Information und Zusammenhang

Universität zu Köln :: Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung
Hauptseminar WS 05/06 :: Semantic Web :: Prof. Dr. Manfred Thaller
Bernard Favre-Bulle (2001):
Information und Zusammenhang:
Informationsfluß in Prozessen der
Wahrnehmung, des Denkens und der
Kommunikation, Wien et al.: Springer.
Birgitta Burger
1.12.05
Einleitendes
• „Der Leser erfährt, wie Information tatsächlich
funktioniert – wie wir sie verarbeiten, welche
Mechanismen sie steuern und welch
grundlegende Rolle der Zusammenhang
dabei spielt.“ (Klappentext)
 Information: Interdisziplinäre Behandlung
durch Informationswissenschaft, Neurowissenschaft, Kognitionswissenschaft und
Sprachwissenschaft
Gliederung
Bild: Kapitel-Gliederung
Information
Kapitel 2
Was ist Information?
• Lat.: In Form bringen, Bildung
• Wort / Zeichen keine Information, sondern löst beim
kognitiven System (Mensch, Tier, Computer)
Informationsfluss durch Wahrnehmungsprozess aus
• Information: Ergebnis eines Interpretationsprozesses
einer Nachricht durch kognitives System im Kontext
• Information nie absolut: Bedeutung je nach Kontext
anders; Vorwissen wichtig (Relativität)
• zwei wichtige Paradigmen für Information
1. nachrichtentechnisches Informationsparadigma
2. semantisches Informationsparadigma
Nachrichtentechnisches IP
•
•
•
•
•
Shannon: mathematische Informationstheorie
Maximale Informationsübertragungsrate und
Optimierung der Nachrichtenverschlüsselung
(Effizienz steigern, Störeinflüsse mindern)
Unsicherheit: Empfänger weiß nicht, welches
Symbol als nächstes kommt; Mathematische
Wahrscheinlichkeitsgröße: Entropie
Aufhebung dieser Unsicherheit  Information
Symbolinhalt, -bedeutung nicht relevant!
Sender – Empfänger - Modell
•
Kommunikationsprozess: Informationsflüsse
erzeugen, senden, übertragen, empfangen und
interpretieren
Bild: Sender-Empfänger
•
•
•
Ideal: Empfänger bekommt alles vom Sender
übermittelt – selten!
Problem: Sender weiß nicht, ob ankommt, was er will
Abhilfe: bessere Technik (digital, redundante Codes
(Fehlerkorrektur mindert Leistung), Rückbestätigung)
Semantisches IP
•
•
•
•
Inhalt der Information  Bedeutung
Dretske
Semiotik: Struktur der Zeichen selbst, ihrer
Kombinierbarkeit und ihrer Funktion als
Elemente im Kommunikationsprozess
(Peirce, Morris; Eco, ...)
Situationstheorie: mathematische Theorie
von Information und Bedeutung;
Modellierung von Objekten und ihren
Beziehungen in sog. Situationen (Barwise,
Perry; Devlin)
Konnektionistische
Modelle
Kapitel 3
Konnektionistische Modelle
•
•
Modellierung von kognitiven
Strukturen und Funktionen durch
große vernetzte Parallelsysteme
Da Gehirn aber noch viel zu wenig
erforscht (bes. Denken und Handeln):
Modellierung durch Künstliche
Neuronale Netze
Künstliches Neuron
Bild: KNN-Einheit
Bild: künstliches Neuron/Einheit
Semantische Netze
•
•
•
vernetztes Wissen in Graphendarstellung
Knoten: Objekte, Kanten: Eigenschaften,
Beziehungen  Zusammenhänge
„Die schwarze Katze frisst die graue Maus.“
KNN dazu
•
•
In KNN
umwandeln:
Knoten =
Neurone, Kanten
= Eigenschaftsneurone,
Bindeneurone
Schnell
unübersichtlich,
daher Cluster
bilden 
Konzeptknoten
Wissen
Kapitel 4
Was ist Wissen?
•
Buch transportiert Wissen, kognitiver Agent
hat Wissen: Erzeugung von Wissen durch:
–
–
–
–
–
klare und sichere Wahrnehmung einer Sache
(z.B. externe Sinneswahrnehmung)
Lernen, Interpretation
Praktische Erfahrung: Üben (z.B. Programmieren)
Kenntnis von Fakten und Vertrautheit mit ihnen:
wiederholte Konfrontation in verschiedenen
Zusammenhängen, auch unbewusst
Kompetenz
Was ist Wissen?
•
•
•
gilt auch für künstliche Agenten, z.B.
Wissensbasen, die sich autonom
Wissen aneignen
(Wissensrepräsentation)
Wissen immer innerhalb eines
kognitiven Systems und daran
gebunden
prägt Verhaltensweisen, bildet Kontexte
Wissensrepräsentation
•
Symbolsysteme
–
–
–
–
•
konnektionistische Systeme
–
–
•
Computer, künstliche Wissensbasis, Expertensystem
Gehirn? (vermutlich nicht)
Wissen explizit, nicht tief in neuronaler Struktur
eingebettet
Systeme bislang nicht leistungsfähig genug
für praktikable Lösungen nicht weit genug entwickelt
 Fortschritte durch parallele Verarbeitung erhofft
vorhandenes Wissen aktiv einbringen, Schlussfolgerungen ziehen, neue Strukturen/Wissen bilden
neue verbindende, hybride Ansätze
Wahrnehmung und
Denken
Kapitel 5
Kognition(swissenschaft)
•
Wahrnehmungs-, Denk- und Erkenntnisvorgänge (vorstellen, erinnern, verarbeiten,
interpretieren, lernen, speichern von Wissen)
Bild: Disziplinen Kognitionswissenschaft
Bild: Disziplinen
Paradigmen und Modelle
•
Paradigma
–
–
•
Vorlage, Muster für Problemanalyse,
Grundstruktur
bestimmt Aussehen des Modells
Modellbildung (Nachbildung)
–
–
–
um Einsichten in menschliche und künstliche
Systeme zu erhalten
Abstraktion, Annäherung an Wirklichkeit,
Anschaulichkeit, Vereinfachung
Wechselwirkungen mit anderen Systemen und
Umwelt
Wahrnehmung
•
•
Filterung relevanter von nichtrelevanter
Information (Fokus, Vordergrund, Hintergrund)
Erkennen = Wahrnehmungsprozess
1. kognitive Sensoren (Augen, Ohren, Haut...)
2. interne Repräsentation der einfließenden Rohdaten
(Wiedererkennung, Neuerfassung der Muster)
3. die höheren Wahrnehmungsvorgänge ermöglichen
dem Gehirn, Informationen über erkanntes Objekt
zu erhalten (Interpretation, kontextuelle Einbettung
in Weltwissen, Gedächtnis, ...)
Denken
•
intellektuelle Fähigkeit
– gedankliches Umherschweifen,
unbewusstes Assozieren
– zielorientiertes Problemlösen
(Teilprobleme, schrittweises lösen)
– deduktives Schließen: Folgerungen mit
Gewissheit aus Prämissen ableitbar
– Induktives Schließen: Folgerungen, die nur
mit gewisser Wahrscheinlichkeit zutreffen
– Kreativität und Innovation:
Grenzüberschreitung
Kontext
Kapitel 6
Kontext
•
•
•
•
informationeller Hintergrund (gemeinsames
Wissen)
nötig für Wahrnehmung, Kommunikation,
Planung, Entscheidungen ...
Ohne Kontext wäre Zusammenwirken von
einzelnen Einheiten nicht verständlich
Vereinfacht bei der Interpretation von
Information durch kognitive Agenten gilt:
Information + Kontext = Bedeutung
Kontext
•
•
•
•
besonders wichtig, wo Informationslage
entweder zu klein (zusätzliche Hintergrundinfos) oder zu groß (Filterkriterien)
kultureller und emotionaler Kontext
Effekte durch Kontext: z.B. Dinge
missverstehen
Gehirn kann über Kontext hinweg
abstrahieren
Sprache
Kapitel 7
Sprache
•
•
•
•
Funktion, Struktur und Eigenschaft der
Sprache in Hinblick auf Information und
Kontext untersuchen
Sprache funktioniert über Struktur und
Regeln  Grammatik: Standardisierung auf
konzeptioneller und formaler Ebene, um
miteinander zu kommunizieren, aber flexibel
für unbegrenzte Ausdrucksmöglichkeiten
Semantik: Inhalt und Bedeutung nicht absolut
(Mehrdeutigkeiten, Ungenauigkeiten) 
Kontext
kulturell geprägte Denkschemata 
sprachliche Strukturen
Bild: Merkmale von Sprache
Ich sehe was, was Du nicht siehst!
„Find the Milkmaid.“
Bild: Schüttelbild Milchmädchen
Fragen?
Vielen Dank!