I samsvar med denne rammeverket kan de semantiske kartleggingsreglene innen Millikans biosemantikk forstås ikke som abstrakte representasjoner, men som restriksjoner. I dette perspektivet er det som overføres fra en hendelse til et infosignal, de restriksjonene som pålegges av hendelsen. Det vil si at de restriksjonene som er iboende i hendelsen, sprer seg gjennom signalet, som deretter inkorporerer disse restriksjonene. Denne tilnærmingen hjelper med å unngå noen av de metafysiske vanskelighetene som Millikans teori møter, ved å forankre mening i naturlige begrensninger heller enn abstrakte kartlegginger eller eksterne former. Videre samsvarer denne tilnærmingen med den etymologiske betydningen av informasjon, hvor "handlingen med å gi form til noe materiell" kan tolkes som prosessen med å videreføre restriksjoner fra kilden til mottakeren gjennom signalet. De restriksjonene som stammer fra kilden, former tilstanden til mottakeren. Denne negative forståelsen av form – som restriksjoner – gir også et innsiktsfullt rammeverk for å revurdere den fysiske kommunikasjonen av form, spesielt i relasjon til begrepene termodynamisk og informasjonsmessig entropi. Ved å fokusere på restriksjoner, forankrer vi kommunikasjonen av informasjon i de fysiske dynamikkene til systemene, og avslører dermed det fysiske grunnlaget for både informasjon og referanse.

Naturalistiske filosofer behandler ofte korrelasjonell informasjon, den naturlige forankringen av intensjonalitet, som statistisk. De følger Shannons steg og bruker sannsynlighet for å karakterisere den. Den probabilistiske forståelsen av informasjon impliserer faktisk en negativ logikk. For eksempel, ifølge Shannons matematiske teori om kommunikasjon, er informasjon reduksjonen i usikkerhet. Som jeg kort diskuterte i kapittel 2, er mengden informasjon som et signal bærer, ikke bestemt av de iboende egenskapene til signalet selv, men av settet med mulige signaler som kunne ha blitt sendt. Med andre ord, informasjonen som et signal bærer, bestemmes ikke av hva som er til stede, men av signalene som er fraværende. Uten referanse til dette fraværende bakteppet av mulige alternativer, kan ikke mengden potensiell informasjon i en melding måles. Med andre ord, bakgrunnen av ikke-valgte signaler er en avgjørende determinant for hva som gjør de mottatte signalene i stand til å overføre informasjon. Ingen alternativer = ingen usikkerhet = ingen informasjon.

For å illustrere dette, la oss anta et verdensanliggende ved kilden som har fire mulige tilstander—(S1, S2, S3, S4)—med like sannsynlighet, og fire mulige signaler—(M1, M2, M3, M4). Disse signalene er et sett med verdensanliggender som korrelerer tilbake til verdensanliggendet ved kilden, der hvert signal svarer til en tilstand: M1 vises når S1 skjer, M2 når S2, M3 når S3, og M4 når S4. Når S1 skjer, vises M1 og bærer informasjonen om S1. Under antagelsen om en støyfri kanal er mengden informasjon produsert ved kilden og båret av M1 den samme—2 biter. Denne informasjonen bestemmes av de tilstandene som kunne ha skjedd, men som faktisk ikke er til stede. For mottakeren bestemmes mengden informasjon av de tre mulige signalene som kunne ha blitt sendt, men som er fraværende. Informasjonen kan forstås på samme måte.

En sofistikert måte å karakterisere informasjonsinnhold på er å formulere det som vektorer—den probabilistiske fordelingen av alle mulige tilstander for verdensanliggendet ved kilden. Den probabilistiske fordelingen av alle de mulige tilstandene i systemet kan sees på som en formell karakterisering av de restriksjonene systemet pålegger. Når et system har en restriksjon, betyr det at noen mulige tilstander ikke kan realiseres, og som et resultat vil noen tilstander faktisk oppstå. Når en endring skjer, produseres informasjon, "informasjon er en forskjell som gjør en forskjell." Denne negative forståelsen legger et grunnlag for å forstå hvordan korrelasjonell informasjon i naturen, som formelle egenskaper, realiseres fysisk.

En god start for å forstå informasjonens fysiske natur er signalers doble natur. På den ene siden måler vi mengden informasjon basert på de formelle egenskapene til signalene, på den andre siden, siden formen på verdensanliggender er den restriksjonen realisert av de fysiske tilstandene, følger signalene den andre termodynamiske loven. Derfor kan et signal karakteriseres av to typer entropi: informasjonsentropi og termodynamisk entropi. "Shannon-entropien til et signal er sannsynligheten for å motta et gitt signal blant de mulige, og Boltzmann-entropien til signalet er sannsynligheten for at et gitt signal kan ha blitt ødelagt" (Deacon 2007, 135). Videre deler de to entropiene samme formel, noe som antyder et forhold mellom dem. Siden oppstarten av Shannons informasjonsteori har forskere lett etter dette forholdet.

I begynnelsen av informasjonsstudier sirkulerte en historie om at Shannon ikke kunne finne et passende navn for ligningen han foreslo for å måle mengden informasjon. Da han besøkte Von Neumann og uttrykte sin forvirring, sa Von Neumann: "Du bør kalle det entropi, av to grunner. For det første er din usikkerhetsfunksjon allerede brukt i statistisk mekanikk under det navnet, så den har allerede et navn. For det andre, og viktigere, vet ingen hva entropi egentlig er, så i en debatt vil du alltid ha fordelen."

Selv om de deler den samme formelen, tilhører de to entropiene forskjellige logiske kategorier og kan ikke rett og slett være ekvivalent. Informasjon er formell og logisk, mens termodynamikk er fysisk. Termodynamisk entropi i et system har en tendens til å øke når systemet er isolert, mens informasjonens entropi ikke nødvendigvis øker spontant i et kommunikasjonssystem.

Er genetisk informasjon mekanistisk, eller er det mer enn det?

Ifølge det sentrale dogmet i molekylærbiologi kodes sekvensinformasjon opprinnelig av den sekvensielle strukturen i DNA. Under replikasjonen blir denne informasjonen transkribert og kodet av budbringer-RNA (mRNA) gjennom mal-matching (transkripsjon). mRNA, som bærer den genetiske informasjonen, danner deretter et kompleks med ribosomer og tRNA, og fungerer som en mal for proteinsyntese. Denne prosessen sikrer at proteinene foldes inn i de riktige strukturene basert på den genetiske informasjonen som representeres av mRNA.

Selv om det finnes overføringer av genetisk informasjon som ligger utenfor rammen av det sentrale dogmet, har det fortsatt stor betydning i molekylærbiologi. Likevel er min bekymring her ikke om dogmet kan opprettholdes, men om det er rent mekanistisk. Som vi ser, er flere begreper med åpenbare teleologiske konnotasjoner, som kode, informasjon, transkripsjon, oversettelse og korrekthet, integrerte i denne prosessen. Hvordan kan disse begrepene forenes med en mekanistisk forklaring?

Et vanlig svar på dette spørsmålet er at disse begrepene ofte brukes metaforisk, med troen på at de til slutt kan forklares i fysiske termer. For eksempel bruker biologer begrepene "kode" og "informasjon" på en sterkt begrenset måte, i motsetning til de rikere, mer semantiske betydningene de vanligvis innebærer. Dette resonnementet antyder at de konseptuelle rammene som disse begrepene er satt i, begrenser deres betydning i biologiske sammenhenger.

Det finnes en type informasjons- eller semantisk egenskap som bare gener har: å kode for aminosyresekvenser i proteinmolekyler. Men dette forholdet når bare så langt som aminosyresekvensen. Det gir ingen støtte til ideen om at gener koder for hele organismens fenotyper, langt mindre å rettferdiggjøre en utbredt bruk av informasjons- eller semantisk språk i biologien.

Videre argumenterer noen for at den genetiske koden utviser vilkårlige egenskaper fordi mange andre koblinger mellom DNA-base tripletter og aminosyrer er biologisk mulige. Likevel er den opplevde vilkårligheten i den genetiske koden overfladisk, og stammer fra hull i vår forståelse av de komplekse forbindelsene mellom DNA-base tripletter og aminosyrer. Som Godfrey-Smith og Sterelny (2016) antyder, er selve begrepet om vilkårlighet i denne sammenhengen vanskelig å gripe.

I deres banebrytende arbeid hevder Hoffmeyer og Emmeche (1991) at strømmen av genetisk informasjon i proteinsyntese bør forstås som tolkningshandlinger, eller semiose. De foreslår at begrepet informasjon må omdefineres gjennom Peirce’s semiotikk. Hvis genetisk informasjon forstås utelukkende som sekvensbestemmelse, blir det uadskillelig fra andre former for organisering i naturen. Hva som skiller genetisk informasjon fra annen biologisk informasjon under ontogenetisk utvikling er dens semiotiske natur: den fungerer som tegn som står for noe innenfor tolkningssystemer.

Mens genetiske sekvenser er relativt uavhengige og stabile innenfor cellene, bør de ikke forstås i isolasjon. Sekvensinformasjon bør vurderes i den bredere konteksten av ontogenetisk utvikling og reproduksjon, hvor den blir tolket. Hoffmeyer og Emmeche beskriver semiose på organismenivå som følger: "I den epigenetiske prosessen kan DNA, dvs. genomet, sees som bare et fragment av en evolusjonær strøm av tegn som er videreført gjennom generasjonene. Den tolknende enheten som velger slike tegn blant de mange interne cytoplasmatiske forskjellene, er den befruktede eggcellen, zygoten. Den befruktede eggcellen, den egentlige 'personen' i biologien, kan gjøre mening av det detaljerte budskapet i DNA, og bruke det til å mestre den epigenetiske prosessen, dvs. byggingen av fenotypen, den faktiske organismen."

I denne semiosen er det likevel zygoten som er subjektet i prosessen: "Den initierer dekodingen av DNA-budskapet og blir gradvis forvandlet til embryoet som et svar på tolkningen" (Hoffmeyer og Emmeche, 1991). I motsetning til molekylærbiologi, som tolker ontogenetisk utvikling som biokjemiske prosesser styrt av genetisk informasjon, ser biosemiotikk på det som en form for semiose. Dette perspektivet fremhever at prosessen bare kan skje innenfor et tolkningssystem, som zygoten. Fordi zygoten fungerer som et tolkningssystem, er normativiteten til den genetiske koden (informasjonen) ikke lenger et mysterium.

Hoffmeyer og Emmeche (1991) bruker kode-dualitet for å forklare hvordan semiose fungerer i proteinsyntesen. Kode-dualitet refererer til den rekursive overføringen av informasjon gjennom interaksjonene mellom digitale og analoge koder. Digitale koder er de hvor komponentene er adskilte tokens koblet sammen av vilkårlige relasjoner, mens analoge koder er basert på likheter i spatiotemporale, del-til-hel, eller kausale kontinuiteter. Digitale koder brukes til minnelagring, mens analoge koder letter dekoding og instruksjon av fysisk realisering. Ifølge kode-dualitetskonseptet fungerer de genetiske kodene som digitale koder, mens prosessene med transkripsjon og oversettelse opererer som analoge koder.

På samme måte fungerer tolkning (semiose) i autogener også gjennom kode-dualitet, men på en annen måte. I motsetning til kode-dualiteten observert i proteinsyntese, utviser autogener ingen fysisk differensiering. De to selvorganiserende prosessene i autogener gjensidig gir viktige grensebetingelser. Disse betingelsene fungerer som begrensninger, og sikrer at autogenen er helhetlig. Gjennom selvopprettholdelse og selvreproduksjon bevarer autogenene disse betingelsene.

Bevaringen av disse betingelsene gir både en opptegnelse og en kilde til instruksjon for organiseringen av arbeidet som kreves for å opprettholde denne kapasiteten. Dette betyr at betingelsene i samspillet mellom disse to sammenkoblede prosessene fungerer som både digitale og analoge koder. Betingelsene i autogener er digitale fordi de er vilkårlige. Dersom gjensidig katalyse og selvmontering ble adskilt, kunne hver prosess foregå på mange forskjellige måter. Når de imidlertid er koblet sammen, begrenser de hverandre og opererer innenfor et mye mer begrenset sett av muligheter, og dermed opprettholder de autogenen som helhet.

Strukturen i et autogen representerer seg selv, og når den blir skadet, initierer de gjenværende delene en analog dekodingsprosess for selvreparasjon eller selvreproduksjon, forutsatt at de nødvendige miljøbetingelsene er tilstede. Denne selvrefererende kode-dualiteten realiserer den mest primitive formen for tolkning og implementerer den primitive semiosen. Autogenens dynamiske struktur representerer seg selv (den representative tilstanden), og gjenskaper de kritiske grensebetingelsene som er nødvendige for dens eksistens.

Hvordan språk lærer oss å forstå symboler og betydning: Fra barndommens språkinnlæring til voksen forståelse

Språk er mer enn bare en samling ord og uttrykk som kan oversettes direkte fra ett språk til et annet. I mange tilfeller kan oversettelser mellom språk være kompliserte og indirekte. Et godt eksempel på dette er ordet "brød". I kinesisk kultur eksisterte ikke brød historisk sett på samme måte som det gjør i vestlige samfunn, og derfor finnes det ikke et direkte oversettelsesord for det. På samme måte er det ord som "himmel" og "sky" på norsk, som ikke helt kan sammenlignes med det kinesiske begrepet "天" (tiān). Når vi lærer et nytt språk, forlater vi ofte den direkte oversettelsen av ordene og begynner å se på relasjonene mellom ordene i sitt eget system, snarere enn å stole på forholdet mellom det nye språket og vårt morsmål. Dette representerer et skifte fra å tenke på språket som et system av individuelle ord som refererer direkte til objekter i verden, til å forstå det som et nettverk av symboler og deres relasjoner.

Denne endringen skjer ikke bare når vi lærer et nytt språk. Det skjer også når et barn begynner å lære sitt eget morsmål. Spørsmålet som da oppstår, er hvordan et barn er i stand til å lære et språk på så kort tid, til tross for at språklige interaksjoner mellom barnet og omsorgspersonene ofte er fragmentariske og grammatikalsk ufullstendige. Denne problematikken ble utforsket av Noam Chomsky, som hevdet at det ikke finnes nok språklige stimuli til å forklare hvordan barn lærer språk. Den linguistiske interaksjonen mellom et barn og omsorgspersoner er sjelden fullstendig og er ofte feilaktig, men likevel er barna i stand til å lære komplekse grammatiske strukturer og utvikle en generativ evne som gjør dem i stand til å danne setninger de aldri har hørt før. Ifølge Chomsky er dette bevis på at språklæring må være medfødt – en del av en universell grammatikk.

Men denne teorien ble utfordret av Deacon (1997), som argumenterte for at det ikke finnes anatomiske eller fysiologiske forskjeller mellom menneskets hjerne og hjernen til andre dyr. Han og Raczaszek-Leonardi (kommende utgivelse) hevdet at universell grammatikk faktisk reverserer årsak og virkning. Det er ikke en medfødt grammatikk som skaper språklige strukturer, men snarere er de strukturelle regularitetene i språk et resultat av symbolsk tolkning. På denne måten kan vi forstå språkutvikling hos barn som et resultat av interaksjoner som er mer enn bare enkle fysiske signaler mellom barnet og omsorgspersonene, men som reflekterer et skifte i hvordan disse signalene blir tolket.

I begynnelsen av språkutviklingen lærer ikke barnet gjennom systematisk grammatikkundervisning. I stedet lærer barnet språk gjennom et bredt spekter av semiotiske interaksjoner med omsorgspersonene sine, hvor enkle uttrykk som "Mamma!", "Pappa!" og "Melk!" sammen med ulike lyder, ansiktsuttrykk og øyekontakt, fungerer som indekser. Disse uttrykkene er knyttet til objektive realiteter, og de representerer en kontinuitet som går ut over de fysiske objektene. Slike indekse-relasjoner er sammenlignbare med de signalene som brukes av dyr, som vervet-apenes advarselssignaler eller bienes dans, men det som skiller mennesker fra dyr er evnen til å tolke disse signalene som representasjoner av et større symbolsk system.

Etter hvert som barnets hjerne og kognitive evner utvikles, lærer de å forstå forbindelsene mellom symboler som ikke nødvendigvis refererer direkte til fysiske objekter, men som er en del av et større symbolsk system. Denne overgangen fra enkle indekse-relasjoner mellom symboler og objekter, til mer komplekse relasjoner mellom symboler seg imellom, innebærer et skifte i måten barnet bearbeider informasjon på. Symbolenes representasjonelle kraft begynner ikke lenger å være avhengig av deres direkte fysiske korrelater, men blir i stedet distribuert over systemet som helhet, og symbolene får en grad av autonomi fra den virkeligheten de representerer. Denne transformasjonen gjør det lettere for hjernen å gjøre logiske eller kategoriske generaliseringer, og reduserer minnebelastningen.

Når barnet lærer et nytt symbol, er ikke referansen til objektet lengre et resultat av kontinuiteten mellom symbolet og objektet. I stedet blir referansen avhengig av forholdene mellom dette nye ordet og andre ord i systemet, som gir en begrenset mengde måter å integrere nye elementer i. Deacon (1997) påpeker at symboler ikke kan forstås som en ustrukturert samling av tegn som direkte peker på objekter i verden. Symboler representerer ikke bare ting i verden, men de representerer også hverandre. De fungerer som kombinatoriske enheter som får sin referansialitet fra deres plass i et organisert system av andre symboler. Denne organiseringen gjør at vi kan analysere hvordan symbolene modifiserer hverandres funksjoner i ulike sammenhenger.

Som et resultat av denne symboltoppologien kan vi forstå at symboler ikke nødvendigvis har fysiske referenter, og at de ikke trenger å referere til noe konkret i verden. For eksempel kan uttrykket "En hund het Bark" referere til en bestemt hund, men den språklige beskrivelsen har ikke en direkte kobling til denne hunden. I stedet får den sin betydning fra det semiotiske systemet som ligger bak den. På samme måte er generelle og abstrakte beskrivelser ikke nødvendigvis knyttet til bestemte objekter, men fungerer som logiske eller kategoriske generaliseringer. Disse generaliseringene er et resultat av hvordan hjernen utvikler evnen til å analysere og koble symboler sammen på en meningsfull måte.

Språklig forståelse handler derfor ikke bare om å koble ord til fysiske objekter, men om å forstå hvordan disse ordene og symbolene forholder seg til hverandre i et større system. Dette systemet kan være komplekst og abstrakt, men det er dette systemet som gir språket sin kraft til å representere virkeligheten på en måte som går utover det umiddelbart observerbare. Når vi lærer språk, lærer vi å forstå disse symbolenes relasjoner, og gjennom denne prosessen utvikler vi en dypere forståelse av verden omkring oss.

Hvordan subjektiv og objektiv informasjon spiller en rolle i signalspill

I spillteori, spesielt i konteksten av signalspill, eksisterer det et skille mellom subjektiv og objektiv informasjon. Dette skillet er ikke bare et spørsmål om kvantitet, men også om kvalitet. Når vi ser på hvordan signaler fungerer mellom en sender og en mottaker, blir det tydelig at både senderen og mottakeren opererer med forskjellige informasjonssett og har ulike forståelser av verden rundt seg. Dette påvirker hvordan de tar beslutninger, og hvordan de forsøker å påvirke hverandre i samsvar med deres subjektive sannsynligheter.

Når en sender sender et signal, kan signalet inneholde informasjon om senderens handlinger, men det kan også inneholde informasjon om hva mottakeren vil gjøre. Dette skjer gjennom en serie av subjektive sannsynligheter som gjenspeiler senderens tro om hvordan mottakeren vil reagere på signalet. Senderen har en forståelse av hva som vil skje dersom hun sender et spesifikt signal – for eksempel et signal som indikerer en Hare. Denne handlingen er fullt forutsigbar for senderen, men er langt fra sikkert for mottakeren. Mottakeren kan tolke signalet på en annen måte, basert på hennes egne tro og sannsynligheter om hvordan situasjonen vil utvikle seg.

Mottakeren, på sin side, er kun sikker på sine egne handlinger, men har ingen fullstendig innsikt i senderens intensjoner. Dette resulterer i en situasjon hvor mottakeren kan gjøre feil i å tolke senderens signal, på grunn av mangel på delt kunnskap. Begge parter fungerer i et vakuum av subjektive virkeligheter, og dette kan føre til misforståelser. Mottakeren kan for eksempel tro at signalet er en indikasjon på en annen tilstand enn den senderen har ment å formidle.

Den subjektive informasjonen som både senderen og mottakeren har om hverandres handlinger, er i stor grad et produkt av deres individuelle oppfatninger og tro. Denne informasjonen er ikke nødvendigvis i samsvar med objektive sannsynligheter eller den faktiske virkeligheten. For eksempel, i et scenario der senderen sender et signal som M1, som indikerer at en Hare er til stede, kan mottakeren ha en subjektiv tro om hva signalet betyr, som er forskjellig fra den objektive virkeligheten.

Mottakerens informasjon om senderens handlinger er også forskjellig fra det objektive innholdet. Mens senderen har en viss sannsynlighet for hva hun har gjort, har mottakeren ingen direkte tilgang til denne informasjonen og må stole på sine egne antagelser. Dette kan føre til feilbedømmelser, da mottakeren ikke vet hva som faktisk foregår i senderens sinn. For mottakeren er informasjonen om senderens handlinger en tolkning, ikke en fakta.

Både senderen og mottakeren er altså avhengige av sine subjektive sannsynligheter for å ta beslutninger. Deres mål er ikke bare å handle optimalt i forhold til sine egne subjektive sannsynligheter, men også å forsøke å bringe sine subjektive sannsynligheter i samsvar med de objektive sannsynlighetene i verden. Denne prosessen kan imidlertid være utfordrende. Når begge parter søker å optimalisere sine handlinger basert på subjektive oppfatninger, kan de ende opp med å handle på en måte som ikke samsvarer med de faktiske forholdene i verden. Resultatet kan være en misforståelse mellom senderen og mottakeren, hvor de opererer med forskjellige oppfatninger av hva signalene faktisk betyr.

En sentral utfordring i signalspill er at senderen og mottakeren ofte ikke deler felles kunnskap. Denne mangel på delt kunnskap kan føre til at de tolker signaler på forskjellige måter, selv om signalet i seg selv kan være klart for begge parter. Dette er en form for misforståelse som er en naturlig del av spillteorien, og som ikke nødvendigvis kan løses bare gjennom å sende mer presise signaler. Misforståelsene oppstår fordi både senderen og mottakeren opererer med sine egne subjektive sannsynligheter, som kanskje ikke samsvarer med den objektive virkeligheten.

I denne konteksten er det viktig å merke seg at informasjonen som overføres i signalspill, ikke bare handler om hva som skjer i spillet, men også om hvordan deltakerne oppfatter det som skjer. Dette innebærer at kommunikasjon, i form av signaler, kan ha flere lag av betydning. Signalet M1, for eksempel, kan ha en objektiv funksjon, men det bærer også med seg subjektive sannsynligheter som påvirker både senderens og mottakerens handlinger.

For å forstå dynamikken i signalspill bedre, er det viktig å ta hensyn til både den objektive og den subjektive informasjonen som utveksles mellom deltakerne. En signalteoretisk analyse som bare ser på objektiv informasjon kan overser hvordan forskjellige oppfatninger og tro påvirker beslutningene som tas i spillet. Derfor er det essensielt å anerkjenne at både senderen og mottakeren opererer i sine egne subjektive verdener, og at disse verdenene ikke nødvendigvis er i samsvar med den objektive virkeligheten. Dette kan føre til en viss grad av misforståelse, som er en uunngåelig del av signalspillteoriens natur.

Hva skjer når vi mister oss selv i jakten på kjærlighet og lojalitet?
Hva forårsaker den politiske delingen? Informasjonsforurensning og autoritærismens rolle i samfunnets polarisering
Hvordan bruke kontekstualisering og rollebasert prompting for å forbedre AI-resultater i programmering
Hva kan vi lære om karakteren til Carl von Krebs og hans mysterium?