A definição simples de informação é o ato de informar - a comunicação de conhecimento de um emissor para um receptor que informa (literalmente molda) o receptor.

Por informação, entendemos uma quantidade que pode ser compreendida matemática e fisicamente. Corresponde ao significado de senso comum de informação, no sentido de comunicar ou informar. É como a informação armazenada em livros e computadores. Mas também mede a informação em qualquer objeto físico, como um cristal de neve ou uma estrela como o nosso Sol, bem como a informação em sistemas biológicos, incluindo o código genético, a estrutura celular, a comunicação dentro e entre as células e a aprendizagem do fenótipo durante o desenvolvimento.

Embora alguns comentaristas prefiram limitar o termo "informação" a mensagens enviadas com um propósito específico, os cientistas da área de física há muito consideram a estrutura dos objetos físicos como algo que pode ser quantitativamente mensurado por um observador. Em nossa "era da informação" digital, essas mensurações são expressas em "bits" digitais.

Ora, a informação não é matéria nem energia, embora precise de matéria para se materializar e de energia para ser comunicada.

A filosofia da informação considera um objeto material como uma "estrutura de informação", a partir da qual a informação imaterial pode ser abstraída como conhecimento significativo . Além da estrutura, grande parte da informação nos seres vivos consiste em mensagens enviadas para invocar processos que ocorrem em máquinas biológicas. As estruturas biológicas são frequentemente digitais (DNA, RNA, proteínas) e a comunicação biológica assemelha-se muito a uma linguagem, com símbolos arbitrários, muito semelhante à linguagem humana.

Era o sonho de grandes lógicos, de Gottfried Leibniz e Gottlob Frege a Bertrand Russell e Ludwig Wittgenstein , representar o mundo físico por meio de "átomos lógicos". O Wittgenstein tardio e os filósofos da linguagem do século XX acreditavam que "o que existe" poderia ser descrito com afirmações analiticamente verdadeiras ou "proposições". Para Wittgenstein, toda proposição verdadeira corresponde a um fato real no mundo. Eles fracassaram, mas a filosofia da informação se baseia em seus sonhos.

A filosofia da informação identifica a informação total contida em um objeto material com as respostas sim/não a todas as perguntas que podem ser feitas ou com as afirmações verdadeiras/falsas que podem ser feitas sobre o objeto. Em termos da teoria da informação moderna, a filosofia da informação "digitaliza" o objeto. De cada resposta ou valor de verdade, podemos, em princípio, derivar um "bit" de informação.

Embora a informação "total" seja irremediavelmente impraticável de medir com precisão, qualquer informação que possamos "abstrair" de um objeto "concreto" nos dá uma resposta notavelmente simples para um dos problemas mais profundos da metafísica: o estatuto existencial das ideias , das "Formas" platônicas, incluindo as entidades da lógica e da matemática.

Em vez de simplesmente perguntar " Entidades abstratas como números e propriedades existem", um metafísico prefere perguntar de que maneira elas poderiam existir de forma diferente da maneira como os objetos "concretos" existem.

Os objetos concretos podem ser vistos e tocados pelos nossos sentidos. São puramente materiais, com relações causais que obedecem às leis físicas, embora estatísticas, da natureza.

Entidades abstratas são imateriais , mas algumas delas ainda podem desempenhar um papel causal, por exemplo, quando agentes as utilizam para decidir suas ações, ou quando eventos aleatórios (particularmente em nível quântico) seguem um rumo diferente.

A filosofia da informação reintegra os chamados "objetos inexistentes" à nossa ontologia. Eles consistem no mesmo tipo de informação abstrata que fornece a estrutura e a informação processual de um objeto concreto. O que chamamos de "conceito" sobre um objeto é um subconjunto da informação contida nesse objeto, preciso na medida em que o conceito é isomórfico a esse subconjunto. Ao "selecionar" diferentes subconjuntos, podemos categorizar e classificar objetos em classes ou conjuntos de acordo com diferentes conceitos.

A filosofia da informação espera solucionar, em algum ponto, questões filosóficas profundas sobre identidade absoluta e relativa , propostas inicialmente por Leibniz . Todos os objetos materiais são autoidênticos, apesar das preocupações com limites imprecisos . Todos os objetos têm relações com outros objetos que podem ser interpretadas como identidades relativas . Todos os objetos são relativamente idênticos a outros objetos em alguns aspectos e diferentes em outros.

Dois objetos numericamente distintos podem ser perfeitamente idênticos (x = x) internamente, se o seu conteúdo de informação intrínseca for idêntico. A informação relacional (extrínseca) com outros objetos e posições no espaço e no tempo é ignorada. Os gregos chamavam a informação intrínseca de pros heauto ou idios poion . Aristóteles e os estoicos chamavam-lhe as qualidades peculiares de um indivíduo.

Eles distinguiram propriedades peculiares do substrato material, que chamaram de hupokeimenon , o "subjacente". Informações extrínsecas são encontradas nas relações de um objeto com outros objetos e com o espaço e o tempo. Os termos gregos eram pros ta alla , em relação aos outros, e
pros ti pos echon , relativamente disposto.

Assim como a mente é como um software no hardware do cérebro , a informação abstrata em um objeto material é o mesmo tipo de coisa imaterial que a informação em uma entidade abstrata, um conceito ou um "objeto inexistente". Alguns filósofos dizem que essas coisas imateriais "subsistem", em vez de existirem.

Em linhas gerais, a distinção entre objetos concretos e abstratos corresponde à distinção entre o material e o ideal. As ideias na mente são imateriais. Elas precisam da matéria do cérebro para serem corporificadas e de algum tipo de energia para serem comunicadas a outras mentes. Mas elas próprias não são matéria nem energia. Aqueles "eliminativistas" que acreditam que o mundo natural contém apenas coisas materiais negam a existência de ideias e informações imateriais.

Os fragmentos de informação são muito semelhantes aos átomos lógicos de Russell e Wittgenstein .

E a filosofia da informação é uma "teoria da correspondência". A informação que podemos de fato medir em uma estrutura de informação é um subconjunto, um isomorfismo parcial, da informação total na estrutura.

Em 1929, Leo Szilard calculou o valor médio da quantidade de entropia produzida por uma medição de 1 bit ("sim/não") como

onde k é a constante de Boltzmann.

Seguindo Szilard, Ludwig von Bertalanffy , Erwin Schrödinger , Norbert Wiener , Claude Shannon , Warren Weaver , John von Neumann , Leon Brillouin , C.F. von Weizsäcker e, claro , John Wheeler , com seu "It from Bit", todos compartilhavam visões semelhantes sobre a conexão entre a entropia física da matéria e os "bits" abstratos de informação que podem ser usados para descrever o arranjo físico de partículas elementares discretas.

Para Schrödinger, um organismo vivo se "alimenta de entropia negativa" proveniente do sol. Wiener afirmou: "A quantidade que definimos como quantidade de informação é o negativo da quantidade geralmente definida como entropia em situações semelhantes". Brillouin criou o termo "negentropia" porque disse: "Uma das partes mais interessantes da Cibernética de Wiener é a discussão sobre 'Séries temporais, informação e comunicação', na qual ele especifica que uma certa 'quantidade de informação é o negativo da quantidade geralmente definida como entropia em situações semelhantes'".

Shannon, com um empurrãozinho de von Neumann, usou o termo entropia para descrever sua estimativa da quantidade de informação que pode ser comunicada por um canal, porque sua teoria matemática da comunicação de informações produziu uma fórmula matemática idêntica à equação de Boltzmann para entropia, exceto por um sinal de menos (o negativo em entropia negativa).

Entropia de Boltzmann: S = k ∑ p _i ln p _i . Informação de Shannon: I = - ∑ p _i ln p _i .

Entropia é a energia dividida pela temperatura (joules/°K) e a informação é medida em bits adimensionais. Entropia é uma propriedade física de um objeto material. Informação é uma propriedade imaterial de muitas coisas, materiais e ideais.

A teoria da comunicação de Shannon nos leva de volta à informação contida em uma mensagem entre um emissor e um receptor. Ele demonstrou que uma mensagem que certamente lhe dirá algo que você já sabe não contém nenhuma informação nova .

Se tudo o que acontece fosse inevitável, como afirmam os filósofos deterministas , nenhuma informação nova jamais entraria no universo. A informação seria uma constante universal. Não haveria "nada de novo sob o sol". Em princípio, todos os eventos passados e futuros podem ser conhecidos (como sugeriu Pierre-Simon Laplace ) por uma superinteligência com acesso a essa totalidade fixa de informações.

É de profunda importância filosófica o fato de a informação se basear na matemática da probabilidade . Se todos os resultados fossem certos, não haveria "surpresas" no universo. A informação seria conservada e uma constante universal, como alguns matemáticos acreditam erroneamente. A filosofia da informação requer o acaso ontológico e os resultados probabilísticos da física quântica moderna para produzir novas informações.

Mas, ao mesmo tempo, sem a extraordinária estabilidade das estruturas de informação quantizadas em escalas de tempo cosmológicas, a vida e o universo que conhecemos não seriam possíveis. A mecânica quântica revela que a arquitetura do universo é discreta em vez de contínua, digital em vez de analógica.

A criação de estruturas de informação significa que, em partes do universo, a entropia local está de fato diminuindo. A criação de um sistema de baixa entropia é sempre acompanhada pela irradiação de energia e entropia da estrutura local para partes distantes do universo, para o céu noturno e para o fundo cósmico.

Desde a época de Newton até o início do século XIX, a visão laplaciana coincidiu com a noção da presciência divina de um Deus onisciente. Segundo essa visão, existe informação completa, perfeita e constante em todos os momentos, que descreve a evolução planejada do universo e das criaturas que o habitam.

Desde a época de Newton até o início do século XIX, a visão laplaciana coincidiu com a noção da presciência divina de um Deus onisciente. Segundo essa visão, existe informação completa, perfeita e constante em todos os momentos, que descreve a evolução planejada do universo e das criaturas que o habitam.

Nessa perspectiva divina, a informação é uma constante da natureza. Alguns matemáticos argumentam que a informação deve ser uma quantidade conservada, como a matéria e a energia. Eles estão errados. Na visão de Laplace, a informação seria uma linha reta constante ao longo de todo o tempo, como mostrado na figura.

Se a informação fosse uma constante universal, não haveria "nada de novo sob o sol". Em princípio, todo evento passado e futuro pode ser conhecido pelo demônio superinteligente de Laplace, com seu acesso a essa totalidade fixa de informações.

Em meados do século XIX, Lord Kelvin (William Thomson) percebeu que a recém-descoberta segunda lei da termodinâmica exigia que a informação não fosse constante, mas sim destruída à medida que a entropia (desordem) aumentasse. Hermann Helmholtz descreveu isso como a "morte térmica" do universo.

Matemáticos convencidos de que a informação é sempre conservada argumentam que a ordem macroscópica está desaparecendo na ordem microscópica, mas a informação poderia, em princípio, ser recuperada, se o tempo pudesse ser revertido.

Isso levanta a possibilidade de alguma conexão entre o aumento da entropia e o que Arthur Stanley Eddington chamou de "Flecha do Tempo".

A afirmação de Kelvin de que a informação deve ser destruída quando a entropia aumenta estaria correta se o universo fosse um sistema fechado. Mas, em nosso universo aberto e em expansão, meu colega de Harvard, David Layzer, demonstrou que a entropia máxima possível está aumentando mais rapidamente do que a entropia atual. A diferença entre a entropia máxima possível e a entropia atual é chamada de entropia negativa, o que abre a possibilidade para o desenvolvimento de estruturas de informação complexas e estáveis.

Podemos observar na figura que não é apenas a entropia que aumenta na direção da seta do tempo, mas também o conteúdo informacional do universo. Podemos descrever a nova informação como "emergente".

Apesar da segunda lei da termodinâmica, estruturas de informação estáveis e registadas evoluíram a partir do caos inicial. Primeiro, processos quânticos formaram matéria particulada microscópica – quarks, bárions, núcleos e elétrons. Eventualmente, estas se tornaram átomos. Mais tarde, sob a influência da gravitação, formaram-se galáxias, estrelas e planetas macroscópicos.

Cada nova estrutura de informação reduz a entropia localmente, portanto a segunda lei exige que uma quantidade igual (ou geralmente muito maior) de entropia seja dissipada. Sem a expansão do universo, isso seria impossível.

A entropia positiva removida (a grande seta escura à esquerda) é sempre maior e geralmente ordens de magnitude maior que a entropia negativa na estrutura de informação criada (a seta clara menor à direita).

Veja o processo de criação cósmica para os fluxos de entropia negativa que levam à vida humana.

A informação é emergente porque o universo começou em um estado de informação mínima (equilíbrio termodinâmico, desordem máxima - ou "entropia").

E existem três tipos distintos de emergência de informação:

1. A "ordem que surge do caos", quando a matéria no universo forma estruturas de informação
   (esta é a teoria do caos e da complexidade de Prigogine ).
2. a "desordem" ocorre quando as estruturas de informação material formam estruturas de informação biológica autorreplicantes
   (esta é a definição de Schrödinger para a vida como "alimentação de entropia negativa").
3. A pura "informação fora de ordem", que ocorre quando organismos com mentes processam e externalizam informações, comunicando-as a outras mentes e armazenando-as no ambiente
   (essa é a nossa teoria da informação da mente ).

A filosofia da informação explica como novas informações são constantemente criadas , pela natureza e pela humanidade. Somos co-criadores do nosso universo.

A teoria da informação é a quantificação matemática da comunicação para descrever como a informação é transmitida e recebida, na linguagem humana, por exemplo.

A ciência da informação é o estudo da categorização, classificação, manipulação, armazenamento e recuperação da informação.

A ciência cognitiva é o estudo da aquisição mental, retenção e utilização do conhecimento , que podemos descrever como informação acionável .

A filosofia da informação é uma tentativa de examinar alguns problemas clássicos da filosofia a partir da perspectiva da informação .

Que tipo de informação merece ser usada como fundamento de um novo método filosófico de investigação?

A informação abstrata não é matéria nem energia, mas precisa de matéria para sua materialização concreta e de energia para sua comunicação. A informação é imaterial .
É o espírito moderno , o fantasma na máquina .

A informação imaterial é talvez o mais próximo que um cientista físico ou biológico pode chegar da ideia de uma alma ou espírito que abandona o corpo com a morte. Quando um ser vivo morre, é a manutenção da informação biológica que cessa. A matéria permanece.

Os sistemas biológicos diferem dos sistemas puramente físicos principalmente porque criam, armazenam e comunicam informações. Os seres vivos armazenam informações em uma memória do passado que utilizam para moldar seu futuro. Objetos físicos fundamentais, como átomos, não possuem história.

E quando os seres humanos exportam algumas de suas informações pessoais para torná-las parte da cultura humana, essas informações se aproximam da imortalidade .

Os seres humanos diferem de outros animais por sua extraordinária capacidade de comunicar informações e armazená-las em artefatos externos. Na última década, a quantidade de informação externa por pessoa pode ter crescido a ponto de ultrapassar a informação puramente biológica de um indivíduo.

A informação é uma excelente base para a filosofia, e também para a ciência, sendo capaz de responder a questões sobre metafísica (a ontologia das próprias coisas), epistemologia (o estatuto existencial das ideias e como as conhecemos), idealismo (informação pura), o problema mente-corpo , o problema do livre-arbítrio e o problema "difícil" da consciência .

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Informação acionável tem valor pragmático .

Em nossa filosofia da informação, o conhecimento é a soma de toda a informação criada e preservada pela humanidade. É toda a informação presente na mente humana e em artefatos de todos os tipos – desde livros e computadores interconectados até nossas moradias e o ambiente que gerenciamos.

Veremos que toda a informação no universo é criada por um único processo de duas partes , o único capaz de gerar e manter informação apesar da temida segunda lei da termodinâmica, que descreve o aumento irresistível da desordem ou entropia. Chamamos esse processo anti-entrópico de ergódico . Ele deve ser reconhecido como a fonte criativa de tudo o que podemos valorizar e de tudo o que se distingue do caos e, portanto, é interessante.

Possibilitado pela expansão relativística geral do universo, o processo criativo cósmico formou o macrocosmo de galáxias, estrelas e planetas. Também gerou as formas particulares da matéria microscópica — átomos, moléculas e as macromoléculas complexas que sustentam os organismos biológicos. Inclui todos os fenômenos cooperativos quânticos.

Os fenômenos quânticos controlam a evolução da vida e do conhecimento humano. Eles ajudam a trazer novas informações para o universo de uma maneira fundamentalmente imprevisível. Impulsionam a especiação biológica. Facilitam a criatividade humana e o livre-arbítrio .

Embora a filosofia da informação observe o universo, a vida e a inteligência através da lente única da informação, ela está longe de ser mecanicista e redutível a uma física determinista. O crescimento da informação ao longo do tempo — nosso princípio de informação crescente — é a razão essencial pela qual o tempo importa e os indivíduos são distintos.

A informação é a principal razão pela qual a biologia não se reduz à química e à física. O aumento da informação (uma combinação de replicação perfeita com erros de cópia ocasionais) explica todos os fenômenos emergentes , incluindo muitas "leis da natureza".

Na filosofia da informação, o futuro é imprevisível por duas razões básicas. Primeiro, a mecânica quântica demonstra que alguns eventos não são previsíveis . O mundo é causal , mas não predeterminado . Segundo, o universo primordial não contém a informação de épocas posteriores, assim como os primatas primitivos não possuem as estruturas informacionais para a inteligência e a comunicação verbal, e os bebês não possuem o conhecimento e a experiência memorizada que terão como adultos.

No mundo ingênuo do demônio de Laplace e do determinismo estrito , toda a informação no universo é constante em todos os momentos. Mas o próprio "determinismo" é uma ideia emergente , que se concretiza apenas quando um grande número de partículas se reúne em corpos capazes de fazer a média da indeterminação microscópica irredutível de seus átomos componentes.

Em nosso universo aberto e em expansão, a entropia máxima possível está aumentando mais rapidamente do que a entropia atual. A diferença entre a entropia máxima possível e a entropia atual é chamada de entropia negativa. Existe uma conexão íntima entre a grandeza física entropia negativa e a informação.

Para dar um nome positivo a essa quantidade muito positiva de entropia "negativa", chamamos-lhe " Ergo " e descrevemos os processos capazes de gerar entropia negativa como "ergódicos".

Os processos ergódicos proporcionam espaço para o aumento das estruturas de informação no universo. Como apontado por David Layzer , a Flecha do Tempo aponta não apenas para o aumento da desordem, mas também para o aumento da informação.

O aumento da informação biológica ocorre principalmente pela replicação perfeita de informações preexistentes, mas é crucial que erros de replicação ocorram de tempos em tempos. Eles são a fonte de novas espécies e de novas ideias criativas .

O universo é criativo . Estruturas e processos de informação são emergentes . Algumas leis da natureza são emergentes. Fenômenos adequadamente determinísticos são emergentes. A própria ideia de determinismo é emergente . O conhecimento do presente não existia integralmente no passado. Temos apenas uma vaga ideia do futuro exato.

O processo criativo continua. A vida e a humanidade fazem parte desse processo. O que é criado é, em parte, nossa responsabilidade . Podemos escolher ajudar a criar e preservar informações. Ou podemos escolher destruí-las.

Somos livres para criar nosso próprio futuro.

Alguns cientistas recentes, especialmente físicos matemáticos, acreditam que a essência fundamental do universo é a informação. Assim como os primeiros monistas que afirmavam que Tudo é Um, os teístas que diziam que tudo são simplesmente pensamentos na mente de Deus, ou os panpsiquistas para quem nossas mentes fazem parte de uma única consciência cósmica, esses argumentos que explicam tudo como uma coisa só, na verdade, não explicam nada.

As explicações precisam de detalhes sobre um grande número de coisas particulares para que possamos generalizar e pensar que sabemos algo sobre todas as coisas.

Alguns físicos específicos que consideraram a informação como a base da física incluem John Wheeler ("it from bit"), Seth Lloyd ("o universo é um computador"), Vlatko Vedral ("o universo é informação quântica") e Erik Verlinde ("a matéria é feita de bits de informação").

A informação é fundamental?