情報の正体をめぐる放課後

information definition, data vs informationについて、情報理論の観点から探求する物語。

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「情報って、結局何なんですか?」

由紀の質問に、陸が即答した。「データのことでしょ?」

「違う」葵が首を振る。「データと情報は別だ」

「え?」二人が同時に驚く。

葵はホワイトボードに書いた。

「データ:生の事実や数値 情報:データに意味が加わったもの 知識:情報を体系化したもの」

「例を挙げよう。『25』という数字はデータだ」

由紀が考える。「それだけじゃ意味がない」

「そう。でも『明日の気温は25度』なら情報になる。文脈が加わった」

陸が理解した。「じゃあ、同じデータでも、受け取る人によって情報量が違う?」

「鋭い。それが主観的情報量だ」葵が頷いた。「既に知っていることなら、情報量はゼロ。知らないことなら、情報量は高い」

由紀がノートに書く。「情報は受信者の知識に依存する」

「まさに。だから同じメッセージでも、相手によって価値が変わる」

陸が例を出した。「『明日は雨』というニュース。傘を持ってない人には高価値。持ってる人には低価値」

「良い例だ。情報の価値は、不確実性の減少で測れる」

由紀が疑問を持った。「でも、嘘も情報ですか?」

葵が真剣な顔をした。「深い質問だ。情報理論では、真の確率分布を仮定する。嘘は、モデルを攻撃する行為だ」

「攻撃?」

「受信者の確率推定を狂わせる。だから、通信の敵だ」

陸が考え込んだ。「じゃあ、情報の正体って、不確実性の減少量?」

「それが一つの定義だ。シャノンの定義でもある」

葵は図を描いた。

「最初の状態:不確実性が高い 情報を受信:可能性が絞られる 最終状態:不確実性が低い」

「情報量は、その差分だ」

由紀が興奮した。「だから、珍しいニュースほど情報量が多いんですね!」

「正解。確率が低いイベントが起きると、驚きが大きい。驚き=情報量だ」

陸がふざけて言った。「俺の行動、いつも驚かれるから、情報量多いってこと?」

「ある意味で」葵が笑った。「予測不能な行動は、高情報量だ」

由紀が真面目に聞く。「情報には、物理的な実体があるんですか?」

「良い質問。情報は抽象的な概念だが、物理的制約を受ける。メモリ、エネルギー、時間。全てが必要だ」

「量子情報理論では、情報と物理法則の関係を研究する」

陸が目を輝かせた。「情報って、宇宙の基本的なものかもしれない」

「そう考える物理学者もいる。宇宙は情報処理システムだと」

由紀が窓の外を見た。夕日が沈んでいく。

「情報の正体、まだ完全には分かってないんですね」

「そうだ」葵が認めた。「だから研究が続く。シャノンが定義したのは、一つの側面だけだ」

「でも、その側面が強力すぎる」陸が言った。

「だから情報理論は、こんなにも広く使われる。通信、暗号、機械学習、物理学」

由紀がノートを閉じた。「情報の旅は、まだ始まったばかりですね」

「そうだ。君たちも、その旅の一部だ」

三人は静かに教室を出た。情報の正体を探す旅は、続く。