Information

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Das „i“ als international in verschiedensten Bereichen gebräuchliches Symbol für Information.

Information (von lat. informare „bilden“, „formen“, „eine Form geben“) ist ein heute vielfältig gebrauchter Begriff, der in den verschiedensten Lebensbereichen aber sehr unterschiedlich verwendet wird.

„Information ist eine jener Begriffe, die jeder zu verstehen denkt, aber je näher wir die Idee betrachten, desto schwerer wird es.“ (Lit.: Stonier 1997, 11)

Umgangssprachlich versteht man darunter vor allem ein sprachlich oder schriftlich übermitteltes Wissen, aber auch Wahrnehmungsinformation.

Eine wissenschaftliche Definition sieht etwas wie folgt aus:

Definition: Information ist eine Teilmenge von Wissen, die in codierter Form (Signal) über ein Medium (Informationskanal) von einem Sender auf einen Empfänger übertragen wird. Die Inforamtion ist grundsätzlich unabhängig davon, ob sie auch verstanden wird. Der Prozess des Verstehens wird von der Hermeneutik untersucht.

Begriffsbestimmung

Im weitesten Sinn tritt Information überall dort in Erscheinung, wo man es mit einem System nicht zufällig angeordneter Elemente zu tun hat, d.h. wo die Teile eines Ganzen zueinander im Verhältnis einer geregelten gesetzmäßigen Ordnung stehen, d.h. eine Struktur bilden. Ordnung ist nicht gleichbedeutend mit Information, steht aber doch zu ihr in einem direkten Verhältnis. Information existiert, derart allgemein aufgefasst, unabhängig vom menschlichen Wissen und insbesondere auch unabhängig davon, ob sie verstanden wird oder nicht. Sie kann aber Gegenstand menschlichen Wissens und Verstehens werden. Ein Buch, um ein geläufiges Beispiel zu nehmen, enthält Information auch dann, wenn es nicht gelesen wird. Sein Inhalt kann auswendig gelernt und dadurch bis zu einem gewissen Grad Gegenstand des menschlichen Wissens werden, ohne dabei auch wirklich verstanden zu werden. Der tiefere Sinn der Information, d.h. seine Bedeutung im Weltganzen, eröffnet sich nur der Vernunft.

Information in der Natur

Information ist keineswegs ausschließlich an menschliche Artefakte gebunden und nicht notwendig menschlichen Ursprungs, sondern allgegenwärtig überall in der Natur zu finden. Insbesondere geben sich alle Lebewesen alleine schon durch ihre unverwechselbare typische äußere Form und ihre komplexe innere Struktur als hochgradige Informationsträger kund, aber auch die mannigfaltig gestalteten mineralischen Kristalle tragen reich strukturierte Information in sich.

Information ist im allgemeinen nicht statisch, wie beispielsweise in einem gedruckten Buch, sondern Ausdruck eines dynamischen Prozesses. In der ganzen Natur, namentlich im Lebendigen, ist Information einer beständigen Verwandlung unterworfen und untrennbar mit Informationsübertragung und Informationsverarbeitung verbunden.

Information als eigenständige Realität

Information scheint zunächst an Materie oder Energie als Träger gebunden zu sein. Ein Buch oder ein Kristall ist ein materieller Träger von Information. Aber auch nichtmaterielle Träger wie Licht oder Radiowellen können Information übertragen. So wird etwa durch einen Diaprojektor die strukturierte Bildinformation des Dias durch Licht auf die Projektionsfläche übertragen. Es spricht aber nichts dagegen und ist vielleicht nur ungewohnt, Information als eigenständige Realität aufzufassen, die auch unabhängig von Materie und Energie existieren kann.

Quantentheorie der Ur-Alternativen (Weizsäcker) - It from Bit (Wheeler)

Den ersten Anstoß dazu, letztlich die gesamte Realität auf Quanteninformation zurückzuführen, hat der Physiker Carl Friedrich von Weizsäcker (1912-2007) mit seiner Quantentheorie der Ur-Alternativen (kurz „Ure“ genannt) gegeben. Unabhängig davon hatte John Archibald Wheeler (1911-2008) einen ähnlichen Ansatz mit seiner Idee des „It from Bit“ verfolgt: „Kein Element in der Beschreibung der Physik erweist sich als ursprünglicher als das elementare Quantenphänomen, d.h. als den elementaren gerätevermittelten Akt, eine physikalische Ja-Nein-Frage zu stellen und eine Antwort auszulösen, kurz gesagt, den elementaren Akt der Teilnahme des Beobachters. Anders ausgedrückt, jede physikalische Größe, jedes einzelne Element, erhält ihre letzte Bedeutung aus Bits, binären Ja-oder-Nein-Zeichen, eine Schlussfolgerung, die wir versinnbildlichen in der Phrase: it from bit.[1].

Protyposis (Thomas Görnitz)

Hauptartikel: Protyposis

Der deutsche Physiker Thomas Görnitz (* 1943), ein langjähriger Mitarbeiter von C. F. Von Weizsäcker, prägte den Begriff der Protyposis (griech. προτύπωσις „das Vorbilden“). So bezeichnet er abstrakte bedeutungsfreie Bits von Quanteninformation (AQI-Bits), die von ihm als Basis der kosmischen Evolution angesehen werden und die gemeinsame Grundlage von Materie, Energie und Information darstellen. Nach Görnitz kann mit dem Konzept der Protyposis auch die cartesianische Kluft zwischen Geist und Materie, zwischen der „res cogitans“ und der „res extensa“, die die abendländische Philosophie der Neuzeit bis heute vor ein ungelöstes Problem stellt, endgültig überwunden werden.

„Wir weisen bereits schon hier darauf hin, dass mit der Äquivalenz von Information, Energie und Materie auch ein ganz neuer Zugang zum Menschen und zum Verstehen seiner geistig-seelischen Aspekte möglich wird. Zum einen dürfen wir Menschen unseren Gedanken als Quanteninformation den gleichen Realitätsgrad zubilligen wie Quantenteilchen im Gehirn, wie beispielsweise den Protonen, deren Verteilung mit der Kernmagnetresonanztomographie (MNR), auch als Kernspintomographie bekannt, beobachtet werden kann.

Mit der somit auch aus naturwissenschaftlicher Sicht gegebenen Realität des Seelischen kann zugleich das Hauptproblem der gegenwärtigen Hirnforschung und der noch dem deterministisch-materialistischen Denken verhafteten Philosophie des Geistes gelöst werden, ohne dass man deswegen eine dualistische Weltsicht postulieren müsste. Eine gegenseitige Wechselwirkung zwischen dem Seelischen und dem Körperlichen ist letztlich eine Wechselwirkung der Protyposis mit sich und daher nichts, wogegen die Naturwissenschaften Einwände erheben müssten.“ (Lit.: Görnitz 2008, S. 19)

Am besten lässt sich die Protyposis durch Quantenbits, die mathematisch einfachsten überhaupt möglichen Quantenstrukturen veranschaulichen. In Erweiterung der von Einstein formulierten Äquivalenz von Masse und Energie ist eine bestimmte Anzahl LaTeX: N von Quantenbits einer bestimmten Energie bzw. Masse äquvalent. Görnitz postuliert dafür folgenden quantitativen Zusammenhang[2]:

LaTeX: E = \frac {Nh}{12\pi^{2}t_{Kosmos}}

Das im Nenner auftretende Alter des Kosmos LaTeX: t_{Kosmos}, das gegenwärtig auf etwa 13,81 Milliarden Jahre geschätzt wird[3], stellt dabei den Zusammenhang der Quantentheorie mit der Kosmologie her. LaTeX: h &= 6{,}626\,070\,040(81) \cdot 10^{-34}\,\mathrm{Js} ist das Plancksche Wirkungsquantum. Ein Qubit der Protyposis lässt sich als Welle veranschaulichen, deren Wellenlänge LaTeX: \lambda der kosmische Radius (> 45 Milliarden Lichtjahre[4]) ist. Mit der Expansion des Kosmos, d.h. mit zunehmendem kosmischen Radius, wird das Energieäquivalent eines einzelnen Qubits nach Max Plancks Quantenhypothese LaTeX: E = h\nu = \frac{hc}{\lambda} entsprechend immer kleiner, während ihre Anzahl zunimmt. Die einfachen und ursprünglichen Qubits der Protyposis sind damit nicht winzig klein, sondern von wahrhaft kosmischer Dimension. Die vergleichsweise winzigen Elementarteilchen, wie Elektronen oder Quarks mit einem vergleichsweise sehr hohen Energiegehalt, sind demgegenüber hochkomplexe Quantengebilde, denen eine riesige Anzahl elementarer Qubits entspricht. Sie sind daher keineswegs so „elementar“ wie bisher angenommen. Laut Görnitz zeigt die Quantentheorie im Gegensatz dazu, dass das Allereinfachste zugleich das Allerausgedehnteste ist. Die wahre Grundlage des Seins ist damit nicht in kleinsten Teilchen sondern im Kosmos als Ganzem zu suchen.

Information und die innere Struktur des Universums (Tom Stonier)

Auch der Biologe und Informationswissenschaftler Tom Stonier hat vorgeschlagen, Information neben Energie und Materie als dritte tragende Säule des ganzen Universums aufzufassen und gezeigt, dass Energie und Information sehr leicht wechselseitig ineinander umgewandelt werden können. Im Prolog seines Buches «Information und die innere Struktur des Universums» schreibt Stonier:

"Materie und Energie bestimmen die äußere Struktur des Universums. Die äußere Struktur des Universums ist unseren Sinnen leicht zugänglich.

Die innere Struktur ist weniger offenkundig. Ihre Organisationsweise entzieht sich unserer Wahrnehmung. Sie besteht nicht nur aus Materie und Energie, sondern auch aus Information.

Zu Materie und Energie haben wir eine physische Beziehung. Wir erkennen sie von frühester Kindheit an. Sie gehören offenbar auch zu unserem Instinkterbe aus der Zeit unserer frühmenschlichen Vorfahren.

Materie ist der Boden, auf dem wir gehen, sind die Steine, die wir werfen, die Objekte, an denen wir uns die Zehen oder den Kopf stoßen. Aus Materie sind die Dinge, die wir handhaben.

Energie ist, was wir wahrnehmen, wenn wir ins Licht blinzeln oder uns in der Sonne wärmen. Energie kann uns Schmerzen verursachen oder uns erschrecken - etwa wenn wir uns die Finger verbrennen, in einem Schiff hin- und hergeschleudert oder von einem Blitz in Angst versetzt werden.

Information spricht unsere Sinne nicht so unmittelbar an. Trotzdem gehört auch sie zu unserer täglichen Erfahrung. Jedesmal wenn wir uns unterhalten, eine Zeitung lesen oder fernsehen, sind wir damit beschäftigt, Information aufzunehmen oder auszutauschen. Doch stets haben wir Information mit Aktivitäten in unserem Inneren - im Inneren unseres Kopfes - assoziiert, mit etwas, das nicht im gleichen Sinne „wirklich“ ist, wie es Materie und Energie sind.

Dieses Buch soll einem doppelten Zweck dienen. Erstens, es soll die These prüfen, daß „Information“ ebenso zum physikalischen Universum gehört wie Materie und Energie, und untersuchen, welche Konsequenzen diese These für die Physik hätte. Zweitens, es soll eine Grundlage schaffen, auf der sich eine allgemeine Informationstheorie entwickeln läßt." (Lit.: Stonier, XI)

Stonier kommt zu dem Schluss, dass Information tatsächlich die innere Struktur des Universums bildet und Materie und Energie organisiert und dabei zugleich selbst in hierarchischen Ebenen zunehmender Komplexität organisiert ist. Darüber hinaus kann Information nicht nur Materie und Energie organisieren, sondern auch Information selbst. Information ist also nicht statisch, sondern dynamisch aufzufassen (Lit.: Stonier, S 91).

Damit lässt sich auch der bereits eingangs angesprochene Unterschied zwischen Information und strukturierter Ordnung konkreter fassen: Information ist nicht identisch mit der räumlich strukturierten Ordnung, aber sie erzeugt geordnete Strukturen, wenn sie mit Materie oder Energie in Wechselwirkung tritt.

Aus Sicht der modernen Physik ist die Form bzw. Information die primäre und ursprünglichere Realität, der gegenüber die Materie nur eine sekundäre Erscheinung ist. Die Form bedarf nicht der Materie als Träger, sondern sie selbst ist es, die die Materie aufbaut:

"Materie ist nicht aus Materie zusammengesetzt! Es gilt nicht mehr die Vorstellung, dass der Stoff, die Materie das Primäre und die Beziehung zwischen dieser, ihre Relationen, Form und Gestalt, das Sekundäre ist. Die moderne Physik dreht diese Rangordnung um: Form vor Stoff, Relationalität vor Materialität. Es fällt uns schwer, uns reine Gestalt, Beziehungen ohne materiellen Träger vorzustellen. Das elektromagnetische Feld, das ohne materiellen Träger (den vermuteten Äther gibt es nicht) den Raum erfüllt, ist eine solche immaterielle ‘Gestalt’, gewissermaßen ein formiertes Nichts, eine ganzheitliche, hochdifferenzierte Formstruktur, in deren spezieller Differenzierung wir z.B. die für uns bestimmten Telephongespräche, die Radio- und Fernsehprogramme, die Existenz und Beschaffenheit von Sonne, Mond und Sternen und vieles, vieles mehr abtasten können." (Lit.: Dürr 2003)

Entropie und Information

Claude Shannon (ca. 1963)

Claude Elwood Shannon, der Begründer der Informationstheorie, definierte die Entropie im analog zur statistischen Thermodynamik als den mittleren Informationsgehalt LaTeX: I(p) = -\log_2 p einer im Dualsystem kodierten Zeichenkette. Die Entropie LaTeX: H_1 eines Zeichens ist dann der Erwartungswert des Informationsgehalts in Bit[5]:

LaTeX: H_1 = \sum_{z\in Z} p_z \cdot I(p_z) = - \sum_{z\in Z} p_z \cdot \log_2 p_z

Genau besehen handelt es sich dabei, wenn man die Formeln mit denen von Boltzmann vergleicht, aufgrund des negativen Vorzeichens um die negative Entropie oder Negentropie.

Information und Denken

Information erscheint nicht nur äußerlich an der Materie oder Energie, sie trägt und gestaltet nicht nur die ganze äußere physische Welt, sondern sie kann auch, wenn sie Gegenstand des menschlichen Wissens wird, als inneres seelisches Bild in Gedankenform erlebt werden. Gedanken, egal ob sie mehr logisch abstrakt oder mehr bildhaft erfahren werden, sind die Art wie Information im menschlichen Bewusstsein erscheint. Oder wie Werner Heisenberg meinte:

"Es sind die gleichen ordnenden Kräfte, die die Natur in allen ihren Formen gebildet haben und die für die Struktur unserer Seele, also auch unseres Denkvermögens verantwortlich sind." (Lit.: Heisenberg; S 124)

Information und ätherische Formbildekräfte

Information ist zunächst nur ein durch eine abstrakte Definition umrissener Begriff. Aus anthroposophischer Sicht steht hinter der in der Natur wirkenden Information als konkrete Realität die Welt der ätherischen Bildekräfte. Sie produzieren und interpretieren namentlich, wie Johannes W. Rohen betont, auch die in den Genen festgehaltene genetische Information, die entgegen der landläufigen zeitgenössischen Meinung keinesfalls zufällig entsteht, sondern Ausdruck des Wechselspiels der ganzheitlichen kosmischen Ordnung mit den zur Vereinzelung und Spezialisierung drängenden irdischen Kräfte ist.

„Der moderne Mensch wird natürlich an dieser Stelle sofort auf das Genom verweisen, in dem ja alle diese «ätherischen» Lebensprozesse, wie Vererbung, Rhythmik und Entwicklung, als «Programm» fixiert seien. Es ist natürlich richtig, dass die Chromosomen mit ihrer DNA ein genetisches Programm enthalten, das vom Organismus «nur» abgerufen zu werden braucht, um die entsprechenden Entwicklungsvorgänge in Gang zu setzen. Man hat diesen DNA-Code berechtigterweise mit einer Schrift verglichen, die insgesamt einen Text darstelle, der dann die «Befehle» für die notwendigen Lebensprozesse in der jeweiligen Entwicklungsphase erteilen soll. Derjenige, der sich mit diesen Erklärungen zufriedengibt, übersieht einen kardinalen Denkfehler. Wer liest denn diese Schrift - und wer erteilt letztlich die «Befehle»!? Ein chiffrierter Code hat ja keinen Inhalt - wie der Computer mit seinen zwei Zeichen (ja und nein oder + und -) zwar alles ver- und entschlüsseln kann, aber über die Bedeutung, d.h. den eigentlichen Inhalt, natürlich niemals etwas aussagen kann. Im Genom haben wir zwar eine «Geheimschrift des Lebendigen», nicht aber das Lebendige selbst vor uns. Der Ätherleib ist es, der diese Schrift entziffern und in «Befehle» umsetzen kann.“ (Lit.: Rohen, S. 20)

Literatur

  1. Hans-Peter Dürr: Unbelebte und belebte Materie: Ordnungsstrukturen immaterieller Beziehungen - Physikalische Wurzeln des Lebens, Max-Planck-Institut für Physik, München 2003
  2. Werner Heisenberg: Der Teil und das Ganze, 7. Aufl. München: Piper, 2002, ISBN 3492222978
  3. Tom Stonier: Information und die innere Struktur des Universums, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York 1991, ISBN 978-3540538257
  4. Tom Stonier: Beyond Information: The Natural History Of Intelligence. Springer 1992, ISBN 978-3540196549
  5. Tom Stonier: Information And Meaning; An Evolutionary Perspective. Springer 1997, ISBN 978-3540761396
  6. Thomas und Brigitte Görnitz: Von der Quantenphysik zum Bewusstsein - Kosmos, Geist und Materie. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg, 2016, ISBN 978-3-662-49081-5.
  7. Thomas und Brigitte Görnitz: Die Evolution des Geistigen – Quantenphysik, Bewusstsein, Religion. Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 2008, ISBN 978-3-525-56717-3.
  8. Thomas Görnitz, Brigitte Görnitz: Der kreative Kosmos - Geist und Materie aus Quanteninformation. 2. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2006, ISBN 3-8274-1768-6.
  9. Ralf Krüger: Quanten und die Wirklichkeit des Geistes: Eine Untersuchung zum Leib-Seele-Problem. transit, Bielefeld 2015, ISBN 978-3-8376-3173-9.
  10. Frido Mann, Christine Mann: Es werde Licht: Die Einheit von Geist und Materie in der Quantenphysik. S. Fischer, Frankfurt am Main, 2017, ISBN 978-3-10-397245-0.
  11. Johannes W. Rohen: Eine funktionelle und spirituelle Anthropologie: unter Einbeziehung der Menschenkunde Rudolf Steiners, 1. Aufl., Verlag Freies Geistesleben, Stuttgart 2009, ISBN 978-3772520983

Einzelnachweise

  1. „No element in the description of physics shows itself as closer to primordial than the elementary quantum phenomenon, that is, the elementary device-intermediated act of posing a yes-no physical question and eliciting an answer or, in brief, the elementary act of observer-participancy. Otherwise stated, every physical quantity, every it, derives its ultimate significance from bits, binary yes-or-no indications, a conclusion which we epitomize in the phrase, it from bit.“
    (John Archibald Wheeler: Information, Physics, Quantum: The Search for Links, 1990, Reproduced from Proc. 3rd Int. Symp. Foundations of Quantum Mechanics, Tokyo, 1989, pp.354-368 pdf)
  2. vgl. Görnitz 2016, Abschnitt 9.1
  3. Planck Collaboration u. a: Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters In: Astronomy & Astrophysics 594, A13 (2016),arxiv:1502.01589v3, Seite 32.
  4. J. Richard Gott III u. a.: A Map of the Universe. In: The Astrophysical Journal. Ausgabe 624, Nr. 2, arxiv:astro-ph/0310571.
  5. Claude Elwood Shannon: A Mathematical Theory of Communication. In: Bell System Technical Journal, Band 27, S. 379–423 und 623–656, Juli und Oktober 1948. pdf