Was sind Informationen?

Eine Studie von How Much Information aus dem Jahr 2009 hat gezeigt, dass sich die Menge der pro Woche verbrauchten Informationen seit 1986 verfünffacht hat. Von 250.000 Wörtern pro Woche auf 1,25 Millionen! Seitdem hat diese Zahl deutlich zugenommen. Die folgenden Indikatoren sind erstaunlich: Im Jahr 2018 betrug die Anzahl der Internet- und sozialen Netzwerknutzer 4,021 Milliarden und 3,196 Milliarden. Eine moderne Person analysiert eine unglaubliche Menge an Informationen pro Tag und verwendet dabei verschiedene Schemata und Strategien, um profitable Entscheidungen zu treffen. Die menschliche Spezies hat in den letzten zwei Jahren 90% der Informationen auf dieser Welt generiert. Wenn Sie abrunden, produzieren wir ungefähr 2,5 Billionen Bytes (2,5 * 10 ^ 18 Bytes) neuer Informationen pro Tag. Wenn Sie diese Zahl durch die Anzahl der jetzt lebenden Personen dividieren, stellt sich heraus, dass durchschnittlich eine Person 0,3 Gigabyte an Informationen pro Tag erstellt.



Wie viele Informationen nimmt Homo Sapiens? (im Folgenden als Homo bezeichnet). Der Einfachheit halber haben sie einen Begriff namens Bit geprägt. Bit ist die kleinste Informationseinheit. Eine Datei mit diesem Job benötigt mehrere Kilobyte. Ein solches Dokument vor fünfzig Jahren würde den gesamten Speicher des leistungsstärksten Computers belegen. Ein durchschnittliches Buch in digitaler Form nimmt tausendmal mehr Platz ein und das sind Megabyte. Ein qualitativ hochwertiges Foto auf einer leistungsstarken Kamera hat eine Größe von 20 Megabyte. Ein digitales Laufwerk ist 40-mal größer. Interessante Proportionen beginnen mit Gigabyte. Menschliche DNA, alle Informationen über dich und mich sind ungefähr 1,5 Gigabyte. Wir multiplizieren dies mit sieben Milliarden und erhalten 1,05 x 10 ^ 19 Bytes. Im Allgemeinen können wir ein solches Informationsvolumen unter modernen Bedingungen in 10 Tagen erstellen. Diese Anzahl von Bits beschreibt alle Menschen, die jetzt leben. Und dies sind nur Daten über Menschen selbst, ohne Interaktionen zwischen ihnen, ohne Interaktionen mit Natur und Kultur, die eine Person für sich selbst geschaffen hat. Wie stark wird sich diese Zahl erhöhen, wenn wir die Variablen und Unsicherheiten der Zukunft hinzufügen? Chaos wäre ein gutes Wort.

Informationen haben eine erstaunliche Eigenschaft. Auch wenn sie nicht da ist, ist sie es. Und hier brauchen wir ein Beispiel. Die Verhaltensbiologie hat ein berühmtes Experiment. Gegenüber liegen zwei Zellen. Im 1. hochrangigen Affen. Alpha männlich. Im 2. Käfig ein Affe mit niedrigerem Status, ein Beta-Männchen. Beide Affen können ihre Gegenstücke beobachten. Fügen Sie dem Experiment einen Einflussfaktor hinzu. Zwischen zwei Zellen legen wir eine Banane. Ein Beta-Mann wird es nicht wagen, eine Banane zu nehmen, wenn er weiß, dass der Alpha-Mann diese Banane auch gesehen hat. Denn er spürt sofort die ganze Aggression des Alpha-Mannes. Ferner sind die Anfangsbedingungen des Experiments leicht verändert. Eine männliche Alpha-Zelle ist mit einem undurchsichtigen Tuch bedeckt, um ihm die Sicht zu nehmen. Wenn Sie alles wiederholen, was zuvor getan wurde, wird das Bild völlig anders. Das Beta-Männchen kommt und nimmt eine Banane ohne Reue.

Es geht nur um seine Fähigkeit zu analysieren, er weiß, dass der Alpha-Mann nicht gesehen hat, wie man eine Banane setzt, und für ihn gibt es einfach keine Banane. Das Beta-Männchen analysierte die Tatsache, dass es kein Signal für das Auftreten von Informationen über die Banane beim Alpha-Männchen gab, und nutzte die Situation aus. Eine spezifische Diagnose wird für einen Patienten in vielen Fällen gestellt, wenn er bestimmte Symptome hat, aber eine große Anzahl von Krankheiten, Viren und Bakterien kann einen erfahrenen Arzt sogar verwirren. Wie kann er eine genaue Diagnose ermitteln, ohne Zeit zu investieren, was für den Patienten von entscheidender Bedeutung sein kann? Alles ist einfach. Er analysiert nicht nur die Symptome, die der Patient hat, sondern auch die, die er nicht hat, was die Suchzeit um das Zehnfache verkürzt. Wenn etwas dieses oder jenes Signal nicht gibt, enthält es auch bestimmte Informationen - normalerweise negativer Natur, aber nicht immer. Analysieren Sie nicht nur vorhandene Informationssignale, sondern auch solche, die dies nicht tun.

Diese Beispiele fügen den obigen Zahlen Nullen und Einsen hinzu. Im Zusammenhang mit den obigen Zahlen und Problemen stellen sich eine Reihe von Fragen. Wie? Wie haben Sie das geschafft? Ist der Körper / die Gesellschaft in der Lage, unter solchen Bedingungen normal zu funktionieren? Wie Informationen biologische, wirtschaftliche und andere Arten von Systemen beeinflussen. Die Menge an Informationen, die wir 2019 wahrnehmen, wird für die Nachwelt ab 2050 spärlich erscheinen. Die Ansicht schafft bereits neue Schemata und Muster für die Arbeit mit Informationen, untersucht deren Eigenschaften und Auswirkungen. Satz: „Ich habe eine Million Jahre in einem Jahr gelebt“ ist kein Scherz mehr und nicht absurd, sondern Realität. Die Menge an Informationen, die eine Person erstellt, wirkt sich auf das soziale, wirtschaftliche, kulturelle und sogar biologische Leben aus. 1980 träumten sie davon, einen Quantencomputer zu schaffen, um die Rechenleistung zu erhöhen. Traum von einer Aussicht. Die Entdeckungen, die diese Erfindung versprachen, sollten eine neue Ära vorwegnehmen. Im Jahr 2018 startete IBM den ersten kommerziellen Quantencomputer, aber niemand bemerkte es. Die Nachricht wurde von einer unglaublich kleinen Anzahl von Menschen diskutiert. Sie ertrank gerade in der Informationsfülle, in der wir jetzt existieren. Das Hauptforschungsgebiet der letzten Jahre waren Neurowissenschaften, Algorithmen, mathematische Modelle und künstliche Intelligenz, was im Allgemeinen auf die Suche nach der Möglichkeit eines normalen Funktionierens in einer mit Informationen angereicherten Umgebung hinweist. 1929 wurden von Economo-Neuronen entdeckt, die nur in hochsozialen Tiergruppen vorkommen. Es gibt ein direktes Korrelat zwischen Gruppengröße und Gehirngröße. Je größer die Gruppe der Tiere ist, desto größer ist ihre Gehirngröße im Verhältnis zum Körper. Es ist nicht überraschend, dass von Economo-Neuronen nur in Walen, Elefanten und Primaten vorkommen. Von Economo-Neuronen sind für die Übertragung großer Informationsmengen im Gehirn verantwortlich.


während A.G. Lukaschenko verbot ihnen nicht zu kommunizieren, sie anzuschauen

Diese Art von Neuronen ist eine neuronale Anpassung in sehr großen Gehirnen, die es Ihnen ermöglicht, Informationen über sehr spezifische Projektionen, die sich in Bezug auf neue soziale Verhaltensweisen entwickelt haben, schnell zu verarbeiten und zu übertragen. Das offensichtliche Vorhandensein dieser spezialisierten Neuronen nur in hochintelligenten Säugetieren kann ein Beispiel für eine konvergente Evolution sein. Neue Informationen erzeugen immer neue, qualitativ unterschiedliche Muster und Beziehungen. Muster werden nur auf der Grundlage von Informationen erstellt. Beispiel: Ein Primat trifft einen Stein auf den Knochen eines toten Büffels. Ein Schlag und der Knochen zerbricht in zwei Teile. Noch ein Schlag und noch eine Pause. Der dritte Schlag und noch ein paar Fragmente. Das Muster ist klar. Ein Knochenschlag und mindestens ein neuer Splitter. Können Primaten Muster gut erkennen? Viele Geschlechtsverkehr und verzögerte Geburt nach neun Monaten.

Wie lange hat es gedauert, diese beiden Ereignisse miteinander zu verbinden? Eine Geburt war lange Zeit überhaupt nicht mit sexuellen Handlungen zwischen einem Mann und einer Frau verbunden. In den meisten Kulturen und Religionen waren die Götter für die Geburt eines neuen Lebens verantwortlich. Das genaue Datum für die Entdeckung dieses Musters steht leider noch nicht fest. Es ist jedoch erwähnenswert, dass es immer noch geschlossene Jäger-Sammler-Gesellschaften gibt, die diese Prozesse nicht binden, und für die Geburt in ihnen gibt es spezielle Rituale, die vom Schamanen durchgeführt werden. Die Hauptursache für die Kindersterblichkeit bei der Geburt vor 1920 waren schmutzige Hände. Saubere Hände und ein lebendes Kind sind auch ein Beispiel für eine nicht offensichtliche Regelmäßigkeit. Hier ist ein weiteres Beispiel für ein Muster, das bis 1930 implizit blieb. Worüber sprichst du? Über Blutgruppen. 1930 erhielt Landsteiner für diese Entdeckung den Nobelpreis. Bis zu diesem Zeitpunkt war das Wissen unklar, dass eine Person mit einer Blutgruppe transfundiert werden kann, die den Spender mit dem Bedürftigen zusammenbringt. Es gibt Tausende ähnlicher Beispiele. Es ist erwähnenswert, dass die Suche nach Mustern das ist, was die Art ständig tut. Ein Geschäftsmann, der ein Muster im Verhalten oder in den Bedürfnissen von Menschen findet und dann jahrelang mit diesem Muster verdient. Ernsthafte wissenschaftliche Forschung, die es ermöglicht, den Klimawandel, die Migration von Menschen, die Suche nach Orten für den Bergbau, zyklische Kometen, die Entwicklung des Embryos, die Entwicklung von Viren und wie die Spitze das Verhalten von Neuronen im Gehirn vorherzusagen. Natürlich kann alles durch die Struktur des Universums erklärt werden, in dem wir leben, und durch den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, dass die Entropie ständig zunimmt, aber dieses Niveau ist für praktische Zwecke nicht geeignet. Sie sollten näher am Leben wählen. Das Niveau der Biologie und Informatik.

Was sind Informationen? Nach allgemeiner Meinung sind Informationen Informationen, unabhängig von der Form ihrer Darstellung oder der Lösung des Problems der Unsicherheit. In der Physik ist Information ein Maß für die Ordnung eines Systems. In der Informationstheorie lautet die Definition dieses Begriffs wie folgt: Information sind Daten, Bits, Fakten oder Konzepte, eine Reihe von Werten. Alle diese Konzepte sind vage und ungenau, außerdem glaube ich, dass sie ein wenig falsch sind.



Um dies zu beweisen, haben wir die These aufgestellt - die Informationen selbst sind bedeutungslos. Was ist die Nummer "3"? Oder was ist der Buchstabe "A"? Ein Symbol ohne zugewiesenen Wert. Aber wie lautet die Zahl „3“ im Blutgruppendiagramm? Dies ist die Bedeutung, die ein Leben retten wird. Dies wirkt sich bereits auf die Verhaltensstrategie aus. Ein Beispiel, das absurd ist, aber seine Bedeutung nicht verliert. Douglas Adams schrieb den Per Anhalter durch die Galaxis. In diesem Buch sollte der erstellte Quantencomputer die Hauptfrage des Lebens und des Universums beantworten. Was ist der Sinn des Lebens und des Universums? Die Antwort ging nach siebeneinhalb Millionen Jahren kontinuierlicher Datenverarbeitung ein. Der Computer schloss mit wiederholter Überprüfung des Werts auf Richtigkeit, dass die Antwort „42“ war. Die obigen Beispiele machen deutlich, dass Informationen ohne die externe Umgebung, in der sie sich befinden (Kontext), nichts bedeuten. Die Zahl „2“ kann die Anzahl der Geldeinheiten, Patienten mit Ebola, glückliche Kinder oder ein Indikator für die Gelehrsamkeit einer Person in einer bestimmten Angelegenheit sein. Als weiteren Beweis gehen wir zur Welt der Biologie über: Die Blätter von Pflanzen haben oft die Form eines Halbkreises und steigen zunächst nach oben, dehnen sich aus, aber nach einem bestimmten Punkt der Brechung dehnen sie sich nach unten und verengen sich. In der DNA gibt es wie in den Hauptträgern von Informationen oder Werten kein Gen, das ihren Abwärtszug nach einem bestimmten Punkt codiert. Die Tatsache, dass sich das Blatt der Pflanze nach unten erstreckt, ist ein Trick der Schwerkraft.

Die DNA selbst, die von Pflanzen, die von Säugetieren, die des bereits erwähnten Homo Sapiens enthält, wenn überhaupt, nur wenige Informationen. DNA ist eine Reihe von Bedeutungen in einer bestimmten Umgebung. DNA trägt hauptsächlich Transkriptionsfaktoren, die von einer bestimmten äußeren Umgebung aktiviert werden müssen. Platzieren Sie die pflanzliche / menschliche DNA in einer Umgebung mit einer anderen Atmosphäre oder Schwerkraft, und die Ausgabe ist ein anderes Produkt. Daher ist die Übertragung unserer DNA zu Forschungszwecken auf fremde Lebensformen eine ziemlich dumme Beschäftigung. Es ist möglich, dass die menschliche DNA in ihrer Mitte zu etwas Schrecklicherem wird als ein zweibeiniger aufrechter Primat mit einem hervorstehenden Daumen und Vorstellungen von Gleichheit. Informationen sind Werte / Daten / Bits / Materie in jeglicher Form und in ständiger Verbindung mit der Umgebung, dem System oder dem Kontext. Informationen existieren nicht ohne Umweltfaktoren, Systeme oder Kontexte. Nur untrennbar mit diesen Bedingungen verbunden, können Informationen Bedeutungen vermitteln. In der Sprache der Mathematik oder Biologie existieren Informationen nicht ohne eine externe Umgebung oder Systeme, deren Variablen sie beeinflussen. Informationen sind immer ein Anhang der Umstände, unter denen sie sich bewegen. In diesem Artikel werden die Hauptideen der Informationstheorie erörtert. Verfahren der intellektuellen Aktivität von Claude Shannon, Richard Feynman.

Eine Besonderheit der Art ist die Fähigkeit, Abstraktionen zu erstellen und Muster zu erstellen. Stellen Sie einige Phänomene durch andere dar. Wir codieren. Photonen auf der Netzhaut erzeugen Bilder, Luftschwingungen werden in Töne umgewandelt. Wir verbinden einen bestimmten Ton mit einem bestimmten Bild. Das chemische Element in der Luft mit seinen Rezeptoren in der Nase interpretieren wir als Geruch. Durch Zeichnungen, Bilder, Hieroglyphen und Töne können wir Ereignisse verbinden und Informationen übertragen.


Also verschlüsselt er tatsächlich deine Realität

Solche Kodierungen und Abstraktionen sollten nicht unterschätzt werden. Denken Sie nur daran, wie sehr sie Menschen betreffen. Kodierungen können sich gegen biologische Programme durchsetzen. Eine Person weigert sich aus Gründen einer Idee (ein Bild in ihrem Kopf, das eine Verhaltensstrategie definiert), Kopien seiner Gene weiter zu übertragen. Oder erinnern Sie sich an die volle Kraft physikalischer Formeln, die es uns ermöglichten, einen Vertreter einer Spezies in den Weltraum zu schicken. Chemische Gleichungen, die helfen, Menschen zu behandeln und so weiter. Darüber hinaus können wir codieren, was bereits codiert ist. Das einfachste Beispiel ist eine Übersetzung von einer Sprache in eine andere. Ein Code wird in Form eines anderen dargestellt. Die Leichtigkeit der Transformation als Hauptfaktor für den Erfolg dieses Prozesses ermöglicht es Ihnen, ihn endlos zu machen. Sie können den Ausdruck vom Japanischen ins Russische, vom Russischen ins Spanische, vom Spanischen ins Binäre System, vom Morse-Code in den Morsecode übersetzen, ihn dann in Blindenschrift, dann in Form eines Computercodes darstellen und dann in Form elektrischer Impulse direkt ins Gehirn eingeben wo es die Nachricht dekodiert. Kürzlich haben sie den umgekehrten Prozess durchgeführt und die Gehirnaktivität in Sprache dekodiert.


Setzen Sie die Elektroden in das Bild oben ein und berücksichtigen Sie dabei Ihre Einzigartigkeit

In der Zeit vor vierzig bis zwanzigtausend Jahren begannen primitive Menschen, Informationen in Form von Sprach- oder Gestencodes, Felsmalereien, aktiv zu kodieren. Moderne Menschen, die die ersten Höhlenmalereien beobachten, versuchen, ihre Bedeutung zu bestimmen (zu entschlüsseln). Die Suche nach Bedeutungen ist ein weiteres Unterscheidungsmerkmal der Art. Durch die Rekonstruktion des Kontexts bestimmter Marker oder Informationsreste versuchen moderne Anthropologen, das Leben primitiver Menschen zu verstehen. Die Quintessenz des Codierungsprozesses wird in Form eines Schreibens verkörpert. Das Schreiben löste das Problem des Informationsverlustes während seiner Übertragung nicht nur räumlich, sondern auch zeitlich. Mit Hieroglyphen von Zahlen können Sie Berechnungen, Wörter, Objekte usw. codieren. Wenn das Problem jedoch genauer und genauer gelöst wird und natürlich beide Teilnehmer des Kommunikationsprozesses dieselben bedingten Vereinbarungen zur Interpretation und Dekodierung derselben Zeichen (Hieroglyphen) verwenden, ist das gedruckte Schreiben mit der Zeit und der Übertragungsgeschwindigkeit fehlgeschlagen. Um das Geschwindigkeitsproblem zu lösen, wurden Funk- und Telekommunikationssysteme erfunden. Die Schlüsselphase bei der Entwicklung des Informationstransfers kann als zwei Ideen betrachtet werden. Der erste sind digitale Kommunikationskanäle und der zweite ist die Entwicklung des mathematischen Apparats. Digitale Kommunikationskanäle lösten das Problem in der Geschwindigkeit der Informationsübertragung und den mathematischen Apparat in seiner Genauigkeit.

Jeder Kanal weist einen bestimmten Rausch- und Interferenzpegel auf, aufgrund dessen Informationen mit Interferenzen einhergehen (der Satz von Werten und Zeichen ist verzerrt, der Kontext geht verloren) oder überhaupt nicht. Mit der Entwicklung der Technologie verringerte sich das Rauschen in digitalen Kommunikationskanälen, jedoch nie auf Null. Mit zunehmender Entfernung nahm sie im Allgemeinen zu. Das Hauptproblem, das gelöst werden muss, wenn Informationen in digitalen Kommunikationskanälen verloren gehen, wurde 1948 von Claude Shannon identifiziert und gelöst , und er prägte auch den Begriff Bit. Es klingt wie folgt: - „Lassen Sie die Nachrichtenquelle eine Sekunde lang die Entropie (H) und (C) die Kanalbandbreite haben. Wenn H <C oder H = C ist, ist eine solche Codierung von Informationen möglich, bei der die Quelldaten mit einer beliebig kleinen Anzahl von Fehlern über den Kanal übertragen werden. "


aber sie haben dich nicht angerufen, um dieses Spiel zu spielen

Diese Formulierung des Problems ist der Grund für die rasche Entwicklung der Informationstheorie. Die Hauptprobleme, die sie löst und zu lösen versucht, sind, dass digitale Kanäle, wie oben erwähnt, Rauschen aufweisen. Oder wir formulieren es wie folgt: „Es gibt keine absolute Zuverlässigkeit des Kanals bei der Übertragung von Informationen“. Das heißt, Informationen können aufgrund von Umwelteinflüssen auf den Informationsübertragungskanal verloren gehen, verzerrt oder mit Fehlern gefüllt werden. Claude Shannon brachte eine Reihe von Thesen vor, aus denen folgt, dass die Fähigkeit, Informationen ohne Verlust und Änderungen zu übertragen, d.h. mit absoluter Genauigkeit, existiert in den meisten Kanälen mit Rauschen. Tatsächlich erlaubte er Homo Sapiens, keine Anstrengungen zur Verbesserung der Kommunikationskanäle zu unternehmen. Stattdessen schlug er die Entwicklung effizienterer Codierungs- und Decodierungsschemata für Informationen vor. Präsentieren Sie Informationen in Form von 0 und 1. Die Idee kann auf mathematische Abstraktionen oder Sprachcodierung erweitert werden. Ein Beispiel dafür ist die Wirksamkeit der Idee. Der Wissenschaftler beobachtet das Verhalten von Quarks am Hadron Collider, gibt seine Daten in eine Tabelle ein und analysiert, zeigt die Regelmäßigkeit in Form von Formeln an, formuliert die Haupttrends in Form von Gleichungen oder schreibt in Form von mathematischen Modellen, Faktoren, die das Verhalten von Quarks beeinflussen. Er muss diese Daten ohne Verlust übertragen. Er steht vor einer Reihe von Fragen. Einen digitalen Kommunikationskanal über Ihren Assistenten nutzen oder übertragen oder alles anrufen und persönlich erzählen? Die Zeit ist sehr kurz und Informationen müssen dringend übermittelt werden, weshalb E-Mails entfallen. Der Helfer ist ein absolut unzuverlässiger Kommunikationskanal mit einer Wahrscheinlichkeit von Rauschen nahe der Unendlichkeit. Als Kommunikationskanal ruft er an.

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Mit Blick auf die Zukunft können wir ein Beispiel dafür geben, dass es nicht notwendig ist, die gesamte äußere Umgebung zu beschreiben, sondern nur die Bedingungen für ihre Existenz in Form von Gesetzen und Formeln formulieren können. Was ist Wissenschaft? Wissenschaft ist der höchste Grad an Mimikry über die Natur. Wissenschaftliche Errungenschaften sind eine abstrakte Verkörperung realer Phänomene. Eine der Lösungen für das Problem der Informationsspeicherung wurde in einem charmanten Artikel von Richard Feynman beschrieben: „Darunter ist viel Platz: eine Einladung in eine neue Welt der Physik.“ . , . , , . — , , . , , Nature , , , , - . , . — , . - , , , - , ( ).


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