In einer Welt, die zunehmend von digitalen Technologien bestimmt wird, spielt der Begriff Information eine zentrale Rolle. Doch trotz ihrer Allgegenwart wird Information oft als abstraktes, immaterielles Konzept verstanden. Die Frage, was Information eigentlich ist, wie sie funktioniert und welchen physikalischen Grundlagen sie unterliegt, wird nur selten tiefgehend beleuchtet. Hier setzt die physikalisch basierte Sichtweise an, die nach einer objektiven Definition von Information sucht und sie mit grundlegenden Naturgesetzen verbindet. Dabei rückt besonders die Erkenntnis in den Fokus, dass Information nicht nur ein abstrakter Datenbestand ist, sondern eine Form von Energie darstellt, die dynamisch und objektiv im Universum wirkt.
Traditionell war Informationswissenschaft eng mit dem Begriff der Entropie verbunden, insbesondere seit Claude Shannon in den 1940er Jahren das Fundament für die Informationstheorie legte. Shannon definierte Information als Reduktion von Unsicherheit, was eng mit dem Maß für Entropie in einem System verknüpft ist. Entropie bezeichnet in diesem Zusammenhang die Unordnung oder Unbestimmtheit eines Systems. Mehr Information bedeutet demnach weniger Entropie, also mehr Ordnung und Struktur. Doch diese Sichtweise bleibt auf eine statistische Interpretation beschränkt und lässt unbeachtet, dass Information selbst als physikalisches Gut behandelt werden kann.
Ein innovativer Ansatz, wie ihn Lienhard Pagel in seinem Werk „Information is Energy“ vorstellt, verweist darauf, dass Information sich nicht einfach mit Entropie gleichsetzen lässt, sondern eine eigenständige physikalische Größe ist, die Energie auf speicherbare und veränderbare Weise transportiert. Information ist dabei stets in Bewegung und kann nicht verloren gehen; sie unterliegt einer Konservierung, ähnlich dem Gesetz der Energieerhaltung. Dies bedeutet, dass Information nicht verschwindet, sondern sich in anderen Formen manifestiert, umgewandelt wird und erhalten bleibt. Diese Sichtweise hat weitreichende Konsequenzen für das Verständnis moderner Technologien. In der klassischen Informatik wird Information oft als binäre Daten betrachtet, die verarbeitet, gespeichert oder übertragen werden.
Doch in der Quanteninformatik etwa werden Informationsbits zu Quantenbits – sogenannten Qubits – die zusätzlich zu klassischen Einsen und Nullen Überlagerungszustände tragen. Die physikalische Natur von Information rückt hier in den Vordergrund: Information wird nicht nur als abstrakte Größe, sondern als Energieform begriffen, die mit den fundamentalen Gesetzen der Quantenmechanik interagiert. Dadurch eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten im Bereich Rechenleistung und Informationsverarbeitung, die weit über traditionelle Systeme hinausgehen. Auch im Bereich der Thermodynamik zeigt sich die enge Verbindung von Information und Energie. Die zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass in einem abgeschlossenen System die Entropie im Zeitverlauf zunimmt.
Wenn Information mit Entropie zusammenhängt, kann man Folgerungen über den Energieaufwand bei Informationsverarbeitungsprozessen treffen. So macht das Löschen von Daten nach dem Prinzip von Landauer thermodynamisch Energie sichtbar, die notwendig ist, um Ordnung im System zu erzeugen. Diese Verbindung zwischen physikalischem Energieaufwand und Informationsprozessen ist nicht nur theoretisch interessant, sondern auch für die Weiterentwicklung energieeffizienter Technologien entscheidend. Die Idee von Information als Energieform führt zudem zu einer breiteren Perspektive auf die Rolle von Information in natürlichen und sozialen Systemen. In biologischen Prozessen etwa steuert Information den Aufbau komplexer Strukturen und die Selbstorganisation von lebenden Systemen.
Auch in sozialen Kontexten lässt sich Information als Ressource definieren, die ähnlich wertvoll und begrenzt ist wie materielle Ressourcen. Die Initiative, Information als eine eigenständige physikalische Entität zu verstehen, ermöglicht es, ihre Dynamik, ihre Erhaltung und ihre Auswirkungen auf Systeme allgemein zu verstehen – unabhängig davon, ob es sich um Maschinen, Lebewesen oder gesellschaftliche Gruppen handelt. Die objektive Grundlage von Information beinhaltet zudem, dass sie unabhängig von einem beobachtenden Subjekt existiert. Anders als subjektive Bedeutungszuweisungen oder Interpretationen besteht Information als physikalische Größe unzweifelhaft und ist gleichzeitig dynamisch. Sie befindet sich in stetigem Fluss, wird durch Austauschprozesse verändert und formt so die Realität.
Die Conservationstheorie der Information eröffnet neue Blickwinkel darauf, wie Informationen nicht verloren gehen, sondern transformiert werden, was essenziell für die Stabilität und Veränderung von Systemen ist. Technologische Entwicklungen im Bereich des Quantencomputings verdeutlichen die praktische Bedeutung des Verständnisses von Information als Energie. Quantenprozessoren nutzen die speziellen Eigenschaften von Qubits, um Berechnungen durchzuführen, die mit klassischen Computern nicht möglich sind oder nur mit enormem Zeitaufwand. Die physikalischen Gesetze, die hier wirken, erfordern ein Umdenken: Information wird nicht nur als logisch kodierte Zeichenstruktur gesehen, sondern als elementare physikalische Größe, deren Erhaltung und Dynamik grundlegend sind. Neben theoretischen Überlegungen hat die neue Definition von Information weitreichende Anwendungen.
Die Entwicklung von effizienteren Kommunikationssystemen, die Optimierung von Rechenprozessen und die Gestaltung nachhaltiger Technologien profitieren von einem tieferen Verständnis der Informationsdynamik. Insbesondere in Zeiten steigender Datenmengen und wachsender Anforderungen an Datensicherheit und Energieeffizienz wird die physikalisch basierte Informationsdefinition immer relevanter. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die physikalisch fundierte Definition von Information die Perspektive auf das Thema grundlegend erweitert. Sie betrachtet Information nicht mehr ausschließlich als abstraktes Symbol oder Datenmenge, sondern als dynamische Energieform, die im Einklang mit fundamentalen Naturgesetzen steht. Das Konzept einer Informationskonservierung parallel zur Energieerhaltung schafft einen neuen Rahmen für die Erforschung, Nutzung und Weiterentwicklung von Informationssystemen aller Art.
Diese Herangehensweise ist ein entscheidender Schritt zur Überbrückung von Informationswissenschaft, Physik und Technologie und ermöglicht es, die Rolle der Information in unserem digitalen und physikalischen Universum tiefgreifend zu verstehen. Angesichts der Beschleunigung technologischer und wissenschaftlicher Entwicklungen stellt diese Erkenntnis eine spannende Grundlage für zukünftige Forschungen und Innovationen dar.
