Informaatio ja tieto

Pääartikkelit: tieto, tietoteoria ja informaatio.

Perinteinen tiedon määritelmä on propositionaaliseen, ihmisen kielelliseen tietoon ("knowledge") liittyvä. Biologinen informaatio DNA:ssa tai informaatio tietokoneessa on eri asia.

Sekä väitelauseellisen tiedon että fyysisen informaation kattavia näkemyksiä tiedosta on yritetty luoda. Muun muassa Gregory Batesonin muotoilee: "Ero, jolla on merkitystä järjestelmälleen". Tällaisen näkemyksen valossa voidaan sanoa, että:

(a) Informaatio on järjestelmästä riippuvaista, informaatio liittyy omaan tilanneyhteyteensä. Vertaa Olemassaolon pienin systeemi. Jokaisella järjestelmällä on oma informaatiorakenteensa, kuten esimerkiksi ihmisaivoissa sähkökemiallista toimintaa, tietokoneessa jännitetasoja, solussa kemiallisia rakenteita, yhteiskunnassa jotain muuta (arvoja, aatteita ynnä muita). Todellisuuden eri osien (kvarkit, atomit, molekyylit, solut, eliöt, yhteisöt ja niin edelleen) informaatiorakenteet ovat erilaisia.

(b) Informaatio on ero, jonka järjestelmä voi tunnistaa. Tämä rajoittaa peruserojen määriä, eli muutama erilainen rakenne ei aiheuta väärää tulkintaa. Mitä enemmän perustasoja, sitä suurempi vaara virhetulkinnalle, esimerkkinä vaikka Suomen puolueiden määrä.

(c) Erolla on merkitystä järjestelmälleen, sen toiminnalle järjestelmänä. Informaatio siis aiheuttaa toimintaa, jotain järjestelmässään ja vain tämän vaikutuksen kautta voi olla tietoa, merkityksellistä informaatiota. Esimerkiksi Francis Bacon on sanonut: "Tieto on valtaa". Tämä pitää paikkansa vain käytettyyn tietoon. Oikein olisi siis sanoa: "Käytetty tieto on valtaa". Tieto ohjaa toiminnan, vaikutuksensa, kautta järjestelmää. Tieto on siis valtaa, vaikutuskykyä järjestelmässä. Bitti tietokoneessa saa esimerkiksi tietyn väylän avautumaan, tietty aivotoiminta pelkovasteen, siis taisteluvalmiuden aikaiseksi, pätkä DNA:ta (geeni) valkuaisaineen aikaiseksi solussa ja niin edelleen.

(d) Informaatio on siis yleinen olemassaolon "perusaines", eikä liity pelkästään ihmisen aivoihin ja sen tuotteisiin. Informaatio erona soveltuu ihmisen tietoon, tietokoneen dataan tai elämän informaatioon DNA:ssa ja solussa, ehkä muuallekin, järjestelmiin yleensä.

(e) Jos informaatio on ero, jolla on merkitystä järjestelmässä, ei ole ehdotonta, aineesta (järjestelmästä) riippumatonta itsenäistä tietoa. Joidenkin filosofien esittämät ideoiden todellisuudet ovat siis olemassa vain kun ihminen niitä ajattelee. Puusta lähtee ääni sen kaatuessa, vaikka kukaan ei ole sitä kuulemassa, ja ajatuksia on olemassa vain, jos joku niitä ajattelee?

(f) On olemassa ensin järjestelmän sisäistä informaatiota kuten hormonit, aivot, hermosto, DNA ja käyttöjärjestelmä. Toiseksi on olemassa järjestelmän ulkoista informaatiota järjestelmän ulkopuolelta, jota järjestelmälle välittää sen aistit tai sensorit, tietokoneessa esimerkiksi näppäimistö ja hiiri. Järjestelmä voi edellisen perusteella saada tietoa vain aistimillaan, järjestelmän tieto muusta todellisuudesta on siis aina rajallista (vertaa tietokone).

(g) Koska informaation tulkkina toimii järjestelmän rakenne, tiedon tilanneyhteys ja koska jokainen ihminen on erilainen, periaatteessa jokaisen informaation tulkinta on aina ihmisellä yksilöllinen. Siis jokaisella sanalla on eri merkitys jokaiselle ihmiselle. Vain vuosien yhteiselo tietyssä yhteisössä mahdollistaa suurin piirtein samansisältöisen tulkinnan samoille asioille, esimerkiksi sanoille ja tunteille. Esimerkkinä on vaikkapa sanan "kommunisti" merkitys kommunistille, äärioikeiston edustajalle ja sellaiselle, joka ei ole kuullut kyseistä sanaa koskaan. Katso tähän liittyen myös susilapsi.

Kun informaatio tulkitaan erona, voidaan todeta esimerkiksi Shannonin informaatioteorian, oikeammin ja alkuperäisesti matemaattisen informaation siirtoteorian tai viestinnän teorian (A Mathematical Theory of Communication), tutkivan informaation perusominaisuutta, sitä mikä on (informaatiota siirtävissä teknisissä järjestelmissä) erotettavissa (taustakohinasta).

Perinteinen tietokäsitys erona[muokkaa]

Edellä esitetty tieto "Pekka on kotona" tulkittuna erona, jolla on merkitystä järjestelmälleen, tarkoittaa:

Pekka: Pekka Meikäläinen, syntynyt 2.11.1955 klo 03.35; yksi tietty ihminen maailman yli kuudesta miljardista ihmisestä
on: ei esimerkiksi leijaile, raivoa tai nuku
on: tällä hetkellä, ei menneisyydessä eikä ehkä puolen tunnin päästä
kotona: Kuusikatu 1022 asunto 111, Ny Kumlinge, Tellus; hyvin rajallinen ja täsmällinen alue Telluksella
"Pekka on kotona" ei ole tietoa Lao Tzu Dongille (Shanghai), koska herra Dongille (tietty järjestelmä) Pekkaa ei ole olemassa, eikä Pekan kotona ololla ole siis merkitystä herra Dongille. Pekan kotona olo on herra Dongille vain yksi rajattomasta erojen mahdollisuuksista maailmassa, johon hän ei ole törmännyt
"Pekka on kotona" on tietoa Pekan naapurille, Jussille (toinen järjestelmä), koska hän tarvitsee porakonetta ja ainoa hänen tuntemansa nopeasti saatavilla oleva porakone on naapurin Pekalla.
"Pekka on kotona" on tietoa myös Pekan kotona olevalle naarashyttyselle (kolmas järjestelmä), koska Pekka on lämpötila- ja hiilidioksidiero hyttysen aisteille. Pekka on hyttyselle valtava verivarasto (iso ero) ja hyttynen tarvitsee verta lisääntyäkseen.

Informaatio järjestelmässä ja kybernetiikka[muokkaa]

Fyysinen ja mentaalinen tieto vastaa pitkälti myös yleistä informaatiorakennetta järjestelmässä. Järjestelmässä on periaatteessa neljänlaista informaatiota, joka voidaan edelleen ryhmittää kahteen osa-alueeseen. Neljä informaation lajia järjestelmässä ovat:

syöteinformaatio järjestelmän ulkopuolelta ja sen sisältä (tulkittava informaatio)
järjestelmäinformaatio eli systeemi-informaatio, järjestelmän rakenne (tulkitseva rakenne)
käsitelty eli tulosinformaatio järjestelmään sisälle tai sen ulkopuolelle (tulkittua informaatiota, päätös)
taitotieto eli osaaminen, kykyä tehdä käsitellyn tiedon edellyttämä asia (osaava tieto).

Systeemitiedon kaksi osa-aluetta ovat (1) rakenne, asiayhteys ja (2) ero, jonka rakenne voi tunnistaa ja jolla on merkitystä rakenteelle. Tulosinformaatio on syöteinformaatiota toisille järjestelmille, eli ne ovat pitkälti sama asia, vain asiayhteys muuttuu yhdestä järjestelmästä toiseksi järjestelmäksi. Systeemi-informaatio ja taitotieto ovat myös pitkälti sama asia, eli järjestelmän rakenne.

Syöte- ja tulosinformaatiossa on oleellista se, että ilman asiayhteyttä, järjestelmäänsä, tällä informaation lajilla ei ole mitään omaa, asiayhteydestä riippumatonta merkitystä. Ilman asiayhteyttä syöte- ja tulosinformaatio on vain eroa ilman merkitystä, koska asiayhteyttä ei ole (oletus). Cd-romilla olevalla tietokoneohjelmalla ei ole merkitystä ilman tietokonetta, Cd-romin tulkitsevaa järjestelmää. Vastaavasti kirjalla ei ole merkitystä ilman kyseistä kieltä ja asiaa osaavaa ihmistä, ilman kirjan tulkitsevaa järjestelmää. Edelleen DNA:lla ei ole merkitystä ilman solua ja niin edelleen.

Etruskien kieli, jota ei osata (vielä) tulkita, on myös esimerkki tästä. Koska etruskien kulttuurin (kielen) tuntijoita ei ole ja etruskien kielen tulkintatausta puuttuu, etruskien kielen merkit eivät merkitse mitään kielellistä, ne ovat vain kuvioita eivätkä kirjaimia.

Edellä esitetty systeeminen informaationäkemys on pitkälti myös kybernetiikan informaationäkemys:

syötetieto = sensori
systeemitieto = päätöksentekoelin
tulostieto ja osaava tieto = toimielin, efektori.

Lisäksi kybernetiikassa on oleellista palaute edellä mainittujen tietojen välillä.

Informaatio, ero, haje, järjestys ja kaaos[muokkaa]

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[muokkaa]

'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.

Vaatimuksia informaatiolle erona[muokkaa]

Informaatio, joka on ero, jolla on merkitystä järjestelmälleen, on oltava:

informaatio a jollekin – sillä on oltava haltija, tulkitsija ja käyttäjä
informaatio jostakin – sillä on oltava realistinen kohde
informaatiota jossakin – sen on oltava koodattuna tai varastoituna, jossakin rakenteessa ja
informaatiota ”jotakin varten” – sen on oltava muunneltavissa (tai koodina ”purettavissa”) haltijansa tarkoituksenmukaiseksi tai menestykselliseksi toiminnaksi (Vehkavaara, s. 221).

Nämä kaikki kohdat täyttyvät informaatiolle sekä (1) ihmisessä, (2) solussa että (3) tietokoneessa:

informaatio jollekin: muistot ja oppiminen (1) ihmiselle itselleen, DNA (2) solulle tai elämälle ja bitti (3) tietokoneelle (tai toisessa vaiheessa ihmiselle)
informaatio jostakin: (1) ihmisen tarvitsemasta asiasta, (2) proteiinisynteesistä, tai (3) tietokoneen ajoituksesta, keskeytyksistä ja väylien ohjauksesta sekä tietokoneen ohjaamiseksi sen ulkopuolelta
informaatiota jossakin: (1) ihmisen aivoissa, (2) DNA:ssa ATGC- molekyyleissä ja (3) bittinä tietokoneen muistissa (vast.)
informaatiota jotain varten, muunneltavissa menestyksekkääksi toiminnaksi: (1) ihmisen tulevaisuuden toiminta, (2) solun, yksilön tai lajin henkiin jäänti, säilyminen ja lisääntyminen ja (3)tietokoneen tarkoituksenmukainen toiminta.

Kirjallisuutta[muokkaa]

Arquilla, John & Ronfeldt, David: In Athena’s Camp: Preparing for Conflict in the Information Age. RAND, USA 1997
Bamford, J.: Body of Secrets - How America’s NSA and Britain’s GCHQ Eavesdrop on the World s. 458 – 9, Arrow, UK 2002
Baeyer, Hans Christian: Information - The New Language of Science. Phoenix, England, 2004. (1st Edition 2003)
Bateson, Gregory: ..Steps to an Ecology of Mind. Paladin, Englanti 1973.
von Bertalanffy, Ludwig: General System Theory - Foundations, Development, Applications. George Braziller, New York 1969
Floridi, Luciano: Information. Artikkeli julkaistavassa kirjassa ”Encyclopedia of Science, Technology and Ethics, (ESTE)” Toim. Carl Mitcham, Macmillan 2004 (tulossa)
Jones, A. & Kovacich, G. L. & Luzwick, P. G.: Global Information Warfare. Auerbach Publications 2002 USA (Manuel W Wikin liiteartikkeli (D): Revolution in Information Affairs: Tactical and Strategic Implications of Information Warfare and Information Operations)
Kåhre, Jan: The Mathematical Theory of Information. Kluwer Academic Publishers, 2002. Uusi Shannoniin verrattu tietoteoria Ahvenanmaalta. Shannon käsitteli kommunikaatiota, Kåhre käsittelee tietoa yleisemmin.
Sparling, Bryan N.: Information Theory as a Foundation for Military Operations in the 21th Century. SAMS Kansas, USA 2002

This article "Informaatio ja tieto" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:Informaatio ja tieto. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.