Informace, entropie a zblbnutí vesmíru

Termín informace je nyní velmi populární. Tímto slovem označujeme cokoliv, co se dovíme, nebo se můžeme dovědět, na první pohled to má něco společného s vědomostmi, znalostmi. Informace si sdělujeme, hledáme, rozhodujeme se podle nich, sledujeme, hodnotíme je, pracujeme s nimi, přenášíme je, ukládáme je, ztrácíme je, můžeme je i záměrně ničit.



Protože se s tím dá dělat tolik věcí, stojí za to zjistit co to vlastně je, jaké to má vlastnosti a vůbec to blíž prozkoumat.



Informace.
Co je to informace? Je to energie? Je to hmota? Dá se to zničit? Jaké to má vlastnosti? Když chceme něco zkoumat tak musíme vědět, co přesně zkoumáme. Takže co to ta informace vlastně je?


Na tyto otázky je mnoho vysilujících odpovědí a ani jedna není výstižná. Pro každého je informací něco jiného.


S informací je problém. Ani idealistické, ani materialistické učení nedokáží informaci zařadit. Pro materialismus je informace velmi podezřelá, protože to není ani hmota ani energie. To zanáší do materialismu potíže, protože to zavání duchovnem. Idealismus zase informaci ztotožňuje s božstvím, ale zase má potíže s tím, že informace je vázána na hmotu a energii. Ke všemu s informacemi si člověk zachází, jako by se nechumelilo a na nějaké božství kašle. Nejlepší bude, když se tu celou věc pokusíme nějak definovat.


Bude dobré, když to bude velmi obecné a pokud možno stručné. Takže nejdřív vyhodíme všechny definice zahrnující antropocentrický přístup. Takoví mravenci si informace také předávají a je všeobecně známo, že to nejsou lidi. Také vyhodíme všechny definice označující vlastnosti. Tím vypadnou definice zabývající se komunikací, kvalitou, atd. Filosofům vyhodíme definice obsahující objektivní realitu. To kvůli tomu, že takové popisy halucinogenních stavů můžeme pokládat za informace, ale s objektivní realitou nemusí až tak úplně souviset. Nepochybuji, že jsem tím udělal radost všem vyznavačům duchovna. Taky bych vyhodil definice popisující způsoby využívání informace. Moc toho už nezbylo, ale něco přece.


Definice informace.
Informace je jev, který má buď vysokou, nebo nízkou pravděpodobnost výskytu.


S touto definicí by mohli souhlasit i mravenci a umělá inteligence. Dokonce, i když někomu řeknu „Právě jsem mluvil s Ježíšem," tak tento jev může mít nízkou pravděpodobnost výskytu, ale pořád to bude informace. Komu tato definice nevyhovuje, ať si vybere nějakou jinou.


Kvalita informace.
Kvalita informace (hodnota informace) má něco společného s očekávaností. Když řeknu: „Zítra vyjde slunce." Je to sice informace, ale její hodnota není nic moc. Ovšem když řeknu: „Zítra slunce nevyjde." Třeba z důvodu zatmění, pak tato informace pro mě může mít sakra velkou hodnotu, zvláště jestli jsem domorodý šaman a chci instalovat na náčelnický trůn osobu sobě blízkou, nebo pokud toho využiji k tomu abych nešel do práce a pěkně si užil den, protože to znamená, že zítra nastane konec světa.


Množství informace.
Pokud jsme až do této chvíle měli nějaké pochyby a nejasnosti, tak v případě množství informace nemáme pochyby žádné. Množství informace umíme měřit a známe i přesně nejmenší možné množství informace. Ano, je to jeden bit, BInary digiT, dvojkové číslo, pravda/nepravda, hodnoty 0/1, ano/ne. Za tyto znalosti vděčíme rozvoji číslicové techniky, radiové komunikace, šifrování, kybernetice a počítačům. Umíme spočítat šířku informačního kanálu pro přenos, umíme zabezpečit přenos tak, aby neprošly chyby, umíme informaci opatřit samoopravnými kódy, umíme ji kódovat, dekódovat. Posílat z místa na místo. Rozprostřít vysílání na více frekvencí s tak malým výkonem, že se ztratí v šumu a na straně příjemce ji zase z toho šumu vydolovat.


Vlastnosti informace
Informace lze sdělovat. To je asi nejznámější vlastnost, protože ji používáme denně.


Informaci lze replikovat. Když něco řeknu více lidem, odnáší si každý z nich tuto informaci.


Informaci lze uchovávat pomocí hmoty, nebo pomocí energie. Když něco vytesám do skály, uchovávám informaci pomocí hmoty. Stejně když si to napíšu na papír. Bude se to lišit jenom odolností proti zkáze. Když přenáším hovor pomocí telefonu, tak se šíří pomocí elektromagnetické energie. Když něco někomu říkám, tak si to ukládá do neuronové sítě svého mozku.

Informaci lze zničit. Když spálím Alexandrijskou knihovnu, tak informace tam obsažené zaniknou. Přestanou existovat. Zůstanou zachovány pouze ty informace, které byly replikovány. Například o Atlantidě se ví pouze to, že Platón říkal, že když byl v Alexandrijské knihovně, četl o tom, že Atlantida leží za Heraklovými sloupy. A to je veškerá informace, kterou o Atlantidě máme. Vše ostatní bylo zničeno.


Co se takhle trochu víc podívat na definici?
"Informace je jev, který má buď vysokou, nebo nízkou pravděpodobnost výskytu." Mluví se tu o pravděpodobnosti. Co to znamená? Už víme, že nejmenší množství informace je jeden bit. Pokud bude nepravda/ne/0 vyjádřená nulovou pravděpodobností výskytu P=0, tak máme jeden stav. Pokud bude pravda/ano/1 vyjádřená pravděpodobností výskytu P=100, tak máme druhý stav. Ale definice je obecnější. Můžeme počítat s pravděpodobností 80%, nebo 20%. Tyto pravděpodobnosti také vyjadřují určité množství informace.


Co pravděpodobnost 50%? Tak tady je zakopaný pes. Pokud má jev pravděpodobnost 50%, pak o jeho výskytu nevíme vůbec nic. Buď nastane, nebo nenastane. Obě šance jsou stejně velké. Pak se ovšem nemůže jednat o informaci.


Teď to začíná být zajímavé.
Vzpomínáte si ne entropii? Entropie je definována jako míra neuspořádanosti systému. Pokud vyjádříme entropii pomocí pravděpodobnosti, dostaneme maximální entropii při hodnotě 50%. (rovnoměrné rozptýlení hmoty nebo energie).


Entropie je však minimální, pokud je hmota maximálně neuspořádaná. Kdyby se nám povedlo vyhnat vzduch v místnosti na jednu polovinu a na druhé půlce nenechat nic, tak pravděpodobnost toho, že vzduch je na jedné půlce místnosti bude 100% a pravděpodobnost toho, že vzduch je v druhé půlce místnosti bude 0%.

Jak to bude s informací? Pro toho, kdo se bude nacházet na té blbé straně místnosti, to bude sakra hodnotná informace, kde je vzduch. Když se pak vzduch rovnoměrně rozptýlí, jak to vzduchy dělají, tak pravděpodobnost toho, že vzduch je jen na jedné půlce bude 50%. Vzduch nebude obsahovat žádnou informaci, že by ho bylo na nějaké straně víc. Hodnosta entropie bude maximální.


Najednou se nám rýsuje propojení informace s entropií. Informaci tedy můžeme definovat jako míru uspořádanosti systému. Čím je systém uspořádanější (vzduch na jedné straně), tím nese větší informaci. Vztah mezi entropií a informací je inverzní. Když množství informace roste, množství entropie klesá. Když množství entropie roste, množství informace klesá.


Další souvislosti.
Jestli si vzpomenete, tak entropie může v uzavřeném systému pouze růst. Když chceme entropii snížit, musíme dodat do systému energii z vnějšku. Co z toho vyplývá pro informaci? V uzavřeném systému, tak jak entropie roste, se informace snižuje. Chceme-li množství informace zvýšit, musíme dodat energii.


No vida to vypadá, že pokud entropie roste, a roste a roste, tak informace mizí a mizí a mizí, až při maximální entropii úplně zanikne. Když napíšu do vlhkého písku na břehu nápis „Miluju Kačenku" tak určitým způsobem uspořádám zrnka písku. Když pak tento nápis několikrát přelijí vlny, tak tato informace bude postupně mizet, ztrácet se až zůstane zase rovnoměrně rozptýlený písek. Informace byla postupně ničena až zcela zničena.

Entropie kupříkladu zničila informaci o výšce Krkonoš v druhohorách (teda za předpokladu, že tou dobou existovaly). Nyní ji sice můžeme odhadnout, ale jen s určitou pravděpodobností. Už nikdy ji nezjistíme naprosto přesně.


Zákon zničení informace.
Můžeme definovat zákon o ničení informace. Informace se působením entropie v čase rozpadá a její množství se samovolně snižuje. Informaci můžeme uchovávat v celku jen za stálého přísunu energie, který eliminuje působení entropie.


Pro zaznamenání informace musíme vykonat nějakou práci. Musíme dodat energii. Třeba psaním, nebo elektromagnetickými vlnami, nebo tesáním do skály. Když informaci nebudeme pravidelně obnovovat, nebo replikovat, tak časem umře.

A co na to vesmír?
Vesmír se propadá do čím dál, tím větší demence. Jestli jste dávali pozor tak víte, že celková entropie vesmíru může pouze růst. Nemůže se zmenšovat. Entropie vesmíru se bude zvyšovat až do té doby, než dojde k tepelné smrti vesmíru. Z toho ale vyplývá, že ve vesmíru bylo dřív mnohem víc informace. A nejvíc jí bylo v okamžiku vzniku vesmíru, kdy byla entropie minimální.

Takže přátelé, není to povzbuzující zjištění, ale vesmír nám postupně blbne.







Související články:
Entropie a pořádek
Memy a informace 1
Memy a informace 2








Rubrika: Teorie všeho | 22.01.2009, 7:58:00