Einführung in die allgemeine Informationstheorie (Communication and Cybernetics, 6) (German Edition)

Vorwort 1m Bereich der Nachrichtentechnik hat die Informationstheorie im Verlaufe von knapp 20 Jahren eine umfassende Bedeutung erlangt. Diese Bedeutung beruht darauf, daB es sich hier nicht urn eine Theorie der Elektrotechnik, also die Theorie eines Nachrichtenmittels, sondern urn eine Theorie der Nachrichten selbst handelt.Seit den Arbeiten von SHANNON hat es nicht an Bemuhungen gefehlt, die Informationstheorie aus ihrer abstrakten Ferne an die Physik und die Technik der Nachrichtenmittel heranzuziehen und mit den hier geltenden theoretischen Grundlagen in Beziehung zu setzen. An erster Stelle muB hierbei der Arbeiten von SZILARD und BRIOULLIN gedacht werden.Wenn die Uberlegungen, wie es in dies em Buch geschehen ist, an dieser Stelle beginnen, baut sich zwanglos ein innerlich widerspruchsfreies System von Begriffen und Beziehungen auf, das weit uber die Nachrichtentechnik im engeren Sinne hinaus die gesamten Naturwissenschaften uberdeckt und auch die biologischen Systeme mit in die Physik einbezieht.Der Grund fur diese Universalitat liegt in der allgemeinen Bedeutung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik, wobei die durch den sogenannten Laplaceschen Damon bezeichnete Lucke gerade durch die Informationstheorie geschlossen wird.Die allgemeine theoretische Grundlage aller abstrakten Uberlegungen ist die Wahrscheinlichkeitstheorie und die Theorie der Zufallsprozesse. Diese Theorien bilden ein in sich geschlossenes mathematisches Lehrgebaude, das die Theorie determinierter Funktionen als einen Sonderfall mit umschlieBt.Man kann nur die Frage prufen, ob diese Mathematik als Ganzes geeignet ist, die Gesamtheit aller physikalischen Beobachtungen so zu interpolieren, daB ein eindeutiges Gesamtbild zustande kommt. Diese Frage ist hier bejaht worden. Man kann diese Ubereinstimmung allerdings nicht »beweisen«; es ist aber eine Erfahrungstatsache, daB unsere Beobachtungen dieses Gesamtbild laufend bestatigen, ohne daB es m6glich ware, ein anderes Gesamtbild au£zustellen, das dasselbe leistet.Dieses Buch geht auf eine Anregung von M. MEYER-EpPLER zuruck, wobei es in den dazwischenliegenden langenJahren mehrfach n6tig war, das Geschriebene zu verwerfen und von neuem zu beginnen. Es zeichnet sich in diesem Weg auch der allgemeine Wandel in den Auffassungen ab; VI Vorwort je mehr die Informationstheorie zum Bestandteil eines allgemeinen Weltbildes wurde, urn so konkreter wurde sie fur den Physiker und Techniker.Auch personliche Grunde haben die Fertigstellung des Buches laufend verzogert. Nach dem allzu fruhen Tode des ersten Betreuers ubernahm H. WOLTER dessen Aufgaben. Der Verfasser hat beiden Personlichkeiten sehr fur ihre Hilfe, ihre Ratschlage und fur ihre Geduld zu danken.Der gleiche Dank gilt auch dem Springer-Verlag. Er hat mit dem Herausgeber Verstandnis fur alle die Verzogerungen aufgebracht, bei denen auBerdem auch auBere U mstande im Leben des Verfassers mitgewirkt haben.Dieses Buch sollte vorzugsweise demjenigen Techniker eine Grundlage liefern, der sich mit extremen technischen Aufgaben auf dem Gebiete der Informationstechnik zu befassen hat. Deshalb ist auch an einigen Stellen nicht darauf verzichtet worden, die endgultigen Grenzen besonders zu beleuchten, die aus der Shannonschen Theorie durch ihre Verwandtschaft mit dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik abzulesen sind. Innerhalb des realisierbaren Bereiches ist aber auch einige Muhe darauf verwendet worden, die Zusammenhange so konkret wie moglich darzustellen, wobei die dem gegenwartigen Stand der Nachrichtentechnik entsprechende Denkweise zugrundegelegt wurde.Soweit physikalische und mathematische Grundlagen erforderlich sind, wird dem Leser empfohlen, sich der angegebenen Quellen zu bedienen. Eines dieser zitierten Bucher ist auch das 1954 im selben Verlag erschienene Buch des Verfassers: »Einschwingvorgange, Gegenkopplung, Stabilitat«. Jedoch ist das vorliegende Buch in Inhalt und Darstellung davon genauso unabhangig wie von jedem anderen Buch.Es ist dem Verfasser eine angenehme Pflicht, an dieser Stelle allen denen zu danken, die ihm in den zuruckliegenden J ahren in irgendeiner Weise ihre Hilfe gewahrt haben, ohne die dieses Buch niemals die Druckreife erreicht haben wurde. Das sind insbesondere die Mitarbeiter des Springer-Verlages und der Firma Mandruck Munchen sowie Frau J. Rudel fur die Mithilfe beim Korrekturenlesen. Daruber hinaus ist es unmoglich, Namen aufzuzahlen, aber es entspricht einem Naturgesetz, daB diejenigen, die dem Verfasser am nachsten standen, auch am meisten in Mitleidenschaft gezogen wurden. 1m Bereich Der Nachrichtentechnik Hat Die Informationstheorie Im Verlaufe Von Knapp 20 Jahren Eine Umfassende Bedeutung Erlangt. Diese Bedeutung Beruht Darauf, Dab Es Sich Hier Nicht Urn Eine Theorie Der Elektrotechnik, Also Die Theorie Eines Nachrichtenmittels, Sondern Urn Eine Theorie Der Nachrichten Selbst Handelt. Seit Den Arbeiten Von Shannon Hat Es Nicht An Bemuhungen Gefehlt, Die Informationstheorie Aus Ihrer Abstrakten Ferne An Die Physik Und Die Technik Der Nachrichtenmittel Heranzuziehen Und Mit Den Hier Gel Tenden Theoretischen Grundlagen In Beziehung Zu Setzen. An Erster Stelle Mub Hierbei Der Arbeiten Von Szilard Und Brioullin Gedacht Werden. Wenn Die Uberlegungen, Wie Es In Dies Em Buch Geschehen Ist, An Dieser Stelle Beginnen, Baut Sich Zwanglos Ein Innerlich Widerspruchs Freies System Von Begriffen Und Beziehungen Auf, Das Weit Uber Die Nach Richtentechnik Im Engeren Sinne Hinaus Die Gesamten Naturwissenschaf Ten Uberdeckt Und Auch Die Biologischen Systeme Mit In Die Physik Ein Bezieht. Der Grund Fur Diese Universalitat Liegt In Der Allgemeinen Bedeutung Des Zweiten Hauptsatzes Der Thermodynamik, Wobei Die Durch Den So Genannten Laplaceschen Damon Bezeichnete Lucke Gerade Durch Die Informationstheorie Geschlossen Wird. Die Allgemeine Theoretische Grundlage Aller Abstrakten Uberlegun Gen Ist Die Wahrscheinlichkeitstheorie Und Die Theorie Der Zufallsprozes Se. Diese Theorien Bilden Ein In Sich Geschlossenes Mathematisches Lehr Gebaude, Das Die Theorie Determinierter Funktionen Als Einen Sonderfall Mit Umschliebt. Front Matter....Pages I-XII Einleitung....Pages 1-4 Die Umwelt als Quelle und als Verbraucher von Information....Pages 5-40 Die Gesetze des Zufalls....Pages 41-95 Zufallsprozesse....Pages 96-155 Grundlagen der Informationstheorie....Pages 156-194 Weiterführung und Anwendungen der Informationstheorie....Pages 195-255 Back Matter....Pages 256-266