DatenFLUT
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3 Preisfrage:
Was ist “Information”?
Eine mögliche Antwort (z.B. meine) auf diese Frage finden Sie im
Kapitel 5.2.
3.1
Babylonische Begriffsverwirrung
Schon die Flut der Information über die Information ist beachtlich. Da
gibt es
quantitative,
semantische, pragmatische, binäre, genetische, neuronale,
kybernetische, maschinelle, biologische, tierische, gesellschaftliche,
psychologische, strukturelle, codierte, hormonelle, menschliche und
organismische Information
usw. und so fort.
Es dürfte kaum möglich sein, sämtliche bereits veröffentlichten
Polemiken zum Thema Information zu kennen, geschweige denn, sie zu
diskutieren.
Hier scheint mir eine Stichproben-Entnahme nach Art der mathematischen
Statistik zweckmäßiger zu sein, um mittels zufällig ausgewählter
Schriften wenigstens einen groben Überblick zur „Grundgesamtheit des
Erkenntnisstandes“ zu erhalten.
Das jedoch kann nur der Einstieg sein, denn auch heute noch hat der
folgende Satz zweifellos seine volle Gültigkeit
[78]:
„Die Frage nach dem Wesen
der
Information gehört bekanntlich zu den kompliziertesten und
meistumstrittenen Problemen der modernen Wissenschaft.“
Doch zunächst einige Definitionen und Meinungen zum Thema Information
als Einstimmung in die philosophische Problematik. Zum Beispiel:
„Information ist
Information, weder Materie noch Energie.“
[79]
S.165
---- usw. ----
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3.3
Informationsbegriffe
Die im Abschnitt 3.1 angedeutete Vielfalt schon vorhandener
Definitionen zur Information könnte durchaus zu dem Eindruck führen,
dass es kaum einen Sinn hat, hinter diesem Wirrwarr konträrer Meinungen
irgendeine Ordnung entdecken zu wollen.
Und doch lassen sich meiner Ansicht nach die vielen Begriffe zumindest
in zwei Gruppen einteilen: Fachspezifisch gültige und allgemein gültige
Informationsbegriffe.
Nachfolgend werden zunächst im kurzen Überblick drei fachspezifische
Informationsbegriffe erläutert:
c)
Soziale Informationen
Anschließend werden einige allgemeingültige Aspekte und Begriffe
diskutiert:
d)
Information, Stoff und Energie
e) Der
Nichterhaltungssatz der Information
g)
Semantische Information
i)
Information und Auswahl
j)
Information und Ordnung
---- usw. ----
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3.3 a
Biologische Informationen
Schon am Eingangstor in das Gebiet der Biologie haben wir uns zwischen
vier großen Informationssystemen zu entscheiden
[105]
S.1:
1.) Genetik der Zelle
2.) Nervensystem und Gehirn
3.) Hormonsystem
4.) Immunbiologisches
System
Wir wählen z.B. das System 1 und beschränken uns damit im folgenden nur
auf genetische Informationen.
Jedes Lebewesen der Erde besteht grundsätzlich aus mindestens einer
Zelle oder aus mehreren Zellen. Das gilt ausnahmslos für jede Pflanze,
jedes Tier (uns eingeschlossen), jedes Bakterium und jeden Pilz.
Jede dieser Zellen enthält Eiweißmoleküle sowie eine winzige Menge
eines bestimmten Stoffes, den man Nucleinsäure nennt, was soviel wie
„Zellkernsäure“ heißt. Diese kommt allerdings auch in sämtlichen Zellen
der zellkernlosen Bakterien und Blaualgen vor und ist alles andere als
eine Flüssigkeit, wie die Bezeichnung „Säure“ vermuten ließe.
Nucleinsäure besteht aus ziemlich robusten molekularen Fäden mit einer
strengen, geradezu kristallinen Ordnung.
Schrödinger hat einmal für alle Lebewesen den Begriff „aperiodische
Kristalle“ geprägt
[106].
Das trifft in besonderem Maße für die Nucleinsäure zu. Sie besteht aus
kettenförmig strukturierten Makromolekülen, in denen jeweils nur 4
Molekülsorten nicht-periodisch (d.h. in scheinbar regelloser Anordnung)
wie Perlen auf einer Perlenschnur aneinander gereiht sind. Bei den
höheren Lebewesen enthalten einzelne Makromoleküle der Nucleinsäure
Millionen solcher Perlen.
---- usw. ----
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3.3 b
Psychologische Informationen
Jedes tierische Lebewesen ist bei Strafe seiner physischen Vernichtung
gezwungen, sich in jedem Augenblick seines Lebens in ausreichendem Maße
über seine Umwelt und seinen eigenen Zustand zu informieren und bei
Gefahr sofort geeignete Maßnahmen einzuleiten.
Diese von äußeren Informationen geprägte Verhaltenssteuerung tritt am
deutlichsten bei den höheren, mobilen Lebewesen geradezu als
Existenzbedingung in Erscheinung. Dabei handelt es sich um eine
unablässige Verflechtung interner und externer Informationsverarbeitung.
Allein zur Orientierung im Raum nutzen die tierischen Lebewesen
(einschließlich WIR) meistens unbewusst unablässig zwei typische Arten
von Informationen
[125]
S.81:
Erstens Lagebestimmung des
Organismus
im Raum, indem die Stellung des Körpers zur Erdmitte geprüft wird, und
zweitens Bestimmung der Richtung und Entfernung von Gegenständen oder
anderen lebenden Körpern.
Dabei erfolgt ein ständiger Wechsel zwischen passiver
Informationsaufnahme und aktiver Verhaltenssteuerung.
Auch dieser Informationsstrom begleitet uns ohne Unterlass von der
Wiege bis zur Bahre.
---- usw. ----
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3.3 f
Quantitative Information
(auch syntaktische oder selektive Information genannt)
Ein quantitatives Maß für Information wurde erstmalig von Ralph Hartley
vorgeschlagen
[133].
Dieses "mengenbezogene" Maß hat nichts mit Bedeutungsinhalten zu tun.
Es beruht vielmehr auf dem Gedanken, dass jede Information
grundsätzlich mit einer Varianten-Auswahl verbunden ist.
Damit irgendein Symbol tatsächlich Träger einer Information sein kann,
muss es mindestens eine Auswahl aus
zwei
Varianten darstellen. So gibt
es z.B. beim Morsealphabet bekanntlich nicht nur Striche, sondern auch
Punkte und Pausen. Nur mit gleich langen Strichen als einziger
Zeichenvariante oder nur mit Punkten oder sogar nur mit unendlich
langen Pausen lässt sich keinerlei Information übertragen.
Gemäß Hartley bestimmt allein die Anzahl s der
möglichen
Zeichen-Varianten eines Symbols den "Informationsgehalt" bzw. die
"Informationsmenge" des betreffenden Symbols:
H
= log s
(1)
Die Informationsmenge H ist demzufolge mit dem
Logarithmus
der möglichen Variantenanzahl s identisch. H ist
zunächst
nur eine dimensionslose Zahl.
Dabei muss s immer größer oder gleich 2 sein. Steht
für ein
Symbol nur 1 Variante zur Verfügung, so ist wegen log 1 =
0
die Informationsmenge Null. Hier gibt es keine Auswahl.
Das entspricht vollkommen dem alltäglichen Erleben: Was ich schon weiß,
kann ich nicht mehr als Neuigkeit erfahren!
Mitunter wird die Informationsmenge auch als "Überraschungsmenge"
bezeichnet
[134]
S.230.
Je überraschender eine eintreffende Nachricht ist, umso größer ist die
Informationsmenge, die sie enthält. Null Information ist somit
gleichbedeutet mit Null Überraschung.
---- usw. ----
Um nun die Informationsmenge H des „ganzen“ Symbols zu berechnen,
dürfen die einzelnen Informationsmengen Hi nicht
einfach
addiert werden. Sie müssen statistisch gemittelt werden.
Für
nicht-gleichwahrscheinliche
Zeichen-Varianten eines
Nachrichtensymbols lautet deshalb die Informationsmenge eines solchen
Symbols nach Shannon
[136]
S.393
H* = - K · Σ ( pi · log pi )
(6)
mit H*: statistisch gemittelte
Informationsmenge
(wird auch als " Informationsentropie " bezeichnet)
K:
Faktor zur Normierung der logarithmischen Basis
Σ:
Summe, hier von i = 1 bis s
, mit s: Anzahl der möglichen
Zeichen-Varianten
pi:
Wahrscheinlichkeit für das Auftreten der speziellen
Zeichen-Variante i
Abweichend von der Shannonschen Originalarbeit habe ich hier die Anzahl
der Zeichen-Varianten nicht mit n , sondern in Anlehnung an
die
Hartley-Formel (1)
mit s bezeichnet. Und anstelle von
H habe ich H* geschrieben.
Im Unterschied zur Hartleyschen Informationsmenge H
stellt
die Shannonsche Informationsmenge H* einen
statistischen
Mittelwert (einen Erwartungswert) dar.
---- usw. ----
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3.3 h
Pragmatische Information
Die semiotische Pragmatik untersucht die Wirkung von Informationen auf
den Empfänger. Pragmatische Informationen sind wert-bezogene
Informationen.
Der Wert oder Nutzen einer Nachricht kann aber nur im Zusammenhang mit
dem gemeinsamen Zielsystem von Sender und Empfänger beurteilt werden
[154]
S.43. Damit wird die pragmatische Information maßgeblich durch
subjektive Aspekte charakterisiert.
Pragmatische Information ist somit keine objektive Größe, die als
physikalische Eigenschaft eines Systems unabhängig von der Beurteilung
durch den Sender oder den Empfänger anzusehen ist.
Wie weit der Wert einer Information vom Zustand des Empfängers abhängt,
hat Wolkenstein am Beispiel eines Hochschullehrbuches für Mathematik
demonstriert
[117]
S.188:
Die darin enthaltenen
Informationen
können für einen Professor der Mathematik fast ebenso wertlos sein wie
für ein Vorschulkind. Ganz anders verhält es sich bei einem
Mathematik-Studenten.
Ein bestimmtes Buch (mit seinem unveränderten syntaktischen und
semantischen Informationsgehalt) kann also nicht nur für mehrere
Personen einen unterschiedlichen Wert haben, sondern im Laufe der Zeit
auch für ein und dieselbe Person einen zunehmenden und wieder
abnehmenden Wert annehmen.
Im Unterschied zur semantischen Information hat die pragmatische
Information in vielen Fällen Anweisungscharakter und löst dann auch in
der Regel bestimmte Handlungen beim Empfänger aus.
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