Hagyományos információhordozók

Gutenberg óta a legfontosabb és legmegbízhatóbb információhordozó a papír. Tudományos folyóiratok és könyvek megszámlálhatatlan sokasága bizonyítja ezt a biológia területén is. A számítógépek és az őket összekötő világháló megjelenése új korszakot nyitott az információáramlás és -feldolgozás területén is. Lehetővé vált a rendszerbe betáplált adatokhoz való gyors hozzáférés, legyen bár a felhasználó és az információhordozó akár a világ egymástól távoli pontjain. Folyamatosan jelennek meg friss és új információk. Egyre nagyobb és változó adathalmaz vesz körül bennünket, ami azt is jelenti, hogy bizonyos adatállományok, címek egyik napról a másikra el is tűnnek.

Információátadás a természetben

Az élő szervezetek biológiai rendszerek, vagyis sajátos termodinamikai, kibernetikai rendszerek, amelyeket a következő tulajdonságok jellemeznek: - nyílt rendszerek: környezetükkel állandó energia-, anyag- és információcserét folytatnak; - munkavégzésre képes rendszerek: a felvett energiát képesek szabályozott módon más energiafajtává alakítani; - negentropikus, disszipatív rendszerek: azáltal, hogy a környezetükből felvett energiát és energiahordozó anyagokat szervezetük állandó megújítására használják fel, és a "hulladékot", a keletkező entrópiát környezetükbe szétszórják (disszipálják), csökkenteni tudják saját entrópiájukat (negentrópiát termelnek), s növelik struktúrájuk szervezettségét, belső rendezettségét, komplexitását; - lágy rendszerek: a felvett energia átalakítása nem szilárd fázisban történik; - szabályozott és vezérelt rendszerek: a munkavégzés irányításában mind a visszacsatolással történő szabályozásnak, mind a belső (genetikai) program által történő vezérlésnek szerepe van; - önreprodukáló rendszerek. Az évmilliárdok folyamán az anyag egyre komplexebb, bonyolultabb formákba szerveződött, a szervetlen molekuláktól a szerves molekulákon, a protobiontákon a soksejtű élőlényekig, s az evolúció mind magasabb fokára emelkedve eljutott az emberig. Ebben a folyamatban, már a lépcső első fokain az információ játssza az egyik főszerepet. A szó eredeti jelentéséhez visszanyúlva: az információ adott formát a szerveződő anyagnak. A fejlődés további szakaszaiban az információs folyamatok is mind sokrétűbbé, bonyolultabbá váltak. Ez természetes is, magának az életnek a lényegéből következik, hogy az élő szervezetek sui generis információs rendszerek. A bennünket érdeklő információs folyamatokat több szempontból osztályozhatjuk. Az információhordozók szerint megkülönböztethetjük a genetikai információs folyamatokat, amelyeket a DNS-ben tárolt információk vezérelnek, s az RNS-molekulák hajtanak végre, a hormonok által vezérelt folyamatokat és az idegrendszer irányítása alatt végbemenő folyamatokat. Aszerint, hogy hol zajlanak le, beszélhetünk sejten belüli és sejtek között zajló folyamatokról. Az osztályozás alapjául szolgálhat az információ eredete is: vannak a szervezet belső információi által vezérelt és külső, a külvilágból származó információk irányította folyamatok.

Információhordozó

A tudományos fejlődés szempontjából vizsgálva a különböző kommunikációs „műfajokat” – a beszédet, az írást és a képi ábrázolást – látható, hogy az ismeretek reprezentálását, illetve reprodukálását szolgáló írás milyen fontos szerepet tölt be a tudásátadásban. A tudományos eredményekben oly gazdag utóbbi fél évezredet az írásban rögzített művek hatékony terjesztését elősegítő nyomdatechnika fejlődése mellett a kép- és hangrögzítés technológiájának kidolgozása is jellemzi. Régóta kutatják azokat a módszereket, amelyek a szöveges dokumentumok lineáris szerveződése mellett megkönnyítik a tudás rekonstrukcióját. A számítástechnika olyan információ-feldolgozási és -visszakeresési eljárásokat tesz lehetővé, amelyek forradalmasítják az ismeretszervezés tudományát. Az ismereteket ma már többféle médiumon és különböző módon: írásban, képben, hangban lehet rögzíteni. A tudás átadásában és átvitelében a dokumentum – és mindezidáig főként a szöveges dokumentum – kiemelten fontos szerepet játszik. Ebben a fejezetben a tudás reprezentálásában és az információk átörökítésében kiemelkedő szerepet játszó írás-olvasás fejlődéstörténetével, majd a napjaink tudáskészletének rögzítésére szolgáló dokumentumokkal foglalkozunk. A kulturális hagyományok és a tudás átörökítése az emberiség egyik legfontosabb célja, amelynek érdekében az idők során számtalan módszert dolgoztak ki. Az információk áthagyományozására szolgáló különböző eljárások olyan szignifikáns különbséget mutatnak, hogy ezek vizsgálata alapján az emberiség történelmét a következő négy nagy kommunikációs korszakra szokás felosztani: - szóbeliség, - írásbeliség, - könyvnyomtatás és - elektronikus információrögzítés

Nem hagyományosnak tekintett információhordozók

A XX. század utolsó évtizedeiben az információhordozók terén újabb jelentős változás kezdődött. Az információközvetítés legújabb kori forradalma egy zseniálisan egyszerű elvre épül: ha kellően kis szegmensekre bontjuk a feldolgozásra váró információ-halmazt, valamennyi eleméről megállapíthatunk egy adott kritérium szerint meglévő, illetve meg nem lévő tulajdonságot, amely egy adott logika szerint az igen vagy a nem egyértelmű megfeleltetése. A számítástechnika olyan tárolóeszközöket igényel, amelyek egyrészt alkalmasak az információk kettes számrendszerben való tárolására, másrészt műveleti sebességük igen gyors. Eleinte a mágneses, a 90-es évektől pedig az optikai információhordozók jelentették a megoldást az egyre több és egyre nagyobb kapacitás-igényű elektronikus dokumentumok tárolására. A mágneses adathordozókon a kettes számrendszert a bevonat apró részecskéinek mágneses volta reprezentálja: egy szegmens mágneses vagy nem mágneses állapota az 1, illetve a 0 (igen – nem) állapotnak felel meg. Ezen az elven alapulnak a magnetofonszalagok, a mikroszámítógépek lemezei, a nagyszámítógépek mágnesszalagjai és -lemezei. A mágnesezhetőség azonban önmagában hordozza alkalmazási korlátait: a mágneses kölcsönhatás miatt nem lehet egy adott érték alatt képezni a szegmenseket; az olvasási sebesség pedig nem lehet gyorsabb annál az időtartamnál, amelyet a mágnestekercsen átfolyó áram, illetve az irányváltás ideje meghatároz. Az új megoldást az optikai eszközök jelentik. Az optikai tárolás az információk rögzítésére a mágnesesség helyett a fényt használja, amelynek hullámhossza lehetővé teszi, hogy két szomszédos információ-egység (bit) között a távolság mikrométerekben legyen mérhető, és így kis területen rendkívül sok információt lehet tárolni. (A 12 centiméter átmérőjű kompakt lemezeken – CD – például egy kb. 6 kilométer hosszú, spirál alakú barázda van; ennek mentén találhatók a bináris jelek, amelyek segítségével az információkat rögzítik.) A gyakorlatban a rendkívül kis tartományok fókuszálását speciális optikai rendszerrel és lézerfénnyel valósítják meg. Napjainkban a pendrive-ok hódítanak.

Sejtszintű információátvitel

Az élő szervezetek szerveződésének legalsó fokán a sejteket találjuk. Valamennyi élettani és fizio-kémiai átalakulás a sejt molekuláris szintjén zajlik le. Ez a megállapítás érvényes az információs folyamatokra is. Ahhoz, hogy ezeket tárgyalhassuk, fel kell elevenítenünk a sejtekkel kapcsolatos ismereteinket. A sejt az élőlények legkisebb önálló, életképes szerkezeti és működési egysége. Minden mai élőlény sejtes felépítésű.

A vírusok ugyan kivételt képeznek, de mégsem igazi kivételek, hiszen ahhoz, hogy bizonyos élettevékenységeket folytassanak, be kell kerülniük egy élő sejtbe. Salvador E. Luria a következőket mondta: "A sejt... körülhatárolt tér, amelyben az életfolyamatok a különféle mechanizmusok kombinációja révén állandóan az optimálishoz közeli kémiai környezetben mennek végbe. A különféle vegyületek szintézisét a gének és az enzimek működése pontosan szabályozza; a különféle anyagok be- és kiáramlását pedig a sejtmembránnak és fehérjéinek tulajdonságai irányítják. Ebben az érzékenyen szabályozott kémiai környezetben a sejtanyagok felépítése és a sejt egyéb funkciói olyan hatásfokkal mennek végbe, amely gyakran meghaladja a leggondosabban megtervezett gépét is. Nyilván a sejtes szerveződés által lehetővé vált nagyszerű hatásfok tette elavulttá az élet összes precelluláris (sejt előtti) formáit: nem várható ugyanis el, hogy egy kisebb hatásfokú rendszer fennmaradjon egy fejlettebb rendszerrel való versenyben. A ma élő szervezetekben a sejtek két fő típusát találjuk. A kék algák, egyes baktériumok, gombák sejtjei viszonylag egyszerűek, sejtmaggal nem rendelkeznek, a genetikai információt hordozó DNS-molekula közvetlenül a citoplazmában található. Anyagcseréjük rendszerint anaerob, közvetlen sejtosztódással szaporodnak, nem mutatnak szöveti differenciálódást. A szerveződésnek ez a formája az ősibb, az alacsonyabb szintű, mivel azonban abban az élettérben, abban a közegben, amelyben ezek az élőlények élnek, igen jól bevált, fennmaradt, a fejlődés nem küszöbölte ki. A legtöbb egy- és minden többsejtű élőlény a fejlődés szintjét képviselő, sokkal bonyolultabb szerkezetű eukarióta sejtekből épül fel.

Génjeinktől alapvetően meghatározottan, de mégis viszonylag önállóan, a környezet információit, hatásait magába építve működik szervezetünk másik nagy - azt is mondhatnánk, legemberibb - információs rendszere: az idegrendszer. Legfontosabb feladata, hogy felvegye, feldolgozza, tárolja a külvilágból és a szervezet különböző részeiből jövő információkat, kidolgozza az adekvát, megfelelő válaszokat, s ezek által vezérelje és szabályozza a szervezet működését, biztosítsa alkalmazkodását az állandóan változó környezethez úgy, hogy közben megőrizze önmagát. Már a legősibb, legprimitívebb egysejtűeknél megtalálható - hiszen az élet egyik fontos ismérve - az ingerlékenység. Természetesen ez is információs folyamat - információfelvétel és -feldolgozás -, de még nem idegi tevékenység. A többsejtű élőlények kialakulásával létrejönnek a különböző feladatokra specializált sejtek, s közöttük az idegsejtek is, az érző, majd a kizárólag ingerátadásra szakosodott motoros idegsejtek.

Érdekes, hogy a Természet sokszor már a fejlődés valamely kezdeti szakaszában "megtalálja" egy-egy kérdésre a legmegfelelőbb megoldást, amelyet azután évmilliók során sem változtat meg. Ilyen a genetikai ábécé, s ilyen a kb. 700 millió éve kialakult idegsejt szerkezete is. A hidrának, ennek a primitív soksejtű állatnak az idegsejtje általános jellegzetességeiben nem különbözik az emberétől.