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Über dieses Buch

Ein objektiver, dynamischer und physikalisch begründeter Informationsbegriff wird ausgehend vom Shannonschen Entropiebegriff erarbeitet und auf die Informationstechnik, die künstliche Intelligenz (Bewusstsein) und die Thermodynamik angewandt. Die Begründung eines Informationserhaltungssatzes erhält praktische Bedeutung in der Informationstechnik, insbesondere wenn sie in den Bereich der Quanten (Photonik/Quantencomputing) vordringt. Die unbedingte Dynamik von Information und deren Objektivität werden kritisch untersucht und sind die Grundlagen der Betrachtungen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Der Informationsbegriff – eine Einführung

Zusammenfassung
In diesem ersten Kapitel werden die Ziele dieses Buches formuliert. Der heutige Umgang mit Information in der Informationstechnik wird im Überblick dargestellt. Ausgehend von der Situation bezüglich der Definition von Information in den Fachgebieten der Informatik, der Informationstechnik, der Physik und der Philosophie werden Defizite sichtbar gemacht.
Lienhard Pagel

Kapitel 2. Information – physikalisch und dynamisch begründet

Zusammenfassung
Im Mittelpunkt dieses Kapitels steht die Definition eines dynamischen und objektiven Informationsbegriffes. Einleitend wird die Frage von Objekt und Subjekt im Zusammenhang mit dem Informationsbegriff erörtert. Eine Analyse der Informations übertragung wird zeigen, dass Information immer in Bewegung ist und auch immer mit Energie verbunden ist. Die Quantenmechanik setzt allerdings Grenzen für den Energieeinsatz bei der Informations übertragung. In einem ersten Schritt wird eine phänomenologische Begründung für einen dynamischen und objektiven Informationsbegriff erarbeitet. Zur Abgrenzung gegenüber anderen Informationsbegriffen soll der Begriff „dynamische Information“ eingeführt werden. Anschließend werden die Eigenschaften der dynamischen Information aufgezeigt. Zentral ist der Erhaltungssatz der dynamischen Information, der eng mit dem Energieerhaltungssatz verbunden ist.
Lienhard Pagel

Kapitel 3. Vergleichende Betrachtung zum Informationsbegriff

Zusammenfassung
Nachdem das Verhältnis zwischen Information und Energie behandelt worden ist, soll ein kurzer Überblick über die wichtigen bekannten Definitionen und Beschreibungen der Information folgen. Dieser Überblick ist nicht vollständig. Er zeigt aber die verschiedenartigen Herangehensweisen. Gleichzeitig erfolgt ein Vergleich mit dem im Abschn. 2.4.1 vorgestellten dynamischen Informationsbegriff und der Versuch einer Bewertung.
Lienhard Pagel

Kapitel 4. Entropie und Information

Zusammenfassung
Der Begriff der Entropie ist für die Informatik und die Informationstechnik eine grundlegende Größe. Sie steht in enger Beziehung zur Information. Oft wird sie auch mit der Information identifiziert. In diesem Kapitel wird die Entropie in Anlehnung an die Shannonsche Definition beschrieben. Die Beziehung zu verwandten Begriffen wird hergestellt. Die Anwendung des Entropiebegriffes in der Thermodynamik, der Quantenmechanik und der Informationstechnik bilden den Hauptteil dieses Kapitels.
Lienhard Pagel

Kapitel 5. Dynamische Information und Thermodynamik

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden Vorgänge in der Thermodynamik unter dem Aspekt der dynamischen Information betrachtet. Die Thermodynamik ist ein Feld, in dem sich der Informationsbegriff widerspruchslos einpassen muss. Energie und Entropie spielen hier wie in der Informationstechnik eine dominante Rolle. Das Ziel ist die Veranschaulichung des dynamischen Informationsbegriffes innerhalb der Thermodynamik, wobei auch neue Interpretationen von bekannte Tatsachen vorgenommen werden.
Lienhard Pagel

Kapitel 6. Irreversible Prozesse und Strukturbildung

Zusammenfassung
Irreversible Prozesse sollen nach Auffassung vieler Autoren zu einer Zunahme von Entropie führen. Strukturbildung wird im Allgemeinen mit der Ausbildung von geordneten Zuständen verbunden. Die Entropie sollte sich dann vermindern. Die Entropieänderungen in abgeschlossenen und offenen Systemen werden in diesem Kapitel kritisch hinterfragt. Durch eine konsequente Anwendung des Entropiebegriffes und des Begriffes des thermodynamischen Gleichgewichtes wird versucht, den Widerspruch zwischen der Zeitsymmetrie der SchrödingerGleichung und der Irreversibilität aufzulösen.
Lienhard Pagel

Kapitel 7. Bewusstsein

Zusammenfassung
Welche Verbindung besteht zwischen Bewusstsein und Information? Können Systeme mit Bewusstsein feststellen, dass sie selbst Bewusstsein haben? Ist die dynamische Definition von Information hilfreich beim Zugang zum Verständnis des Bewusstseins? Welche Eigenschaften müssen Systeme mit Bewusstsein haben, welche sind notwendig und welche sind hinreichend? In diesem Kapitel wird der Versuch unternommen, Antworten zu auf einige dieser grundlegenden Fragen zu finden und verifizierbare Aussagen zu diesem komplexen Thema abzuleiten. Das Thema Bewusstsein soll allerdings nicht umfassend behandelt werden, es sollen einige Aspekte behandelt werden, die im Zusammenhang mit Information stehen.
Lienhard Pagel

Kapitel 8. Astronomie und Kosmologie

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird der Blick auf kosmische und kosmologische Fragen erweitert. Es werden astronomische und kosmologische Gesichtspunkte behandelt, die einen engen Bezug zur Information haben. Die Energieerhaltung und damit auch die Informationserhaltung sind in relativistischen Systemen wegen der fehlenden Gleichzeitigkeit fraglich. In kosmologischen Größenordnungen sind deshalb Erhaltungssätze kritisch zu betrachten. Der mögliche Informationsverlust beim Sturz von Materie in ein Schwarzes Loch führt zu Diskussionen über die Erhaltung der Information und der Wahrscheinlichkeitsdichte der Wellenfunktion. Der mögliche Verlust von Information bei diesem Vorgang wird diskutiert.
Lienhard Pagel

Kapitel 9. Resümee

Zusammenfassung
Ausgehend von dem erkennbaren Defizit an einem physikalisch begründeten und die Dynamik sowie die Objektivität der Information berücksichtigenden Informationsbegriff wird in diesem Buch ein neuer Informationsbegriff begründet. Die Einführung dieses Informationsbegriffes erfolgt auf der Grundlage der Quantenmechanik und objektiviert Sender und Empfänger. So wie bisher in der Informationstheorie üblich, spielt die Entropie die zentrale Rolle. In Erweiterung der bisherigen Vorgehensweise wird nicht die Entropie selbst, sondern die je Zeiteinheit transferierte Entropie als Information definiert. Diese Information wird dynamische Information genannt. Die Unterscheidung ist notwendig, weil die Entropie selbst oft als Information bezeichnet wird.
Lienhard Pagel

Backmatter

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