Informaatio ja tieto

Informaatio, ero, haje, järjestys ja kaaos

Informaatio on järjestystä, avoin järjestelmä, siis kaaoksen ja hajeen eli entropian, suljetun järjestelmän vastakohta. Täydellisestä kaaoksesta emme pysty sanomaan mitään järkevää, järjestykseen liittyvää, koska siinä ei ole eroja, joilla olisi merkitystä järjestelmälleen. Kun kaaos vähenee, järjestys kasvaa, pystymme sanomaan siitä jotakin, koska siinä on havaittavissa eroja, joilla on merkitystä järjestelmälleen.
Kaasusäiliössä ei ole eroja, joilla olisi merkitystä kaasusäilölle tai sen käyttäytymiselle. Kun tarkastelemme yksittäistä kaasuatomia, voimme nähdä merkittäviä eroja sen käyttäytymisessä lähiatomeihin verrattuna (Brownin liike). Tällöin tiedämme atomista paljonkin, mutta tarkasteltava järjestelmä on tällöin yksittäinen atomi, ei kaasusäiliö. Atomi ei ole kaaoksessa, vaan liikkuu täysin määritellysti muun muassa muista atomeista riippuen.
Järjestyksen luominen ja ylläpitäminen vaatii energiaa, kuten jokainen lapsi (ja aikuinen), jolla on oma huone, tietää. Siis informaation luominen vaatii energiaa.
Ihminen (elämä) on hyvin kompleksinen, siis informaatiointensiivinen ilmiö, koska ihmisessä atomien, molekyylien, valkuaisaineiden, solujen, elinten ja niin edelleen järjestys on suurta ja järjestyksen kuvaamiseen tarvitaan paljon tietoa. Ja avoimena järjestelmänä ihmisen luominen ja ylläpito vaatii energiaa. Ihmisen luominen on siis periaatteessa myös tiedon luomista, järjestyksen kasvattamista.

Informaation hierarkia

'Ensimmäinen informaation taso järjestelmässä on eron yksikkö, data. Aivoissa neuronipulssi (kulkee/ei kulje), tietokoneessa bitti (jännite alle tai yli tietyn tason) ja solussa adeniini, tymiini, guaniini tai sytosiini pari (AT-GC), puheessa ja ajattelussa kielen erottuvat äänteet, kirjoitetussa tekstissä kirjaimet ja niin edelleen. Oleellista tässä on, että ero on järjestelmän tulkittavissa, tunnistettavissa ja että peruseroja on vähän (kaksi, eli yksi ero on vähimmäisehto) ja ne erottuvat selvästi toisistaan, jolloin ne eivät aiheuta väärää tulkintaa. Merkitys, ero ja tulkinta liittyvät siis yhteen.
Toinen informaation taso on ryhmä eroja, jolla on erityinen, osiaan suurempi merkitys järjestelmälleen: neuronin "kokonaistila" (?), konekielinen käsky (8/16/32/64 bittiä), kolme ATGC- valintaa (kodoni), jotka koodaavat aminohapon proteiinisynteesissä tai äänneyhdistelmä, joka muodostaa sanan. Äänteiden yhdistelmiä on periaatteessa rajattomasti, mutta vain osa kielen äänneyhdistelmistä muodostaa sanoja, niitä on siis rajallisesti. Jälleen syynä on tunnistamisen helppous.
Tunnistettavista sanoista muodostuu  periaatteessa rajaton määrä yhdistelmiä, josta käytetään kuitenkin hyvin rajallista määrää (kieliopillisesti mielekkäät yhdistelmät). Informaation on siis järjestelmä järjestelmälleen, koska sen merkitys on laajempi kuin osiensa summa. 1 + 1 on suurempi kuin kaksi. Osilla on jokin yhteinen merkitys. Oleellista tällä tasolla ovat siis:
(a) rajallinen määrä tunnistettavia yhdistelmiä ja 
(b) niiden rajaton yhdistelmämahdollisuus, joista vain tiettyä osaa käytetään, siis sellaisia, joilla on erityismerkitys suuremmassa kokonaisuudessa, jotka ovat siis järjestelmä suuremmassa kokonaisuudessa.
Edellä mainittu rakenne toistuu eri järjestelmien tiedossa ja niiden tiedon eri tasoilla.
Kolmas informaation taso on informaation tulkinta järjestelmässä, tietämys. Miten neuronin "kokonaistila" vaikuttaa toisiin neuroneihin tai ihmisen muihin elimiin? Miten konekielinen käsky vaikuttaa muualle mikroprosessoriin tai tietokonejärjestelmän muihin osiin? Miten ATGC-valinta vaikuttaa solun toimintaan, aminohapon koodaukseen? Miten sana liittyy kielen muihin sanoihin?
Meillä on tässä kohtaa siis järjestelmän rakenne, tiedon asiayhteys oleellisena vaikuttavana osana. Ilman sitä ei ole informaatiota eikä informaation tulkintaa ja vaikutusta. Tässä vaiheessa informaatio muuttuu toiminnaksi. Tulkinta riippuu järjestelmän rakenteesta, tai tapahtuu järjestelmän rakenteella. Tieto siis liittyy järjestelmäänsä, järjestelmä on itse tietonsa tulkki. Järjestelmän rakenne antaa tiedolle, erolle, merkityksen.
Informaation tarvitsemasta tulkintataustasta, järjestelmästä, esimerkki on kuvakirjoitus eli hieroglyfit, jotka olivat aluksi vain kuvia, mutta kun egyptiläisten hieroglyfien tulkintatausta löydettiin 1700-luvulla, hieroglyfeille tuli uusi järjestelmällinen merkitys. Etruskien kieli on edelleen vain merkkikokoelma, koska tulkintatausta, järjestelmä puuttuu.
Järjestelmän rakenne toimii sen tiedon tulkkina. Ks esim. esimerkkejä vaistomaisesta, geneettisesti koodatusta käyttäytymisestä.
Seuraavat informaation tasot ovat alimpien tasojen sellaisen suuremman informaation ryhmän tulkintaa, jolla on erityinen, suurempi merkitys järjestelmälleen. Näillä tasoilla on tai voidaan nähdä erilliset nimet, koska ne ovat oma ilmiönsä, järjestelmä. Neuroniryhmän kokonaistila (?) (Ymmärrys). Aliohjelma tai koodattu algoritmi. X aminohappoa, jotka koodaavat proteiinin (=geeni). Korkeammat informaation tasot tarvitsevat suuremman aineellisen rakenteen, suuremman järjestelmän. Informaatio ja siten myös tieto siis liittyvät järjestelmäänsä, aineeseen. Ei ole siis käsitteellistä ajattelua ilman ainetta. 
Korkeamman tason informaatioista esimerkkeinä muistikuvat tapahtumista, käsitykset, emootiot ja tunteet, ohjelmat, tietokoneen ohjelmisto, tietokoneverkkojen ohjelmisto, geenit, jotka kontrolloivat geenejä, geenit, jotka kontrolloivat geenejä, jotka kontrolloivat geenejä ja niin edelleen.
Informaatio liittyy järjestelmään, siis aineen rakenteeseen. Aineella ja tiedolla on siis rinnakkainen tulkinta. Tietty aineen rakenne, systeemi (esimerkiksi tymiini) on informaatiota laajemmalle järjestelmälle (esimerkiksi DNA:lle) siksi, että sillä on erityisvaikutusta tähän järjestelmään ja se on ylemmän järjestelmän osa. Tämän rakenteen erikoistapaus on ihmisen aine ja tieto, eli ruumis ja (tietoisuus). Vertaa Antonio Damasio tai Eero Paloheimo. 
Informaation peruslajit järjestelmässä ovat syöteinformaatio (järjestelmään vaikuttava informaatio sen ulkopuolelta ja sisältä), systeemi-informaatio (järjestelmän sisäistä ja ulkoista informaatiota tulkitseva informaatio, joka on siis järjestelmän rakenne) ja tulosinformaatio (järjestelmän informaatio järjestelmän sisälle tai sen ulkopuolelle) sekä taitotieto (järjestelmän osaamiseen liittyvät tieto tehdä tulosinformaation edellyttämä asia).
Edellä esitetty informaation hierarkia näkyy edellä esitettyjen tietokoneen ja solun informaation ja ihmisen tiedon lisäksi muun muassadatafuusion määritelmässä.