ALAPFOGALMAK
[idz13]
Hogyan értelmezik az információ fogalmát a különböző tudományágak ?
A tudományok meglepően későn fedezték fel az információ fogalmát, |
az viszont nem meglepő, hogy az egyes tudományágak mind másként, |
más szempontok szerint definiálják azt (ez egy ilyen alapvető |
fogalomnál teljesen természetes, gondoljunk arra, hogy például az |
energia fogalma mennyire mást jelent mondjuk a biológiában, az |
atomfizikában vagy az energiahordozók kutatásánál). |
|
- A köznyelvben az információ szó többnyire tudakozódás kapcsán |
merül fel: Az információk tények összefüggéstelen, elkülönült |
csoportjai, amelyek néha meglepőek, néha szórakoztatóak. |
|
- A kommunikációelmélet szerint: Az információ kölcsönösen egymásra |
ható objektumok kommunikációjának objektív tartalma, amely ezen |
objektumok állapotának megváltozásában nyilvánul meg. |
|
- A hírközlés tudománya szerint: Az információ valamilyen sajátos |
statisztikai szerkezettel rendelkező jelkészletből összeállított, |
időben és/vagy térben elrendezett jelek sorozata, amellyel az adó |
egy dolog állapotáról, vagy egy jelenség lefolyásáról közöl |
adatokat, melyeket egy vevő felfog és értelmez. Az információ |
mindaz, ami kódolható és egy megfelelő csatornán továbbítható. |
|
- A matematikai információelmélet szerint: Az információ számmal |
mérhető, mégpedig első közelítésben az információ mennyisége |
azoknak a barkochba kérdéseknek a számával egyenlő, amennyi |
az optimális kérdezés mellett maximálisan szükséges a dolog |
kitalálásához. Az információ a hír váratlanságának mértéke. |
[A 10]-Hogyan mérik az információt ?) |
|
- Az ismeretelmélet szerint: Az információ olyan ismeret, |
tapasztalat, amely valakinek a tudását, ismeretkészletét, |
ennek rendezettségét megváltoztatja, átalakítja, alapvetően |
befolyásolja, ami átmenetileg a tudásbeli bizonytalanság |
növekedésével is járhat. |
|
- Társadalomtudományi szempontból: Az információ a társadalom |
szellemi kommunikációs rendszerében keletkezett és továbbított |
hasznos vagy annak minősülő ismeretközlés. Össztársadalmi |
jelenség, a világ globális problémáinak egyike, hasonlóan az |
energiához, a környezetvédelemhez. [H 3]-Mi jellemzi az |
információs társadalmat ?) |
|
- Gazdasági megközelítésben: Az információ egyrészt szolgáltatás, |
másrészt piaci termék, de az árucserével ellentétben az |
információcserénél mindkét félnek megmarad az információja. |[dtl39]
A termékekben egyre csökken az anyag, az energia és az élőmunka |
felhasználása, és ugyanolyan mértékben nő a bevitt információ |
mennyisége. |
|
- Biológiai szempontból: Az önszabályozó automatákban (így |
az élőlényekben is) negatív visszacsatolás révén szerzett |
információk biztosítják a rendszer stabilitását. Információs |
gépekként működve képesek fenntartani egy termodinamikailag |
nagyon valószínűtlen, magas információtartalommal rendelkező |[dtl22]
rendszert. Az élőlényekben a DNS hordozta biológiai információ |[dtl01]
szolgálja a faj fennmaradását. Az ember személyiségét a |
külvilágból szerzett információk óvják meg a felbomlástól. |
|
- Az információs fizika definíciója: Az információ és a rend |
szoros kapcsolatban vannak egymással. Minden rendezett szerkezet |
információt hordoz. A fizikában az energiát munkavégzőképességként |
definiálják, az információ ennek megfelelően rendezőképesség. |
Hasznos munkát csak energia és információ együttes befektetésével |
lehet elérni. Az információ mérése a rend vagy a káosz mérésén |
alapszik. |[dtl29]
|
- A filozófia szerint: Az információ éppen olyan főszerepet |
játszik a világban, mint az anyag és az energia. A világot alkotó |
rendszerek információs kapcsolatok (esetleg információs mezők ?) |
révén szerveződnek egésszé. Alapvető különbség viszont, hogy az |
információra nem érvényesek a megmaradási törvények, |
megsemmisíthető és létrehozható. |
|
- Egy író szerint: "Az információ fogalma kezd hasonlítani arra a |
tapinthatatlan és láthatatlan, mégis szépnek talált selyemre, |
amelyből állítólag a császár ruháját szőtték. Olyannyira törekvő |
és átfogó meghatározásokat adtak róla, hogy most már a világon |
mindenkinek a létező legjobb dolgokat jelenti." |
|
Még lehetne sorolni a különböző szakterületek információfogalmait; |
úgy tűnik, hogy minden tudásgyűjtéssel foglalkozó tudományág (pl. |
az orvosi diagnosztika, az antropológia, a meteorológia, a geológia) |
előbb-utóbb kialakítja a saját információfogalmát és a hozzá tartozó |
információelméletet. |
|
Milyen jellemzői vannak az információnak ?
A világ komplexitásának mai szintje kellett ahhoz, hogy felismerjük |
az információ fontosságát és jellemzőit [A 1]-Hogyan értelmezik |
az információ fogalmát a különböző tudományágak ?). Világossá vált, |
hogy míg az anyag adja a "matériát", az energia pedig a mozgást az |
Univerzumnak, addig az információ az a valami, ami az egésznek és |
a részeknek a rendezettséget biztosítja (valamiképpen a fizikában a |[dtl24]
rendezetlenség mértékének kifejezésére használt entrópia fogalmának |[def02]
ellentettjéről van itt szó). |
|
Ugyanakkor az információ több hasonlatosságot mutat az energiához |
is: egy adott pillanatban a még fennálló bizonytalanság és az addig |
gyűjtött információ mennyisége állandó, hasonlóan a helyzeti és a |
kinetikus energia esetéhez. Az információ kódolása és dekódolása is |
erősen hasonlít mondjuk a mechanikai energia elektromossá, illetve |
visszaalakításához (az átvitelnél keletkező torzulás, a "zaj" mintha |
a hőveszteségnek felelne meg). |
|
Egyedülálló tulajdonsága viszont az információnak, hogy az |
átalakításnál, továbbításnál az eredeti helyén is megmaradhat, |[idz15]
ezenkívül gyakran mintha a semmiből keletkezne (pl. az ásványok |
kristályosodásánál). További jellemzője, hogy csak egy meghatározott |
rendszerhez, környezethez viszonyítva létezik (pl. az óvodások |
között a speciális relativitáselméletnek nincs információtartalma), |
és egyes fajtái különösen romlékony természetűek (pl. egyes műszaki |
vagy politikai információk). |
|
Az biztos, hogy információs kapcsolatokat találunk a természeti |
jelenségek legalacsonyabb és az emberi kapcsolatok legfejlettebb |
szintjein is, és ha a különböző tudományoknak sikerül eddigi és |
jövőbeli eredményeiket összhangba hozniuk valamilyen átfogó |
információs elmélet keretében, akkor valószínűleg még néhány |
újabb általános tulajdonságát ismerjük fel majd az információnak. |
|
Hogyan osztályozhatjuk az információkat ?
Egyértelmű, általánosan elfogadott osztályozás híján csak felsorolni |
lehet néhány felosztási kísérletet, melyekkel különböző tudományágak |
művelői különböző megközelítésben megpróbálták csoportosítani a |
sokféle információt. |
|
Az egyik elmélet szerint vannak szelektív és strukturális |
információk. A szelektív információ azt mutatja, hogy az összes |
fizikailag lehetséges válasz közül milyen valószínűséggel fordul |
elő a kiválasztott, a strukturális információ viszont csak a reális |
szituációk halmazát veszi figyelembe. A mutáció például jelentheti |
a strukturális információ csökkenését (negatív, romboló változás |
lépett fel), ugyanakkor a szelektív információ növekedését (teljesen |
váratlan változás lépett fel). Ha a környezet a mutációnak kedvező |
irányban változik meg, akkor mindkét információ mennyisége |
növekedett. |
|
Vannak dinamikus és statikus információs struktúrák. Az első |
típusba azok az információs szerkezetek tartoznak, amelyek |
önmagukban hordozzák a jelentésüket, leggyakrabban egy bonyolult |
rendszer létrehozásához és működtetéséhez szükséges ismereteket, |
ezeknek általában nemcsak térbeli, hanem időbeli szerkezete is |
fontos (pl. egy tojás). A statikus információs struktúrák olyan |
rendezett jelsorozatok, amelyek passzívan várják, hogy a címzett |
rájuk találjon, és értelmet, jelentést vigyen beléjük (pl. a |
Hamlet). |
|
Egyfajta hierarchiát tükröz az a felosztás, amely szerint |
megkülönböztetnek fizikai, biológiai és társadalmi információkat. |
A fizikai információk az élettelen természetben is megjelennek |
(pl. a földi mágneses tér változásai a naptevékenység függvényében). |
A biológiai információk már élő szervezeteket tételeznek fel |
(pl. idegimpulzusok), a társadalmiak pedig már értelmes élőlények |
együttműködő csoportjait (pl. tudományos értekezések). |[dtl64]
|
A legnehezebb feladatot akkor tűzzük ki, ha megpróbáljuk az |
információkat jelentésük szerint osztályozni. Eszerint a következő |
csoportokat hozhatjuk létre: statisztikai, szemantikai és esztétikai |
információk. A statisztikai információk értéke csak attól függ, hogy |
mennyire váratlan az az esemény, amelyről tudósítanak (pl. a heti |
nyertes lottószámok) [A 10]-Hogyan mérik az információt ?). Az |
ún. szemantikai információmennyiség inkább azzal jellemezhető, |
hogy mennyi és milyen jellegű változást okoz a címzett eddigi |
ismereteiben (pl. az a hír, hogy felfedezték a Naprendszer tizedik |
bolygóját egész más információt hordoz egy tibeti szerzetes, egy |
újságíró vagy egy csillagász számára). Az esztétikai információ |[dtl12]
meghatározása még bizonytalanabb, itt valami olyasmiről van szó, |
hogy nem csupán a jelek milyensége és az általuk hordozott jelentés |
számít, hanem az a mód is, ahogyan ezek el vannak rendezve, ahogyan |
interferálnak a befogadó személyiségével. |
|
Gyakorlati szempontból érdemes még megkülönböztetni az innovatív |
(valóban új) és a másodlagos (feldolgozott) információkat (ennek |
különösen a tudományokban és a technikában van jelentősége), a |
formális (hivatalos) és az informális értesüléseket, valamint a |
rövid életű, a tartós és az emberi mértékkel mérve "örök érvényű" |
információkat. |
|
Hogyan mérik az információt ?
A tudomány olyan dolgokkal szeret foglalkozni, amelyek pontosan |
mérhetők, így van ez az információval is. De milyen módon lehet |
mérni az információ sokféle megjelenési formáját [A 7]-Hogyan |
osztályozhatjuk az információkat ?), milyen közös mértékegységgel |
fejezhetjük ki például egy műholdfelvételben, egy rózsa illatában, |
a Boleróban, vagy mondjuk ebben a hipertext szövegben levő |
információmennyiséget? Erre a kérdésre jelenleg nem tudjuk a |
választ, lehet, hogy nincs is megoldása. |
|
A 20. század elején a híradástechnika fejlődése szükségessé tette |
az egyes csatornák teljesítőképességének összehasonlításához az |
információ mérését. Miután egy hírközlő eszköznek mindegy, hogy a |
nyertes lottószámokat közli, vagy egy földrengés hírét, ezért az |
információmennyiség meghatározásánál nem a hír tartalmát, hanem |
egy egyszerűbben kezelhető tulajdonságát, a váratlanságát vették |
figyelembe. Ilyen statisztikai információmennyisége mindenféle |
információnak van, ezért jobb híján - első megközelítésben - |
egyszerű kezelhetősége miatt ez a megoldás gyorsan elterjedt, sőt |
divatossá vált a legkülönbözőbb szakterületeken. Azóta történtek |
kísérletek a szemantikai és az esztétikai információmennyiség |
meghatározására (Markov-láncokkal, vektoros vagy n-dimenziójú |[dtl65]
tenzoros ábrázolással stb.), de ezek használható eredményekre |
még nem vezettek [L 1]-Mi a "jelentés" jelentése ?). |[erd02]
|
A váratlanság mértéke egyrészt annak a jelkészletnek a nagyságától |
függ, amelyből a hírt összeállították, másrészt a hír hosszától. A |
tizes számrendszer 10 jellel dolgozik. Ezekből 10 db egy jegyből |
álló hírt képezhetünk, 100 db kétjegyűt és 1000 db háromjegyűt. Ha |
n tagú jelkészletet választunk, akkor az m jelből álló hírek száma |
n-nek az m-edik hatványa. Ezek szerint a hír információtartalma a |
hír hosszával exponenciálisan nő. A gyakorlatban célszerűbb úgy |
megválasztanunk a mértékegységet, hogy ez a növekedés lineáris |
legyen. Ezt úgy érhetjük el, ha a lehetséges kombinációk számának |
a logaritmusát vesszük. Az n betűs abc-ből alkotott m jelből álló |
hír információmennyisége tehát: H = m log n (Hartley képlet). A |
matematikai információelméletben a logaritmus alapjául a kettest |
választották, mert a kettes számrendszer az információátvitel |
anyanyelve, sok információkezelő berendezés dolgozik a "van áram |
- nincs áram" alapelven. |
|
A legegyszerűbb abc kétjelű (egy jellel nem lehet hírt közölni). |
Ha ebből egy jelet kiválasztunk, akkor megkapjuk a lehető legkisebb |
információs értékkel rendelkező hírt. Ez az érték: h = log 2. Ha |
kettes alapú logaritmust választunk, akkor ez az érték éppen 1 |
lesz, ezt az információmennyiséget John W. Tukey nevezte el |
1 bit-nek (a "binary digit" rövidítése). Egy ötjegyű telefonszám |
információmennyisége ezek után 16.609 bit, egy labdarúgó mérkőzés |
eredménye a totóban 1.58 bit, a 90 számos lottóhúzás első számának |
információs értéke 6.492 (a másodiké már kisebb, mert csak 89 |
számból húzzák ki). Egy igennel vagy nemmel megválaszolható |
kérdésre adott válasz információmennyisége pontosan 1 bit (tehát |
az információ mértéke kifejezhető a kitalálásához szükséges |
barkochba kérdéseknek a számával is). |
|
Hartley képlete csak akkor érvényes, ha a hírt alkotó jelek |
egyforma valószínűséggel fordulnak elő (ez a legritkább dolog). |
Arra az esetre, amikor a jelek összeállításánál "nyelvtani |
szabályokat" is figyelembe kell venni, 1948-ban Shannon adott egy |[bio02]
megoldást, ahol is az információmennyiség nem a jelek számával, |[mat03]
hanem előfordulási valószínűségükkel arányos. Ezt a képletet is |[mat02]
tovább finomították azóta, de az alapelv, a bitekben való számolás |
megmaradt. Időközben egy újabb megközelítési módra is lehetőségünk |
nyílt: egy dolog információmennyisége annyi bit, amennyi digitális |
tárolóhelyre van szükségünk ahhoz, hogy számítógépben tároljuk (a |
számítástechnikában egy újabb mértékegységet vezettek be, 8 bitet |
1 byte-nak neveznek). Egy 1964-es becslés szerint a világon |
nyomtatásban megjelent információk mennyisége akkor 1 trillió bit |
(125 terabyte) volt, 2000-re a tízszeresét jósolják [H 11]-Milyen |
információs válságok várhatók a következő évtizedekben ?). |
|
Mi a zaj és a redundancia szerepe ?
Az információ átvitelekor az "adó" kódolja az üzenetet, rábízza |
valamilyen közvetítő csatornára - ami lehet térbeli (levegő, |
telefonvonal stb.) vagy időbeli (könyv, fénykép stb.) - a másik |
oldalon pedig a "vevő" megpróbálja a vett jeleket visszaalakítani és |
megérteni. A kódolás-dekódolás, valamint az átvitel során az eredeti |
üzenethez olyan jelek is keverednek, amelyeknek semmi közük nincs |
a közölni kívánt információhoz. Ezek a zajok a természetnek az |
entrópia növelésére való hajlamát mutatják (utcai lárma, légköri |
zavarok, sajtóhibák, stb.). További torzulások léphetnek fel akkor |[gra09]
is, amikor ugyan pontosan érkezik meg az üzenet, de az nem azt a |
hatást váltja ki, vagy a címzett nem azt érti alatta, amit az adó |
az információval szeretett volna elérni (pl. tv-kommentár). |[dtl66]
|
Kétféle zajt szokás megkülönböztetni: az időben állandó, rendszeres |
torzítást, (ez a technika tökéletesítésével csökkenthető, sőt |
esetleg meg is szüntethető) és a véletlen zajt (amely szintén |
csökkenthető, de teljesen kiszűrni nem lehet). Az információ |
és a zaj teljesítményének arányát jel/zaj viszonynak nevezzük. |
A természetes csatornák zajosságát nem lehet csökkenteni, a |
mesterséges csatornák jel/zaj viszonya viszont folyamatosan javul |
(optikai kábelek, műholdak). A vételi biztonságot az alkalmazott |
kódolási módszer is erősen befolyásolja. |
|
Az, hogy mit tekintünk zajnak, persze viszonylagos: a telefonáló |
számára a vonal recsegése "zaj", míg a vonalat vizsgáló műszerész |
részére ez az információ. Van olyan jelenség is, ahol fontos a |
kommunikációs zaj szerepe: például a folklórban a szövegvariánsok |
egy adott közösség értékrendjét, gondolkodásmódját tükrözik. |
Sokan zajnak tekintik a tudományos kommunikációban a rengeteg |
érdektelen, új ismeretet nem tartalmazó publikáció elszaporodását |
[S 4]-Mi jellemzi a szakirodalmat a 20. század végén ?). Mások |
szerint éppen ez az állandó ismételgetés, önellenőrzés a tudomány |
egyik legfontosabb jellemzője (a világ tudományos felfedezéseinek |
egynegyede újrafelfedezés!), ez a redundancia tulajdonképpen a |[erd17]
"zaj", a téves hipotézisek kiszűrését szolgálja [T 1]-Hogyan |
működik a tudomány ?). |[erd05]
|
A zaj elleni harcban nagy jelentősége van a redundanciának. Ha |
egy hírben több jel van, mint amennyi a benne található információ |
kifejezéséhez feltétlenül szükséges, akkor a látszólagos és a |
tényleges információmennyiség aránya a redundancia. A redundancia |
idő és költségnövekedést okoz, de bizonyos határok alá nem érdemes |
csökkenteni, egyrészt mert a maximális információt tartalmazó üzenet |
védtelen a zajjal szemben (ha nincsenek nyelvtani szabályok, akkor |
a sérült jelre nem következtethetünk a környezetéből), másrészt az |
ember nem tud úgy koncentrálni, hogy a maximális információt |
tartalmazó üzenetet megértse. A szükséges redundancia foka attól |
is függ, hogy a vevő mennyi előzetes ismerettel rendelkezik a |
közölni kívánt hírrel kapcsolatban. |
|
Az élőlények érzékszervei nagyfokú redundanciával dolgoznak, mert |
a környezetről szerzett pontos ismeretek életbevágóan fontosak |
lehetnek (érdekes viszont, hogy a génekben tárolt információknál |
már korántsem ekkora a redundancia mértéke, erre utal például a |
sok fejlődési rendellenességgel született gyerek). Az angol nyelv |
redundanciája a maximum 8 jelből álló egységek figyelembevételével |
kb. 50%-nak adódik, azaz az írás vagy beszéd során a szavaknak, |[fld03]
betűknek, hangoknak kb. a felét szabadon választjuk meg, a másik |
felét a nyelv szabályai határozzák meg (ha maximálisan kihasználnánk |
az ábécé betűit, akkor a közleményeink csak fele olyan hosszúak |
lennének). |[erd11]
|
Mi az az informatika ?
Azt gondolhatnánk, hogy az informatika az információ tudománya. |
Mivel azonban az információnak nagyon sokféle értelmezése van |
[A 1]-Hogyan értelmezik az információ fogalmát a különböző |
tudományágak ?) és egységes tudománya még nem alakult ki, ezért |
az információ különböző oldalaival foglalkozó szakterületek |
előszeretettel sajátítják ki maguknak ezt a kézenfekvő elnevezést. |
Először a Shannon-féle [A 10]-Hogyan mérik az információt ?), a |
hírközlés tudományából kinövő elmélet megjelölésére használták az |
informatika szót, de rövidesen megfelelőbb nevet kapott: a jelek |
statisztikai információmennyiségével, a kommunikációs csatornák |
kérdéseivel foglalkozó szakterületet ma már inkább az információ |
matematikai elméleteként vagy matematikai információelméletként |
emlegetik (Einstein szerint egy elmélet legszebb sorsa, ha maga |
mutat utat olyan általánosabb elmélet felé, amelyben ő maga mint |
határeset él tovább). |
|
A franciák az "informatique" szó alatt egyszerűen számítástechnikát |
értenek (a németben ez "Informatik", az angolban "information |
handling" elnevezést kapott), de sok más országban (nálunk is) |
gyakran használják az informatikát a számítástechnika, a távközlés, |
a távoktatás és ezek szervezeti, emberi, gazdasági, politikai, |
szociális hatásainak összefoglaló elnevezésére. |
|
Szintén gyakori eset (hazánkban is), hogy a tudományos tájékoztatási |
tevékenységet, ill. ennek elméletét nevezik informatikának. Az |
"informatics" szót A.A. Korkevics, F. Dreifus és J.G. Dorfmann |
alkotta meg a matematics, semiotics, bionics, stb. mintájára, és |
A.I. Mihajlov professzor 1967-ben egy tokiói előadásában ismertette |
először az új szakkifejezést. Az új elnevezésnek az volt a célja, |
hogy elkülönítsék a hagyományos könyvtári tevékenységet az újfajta, |
magas színvonalú és korszerű eszközökkel végzett szakirodalmi |
tájékoztatástól [S 9]-Hogy történik a szakirodalom feldolgozása ?). |
Erre a célra használják a dokumentalisztika, a tájékoztatástudomány, |
az informatológia szavakat is (németül az "Information und |
Dokumentation", angolul az "information science" használatos). |
|
További hasonló területek: a vezetők információval való ellátása |
(management information science) [L 12]-Hogyan segíthetik a |
döntést a döntéstámogató és a szakértői rendszerek ?), az |
információgazdálkodás (information management) elmélete és |
gyakorlata [I 7]-Hogyan áll a magyar információs hálózat |
kifejlesztése ?), a számítógépes adatbázisok építésének és |
működtetésének szabályaival foglakozó szakterület (data base |
management) [I 1]-Milyen szempontokat kell figyelembe venni |
saját adatbázis készítésénél ?). |
|
Látható, hogy elég nagy a terminológiai zűrzavar, de ez minden |
fiatal tudományra jellemző. A nem túl közeli jövőben várható egy |
"általános informatika" nevű, erősen interdiszciplináris tudomány |
megjelenése, amely az információk létrehozásával, gyűjtésével, |
szervezésével, tárolásával, visszakeresésével, fordításával, |
közlésével, átalakításával, reprodukálásával és felhasználásával |
foglalkozik majd, felhasználva az itt felsorolt valamennyi |
szakterület, valamint a matematika, a szimbolikus logika, a |
kibernetika, a rendszerelmélet, az automatizálás, a biológia, |
a pszichológia, a pedagógia, a nyelvészet, a szemantika, a |
szemiotika és még sok más tudomány eredményeit. |
|