הודעת פתיחה


ברוכים הבאים לבלוג שלי,

מטרתו של בלוג זה היא לשתף אתכם בתובנות שרכשתי במהלך החיים בתחומים שונים. תובנות בנושא החיים שיפורם ושיפורו של העולם.
רוב המאמרים כתובים במבנה של תהליך לוגי. כלומר תהליך בו כל שלב מוביל לשלב הבא, ובצורה זו הוא מוביל את הקורא להבין את אותה התובנה שגיליתי.
אציין מראש שרכישת התובנות המוכלות במאמרים דורשת קריאה סבלנית וחשיבה רבה.
חלק מהמאמרים יופיעו בספר שאני מתכוון לכתוב בעתיד, לכן אשמח לקבל מכם שאלות והערות בונות שיסייעו לי לשפר את המאמרים, להפוך אותם לקריאים ומובנים יותר וכמובן, אם לדעתכם טעיתי במשהו, אשמח לשמוע.

אני מאחל לכם קריאה מהנה, מעניינת ומרחיבת אופקים...

יום חמישי, 16 בספטמבר 2021

מהו מידע?

 



כשאנחנו אומרים שבספר יש מידע, למה אנו מתכוונים?

מה הופך את הספר הזה לבעל מידע, לעומת ספר עם דפים ריקים?

האם למידע בספר יש קיום? כלומר האם הוא ישות פיסיקלית שניתן למדוד?


כדי לענות על השאלות הללו, ראשית בואו נסתכל על מספר סוגים של מידע והעברת מידע:
בספר יש מידע כתוב, הדיבור מעביר מידע באמצעות תנודות קול באוויר, תמונה או ציור מעבירים מידע, מילה מכילה מידע, מספר מכיל מידע, אות או ספרה מכילים מידע, מדיה מכילה מידע, בין אם זאת מדיה אנלוגית, כמו תקליטי ויניל וקלטות, או מדיה דיגיטלית כמו דיסקים וכוננים קשיחים.


קל לראות שכל דבר שאנחנו מיחסים לו מידע או העברת מידע מורכב משני רכיבים: קוד (code) ומנגנון פירוש (decoding mechanism).


קוד או סמל זה בעצם דבר אחד המתייחס לדבר אחר. למשל המילה "תפוח" אינה זהה לתפוח עצמו (לפרי). היא קוד המייצג אותו. קוד זה מורכב ממספר סמלים. האות "ת" היא סמל המייצג צליל מסוים.
ניתן לומר שגם המילה תפוח בעצמה היא סמל. ילד שאינו יודע לקרוא ואינו מכיר את האותיות יכול לראות את המילה "תפוח" להכיר את צורתה ולדעת מה המשמעות שלה.
אני משתמש במילה קוד כדי ליצג סמל שניתן לפירוק לסמלים נוספים. למשל מילה ניתן לפרק לאותיות, וכל אחת מהן תהיה בעלת משמעות. אך אותיות לא ניתן לפרק לרכיבים בעלי משמעות. לכן את המילה אגדיר כ"קוד" ואת האותיות כ"סמלים".


המילה תפוח אינה זהה לתפוח. היא קוד המיצג אותו


אמרתי שמלבד קוד, מידע מכיל גם מנגנון מפרש.

ואכן המילה "תפוח" מפורשת והופכת למשהו אחר.

למה?

למחשבה "תפוח", בתודעתו של מי שרואה או שומע את המילה.

המחשבה "תפוח" היא מבנה הנוצר משילוב ההתנסויות השמורות לנו בזכרון הקשורות להתנסות עם פרי התפוח. התנסויות כגון הטעם, הצבע, המרקם, מחיר התפוח בחנות וכו'.

התודעה שלנו היא מנגנון מפרש. היא יודעת לקבל קודים, כגון מילים, ולפרש אותם לכדי מחשבות ומושגים תואמים.


כעת, בואו נגיד שילד בן 5 קישקש על דף את הקישקושים האקראיים הבאים:

  • 사과
  • ┐_-O

נשאל עצמנו האם הקישקושים הללו מכילים מידע?
אנו נענה מן הסתם שהקשקושים אינם מכילים כל מידע. הילד עצמו לא התכוון לעשות משהו ספציפי, הוא סתם צייר ביד חופשית.
עם זאת, הקישוש הראשון תואם למילה "תפוח" בקוריאנית. הקשקוש השני איננו תואם מילה כלשהי בשפה מוכרת, אך אין כל מניעה שהוא יתאם למילה כלשהי בשפה שאיננו מכירים, או בשפה שנמציא.
יתרה מכך, כל קוד או סמל, יכול "להכיל" מספר משמעותיות שונות. למשל הסמל X מייצג את הצליל "אקס" באנגלית, אבל בספרדית הוא עשוי לייצג את הצלילים "ס" או "ח" ובמתמטיקה הוא מייצג את פעולת הכפל.

אם כך אנו רואים שהקודים עצמים אינם מכילים כל מידע. לכשעצמם אין להם שום משמעות.
אז היכן נמצא המידע? איפה שוכן המידע שבספר?
המידע נמצא במנגנון המפרש.

המשפט "קטפתי תפוח מהעץ", לכשעצמו אינו מכיל שום מידע.
כל המידע במשפט קיים (במידה והוא קיים), בתוך מנגנון מפרש (תודעה), היודע לזהות את הקוד (השפה העברית), ויודע לשייך את הקוד למידע המתאים הקיים כבר אצלו.
אם יש לנו את אלו, הסדר של הסמלים בקוד יכול לאפשר לנו ליצור מידע חדש מהמידע שנמצא ברשותנו.

כעת אנו יכולים להבין שספר, לכשעצמו אינו מכיל כל מידע. כמו כן, למידע עצמו אין קיום כישות פיסית, לפחות לא במדיה המכילה את הקוד (הספר).


הספר הכתוב אינו מכיל יותר מידע מהספר הריק. המידע נמצא במנגנון המפרש.

אגב, מנגנון מפרש אינו חייב להיות תודעה. ניתן לומר שכל מתקן או מכונה שיש לה קלט (input) ופלט (output) היא מנגנון מפרש. למשל, מכונה המקבלת קוד כלשהו כקלט וכפלט היא מייצרת בגד כלשהו.

בוא נחשוב למשל על מכונה שמקבלת בתור קלט קוד בינארי. קוד בינארי הוא סדרת ספרות המכילה רק את הספרות 0 ו- 1.
למעשה כל קובץ במחשב הוא כזה. הוא בסך מכיל סדרה של אחדות ואפסים.

כיצד אנו יכולים להחליט האם סדרת מספרים זו מכילה טקסט, אודיו, תמונה או סדרת הוראות להדפסת ציור?

אם נשאל מישהו איזה מידע מכיל הקובץ הזה, הוא עשוי למשל להגיד שזה קובץ המכיל מוסיקה, אך הטענה הזו לא תהיה מדויקת.
את אותו הקובץ ניתן לפתוח עם תוכנה לעריכת טקסט, ונקבל טקסט. ניתן לפתוח אותו בתוכנה גרפית ונקבל תמונה וכך הלאה. רוב הסיכויים שהטקסט שנקבל מהקובץ יהיה גיבוב אותיות חסר משמעות עבורנו, או שהתמונה תראה לנו כמו ערבוב צבעים חסר משמעות. אם לעומת זאת נפתח אותו בתוכנת שמע, נקבל תוצאה שיש לה משמעות עבורנו וגם תואמת את המשמעות המקורית של מחבר הקובץ. אך זה לא הקובץ שהכיל את המידע, אלא זוהי התוכנה שידעה לפרש את הקוד באופן שעבורנו הוא משמעותי.

אגב אין שום בעיה לכתוב תוכנה שמשתמשת באותו הקובץ ליצירת תמונה, וידאו או לתת סדרת הוראות למדפסת, שתיתן לנו תוצאה בעלת משמעות. למשל תמונה המציגה גרף של תדרים, ויזואליזצית וידאו של גלי קול, או אפילו משהו שלא קשור כלל לכוונת המחבר המקורית, כמו למשל יצירת סיסמה ייחודית.


תיאוריית המידע

תיאוריית המידע הינה תיאוריה מתמטית שפותחה בשנות הארבעים של המאה ה-20.
זוהי תיאוריה החוקרת את הדרכים להעביר מידע ואת הגבולות של העברת מידע. למשל היא עוסקת בשאלה עד כמה ניתן לכווץ מידע מבלי לאבד אותו. לתיאוריה זו שימושים רבים הבאים לידי ביטוי במיוחד בעולם המחשוב.

למרות התובנות הרבות שהושגו הודות לתיאוריה זו, היא מוגבלת ביכולת שלנו להבין באופן מלא את התופעה לה אנו קוראים מידע, היות והיא כלל לא עוסקת בחלק המידע הכולל את המשמעות, אלא רק בחלק המידע העוסק במה שקראתי לו קוד.

כמו כן היא כמעט וכלל אינה עוסקת או מתייחסת למנגנון המפרש. אם הייתה מתמקדת גם במנגנון המפרש, היא הייתה עשויה להגיע לתובנות נוספות ואולי אפילו שונות, כמו למשל שכל כיווץ מידע המתבצע על ידי כיווץ של הקוד, דורש הגדלה של המידע שמכיל המנגנון המפרש, אך על כך ארחיב במאמר נפרד.


המושג מידע בפיסיקה

הערה קטנה שהיה חשוב לי לציין. בפיסיקה גם משתמשים במונח "מידע" אך במשמעות אחרת.
עבור הפיסיקאי, מידע זה כל תכונה שיש ביקום או במערכת ושניתן למדוד או לחשב אותה.

מיקומו של גוף, מהירותו, המאסה, הכח, התנע, הספין, כל אלו נקראים על ידי הפיסיקאי מידע.
כמובן שמידע זה שונה מהמידע שתיארנו קודם. מידע זה איננו קידוד אלא התופעה עצמה.

לעיתים מבלבלים בין השניים ומחברים בין השניים באופן שגוי, למשל בהבנה של מושג האנטרופיה.

גם על כך ארחיב במאמר נפרד.