Prof. Gritt: Information ist etwas Grundlegendes

Information: eine fundamentale Größe

Die bahnbrechenden Erkenntnisse zum Wesen der Energie führten im 19. Jahrhundert zur ersten technischen Revolution, bei der manuelle Arbeitskraft durch technische Hilfsmittel energieverarbeitende Maschinen - weitgehend ersetzt wurde. Desgleichen haben die Erkenntnisse zum Wesen der Information in unserer Zeit die zweite technische Revolution ausgelöst, bei der geistige menschliche Arbeitskraft durch technische Hilfsmittel - datenverarbeitende Maschinen - eingespart wird. Der Begriff »Information« ist nicht nur ein Zentralbegriff für die Informationstheorie und Nachrichtentechnik, sondern er ist darüber hinaus eine fundamentale Grundgröße vieler Wissenschaften, wie z. B. Kybernetik, Linguistik, Biologie, Geschichte, Theologie. Er ist darum zu Recht als der dritte Fundamentalbegriff neben Materie und Energie anzusehen.

Claude Edwood Shannon (1917-2001) hat als erster versucht, den Informationsbegriff mathematisch zu definieren [G1]. Die so begründete Informationstheorie erbrachte den Vorteil, verschiedene Verfahren der Nachrichtenübertragung miteinander vergleichen zu können und die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit aufzuzeigen. Außerdem konnte durch die eingeführte Einheit Bit der Speicherplatz für Information quantitativ beschrieben werden. Der einschneidende Nachteil der Shannonschen Definition für Information ist, dass Inhaltsschwere und Tragweite von Nachrichten dabei völlig unberücksichtigt bleiben. Im Anhang (Kapitel Al) kommen wir auf die Shannonsche Informationstheorie, die Information ausschließlich unter statistischen Gesichtspunkten betrachtet, noch einmal zurück.

Die folgenden Kapitel befassen sich eingehend mit dem Wesen der Information in seiner vollen Weite und beschreiben naturgesetzliche Aussagen über Information. Es wird gezeigt, dass nach einem eingehenden Studium des Informationsbegriffes die grundlegenden Sätze auf sämtliche technischen und biologischen Systeme ebenso anwendbar sind wie auf Kommunikationssysteme in der Bandbreite vom Schwänzeltanz der Bienen bis zur Bibel. In diesem und dem folgenden Kapitel werden wir manches uns bereits Bekannte antreffen, aber auch etliches Neues vorfinden. Mithilfe zahlreicher Einzelsätze wird die »Natur« von Information mehr und mehr beschrieben und erst in den Kapiteln 6 bis 8 zu einer »Naturgesetzlichen Informationstheorie« ausgebaut. In Kapitel 10 werden dann weit reichende Schlussfolgerungen gezogen. Wenn es zu den Aussagen mancher Sätze inhaltliche Überschneidungen gibt (Redundanz), dann sind diese gewollt. Es wird dabei Gebrauch gemacht von der Möglichkeit gemäß Satz N8 (Kap. 2.3). 

Information: eine materielle oder geistige Größe?

Wir hatten soeben herausgestellt, dass die Shannonsche Informationsdefinition nur einen sehr begrenzten Aspekt der Information erfasst. Auf diesen Mangel haben verschiedene Autoren immer wieder hingewiesen, wie hier an einigen Zitaten belegt sein soll:

Karl Steinbuch, Informatiker: »Die klassische Informationstheorie ist vergleichbar einem, der ein Kilogramm Gold und ein Kilogramm Sand für gleichwertig hält.«

Warren Weaver, Informatiker: »Zwei Nachrichten können (unter dem Shannonschen Gesichtspunkt) als exakt äquivalent angesehen werden, obwohl die eine schwer gefüllt ist mit Bedeutung und die andere reiner Nonsens ist.«

Ernst von Weizsäcker: »Der Grund der >Nutzlosigkeit< der Shannonschen Theorie in den verschiedenen Wissenschaften kann etwas pauschal darin gesehen werden, dass sich wohl keine Wissenschaft auf ihre syntaktische Ebene beschränken darf.«

Das Wesentliche an jeder Information ist nicht die Anzahl der verwendeten Buchstaben, sondern ihr geistiger Inhalt. Sieht man von diesem Inhalt einmal ab, so gilt der pointierte Ausspruch von Jean Cocteau: »Das größte literarische Werk ist im Grunde nichts anderes als ein Alphabet in Unordnung.«

Wir wollen hier auf einen tiefgreifenden Irrtum hinweisen, der schon zu zahlreichen Missverständnissen und schweren Folgefehlern geführt hat, nämlich die Annahme, Information sei ein Phänomen der Materie. Die materialistische Philosophie hat ein Grundinteresse daran, Information der Materie zuzuschlagen, wie z. B. aus philosophisch orientierten Publikationen der ehemaligen DDR zu entnehmen ist [z. B. S8]; dennoch schreibt der frühere DDR-Wissenschaftler J. Peil [P2]: »Selbst die auf der materialistischen Philosophie aufbauende Biologie, die also alle vitalistischen und metaphysischen Komponenten über Bord geworfen hat, akzeptiert nicht gern die Reduktion der Biologie auf die Physik ... Information ist kein physikalisches oder chemisches Prinzip wie Energie und Substanz, auch wenn sie ihrer als Träger bedarf.«

Auch einem vielzitierten Ausspruch von Norbert Wiener(1894 1964) zufolge kann Information nicht von physikalischer Natur sein [W5]: »Information ist Information, weder Materie noch Energie. Kein Materialismus, der dieses nicht berücksichtigt, kann den heutigen Tag überleben.« Mit diesem wichtigen Ausspruch hat Wiener uns zwar gesagt, was Information nicht ist, aber nicht, was genau wir darunter zu verstehen haben. Es ist das Anliegen dieses Buches, in dieser Frage ein Stück weit voranzukommen.

2 Manche Autoren heben die Shannonsche Informationstheorie bis auf die syntaktische Ebene. Nach den Ausführungen im Anhang Al ist dies nicht gerechtfertigt, da sie lediglich statistische Aspekte einer Nachricht erfasst, jedoch keinerlei syntaktische Regeln auswertet.

Der Dortmunder Informatiker Werner Strombach stellt das nicht-materielle Wesen der Information heraus, wenn er sie »als Ordnungsentfaltung auf der Stufe des reflektierenden Bewusstseins« definiert.

Der Biologe G. Osche skizziert aus der Sicht seines Fachgebietes die Nichtanwendbarkeit der Shannonschen Theorie und bringt damit ebenfalls zum Ausdruck, dass Information keine materielle Größe sein kann: »Während es die Physik mit Masse und Energie als Quantitäten zu tun hat, tritt bei der Beschreibung biologischer Phänomene als etwas dafür Typisches die Information von funktioneller Bedeutung auf. Während der allgemeine Informationsbegriff der Kybernetik den Informationsgehalt einer gegebenen Menge von Symbolen quantitativ durch die Wahrscheinlichkeitsverteilung für die Gesamtheit aller Anordnungsmöglichkeiten ausdrückt, handelt es sich bei der Information, die in biologischen Systemen steckt (genetische Information), um für die Art >wertvolle< Information, um Information von Funktionaler Bedeutung<, also um den semantischen Aspekt der Information, um ihre Qualität.«

Der Kybernetiker H. J Flechtner hat auf die zwar triviale, aber so häufig missachtete Eigenschaft der Information als eine geistige Größe - sowohl von ihrem Inhalt her als auch für den Vorgang des Codierens geltend - hingewiesen: »Das Bilden eines Signals ist das Codieren eines geistigen Inhalts - ob dieser geistige Inhalt bedeutend oder unbedeutend, wertvoll, brauchbar oder sinnlos ist, darüber enthält das Signal nichts. Ein solches Urteil kann erst aufgrund einer Nachrichtenverarbeitung im Empfänger entstehen.

Information: keine Eigenschaft der Materie!

Nach dem bisher Gesagten ist deutlich geworden, dass die Fundamentalgröße Information keine materielle Eigenschaft sein kann und ihr Entstehen auch nicht aus materiellen Prozessen heraus erklärt werden kann. So formulieren wir folgenden grundlegenden Satz:

Bild 10: Die vier fundamentalen Grundgrößen Masse und Energie (materiell) und Information und Wille (nicht-materiell).

Masse und Energie bilden die Grundgrößen der materiellen Welt und sind gekoppelt durch die bekannte Einsteinsche Gleichung E = m - c2. Auf der nicht-materiellen Seite sind ebenso zwei Grundgrößen zu benennen, Information und Wille, die in enger Koppelung zueinander stehen. Information kann auf materiellen Trägern gespeichert werden und gestattet, im Materiellen ablaufende Prozesse zu lenken, zu steuern, zu regeln und zu optimieren. Alle geschaffenen Systeme sind grundsätzlich durch Information gestaltete Werke. Der nicht-materielle Charakter der Information wird daran deutlich, dass eine kreative Informationsquelle immer an einen personhaften Willen gebunden ist.

Bild 10 bringt weiterhin zum Ausdruck, dass die nicht-materielle Größe Information die materiellen Größen beeinflussen kann. So können elektrische, mechanische oder chemische Größen durch ein absichtsbedingtes Informationskonzept gelenkt, gesteuert, geregelt, genutzt oder optimiert werden. Die Strategie dazu - sei es ein regelungstechnisches Konzept der Verfahrenstechnik, eine Bauvorschrift für ein energiesparendes Auto oder die Nutzbarmachung der Elektrizität für den Antrieb einer Maschine - beruht immer auf Information. Zuerst muss der Wille zur Lösung einer Aufgabe vorhanden sein, dann folgt das Ideenkonzept, dessen Information zunächst als Programm, technische Zeichnung, Beschreibung usw. codiert wird, und im nächsten Schritt folgt die Ausführung. Alle technischen Systeme sowie alle angefertigten Gegenstände von der Stecknadel bis zum Kühlschrank sind durch Information gestaltete Werke. Keiner der Gegenstände ist durch Selbstorganisation der Materie entstanden, alle bedurften zuvor der dazu erforderlichen Information. So können wir gemäß dem Buchtitel zu Recht festhalten: Am Anfang war die Information!

Quellennachweis: Werner Gitt, Am Anfang war die Information, 3. überarbeitete und erweiterte Auflage, Hänssler Verlag, Holzgerlingen