contributii recente la teoria matematica a comunicarii

7/30/2019 contributii recente la teoria matematica a comunicarii

1/9

Contribuii recente la teoria matematic a comunicrii

Waren Weaver 1949

Acest articol conine trei pri. n prima i n cea de a treia, WW este responsabil att pentru ideict i pentru form. Seciunea din mijloc, ce a de a doua, problemele de comunicare la nivelul A,este o interpretare a articolelor matematice ale lui Dr. Claude E Shannon de la Laboratoarele deTelefonie Bell. Lucrarea lui Dr. Shannon i are rdcinile, aa cum von Neumann a artat, nobservaia lui Boltzman, ntr-una dintre lucrrile sale despre fizica statistic (1894), i anume centropia este legat de informaia lips n aceeai msur n care este legat de numrul dealternative rmase posibile pentru un sisistem fizic dup ce toat informaia observabilmacrosopic a fost stocat. L Szilard a extins aceast idee ntr-o discuie mai general cu privire la

informaie n domeniul fizicii i von Neumann a tratat informaia n mecanica cuantic i nfizica particulelor. Opera lui Dr. Shannon concentreaz de o manier mai elocvent anumite ideidezvoltate n urm cu douzeci de ani de H Nyquist i RVL Hartlez, ambii de la laboratoareleBell. Dr. Shannon a subliniat el nsui c teoria comunicrii i datoareaz mult lui NorbertWiener n ceea ce privete filosofia sa de baz. Profesorul Wiener, pe de alt parte, arat c operaincipient a lui Shannon cu privire la logica matematic a inspirat interesul su pentru acestdomeniu i a adugat cu generozitate faptul c Shannon merit fr ndoial credit pentrudezvoltarea independent a unor aspecte fundamentale ale teoriei cum ar fi introducerea ideii deentropie. Shannon a fost fr ndoial n special interesat s mping aplicaiile mai departe ctre

comunicarea din perspectiv inginereasc n timp ce Wiener a fost mai degrab concentratasupra aplicaiilor n domeniul biologic (sistemul nervos central, etc).

1. Not introductiv n conceptele de baz ale studiilor analitice asupra comunicrii.Communicarea. Cuvntul comunicare va fi folosit ntr-un sens foarte larg ce include toateprocedurile prin care o minte o afecteazpe alta. Aceasta implic, desigur, nu doar vorbireascris i oral, dar, de asemenea, muzica, artele vizuale, teatrul, baletul i de fapt ntregulcomportament uman. n unele privine poate fi de dorit s folosim o i mai larg definiie a

comunicrii, i anume, una care ar include procedurile prin intermediul crora un mecanism (sspunem un echipament automat pentru detecia traiectoriei unuiavion pentru a genera poziia saviitoare) afecteaz un alt mecanism (s spunem o rachet care urmrete acel avion).

Limbajul acestui memoriu poate apela adesea la cmpul specific i totodat vast i important alcomunicrii prin limbaj. Dar practic tot ceea ce se afirm aici se aplic n mod egal muzicii deorice tip i de asemenea imaginilor fixe sau mobile cazul televiziunii.


2/9

Cele trei niveluri ale problemelor de comunicare

n ceea ce privete vastul subiect al comunicrii se pare c avem probleme pe trei niveluri.Astfel, pare rezonabil s ne ntrebm, pe rnd:

Nivelul A Ct de fildel putem transmite simbolurile ntr-un proces de comunicare? (Problematehnic).

Nivelul B Ct de precis pot simbolurile s transmit nelesul dorit? (problema semantic).

Nivelul C Ct de eficient poate nelesul receptat s afecteze conduita n maniera dorit?(problema eficienei.)

Problemele tehnice sunt mai degrab preocupate cu acurateea transferului de la transmittor lareceptorul unui set de simboluri (scrise) sau a unui semnal continuu variabil (telefonic sautramisie audio), sau al unui semnal conituu variabil bidimensional (televiziune). Matematicprimul implic transmiterea unui set finit de simboluri discrete (separate), al doilea transmitereaunei funcii continue de timp i al treilea transmiterea mai multor funcii de timp continue.

Problema semantic este preocupat de identitatea sau de o aproximare satisfctoare ainterpretrii nelesului de ctre receptor, comparat cu nelesul intenionat de surs. Aceasta esteo problem foarte complex chiar dac avem de-a face cu probleme relativ simple de comunicareprin limbaj.

O problem esenialeste ilustratde faptul c M X poate s nu neleagceea ce Mr. Z spune iatunci este teoretic imposibil, prin comunicarea dintre Mr Z i d-l X s se clarifice aceastsituaie ntr-un interval de timp finit. Dac d-l Z spune Ai neles? i d-l X spune, Sigur cda! asta nu nseamn neaprat o certificare a faptului c s-a ajuns la o nelegere nbteX i Z. Eposibil ca d-l X s nu neleag ntrebarea. Poate prea stupid, dar haidei s ncercm cu Czypafi mnie rozumie? i rspunsul Hai wkkate imasu. Consider c principala dificultate se poatereduce, cel puin dac ne restrngem la cmnul comunicrii prin limbaj, la o mrime tolerabil(dar niciodat complet eliminat) prin explicaii care (a) sunt susceptibile de a nu fi altcevadect aproximri ale ideilor explicate dar care (b) sunt de neles de vreme ce ele sunt explicate

ntr-un limbaj care a fost fcut suficient de clar de ctre utilizatorii si.

Problema semantic are ramificaii largi dac ne gndim la comunicare n general. S ne gndimde pild la nelesul pe care o tire american pentru un rus.

Problemele eficacitii privesc mai degrab succesul cu care nelesul transmis unui ceceptorconduce la comportamentul dorit din partea sa. Se pare, la o prim vedere, c este o perspectivprea ngust aceea n care dorim ca scopul tuturor actelor de comunicare s fie acela de a


3/9

influena conduita receptorului. Dar, orict de larg ar fi definiia conceptului de comportament,e clar c orice comunicare, fie afecteaz comportamentul, fie nu are nici un efect perceptibil.

Problema eficienei implic i consideraii estetice n cazul artelor plastice. n cazul limbajului,scrise sau orale, implic afirmaii care privesc fie purul mecanism stilistic, deci toate aspecteleemoionale i psihologice ale teoriei propagandei, pn la acele judeci de valoare care suntnecesare pentru a oferi un neles folositor cuvintelor succes sau dorit aflate n afirmaiile cucare ncepe aceast seciune.

Problema eficienei este strns legat de problema semantic i se suprapune peste ea ntr-unmod mai degrab vag. Exist o intersectare a tututor categoriilor de probleme enumerate deja.

1.3.Comentarii.

Aa stnd lucrurile cineva ar putea fi nclinat s cread c Nivelul A este un nivel relativsuperficial, implicnd doar detaliile inginereti ale unei bune construcii a sistemului decomunicare n timp ce B i C par s conin aproape, dac nu toate, propblemele filosoficeale teoriei generale a comunicrii.

Teoria matematic a aspectelor tehnice ale comunicrii, aa cum au fost dezvoltate ele deSlaude Shannon de la Laboratoarele de Telefonie Bell, se aplic n prim instan doarproblemei A, i anume, problemei tehnice a acurateei transferului diferitelor tipuri desemnale de la emitor la receptor. Dar teoria are, cre, o semnificaie mai profunc caredovedete faptul c paragraful anterior este n mod clar incorect. Parte a semnificaiei noiiteorii vine din faptul c nivelurile B i C enunate mai sus, pot utiliza doar acele ocurene alesemnalelor comunicrii analizate la nivelul A. Aadar orice limitri descoperite n teorie lanivelul A se aplic n mod necesar la nivelurile B i C. Dar cea mai mare parte asemnificaiei [acestei teorii matematice] vine din faptul c nivelul A se spuprapune pestecelelalte i conine mai multe dect ar putea suspecta un cititor naiv. Asfel, teoria la nivelulA, este, cel puin ntr-o msur semnificativ, de asemenea o teorie la nivelurile B i C. Sperca urmtoarele pri ale acestui memoriu s ilumineze i s justifice aceste ultime remarce.

2. Probleme de comunicare la nivelul A2.1 Un sistem de comunicare i problemele sale.

Un sistem de comunicare paote fi reprezentat simbolic dup cum urmeaz.


4/9

O Surs de informaie, selecteaz un mesaj dorit dintr-un set de mesaje posibile (aceasta esteo remarc extrem de important care cere explicaii detaliate mai trziu).

Un transmitor schimb acest mesaj ntr-un semnal i acesta este de fapt transmis princanalul de comunicare de la transmitor la receptor. n cazul telefonului [clasic] canalul este

un fir, semnalul un curent alternativ pe acest fir; transmitorul este un set de dispozitive(receptorul telefonului, etc) care schimb presiunea sunetelor vocii n curent alternativ. ncazul telegrafului, transitorul codurile transmitorului scrie n cuvinte sunt schimbate nsecvene electrive separate de diferite lungimi (puncte, linii, spaii). n comunicarea oral,sursa informaiei este creierul, transmitorul este mecanismul vocii care produce diferitesunete (semnalul), care este tranmis prin aer (canalul). n cazul radioului, canalul este pur isimplu spaiul (sau eteruldac preferm acest cuvnt vechi i neltor), i semnalul esteunda electromagnetic ce este transmis.

Receptorul este un fel de imagine n oglind a transmitorului, care traduce semnalul tranmisnapoi ntr-un mesaj i care livreaz acest mesaj destinatarului. Cnd vorbesc cu tine creierulmeu este sursa de informaie, iar al tu este destinatarul; sistemul meu vocal este transmitorul,i urecea ta i nervul acustic este receptorul.

n procesul transmiterii, o caracteristic nefericit este aceea c anumite lucruri sunt adugatesemnalului unele dintre ele nefiind intenionate de sursa informaiilor. Aceste adaosuri nedorite


5/9

pot fi disporsiuni ale sunetului (n cazul telefonului) sau sunetele de fond (n cazul radioului) saudistorsiuni n forma imaginii (n cazul televiziunii) sau erori de tranmitere n cazul telegrafului.Toate aceste schimbri n semnalul transmis se numesc zgomot.

Tipurile de ntrebri pe care ni le putem pune n momentul n care avem de-a face cu un

asemenea sistem de comunicare sunt:

a. Cum putem msura cantitatea de informaie?b. Cum putem msura capacitatea canalului de comunicare?c. Aciunea prin care transmitorul schimb un mesaj ntr-un semnal se numete proces de

codificare. Care sunt caracteristicile unui proces de codificare eficient? i, atunci cndprocesul de codificare este ct se poate de eficient, cu ce vitez poate un canal stransmit informaie?

d. Care este principala caracteristic a zgomotului? Cum afecteaz zgomotul acurateeamesajului receptat la destinaie? Cum putem s minimizm efectele nedorite ale

zgomotului i n ce msur pot fi acestea eliminate?e. Dac semnalul transmis este continuu (aa cum este cazul n ce privete vorbirea sau

muzica) i nu e format din simboluri discrete (separate) (cum este cazul n privinalimbajului scris, a telegrafului, etc), cum afecteaz aceasta problema [comunicrii]?

Vom expune acum, fr demonstraii i cu un minimum de terminologie matematic, principalelerezultate pe care Shannon le-a obinut.

2.2. Informaia

Cuvntul informaie, n aceast teorie, e folosit ntr-un sens special care nu trebuie s fieconfundat cu sensul su uzual. n special, informaia nu trebuie confundat cu nelesul.

De fapt dou mesaje, unul care este plin de sens i unul care este total lipsit de sens, pot fi perfectechivalente, din perspectiva acestei teorii n ceea ce privete informaia. Acesta este lucrul pecare, fr ndoial, l are n vedere Shannon atunci cnd spune aspectul semantic al comunicriieste irelevant din punct de vedere tehnic. Dar aceasta nu nseamn n mod necesar caspectele tehnice sunt n mod necesar irelevante pentru aspectele semantice.

Pentru a fi siguri, cuvntul informaie n teoria comunicrii se leag nu att de ceea ce spui, cimai ales de ceea ce ai fi putut sspui. Adic, infromaia este msura libertii cuiva de a alegeatunci cnd selecteaz un mesaj. Dac cineva este confruntat cu o situaie elementar n caretrbuie s aleag dintre dou mesaje alternative, atunci se spune c informaia asociat cu aceastsituaie este unitatea [de msur]. De notat c este neltor (dei comod) s spunem c unul saualtul dintre mesaje este unitatea de msur a informaiei. Conceptul de informaie nu se leag demesajele individuale (aa cum se leag conceptul de semnificaie), ci mai degrab de situaia [n


6/9

care alegem dintre dou variante] n general, unitatea de informaie indicnd faptul c n aceastsituaie cineva are o anume de a alege ntr-o anumit msur n selectarea unui mesaj, i aceastaunitatea convenional pentru aceast msur.

Cele dou mesaje pe care le putem alege ntr-o asemenea selecie pot reprezenta orice. Unul

poate fi un verset din Biblie i altul poate fi cuvntul da. Transmitorul folosete aceste doumesaje n aa fel nct zero este semnalul pentru primul dintre ele i unu este semnalulpentru cel de al doilea; sau ntr-un circuit electric nchis (care permite curentului s circule) estesemnalul pentru primul i un circuit deschis (ce nu permite curentului s treac) semnalul pentrucel de al doilea. Astfel aceste dou poziii, nchis i deschis, ale unui simplu cirucuit, potcorespunde celor dou mesaje.

Pentru a fi mai clari, cantitatea de informaie este definit, n cele mai simple cazuri, ca fiinlelograritmul numrului de alegeri disponibile. Este convenabil s folosim logaritmi n baza 2, maidegrab dect logaritmi Briggs n baza 10, informaia, atunci cnd e vorba despre o alegere ntre

dou variante, este proporional cu logaritm din 2 n baza doi. Aceasta este unitatea de msur;o situaie care implic alegerea dintre dou variante posibile este caracterizat de unitatea demsur pentru informaie, aa cum am afirmat. Unitatea de msur pentru informaie estedenimit bit, acest termen, fiind sugerat pentru prima oara de John W. Tukey, ca fiind oexprimare concensat pentru binary digit. Atunci cnd numerele sunt exprimate n sistem binarexist doar dou cifre, i anume 0 i 1, tot aa cum exist cele 10 cifre (de la 0 la 9 inclusiv) nsistemul zecimal care folosete 10 ca baz. Zero i unu pot fi considerate ca reprezentani ai celordou opiuni, aa cum am afirmat anterior; astfel, un numr binar sau un bit este asociat cu osituaie n care alegem dintre dou variante.

Dac cineva poate s aleag din 16 variante posibile din care putem s alegem, atunci, de vremede 16= 2 4 atunci log216 = 4, i putem spune c aceast situaie este caracterizat de patru bii deinformaie.

3. Relaiile dintre cele trei niveluri ale problemelor legate de comunicare.

n prima seciune a acestui articol s-a sugerat faptul c exist trei nivele la care putemanaliza problema general a comunicrii. Cu alte cuvinte, cineva se poate ntreba:

NIVELUL A. Ct de fildel pot fi transmise simbolurile comunicrii?

NIVELUL B. Ct de precis pot transmite nelesul dorit simbolurile transmise?

NIVELUL C ct de eficient afecteaz conduita interlocutorului mesajul receptat?


7/9

S-a sugerat c teoria matematic a comunicrii, aa cum a fost ea dezvoltat de Shannon,Wiener i alii, i n mod specific teoria tehnic tratat de Shannon, dei se aplic nivelului A,este folositoare i sugestiv pentru nivelul B i C.

Am aruncat o privire, n seciunea 2, asupra a ce anume este aceast teorie matematic,asupra conceptelor pe care le propune i asupra rezultatele pe care le obine. Este scopulacestei ultime seciuni s revizuiasc situaia i s arate n ce msur afirmatiile din primaseciune sunt justificate atunci cnd indicfaptul c progresul fcut la nivelul A este capabils contribuie la nivelele B i C i deasemenea dacsuntem ndreptii s afirmm c inter-condiionriledintre cele trei niveluri sunt totui att de importante nct concluzia final ar fic separarea n trei niveluri artificial i indezirabil.

Generalitatea teoriei la nivelul A

Cea mai evident remarc, i ntr-adevr remarca ce poart povara major a argumentului,este aceea c teoria matematic are un un grad ridicat de genralitate, trateaz problemefundamentale i atinge de omanier clasic,simpl i n acelai timp puternic rezultatelescontate.

Este o teorie cu un grad att de nalt de generalitate nct nu este nevoie s precizm ce tipuride simboluri sunt luate n considerare fie c este vorba despre litere scrise, de notemuzicale, de cuvinte rostite, de muzic simfonic sau de imagini. Teoria este suficient deprofund nct relaiile pe care le relev se aplic deopotriv tuturor acestora, dar i altorforme de comunicare. Aceasta nseamn, desigur, c teoria este suficient de complex ncttrateaz ntr-adevr fundamentul probelemei comunicrii i a acelor relaii fundamentalecare se verific indiferent de cazul particular avut n vedere.

Este o dovad a acestui nivel de generalitate faptul c teoria contribuie semnificativ, i defapt este teoria criptografic de baz, care este nfapt o form de codificare. ntr-o maniersimilar, teoria contribuie la problema traducerii dintr-un limbaj n altul, dei n acest caz estenecesar s lum n calcul att conceptul de neles ct i cel de informaie. n mod similar,ideile dezvoltate n aceast teorie sunt foarte legate de modul designul logic al marilorcomputere i nu e de mirare c Shannon tocmai a publicat un articol cu privire la schemaunui computer care ar fi capabil c joace ah. n plus, este de asemenea important smenionm afirmnd c fie un atare computer gndete, fie trebuie s revizuim definiiaconvenional a verbului a gndi.


8/9

n al doilea rnd, pare clar faptul c o contribuie impotant a fost fcut posibil n ceea ceprivete orice teorie general a comunicrii prin formalizarea pe care se bazeaz teoria defa. Pare evident modul n care este schematizat un sistem de comunicare n aceast teorie;dar aceast segmentare a procesului de comunicare trebuie s fie foarte sensibil i fidel,atunci cnd vedem ct de evident ne conduce aceast perspectiv general ctre probleme

cruciale [legate de comunicare]. E aproape n mod evident adevrat faptul c o analiz aprocesului de comunicare la nivelurile B i C necesit adugiri la schema prezentat aici, dareste la fel de probabil ca ceea ce este de adugat s fie lucruri minore.

Astfel cnd accentul se pune pe nivelurile B i C, se poate dovedi esenial luarea nconsiderare a caracteristicilor statistice ale destinatarului. Cineva poate s i imagineze ca unadaos la schema prezentat, o alt csu intitulat receptor semantic interpus ntrereceptorul tehnic (cel care schimb semnalele n mesaje) i destinatar. Acest receptorsemantic supune mesajul la o decodificare sedund, cerina de ndeplinit fiind aceea de aexista o coresponden cu acele caracteristici semantice ale mesajului cu capacitile

semantice ale tuturor receptorilor semantici sau cu ai acelui set de receptori semantici careconstituie audiena pe care cineva vrea s o influeneze.

n mod similar cineva poate s i imagineze o alt csut n diagram care ar fi inserat ntresursa de informaie i tranmitor care ar fi denumit zgomot semantic i csua iniialnumit zgomot fiind acum numit zgomot tehnic. Aceasta deoarece sursa introduce nsemnal pertorbri sau distorsiuni ale nelesului neintenionate care afecteaz destinatarul. iprobema semnatic a decodificrii trebuie s fie afectat de zgomotul semantic. Este deasemenea posibil s ne gndim la o adaptare a mesajului original n aa fel nct sumanelesurilor mesajelor plus zgomotul semantic s fie egal cu inelesul dorit la destinaie.

n al treilea rnd, este de asemenea foarte sugestiv faptul c probl ema la toate nivelurileeroarea i confuzia cresc n timp ce fidelitatea dispare, n vreme ce, orict de bun ar ficodificarea, cineva ncearc s transmit prea mult informaie pe canal.

n al patrulea rnd, e dificil de crezut faptul c nivelurile B i C nu au multe de ctigat prindezvoltarea acestor idei de entropie informaional.

Conceptul de informaie dezvoltat n aceast teorie poate prea dezamgitor i bizar dezamgitor pentru c nu are nmic de-a face cu nelesul i bizar pentru c nu are de-a face cu

un singur mesaj ci cu caracterul statistic al unui ntreg ansamblu de mesaje, bizar deasemenea pentru c n acte termeni statistici cuvintele informaie i incertitudine sunt strnslegate.

Cred, totui, c acestea vor fi doar reacii temporare i c putem spune n final c aceastanaliz clarific att de multe lucruri de o manier att de pertinent nct putem spune csuntem pregtii pentru o teorie reala semnificaiei. O teorie comunicaional inginereasceste ca o fat foarte curat i discret care ne preia o telegram. Ea nu este deloc atent la


9/9

semnificaia mesajului, chiar dac este trist sau vesel sau jenant. Ea trebuie s fie pregtit saccepte tot ceea ce i parvine la birou. Aceast idee a unui sistem de comunicare trebuie sncerce s aib de-a face cu toate mesajele posibile i modalitatea inteligent de a face acestlucru este s se bazeze pe caracterul statistic al sursei, este fr ndoial nelipsit desemnificaie pentru comunicare n general. Limbajul trebuie s fie construit avnd n vedere

totalitatea lucrurilor pe care un om ar vrea s le spun; dar nefiind cababil s fac totul,trebuie s fac ct mai mult posibil ct mai des posibil. Cu alte cuvinte, trebuie s aib operspectiv statistic asupra lucrurilor.

Conceptul de informaie care este asociat sursei ne conduce direct, aa cum am vzut, la unstudiu al structurii statistice a limbajuui i acest studiu aratdespre limba englez, de pild,lucruri importante la fiecare etap a limbajului i a comunicrii. Ideea de a folosi o teorieputernic privind procesele Marrkoff pare s fie foarte promittoare pentru studiile semnatice

de vreme ce aceast teorie este construit pentru a putea da seama de unul dintre cele maiimportante aspecte ale nelesului i anume contextul. Putem avea sentimentul c informaiai nelesul se pot dovedi o pereche de variabile din teoria cuantic fiind totodat supuserestriciei care ne condamn s o sacrificm pe una n detrimentul celeilalte. Sau probabil cnelesul ar putea fi asemuit cantitilor de care depinde entropia unui ansamblutermodinamic. Apariia entropiei n teorie, aa cum am remarcat anteriro este cu siguranfoarte interesant i semnificativ.

Documents

contributii recente la teoria matematica a comunicarii