Information ist Energie: Eine physikalisch fundierte Definition von Information

In einer Welt, die zunehmend von digitalen Technologien und Informationsflüssen geprägt ist, wird der Begriff „Information“ oft verwendet, bleibt aber dennoch in seiner Essenz schwer greifbar. Eine der revolutionären Auffassungen, die derzeit in Wissenschaft und Technik an Bedeutung gewinnt, ist die Erkenntnis, dass Information mehr ist als nur Daten oder Wissen — Information ist Energie. Diese Perspektive eröffnet ein physikalisch fundiertes Verständnis, das weit über klassische Definitionen hinausgeht und tief in die Grundlagen der Thermodynamik, der Quantenmechanik und der Informationswissenschaft eintaucht. Traditionell wurde Information oft als abstrakter Begriff betrachtet, der vor allem Bedeutung im Kontext von Kommunikation und Datenverarbeitung hat. Der Informationswissenschaftler Claude Shannon prägte mit seiner Theorie der Information das Verständnis maßgeblich, indem er Information in Zusammenhang mit Entropie brachte, einem Maß für Ungewissheit oder Zufälligkeit.

Doch obwohl Shannon’s Maßstab äußerst nützlich für technische Anwendungen ist, bleibt die Frage, was Information objektiv und physikalisch tatsächlich ist, größtenteils unbeantwortet. Im Buch „Information is Energy“ von Lienhard Pagel wird ein neuer, dynamischer und objektiv physikalisch fundierter Begriff von Information vorgestellt. Pagel entwickelt eine Definition, die Information nicht als statisches Konzept, sondern als eine physikalische Größe begreift, die sich dynamisch verändert und keinesfalls verloren gehen kann. Diese Definition basiert auf der Erkenntnis, dass Information und Energie eng miteinander verbunden sind — ähnlich wie Energie kann Information nicht einfach verschwinden, sondern wird höchstens umgewandelt, gespeichert oder übertragen. Der Kern dieses Verständnisses liegt in der sogenannten Informations-Erhaltung — ein Prinzip, das der Energieerhaltung ähnelt.

Während die Energieerhaltung ein grundlegendes Gesetz der Physik ist, das besagt, dass Energie in einem geschlossenen System weder geschaffen noch zerstört werden kann, sondern bloß in verschiedenen Formen auftritt, beschreibt der Informations-Erhaltungssatz, dass Information in der physikalischen Welt ständig erhalten bleibt und transformiert, aber niemals verloren geht. Diese Erkenntnis hat weitreichende Folgen für viele Fachbereiche. In der Thermodynamik, die sich mit Energieflüssen und Umwandlungen befasst, wird Information als ein dynamisches Maß verstanden, das unmittelbar mit Entropie — dem Grad der Unordnung — im Zusammenhang steht. Information und Entropie sind demnach zwei Seiten derselben Medaille: Wenn sich das Universum entzweit und Energie in nutzbare Formen bzw. vernichtet erscheint, so bleibt die Information immer erhalten und verändert sich entsprechend den physikalischen Gesetzmäßigkeiten.

Auch in der aufstrebenden Quanteninformatik erhält die physikalisch basierte Konzeption von Information einen besonderen Stellenwert. Quantenbits, oder Qubits, geben der traditionellen einfachen Vorstellung von binärer Information eine völlig neue Dimension. Qubits können durch Überlagerung mehrere Zustände gleichzeitig repräsentieren, was es ermöglicht, Informationsprozesse deutlich effizienter zu gestalten. Hier setzt die Informationserhaltung eine wichtige Grenze und hilft dabei, physikalische Grenzen der Informationsverarbeitung und Speichertechnologien zu verstehen. Darüber hinaus erfährt die Philosophie des Bewusstseins ebenfalls einen Wandel durch diese neue Sichtweise.

Künstliche Intelligenz wird zunehmend nicht nur als rein algorithmische Technologie betrachtet, sondern als ein System, das dynamisch Information verarbeitet und Energie in Form von Wissen und Bewusstsein umwandelt. Die Erkenntnis, dass Information eine fundamentale physikalische Größe ist, könnte helfen, das Wesen des Bewusstseins besser zu erfassen und zu modellieren. Ein weiterer spannender Aspekt ist die soziale Komponente von Information. Im Zeitalter der Digitalisierung fließen Informationen global und kontinuierlich durch digitale Netzwerke, Medien und soziale Plattformen. Die Definition von Information als Energie zeigt, dass Informationen unabhängig von den Betrachtern existieren; sie sind objektiv und unterliegen physikalischen Gesetzen, nicht der subjektiven Wahrnehmung.

Dies wirft neue Fragen zu Datenschutz, Datenübertragung und Informationssicherheit auf, da Information als wertvolle Ressource in Energieform behandelt werden könnte. Die praktische Bedeutung des Informations-Erhaltungssatzes wird zunehmend in der Technologie spürbar. Fortschritte in der Quantencomputing-Forschung, bei photonischen Technologien und in der Entwicklung hocheffizienter Speicherlösungen basieren auf dem Verständnis, dass die physikalische Verarbeitung von Information stets im Einklang mit energieerhaltenden Prinzipien geschieht. Dies führt zu optimierten Systemen, die robuste, fehlerfreie Informationsübertragung ermöglichen und zugleich energieschonend arbeiten. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die physikalisch begründete Definition von Information als Energie eine grundlegende Veränderung in unserem Verständnis von Information bedeutet.