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4. März 2011
Informationsphilosophie. Information und urbanes Systeme 1
Programa PROMETEO - SenescytFLACSO, Quito| UPSE, Santa Elena - 2014
José María Díaz Nafría (UPSE; León; Munich)
Información y complejidad(La comprensión general de la información como instrumento para la articulación científ ica en la confrontación de problemas medioambientales)
Información y complejidad
Contenido
1. El problema del estudio de sistemas complejos
2. Sobre el concepto de información (un campo de estudio interdisciplinar)• Shannon y la perspectiva física• El problema de la verdad• Vida, evolución y relevancia• Hacia una metateoría de la
información3. Recorriendo la escalera de la
complejidad
2Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
1. El problema del estudio de la complejidad
¿Qué es un sistema complejo?¿Ciencia como mecanismo de reducción de la complejidad?¿Qué es complejidad?• Complejidad real vs aparente• Complejidad de Kolmogorov o Información algorítmica• El estudio de las redes. ¿Qué es una red?• Compejidad ordinaria vs reflexiva (Funtowicz y de Marchi, 2000)
¿Sujetos de conocimiento?• Interéses, propósitos, puntos de vista• Analizamos la realidad con categorías que subsumen intereses
(Habermas, Ortega)
¿Cómo vincular la antropología y la ecología?
¿Qué es naturaleza?
3Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
2. Sobre el concepto de la información (un campo de estudio interdisciplinar)
4Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
2. Sobre el concepto de la informacións.XX - Teoría Matemática de la Comunicación
(Shannon)
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EmisorEmisor CodificadorCodificador ReceptorReceptorDecodificadorDecodificador
Mensaje Original Mensaje
Codificado
Mensaje Decodificado
Ruido
Canal
Canal sin ruido (mágico - transparente)
La TMC (Teoría de la Información) se propone resolver el problema técnico 1. ¿Cómo eliminar el ruido?2. ¿Qué medios usar para transmitir una cierta cantidad de información?3. ¿Cómo sacar máximo rendimiento informacional a unos recursos limitados?
Para ello:4. Busca una definición cuantitativa de la información (descontextualizada)5. Evita inmiscuirse en las cuestiones semánticas y pragmáticas
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
2. Sobre el concepto de la informaciónMultidimensionalidad de la Información
• Semiótica: Teoría de signos y símbolos (Morris, 1938 concepción tridimensional signo de C. S. Peirce)a) A la Sintaxis concierne la ocurrencia de unidades
individuales de información y sus relaciones mutuas.b) A la Semántica concierne el significado de las
unidades de información y sus relaciones mutuas.c) A la Pragmática conciernen los efectos de las
unidades de información y sus relaciones mutuas.
Una comprensión completa de la información se desenvuelve en las dimensiones: Sintáctica, Semántica y Pragmática
6Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
2. Sobre el concepto de la informaciónConcepto de Información: ¿objetivo o subjetivo?
7Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
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Sintáctico¿Cómo se expresa?
TMC (Shannon, Weaver)
TMC (Shannon, Weaver)
Semántico¿Qué representa? ¿Es verdad?
Pragmático¿Qué valor/efecto tienen?
Tª de la Información Cuántica
y de la Medida (Lyre,
Mahler…)
Tª de la Información Cuántica
y de la Medida (Lyre,
Mahler…)
Universo holográfico (Bekenstein)
Universo holográfico (Bekenstein)
Sintáctico¿Cómo se expresa?
Empirismo lógico (Bar-Hillel, Carnap)
Empirismo lógico (Bar-Hillel, Carnap)
Constructivismo cognitivo(Dretske)
Constructivismo cognitivo(Dretske)
Semántica de situaciones (Barwise, Perry, Seligman…)
Semántica de situaciones (Barwise, Perry, Seligman…)
Tª Algorítmica de la Información (Solomonoff, Kolmogorof, Chaitin)
Tª Algorítmica de la Información (Solomonoff, Kolmogorof, Chaitin)
Cibersemiosis (S. Brier) Info-computacionalismo (Dodig-Crnkovic)
Cibernética 2º orden (Foerster…) Dinámica de lógicas de información (van Benthem)
Teoría Unificada de la Información (Hoffkirchner,…) Teoría General de la Información (Burgin)
Cibersemiosis (S. Brier) Info-computacionalismo (Dodig-Crnkovic)
Cibernética 2º orden (Foerster…) Dinámica de lógicas de información (van Benthem)
Teoría Unificada de la Información (Hoffkirchner,…) Teoría General de la Información (Burgin)
Fuzzy semantics (Zadeh, Pérez-Amat…)
Fuzzy semantics (Zadeh, Pérez-Amat…)
Tª de los sistemas Auto-referenciales (Luhmann)
Tª de los sistemas Auto-referenciales (Luhmann)
Teoría estética de la Información (Bense, Moles)
Teoría estética de la Información (Bense, Moles)
Teoría de la acción orientada a propósitos (Janich)
Teoría de la acción orientada a propósitos (Janich)
Tª de la Actividad (Karpatschof)
Tª de la Actividad (Karpatschof)
Cibernética clásica (Wiener, Ashby, …)
Cibernética clásica (Wiener, Ashby, …)
2. Sobre el concepto de la informaciónInformación en las ciencias vs dimensiones de la información
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
2. Sobre el concepto de la informaciónAcuerdos para un enfoque interdisciplinar
• En la “era de la información” debiéramos ser capaces de entender qué significa “realmente” información (Comparación con la edad de hierro)
• La naturaleza de la información no está resuelta
• Puede considerarse la información como algo que “realmente” media entre objetos y sujetos, o lo que articula la evolución del ser
• Relatividad del concepto de objeto y sujeto; absolutidad del proceso evolutivo.
9Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
2. Sobre el concepto de la informaciónInformación Tangible (Informatio-Corporaliter)
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Tiempo
t1 t2 t3
Información
Sujeto del cambio
Objeto: En oposición al “sujeto” del cambio
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
2. Sobre el concepto de la informaciónInformación Intangible (Informatio-Incorporaliter)
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Tiempo
Información
t1 t2 t3
Sujeto del cambio(en la percepción)
Objeto: En oposición al sujeto del cambio (percepción)
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
2. Sobre el concepto de la informacióna) Shannon y la perspectiva física
I = - ld p = - log2 p
Se trata de una medida extensiva: Contenidoinform. de un sistema dual: I(cont) = I(1) + I(2)
• Probabilidad e información potencial sintáctica son conceptos equivalentes para la cuantificación de las posibilidades.
• El concepto de probabilidad puede considerarse como un sub-concepto de un concepto general de información (p=2-I)
12Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
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32 Cartas: 8 cartas / palo (tréboles, picas, corazones y diamantes)
1-8 de Tréboles 1-8 de Picas 1-8 de Corazones
1-8 de Diamantes
Mínimo nº de preguntas (promedio) con respuestas Sí/NoP1: Negro?
R1: NoP2: Corazón?
R2: NoP3: > 4?
R3: NoP4: > 2?
R4: SiP5: 4?
R5: Si
2. Sobre el concepto de la informacióna) Shannon y la perspectiva física
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
• Primicia/Novedad en la TMC“La palabra información, en esta teoría, está usada en un sentido especial que no debe confundirse con su sentido ordinario. En particular, información no debe confundirse con significado… De hecho, 2 mensajes, uno de los cuales está muy cargado de sentido y el otro carece por completo de sentido, pueden ser exactamente equivalentes desde este punto de vista en lo que respecta a la “información”… En la teoría de la comunicación, la información se refiere no tanto a lo que se dice sino a lo que podría decirse. Información es una medida del grado de libertad de elección del comunicador a la hora de elegir un mensaje.” (Weaver)
La teoría de la información en telecomunicaciones trata la información bajo aspectos meramente sintácticos 14
2. Sobre el concepto de la informacióna) Shannon y la perspectiva física
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
• Entropía y 2º Principio de termodinámica– Principios (1º, 2º, 3º) máquinas-situaciones
límitedS = Qrev/T, dS 0 Qirr Procesos irreversibles
– BOLTZMANN, MAXWELL, GIBBS: Tª fenomenológica microscópica-mecánica
– BOLTZMANN (1896): Entropía como concepto
cuantitativo: S = –k B lnp S = –k Bpilnpi = –k B’ I
La entropía informacional y termodinámica son formalmente idénticas. Ambas cantidades son equivalentes si se considera entropía como información potencial, relativa a la cantidad de micro-estados que corresponden a un mismo macro-estado conocido.
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2. Sobre el concepto de la informacióna) Shannon y la perspectiva física
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
• Demonio de Maxwell
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Las moléculas tienen la mismaVelocidad promedio
Diferente velocidad promedio
2. Sobre el concepto de la informacióna) Shannon y la perspectiva física
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
• Aspectos temporales de la información (Weizsäcker):– Actual: información presente y con efectos ya surtidos– Potencial: posibilidad de obtener información actual.
Esto es, la diferencia entre presente y futuro queda así reflejada en el concepto de información.
La información actual existe de hecho, mientras que la información potencial solo existe en relación a las posibilidades
Por tanto, Iact puede considerarse ontológicamente mientras que la Ipot es intrínsecamente relacional.
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2. Sobre el concepto de la informacióna) Shannon y la perspectiva física
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
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Generalized 2nd principle of thermodynamics:
entropy/information of a closed system increases
(Potential) information: what the observer ignores about a situation(Boltzmann) Entropy: what the observer ignores about the
microscopic constitution of a system
Example: steam engine this is a non-self-organizing systems working for itself, but for another system
INFORMATION as potentiality for building constraints and affordances that enable propagating work.
• Increasing the probability of the macrolevel• Quasi-ergodic: lasting
The Dynamics of Becoming: Information and Matter
2. Sobre el concepto de la informaciónb) Generalización del concepto de información
termodinámico
19The Dynamics of Becoming: Information and Matter
E Waste
E Waste
Natural evolution:
Cultural evolution:
Naturally stabilised
Culturallystabilised
2. Sobre el concepto de la informaciónb) Generalización del concepto de información
termodinámico
• El contenido de información algorítmico es una medida de la diversidad sintáctica o complejidad
• La descripción más breve: Ialg(s)=L(pmins)• Diferencias con el concepto shannoniano:
1. Meramente sintáctivo vs. Mínima complejidad como uso de una semántica que permite un esfuerzo sintáctico mínimo.
2. Información potencia vs. Actual3. Concepto objetivo vs. cuantitativo-relativo: complejidad
respecto a las regularidades legibles en un espacio semántico determinado.
• El contenido de información algorítmica mide Iactual bajo aspectos a la vez sintácticos y semánticos. No representa una medida absoluta sino relativa.
• No es computable, depende del sujeto (recursos semánticos)
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2. Sobre el concepto de la informaciónc) Vida, evolución y relevancia
Información algorítmica o la generación de las estructuras
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
2. Sobre el concepto de la informaciónc) Vida, evolución y relevancia - Genética y Evolución
• Dogma central de la biología molecular– 4 Bases: (A) Adenina, (G) Guanina, (T) Thymina, (C)
Cytosina– Reglas de Chargaff: {A & T}, {G & C} cantidades molares
equival.• La molécula-hereditaria ADN representa en su
estructura nucleótida un código genético (i.e. información sintáctico-semántica para la producción de RNA y proteínas)
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DNA RNA PolipeptidosTranscripción Traducción
Desde el descubrimiento de los retrovirusReplicación
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
2. Sobre el concepto de la informaciónd) Hacia una meta-teoría de la información
• Teoría Unificada de la Información (UTI RG, W. Horfkirchner et al.) Ta Evolución
• Teoría General de la Información (GTI, M. Burgin) Teoría algorítmica de la I.
• Info-computacionalismo (G. Dodig-Crnkovic) Teoría algorítmica de la I.
• Ta Metasemántica (R. Zimmermann, J.M. Díaz Nafría) Ta Evolución (emergencia)
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3. Recorriendo la escalera de la complejidad
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Perspectiva Progresiva (naturaleza)“La fuerza por la que ocurre el desarrollo de los individuos es la misma fuerza por la que diferentes organizaciones sobre la tierra llegan a la existencia” (Kielmayer, c. 1790)
Perspectiva Regresiva (interpretación)“Lo que llamamos naturaleza es una poesía encerrada en una escritura secreta y enigmática. Si desveláramos el enigma, reconoceríamos la Odisea del espíritu” (Schelling, STI, 1800)
Agentes generalizados ( concepto de S. Kauffman de agencia autónoma):
sistemas que pueden realizar ciclos termodinámicos completos (desde la pre-geometría, a la física, a la química, a la biología, a la vida consciente, y a la vida social)Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
3. Recorriendo la escalera de la complejidad
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• Se requiere re-definir los conceptos filosóficos de elección (desde un conjunto (in)determinado de posibilidades), significado (relacionado con los sentidos del ser, las disposiciones ontológicas del ser real) y normalización (como efecto combinado de una masa crítica de partes interactuantes) a través de las jerquías de complejidad.
• Los atributos fundamentales de: Energía, Materia e Información, Estructura requieren revisión en cuanto a componentes básicos para la constitución y la evolución de los sistemas.
Potencialidad
ENERGÍA: para realizar trabajo
INFORMACIÓN: para seleccionar/utilizar trabajo en
beneficio de la organización dels sistema
Actualidad
MATERIA: energía actualizada (estabilizada)
ESTRUCTURA: actualización de la organización potencial
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
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1. Level: Spin-Network
3. Recorriendo la escalera de la complejidad
Der Organismus als Prinzip der Vereinheitlichung
26The Organism as Unification Principle
3. Recorriendo la escalera de la complejidad
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2. Particles are made and some of them are durable and able to combine as to constitute Atoms
Der Organismus als Prinzip der Vereinheitlichung
3. Recorriendo la escalera de la complejidad
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3. Its combination made possible the formation of heavenly bodies
Der Organismus als Prinzip der Vereinheitlichung
3. Recorriendo la escalera de la complejidad
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4. An specific combination of chemical elements, energy availability, protection… make the emergence of life possible, which “aus der Kern der Materie sprosst”. Example: Proton-channels
Der Organismus als Prinzip der Vereinheitlichung
3. Recorriendo la escalera de la complejidad
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3. Recorriendo la escalera de la complejidad
a) Objective response
flagellum
nucleolus
nucleus
photoreceptor chloroplast
contractile vacuole
eyespot
paramylon
pellicle
flagellar swelling
Euglenoid cell
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
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3. Recorriendo la escalera de la complejidad
b) Cognitive response
Light
Pho
tore
cept
ors
Pho
tore
cept
ors
Neu
rona
l net
wor
k
Light
Neu
rona
l ne
twor
k
a) Retina structure of vertebrates b) Retina structure of octopus
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3. Recorriendo la escalera de la complejidad
c) Respuesta reflexiva
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
• Creciente carácter abierto• Mediado por el aprendizaje (almacenado en la memoria) • Abierto a futura revisión, profundización, corrección… • Los tipos (a) - (b) están presente en gran medida. • La realidad aprendida puede ser sentida como realidad en sí misma y no solo
como estimulo. • La manifestación de la realidad es esencialmente ambigua en dos sentidos:
(i) Con respecto al objeto mismo como algo que debe ser desentrañada, (ii) Respecto a su conexión con su entorno al cual puede estar relacionado por
diferentes disfuncionalidades. Este caso particular de sentir objetos en contextos culturales (incluido las mediaciones técnicas, sociales, políticas y económicas)
• Funcionalismo perceptivo; Gestaltpsychologie • La interpretación opera como la naturaleza: busca los medios más simple (esto
es lo más efectivo con respecto a los recursos usados) para definir la agencia en la cual la realidad puede ser observada
• Materialismo cultural (vacas y terneros –M. Harris); Estructuralismo (estructura de la familia, Saga de Ausdrubal –C. Lévi-Strauss)
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3. Recorriendo la escalera de la complejidad
c) Cognitive response
Jul. 2014 Información y complejidad, en estudios ambientales
s N
, Ψ1N
... ΨNN
Initial hypothesis
G2-1 G1
-1
G2 G1
Ob{ k1Ψ }
},{ 1kkd ss
K{ ks }
Ob{ k2Ψ } Ob{ k
3Ψ } Ob{ kNΨ }
G3-1
G 3
GN-1
G N
● ● ●
Application of observations (corresponding to manifestation of modality 1, 2,.. )
Gi : allows to derive the manifestation of modality i from an interpretation of the object, s.
Gi -1: allows to make an interpretation of the object s consistent with observation i
Truthfulness criterion
Iteration Interpretation output
Is information a sufficient basis for cognition?34
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Debe proveerse crédito del autor original : Díaz Nafría, J.M. (2014). Información y complejidad en estudios medioambientales. Santa Elena: UPSE.
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