Kłopoty z informacja

Zbliżamy się już do końca tej części naszych rozważań, poświęconych rozmaitym, i raczej odległym od stanowiących jej sedno, tematom, jakimi zajmuje się cybernetyka. Sformułowała ona, w jednej ze swych najbardziej rewolucyjnych części, prawa rządzące przemianami informacji i w ten sposób przerzuciła po raz pierwszy w nauce pomost między dyscyplinami dotąd tradycyjnie humanistycznymi, jak logika, a termodynamiką, gałęzią fizyki. Mówiliśmy już o rozmaitych zastosowaniach teorii informacji, rozumie się, bardzo ogólnikowo tylko i nieco mgliście, a to przez godny pożałowania brak w tej książce wszelkich uściśleń, jakie przynieść może tylko matematyka. Zastanowimy się teraz nad tym, czym właściwie jest informacja i jakie zajmuje miejsce w świecie.

Robi ona obecnie karierę w dziedzinach tak odległych od fizyki (której jest dzieckiem), jak sztuka poetycka czy malarska. Jest to, powiedzmy od razu, kariera ponad stan aktualny, choć nie wiadomo, czy ponad przyszłe możliwości. Mówi się chętnie o ilości informacji, ale przed przystąpieniem do pomiarów warto zbadać problem na pewno bardziej podstawowy: osobliwości informacji, która, będąc zjawiskiem materialnym, nie jest ani materią, ani energią.

Gdyby w całym Kosmosie nie było ani jednej istoty żywej, gwiazdy i kamienie istniałyby nadal. Czy istniałaby wówczas informacja? Czy istniałby Hamlet? W pewnym sensie tak, jako szereg przedmiotów, pokrytych plamkami farby drukarskiej, zwanych książkami. Czy z tego wynika jednak, że istnieje tyle Hamletów, wiele jest egzemplarzy tych książek? Tak nie jest. Duża ilość gwiazd pozostaje dużą ilością gwiazd bez względu na to, czy ktoś doświadcza ich obecności. O wielu gwiazdach, nawet idealnie do siebie podobnych, nie można powiedzieć, że to jest jedna i ta sama gwiazda, powtórzona wiele razy. Milion książek pt. Hamlet jest milionem przedmiotów fizycznych, stanowiących jednak tylko jednego Hamleta, powtórzonego milion razy. Na tym polega różnica między symbolem, to jest cząstką informacji, a jej materialnym nośnikiem. Istnienie Hamleta, jako szeregu przedmiotów fizycznych, będących nośnikami informacji, nie zależy od tego, czy żyją jakiekolwiek istoty rozumne. Natomiast ażeby Hamlet istniał jako informacja, musi też istnieć ktoś zdolny przeczytać go i zrozumieć. Z czego dość szokujący wniosek, że Hamlet nie jest częścią świata materialnego, a przynajmniej nie jest nią jako informacja.

Można by zauważyć, że informacja istnieje nawet wtedy, gdy brak istot rozumnych. Czy zapłodnione jajo jaszczura nie zawiera informacji? Tkwi w nim nawet więcej informacji aniżeli w Hamlecie, a różnica polega na tym, że książka pt. Hamlet stanowi strukturę statyczną, która ulega dynamizacji dopiero podczas lektury, tj. dzięki procesom zachodzącym w mózgu człowieka, natomiast jajo jest strukturą dynamiczną, ponieważ „ono samo siebie odczytuje”, to jest uruchamia odpowiednie procesy rozwoju, których rezultatem staje się dojrzały organizm. Hamlet, jako książka, istotnie jest strukturą statyczną. Ale można go „zdynamizować”. Powiedzmy, że jakiś astroinżynier „podłączył” tekst Hamleta poprzez odpowiednie urządzenie kodujące do potężnej gwiazdy, za czym zmarł ów inżynier i wszystkie istoty rozumne w całym Kosmosie. Urządzenie „czyta” Hamleta, tj. przekształca jego tekst, literę po—literze, w impulsy, które powodują ściśle określone przemiany gwiazdy. Gwiazda ta, wybuchając protuberancjami, kurcząc się i rozprężając, ognistym pulsem „nadaje” teraz Hamleta, który stał się przez to niejako jej „aparatem chromosomowym”, bo kieruje jej przemianami, jak chromosomy jaja kierują rozwojem płodu.

Czy i teraz powiemy, że Hamlet nie jest częścią świata materialnego? Nie, nie jest nią. Stworzyliśmy potężny nadajnik informacji, gwiazdę, oraz jej kanał przesyłowy, którym jest cały Kosmos. Jednakże w dalszym ciągu nie ma adresata, nie ma odbiorcy tej informacji. Niech te pęki promieniowania, które gwiazda wysyła, „nadając” scenę zabójstwa Poloniusza, pobudzą sąsiednie gwiazdy do wybuchów. Niech skutkiem tych wybuchów powstaną wokół tamtych gwiazd planety. Gdy zaś Hamlet zginie, niechaj w tym czasie już na owych planetach powstaną pierwociny życia; wysłane jako ,;tekst nadawany przez gwiazdę”, ostatnie sceny dramatu, w postaci bardzo twardego promieniowania, zwiększą częstość mutacji w plazmie tych żywych istot, z których po jakimś czasie powstaną protomałpy. Bardzo ciekawy ciąg zjawisk, niewątpliwie — ale cóż ma on wspólnego z treścią HamlJeta? Nic. Może dotyczy to jednak tylko informacji semantycznej? Teoria informacji się nią nie zajmuje. Mierzy ona tylko ilość informacji. . Niech i tak będzie. Wiele informacji jest w Hamlecie? Ilość jej jest proporcjonalna do stopnia prawdopodobieństwa przybycia na drugi koniec kanału przesyłowego, u którego czeka adresat. Ale kto jest tym adresatem? I gdzie się ! kończy kanał przesyłowy? W mgławicy Andromedy? Czy może w Messierze? Powiedzmy, że umownie przyjmiemy za „adresata” jakąś gwiazdę niedaleką „nadającej”. Jak obliczyć teraz prawdopodobieństwo? Jak odwrotność entropii? Nic podobnego; entropia jest miarą informacji tylko wtedy, gdy układ, w którym ją mierzymy, znajduje się w stanie równowagi termodynamicznej. A gdy nie jest? A, wówczas zależy od zbioru odniesienia. Ale gdzież ten zbiór? Był w głowie Szekspira, uwarunkowany budową jego mózgu oraz całej cywilizacji, która Szekspira wychowała i ukształtowała. Ale teraz nie ma ani tej cywilizacji, ani żadnej innej, a tylko pulsująca gwiazda, „podłączona” przez urządzenie „tłumaczące” do książki pt. Hamlet Gwiazda jest zresztą tylko wzmacniaczem; informacja znajduje się w książce. Co więc to wszystko razem znaczy?

Język jest systemem symboli odnoszących się do sytuacji pozajęzykowych. Dlatego można mówić, że istnieje język polski, jak też, że istnieje język dziedziczności („język chromosomów”). Język ludzki jest wytworzonym sztucznie nośnikiem informacji. Język chromosomowy — to kod informacyjny, skonstruowany przez ewolucję biologiczną. Oba mają swych adresatów i swoje znaczenie. Określony gen jaja jaszczurczego oznacza pewną cechę organizmu (jest aktualnie symbolem tej cechy, a zarazem — potencjalnym jej budowniczym, w toku embriogenezy). Jeżeli jajo „oznacza” (zawiera opis konstrukcyjny) jaszczura, tak jak zadrukowany papier oznacza (zawiera opis konstrukcyjny dramatu do odegrania) Hamleta, to na upartego kondensująca się mgławica „oznacza” (zawiera opis, jako zbiór niezbędnych warunków konstrukcyjnych) gwiazdę, jaka z niej w przyszłości powstanie.

Wtedy jednak spadająca bomba jest symbolem wybuchu, błyskawica —grzmotu, a ból brzucha — biegunki. Taki punkt widzenia jest nie do przyjęcia. Symbol może być rzeczą, ale nie odnosi się do owej rzeczy, lecz do czegoś innego. Gdy tragarze wynoszą ze składu kość słoniową, Murzyn odkłada kamyki. Te kamyki są rzeczami, ale odnoszą się do czegoś innego, w tym wypadku — są symbolami liczbowymi, odniesionymi do kłów słoniowych. Symbol nie jest w zasadzie wcześniejszym etapem rozwojowym zjawiska: przynajmniej w sferze ludzkich technik informacyjnych tak nie jest. Przyporządkowanie symbolu temu, co on oznacza, jest arbitralne (to nie znaczy, że całkiem dowolne, a tylko, że nie jest to stworzenie jakiejś więzi przyczynowej między symbolem a jego desygnatem). Geny w gruncie rzeczy nie są symbolami, ponieważ właśnie stanowią taki osobliwy wypadek, kiedy nośnik informacji równocześnie jest wcześniejszym etapem jej późniejszego „znaczenia”. Oczywiście możemy się umówić, że one są symbolami: to jest rzeczą definicji, a nie empirii, bo żadne badanie empiryczne nie wykaże, czy gen jest „symbolem” niebieskich oczu, czy tylko „nośnikiem tej informacji”. To by nie było jednak wygodne, ponieważ słowo gen byłoby symbolem symbolu; poza tym w naszym rozumieniu symbole nie są zdolne do spontanicznych przekształceń (znaki równania chemicznego nie reagują ze sobą). Dlatego lepiej nazwać gen znakiem informacjonośnym (zdolnym do autonomicznych przemian). Tak zatem znak jest pojęciem bardziej ogólnym.

Znak zakłada istnienie informacji (jest cząstką jej kodu), a informacja istnieje tylko wówczas, gdy ma adresata. Wiadomo, kto jest adresatem Hamleta, jak również, że mgławica nie ma żadnego adresata — ale kto jest adresatem chromosomowej informacji jaszczurczego jaja? Dojrzały organizm nie; to znaczy, jest on tylko pewnym „dalszym stadium” informacyjnego przekazu. Ów organizm z kolei także ma adresata; gdzie? Na Księżycu ani na Saharze jaszczury żyć nie mogą; tylko w rzece o błotnistych brzegach, której wody dostarczają im pokarmu, gdzie znalazłszy partnerów, mogą się rozmnażać. A więc adresatem genetycznej informacji jaszczura jest właśnie ta okolica, wraz z całą populacją jego gatunku i z innymi organizmami, które już to on będzie pożerał, już to one jego; jednym słowem, odbiorcą informacji genetycznej jest środowisko biogeocenotyczne osobnika. Będzie on w nim płodził inne jaszczury i w ten sposób zostanie podtrzymane krążenie informacji genetycznej, część procesu ewolucyjnego. Analogicznie, „środowiskiem” umożliwiającym istnienie Hamleta jest mózg ludzki.

Jeżeli jednak tak jest, to właściwie dlaczego nie wolno powiedzieć, że adresatem informacji zawartej w mgławicy jest Galaktyka? A jeżeli nie Galaktyka, to może planety, które gwiazda, powstała z mgławicy, kiedyś spłodzi. Na tych planetach wyniknie życie, osiągnie stadium rozumu —może ten rozum jest „adresatem” mgławicowej informacji?

Jak wiadomo z termodynamiki, ilość informacji (czyli entropii) w zamkniętym układzie nie może wzrosnąć. Ponieważ sami powstaliśmy z gwiazdowych szczątków, Kosmos zaś stanowi system zamknięty, bo „poza”‘ nim nie ma nic, z tego niedwuznacznie wynika, że i Hamlet, i wszystko, co w ogóle człowiek stworzył, wymyślił czy nakłamał, istniało już jako informacja w owej pierwotnej mgławicy, z której powstały galaktyki, gwiazdowe układy, planety, my, oraz ta książka. Czym doprowadziliśmy szczęśliwie ‘całą rzecz do absurdu.

Otóż nie istnieje „informacja w ogóle”. Nie dość też jej adresata. Informacja istnieje tylko ze względu na pewien zbiór, w obrębie którego dokonuje się wyboru. Wynikiem tego wyboru (selekcji naturalnej) może być gatunek jaszczurów albo (selekcja zachodząca w mózgu Szekspira) gatunek dramatów.

Jeżeli policja pragnie aresztować złoczyńcę, o którym wie tylko, że nazywa się Smith i mieszka w pewnej miejscowości, ilość informacji, uzyskana dzięki znajomości nazwiska, zależeć będzie od tego, wielu Smithów jest rezydentami miasteczka. Jeżeli jest tylko jeden Smith, nie ma w ogóle wyboru i informacja równa się jedności. Jeżeli wszyscy mieszkańcy miasteczka noszą to nazwisko, w wiadomości, że złoczyńcą jest Smith mieści się dla danego zbioru zero informacji. Nawiasem mówiąc, niektórzy sądzą, że istnieje informacja ujemna: w naszym wypadku informację ujemną stanowi złożony na policji donos, że złoczyńca nazywa się Brown^*.

A zatem miary informacji są względne i zależą od przyjętego wstępnie zbioru możliwych ewentualności (stanów). Pewne zjawisko może być symbolem, tj. nośnikiem informacji, ze względu na przyjęty zbiór stanów potencjalnych tego zjawiska, i może nim nie być, jeśli ten zbiór, ten układ odniesienia, zmienimy. Przy tym jest bardzo rzadko tak, aby Natura ustalała jednoznacznie zbiór możliwych stanów. Człowiek, w większej lub mniejszej mierze zdając sobie z tego sprawę, wybiera zbiór odniesienia, ze względu na cel, jaki sobie postawił, i dlatego uzyskana informacja nie jest odwzorowaniem rzeczywistego stanu rzeczy (świata), ale jest funkcją tego stanu, której wartości zależą zarówno od Natury (tj., jej badanej części), jak i od zbioru odniesienia, którego autorem jest człowiek^vi.