CZYM JEST INFORMACJA? Zapis Dyskusji Rafał Ciołek: Stawiam pytanie: Czy informacja jest substancją materialną czy niematerialną? Tomasz Lisowski: Trochę mieszamy pojęcia. Substancja jest zawsze materialna, natomiast informacja jest pojęciem niematerialnym i może być PRZENOSZONA na nośnikach, które zazwyczaj są materialne. Przykłady: 1. Transmisja radiowa: informacja (treść przekazu) jest niematerialna, natomiast jest przenoszona w postaci odpowiednio modulowanej fali elektromagnetycznej, która następnie w odbiorniku radiowym może zostać ponownie przetworzona na dźwięk, który człowiek może zrozumieć i przyjąć do wiadomości. Nośnik - fala elektromagnetyczna (niematerialna), informacja - to, co spiker powiedział (niematerialna). 2. Plik tekstowy nagrany na dysku komputera: informacją jest treść tego pliku (niematerialna), a nośnikiem jest namagnesowana odpowiednio struktura twardego dysku, która tę informację koduje (nośnik materialny). R.C.: Otóż ośmielę się uważać iż wcale nie jest pewne że informacja jest pojęciem niematerialnym. Mało tego są również takie opracowania które szacują masę informacj1 (Elmot Li1jv "Infodynamika" 1998: 1[g]=1023[J]=1037[bitów]). Dlaczego z góry sądzi Pan że informacja miała bt5 być pojęciem niematerialnym? Oczywiście masa samej informacji w porównaniu z masą nośnika materialnego jest jak łatwo zauważyć całkowicie pomijalna. Problem jest z detekcją tak małej masy. W późniejszej fazie dyskusji rozwinę ten wątek. Pisze Pan że informacja = treść przekazu to nie jest ścisłe. Już Wiener twierdził że "informacja to nie materia ani energia". Uważam że brak jednoznacznej definicji informacji (podobnie jak materii i energii) jest tu problemem. Lecz jestem przekonany że informacji podobnie jak materii i energii ani stworzyć, ani zniszczyć się nie da, jeśli zanika jej jedna forma pojawia się inna. Ponadto uważam że tak jak masa jest pewnego rodzaju kondensacją energii w danej objętości tak i energia mogłaby być kondensacją informacji w danej objętości. Informacja w odróżnieniu od materii i energii nie jest ani czasowa ani przestrzenna - istnieje poza czasem. dopiero kondensacje informacji generują formy przestrzeni -stają się przestrzeniami z określonymi metrykami i dalej kondensując generują formy energetyczne i materialne (np. wielki wybuch). Dysponuję nawet określonym wyprowadzeniem wzoru. Jednym słowem uważam że informacja ma masę. Dysponuję również koncepcją pewnego doświadczenia z kondensatem Bosego Einsteina i układem femtosekundowym umożliwiającym zweryfikowanie tej hipotezy. Dodatkowo zjawiska związane z kwantową informacją (nielokane splątanie). W przeciwieństwie do "lokalnych" interpretatorów kopenhaskich jestem realistą i uważam że w przy łamaniu nierówności Bella nie spełnione jest założenie jej lokalności. Za Prof. Ryszardem Horodeckim z Gdańska uważam że uprawnione jest przyjęcie założenia o istnieniu czegoś takiego jak Unitarne Pole Informacyjne. Wcześniej wielu wybitnych fizyków postulowało istnienie czegoś takiego m. in. Prof. Czesław Białobrzeski (nazywał to potencjalnością), również David Bohm (mówił o warstwie subkwantowej). T.L.: Proszę wybaczyć, ale odnoszę wrażenie, że balansuje Pan na granicy pomiędzy fizyką, a filozofią. Z jednej strony, zgodnie z Wienerem, informacja nie jest ani materia, ani energią, z drugiej strony próbuje Pan (albo ów Elmot Lijv) nadać jej właściwości takie jak masa, które są charakterystyczne dla obiektów materialnych. Jeżeli informacja charakteryzowałaby się masą, to np. podlegałaby oddziaływaniom np. grawitacyjnym, a tak nie jest. Definicji informacji jest wiele, gdyż jest to termin używany w wielu dziedzinach. Znakomita większość z nich jednak zgodnie traktuje informację jako coś niematerialnego, co albo charakteryzuje prawdopodobieństwo zajścia (wyboru) zdarzenia, albo po prostu treść, która podlega przekazowi, o czym już pisałem. Pojęcie energii jest dość dobrze określone i nie ma to związku z "kondensacją informacji". Nie mieszajmy pojęć - można mówić o gęstości/kondensacji energii w danym obszarze przestrzeni, ale tak jak energia mówiąc najprościej jest zdolnością/potencjałem do wykonania pracy, tak informacja takiej właściwości po prostu nie posiada. Z tego, co wiem (informacja), nie wynika jeszcze, czy potrafię to zrealizować. R.C.: Jako fizyk lubię robić wycieczki w kierunku ontologii ale to jest chyba naturalne. Nie jestem w tym raczej wśród fizyków odosobniony. Skąd twierdzenie że informacja nie podlega działaniu grawitacyjnemu? Przy masach rzędu 10-37 grama może być ciężko to stwierdzić doświadczalnie. Fotony na przykład podlegają działaniu grawitacyjnemu. Definicje informacji które Pan przytacza nie sięgają do natury informacji. Są czysto opisowe - mówią raczej jak zachowuje się informacja ale nie czym jest. Pojęcie energii w ogóle nie jest określone - podobnie jak pojęcie materii. Zarówno informacji jak energii czy materii stworzyć się nie da - można ją tylko przetwarzać. T.L.: Fotony podlegają oddziaływaniu grawitacyjnemu, to prawda. Posiadają jednak energię, którą zgodnie z wzorem Einsteina można zinterpretować w postaci masy. Zgodnie z zacytowanym przez Pana twierdzeniem Wienera, informacja nie jest ani materią, ani energią - nie będzie zatem posiadała masy, czyli nie będzie podlegała oddziaływaniu grawitacyjnemu. Jak dotąd nie przekonał mnie Pan. Paweł Gąsior: Informacja nie jest energią ani materią, ale pojęciem abstrakcyjnym. Dopóki nie zostanie zinterpretowana, to właściwie nie posiada sensu fizycznego. Aby coś mogło zostać zinterpretowane jako informacja, potrzebny jest jej nośnik (jak to zostało napisane w drugim poście), oraz "czytnik" umożliwiający jej przetworzenie na efekty fizyczne zachodzące według zakodowanego w niej opisu. R.C.: Dla mnie informacja to pewna różnica stanów. Ciąg samych 0000000000000000000 nie zawiera w sobie informacji. Ale już na przykład ciąg 0000001000000 zawiera pewną konkretną informację. Natomiast ciąg 01010101011101 zawiera jej znacznie więcej.  Idąc dalej, na przykład kondensat Bosego-Einsteina kodując wszystkie stany jednakowe nie zawiera w sobie żadnej informacji. Informacja jest tak samo pojęciem abstrakcyjnym jak energia czy materia. Po odkryciu efektu "kwantowej korekcji błędów" w informacji kwantowej łączącego mechanikę kwantową z teorią informacji jest jasne że informacja jest wielkością fizyczną. Nie sądzę żeby informacja potrzebowała nośnika - uważam że równie dobrze może istnieć bez nośnika. Przez analogię: czy to że energia elektryczna zazwyczaj potrzebuje nośnika materialnego (np. kabla miedzianego) oznacza, że nie istnieje bez tego nośnika? Proszę zapozna się na tym linku z tekstem o prof. Ryszarda Horodeckiego na temat Unitarnego Pola Informacyjnego: www.forumakad.pl/archiwum/98/7-8/artykuly/35-ok... Nie jest on pierwszym, który przewiduje istnienie takiej warstwy fizycznej. Wcześniej David Bohm postulował istnienie warstwy subkwantowej, ponadto mówił o niej wybitny polski fizyk i ontolog Czesław Białobrzeski (nazywał ją potencjalnością) T.L.: Informacja to nie jest różnica stanów. Informacja opisuje konkretny stan. Stwierdzamy np. "piłka jest czerwona" - przyzna Pan, że jest to konkretna informacja na temat rzeczywistego obiektu znajdującego sie w danym stanie. Jeżeli ten stan ulega zmianie, informacja po prostu ulega zmianie wraz z nim. Niezmienność jakiegoś stanu nie oznacza jednak iż utracił on skojarzoną z nim informację. Po drugie ciąg samych zer, samych jedynek, czy też dowolna inna ich kombinacja jest tak samo "wartościową" informacją, jak każda inna. Błędem jest stwierdzenie, że ciąg samych zer nie niesie w sobie informacji. Wygląda na to, że uważa Pan jedynie jedynki jako niosące informację :-) Idąc za Pańskim rozumowaniem należałoby stwierdzić, że wartość 128 niesie w sobie znacznie mniej informacji niż np. 15, bo zawiera w zapisie dwójkowym jedynie jedną jedynkę, a piętnastka cztery ... Poza tym dlaczego akurat układ dwójkowy miałby tu być uprzywilejowany? Tak nie jest - wartość (informację) można zakodować w dowolny sposób i nie zmienia to jej istotności. Gwoli ścisłości, energia elektryczna potrzebuje nośnika, bo zależy wprost od rozkładu ładunku zgromadzonego w danej przestrzeni. Ładunek ów jest jak najbardziej materialny - są to elektrony, czy inne MATERIALNE naładowane cząstki elementarne, prawda? W izolowanej przestrzeni w próżni, gdzie nie ma ładunków elektrycznych, nie ma też energii elektrycznej (czy jak Pan woli - wynosi ZERO). Czy energia, czy materia są pojęciami abstrakcyjnymi? Przecież opisują właściwości fizyczne jak najbardziej realnych przedmiotów! To, że opisuje się je abstrakcyjnym językiem matematyki nie czyni je same pojęciami abstrakcyjnymi P.G.: Jeżeli za jednostkę ilości informacji możemy uznać bit, to nie jest istotne jakie mamy bity, tylko ile ich mamy. No i tu chyba nie możemy uciec od pewnego filozofowania. Wydaje mi się, że samych danych nie możmy jeszcze nazwać informacją dopóki nie mamy pewności, że możemy je rozkodować. Moim skromnym zdaniem właściwością materii czy energii jest złożoność, która może się przełożyć na informację, lecz nie musi. Weźmy na przykład pod uwagę taki szum biały. Jego złożoność jest bardzo duża, lecz zawiera bardzo mało informacji. Tak że nie wiem, wydaje mi się, że aby informacja "zaistniała" musi istnieć również ktoś, lub coś, kto jest w stanie jakoś ją zinterpretować. W przeciwnym razie pozostanie jedynie "złożonością". A może się mylę? R.C.: Widzę że się nie rozumiemy. Wiener w 1948 r. słynne zdanie: “Informacja jest informacją a nie energią ani materią”. Informacja według Ashby'ego to przekazanie różnorodności, lub według Brouillona to prawdopodobieństwo wyboru. Obie te definicje są niepełne i niewystarczające. Dla mnie ciąg zer i jedynek nie mają nic wspólnego z systemem dwójkowym. Dla ścisłości mogę używać liter A i B. Chodzi tylko o pokazanie różnicy stanów. Zarówno ciągi AAAAAAAA jak i BBBBBBBBBB nie niosą żadnej informacji (oczywiście brak informacji jest również jakąś informacją - paradoks), natomiast dowolna kombinacja tych liter już tak. Oczywiście, że informacja, energia i materia są pojęciami abstrakcyjnymi. Jeśli uważa Pan inaczej proszę podać czym jest materia, energia i informacja? Może Pan podać tylko definicje opisowe ale do istoty rzeczy Pan nie dotrze. Uważam za prof. Horodeckim (A wcześniej jeszcze za prof. Czesławem Białobrzeskim "Podstawy fizyczne świata atomowego"), że pierwotne jest UNITARNE POLE INFORMACYJNE. Jest to taki informacyjny "eter", który wypełnia całą rzeczywistość. Doświadczenie Younga potwierdza że coś takiego może istnieć ("świadomość" kolejnych cząstek przechodzących przez szczelinę). Łączy się to również z faktem, że otaczająca nas rzeczywistość jest nielokalna. Nie sądzę aby informacja a tym bardziej energia potrzebowała jakiegokolwiek materialnego nośnika. Dla mnie MATERIA = KONDENSACJA ENERGII (zgodnie ze wzorem Einsteina), a to że podczas kondensacji energia stworzyła zupełnie nową jakość czyli struktury materialne jest zupełnie wtórne (zresztą jaką masę ma właściwie kwark i czy to już jest cząstka materii czy właściwie forma energii). Energia może się przetwarzać w struktury czysto energetyczne (inną energię) ale i materialne i na odwrót. Podobnie informacja - istniejąc w warstwie subkwantowej (potencjalności), może się zaktualizować w struktury informacyjne jak również energetyczne a te z kolei np. w materię, Nie ma tu żadnej sprzeczności z prawami fizyki (w szczególności z zasadami zachowania). Uważam że różnimy się podejściem do pojęcia komunikatu i informacji. Dla mnie każdy komunikat jest informacją ale nie każda informacja jest komunikatem. Dlatego np opisany poniżej SZUM BIAŁY zawiera dla mnie bardzo dużo informacji a jednocześnie bardzo mało treści Jestem holistą i w przeciwieństwie do interpretacji kopenhaskiej Mechaniki Kwantowej uważam że świat jest realny ale nielokalny, nie zaś lokalny ale nierealny. Może być tak że różnica zdań wynika z innego podejścia do interpretacji założeń nierówności Bella. Ponadto znamy zaledwie lika procent otaczającej nas materii i energii . O ciemnej materii i ciemnej energii nadal niewiele wiemy. Jako holista uważam że struktura nie jest redukowalna do części składowych - tworzy nową jakość i to jest coś więcej niż tylko suma składników. Tu są informacje nt. Prof. Elmota Liiv z Estonii www.staff.ttu.ee/~elmliiv/ meltingpot.fortunecity.com/macedonia/126/ Podobnie sądzi również prof. Ryszard Horodecki wyborcza.pl/1,75476,6044630,Polskie_Noble_2008_... A wcześniej David Bohm, Czesław Białobrzeski autodafe.salon24.pl/64955,czeslaw-bialobrzeski-... i Roger Penrose w książce Droga do rzeczywistości, Prószyński i S-ka, Warszawa 2007 T.L.: Zarzuca Pan niepełność powszechnie uznawanych definicji, a jednocześnie proponuje Pan ich ujęcie, które jest z nimi sprzeczne. Jeżeli ktoś zakodował informację w jakikolwiek sposób (czy to będą same A, same B, czy też ich kombinacja), to nadal jest to informacja - nie może Pan twierdzić, że informacji tam nie ma. Samo istnienie zakodowanej (w dowolny sposób) informacji w sposób oczywisty udowadnia istnienie samej informacji, prawda? Pyta Pan o definicję materii czy energii ... Co w tym złego, że definicja jest opisowa, jeżeli wyjaśnia sens i rolę tych pojęć? Filozoficzną definicję materii może Pan znaleźć choćby w Wikipedii. Najprostszą definicję energii podałem choćby w naszej dyskusji tutaj. Komunikat a informacja: komunikat jest to "opakowana" informacja, która jest przekazywana. Komunikat jest więc informacją, która podlega przetworzeniu (nośnik/czytnik, jak to wskazał Paweł). Przekształcenie informacji w energię, czy materię: oczywiście, wszystko zależy od definicji informacji, ale w tym temacie się wyraźnie różnimy. W moim pojęciu (jak się zdaje dość powszechnie akceptowanym), informacja nie ma szans przekształcić się w energię czy materię, gdyż sama nie jest materią, ani nie posiada energii. W tym momencie dopuszczenie takiej transformacji stałoby w wyraźnej sprzeczności z prawem zachowania energii. Pan myśli inaczej - Pańskie prawo, ale tu nie dojdziemy raczej do porozumienia ... Nie czuję się mocny, żeby dyskutować na temat nierówności Bella, lokalności czy realności rzeczywistości. Poza tym za dużo w tym filozofii, a za mało fizyki. Wolę raczej twardo stąpać po ziemi. R.C.: Cieszę się że lubi Pań twardo stąpać po ziemi ale ja okazuje się nierówność Bella jest tu kluczowa. Jak wykazano nie zachodzi ona w świecie kwantowym - jest łamana . W związku z tym stwierdzono, że co najmniej jedno z 3 założeń tej nierówności musi być fałszywe a są takie: a. Lokalność b. realizm c. indukcja Indukcja jest nieodzowna dla rozwoju nauki. Pozostaje więc lokalizm i realność. Interpretacja kopenhaska poszła w kierunku odrzucenia realizmu - a więc świat kwantowy według niej jest lokalny ale nierealny. Taka myślenie z czasem okazało się mało kreatywne i nie było w stanie wystarczająco wytłumaczyć nowych zjawisk z zakresu kwantowej teorii informacji. Inna interpretacja dziś coraz bardziej popularna mówi że świat jest realny ale nielokalny. Ta teoria lepiej tłumaczy takie zjawiska jak choćby splątanie fotonowe. Podtrzymuję twierdzenie że jeśli wszystkie elementy układu kodują ten sam stan to układ nie zawiera żadnej informacji. Zakodowana informacja pojawi się dopiero wtedy kiedy będziemy mieli różnicę stanów. W sprawie definicji materii, energii i informacji. Jest Pan w stanie wytworzyć którąkolwiek z tych substancji? Raczej nie. Mozę Pan raczej przetworzyć istniejącą substancję w jakąś inną jej formę. Więc definicje te nic nie wyjaśniają. Komunikat jest to sensowna (z punktu widzenia człowieka) informacja. Natomiast informacja nie musi być sensowna żeby była informacją. Natomiast żeby nią była musi występować różnica stanów. Jak Pan widzi poglądy które reprezentuję są dość popularne u raczej uznanych fizyków. Natomiast w żadnym wypadku możliwość przekształcenia się informacji w energie czy w materię nie stoi w sprzeczności z prawami zachowania. To jest udowodnione między innymi w tej książce która już wyszła 10 lat temu: www.staff.ttu.ee/~elmliiv/book/book.htm Ale ten dowód zasadzie był już przeprowadzony znacznie wcześniej - w latach 30 ubiegłego stulecia. Polecam również artykuł Stanisława Ziemiańskiego “Filozoficzne Implikacje Ortodoksyjnej Interpretacji Teorii Kwantów”: www.jezuici.pl/~sziemianski/prace/forum/006 Istnieje warstwa fizyczna najbardziej elementarna - unitarne pole informacyjne. Jest ono bezczasowe i bezprzestrzenne. Nie ma w nim materii ani energii, tylko informacyjny "eter". Informacja tworzy struktury informacyjne - generuje przestrzenie z metryką (def. odległości). Przestrzenie mogą być wielowymiarowe. Jeżeli następuje dalsza kondensacja informacji już w ramach przestrzeni pojawiają się formy energii (np. wielki wybuch), które dalej są składowymi budowy materii zgodnie ze wzorem Einsteina. Informacja nie jest więc ani materią ani energią ale istnieje płynne przejście między nimi. Uważam ponadto że podobnie jak "defekt masy" na rzecz energii wiązań może istnieć coś takiego jak "defekt energii" na rzecz informacji. Czasem kiedy takie wygenerowane przestrzenie się stykają powstają struktury zwane mostami Einsteina - Rosena i powstaje kanał łączący wszechświaty równoległe. Lecz pośrodku tego tunelu jest osobliwość - piana kwantowa (przestrzeń traci sens i ma zaczyna zachowywać się w sposób chaotyczny) - to całkowita blokada dla materii i energii (również tej wysoko zorganizowanej w tym ludzi) ale być może nie dla informacji. Zgodnie z obliczeniami 1 przeciętnie ważący człowiek to 3*1092 bitów informacji. Obrazowo można by powiedzieć, że potrzeba by było 5*1030 dysków HDD o pojemności 200 Gb aby zapisać dane o jednym człowieku. Taka teleportacja byłaby możliwa. Rafał Balcerski: Według mnie informacja jest umownym uporządkowaniem materii. Materia A w stanie uporządkowanym X nie jest cięższa od tej samej materii A w stanie nieuporządkowanym Y, ponieważ uporządkowanie zależy od umowy. Równie dobrze możemy umówić się, jak odczytywać informację w stanie Y i zarzucić umowę co do odczytywania informacji w stanie X. Czy wówczas, w wyniku zmiany naszej umowy materia w stanie X stanie się nagle lżejsza, a w stanie Y cięższa, niż przed zmianą? R.C.: Tu nic nie jest umowne wszystko można obliczyć. Nigdzie nie twierdziłem że różne stanu uporządkowania materii mają wpływ na jej ciężar - nie wiem skąd to Pan wziął. R.B.: W takim razie pomińmy słowo 'umownym' i przyjmijmy, że informacji nie można zniszczyć, jedynie zmienić jej postać. Czy zgodziłby się Pan z poniższym: Informacja jest uporządkowaniem materii. Materia A w dowolnym, ustalonym stanie uporządkowanym X nie jest cięższa od tej samej materii A w dowolnym, ustalonym stanie uporządkowanym Y, różnym od stanu X. R.C.: Zgadzam się, że stwierdzeniem że informacji nie można zniszczyć, jedynie zmienić jej postać. Lub zamienić ją na formę energii czy materii. Jeżeli informacja miałaby atrybut masy to materia A w dowolnie ustalonym stanie X ważyłaby tyle co ta materia + odpowiednik masowy ilości bitów odpowiedniej do utrzymania jej w danej strukturze (1[b] = 10-37[g]). Oczywiście może być taka sytuacja że do kodowania dwóch różnych struktur X i Y potrzeba akurat tyle samo informacji. Ale wcale tak być nie musi. Związek materii z energią jest oczywisty natomiast charakter związku energii z informacją już nie. Są szkoły które mówią że mamy tu do czynienia z połączeniem formy i treści (energia to treść a informacja to forma), są też tacy którzy twierdzą że są to dwie niezależne substancje i w związku z tym istnieje możliwość oddzielenia informacji od energii (np. stworzenie generatora i odbiornika czystej informacji). Trzeba dodatkowych badań żeby móc udzielić ostatecznej odpowiedzi na to pytanie. Kosma Szutkowski: Energia, energia... czym jest energia? Mam wrażenie, że energię zawężono tutaj tylko i wyłącznie do promieniowania EM. Energia jest to pewien potencjał zawarty w układzie, a który można wykorzystać do wykonania pracy. Informacja jest tylko i wyłącznie zbiorem parametrów opisujący układ, który jest izolowany lub nie. Wymiana energii pomiędzy układami A<->B zawsze wiąże się z wykonaniem pracy i zmianą parametrów opisujących oba układy, a więc i ze zmianą informacji. Oddziaływanie można nazwać wymianą informacji i wg mnie nie ma to znaczenia czy to będzie foton, który jest potem pochłonięty przed odbiornik, czy też "zderzenie" molekuł i zmiana ich trajektorii. Teoretycznie ze zmian w układzie "B", można wydedukować co się stało w układzie "A", pod warunkiem, że układy te były izolowane i nie oddziaływały z otoczeniem, itd... itd..., dlatego wprowadzono opis termodynamiczny bo po prostu nie potrafimy tego ogarnąć. Łatwiej nam się posługiwać pojęciami temperatury czy energii swobodnej Gibbsa. Związek energii z informacją jest wg mnie intuicyjny i prosty do wydedukowania. R.C.: Nie zawężam energii do promieniowania E. Jest jednak faktem że to najwygodniejsza i najpowszechniejsza w dzisiejszym świecie forma energii do badań (możliwość sterowania wszystkimi parametrami). Nie ma takich "prostych urządzeń" w przypadku oddziaływań jądrowych czy grawitacyjnych. Informacja jest to uporządkowanie strukturalne układu. Jest negatywną entropią. I przez pojęcie entropii oraz temperatury łączy się z energią. Jeśli ten związek między informacją i energią jest taki prosty, to proszę tylko o jedną odpowiedź. Czy uważa Pan że energia jest po prostu formą i nie ma nic wspólnego z materialną rzeczywistością czy jednak jest substancją materialną posiadającą atrybut masy - opisany już wcześniej. Jeśli zaś jest tylko formą to czy w sensie Arystotelesa czy w sensie Dunsa Szkota? Ale to już temat na zupełnie inną dyskusję. Informacje na temat, czym jest forma można znaleźć tutaj: pl.wikipedia.org/wiki/Arystoteles#Forma_i_materia www.czasopismofilozoficzne.us.edu.pl/pliki/Alic... www.obi.opoka.org.pl/zfn/007/zfn00703Sawicki.pdf Na koniec polecam również ten artykuł: arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0305/0305024v1.pdf