Πληροφορία

Η πληροφορία είναι μία διάταξη συνδυασμού διαφοροποιήσεων (ή μοναδική διαφοροποίηση) μέσα από εντροπικό πληροφοριακό εύρος (δυνητικές πληροφοριακές παραλλαγές). Εδώ η εντροπία αφορά τον όρο της θεωρίας της πληροφορίας. Η πληροφορία δεν είναι αναγκαστικά δεδομένο, ούτε απαιτεί γνώση (υπάρχει χωρίς να είναι γνωστή, δεν απαιτεί ανθρωπική σημασιολογική αντιστοιχία).
Η δεδομενική πληροφορία (για την πληροφορική και όχι για την θεωρία της πληροφορίας που αποτελεί υπερώνυμο) είναι μια αλληλουχία σημάτων (δεν ορίζεται έτσι η σκέτη πληροφορία στην ανθρωπότητα, το πλήθος και η σειραϊκότητα δεν ορίζονται ως προαπαιτούμενα στους ορισμούς που δίνει η υπόλοιπη ανθρωπότητα), που είτε καταγράφονται είτε μεταδίδονται, η οποία μπορεί να ερμηνευτεί ως μήνυμα και μπορεί να επηρεάσει ένα δυναμικό σύστημα το οποίο είναι σε θέση να το επεξεργαστεί. Αντίστροφα, ερμηνεύεται ως στοιχείο γνώσης, η νοητική οργάνωση μιας συλλογής από απλά πράγματα που αποκτά σημασία.
Η πληροφορία στην κοινή γλώσσα είναι γεγονότα και απόψεις που προσφέρονται και λαμβάνονται από έμβια όντα, μέσα μαζικής επικοινωνίας, ηλεκτρονικούς υπολογιστές (κυρίως μέσω διαδικτύου) και από πάσης φύσεως παρατηρήσιμα φαινόμενα στο περιβάλλον
Στην επιστήμη της Πληροφορικής, όταν η πληροφορία εξετάζεται στατιστικά, απεκδύεται κάθε έννοιας νοήματος και αποσυνδέεται από κάθε "σημασία" με την έννοια που την αντιλαμβάνονται οι άνθρωποι.

Ετυμολογία

Ετυμολογικά αποτελείται από τις λέξεις «φέρω» και «πλήρης». Στην αγγλική ο όρος είναι information, δάνειο του 15ου αιώνα από τη λατινική λέξη informare που σημαίνει «δίνω μορφή».

Η πληροφορία ως παράγοντας εξέλιξης

Πληροφορία είναι οποιουδήποτε τύπου μοτίβο (pattern - σχέδιο, σχηματισμός, μέθοδος) που επηρεάζει με προκαθορισμένο τρόπο το σχηματισμό ή το μετασχηματισμό άλλων μοτίβων ή και του ιδίου. Οι σχηματισμοί φράκταλ ακολουθούν την οδηγία μιας απλούστατης αλγεβρικής πράξης και δίνουν σχήματα που εξελίσσονται αναπαράγοντας τον εαυτό τους στο χώρο, αναπτύσσοντας συμμετρία κλίμακας. Τέτοιοι σχηματισμοί συναντώνται στα φυτά (φύλλο φτέρης), στα εσωτερικά όργανα ανθρώπων και ζώων (πνεύμονας) κλπ.
Με την έννοια αυτή, της ανατροφοδότησης, τα ανακυκλούμενα αυτά μοτίβα καλούνται πληροφορία από τη Θεωρία συστημάτων.
Στην περίπτωση που ο επηρεασμός αφορά μια συνειδητή οντότητα, η οποία επεξεργάζεται την πληροφορία αυτή, ο συνδυασμός με παρεμφερείς έννοιες που σχετίζονται με την ερμηνεία της, ενδεχομένως να οδηγήσει στο μετασχηματισμό του αθροίσματος της πληροφορίας σε γνώση.

Τάξη, οργάνωση και ζωή

Η πληροφορία είναι το μέτρο της τάξης και της οργάνωσης ή με άλλα λόγια αντικατοπτρίζει το «βηματισμό» της εξέλιξης. Η τάξη και η οργάνωση δεν είναι αντικειμενικές ιδιότητες αλλά εξαρτώνται από το βαθμό που γίνονται αντιληπτές. Όμοια, η πληροφορία δεν μετράται αντικειμενικά (με επάρκεια), τόσο ποιοτικά όσο και ποσοτικά.
Η πληροφορία ορίζεται ως η αντίστροφη έννοια της εντροπίας, του μέτρου δηλαδή της αταξίας,  και κάθε μεταβολή της μεταβάλλει την ενέργεια. Η αύξηση της πληροφορίας συνεπάγεται αύξηση της οργάνωσης (ή ελάττωση της αταξίας). 
Η πληροφορία είναι απαραίτητη για την ίδια τη ζωή. Είναι αυτή που οργανώνει την ύλη σε οργανισμούς: μετατρέπει υπό κατάλληλες συνθήκες (παροχή ενέργειας κλπ) τις ανόργανες ενώσεις σε οργανικές και κατ' επέκταση σε οργανική ύλη (βιομάζα). Το DNA μέσα σε ένα σπόρο περιέχει τέτοια πληροφορία.

Από τα δεδομένα στην πληροφορία, από την πληροφορία στη γνώση

Η πληροφορία είναι το μέγεθος που, αυξανόμενο, προσδίδει σημασία στα δεδομένα και παράγει γνώση.

Πληροφορική

Στην Πληροφορική η πληροφορία σηματοδοτείται από την ποιοτική αξία του bit (0 ή 1). Η πρωταρχική νοηματική αξία για έναν ψηφιακό Η/Υ είναι η διαφοροποίηση του 0 από το 1. Οι συνδυασμοί από σειρές των 0 και 1 παράγουν μεγαλύτερες νοηματικές αξίες τις οποίες μπορεί και διαχειρίζεται ο υπολογιστής, σύμφωνα με τον προγραμματισμό του από τον άνθρωπο. Ο υπολογιστής με τον τρόπο αυτό λέμε πως «επεξεργάζεται δεδομένα» και «παράγει πληροφορία». Ο άνθρωπος έπειτα προσδίδει νόημα στα επεξεργασμένα δεδομένα μετατρέποντας την πληροφορία σε γνώση.

Φυσική

Η φυσική σχετίζει την πληροφορία με τις σημαντικές έννοιες της εντροπίας και της ενέργειας. Ένα διάσημο πείραμα που εξερευνά τη σχέση αυτή είναι ο δαίμονας του Μάξγουελ. Εκεί φαίνεται πως η πληροφορία σχετίζεται άμεσα με την εντροπία και οι διακυμάνσεις της συνοδεύονται πάντα από μεταβολή της ενέργειας. Πρακτικά, όταν καταστρέφεται πληροφορία, αυξάνεται η εντροπία του συστήματος και παράγεται θερμότητα. Ως εφαρμογή στις λογικές πύλες, μια λογική πύλη «AND» ελευθερώνει περισσότερη θερμική ενέργεια σε σχέση με μια πύλη «NOT», μετά από πράξη, καθώς στην πύλη AND έχουμε καταστροφή πληροφορίας ενώ στην NOT η πληροφορία απλά μετασχηματίζεται. Η φυσική πληροφορία παίζει σημαντικό ρόλο στη θεωρία των κβαντικών υπολογιστών.
Το 2003 ο Jacob D. Bekenstein επικαλέστηκε πως υπάρχει στη φυσική μια τάση που αυξάνεται, να οριστεί ο φυσικός κόσμος σαν δομημένος από πληροφορία.

Κβαντική Μηχανική

Η Κβαντική μηχανική υποστηρίζει πως μπορεί να περιέχεται πληροφορία παντού, σε όλα τα σημεία στο χώρο, ακόμα και στο κενό . Για παράδειγμα το φως που ταξιδεύει στο κενό καμπυλώνει από τη βαρύτητα (βαρυτικός φακός), χωρίς να γίνεται εμφανές πώς και γιατί το φως ακολουθεί την ιδιαίτερη αυτή τροχιά, λαμβάνοντας πληροφορία που αφορά το περιβάλλον του (βλ. σχήμα).
Η κβαντική μηχανική εξετάζει και το φαινόμενο της κβαντικής διεμπλοκής (quantum entanglement), όπου η κατάσταση ενός σωματιδίου που βρίσκεται σε μια ιδιότυπη «σύζευξη» με ένα άλλο επηρεάζει άμεσα το δεύτερο, που μπορεί να βρίσκεται σε οποιαδήποτε απόσταση, χωρίς ανταλλαγή πληροφορίας μεταξύ τους (πχ μετάδοση της πληροφορίας μέσω φωτονίων) και χωρίς την παρέλευση χρόνου.

Εφαρμογές

Η μείωση της εντροπίας αντιστοιχεί σε συσσώρευση πληροφορίας (αύξηση της οργάνωσης). Η στατιστική μελέτη της εξέλιξης της εντροπίας χρησιμοποιείται στην προσπάθεια πρόγνωσης της εξέλιξης συστημάτων για τα οποία είτε α) δεν έχουμε «βαθιά» γνώση για τους μηχανισμούς του συστήματος και την αναζητούμε με το εργαλείο αυτό, είτε β) η λεπτομερειακή μικρο-πληροφορία (δεδομένα για την κάθε μικρο-μονάδα του συνόλου του συστήματος) δεν είναι διαθέσιμη ή επεξεργάσιμη. Τέτοια συστήματα είναι η εξέλιξη μετεωρολογικών φαινομένων (πρόγνωση καιρού), η μελέτη κρισιμότητας των αλληλεπιδράσεων περιοχών του εγκεφάλου (επιληπτική κρίση), η μελέτη της οργάνωσης της μαζικής συμπεριφοράς (διαδίκτυο, διαδηλώσεις, αγορές της οικονομίας), η προσπάθεια συσχέτισης ηλεκτρικών, ηλεκτρομαγνητικών ή άλλης φύσης διαταραχών με πιθανά επικείμενα φυσικά φαινόμενα (πρόγνωση σεισμών), η κατασκευή αλγορίθμων συμπίεσης φυσικών σημάτων που στηρίζονται στην απόκλιση της καταγραφής από την προβλεπόμενη τιμή κλπ. Σήμερα, κατόπιν της εκτενούς αυτής ποσοτικής και ποιοτικής μελέτης της πληροφορίας σε σχέση με την εντροπία, η συσχέτιση των δύο εννοιών τείνει να πάψει να «ξενίζει».

Οι περιορισμοί της Θεωρίας Πληροφορίας

Ο Σάνον συνδυάζει την πιθανότητα εμφάνισης ενός γεγονότος με υποκειμενικό πληροφοριακό περιεχόμενο. Με τον τρόπο αυτό συμπεραίνει πως ο παρατηρητής έχει επίγνωση μόνο μέρους της πληροφορίας την κάθε χρονική στιγμή. Η βασική κριτική αφορά ότι το μέτρο της πληροφορίας δε συμφωνεί με τη διαισθητική προσέγγιση για το τι οι άνθρωποι θεωρούν πληροφοριακό περιεχόμενο. Η επιλεκτικότητα στη θεωρία πληροφορίας εμφανίζεται απόλυτα ουδέτερη και δεν ξεπηδά από κάποια δομή. Έτσι όλες οι πιθανότητες εμφανίζονται λειτουργικά εναλλάξιμες. Η κριτική ενισχύεται από το ότι η Θ.Π. δε συνάδει με τα αποτελέσματα πειραμάτων που έχουν επιχειρήσει να συνδέσουν την πληροφορία με γνωστικές επιδόσεις και φαινόμενα.

Στοιχειοθέτηση της πληροφορίας

Τα αντικείμενα που στοιχειοθετούν την πληροφορία είναι συμβολικές εκφράσεις μιας δεδομένης, κάθε φορά, γλώσσας που φέρουν συνολικά το νόημα της πληροφορίας και την πραγματιστική της αξία. Ανάλογα με το είδος της πληροφορίας, οι συμβολικές αυτές εκφράσεις μπορεί να αποτελούνται από λέξεις που σχηματίζουν προτάσεις, από νότες που σχηματίζουν μελωδίες, από χρωματισμένες περιοχές που σχηματίζουν εικόνες κλπ. Από αυτά τα στοιχεία, τα πλέον στοιχειώδη (που δε μερίζονται επιπλέον), καλούνται χαρακτήρες (characters ή tokens).
Οι φυσικές γλώσσες, τα σήματα Μορς κλπ αποτελούνται από ομάδες διακριτών (discrete) χαρακτήρων. Στην περίπτωση της μουσικής θεωρούμε πως έχουμε μια «γλώσσα» που αποτελείται από τόνους διαφορετικών και διακριτών συχνοτήτων, πλατών και διαμορφώσεων, όπου, όπως και σε κάθε ήχο, έχουμε μια συνεχή (continuous) κλίμακα συχνοτήτων και πλατών. Το χρώμα και η φωτεινότητα των εικονοστοιχείων μιας εικόνας είναι μεγέθη που επίσης τοποθετούνται σε συνεχείς κλίμακες.

Εμπειρικό επίπεδο (empiric level)

Ο Beynon-Davies

επιχειρεί τη διαστρωμάτωση της αξιολόγησης της πληροφορίας και σε τέταρτο επίπεδο, το εμπειρικό, στο οποίο μελετώνται τα σήματα ως φορείς των μηνυμάτων. Η μελέτη αφορά τα κανάλια επικοινωνίας και τα χαρακτηριστικά τους (διερεύνηση της μετάδοσης με ήχο, φως, ηλεκτρισμό κλπ).

Φορέας

Για να μπορεί να γίνει διαχείριση (μετάδοση, επεξεργασία, αποθήκευση) της πληροφορίας είναι αναγκαία η ύπαρξη ενός φορέα (carrier) καθώς και ενός μέσου (medium) που θα χρησιμοποιήσει ο φορέας. Η πληροφορία κωδικοποιείται στον φορέα με την αναδόμηση ή σχηματοποίησή του στο μέσον, στο οποίο ο φορέας μπορεί και εκτείνεται χωρικά ή χρονικά. Οι δομές των φορέων της πληροφορίας που προκύπτουν με αυτό τον τρόπο καλούνται σήματα (signals). Σήματα μπορεί να θεωρηθούν για παράδειγμα οι διάφορες δομές και χωρικοί σχηματισμοί που δημιουργούνται από μελάνι (φορέα) πάνω σε χαρτί (μέσον), που απεικονίζουν γράμματα ή παραστάσεις. Αν το φως έχει το ρόλο φορέα πάνω σε ένα κυματοδηγό που έχει το ρόλο του μέσου, τότε η πληροφορία μπορεί και κωδικοποιείται σε σήματα ως μεταβολές της έντασης του φωτός (διαμόρφωση πλάτους), του μήκους κύματος (διαμόρφωση συχνότητας) κλπ. Οι νευρώνες και οι συνάψεις μεταξύ τους στον εγκέφαλο αποτελούν το μέσο διάδοσης των ηλεκτρικών σημάτων που μεταφέρουν πληροφορίες μεταξύ των διαφόρων κέντρων του εγκεφάλου.
Υπάρχει διαβάθμιση στην καταλληλότητα των φορέων και των μέσων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διαχείριση της πληροφορίας. Έτσι, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι ιδιαιτέρως κατάλληλα για να μεταδίδουν άμεσα την πληροφορία αλλά είναι ανεπαρκή για να την αποθηκεύσουν. Τα μαγνητικά υλικά από την άλλη, αποτελούν πολύ καλή λύση για την αποθήκευση της πληροφορίας, όμως υστερούν στη δυνατότητα να τη μεταδίδουν «σε πραγματικό χρόνο».

Διαχείριση

Με βάση της ιεραρχία που διακρίνει τα επίπεδα αξιολόγησης της πληροφορίας, μπορούμε να αλλάξουμε τη σύνταξη της πληροφορίας (syntactics) χωρίς να επηρεάζεται το νόημά της (semantics). Έτσι μπορούμε να μετατρέψουμε τους χαρακτήρες του Αγγλικού αλφαβήτου σε δεκαεξαδικό κώδικα (κατά τον τρόπο που ορίζει το πρότυπο ASCII) ή να μετατρέψουμε ένα ηχητικό απόσπασμα σε δυαδικό κώδικα (κάνοντας χρήση ενός A/D μετατροπέα). Οι μετατροπές αυτές μπορεί να είναι ολοκληρωμένες και απόλυτες όπως στην πρώτη περίπτωση ή ατελείς όπως στη δεύτερη, όπου υπάρχει απώλεια πληροφορίας. Η απώλεια πληροφορίας εμφανίζεται σε οποιαδήποτε προσπάθεια κωδικοποίησης ενός συνεχούς (αναλογικού) σήματος όπως είναι ο ήχος.
Η πληροφορία χρειάζεται πάντοτε κάποιον φορέα, το είδος του φορέα όμως δεν είναι άμεσης σημασίας πάντοτε, αφού για παράδειγμα μια δυαδική πληροφορία μπορεί να μεταφερθεί χωρίς πρόβλημα από ένα μαγνητικό δίσκο σε μια μνήμη φλας και αντίστροφα χωρίς να μεταβάλλεται η πληροφορία (ούτε η σύνταξη ούτε το περιεχόμενό της ).
Ο κάθε φορέας ορίζει το πώς πρέπει να δομείται η πληροφορία που θα τον χρησιμοποιήσει και κατά συνέπεια καθορίζει το είδος των κωδικών για τους οποίους είναι κατάλληλος. Έτσι, κατάλληλοι φορείς για τα γράμματα θα μπορούσαν να είναι χάρτινες, κατάλληλες πλαστικές επιφάνειες, κάποιος τύπος οθόνης κλπ αλλά όχι ένα μαγνητικό μέσο, το οποίο απαιτεί μετατροπή τους σε άλλου τύπου κώδικα πριν μεταφερθούν σε αυτό.