INFORMÁCIÓ, EMBER ÉS TÁRSADALOM Eger 2014-2015. első félév Dr. Komenczi Bertalan INFORMÁCIÓ, EMBER ÉS TÁRSADALOM Az információtól az információs társadalomig Eszterházy Károly Főiskola, Eger Médiainformatika intézet Információs Társadalom Oktató- és Kutatócsoport http://www.ektf.hu/~kbert kbert@ektf.hu
Információs forradalmak Az információ Információs forradalmak Információs gépek Az információs társadalom Az információtól az információs társadalomig
Információ és társadalom I Információ és társadalom I. Az információfogalom interdiszciplináris megközelítése 1. Anyag – energia – információ 2. Az információfogalom értelmezésváltozatai 3. A információ kvantitatív megközelítése 4. Az információ mint jel és jelentés 5. Az információ szerepe az ember világában Mache die Dinge so einfach wie möglich - aber nicht einfacher. Albert Einstein
Ontológiai naturalizmus ! 1. Anyag, energia, információ Alapentitások A természettudományos módszer alaphipotézise a személytelen, anyagi felépítésű, objektív törvényeknek engedelmeskedő kozmosz, amelyről kísérletileg igazolható, objektív ismeretek szerezhetők. A világ természettudományos értelmezésében kulcsszerepet töltenek be olyan fogalmak, mint az anyag, az energia és az információ Módszertani naturalizmus ? Ontológiai naturalizmus !
1. Anyag, energia, információ Relativizáló tudományfelfogások
1.1.Anyag, energia, információ Az anyagfogalom értelmezése ANYAG A világ létezésével egybekapcsolt alapfogalom Az anyag attribútumai mozog kölcsönhat Az anyag szerkezete részecske, halmaz és fizikai mező Démokritosz John Dalton 1808 J. J. Thomson 1897 Komplementaritás Niels Bohr E= mc2 Tömeg –energia ekvivalencia
1.1.Anyag, energia, információ Az anyag tulajdonságai A testek tömege és energiatartalma között kapcsolat van: az anyag ebben a két entitásban nyilvánul meg. E= mc2 Tömeg –energia ekvivalencia Az egyenlet által leírt kapcsolatnak megfelelően minden energiához tömeg és minden tömeghez energia tartozik. A tömeg és az energia nem egymást kizáró ellentétek, hanem ugyanannak az anyagnak a két megjelenési formáját képviselik.
1.1.Anyag, energia, információ Az energia ENERGIA A munkavégző képesség mértéke Az energiaátadás iránya meghatározott: kiegyenlítődés történik, azaz a magasabb energiatartalmú részrendszer energiája csökken. Az energiaátadás során az adott energiafajta egy része minden esetben hőenergia formájában a környezetbe kerül.
1.1.Anyag, energia, információ Az entrópia Az entrópia fogalmát Rudolf Clausius német fizikus vezette be 1865-ben. Nevéhez fűződik a termodinamika második főtételének egyik megfogalmazása is, amely szerint magára hagyott, zárt anyagi rendszerek entrópiája mindig növekszik – azaz bennük energiaszétszóródás, hőmérséklet-kiegyenlítődés megy végbe, egyre rendezetlenebbekké válnak, és nem juthatnak vissza eredeti állapotukba.
1. Anyag, energia, információ Az entrópia Az entrópia a makroszkopikus termodinamikai jelenségeknél megszabja a jelenségek lefolyásának irányát A termodinamika második főtétele Zárt anyaghalmazban olyan átalakulások mennek végbe, amelyeknek végeredménye a maximális entrópiájú állapot. ……….a makroszkopikus termodinamikai jelenségeknél mindig a nagyobb valószínűségű állapotok kialakulása felé történik a változás. Entrópia
A Maxwell-démon 1.1.Anyag, energia, információ Az információ megszerzéséhez és továbbításához energiafelhasználás szükséges, amely entrópia növekedéssel jár. program döntési algoritmus irányítás Über die Entropieverminderung in einem Thermodinamischen System bei Eingriffen intelligenter Wesen Szilárd Leó, 1929
Információnövekedés 1.1.Anyag, energia, információ Az informatika alapfogalma Másodlagos jelenség, a létalapját képező anyag és energia magasabb rendű származéka Elkülönül az anyag-energia létforma jegyeitől (… sem nem anyag, sem nem energia) ........de csak az anyag vagy energia valamilyen formájával közvetíthető Információnövekedés
Információ és társadalom I Információ és társadalom I. Az információfogalom interdiszciplináris megközelítése 1. Anyag – energia – információ 2. Az információfogalom értelmezésváltozatai 3. A információ kvantitatív megközelítése 4. Az információ mint jel és jelentés 5. Az információ szerepe az ember világában Mache die Dinge so einfach wie möglich - aber nicht einfacher. Albert Einstein
2.Az információfogalom értelmezései (Hol jelenik meg?) Az információ fellelhető és szerepet kap az élettelen természet működésében is, amennyiben ott rendezettség mutatkozik. Az információ csak az élő rendszerekkel jelenik meg, és az élő anyag attribútuma. Az információ nem fizikai entitás, kizárólag az emberi pszichikumban, a tudatban, a kognitív, mentális szférában létezik.
Az információfogalom értelmezései I. Az információ a természet általános alapentitása Az információ az élettelen természet működésében is fellelhető, amennyiben ott rendezettség mutatkozik. Az élettelen természetben a rendszerek az információkat szerkezetükben, összetételükben hordozzák. James R. Beniger szerint az információ ontológiai státusza nem azonos az anyag és az energia megfelelőjével: az anyag (mint tömeg és energia) elsődleges létező (legalábbis a világ természettudományos modellje szerint), az információ ezekre ráépülő másodlagos jelenség
2.Az információfogalom értelmezései (Hol jelenik meg?) Az információ fellelhető és szerepet kap az élettelen természet működésében is, amennyiben ott rendezettség mutatkozik. Az információ csak az élő rendszerekkel jelenik meg, és az élő anyag attribútuma. Az információ nem fizikai entitás, kizárólag az emberi pszichikumban, a tudatban, a kognitív, mentális szférában létezik.
Az információfogalom értelmezései II. Az információ az élő anyag attribútuma Az élő anyag kialakulása, fejlődése és működése látszólagos ellentmondásban van a termodinamika II. főtételével. Az élőlényekre illetve az általuk létrehozott eszközök és működtetett rendszerek egy részére – az élettelen természettel szemben – a rendezettség és szervezettség magas szintje jellemző. Szervezett rendszerek kialakulását/kialakítását információfeldolgozás teszi lehetővé: információk segítségével lehet fenntartani illetve növelni a szervezettségben megnyilvánuló rendet
2.Az információfogalom értelmezései (Hol jelenik meg?) Az információ fellelhető és szerepet kap az élettelen természet működésében is, amennyiben ott rendezettség mutatkozik. Az információ csak az élő rendszerekkel jelenik meg, és az élő anyag attribútuma. Az információ nem fizikai entitás, kizárólag az emberi pszichikumban, a tudatban, a kognitív, mentális szférában létezik.
? Az információfogalom értelmezései III. Az információ a mentális szféra attribútuma Az információ kizárólag az emberi pszichikumban, a tudatban, a kognitív, mentális szférában létezik. Akik ezt a felfogást képviselik úgy vélekednek, hogy mivel az információ interpretált létező, és ez az interpretáció az egyes emberek elméjében történik, ezért az információ értelmezési tartománya kizárólag a humán jelenségvilág lehet. A fizikai világ illetve más élő rendszerek információsnak tartott folyamatai csupán analógiák, antropomorf kiterjesztések. ?
„Vitatnám azt az információfogalmat, amely a természetre is kiterjed „Vitatnám azt az információfogalmat, amely a természetre is kiterjed. Mert mit is jelent az, hogy a DNS-ben információ van? A DNS összetett vegyület, amelynek vannak kémiai reakciói, és ezek többek között a sejtekben mindenféle folyamatokhoz vezetnek. Ez akkor információ, ha az ember lerajzolja egy papírra, és egy ábrát csinál arról, hogy ez a sejt miként működik. De ezzel a papírral nem lehet sejtet irányítani, illetve azt működtetni.
Itt egyszerűen arról van szó, hogy egy emberi modellt antropomorf módon terjesztünk ki a külvilágra, és azt úgy próbáljuk megérteni, hogy belegyömöszöljük a saját információkoncepciónkat. … Élesen meg kell különböztetni a természetre vonatkoztatható modelleket magától a modellezett természettől. A természetben nincs ilyen értelemben információ.”
Az információ mint alakzat 1.2.Az információfogalom értelmezései (Milyen formában jelenik meg?) Az információ mint alakzat Az információ mint üzenet
Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció 1.2.Az információfogalom értelmezései Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció genetikai kód DNS fehérjemolekula 3. Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció
tudatosság 3. Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció 1.2.Az információfogalom értelmezései neuronhálózat tudatosság neurális aktivitás 3. Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció
res cogitans ? 1.2.Az információfogalom értelmezései (Hol jelenik meg?) Az információ fellelhető és szerepet kap az élettelen természet működésében is, amennyiben ott rendezettség mutatkozik. Az információ csak az élő rendszerekkel jelenik meg, és az élő anyag attribútuma. Az információ nem fizikai entitás, kizárólag az emberi pszichikumban, a tudatban, a kognitív, mentális szférában létezik. res cogitans ?
? Natura non facit saltum ? neuronhálózat tudatos tapasztalás és érzésvilág szubjektum elme pszichikum lélek szellem engramok neurális aktivitás ? Natura non facit saltum ? Nicolai Hartmann Der Aufbau der realen Welt Unorganischem, Leben, Seele und Geist
tudatosság 3. Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció 1.2.Az információfogalom értelmezései neuronhálózat tudatosság neurális aktivitás engramok exogramok 3. Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció
Az információfogalom értelmezései Az exogramok mint információs alakzatok Az információs alakzatok harmadik csoportját a belső reprezentációk (engramok, pszichikus mintázatok) objektivációi, az emberi memórián kívülre helyezett, túlnyomórészt grafikus külső reprezentációs mintázatok, az ún. exogramok jelentik. Ezeknek a létrehozásához és értelmezéséhez mindig szükséges a tudatos emberi agy, illetve az ember által konstruált információfeldolgozó artefaktum (számítógép, vonalkód-leolvasó stb.) Az ide tartozó alakzatok a pszichikus szférában generált tudások, valós és kitalált történetek, tervek, tények logikai összefüggések, modellek, hipotézisek, működési leírások stb. reprezentációi.
tudatosság 3. Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció 1.2.Az információfogalom értelmezései neuronhálózat tudatosság neurális aktivitás engramok exogramok 3. Információ mint mintázat / alakzat / reprezentáció
Az információfogalom értelmezései Az alakzat- és üzenet modellt integráló artefaktumok Ezek az alakzatok nem csupán és nem elsősorban információk tárolására szolgálnak, hanem képesek szemiautomatikus vagy automatikus műveletvégzésre is. A külső szimbolikus tár dinamikussá válik: elkezdődik az agy műveletvégző, „komputációs” tevékenysége bizonyos elemeinek a „kihelyezése” (exokomputáció). A műveletvégzésre alkalmas információs alakzatok mai formája a nyomtatott áramköri lapka (chip), amelyben a sajátos mintázatokat szilíciumkristály felületére mart apró elektronikai alkatrészek képezik. A chipek vagy gépi úton kiolvasható adatokat (információkat) tárolnak (memóriachip), vagy egyszerű matematikai műveleteket sorozatának az elvégezését teszik lehetővé (processzorchip).
Az információ mint alakzat 2.Az információfogalom értelmezései (Milyen formában jelenik meg?) Az információ mint alakzat Az információ mint üzenet
Információ mint üzenet 2.Az információfogalom értelmezései Az információtovábbítás Shannon-Weaver modellje Üzenet Üzenet Információforrás Adó Vevő Rendeltetési hely Csatorna Jel Jel Kódolás Dekódolás Zaj Zajforrás Információ mint üzenet Claude Shannon
1948 1.2.Az információfogalom értelmezései A Shannon-séma és a kibernetika fogalomrendszere Elhatároztuk, hogy az önműködő vezérlésnek, illetve a hírközlés elméletének az egész területét, akár gépről, akár emberről van szó, a kibernetika névvel fogjuk jelölni, amelyet a görög kibernétész, vagyis kormányos szóból képeztünk. 1948 Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine
Homeosztázis 1.2.Az információfogalom értelmezései INFORMÁCIÓ ENERGIA A kibernetikai rendszermodell kiterjesztése Homeosztázis ÉLŐ RENDSZER Walter B. Cannon Biológiai rendszerekben megnyilvánuló szabályozás,amely egyensúlyi helyzeteket tart fenn változó külső és belső feltételek ellenére. belső környezet (milieu intérieur) Claude Bernard INFORMÁCIÓ ENERGIA ANYAG
1.2.Az információfogalom értelmezései Információ, mint üzenet - evolúciós keretrendszerben Az ember által létrehozott információs rendszerek működése előreprogramozott automatizmusok szerint történik. Fejlett aggyal rendelkező, tanulásra képes élőlények esetében egyre komplexebb folyamatokat jelent a bemenő információk kiértékelése és a válaszok megfogalmazása. Az egyszerűbb élőlények esetében az üzenet - előprogramozott, veleszületett mechanizmusok alapján - automatikusan cselekvést vált ki.
Információ és társadalom I Információ és társadalom I. Az információfogalom interdiszciplináris megközelítése 1. Anyag – energia – információ 2. Az információfogalom értelmezésváltozatai 3. A információ kvantitatív megközelítése 4. Az információ mint jel és jelentés 5. Az információ szerepe az ember világában Mache die Dinge so einfach wie möglich - aber nicht einfacher. Albert Einstein
Az információ mint üzenet 1.2.Az információfogalom értelmezései Az információfogalom műszaki-matematikai értelmezése 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, amelyeket egy vevő felfog és értelmez. Információ mindaz, ami kódolható és egy megfelelő csatornán továbbítható. Az információ mint üzenet
Jelrendszerek- jelkészletek 1.2.Az információfogalom értelmezései Jelrendszerek- jelkészletek 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 Adenin Guanin Timin Citozin A Á B C D E É F G H I Í J K L M N O Ó Ö Ő P Q R S T U V Z X Y Az információfogalom műszaki-matematikai értelmezése
Bináris logika Tetszőleges halmaz bármely elemének meghatározásakor úgy célszerű eljárni, hogy az egész halmazt, illetve egyre kisebb részeit mindig kétjelű jelkészlettel írjuk le, amellyel azt az üzenetet fejezzük ki, hogy valami ott van az adott rendszerfélben vagy nincs ott. A világon minden alávethető ennek a digitális felaprózásnak. Az információfogalom műszaki-matematikai értelmezése
Bináris logika A kettes alapú logaritmus és a kettes számrendszer választása azért természetes, mert világunk olyan rendszerekből tevődik össze, amelyek bármelyik eleme definiálható olyan módon, hogy a rendszer egészét vesszük egy meghatározatlansági, bizonytalansági mezőnek, és azt lépésről lépésre felezzük, míg eljutunk a keresett vagy meghatározni kívánt elemhez. 2. Az információfogalom műszaki-matematikai értelmezése
Bináris logika Az információfogalom műszaki-matematikai értelmezése „a bináris aritmetikában mindössze két szám, a 0 és az 1 használatos, és ezekkel az összes többi szám is leírható… és ami még fontosabb, az ezen alapuló kétértékű logikai rendszer.” Gottfried W. von Leibnitz Bináris logika „A bináris számításokat el lehetne végezni olyan géppel, amelyben nem lennének fogaskerekek.... A gépnek olyan tárolói lennének, amelyek bemenete egy zárható nyílás lenne. Ennek a nyitott állapota az 1-nek, míg zárt állapota a 0-nak felelne meg Az információfogalom műszaki-matematikai értelmezése
Bináris logika Neumann János ENIAC, 1944 First Draft of Report , 1945 von Neumann architecture „Meg kell azonban jegyeznem, hogy az imént felvázolt tízértékű jelölő nyilvánvalóan tíz kétértékű jelölőből álló csoportot testesít meg, tehát erősen redundáns..... Ugyanebben a keretben már négy kétértékű csoporttal is elérhetnők a kívánt eredményt... Kettes számrendszerben végezve a műveletet, … átlátszóbbá és szembeötlőbbé válik azok logikai jellege. 1903-1957 Neumann János Bináris logika Az információfogalom műszaki-matematikai értelmezése
Információ mint üzenet 1.2.Az információfogalom értelmezései Információ mint üzenet A hírközlés szemantikai vonatkozásai műszaki szempontból teljesen közömbösek Az információtól az információs társadalomig
Az információ mint jel és jelentés 1.2.Az információfogalom értelmezései (Milyen formában jelenik meg?) Az információ mint alakzat Az információ mint üzenet A információfogalom műszaki-matematikai értelmezése Az információ mint jel és jelentés
Információ és társadalom I Információ és társadalom I. Az információfogalom interdiszciplináris megközelítése 1. Anyag – energia – információ 2. Az információfogalom értelmezésváltozatai 3. A információ kvantitatív megközelítése 4. Az információ mint jel és jelentés 5. Az információ szerepe az ember világában Mache die Dinge so einfach wie möglich - aber nicht einfacher. Albert Einstein
SZEMIOTIKA 4. Az információ mint jel és jelentés Umberto Eco Az ember olyan állat, amely fajtársainak meg tud jeleníteni térben és időben távoli dolgokat, vagy érzékeivel nem észlelhetőket. Ehhez használja a jeleket. Jel az, ami az érzékelésnek önmagát, a léleknek pedig önmagán kívül valami mást tár elébe. Szent Ágoston SZEMIOTIKA A jel mindig helyettesít valamit. A helyettesített dolgot vagy dolgok csoportját jeltárgynak vagy jelöltnek nevezzük, a jel és a jelölt egymásra vonatkoztatásának a folyamatát pedig szemiózisnak. 4. Az információ mint jel és jelentés
FÜSZIKÉ, PRAKTIKÉ, SZEMIOTIKÉ A harmadik: ezt az ágazatot szemiotikének vagy a jelek tudományának lehet nevezni, amelyek között legszokottabbak a szavak… Ennek a feladata megvizsgálni azoknak a jeleknek a természetét, amelyeket az elme használ a dolgok megértésére vagy tudásának másokkal való közlésére 1690 4. Az információ mint jel és jelentés
Jeltipológia index ikon szimbólum kapcsolat hasonlóság hozzárendelés A jelek tárgyukhoz való viszonya kapcsolat index dinamikus kapcsolatban van az egyedi tárggyal, fizikai hasonlóság ikon nem egyedi tárgyakat, jelenségeket, dolgokat, hanem ezek teljes osztályát jelenti. hozzárendelés szimbólum Szemiotikus készség ! a jel és a jelölt közötti kapcsolat konvencionális, esetlegesség vagy tudatos választás, megjelölés eredménye. Charles Sanders Peirce 4. Az információ mint jel és jelentés
Információ és társadalom I Információ és társadalom I. Az információfogalom interdiszciplináris megközelítése 1. Anyag – energia – információ 2. Az információfogalom értelmezésváltozatai 3. A információ kvantitatív megközelítése 4. Az információ mint jel és jelentés 5. Az információ szerepe az ember világában Mache die Dinge so einfach wie möglich - aber nicht einfacher. Albert Einstein
„Információ” molekuláris rendszerekben? 1.4. Az információ szerepe az ember világában 1. Genetikai információ „Információ” molekuláris rendszerekben?
A genetikai információ 1.4. Az információ szerepe az ember világában A genetikai információ Véletlen variációk és szelekció Az ily módon akkumulálódó tudásrendszer absztrakt információs entitás: a populáció génkészlete, amelynek alternatív mintázatai (gene pattern) az egyedi testekben manifesztálódnak.
? 1. Genetikai információ „információ” molekuláris rendszerekben 1.4.Az információ szerepe az ember világában 1. Genetikai információ „információ” molekuláris rendszerekben 2. Pszichikus információ ?
res extensa ! res cogitans ? 1.4. Az információ szerepe az ember világában A mentális modellekben kódolt belső reprezentációk a neuronhálózatok összetett kapcsolatrendszerére és aktivációs mintázataira vezethetők vissza. Ezek képezik a tudatossággal rendelkező emberi elme materiális alapját. Az agyműködésnek ezen a szintjén generált információkat pszichikus információknak szokták nevezni. res extensa ! res cogitans ?
Az ember szimbolikus aktivitásából eredő következmények 5. Az információ szerepe az ember világában Közvetlen tapasztalat-szerzés helyett szimuláció Szimbolikus világok létrehozása Az algoritmus varázsa A jövő gondolati tételezése Az ÉN és a VILÁG kettőssége Az ember nem a dolgokkal, hanem az azokat helyettesítő szimbólumokkal próbálkozik. A binokuláris térlátás kialakulásához kapcsolódó belső reprezentáció ( John Fremlin: Howw stereoscopic vision evolved? New Scientist, 1972). A belső térben a cselkvés szándékának leválasztása a konkrét végrehajtásról. Konrad Lorenz: Die Angeborenen Formen möglichen Erfahrungen. 1943. A gondolkodási folyamatokat magától értődően térbeli dimenziókból vett képekkel és fogalmakkal jellemezzük! ( Az egyes dolgok létezéséhez anyagi, formai, mozgató és cél ok szükséges.) Az ember szimbolikus aktivitásából eredő következmények
? A három világ elmélet 1.4.Az információ szerepe az ember világában Karl Popper ? World 1. World 2. World 3. Manfred Eigen táblázata alapján (A játék, 1981, Bp. Gondolat, 304.o.)
tudás World 3 World 2 Világkép eszközök i n g e r e k World 1 1.4.Az információ szerepe az ember világában World 2 Információ mint alakzat Világkép értékek/hitek/attitűdök World 3 belátás/szimuláció/előrelátás tudás processzor-1 jelek reprezentáció, modellek információ szimbolikus kogníció szimbólum preszimbolikus kogníció ikon index Információ mint üzenet eszközök i n g e r e k processzor-2 jelek anyag/energia - állapotváltozás World 1