Benutzer:StefanMz/Konspekt Lyre 2002

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Holger Lyre, Informationstheorie. Eine philosphisch-naturwissenschaftliche Einführung, 2002, München, Fink

Das Buch gibt einen guten Einstieg in die Informationstheorie. Es ist sinnvoll strukturiert und behandelt nach einer Einführung im Kern die drei qualitativ unterschiedlichen Daseinsformen materieller Realität (bzw. der mit ihnen befassten Wissenschaften) und die philosophischen Schlussfolgerungen daraus:

  1. Grundlagen
  2. Information in der Physik
  3. Information in der Biologie
  4. Information in den Kognitionswissenschaften
  5. Information in der Philosophie

Inhaltlich vertritt Lyre den klassischen Ansatz des Mainstreams der Informationstheorie.

Da ich den klassischen Ansatz für insgesamt inadäquat halte, könnte ich ein paralleles Buch schreiben, in dem alle von Lyre angesprochenen Probleme und insbesondere Widersprüche, die mit dem klassischen Ansatz auftreten müssen, behandelt und reinterpretiert werden. Das würde jedoch hier zu weit führen. Deswegen werde ich mich mit dem Grundlagen und ausgewählten Beispielen aus den oben genannten Themenbereiche befassen. Dabei verwende ich die von Lyre eingeführe Terminologie, um die immanente Logik der Argumentation wiedergeben zu können -- auch wenn ich sie inhaltlich nicht teile und auch die Begriffe selbst so nicht einsetzen würde. Zur Kennzeichnung verwende ich Anführungsstriche (sofern es sich nicht ohnehin um ein Zitat handelt).

Inhaltsverzeichnis

Herangehensweise

Im Durchgang unterscheidet Lyre zwei Fragestellungen:

  1. Ontologie: Was ist die Seinsweise der Information?
  2. Epistemologie: Welche Erkenntnismöglichkeiten der Information gibt es?

Obwohl Lyre die unbelebte Natur, die belebte Natur und das Denken als offensichtlich qualitativ unterschiedliche Bereiche oder Daseinsformen materieller Realität unterscheidet, fragt er nicht nach deren jeweiliger Spezifika und danach, inwieweit diese eine Ontologie und Epistemologie der Information beeinflussen müssen. Stattdessen behandelt Lyre alle drei Bereiche prinzipiell gleich. Er geht unhinterfragt davon aus, dass ein Informationsbegriff nicht nur in den drei Bereichen eine Seinsform besitzt, sondern dass der Begriff so gefasst werden müsse, dass er universell gilt.

Genau genommen interessiert Lyre auch nicht der Informationsbegriff in den drei Bereichen materieller Realität, sondern seine Verwendung in den ihnen jeweils zugeordneten Wissenschaften. Entsprechend sind auch die Kapitel gegliedert, wobei noch einschränkend hinzukommt, dass der Mensch als isoliertes Einzelwesen behandelt wird (dem folglich die »Kognitionswissenschaften« zugeordnet sind) und nicht als gesellschaftlicher Mensch, dessen Begriff unabdingbar einen Begriff der menschlichen Gesellschaft voraussetzt.

Diese impliziten Vorbedingungen und die Annahme eines »universellen« Informationsbegriffes müssen dazu führen, dass der Informationsbegriff in sich »gegliedert« ist, um überall »funktionieren« zu können. Dies geschieht in der üblichen Weise durch die Unterscheidung von drei Aspekten:

  1. Syntax
  2. Semantik
  3. Pragmatik

Geht man jedoch davon aus -- wie ich das tue (hier unbegründet) --, dass sich die materiellen Daseinsformen qualitativ voneinander unterscheiden und irreduzibel sind, also etwa die belebte Natur sich nicht adäquat mit Mitteln der Epistemologie unbelebter Natur fassen lässt etc., dann müssen mit einem universellen Informationsbegriff Brüche und Widersprüche auftreten, da implizit die Reduzibilität vorausgesetzt wird. Mehr noch: Lyre hält -- und auch damit steht er nicht allein -- »Information« für eine Art Brückenkonzept, das die verschiedenen Zugriffsweisen der Wissenschaften auf ihre Gegenstände integrieren kann. »Information« sei

»...ein aussichtsreicher Kandidat eines echten Einheitsbegriffs der Wissenschaften« (10)

Grundlagen

Der »Begriff« der Information wird nicht entwickelt, sondern über eine Terminologie gesetzt. Später geht Lyre zwar die einzelnen Aspekte durch, aber die Vorentscheidungen, was er zu Gesicht bekommt, fallen mit der Einführung der Terminologie. Summarisch genannt sind dies:

  • Semiotische Dreidimensionalität (Syntax: Auftreten / Semantik: Bedeutung / Pragmatik: Wirkung -- von Information)
  • Aktuelle (faktische) und potenzielle (mögliche) Information
  • Potenzielle syntaktische Information und Wahrscheinlichkeit: gleichrangige Begriffe
  • Semantik und Pragmatik: »Sematopragmatik dient der Möglichkeit einer Verobjektivierung der Semantik« (20)
  • Semantische Ebenen: »Information existiert nur relativ in Bezug auf die Differenz zweier sematischer Ebenen« (21)
  • Objektive und subjektive Information: Ontologie (Existenz) und Epistemologie (Wissbarkeit)

Mit der nachrichtentechnischen (Shannon) und algorithmischen (Kolmogorov et al.) Informationstheorie werden die beiden wohl bekanntesten »syntaktisch« und quantitativ fundierten Theorien dargestellt.

Physik

Fasst man »Information« entropisch (als »Negentropie«), sind »Informationsentropie und thermodynamische Entropie ... formal identisch« (48). -- Wozu dann noch ein Begriff »syntaktischer Information«?

Die Quantentheorie bringt interessante Irritationen in den formalen Begriff von »Information«. Da Quantenzustände vor der Messung nicht feststellbar sind, kann die »potenzielle Information« nur Übergangswahrscheinlichkeiten beschreiben. Erst bei der Messung, dem Kollaps der Wellenfunktion, die den Quantenzustand beschreibt, wird eine der »potenziellen Informationen« realisiert, während alle anderen möglichen »potenziellen Informationen« verschwinden. Der Messzugriff erzeugt mithin erst den Zustand. Die »Information« ist damit subjektiv konstituiert und nicht ontisch existent.

Stellt man sich dieses Szenario noch über getrennte Orte verteilt vor, dann wird das physische Objekt an einem Ort durch Zugriff »erzeugt«, während es an einem anderen »verschwindet«. Lyre:

»Um ein beliebiges physikalisches Objekt von einem Raumpunkt zu einem anderen, unter Umständen weitentfernten Raumpunkt zu teleportieren, muss lediglich diejenige Information übertragen werden, die zu dessen quantentheoretischer Darstellung nötig ist. Im Falle eines Quantenbits sind dies neben dem Quantenkanal zwei klassische Bits. Hier manifestiert sich, dass physikalische Objekte identisch sind mit eben derjenigen Information, die man an ihnen gewinnen kann -- also eine informationstheoretische Interpretation der Wellenfunktion als vollständiger physikalischer Beschreibung!« (75)

Da vorher die »Wellenfunktion als Informationskatalog über mögliche Messergebnisse« gefasst wurde, Wellenfunktion und »Information-Interpretation« inhaltlich äquivalent sind, ist dieses Ergebnis nicht so überraschend wie das Ausrufungszeichen andeuten soll (mal abgesehen vom SciFi-Anteil).

Eine entsprechende Diskussion von Raum-Zeit-Theorien (Schwarze Löcher u.a.) lasse ich weg. Es zeigt sich, dass eine »informationstheoretische Interpretation« semantisch (sic!) zu der jeweiligen physikalischen Theorie äquivalent ist. -- Warum dann der Aufwand? Die Hoffnung ist eben jener »Einheitsbegriff der Wissenschaften«, der in der Lage sein soll für eine »tiefliegende Fusion von Quanten, Raum-Zeit- und Informationstheorie« (85) zu sorgen.

Hierbei sind nun zwei Szenarien denkbar. Entweder meine These der sematischen Äquivalenz stimmt, dann müsste die angesprochene »Fusion« auch ohne »Informationsbegriff« möglich sein. Oder, wenn disjunkte Theoriefelder »informationstheoretisch« umgewandelt werden, dann handelt es sich um inkompatible »Informationsbegriffe«. In jeden Fall ist mir das »Mehr« eines übergreifenden »Informationsansatzes« nicht deutlich geworden.

Biologie

Zentrales Beispiel für einen »Informationsspeicher« in der biotischen Natur ist die DNA. Nach Lyre repräsentiert die DNA »syntaktische Information zur Herstellung von RNA und Proteinen«. Diese Formulierung ist widersprüchlich, da -- wie vorher dargestellt -- angeblich die »Syntax« nichts über die Bedeutung (Semantik) oder Wirkung (Pragmatik) aussagt. Als bloß »syntaktisch« erscheint der genetische Code uns, die wir »künstlich« von der Bedeutung abstrahieren und zudem codeartig von den Elementarbausteinen als C, G, A, T reden.

Später schreibt Lyre dann auch:

»Der semantopragmatische Aspekt der genetischen Information liegt in der Funktionalität der aus ihr erzeugten Proteine« (96)

Es geht also auch nicht bloß um die Proteinsynthese selbst, sondern um ihre Funktion in der Zelle und im Organismus überhaupt. Diese Frage behandelt Lyre als »Ebenenproblem« der »Semantik«. Was die jeweilige »Syntax« irgendwann »bedeutet«, führt in einen infiniten Regress, wenn man die »Semantik« sich als geschichtetes System von »Ebenen« vorstellt, so dass auch Lyre konzediert, dass

die Objektivier- und Operationalisierbarkeit der Semantik doch wohl eher theoretisch als praktisch besteht. (96f)

Warum eine »Objektivierung« überhaupt notwendig (steht die Existenz in Frage?), und warum diese nur über ihre »Operationalisierung« bzw. »Quantifizierung« (97) erfolgen kann, bleibt unerklärt. Hier schlägt wohl ein verkürztes empiristisches Weltbild durch, nach dem etwas nicht existiert, wenn es nicht quantifiziert werden kann.

Überraschender Weise stellt Lyre für die Biologie die Frage,

»inwieweit die Redeweise von Information nicht doch grundsätzlich nur einem menschlichen Biologen vorbehalten ist« (105)

Diese Frage von »Information« als bloßer Metaphorik (mit bloß epistemologischem statt ontischem Status) hätte Lyre allerdings auch schon für den Bereich der Physik stellen können. Sie wird im Buch auch hin- und wieder auftauchen, als kleine Hintertürchen, wenn die Widersprüche doch zu groß werden. Die Konsequenzen, die aus dieser Sicht folgen könnten, verfolgt Lyre allerdings nicht.

Zurecht stellt Lyre schließlich fest:

»Eine ad-hoc Hervorhebung des Menschen gegenüber anderen Lebensformen oder auch künstichen Informationsverarbeitenden Systemen wäre insofern problematisch, als sie -- wiederum ontologisch -- im Sinne eines Dualismus von Geist und Körper aufgefasst werden könnten.« (106)

Die Frage, wie allerdings die hermit angesprochenen drei Seinsweisen materieller Realität qualitativ von einander zu unterscheiden seien und was daraus erkenntnistheoretisch folgen müsse, stellt sich Lyre nicht. Er sieht oder ahnt die Probleme, stellt sie aber oft nur mit einem sowohl-als auch als verschiedene Möglichkeiten nebeneinander, ohne hinreichende Kriterien der Entscheidbarkeit zu erarbeiten. Sein eigener apriorischer Theorieansatz entspricht diesem »Schwanken« (s.u.).

Auf die Seite der Metapher bzw. bloßen Epistemologie -- mit deutlicher Nähe zu Dawkins »egoistischem Gen« -- schlägt sich Lyre auch mit dem folgenden Satz:

»Evolution ist Evolution von Information«

Auch dieses Kapitel wird mithin wage abgeschlossen:

»Es erscheint daher nicht unplausibel, dass eine moderne Definition von Leben den Informationsbegriff an zentraler Stelle enthalten sollte. Wir müssen freilich offen lassen, wie eine solche Definition genau zu formulieren wäre.« (124)

Kognitionswissenschaften

Für Lyre ist »Denken« das menschlich Spezifische, folglich sind die sich mit »Denken« befassten Wissenschaften die zuständigen. Zunächst werden »Symbolismus und Konnektionismus« vorgestellt, wobei weitgehend die jeweilige Metaphorik übernommen wird. Was ein »Symbol« ist und ob es sich bei den KI-Ansätzen wirklich um »Symbolverarbeitung« handelt, hinterfragt Lyre nicht. Ebenso wird beim Konnektionismus die neurobiologische Metaphorik unbesehen akzeptiert.

Obwohl schon angegraut, trifft unsere Auseinandersetzung mit dem Konnektionismus im Buch »Neuronale Netze und Subjektivität« weiterhin die wesentlichen Kritikpunkte. Das sei hier nicht wiederholt.

Teil des Kapitels ist auch eine Auseinandersetzung mit der »Philosophie des Geistes«, die Lyre durchaus in das sich anschließende Philosophie-Kapitel hätte legen können. Lyre diskutiert das Leib-Seele-Problem, das heute als »Gehirn-Geist-Problem« eine neue Gestalt bekommen habe. Lyre sieht vier Positionen (mit eigenem Hang zu letzterer):

Zentrales Problem der »Philosophie des Geistes« sei das sog. »Qualiaproblem«. Als Qualia wird das phänomenale Bewusstsein verstanden, wie ich es subjektiv erlebe. Dieses subjektive Erleben könne niemals durch eine noch so präzise Beschreibung der neurobiologischen Prozesse erreicht werden. In der Sprache von Lyre:

»...das Subjekt besitzt einen privilegierten Zugang zum phänomenalen Gehalt seiner eigenen Bewusstseinszustände« (160)

Damit eröffnet Lyre allerdings erneut jene eigentümliche Spaltung zwischen (je) »mir« und (je) »meinem Bewusstsein«, die die ganze Debatte um die »Philosophie des Geistes« kennzeichnet. Gleichzeitig erkennt und nennt Lyre die »epistemische Asymmetrie« zwischen der »Erste-Person-Perspektive« und »Dritte-Person-Perspektive«, die für ihn »ein starkes Argument für die Irreduzibilität phänomenalen Bewusstseins« (160) bildet:

»Der Innen-Zugang via erster Person zum (Selbst-)Bewusstsein ist offenkundig privilegiert -- Selbstbewusstsein ist ein subjektives, kein intersubjektives Phänomen« (161)

Warum nicht intersubjektiv? Dem könnte entgegengehalten werden, dass das Bewusstsein wissenschaftlich ausschließlich subjektiv-intersubjektiv (nämlich im Gründe-Diskurs) zugänglich ist. Doch damit müsste der Standpunkt dritter Person verlassen werden, was Lyre nicht vorhat:

»Ungeklärt ist dabei noch, ob die in den Qualia zum Ausdruck kommende subjektive Selbsterkenntnis tatsächlich auf Information reduzierbar ist. Falls ja, so würde sich phänomenale von physikalischer Information zwar epistemologisch, nicht aber ontologisch unterscheiden.« (161)

Anmerkung am Rand: Hier müsste es eigentlich »epistemisch« und »ontisch« heißen, aber Erkennen bzw. Sein und die Wissenschaften derselben unterscheidet Lyre meistens nicht (vgl. auch die Titel der drei Hauptkapitel).

Etwas weiter schreibt Lyre dann:

»Der vermeintliche Unterschied zwischen phänomenaler und physikalischer Information kann unter Umständen auf Fragen der Datenrepräsentation zurückgeführt werden.« (173)

Damit landet Lyre wiederum im unfruchtbaren Diskurs um die »symbolische« vs. »subsymbolische« Datenrepräsentation, womit »Daten« und »Information« kurzgeschlossen werden (vgl. die Auseinandersetzung insbesondere zum Symbolbegriff in unserem o.g. Buch).

Philosphie

Nach einer kurzen Diskussion der sprachanalytischen Philosophie der Information (Frege, Russell, Wittgenstein, Carnap) stellt Lyre seinen eigenen »Informationsbegriff a priori« vor:

»Mit KANT soll der Terminus a priori im strengen Sinn von "aller Erfahrung methodisch vorgängig" verstanden werden« (195)

Die beiden verwendeten -- der Erfahrung und damit auch Begründung entzogenen -- Setzungen sind »Unterscheidbarkeit« und »Zeitlichkeit«. Aus der Unterscheidbarkeit leitet Lyre sodann einen ersten Informationsbegriff ab:

»Information ist ein Maß für den Grad an Unterscheidbarkeit. Ihre Einheit ist das bit« (197)

Und die Zeitlichkeit hinzugefügt:

»Unterscheidbarkeiten der Zukunft werden potenzielle Information, Unterscheidungen der Vergangenheit aktuelle Information genannt« (198)

Auf die drei semiotischen Dimensionen bezogen:

»Der syntaktische Aspekt von Information betrifft das Auftreten von Unterscheidbarkeiten. Der semantische Aspekt betrifft Unterscheidbarkeiten, unter deren Voraussetzung der syntaktische Aspekt erst möglich wird. Der pragmatische Aspekt von Information betrifft neu bewirkte Unterscheidbarkeiten als Folge des semantischen Aspekts früherer Unterscheidbarkeiten« (198)

Lyre favorisiert damit den neutralen Monismus (s.o.), wobei die apriorischen Setzungen das Dritte »oberhalb« von Materie (z.B. einem materiellen Träger) und Geist (einem Bewusstsein) markieren. Allerdings sei der Informationsbegriff erst vollständig, wenn eine Unterscheidung von Subjekt und Objekt vorgenommen werde:

»Information existiert für Subjekte -- Objekte werden durch Information konstituiert.« (200)

Subjekte seien nun ihrerseits wie Objekte durch Information beschreibbar, wodurch aber ihr Subjektstatus verloren gehe. In diesem Fall muss ein neues Subjekt hinzutreten, für das die Information existiert:

»In diesem Sinne ist das Subjekt im Rahmen der informationstheoretischen Systematik irreduzibel -- nicht individuell, aber methodisch prinzipiell.« (201)

Warum das »methodisch prinzipiell« nicht reduzierbare Subjekt nicht für das je individuelle Subjekt gelten solle, wird nicht begründet. Damit nimmt Lyre die Erkenntnis, dass Subjekte sich durch ihre »Erste-Person-Perspektive« qualitativ von der »Dritte-Person-Perspektive« einer Objektbeschreibung abheben, wieder zurück. Mit Bezug auf Kant unterscheidet Lyre zwischen »empirischen« und »transzendentalen« Subjekt und verweist mit folgender Aussage das »empirische Subjekt« wieder in den Objektstatus zurück:

»Information existiert nur für Subjekte in deren Eigenschaft, transzendentale Subjekte zu sein.« (201)

Das ist ein bekanntes Problem aus der traditionellen Psychologie, die den Subjektstatus und den Standpunkt erster Person prinzipiell für »empirisch« unzugänglich hält.

Lyre stellt für die drei sich wechselseitig referezierenden semiotischen Dimensionen seines apriorischen Informationsbegriffes eine »inhärente Zirkularität« (201) fest:

»...so ergibt sich ein groß-skaliger Zirkel, den man dann als unvermeidliches Charakteristikum empirischer Wissenschaft und ihrer Reflexion ansehen muss« (201)

Er meint aber, dass es sich nicht um einen »Begründungszirkel«, sondern vielmehr um einen »Kreisgang« handele,

...da ja schließlich die "ontisch-realen Informations-Verhältnisse in der Welt" [Ref. C. F. v. Weizsäcker, SME] wiedergegeben sind. (201)

Das »transzendentale Subjekt« ist mithin Lyres Rückzugsort, von dem aus er den logischen Zirkel aufzubrechen meint, den er sich durch seinen ausschließlich auf Objekte bezogenen Empiriebegriff eingehandelt hat: Letztlich vermag

»erst das transzendentale Subjekt Information als Information zu beschreiben« (202)

Und abschließend:

»Die Pointe der transzendentalen Auffassung von Information ... ist, dass der Unterschied zwischen dem ontischen oder epistemischen Charakter von Information gänzlich fällt, da Information sowohl den Baustoff der Welt wie auch unser Wissen von ihr darstellt.« (210)

Fazit

Bezugnehmend Lyre wären (mindestens) vier Kritikbereiche auszuführen:

  • Fehlende qualitative Unterscheidung der drei Daseinsweisen materieller Realität
  • Behandlung der Information als Substanzbegriff statt als Verhältnisbegriff
  • Fehlende Rekonstruktion einer möglichen Genese von Information
  • Begriff vom isolierten Individuum statt einem gesellschaftlichen Menschen
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