоретич. разработке различных аспектов на базе уже имеющихся матем. средств, в исследовании различных свойств И. Напр., уже с момента создания теории И. возникла сложная проблема измерения ценности, полезности И. с точки зрения её использования. В большинстве работ по теории И. это свойство не учитывается. Однако важность его несомненна. В количеств, теории, выдвинутой в 1960 А. А. Харкевичем, ценность И. определяется как приращение вероятности достижения данной цели в результате использования данной И. Близкие по смыслу работы связаны с попытками дать строгое математич. определение количества семантич. (т. е. смысловой) И. (Р. Карнап и др.).

Третье направление связано с использованием информационных методов в лингвистике, биологии, психологии, социологии, педагогике и др. В лингвистике, напр., проводилось измерение информативной ёмкости языков. После статистич. обработки большого числа текстов, выполненной с помощью ЭВМ, а также сопоставления длин переводов одного и того же текста на разные языки и многочисл. экспериментов по угадыванию букв текста выяснилось, что при равномерной нагрузке речевых единиц информацией тексты могли бы укоротиться в 4-5 раз. Так был с этой точки зрения установлен факт избыточности естеств. языков и довольно точно измерена её величина, находящаяся в этих языках примерно на одном уровне. В нейрофизиологии информационные методы помогли лучше понять механизм действия осн. закона психофизики - закона Вебера - Фехнера, к-рый утверждает, что ощущение пропорционально логарифму возбуждения. Именно такая зависимость должна иметь место в случае, если нервные волокна, передающие сигналы от акцепторов к мозгу, обладают свойствами, присущими идеализированному каналу связи, фигурирующему в теории И. Значит, роль информационный подход сыграл в генетике и молекулярной биологии, позволив, в частности, глубже осознать роль молекул РНК как переносчиков И. Ведутся также исследования по применению информационных методов в искусствоведении.

Такое разнообразное использование понятия И. побудило нек-рых учёных придать ему общенаучное значение. Основоположниками такого общего подхода к понятию И. были англ. нейрофизиолог У. Р. Эшби и франц. физик Л. Бриллюэн. Они исследовали вопросы общности понятия энтропии в теории И. и термодинамике, трактуя И. как отрицательную энтропию (негэнтропию). Бриллюэн и его последователи стали изучать информационные процессы под углом зрения второго начала термодинамики, рассматривая передачу И. нек-рой системе как усовершенствование этой системы, ведущее к уменьшению её энтропии. В нек-рых филос. работах был выдвинут тезис о том, что И. является одним из основных универсальных свойств материи. Положительная сторона этого подхода состоит в том, что он связывает понятие И. с понятием отражения. См. также ст. Информатика, Информация общественно-политическая, Массовая коммуникация.

Лит.: Эшби У. Р., Введение в кибернетику, пер. с англ., М., 1959; Xаркевич А. А., О ценности информации, в сб.: Проблемы кибернетики, в. 4, М., 1960; Шеннон К. Э., Работы по теории информации и кибернетике, пер. с англ., М., 1963; Колмогоров А. Н., Три подхода к определению понятия "количество информации", "Проблемы передачи информации", 1965, т. 1, в. 1; Бриллюэн Л. Научная неопределённость и информация, пер. с англ., М., 1966; Урсул А. Д., Информация, М., 1971.

В. Н. Тростников.

ИНФОРМАЦИЯ общественно-политическая, совокупность сообщений об актуальных новостях внутренней и международной жизни, распространяемых средствами массовой коммуникации и ориентирующих аудиторию в фактах, явлениях, процессах политич., экономич., научной, культурной и пр. жизни общества. В социалистич. обществе к И. предъявляются требования правдивости и точности изложения правильно отобранных и сгруппированных типических фактов, объективного анализа и комментирования событий и процессов социальной жизни на основе марксистско-ленинской методологии в соответствии с принципом партийности. Коммунистическая партия придаёт важное значение проблеме информированности масс трудящихся с целью их сознательного и активного участия в общественной жизни, а также поступлению фактической и оценочной И. от самих трудящихся о положении дел во всех сферах нар. х-ва и культуры, о мнениях по различным обществ, вопросам; эта "обратная" И. используется для принятия решений на различных уровнях социального управления.

Бурж. пропаганда, стремясь ориентировать массы в своих целях, широко использует методы дезинформации, необъективно излагая факты и сущность событий, замалчивая важные сведения, делая упор на сенсационные сообщения о малозначимых событиях.

В журналистике главными формами оперативной передачи И. являются информационные жанры публицистики - хроника, заметки, репортажи, отчёты, интервью, обзоры.

Лит.: Бровиков В. И., Попович И. В., Современные проблемы политической информации и агитации, М., 1969.

ИНФОРМАЦИЯ (от лат. informatio - разъяснение, изложение), первоначально - сведения, передаваемые одними людьми другим людям устным, письменным или к.-л. другим способом (напр., с помощью условных сигналов, с использованием технич. средств и т. д.), а также сам процесс передачи или получения этих сведений. И. всегда играла в жизни человечества очень важную роль. Однако в сер. 20 в. в результате социального прогресса и бурного развития науки и техники роль И. неизмеримо возросла. Кроме того, происходит лавинообразное нарастание массы разнообразной И., получившее название "информационного взрыва". В связи с этим возникла потребность в научном подходе к И., выявлении её наиболее характерных свойств, что привело к двум принципиальным изменениям в трактовке понятия И. Во-первых, оно было расширено и включило обмен сведениями не только между человеком и человеком, но также между человеком и автоматом, автоматом и автоматом; обмен сигналами в животном и растит, мире. Передачу признаков от клетки к клетке и от организма к организму также стали рассматривать как передачу И. (см. Генетическая информация, Кибернетика биологическая). Во-вторых, была предложена количеств, мера И. (работы К. Шеннона, A. H. Колмогорова и др.), что привело к созданию информации теории.

Более общий, чем прежде, подход к понятию И., а также появление точной количеств, меры И. пробудили огромный интерес к изучению И. С нач. 1950-х гг. предпринимаются попытки использовать понятие И. (не имеющее пока единого определения) для объяснения и описания самых разнообразных явлений и процессов.

Исследование проблем, связанных с научным понятием И., идёт в трёх осн. направлениях. Первое из них состоит в разработке матем. аппарата, отражающего осн. свойства И. (см. Информация в кибернетике).

Второе направление заключается в тео-ретич. разработке различных аспектов И. на базе уже имеющихся матем. средств, в исследовании различных свойств И. Напр., уже с момента создания теории И. возникла сложная проблема измерения ценности, полезности И. с точки зрения её использования. В большинстве работ по теории И. это свойство не учитывается. Однако важность его несомненна. В количеств, теории, выдвинутой в 1960 А. А. Харкевичем, ценность И. определяется как приращение вероятности достижения данной цели в результате использования данной И. Близкие по смыслу работы связаны с попытками дать строгое математич. определение количества се-мантич. (т. е. смысловой) И. (P. Карнап и др.).

Третье направление связано с использованием информационных методов в лингвистике, биологии, психологии, социологии, педагогике и др. В лингвистике, напр., проводилось измерение информативной ёмкости языков. После статистич. обработки большого числа текстов, выполненной с помощью ЭВМ, а также сопоставления длин переводов одного и того же текста на разные языки и многочисл. экспериментов по угадыванию букв текста выяснилось, что при равномерной нагрузке речевых единиц информацией тексты могли бы укоротиться в 4-5 раз. Так был с этой точки зрения установлен факт избыточности естеств. языков и довольно точно измерена её величина, находящаяся в этих языках примерно на одном уровне. В нейрофизиологии информационные методы помогли лучше попять механизм действия осн. закона психофизики - закона Beбера - Фехнера, к-рый утверждает, что ощущение пропорционально логарифму возбуждения. Именно такая зависимость должна иметь место в случае, если нервные волокна, передающие сигналы от акцепторов к мозгу, обладают свойствами, присущими идеализированному каналу связи, фигурирующему в теории И. Значит, роль информационный подход сыграл в генетике и молекулярной биологии, позволив, в частности, глубже осознать роль молекул РНК как переносчиков И. Ведутся также исследования по применению информационных методов в искусствоведении.

Такое разнообразное использование понятия И. побудило нек-рых учёных придать ему общенаучное значение. Основоположниками такого общего подхода к понятию И. были англ, нейрофизиолог У. P. Эшби и франц. физик Л, Бриллюэн. Они исследовали вопросы общности понятия энтропии в теории И. и термодинамике, трактуя И. как отрицательную энтропию (негэнтропию). Бриллюэн и его последователи стали изучать информационные процессы под углом зрения второго начала термодинамики, рассматривая передачу И. нек-рой системе как усовершенствование этой системы, ведущее к уменьшению её энтропии. В нек-рых филос. работах был выдвинут тезис о том, что И. является одним из основных универсальных свойств материи. Положительная сторона этого подхода состоит в том, что он связывает понятие И. с понятием отражения. См. также ст. Информатика, Информация общественно-политическая, Массовая коммуникация.

Лит.: Эшби У. P., Введение в кибернетику, пер. с англ., JM., 1959; Xаркевич А. А., О ценности информации, в сб.: Проблемы кибернетики, в. 4, M., 1960; Шеннон К. Э., Работы по теории информации и кибернетике, пер. с англ., M., 1963; Колмогоров A. H., Три подхода к определению понятия "количество информации", "Проблемы передачи информации", 1965, т. 1, в. 1; Бриллюэн JI- Научная неопределённость и информация, пер. с англ., M., 1966; Урсул А. Д., Информация, M., 1971.

В. H. Тростников.

ИНФОРМАЦИЯ общественно-политическая, совокупность сообщений об актуальных новостях внутренней и международной жизни, распространяемых средствами массовой коммуникации и ориентирующих аудиторию в фактах, явлениях, процессах политич., экономич., научной, культурной и пр. жизни общества. В социалистич. обществе к И. предъявляются требования правдивости и точности изложения правильно отобранных и сгруппированных типических фактов, объективного анализа и хомментирования событий и процессов социальной жизни на основе марксистско-ленинской методологии в соответствии с принципом партийности. Коммунистическая партия придаёт важное значение проблеме информированности масс трудящихся с целью их сознательного и активного участия в общественной жизни, а также поступлению фактической и оценочной И. от самих трудящихся о положении дел во всех сферах нар. х-ва и культуры, о мнениях по различным обществ, вопросам; эта "обратная" И. используется для принятия решений на различных уровнях социального управления.

Бурж. пропаганда, стремясь ориентировать массы в своих целях, широко использует методы дезинформации, необъективно излагая факты и сущность событий, замалчивая важные сведения, делая упор на сенсационные сообщения о малозначимых событиях.

В журналистике главными формами оперативной передачи И. являются информационные жанры публицистики - хроника, заметки, репортажи, отчёты, интервью, обзоры.

Лит.: Бровиков В. И., Попович И. В., Современные проблемы политической информации и агитации, M., 1969.

ИНФОРМАЦИЯ в кибернетике. Естественнонаучное понимание И. основано на двух определениях этого понятия, предназначенных для различных целей (для информации теории, иначе называемой статистич. теорией связи, и теории статистических оценок). К ним можно присоединить и третье (находящееся в стадии изучения), связанное с понятием сложности алгоритмов.

Центральное положение понятия И. в кибернетике объясняется тем, что кибернетика (ограничивая и уточняя интуитивное представление об И.) изучает машины и живые организмы с точки зрения их способности воспринимать определённую И., сохранять её в "памяти", передавать по "каналам связи"- и перерабатывать её в "сигналы", направляющие их деятельность в соответствующую сторону.

В нек-рых случаях возможность сравнения различных групп данных по содержащейся в них И. столь же естественна, как возможность сравнения плоских фигур по их "площади": независимо от способа измерения площадей можно сказать, что фигура А имеет не большую площадь, чем В, если А может быть целиком помещена в В (ср. примеры 1-3 ниже). Более глубокий факт - возможность выразить площадь числом и на этой основе сравнить между собой фигуры произвольной формы - является результатом развитой математич. теории. Подобно этому, фундаментальным результатом теории И. является утверждение о том, что в определённых весьма широких условиях можно пренебречь качественными особенностями И. и выразить её количество числом. Только этим числом определяются возможности передачи И. по каналам связи и её хранения в запоминающих устройствах.

Пример 1. В классической механике знание положения и скорости частицы, движущейся в силовом поле, в данный момент времени даёт И. о её положении в любой будущий момент времени, притом полную в том смысле, что это положение может быть предсказано точно. Знание энергии частицы даёт И., но, очевидно, неполную.

Пример 2. Равенство

1025-1-1.jpg

даёт И. относительно вещественных переменных a и b. Равенство 1025-1-2.jpg

даёт меньшую И. [т. к. из (1) следует (2), ио эти равенства не равносильны]. Наконец, равенство 1025-1-3.jpg

равносильное (1), даёт ту же И., то есть (1) и (3) - это различные формы задания одной и той же И.

Пример 3. Результаты произведённых с ошибками независимых измерений к.-л. физич. величины дают И. о её точном значения. Увеличение числа наблюдений увеличивает эту И.

Пример З а. Среднее арифметическое результатов наблюдений также содержит некоторую И. относительно рассматриваемой величины. Как показывает математическая статистика, в случае нормального распределения вероятностей ошибок с известной дисперсией среднее арифметическое содержит всю И.

Пример 4. Пусть результатом нек-рого измерения является случайная величина X. При передаче по нек-рому каналу связи X искажается, в результате чего на приёмном конце получают величину 1025-1-4.jpg , где 1025-1-5.jpg не зависит от X (в смысле теории вероятностей). "Выход" Y даёт И. о "входе" X; причём естественно ожидать, что эта И. тем меньше, чем больше дисперсия случайной ошибки1025-1-6.jpg

В каждом из приведённых примеров данные сравнивались по большей или меньшей полноте содержащейся в них И. В примерах 1-3 смысл такого сравнения ясен и сводится к анализу равносильности или неравносильности нек-рых соотношений. В примерах 3 а и 4 этот смысл требует уточнения. Это уточнение даётся, соответственно, математич. статистикой и теорией И. (для к-рых эти примеры являются типичными).

В основе теории информации лежит предложенный в 1948 амер. учёным К. Шенноном способ измерения количества И., содержащейся в одном случайном объекте (событии, величине, функции и т. п.) относительно др. случайного объекта. Этот способ приводит к выражению количества И. числом. Положение можно лучше объяснить в простейшей обстановке, когда рассмаг-риваемые случайные объекты являются случайными величинами, принимающими лишь конечное число значений. Пусть X - случайная величина, принимающая значения 1025-1-7.jpg с вероятностями 1025-1-8.jpg , a Y - случайная величина, принимающая значения1025-1-9.jpg с вероятностями 1025-1-10.jpg. Тогда И.I(X,Y) относительно У, содержащаяся в X,1025-1-11.jpg определяется формулой

где Ptj - вероятность совмещения событий 1025-1-12.jpg и логарифмы берутся по основанию 2. И. I(X, Y) обладает рядом свойств, к-рые естественно требовать от меры количества И. Так, всегда 1025-1-13.jpgи равенство1025-1-14.jpg возможно тогда и только тогда, когда 1025-1-15.jpg при всех 1025-1-16.jpg, т. е. когда случайные величины X и Y независимы. Далее, всегда1025-1-17.jpg и равенство возможно только в случае, когда Y есть функция от X (напр., 1025-1-18.jpg и т. д.). Кроме того, имеет место равенство1025-1-19.jpg Величина носит 1025-1-20.jpg название энтропии случайной величины X. Понятие энтропии относится к числу основных понятий теории И. Количество И. и энтропия связаны соотношением

1025-1-21.jpg

где H (X, У) - энтропия пары (X, Y), T. е.

Величина 1025-1-22.jpg энтропии указывает среднее число двоичных знаков (см. Двоичные единицы), необходимое для различения (или записи) возможных значений случайной величины (подробнее см. Кодирование, Энтропия). Это обстоятельство позволяет понять роль количества И. (4) при "хранения" И. в запоминающих устройствах. Если случайные величины X и Y независимы, то для записи значения X требуется в среднем H(X) двоичных знаков, для значения Y требуется H(Y) двоичных знаков, а для пары 1025-1-23.jpg требуется 1025-1-24.jpg двоичных знаков. Если же случайные величины X и Y зависимы, то среднее число двоичных знаков, необходимое для записи пары 1025-1-25.jpg, оказывается меньшим суммы H(X) + H(Y), т. к. с помощью 1025-1-26.jpg значительно более глубоких теорем выясняется роль количества И. (4) в вопросах передачи И. по каналам связи. Основная информационная характеристика каналов, т. н. пропускная способность (или ёмкость), определяется через понятие "И." (подробнее см. Канал).

Если X и Y имеют совместную плотность р(х, у), то

где 1025-1-27.jpg буквами р и q обозначены плотности вероятности X и Y соответственно. При этом энтропии H (X) и H (Y) не существуют, но имеет место формула, аналогичная (5),

1025-1-28.jpg

где 1025-1-29.jpg

дифференциальная энтропия 1025-1-30.jpg определяется подобным же образом].

Пример 5. Пусть в условиях примера 4 случайные величины 1025-1-31.jpg имеют нормальное распределение вероятностей с нулевыми средними значениями и дисперсиями, равными соответственно 1025-1-32.jpg и

1025-1-33.jpg. Тогда, как молено подсчитать по формулам (6) или (7):

Таким 1025-1-34.jpg образом, количество И. в "принятом сигнале" Y относительно "переданного сигнала" X стремится к нулю при возрастании уровня "помех" 1025-1-35.jpg (т. е. при 1025-1-36.jpg ) и неограниченно возрастает при исчезающе малом влиянии "помех" (т. е. при 1025-1-37.jpg ).

Особенный интерес для теории связи представляет случай, когда в обстановке примеров 4 и 5 случайные величины X и Y заменяются случайными функциями (или, как говорят, случайными процессами) X (t) и У (t), к-рые описывают изменение нек-рой величины на входе и на выходе передающего устройства. Количество И. в Y (t) относительно X (t) при заданном уровне помех ("шумов", по акустич. терминологии) 1025-1-38.jpg может служить критерием качества самого этого устройства (см. Сигнал, Шеннона теорема).

В задачах математич. статистики также пользуются понятием И. (ср. примеры 3 и 3 а). Однако как по своему формальному определению, так и по своему назначению оно отличается от вышеприведённого (из теории И.). Статистика имеет дело с большим числом результатов наблюдений и заменяет обычно их полное перечисление указанием нек-рых сводных характеристик. Иногда при такой замене происходит потеря И., но при нек-рых условиях сводные характеристики содержат всю И., содержащуюся в полных данных (разъяснение смысла этого высказывания даётся в конце примера 6). Понятие И. в статистике было введено англ, статистиком P. Фишером в 1921.

Пример 6. Пусть 1025-1-39.jpg - результаты n независимых наблюдений нек-рой величины, распределённые по нормальному закону с плотностью вероятности

1025-1-40.jpg

где параметры 1025-1-41.jpg (среднее и дисперсия) неизвестны и должны быть оценены по результатам наблюдений. Достаточными статистиками (т. е. функциями от результатов наблюдений, содержащими всю И. о неизвестных параметрах) в этом примере являются 1025-1-42.jpg среднее арифметическое

и т. н. эмпирическая 1025-1-43.jpg дисперсия

Если параметр1025-1-44.jpgизвестен, то достаточной статистикой будет только X (ср. пример 3 а выше).

Смысл выражения "вея И." может быть пояснён следующим образом. Пусть имеется к.-л. функция неизвестных параметров1025-1-45.jpg и пусть 1025-1-46.jpg - к.-л. её оценка, лишённая система-тич. ошибки. Пусть качество оценки (её точность) измеряется (как это обычно делается в задачах математич. статистики) дисперсией разности 1025-1-47.jpg Тогда существует другая оценка 1025-1-48.jpg, зависящая не от отдельных величин Xt, а только от сводных характеристик X и s2, не худшая (в смысле упомянутого критерия), чем 1025-1-49.jpg . P. Фишером была предложена также мера (среднего) количества И. относительно неизвестного параметра, содержащейся в одном наблюдении. Смысл этого понятия раскрывается в теории статистич. оценок.

Лит.: Крамер Г., Математические методы статистики, пер. с англ., M., 1948; Ван-дер-Варден Б. JI., Математическая статистика, пер. с нем., M., 1960; Кульбак С., Теория информации и статистика, пер. с англ., M., 1967.

Ю. В. Прохоров.

ИНФОРМОСОМЫ, частицы, присутствующие в животных клетках и состоящие из высокомолекулярной (нерибосомной) рибонуклеиновой кислоты (РНК) и особого белка. И. обнаружены впервые сов. биохимиком А. С. Спириным с сотрудниками (1964) в цитоплазме зародышей рыб, где они представлены смесью частиц разных размеров с мол. массой 500 тыс. - 50 млн. и более. Отношение массы РНК к массе белка в И. постоянно (ок. 1 : 4) и одинаково у всех частиц, независимо от их размера. Аналогичные частицы найдены в клетках млекопитающих, в т. ч. заражённых вирусами, а также у иглокожих и насекомых. В И. содержится, по-видимому, информационная РНК (и-РНК) - отсюда название. Белок И. служит, вероятно, для переноса и-РНК из ядра в цитоплазму, а также для защиты и-РНК от разрушения и регуляции скорости белкового синтеза.

ИНФРАЗВУК (от лат. infra - ниже, под), упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами ниже области слышимых человеком частот. Обычно за верхнюю границу инфразвуковой области принимают частоты 16-25 гц. Нижняя граница инфразвукового диапазона неопределённа. Практич. интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей гц, т. е. с периодами в десяток секунд. И. содержатся в шуме атмосферы, леса и моря; их источник - турбулентность атмосферы и ветер (напр., т. н. "голос моря" - инфразвуковые колебания, образующиеся от завихрений ветра на гребнях морских волн). Источником инфразвуковых колебаний являются грозовые разряды (гром), а также взрывы и орудийные выстрелы.

В земной коре наблюдаются сотрясения и вибрации инфразвуковых частот от самых разнообразных источников, в т. ч. от взрывов, обвалов и трансп. возбудителей (см. Сейсмические волны).

Для И. характерно малое поглощение в различных средах, вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Это явление находит практич. применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение И. на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия - цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.

Приём и измерение И. производятся спец. микрофонами, гидрофонами, геофонами или виброметрами.

Лит.: Шулейкин В. В., Физика моря, 4 изд., M., 1968: Коул Р., Подводные взрывы, пер. с англ., M., 1950.

И. Г. Русаков.

ИНФРАКРАСНАЯ АЭРОСЪЁМКА, ИК-съёмка, съёмка местности с воздуха в невидимых инфракрасных лучах. Различают фотографическую ИК-съёмку в ближней инфракрасной зоне спектра (0,8-1,1 мкм), выполняемую непосредственно на инфрахроматиче-ской аэрофотоплёнке в дневные часы, и фотоэлектронную ИК-съёмку в дальней инфракрасной зоне (1,2-25 мкм, рабочие интервалы 2-5,8-10 и 14- 15 мкм), выполняемую в светлое и тёмное время при помощи специальных съёмочных камер, регистрирующих тепловые излучения земной поверхности и преобразующих их в световые изображения, к-рые автоматич. переснимаются с экрана электроннолучевой трубки на фотоплёнку. При обоих видах ИК-съёмки получают чёрно-белые аэроснимки, внешне подобные обычным панхроматическим аэроснимкам в видимых лучах (см. рис. 7 на вклейке, табл. XVlII, стр. 352-353).

Фотографич. ИК-снимки из-за особенностей спектрального отражения объектов в данной зоне эффективны для воспроизведения береговых линий и заболоченности, дешифрирования состава смешанных лесов и посевов, определения местных предметов по аэрофотоизображению их теней. Фотоэлектронные ИК-снимки дают существенный эффект при картировании вулканич. и гидротермальных явлений, подземных и лесных пожаров; перспективны для изучения льдов и водных масс (с разделением по температурным характеристикам, загрязнённости и т. д.); дешифрирование нек-рых горных пород, гидрографич. сети под древесно-кустарниковым пологом, а также зданий, трубопроводов и др. сооружений, различающихся между собой по тепловым свойствам. По междунар. терминологии, снимки первого вида именуются IR-photography, т. е. ИК-фотографии, второго - IR-imagery, т. е. ИК-изображения. См. также ст. Инфракрасная фотография.

Л. M. Голъдман.

ИНФРАКРАСНАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ, метод дефектоскопии, при к-ром для обнаружения непрозрачных для видимого света неоднородностей в материале используют индюакпасное излучение.

ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, ИК-с пектроскопия, раздел спектроскопии, включающий получение, исследование и применение спектров испускания, поглощения и отражения в инфракрасной области спектра (см. Инфракрасное излучение). И. с. занимается гл. обр. изучением молекулярных спектров, т. к. в ИК-области расположено большинство колебательных и вращательных спектров молекул. В И. с. наиболее широкое распространение получило исследование ИК-спектров поглощения, к-рые возникают в результате поглощения ИК-излучения при прохождении его через вещество. Это поглощение носит селективный характер и происходит на тех частотах, к-рые совпадают с нек-рыми собственными частотами колебаний атомов в молекулах вещества и с частотами вращения молекул как целого, а в случае кристаллич. вещества - с частотами колебаний кристаллич. решётки. В результате интенсивность ИК-излучения на этих частотах резко падает-образуются полосы поглощения (см. рис.).

1025-1-50.jpg

Зависимость интенсивности падающего I0(v) и прошедшего через вещество I(v) излучения. v1, v2, v3,... - собственные частоты вещества; заштрихованные области - полосы поглощения.

Количественная связь между интенсивностью I прошедшего через вещество излучения, интенсивностью падающего излучения Iо и величинами, характеризующими поглощающее вещество, даётся Бугера - Ламберта - Вера законом. На практике обычно ИК-спектр поглощения представляют графически в виде зависимости от частоты v (или длины волны ).) ряда величин, характеризующих поглощающее вещество: коэффициента пропускания T(v) = I(v)/I0(v); коэффициента поглощения A(V) = [Iо(v) - I(v)]/Io(v) = 1 - T(V); оптической плотности D(v)= ln[1/T(v)]=x(v)cl, где x(v) - показатель поглощения, с - концентрация поглощающего вещества, l - толщина поглощающего слоя вещества. Поскольку D(V) пропорциональна x(v) и с, она обычно применяется для количественного анализа по спектрам поглощения.

Основные характеристики спектра ИК-поглощения: число полос поглощения в спектре, их положение, определяемое частотой v (или длиной волны1025-1-51.jpg), ширина и форма полос, величина поглощения - определяются природой (структурой и химическим составом) поглощающего вещества, а также зависят от агрегатного состояния вещества, температуры, давления и др. Изучение колебательно-вращательных и чисто вращательных спектров методами И. с. позволяет определять структуру молекул, их химич. состав, моменты инерции молекул, величины сил, действующих между атомами в молекуле, и др. Вследствие однозначности связи между строением молекулы и её молекулярным спектром И. с. широко используется для качественного и количественного анализа смесей различных веществ (напр., моторного топлива). Изменения параметров ИК-спектров (смещение полос поглощения, измекение их ширины, формы, величины поглощения), происходящие при переходе из одного агрегатного состояния в другое, растворении, изменении температуры и давления, позволяют судить о величине и характере межмолекулярных взаимодействий.

И. с. находит применение в исследовании строения полупроводниковых материалов, полимеров, биологич. объектов и непосредственно живых клеток. Быстродействующие спектрометры позволяют получать спектры поглощения за доли секунды и используются при изучении быстропротекающих химич. реакций. С помощью специальных зеркальных микроприставок можно получать спектры поглощения очень малых объектов, что представляет интерес для биологии и минералогии. И. с. играет большую роль в создании и изучении молекулярных оптич. квантовых генераторов, излучение к-рых лежит в инфракрасной области спектра. Методами И. с. наиболее широко исследуются ближняя и средняя области ИК-спектра, для чего изготовляется большое число разнообразных (гл. обр. двухлучевых) спектрометров. Далёкая ИК-область освоена несколько меньше, но исследование ИК-спектров в этой области также представляет большой интерес, т. к. в ней, кроме чисто вращательных спектров молекул, расположены спектры частот колебаний кристаллич. решёток полупроводников, межмолекулярных колебаний и др.

Лит.: Кросс А., Введение в практическую инфракрасную спектроскопию, пер. с англ., M., 1961; Беллами Jl., Инфракрасные спектры молекул, пер. с англ., M., 1957; Ярославский H. Г., Методика и аппаратура длинноволновой инфракрасной спектроскопии. "Успехи физических наук", 1957, т. 62, в. 2; Применение спектроскопии в химии, пер. с англ., M., 1959; Чулановский В. M., Введение в молекулярный спектральный анализ, 2 изд., M,- Л., 1951.

В. И. Малышев.

ИНФРАКРАСНАЯ ТЕХНИКА, ИК- техника, область прикладной физики и техники, включающая разработку и применение в научных исследованиях, на производстве и в военном деле приборов, действие к-рых основано на использовании инфракрасного излучения и его физических свойств. К И. т. относятся: приборы для обнаружения и измерения инфракрасного излучения (см. Приёмники излучения), приборы для наблюдения (см. Видиконы, Электронно-оптические преобразователи) и фотографирования в темноте (см. Инфракрасная фотография), приборы для дистанционного измерения темп-ры нагретых тел по их тепловому излучению (см. Пирометры), приборы для скрытой сигнализации, земной и космической связи, инфракрасные прицелы, дальномеры, приборы для обнаружения наземных, морских и воздушных целей по их собственному тепловому инфракрасному излучению (теплопеленгаторы, приборы ночного видения), устройства для самонаведения на цель снарядов и ракет. В более широком понимании к И. т. можно также отнести разработку и создание приёмников н источников инфракрасного излучения (включая создание оптических квантовых генераторов инфракрасного диапазона), разработку светофильтров для выделения инфракрасного излучения, материалов, прозрачных: в инфракрасной области спектра, создание приборов для получения инфракрасных спектров поглощения и испускания (см. Инфракрасная спектроскопия) и др.

Лит.: Козелки н В. В., Усольцев И. Ф., Основы инфракрасной техники, M.. 1967; Круз П., Макглоулин Л., Макквистан P., Основы инфракрасной техники, пер. с англ., M., 1964; Марголин И. А., Румянцев H. M., Основы инфракрасной техники, 2 изд., M., 1957.

В. И. Малышев.

ИНФРАКРАСНАЯ ФОТОГРАФИЯ, ИК-фотография, получение фотоснимков в инфракрасном излучении. Фотоснимки в ИК-излучении можно получать различными методами. Наиболее прост метод непосредственного фотографирования на фотопластинки и плёнки, чувствительные к ИК-излучению (инфра-плёнки или пластинки). При этом на объектив фотоаппарата устанавливают светофильтр, пропускающий ИК-излучение и непрозрачный для видимого света. Длинноволновая граница чувствительности 1025-1-52.jpg совр. инфрафотоматериалов.

Чувствительность инфраплёнок и пластинок относительно мала, поэтому для И. ф. в условиях малой освещённости применяют приборы, состоящие из электронно-оптического преобразователя и обычного фотоаппарата. Электронно-оптич. преобразователь, установленный перед объективом фотоаппарата, преобразует невидимое инфракрасное изображение в видимое и одновременно усиливает его яркость. Такие приборы позволяют получать снимки на обычной фотоплёнке в полной темноте при небольшой мощности облучающего источника ИК-из-лучения. Длинноволновая граница прибора определяется фотокатодом преобразователя и не превышает1025-1-53.jpg

С помощью спец. приборов можно получать И. ф. в области1025-1-54.jpg Один из них - инфракрасный види-кон - представляет собой телевизионную систему, у к-рой экран передающей трубки изготовлен из фотопроводящих полупроводниковых материалов, изменяющих свою электропроводность под действием ИК-излучения. Получаемое на экране приёмной трубки видимое телевизионное изображение фотографируется обычным фотоаппаратом. Длинноволновая граница видикона зависит от природы материала фотопррводящего экрана и его темп-ры: при T = 79 К (охлаждение жидким азотом)1025-1-55.jpg , а при T = 21 К (охлаждение жидким водородом) 1025-1-56.jpg ~ 20 MKM.

И. ф. позволяет получать дополнительную (по сравнению с фотографией в видимом свете или при рассматривании объекта глазом) информацию об объекте (см. рис. 1-9 на вклейке, табл., XVIII, стр. 352-353). T. к. ИК-излучение рассеивается при прохождении через дымку и туман меньше, чем видимое излучение, И. ф. позволяет получать чёткие снимки предметов, удалённых на сотни км (рис. 1). Благодаря различию коэффициентов отражения и пропускания в видимом и инфракрасном диапазонах на И. ф. можно увидеть детали, не видимые глазом и на обычной фотографии (рис. 2, 3). Эти особенности И. ф. широко используются в ботанике - при изучении болезней растений (рис. 4), в медицине - при диагностике кожных и сосудистых заболеваний (рис. 5), в криминалистике - при обнаружении подделок (рис. 6), в инфракрасной аэросъёмке (рис. 7), в астрономии - при фотографировании звёзд и туманностей (рис. 8). И. ф. можно получать в полной темноте (рис. 9).

Существуют приборы, фиксирующие тепловое ИК-излучение объекта, в разных точках к-рого темп-pa различна. Интенсивность ИК-излучения в каждой точке изображения регистрируется приёмником и преобразуется в световой сигнал, к-рый фиксируется на фотоплёнке. Изображение, получаемое в этом случае, не является И. ф. в обычном смысле, т. к. оно даёт лишь картину распределения темп-ры по поверхности объекта. Такие приборы применяют для обнаружения перегретых участков машин, при ИК-аэросъёмке для получения термальных карт местности и др.

Лит.: Clark W., Photography bу infrared, 2 ed., N. Y., 1946 (см. также лит. к ст. Инфракрасное излучение).

В. И. Малышев.

ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, ИК- излучение, инфракрасные лучи, электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны1025-1-57.jpg = 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (1025-1-58.jpg~ 1-2 мм). Инфракрасную область спектра обычно условно разделяют на ближнюю (1025-1-59.jpg от 0,74 до 2,5мкм), среднюю (2,5-50 мкм) и далёкую (50-2000 мкм).

И. и. было открыто в 1800 англ. учёным В. Гершелем, к-рый обнаружил, что в полученном с помощью призмы спектре Солнца за границей красного света (т. е. в невидимой части спектра) темп-pa термометра повышается (рис. 1). В 19 в. было доказано, что И. и. подчиняется законам оптики и, следовательно, имеет ту же природу, что и видимый свет. В 1923 сов. физик А. А. Глаголева-Аркадьева получила радиоволны с 1025-1-61.jpg ~ ~80 мкм, т. е. соответствующие инфракрасному диапазону длин волн. T. о., экспериментально было доказано, что существует непрерывный переход от видимого излучения к И. и. и радиоволновому и, следовательно, все они имеют электромагнитную природу.

1025-1-60.jpg

Рис. 1. Опыт В. Гершеля. Термометр, помещённый за красной частью солнечного спектра, показал повышенную температуру по сравнению с контрольными термометрами, расположенными сбоку.
 

Спектр И. и., так же как и спектр видимого и ультрафиолетового излучений, может состоять из отдельных линий, полос или быть непрерывным в зависимости от природы источника И. и. Возбуждённые атомы или ионы испускают линейчатые инфракрасные спектры. Напр., при электрическом разряде пары ртути испускают ряд узких линий в интервале 1,014-2,326 мкм; атомы водорода - ряд линий в интервале 0,95- 7,40 мкм. Возбуждённые молекулы испускают полосатые инфракрасные спектры, обусловленные их колебаниями и вращениями (см. Молекулярные спектры). Колебательные и колебательно-вращательные спектры расположены гл. обр.
1025-1-62.jpg

Рис. 2. Кривая пропускания атмосферы в области 0,6 -14 мкм. Полосы - "окна" прозрачности: 2,0-2,5 мкм, 3,2-4,2 мкм, 4,5-5,2 мкм, 8,0-13,5 мкм. Полосы поглощения с максимумами при 1025-1-63.jpg ; 1,13; 1,40; 1,87; 2,74 мкм принадлежат парам воды; при 1025-1-64.jpg = 2,7 и 4,26 мкм - углекислому газу и при 1025-1-65.jpgмкм - озону.

в средней, а чисто вращательные- в далёкой инфракрасной области. Так, напр., в спектре излучения газового пламени наблюдается полоса ок. 2,7 мкм, испускаемая молекулами воды, и полосы с 1025-1-66.jpg и 1025-1-67.jpg , испускаемые молекулами углекислого газа. Нагретые твёрдые и жидкие тела испускают непрерывный инфракрасный спектр. Нагретое твёрдое тело излучает в очень широком интервале длин волн. При низких темп-pax (ниже 800 К) излучение нагретого твёрдого тела почти целиком расположено в инфракрасной области и такое тело кажется тёмным. При повышении темп-ры доля излучения в видимой области увеличивается и тело вначале кажется тёмно-красным, затем красным, жёлтым и, наконец, при высоких темп-рах (выше 5000 К) - белым; при этом возрастает как полная энергия излучения, так и энергия И. и.

Оптические свойства веществ (прозрачность, коэфф. отражения, коэфф. преломления) в инфракрасной области спектра, как правило, значительно отличаются от оптич. свойств в видимой и ультрафиолетовой областях. Многие вещества, прозрачные в видимой области, оказываются непрозрачными в некоторых областях И. и. и наоборот. Напр., слой воды толщиной в неск. см непрозрачен для И. и. с 1025-1-68.jpg мкм (поэтому вода часто используется как теплозащитный фильтр), пластинки германия и кремния, непрозрачные в видимой области, прозрачны в инфракрасной (германий для 1025-1-69.jpg кремний для 1025-1-70.jpg). Чёрная бумага прозрачна в далёкой инфракрасной области. Вещества, прозрачные для И. и. и непрозрачные в видимой области, используются в качестве светофильтров для выделения И. и. Ряд веществ даже в толстых слоях (неск. ел) прозрачен в достаточно больших участках инфракрасного спектра. Из таких веществ изготовляются различные оптич. детали (призмы, линзы, окна и пр.) инфракрасных приборов. Напр., стекло прозрачно до 2,7 мкм, кварц - до 4,0 мкм и от 100 мкм до 1000 мкм, каменная соль - до 15 мкм, йодистый цезий - до 55 мкм. Полиэтилен, парафин, тефлон, алмаз прозрачны для1025-1-71.jpg У большинства металлов отражат. способность для И. и. значительно больше, чем для видимого света, и возрастает с увеличением длины волны И. и. (см. Металлооптика). Напр., коэфф. отражения Al, Au, Ag, Cu при1025-1-72.jpg достигает 98%. Жидкие и твёрдые неметаллич. вещества обладают в И. и. селективным отражением, причём положение максимумов отражения зависит от химич. состава вещества.

Проходя через земную атмосферу, И. и. ослабляется в результате рассеяния и поглощения. Азот и кислород воздуха не поглощают И. и. и ослабляют его лишь в результате рассеяния, к-рое, однако, для И. и. значительно меньше, чем для видимого света. Пары воды, углекислый газ, озон и др. примеси, имеющиеся в атмосфере, селективно поглощают И. и. Особенно сильно поглощают И. и. пары воды, полосы поглощения к-рых расположены почти во всей инфракрасной области спектра, а в средней инфракрасной области - углекислый газ. В приземных слоях атмосферы в средней инфракрасной области имеется лишь небольшое число чокон", прозрачных для И. и. (рис. 2). Наличие в атмосфере взвешенных частиц - дыма, пыли, мелких капель воды (дымка, туман) - приводит к дополнительному ослаблению И. и. в результате рассеяния его на этих частицах, причём величина рассеяния зависит от соотношения размеров частиц и длины волны И. и. При малых размерах частиц (воздушная дымка) И. и. рассеивается меньше, чем видимое излучение (что используется в инфракрасной фотографии), а при больших размерах капель (густой туман) И. и. рассеивается так же сильно, как и видимое.

Источники И. и. Мощным источником И. и. является Солнце, около 50% излучения к-рого лежит в инфракрасной области. Значительная доля (от 70 до 80% ) энергии излучения ламп накаливания с вольфрамовой нитью приходится на И. и. (рис. 3). При фотографировании в темноте и в нек-рых приборах ночного наблюдения лампы для подсветки снабжаются инфракрасным светофильтром, к-рый пропускает только И. и. Мощным источником И. и. является угольная электрич. дуга с темп-рой ~ 3900 К, излучение к-рой близко к излучению чёрного тела, а также различные газоразрядные лампы (импульсные и непрерывного горения). Для радиационного обогрева помещений применяют спирали из нихромовой проволоки, нагреваемые до, темп-ры ~950 К. Для лучшей концентрации И. и. такие нагреватели снабжаются рефлекторами. В научных исследованиях, напр., при получении спектров инфракрасного поглощения в разных областях спектра применяют спец. источники И. и.: ленточные вольфрамовые лампы, штифт Нернста, глобар, ртутные лампы высокого давления и др. Излучение нек-рых оптических квантовых генераторов - лазеров также лежит в инфракрасной области спектра; напр., излучение лазера на неодимовом стекле имеет длину волны 1,06 мкм, лазера на смеси неона и гелия - 1,15 мкм и 3,39 мкм, лазера на углекислом газе - 10,6 мкм, полупроводникового лазера на InSb - 5 мкм и др.

1025-1-73.jpg

Рис. 3. Кривые излучения абсолютно чёрного тела Л и вольфрама В при температуре 2450 К. Заштрихованная часть - излучение вольфрама в инфракрасной области; интервал 0,4-0,74 мкм - видимая область.  

Приёмники инфракрасного излучения основаны на преобразовании энергии И. и. в другие виды энергии, к-рые могут быть измерены обычными методами. Существуют тепловые и фотоэлектрич. приёмники И. и. В первых поглощённое И. и. вызывает повышение темп-ры термочувствительного элемента приёмника, к-pqe и регистрируется. В фотоэлектрич. приёмниках поглощённое И. и. приводит к появлению или изменению электрического тока или напряжения. Фотоэлектрич. приёмники, в отличие от тепловых, являются селективными приёмниками, т. е. чувствительными лишь в определённой области спектра. Специальные фотоплёнки и пластинки - инфрапластинки - также чувствительны к И. и. (до 1025-1-74.jpg = 1,2 мкм), и потому в И. и. могут быть получены фотографии.

Применение И. и. И. и. находит широкое применение в научных исследованиях, при решении большого числа практич. задач, в военном деле и пр. Исследование спектров испускания и поглощения в инфракрасной области используется при изучении структуры электронной оболочки атомов, для определения структуры молекул, а также для качественного и количественного анализа смесей веществ сложного молекулярного состава, напр, моторного топлива (см. Инфракрасная спектроскопия).

Благодаря различию коэффициентов рассеяния, отражения и пропускания тел в видимом и И. и. фотография, полученная в И. и., обладает рядом особенностей по сравнению с обычной фотографией. Напр., на инфракрасных снимках часто видны детали, невидимые на обычной фотографии (см. ст. Инфракрасная фотография и рис. 1-9 на вклейке, табл. XVIII, стр. 352-353).

В промышленности И. и. применяется для сушки и нагрева материалов и изделий^ при их облучении (см. Инфракрасный нагрев), а также для обнаружения скрытых дефектов изделий (см. Дефектоскопия).

На основе фотокатодов, чувствительных к И. и. (для 1025-1-75.jpg< 1,3 мкм), созданы специальные приборы - электронно-оптические преобразователи, в к-рых не видимое глазом инфракрасное изображение объекта на фотокатоде преобразуется в видимое. На этом принципе построены различные приборы ночного видения (бинокли, прицелы и др.), позволяющие при облучении наблюдаемых объектов И. и. от спец. источников вести наблюдение или прицеливание в полной темноте. Создание высокочувствит. приёмников И. и. позволило построить спец. приборы - теплопеленгаторы для обнаружения и пеленгации объектов, темп-pa к-рых выше темп-ры окружающего фона (нагретые трубы кораблей, двигатели самолётов, выхлопные трубы танков и др.), по их собственному тепловому И. и. На принципе использования теплового излучения цели созданы также системы самонаведения на цель снарядов и ракет. Специальная оптич. система и приёмник И. и., расположенные в головной части ракеты, принимают И. и. от цели, темп-pa к-рой выше темп-ры окружающей среды (напр., собственное И. и. самолётов, кораблей, заводов, тепловых электростанций), а автоматическое следящее устройство, связанное с рулями, направляет ракету точно в цель. Инфракрасные локаторы и дальномеры позволяют обнаруживать в темноте любые объекты и измерять расстояния до них.

Оптические квантовые генераторы, излучающие в инфракрасной области, используются также для наземной и космической связи.

Лит.: Леконт Ж., Инфракрасное излучение, пер. с франц., M., 1958; Дерибере M., Практические применения инфракрасных лучей, пер. с франц., M.- Л., 1959; Козелкин В. В., Усольцев И. Ф., Основы инфракрасной техники, M., 1967; Соловьёв С. M., Инфракрасная фотография, M., 1960; Лебедев П. Д., Сушка инфракрасными лучами, M.- Л., 1955.

В. И. Малышев.

Яндекс.Метрика

© (составление) libelli.ru 2003-2016