In de hedendaagse informatiekunde is het concept van "informatie" zowel complex als veelomvattend. Verschillende theoretici hebben geprobeerd om informatie te definiëren en te meten, maar de meeste theorieën beperken zich vaak tot een enkel aspect van wat informatie daadwerkelijk inhoudt. Terwijl sommige benaderingen informatie wiskundig benaderen, is er een bredere visie die meer nuance en diepgang biedt, met name wanneer we kijken naar de verschillende aspecten van informatie: structureel, referentieel en normatief.

Charles Sanders Peirce heeft, anders dan de probabilistische benaderingen van informatie, voorgesteld dat informatie kan worden gemeten door de groei van kennis te observeren. Dit kan worden gedaan door de veranderingen in de breedte en diepte van kennis te meten. Peirce’s benadering benadrukt dat kennis kan worden gezien als gerechtvaardigde ware overtuigingen, mentale toestanden die ontstaan door het verkrijgen van informatie. Het blijft duidelijk dat, ongeacht de methoden die worden gebruikt, de theorieën van Peirce in harmonie kunnen zijn met andere benaderingen, mits we kennis begrijpen als een toestand die voortkomt uit geïnformeerd zijn.

Wanneer we de drie aspecten van informatie—structureel, referentieel en normatief—analyseren, zien we dat deze niet alleen verschillende perspectieven van informatie beschrijven, maar ook dat ze hiërarchisch met elkaar verbonden zijn. Structurele informatie ontstaat bijvoorbeeld uit symmetriebreking; waar er verschil is, daar is structurele informatie. Deze informatie is objectief en kan zowel intrinsiek als extrinsiek worden gemeten. Referentiële informatie betreft de relatie tussen het signaal en de bron ervan. Het is belangrijk op te merken dat referentiële informatie niets te maken heeft met betekenis, hoewel veel mensen geneigd zijn deze te verwarren. Het is een veel meer basale vorm van informatie en is niet beperkt tot taalkundige fenomenen. Het is alethisch neutraal, wat betekent dat het niet direct gaat over de waarheid of de falsiteit van het signaal zelf, maar over de relatie tussen het signaal en hetgeen het vertegenwoordigt.

Het normatieve aspect van informatie heeft betrekking op de bruikbaarheid of functie van informatie. Dit kan worden begrepen op twee niveaus: type en token. Typeinformatie verwijst naar een gestabiliseerde functie van een signaal, wat kan verschillen van de werkelijke, gerealiseerde functie van dat signaal in een specifieke context.

Deze drie aspecten—structureel, referentieel en normatief—zijn niet gelijkwaardig, maar afhankelijk van elkaar in een hiërarchische structuur. Structurele informatie vormt de basis, en zonder deze is referentiële informatie onmogelijk. Tegelijkertijd is normatieve informatie afhankelijk van zowel de structurele als de referentiële aspecten. Dit betekent dat we om een volledig begrip van informatie te krijgen, altijd alle drie de aspecten moeten overwegen.

De meeste van de succesvolle theorieën over informatie, zoals de beroemde theorie van Shannon over de kwantificering van informatie, concentreren zich uitsluitend op structurele informatie. In veel van deze theorieën is de betekenis, de referentiële en normatieve dimensie van informatie verdwenen. De uitdaging voor de huidige informatiewetenschappen is dan ook om deze dimensies van informatie weer op te nemen en te integreren in ons begrip van het concept. Dit is noodzakelijk, aangezien de betekenis van een signaal essentieel is voor het volledige begrip van de informatie die het draagt.

Naast de theoretische benaderingen van informatie, is het belangrijk te begrijpen hoe deze concepten van invloed zijn op de manier waarop we dagelijks informatie gebruiken en interpreteren. In de praktijk heeft informatie vaak zowel een structurele als een betekenisvolle dimensie. Wanneer we bijvoorbeeld communicatie analyseren, moeten we niet alleen letten op de fysieke signalen die worden overgedragen (de structurele informatie), maar ook op de betekenis die de ontvanger aan deze signalen toekent (de referentiële informatie) en de functies die de informatie vervult in de context (de normatieve informatie).

Het is ook essentieel om te begrijpen dat de hiërarchische aard van deze aspecten betekent dat elke verandering in de structurele of referentiële laag van informatie implicaties heeft voor de normatieve laag. Dit is een dynamisch proces waarbij elke verandering op één niveau de andere niveaus beïnvloedt. Dit maakt het begrip van informatie niet alleen complex, maar ook adaptief en contextueel.

De verwarring tussen informatie en andere concepten zoals berichten, data, code en betekenis is een veelvoorkomend probleem, vooral wanneer we proberen informatie te gebruiken in technische of wetenschappelijke contexten. Het is van cruciaal belang deze verwarring te vermijden door een duidelijke scheiding te maken tussen de verschillende lagen van informatie en hun functies.

Het verder ontwikkelen van een theorie die deze drie lagen van informatie adequaat kan verklaren en integreren, is een belangrijke taak voor onderzoekers op dit gebied. Alleen door te begrijpen hoe deze aspecten met elkaar verweven zijn, kunnen we een vollediger en rijker begrip van informatie ontwikkelen, dat zowel de kwantitatieve als de kwalitatieve dimensies van informatie omvat.

Hoe Fysieke Informatie de Grenzen van Systemen en Entropie Vormt

De interactie tussen een systeem en een extern evenement kan worden beschouwd als een communicatiekanaal. De beperkingen van het externe evenement worden aan het systeem doorgegeven, waardoor het systeem verandert en een nieuwe beperking ontstaat. Fysiek gezien kan dit worden omschreven als een koppeling tussen de toestanden of dynamica van twee systemen, waarbij het gedrag van het ene systeem gedeeltelijk bepaalde aspecten van de regulariteit of beperkingen van het andere systeem overneemt, met betrekking tot de mogelijke wijzen van interactie (Deacon, 2007, 139). Deze fysieke verbinding vormt een natuurlijke basis voor correlatie-informatie.

In dit kader is het belangrijk te begrijpen dat de informatie die in een systeem wordt ingebed niet alleen van abstracte aard is, maar ook diep geworteld is in de fysica van de interactie. Hoewel het niet gebruikelijk is om een heel gedeelte van een artikel te citeren om een argument te presenteren, rechtvaardigt de stap-voor-stap uitleg van Deacon het volledig aanhalen van zijn betoog. Zijn uiteenzetting maakt het gemakkelijk om de fysieke basis van informatie en, bij uitbreiding, van representatie te begrijpen. Deze link tussen fysieke veranderingen in een medium en informatieprocessen is cruciaal voor het begrijpen van de onderliggende mechanismen van informatieoverdracht.

Wanneer we het hebben over passieve informatiedragers die zich in evenwicht nabij een thermodynamisch systeem bevinden, zoals bijvoorbeeld geologische formaties, bewijsmateriaal van een misdaad of data uit een wetenschappelijk experiment, kunnen we een aantal fundamentele principes van informatie bestuderen. Een belangrijke vaststelling is dat Shannon-informatie (zoals gemeten in termen van entropie) niet gelijk is aan de thermodynamische entropie die de mogelijke fysieke staten van een systeem beschrijft. Desondanks moet elke verandering in de Shannon-entropie van een fysiek medium ook overeenkomen met een verandering in de Boltzmann-entropie, hoewel het omgekeerde niet altijd het geval is. Dit komt doordat de Shannon-entropie vaak slechts een klein subset is van de volledige variëteit aan fysieke staten van een medium.

De vermindering van Shannon-entropie kan worden begrepen als een vermindering van onzekerheid binnen een fysiek signaalmedium. Voor een eenvoudig fysiek medium moet deze vermindering van Shannon-entropie noodzakelijkerwijs ook gepaard gaan met een afname van de Boltzmann-entropie van dat medium. Dit kan verder worden gegeneraliseerd als elke afwijking van een meer waarschijnlijke toestand, wat in sommige gevallen kan resulteren in een verandering van de Boltzmann-entropie, vooral als het medium actief wordt gehandhaafd in een onwaarschijnlijke toestand, zoals bij systemen die ver van evenwicht worden gehouden.

In wezen is de productie van fysieke beperkingen vereist om een afname van Boltzmann-entropie te bewerkstelligen, wat betekent dat er fysiek werk nodig is om deze beperking te realiseren, conform de tweede wet van de thermodynamica. Voor passieve systemen moet het werk dat nodig is om de Boltzmann-entropie te verlagen afkomstig zijn van een externe bron. Dit principe heeft diepe implicaties voor hoe we informatie begrijpen: de Shannon-entropie van een passief medium is gelijk aan de Boltzmann-entropie van dat medium, wat neerkomt op de vooraf geïmposeerde arbeid van een externe bron.

Een significante conclusie die hieruit voortvloeit is dat de referentiële kracht van een medium direct samenhangt met de mate waarin het de effecten van fysiek werk kan vertonen in relatie tot een extern feit. Het medium “her-presenteert” de fysieke relatie tussen het medium en de extrinsieke factoren die de verandering in entropie veroorzaakten. In feite kan het medium de structurele eigenschappen van het werk dat deze entropieverandering heeft veroorzaakt indirect vertegenwoordigen. Dit proces van representatie van werk binnen het medium is essentieel voor het begrijpen van de informatie die het draagt.

De mogelijkheid van referentie in een passief medium is een directe afspiegeling van de kans op een verandering in de entropieën van dat medium als gevolg van een fysieke interactie met een externe factor. De potentie voor referentie in een medium is dus niet alleen afhankelijk van de informatie die het direct bevat, maar van de mogelijkheid om dat medium te beïnvloeden door externe invloeden, wat verder kan worden verklaard door het concept van referentiële entropie. Dit begrip is essentieel om te begrijpen hoe systemen zich kunnen aanpassen aan en communiceren via de invloeden van de fysieke wereld om hen heen.

In specifieke gevallen, wanneer een informatiemiddel niet passief is en ver van evenwicht wordt gehouden, zoals bij een metaaldetector of een organen in een levend systeem, worden de principes van werk en entropie enigszins omgekeerd. Deze dynamische systemen vereisen voortdurende fysieke arbeid om hun toestand in een laag-entropie toestand te houden. In dergelijke gevallen kan een toename in Shannon-entropie duiden op verstoringen in de fysieke processen die deze lage-entropie toestand handhaven. Het vermogen van het medium om te reageren op externe factoren, zelfs als er geen verandering optreedt in de entropie, biedt waardevolle informatie over de toestand van het systeem.

Dit principe is niet alleen van toepassing op fysieke systemen, maar strekt zich uit tot veel complexere, dynamische systemen zoals biologische en sociale entiteiten. Levenssystemen en sociale netwerken die voortdurend werken om een bepaalde orde te handhaven, zijn ook voorbeelden van systemen waarin de referentiële capaciteit van een medium is ingebed in de fysieke en structurele krachten die de entropie binnen dat systeem beïnvloeden. In deze gevallen is de informatie die wordt doorgegeven een reflectie van het vermogen van het systeem om zich aan te passen aan en te communiceren over de omstandigheden waarin het zich bevindt.

Hoe evolutietheorie en semiotiek betekenis en interpretatie beïnvloeden

De evolutietheorie en de semiotiek benaderen betekenis en interpretatie vanuit verschillende perspectieven. Een essentieel verschil tussen deze twee benaderingen is dat evolutietheorie de referentie op het niveau van de populatie beschouwt, waarbij deze wordt gedefinieerd als intersubjectief – dat wil zeggen, als een 'juiste functie' of een 'stabilisatiefunctie' van tekens, zoals Millikan het omschrijft. Daarentegen richt semiotiek zich op het niveau van het individu en behandelt het referentie als een resultaat van interpretatie. In hoofdstuk 4 werd al aangehaald dat een probleem van de evolutionaire benadering is dat deze veronderstelt dat het verleden de juiste functie van een teken bepaalt, terwijl een teken meestal verwijst naar het heden. Wat natuurlijke selectie en soortgelijke mechanismen leveren, zijn beperkingen die de manieren waarop een teken geïnterpreteerd kan worden, beperken. Deze beperkingen vervullen hun functie pas volledig als ze bijdragen aan het zelfonderhoud en de zelfgeneratie van teleodynamica.

Ondanks deze moeilijkheden vereist de minimale competentie die deze benadering vraagt—natuurlijke selectie en trial-and-error leren—semiotische interpretatie. Specifiek moet het in het geval van natuurlijke selectie operationele interpretatie omvatten, die bijdraagt aan het zelfonderhoud en de zelfgeneratie van teleodynamica. Bij signaleringsspelen wordt deze bijdrage weergegeven en gemeten door middel van opbrengsten. In het geval van trial-and-error leren moet de interpretatie hogere orde interpretaties omvatten. Laten we deze aspecten verder verkennen.

Een voorwaarde voor spelers om naar een signaal-evenwicht te convergeren en dit te behouden, is dat zij ten minste over interpretieve competentie moeten beschikken om het type signaal te herkennen en te onderscheiden van andere types. In hoofdstuk 4 werd het model van de gevoelige autogen besproken, dat een adaptief voordeel heeft ten opzichte van het prototype zonder gevoelige oppervlakte. Wanneer de substraten rijk zijn, wordt hun oppervlakte makkelijker verstoord naarmate meer substraten zich eraan binden. Zo heeft het een indexicale competentie, waarbij het bindpunt dient als indicator voor een omgeving die rijk is aan substraten. Om deze competentie te bezitten, moet het in staat zijn om onderscheid te maken tussen de noodzakelijke substraten en andere. Operationele interpretatie vervult deze functie door de benodigde substraten te binden zonder zich aan andere te hechten. Daarom is het bindpunt een indexicaal sinnsign, dat niet conventioneel is. Echter, het kan conventioneel worden.

Stel je een andere versie van de autogen voor wiens oppervlakte niet gevoelig is voor de substraten die direct betrokken zijn bij de wederkerige katalyse. In plaats daarvan is de oppervlakte gevoelig voor het product van een specifieke chemische reactie. Dit type reactie heeft meerdere producten, waarvan één de substraten zijn die nodig zijn voor de wederkerige katalyse binnen de autogen. Aangezien de gebonden producten en de benodigde producten door dezelfde reacties worden geproduceerd, aggregeren ze samen. Dus wanneer de oppervlakte een voldoende aantal van deze producten bindt en verbreekt, opent de autogen zich ook voor de benodigde substraten. Het bindpunt blijft een indicator van een rijke substraatomgeving, maar het is ook mogelijk dat de oppervlakte zich aan andere soorten producten bindt. Hoewel de substraten die aan de oppervlakte binden sterk worden beperkt door chemische wetten, kan de autogen verschillende chemische bindingen gebruiken als indicatoren van dezelfde omgeving.

We kunnen dit scenario kaderen binnen het zender-ontvanger raamwerk van signaleringsspelen. De zender is het type chemische reactie dat verschillende producten produceert, inclusief de substraten die door de autogen nodig zijn. De mogelijke signalen zijn de producten die door de oppervlakte kunnen worden gebonden. De ontvanger is de autogen. De mogelijke wereldtoestanden zijn een rijke substraatomgeving en een arme substraatomgeving. De mogelijke handelingen zijn het al dan niet openen van de autogen. We kunnen ons voorstellen dat een type oppervlaktebinding met een specifiek product door natuurlijke selectie gestabiliseerd zou kunnen worden. In dit geval wordt het conventioneel en willekeurig. Het is dan een legisign, omdat de intrinsieke eigenschappen ervan geen basis vormen voor de representatieve relatie. Zoals eerder betoogd, is de referentiële functie van het bindpunt indexicaal. Daarom is het bindpunt een indexicaal legisign van een rijke substraatomgeving. Dit is waar de evolutietheorie en verwante benaderingen, zoals Millikans biosemantiek, de conventie van tekenvoertuigen verklaren, maar niet van representatieve relaties.

Dit onderscheid is ook zichtbaar in dierlijke signalen. Seyfarth et al. (1980a; 1980b) toonden aan dat vervetapen drie verschillende alarmroepen hebben voor drie soorten roofdieren: een arend in de lucht, een luipaard en een slang op de grond. Dit is een veel geciteerd voorbeeld in de studies van signaleringsspelen. De specifieke roep die voor elk roofdier wordt gebruikt, wordt niet a priori bepaald, maar door de dynamiek van zender-ontvangerinteracties. Daarom zijn de alarmroepen conventioneel. Deze conventie heeft echter betrekking op het tekenvoertuig, niet op de referentiële relatie. Een roep is ruimtelijk-temporaal continu met het verschijnen van een roofdier. Daarom dienen de alarmroepen als indexen. Dit maakt ze indexicale legisigns. Zonder het onderscheid tussen de conventie van tekenvoertuigen en die van referentiële relaties, kan de zender-ontvanger signaaltheorie van Lewis-Skyrms wederzijds misverstand niet verklaren. Dergelijke gevallen kunnen echter worden verklaard door het concept van het hergronden van symbolische referentie, zoals besproken in hoofdstuk 5.

Verschillende soorten referentiële relaties zijn hiërarchisch gestructureerd. Symbolische representatie is asymmetrisch afhankelijk van indexicale representatie, die op haar beurt afhankelijk is van iconische representatie. Omgekeerd, wanneer een symbool niet als symbool kan worden geïnterpreteerd, kan het worden geïnterpreteerd als een index of zelfs een icoon—een afdalingen in een hiërarchie van afnemende interpretieve competentie (Deacon 1997, 72-73). Dit wordt duidelijk geïllustreerd in het verhaal van de Magische Strijd. Wanneer de slager de gebaren van de Taoïst zag, interpreteerde hij deze als symbolen, omdat ze leken op gebaren die hij zelf in het verleden had gebruikt. Dit is iconische interpretatie. Echter, hij kon ze niet symbolisch interpreteren omdat hij geen kennis had van het symbolennetwerk van de Taoïst. Wat hij interpreteerde, was dat deze gebaren de bedoelingen van de Taoïst aanduiden. Hij moest hun betekenis begrijpen. Dit lijkt op het vertalen van een taal die hij nog nooit eerder had gehoord. Om een taal zonder woordenboek te vertalen, moeten we deze opnieuw gronderen binnen de linguïstische praktijk om de indexicale relaties tussen symbolen en tussen symbolen en objecten te leren. In het geval van de magische strijd, had de slager alleen zijn eigen ervaring als slager om op terug te vallen. Om de gebaren te begrijpen, hergrondde hij ze met zijn eigen ervaring. Hij vond iconisch dat de gebaren lijken op de gebaren die hij gebruikte bij het onderhandelen met klanten. Hij behandelde ze als onderhandelingsgebaren en stelde zo indexicale relaties vast tussen deze en de relevante objecten in de situatie.

Deze interpretatieprocessen vinden plaats op het niveau van het individu, in de geesten van de slager en de Taoïst. Dit aspect wordt uitgesloten door de evolutionaire signaaltheorie, dus het kan niet door dat raamwerk worden verklaard. Dit is een uitzondering op de signaaltheorie, maar het is een veelvoorkomend kenmerk in onze dagelijkse taalkundige praktijk. Terwijl het Lewis-Skyrms raamwerk nuttige inzichten biedt in betekenis, geeft het slechts een deel van het geheel weer.

Hoe de Diversiteit van Zeeduiven en Hun Gedrag te Begrijpen
Hoe Werken Proportionele Vertragingen in Differentiaalvergelijkingen?
Hoe Werken Pointers in C en Wat Betekenen Ze voor Geheugenbeheer?
Hoe Werken Dinosauriër Fossielen en Wat Kunnen Ze Ons Leren?