>>>  Laatst gewijzigd: 9 maart 2020  
Ik

Woorden en Beelden

Filosofie en de waan van de dag

Start Glossen Weblog Boeken Denkwerk

Filosofie van informatie en media

Voorkant Von Baeyer 'Information - The new language of science' Hans Christian VON BAEYER
Information - The new language of science
London: Weidenfeld and Nicolson, 2003; 258 blzn.
ISBN: 02 9760 7251

[Ook dit boek gaat in op de vraag welke rol 'informatie' speelt in de wetenschappen. Het gaat duidelijk verder dan het boek van Mols, maar komt ook met dezelfde onderwerpen als biologie / neurologie, kwantummechanica en - computers, zwarte gaten. Von Baeyer is een Amerkaans fysicus.]

(ix) Prologue

Over John Archibal Wheeler, een fysicus uit de generatie van Einstein en Bohr met grote invloed op latere fysici als Feynman. Hij zette de term 'zwart gat' in de wereld in de astronomie. Verder hield hij zich bezig met vraagstukken op het vlak van fysica en filosofie. Dit voorwoord beschrijft een conferentie ter ere van Wheeler georganiseerd door de "John Templeton Foundation for promoting dialogue between science and relgion"(ix) met de titel Science and Ultimate Reality.

"I began to understand the source of John Wheeler's impressive influence. He has achieved much more than just putting the fun back into our science, as one participant observed gratefully. In fact he has accomplished nothing less than to put metaphysics back into physics, from which it had been banned for centuries."(xii)

[Nou, geweldig, 'like that's a step up'. Nu snap ik waarom religieuze organisaties hem zo leuk vinden. Metafysica is tenslotte vaak religieus gebeuzel in een andere taal. Waarom-vragen en hoe-vragen. Alsof er geen mateloze verschillen in controleerbaarheid zijn wat betreft antwoorden op die verschillende vragen! ]

(3) 1 - Electric Rain - Information in our lives

"Information gently but relentlessly drizzles down on us in an invisible, impalpable electric rain. Encoded in radio waves that fill the atmosphere, its mists fill the air, passing through the walls of our houses and penetrating our very bodies"(3)

[Let op het taalgebruik. Er wordt geen onderscheid gemaakt tussen de signalen / golven / deeltjes - de materiële dragers van informatie - en de betekenisvolle inhoud aan informatie voor mensen. Maar het zijn niet de Duitse soap opera's die door muren of ons lijf gaan. Dat zijn de elektrisch pulsjes, de signalen. En die zijn dan ook niets voor ons zolang ze niet opgevangen en gedecodeerd worden en de inhoud er uit te voorschijn komt. En dat is maar goed ook.]

"today information is normally encoded in the rudimentary alphabet of the computer - zeroes and ones - the fundamental stuff of information."(4)

[Informatie die gecodeerd wordt in pulsjes snap ik, dat 0 en 1 - pulsjes 'het fundamentele spul van informatie' zijn is gevaarlijk vaag. Dat je die 0 en 1 dan symbolen noemt is ook gevaarlijk vaag.]

"Symbols furnish the substrate - information carries the meaning."(4)

[Precies. Desondanks is er in het vervolg weer die gemakkelijke overgang van de groei in informatie naar de groei in informatietechnologie. Wel is Von Baeyer kritisch, hij noemt helder de digitale kloof, is niet naïef over de rol van IT.]

"Data will indeed flow faster and more copiously through the pipelines of the future, but the information carried by the zeroes and ones will inevitably suffer degradation through human error."(7)

[Hier weer het juiste onderscheid. Met dat laatste bedoelt hij dat de kwaliteit van veel informatie te wensen overlaat. Maar op de volgende bladzijde regent informatie al weer op ons neer, ook zonder antenne, gewoon vanuit de natuur. Maar dat is die 'flood of data' waar hij het even over had, het is niet per se een vloed van informatie.]

Als 'informatie' zo alom aanwezig en zo belangrijk is, waarom komt het begrip dan niet voor in het vocabulaire van de fysica? vraagt hij zich af.

"The answer, alas, is that, though fashionable, information is also a vague, ill-defined concept. Perhaps that's a virtue in the postmodern era, but to the physicist it poses a challenge. What, exactly, is information? Is it a scientifically useful idea? Can it be measured? Will it yield to mathematical analysis? Such questions are the stuff of this book."(10)

[Is wetenschappelijk gelijk aan meetbaar en wiskundig te analyseren? Wat is de rol van de betekenis? Van intentionaliteit ten aanzien van data? En zo verder. Ik hoop dat dat soort vragen ook aan de orde komt.]

(22) 2 - The spell of Democritus - Why information will transform physics

"The smell of subjectivity, of dependence on a state of mind, is the source of both the elusiveness and the power of the concept of information."(11)

Dat is voor klassieke fysici - die in lijn met Democritus streven naar objectiviteit - iets om te vermijden. Maar de afhankelijkheid van de waarnemer is in de moderne fysica van de andere kant een geaccepteerde gedachte (relativiteitstheorie en kwantummechanica). Voor Feynman vormt informatie de verbinding tussen materie en geest, informatie is voor hem een soort van gecomprimeerde stroom vanuit de materie die via de zintuigen onze hersenen bereikt.

[Ik zie het probleem met de subjectiviteit. Maar de kracht van dat idee komt toch neit naar voren hier.]

(18) 3 - In-Formation - The roots of the concept

Op zoek naar een definitie van 'informatie' dan.

"The colloquial usage, as in 'personal information' and ' directory information', refers to the meaning of a message of some sort. The technical sense, on the other hand, emphasizes the symbols used to transmit a message, whether they are letters, numbers, or just the computer digits zero and one. In this second sense 'information technology' is that branch of engineering that focuses on storing, transmitting, displaying and processing symbols, irrespective of what they stand for."(19)

Hoewel er een relatie is tussen de twee omschrijvingen, is niet duidelijk welke precies. De operationele definities uit de wetenschap van 'informatie' hebben - voorlopig in ieder geval - weinig raakvlak met de alledaagse opvattingen over informatie.

"In this chapter I will briefly examine the common, everyday word before turning for the rest of the book to the technical definition."(20)

[Ik was er al bang voor dat dat de keuze zou worden. Hij kiest vast de gemakkelijke weg van reductie en zo.]

"Information refers to moulding or shaping a formless heap - imposing a form onto something. So the question of its meaning reverts to the more fundamental one: What is form?"(20)

[Von Baeyer slaagt er via Plato en Aristoteles al snel in te zeggen dat vorm uitgedrukt moet kunnen worden in wiskundige termen, dat vorm relaties of patronen uitdrukt, dat informatie gelijk staat aan de communicatie van relaties en patronen. Dat is oppervlakkig. Niets over betekenis of betekenisgeving, je ziet nauwelijks mensen aan het werk, dit soort beschrijvingen zijn werkelijk ver weg van de informatie zoals die bij en tussen mensen een rol speelt. Je ziet er een vooringenomenheid in. Een fysicus is nog geen filosoof, blijkt maar weer eens.]

(28) 4 - Counting bits - The scientific measure of information

"In contrast to the vague verbal definition of information, the technical definition, though skeletal, is a model of specificity and succinctness. Claude Shannon, the founder of information theory, invented a way to measure 'the amount of information' in a message without defining the word 'information' itself, nor even addressing the question of the meaning of the message."(28)

"The trouble with Shannon's nifty operational definition is that it says nothing about the intended meaning of the message. (...) The precision of the definition has been bought at the price of ignoring the meaning. (...) This glaring deficiency of Shannon's definition appears to strike a blow for the humanistic side of the 'two cultures' debate. Scientists, it might seem, address the quantitative but superficial aspects of the thorny problem of information, while ignoring the qualitative, more interesting ones."(29-30)

[Zo is het precies. Maar natuurlijk is Von Baeyer het daar niet mee eens.]

"It is the passionate pursuit of particular puzzles, not the pondering of profound problems, that leads to universal insights. (...) most of this book will deal with the technical, operational definition of information - the number of bits in a message - together with its extension to quantum information, and the lessons we can learn about reality from both of these. These are the modest questions, but if we push them to their limits in accordance with the scientific method, they will eventually lead to real understanding."(30)

[Tjonge, wat een aanvechtbare stellingen. Eerst die pseudo-bescheidenheid en steken onder water voor de mensen die met grote problemen bezig zijn, een bescheidenheid die in feite erg arrogant is en aan het probleem voorbij gaat. Namelijk dat zinvolle betekenis weggereduceerd wordt uit de analyse van informatie. En daarna beweren dat je vanuit die gereduceerde aanpak kunt komen tot 'real understanding'. Wat is hier dan 'real' aan als je bedenkt dat de complexe werkelijkheid in het proces voortdurend weggetoverd werd met reducties? Alsof je vanuit een simpel model ooit iets zinnigs zou kunnen zeggen over complexe standen van zaken. Alsof je vanuit een wereld waarin alles alleen maar kwantitatief meetbaar is ooit zinnige uitspraken zou kunnen doen over een werkelijkheid waarin meetbaarheid maar een klein aspect is van de mogelijkheden tot controle en dan nog een aspect dat niets kan met kwaliteit.]

Volgt een bespreking van Shannon en Weaver, en van de (on)mogelijkheden van 'bit-counting'.

(35) 5 - Abstraction - Beyond concrete reality

De ontwikkeling van observatie naar abstracte verklarende principes is kenmerkend voor vele leerprocessen en ook voor de ontwikkeling van wetenschappen als fysica. De abstractiegraad trekt wiskunde en fysica weg van de alledaagse ervaring. Begrippen als 'matter waves' moeten de deeltjes in atomen beschrijven. Of Schrödinger's golffunctie, een puur wiskundige beschrijving die echter goed werkt in theorieën over deeltjes. De moderne aanpak in de kosmologie is die van het kwantumveld, ook een wiskundige uitwerking.

"Visualizability, or what the Germans call Anschaulichkeit, is a desirable attribute; but if it can't be achieved, if a theory satisfies the normal requirements of the scientific method - prediction of experimental measurements, unification of apparently disparate phenomena, connection with other theories - while retaining the forbidding level of abstractness that characterizes quantum field theory, then it just has to be accepted as it is. Where images and models fail, abstract principles must suffice."(40-41)

[Je kunt je afvragen hoe we dan nog met zekerheid kunnen zeggen dat wiskunde en fysica iets zeggen over de werkelijkheid. Hoe vertaal je op een betrouwbare manier abstractie terug naar concreetheid? Misschien is deze benadering wel dé manier om de plank mis te slaan, misschien ligt in die benadering wel de reden dat het niet erg opschiet in de theoretische fysica. Alsof je koppig in je broeken naar de verloren huissleutels blijft zoeken, terwijl je beter had kunnen bedenken dat je ze in de deur hebt laten steken.]

(42) 6 - The book of life - Genetic information

In 1900 ontstonden zowel de moleculaire genetica als de kwantummechanica. Dat verhaal wordt hier verteld.

"The way biology and physics, with their disparate aims and methods, converged in this hundred-year quest is a testament to the unity of science. From the beginning, the central issue was information - information about matter at its most fundamental and information about life itself."(42)

[Dat misleidende taalgebruik komt regelmatig terug vanaf hier. Het wordt niet meer geproblematiseerd.]

(54) 7 - A battle among giants - Reductionism and emergence

"If you don't understand something, break it apart; reduce it to its components. Since they are simpler than the whole, you have a much better chance of understanding them; and when you have succeeded in doing that, put the whole thing back together again. Will reductionism help us to understand information? Does the study of bits, or other basic units, reveal the real nature of the concept of information? Can we learn anything by following Shannon, or do we have to proceed at once to the problem of meaning, which he sidestepped?"(54-55)

[Dit is inderdaad het essentiële punt. Ik denk dat het niet zo simpel is. Wat verlies je wanneer je een geheel loslaat en gaat voor het begrijpen van délen van dat geheel? En kun je zo gemakkelijk zeggen dat je het geheel begrijpt wanneer je de delen ervan begrijpt? Wanneer je 'communicatie' uitkleedt door de boodschap er uit te halen en je te concentreren op de dragers van de boodschap, hoe kun je dan ooit terug naar de boodschap waarvan je hebt geabstraheerd? Hier zit iets vreselijk essentieels.]

Het debat tussen Steven Weinberg en Ernst Mayr resp. Philip Anderson gaat over reductionisme, een debat dat draait om twee vormen van reductionisme: dat van geheel naar delen, maar ook dat van het terugvoeren van bepaalde wetenschappelijke theorieën en wetten op andere meer fundamentele. De eerste vorm van reductionisme wordt door Mayr en Anderson afgewezen: het geheel is meer dan de som van de delen ('more is different' zei Anderson). Edward O. Wilson heeft misschien de tussenpositie die dit debat oplost.

"Anderson, even as he himself is engaged in the search for universal principles, claims that in complex systems new and totally unexpected laws may emerge."(57)

[Ah, mijn man, die Anderson. Precies, zo zie ik dat ook. Ik zie niet helemaal Wilson's positie vanuit de hier gegeven beschrijving.]

(61) 8 - The oracle of Copenhagen - Science is about information

Over de 'loner' Einstein en de Kopenhaagse school in kwantummechanica van Bohr. Discussies over fysica raken aan objectiviteit van de werkelijkheid en aan zekerheid van kennis: gaat fysica over de natuur of over wat we kunnen zeggen over de natuur? Bohr geloofde niet in een ultieme realiteit die ontdekt zou worden, Einstein wel. Bohr's filosofische positie werd overgenomen door John Wheeler die zelf weer Anton Zeilinger inspireerde. Hij kan aangeduid worden als: Wetenschap gaat over informatie.

"In fancy words, Bohr believed that physics is not about ontology, the science of essences, but about epistemology, the study of how we know what we know, and of the limitations to our knowledge. Epistemology, in turn, has always been concerned with the flow of information."(65)

[Dat laatste is nu zo'n stelling waarvan je je afvraagt hoe Von Baeyer daar bij komt? Een onderbouwing van de stelling wordt hier niet gegeven. En ik zie ook geen onderbouwing van de stelling dat Bohr's positie zegt: wetenschap gaat over informatie. Von Baeyer vindt dat zo vanzelfsprekend, denk ik, dat hij het niet eens meer uitlegt.]

(69) 9 - Figuring the odds - How probability measures information

Gaat dus over kansberekening en informatie. Het Monty Hall-probleem. Boeiende vraag: hoe kunnen we een kans toekennen aan een uniek, niet herhaalbaar gebeuren (zoals in: 'er is een kans van 30% dat het vanmiddag gaat regenen')? Dat heeft te maken met alles wat iemand al aan informatie heeft / al weet (de ervaring en deskundigheid van de weerman of -vrouw in dit geval). Statistiek is niet de enige manier om kansen te berekenen. Het theorema van Bayes laat dat zien en is ook geschikt voor de kwantummechanica.

[Ik begrijp niet helemaal wat Von Baeyer met dit hoofdstuk wil zeggen. Juist met dat idee dat achterliggende kennis en ervaring voorspellingen over unieke gebeurtenissen mogelijk maken, had hij heel veel kunnen doen.]

(81) 10 - Counting digits - The ubiquitous logarithm

Over exponenten en logaritmen. Over 'power thinking'.

[Wat wil Von Baeyer nu weer zeggen? Dat een bepaalde rekenwijze, een gemakkelijke notatie voor hele grote en kleine getallen in feite, iets duidelijk maakt over de werkelijkheid? Natuurlijk worden logaritmen overal gebruikt in astronomie en zo. So? Ik begrijp niet dat dat hier neergezet wordt als een bepaalde manier van denken. Als je met het heelal of met atomen te maken hebt, heb je gewoon te maken met heel grote en heel kleine getallen. Dat is niet een bepaalde manier van denken die anders is dan andere, ik snap dat gemekker over 'power thinking' niet.]

(90) 11 - The message on the tombstone - The meaning of entropy

Over entropie (als warmte gedeeld door temperatuur) als tegenstelde van energie. En over Boltzmann's oplossingen voor de problemen in entropie (de 'number of ways of rearranging a system'). Logaritmes spelen daar een rol in, omdat het aantal manieren zo groot is. Entropie is ontbrekende informatie.

[Von Baeyer is steeds meer verhaaltjes aan het vertellen. Het is onduidelijk welke redenering hier nog achter ligt. En de conclusies over de rol van het begrip 'informatie' in de wetenschap blijven vaag.]

(99) 12 - Randomness - The flip side of information

"The two definitions of information we have encountered, proposed respectively by humanists and scientists [alsof dat een tegenoverstelling is - gdg], suffer from opposite maladies: where the first seems too broad to be of use, the second is surely to narrow. Nevertheless, we will continue to pursue the narrow definition, guided by the spirit of reductionism, both petty and grand, which has hovered over science since its inception in classical antiquity."(99)

[Hier pakt VB blijkbaar de lijn van het boek weer op. Wat hierboven in het citaat staat is zijn positie en die is dus zeer bekriseerbaar. Hij is gewoon een wetenschapper die alleen maar kan denken in een bepaald wetenschappelijk referentiekader. Hij noemt allerlei kritiekpunten wel zoals die op reductionisme, maar doet daar verder zelf niets mee. Je kunt je afvragen waarom dat zo is.]

Hier vraagt hij zich af of betekenisvolle informatie in een bericht herkenbaar wordt wanneer toevallige informatie is geëlimineerd. Het hoofdstuk vertelt over Champernowne's Constante, algoritmische complexiteit, en het produceren van toevallige getallen.

[Een antwoord op die vraag blijft uit. VB laat zich weer meeslepen door zijn anecdotes.]

(111) 13 - Electric information - From Morse to Shannon

Morse maakte het bekende symbolensysteem om informatie te coderen en te versturen over de telegraaf. Shannon maakte een wiskundige theorie over dat soort communicatie en liet de betekenis van de boodschap los: de lijn bron - zender - kanaal - ontvanger - bestemming was uitgangspunt en als codering gebruikte hij enen en nullen. Belangrijk aspect in zijn theorie: 'noise' (ruis).

(122) 14 - Noise - Nuisance and necessity

Ruis staat voor de onvoorspelbaarheid en onzekerheid in observaties en signalen, en maakt deel uit van elke communicatie over een kanaal. Shannon maakte er wiskundige formules voor (noise-to-signal-ratio). Ruis heeft ook iets positiefs door de functie van stochastische resonantie. Ruis beschermt informatie.

(129) 15 - Ultimate speed - The information speed limit

Hoe snel kan informatie reizen? Is communicatie sneller dan het licht mogelijk?

(136) 16 - Unpacking information - The computer in the service of physics

Over deductie en inductie in het wetenschappelijke denken zoals door Einstein beschreven. Over de 'Einstein equation' en alle informatie die die bevat.

(145) 17 - Bioinformatics - Biology meets information technology

Gaat over het DNA en de 'informatie' die daarin ligt opgesloten.

[De lijn van het boek is na alle zijsporen uit beeld. Hier gaat het dan over biologie, genetica, en IT. Het taalgebruik op dit terrein is weer bizar antropomorf: het genome zegt, het genome vertelt. Ik vraag me verder af of de opmerking op p.146 dat informatietechnologie als een handschoen past op het genome niet een enorm probleem genereert: namelijk dat we naar het DNA kijken met een bepaalde bril op waardoor we allerlei zaken niet meer zien. Ook hier komt die 97% van het DNA naar voren die niets zou betekenen, afval zou zijn etc - zie Mols. Von Baeyer voelt nog aan dat daarover wel eens heel anders gedacht kan gaan worden wanneer we meer weten. Ik zeg: wanneer we anders gaan kijken, een andere bril op zetten dan die binaire van de bioinformatica.]

(153) 18 - Information is physical - The cost of forgetting

Sadi Carnot's thermodynamica: theoretische fysica rond 1800 over 'hitte machines' en de noodzakelijke verspilling van energie. Rudolf Clausius twintig jaar later: entropie neigt er naar groter te worden (Tweede Wet van de Thermodynamica). Ook over computers is nagedacht in termen van fysieke grenzen aan energiekosten etc. Rolf Landauer's 'Information is physical', het wissen van 'bits' kost energie. Chrles Bennett laat later zien dat dat niet klopt: de wetten van de thermodynamica stellen geen grenzen aan computers.

(163) 19 - The quantum gadget - quantum weirdness brought to light

Over lichtstraalsplitsers, golven en deeltjes, golffuncties ('wave functions') als een catalogus van wiskundig beschreven mogelijkheden.

(175) 20 - A game of beads - The wonder of quantum superposition

Over het dilemma in het verhaal van Schrödinger's kat en in het verhaal over het kralenspel. Het antwoord: superpositie, niet in lijn met de klassieke tweewaardige logica.

(183) 21 - The qubit - Information in the quantum age

"With acceptance of quantum theory comes the realization that the blending of mutually contradictory attributes is the normal state of affairs among atomic systems. For, as we have seen, at the most fundamental level things are both there and here, up and down, particle and wave, red and green. The conjunction 'or' kicks in only when interventions occur in the form of measurements or observations - when the choices imposed upon quantum-mechnaical systems force them to look and behave more like the familiar objects of our sense experiences."(183)

Het concept 'qubit' hoort daarbij zoals het concept 'bit' hoort bij de klassieke informatietheorie van Shannon: hetis een kwantum 'superposition' van 1 én nul die verdwijnt bij observatie of meting.

[Ik vind het moeilijk om zaken die zo tegen alledaagse ervaringen ingaan, serieus te nemen. Ik neig er bijna als vanzelf toe te vinden dat heel deze theorie onzin zal blijken te zijn. Maar uiteraard heeft dit quantumdenken een enorme geschiedenis en is ook praktisch toepasbaar. Ik moet er eens een dik boek over lezen, denk ik.]

(193) 22 - Quantum computing - Putting qubits to work

Van seriële computers naar 'massive parallel computers': kwantum computers.

(204) 23 - Black holes - Where information goes to hide

De invloed van de zwaartekracht op licht. Het bestaan van zwarte gaten dat aangetoond kan worden, ook al kunnen we zwarte gaten niet zien. Entropie en Hawkingstraling.

(215) 24 - Bits, bucks, hits and nuts - Information theory beyond Shannon

De klassieke informatietheorie van Shannon wordt tegenwoordig ter discussie gesteld. Bijvoorbeeld door Jan Kahre in The mathematical theory of information.

(222) 25 - Zeilinger's principle - Information at the root of reality

Sterke samenhang tussen fysica en filosofie in de Oostenrijkse school. Zeilinger keek dus met een filosofische blik naar de kwantummechanica.

[Uiteindelijk vind ik toch weer niet een boek dat zich bezig houdt met wat de titel aankondigd. Von Baeyer komt helemaal niet meer terug op de vraag wat informatie is - in de wetenschappen lijkt alles aangeduid te kunnen worden met informatie, maar nergens wordt de vraag verder uitgewerkt of dat wel zo terecht is.]

[Uiteindelijk schildert het boek - uitgebreider dan Mols, maar in dezelfde lijn - gewoon wat er zoal speelt in de biologie / genetica, theoretische fysica, en astronomie (zwarte gaten). En de voorliefde van de auteur voor wiskunde, abstractie, en dergelijke is duidelijk. Maar echt diepgaande vragen worden niet gesteld bij de gepresenteerde kwesties.]

[Het enige gevoel dat ik er aan over houdt is dat er iets heel erg fout is aan de natuurwetenschappen en aan deze manier om over informatie te spreken in die kwesties.]

Start  ||   Glossen  ||   Weblog  ||   Boeken  ||   Denkwerk