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情報は、情報を伝える力を持つものを指す抽象的な概念です。最も基本的なレベルでは、それは感知できるもの、あるいはそれらの抽象化の解釈（おそらく形式的に）に関係します。完全にランダムではない自然過程や、あらゆる媒体で観察可能なパターンは、何らかの情報を伝えると言えます。デジタル信号やその他のデータは離散的な記号を使って情報を伝達しますが、アナログ信号、詩、写真、音楽やその他の音、電流などの他の現象や人工物は、より連続的な形で情報を伝達します。[ 1 ]情報は知識そのものではなく、解釈を通して表現から導き出される意味です。[ 2 ]
情報の概念は、制約、コミュニケーション、制御、データ、形式、教育、知識、意味、理解、精神的刺激、パターン、知覚、命題、表現、エントロピーなど、さまざまな概念と関連しています。[ 3 ]
情報は多くの場合、反復的に処理されます。ある段階で利用可能なデータは、次の段階で解釈および処理される情報へと処理されます。たとえば、文章では、各記号や文字はそれが属する単語に関連する情報を伝え、各単語はそれが属する句に関連する情報を伝え、各句はそれが属する文に関連する情報を伝え、といった具合に、最終段階で情報が解釈され、特定の領域における知識となります。デジタル信号では、ビットは、次のレベルで利用可能な情報を伝える記号、文字、数字、または構造に解釈されることがあります。情報の重要な特徴は、解釈と処理の対象となることです。
信号やメッセージから情報を引き出すことは、信号やメッセージ内のパターンを解釈する際に生じる曖昧さや不確実性を解消することと考えることができる。 [ 4 ]
情報はデータとして構造化されることがある。冗長なデータは、理論上の圧縮限界である最適なサイズまで圧縮することができる。
収集されたデータから得られる情報は、分析によって導き出すことができます。例えば、レストランは顧客の注文ごとにデータを収集します。その情報を分析することで、最も人気のある料理や最も人気のない料理を特定する際に役立つ知識を得ることができます。
情報は、データストレージを介して時間的に、また通信や電気通信を介して空間的に伝達される。[ 5 ]情報は、メッセージの内容として、または直接的もしくは間接的な観察によって表現される。知覚されたものはそれ自体がメッセージとして解釈することができ、その意味で、すべての情報は常にメッセージの内容として伝達される。
情報は、伝送や解釈のために様々な形式に符号化することができる（例えば、情報は一連の記号に符号化されたり、信号を介して伝送されたりする）。また、安全な保管や通信のために暗号化することもできる。
事象の不確実性は、その発生確率によって測定されます。不確実性は、発生確率の負の対数に比例します。情報理論はこのことを利用して、不確実性の高い事象ほど、その不確実性を解消するためにより多くの情報が必要であると結論付けています。ビットは情報の標準単位です。それは「不確実性を半分に減らすもの」です。[ 6 ]ナットなどの他の単位も使用できます。たとえば、1回の「公平な」コイン投げでエンコードされる情報は log 2 (2/1) = 1 ビットであり、2回の公平なコイン投げでは log 2 (4/1) = 2 ビットです。2011 年のScience の記事では、技術的に保存された情報の 97% が 2007 年にすでにデジタルビットで保存されており、2002 年は情報保存のデジタル時代の始まりであったと推定されています(デジタルの保存容量が初めてアナログを上回った)。[ 7 ]
英語の「information」という単語は、中世フランス語のenformacion/informacion/information「犯罪捜査」と、その語源であるラテン語informatiō(n)「概念、教育、創造」に由来する。[ 8 ]
英語では、「information」は不可算名詞です。
「精神や人格の形成、訓練、指導、教育」に関する記述は、英語（オックスフォード英語辞典による）と他のヨーロッパ言語の両方で14世紀に遡る。中世から近代への移行期において、情報の概念の使用は、認識論的基盤の根本的な転換、すなわち「物質に（実体的な）形を与えること」から「誰かに何かを伝えること」への転換を反映していた。ピーターズ（1988年、 12～13ページ）は次のように結論付けている。
現代において、情報の概念に最も重要な影響を与えたのは、クロード・シャノンらが提唱した情報理論である。しかし、この理論には根本的な矛盾が内在している。ノースラップ（1993）[ 10 ]は次のように述べている。
アルマックとマンスフィールド（1983）は、彼らの画期的な著書『情報の研究：学際的メッセージ』 [ 11 ]で、コンピュータ科学、人工知能、図書館情報学、言語学、心理学、物理学、そして社会科学における学際的論争に関する重要な見解を集めた。アルマック（1983、[ 12 ] p. 660）自身は、信号伝送の文脈で情報の概念を使用することに反対しており、彼の見解では、情報の基本的な意味はすべて「何かを伝えること、または伝えられているもの」を指している。情報は人間の心に向けられ、人間の心によって受け取られる。マハルプによれば、非人間生物や社会全体に関しての使用を含むその他のすべての意味は比喩的であり、サイバネティクスの場合のように擬人化されている。
Hjørland (2007) [ 13 ]は、情報の客観的見解と主観的見解の根本的な違いを説明し、主観的見解は、とりわけ、Bateson [ 14 ]、Yovits [ 15 ] [ 16 ]、Span-Hansen [ 17 ]、 Brier [ 18 ] 、 Buckland [ 19 ] 、 Goguen [ 20 ] 、および Hjørland [ 21 ]によって支持されていると主張している。Hjørlandは次の例を挙げている。
情報理論は、情報の定量化、保存、および伝達に関する科学的研究です。この分野自体は、1940年代のクロード・シャノンの研究によって根本的に確立され、それ以前の1920年代にはハリー・ナイキストとラルフ・ハートレーが貢献しました。[ 22 ] [ 23 ]この分野は、確率論、統計学、コンピュータ科学、統計力学、情報工学、および電気工学の交差点に位置しています。
情報理論における重要な尺度の一つにエントロピーがあります。エントロピーは、確率変数の値や確率過程の結果に含まれる不確実性の量を定量化します。例えば、公平なコイン投げの結果（2つの等確率の結果）を特定することは、サイコロを振った結果（6つの等確率の結果）を特定することよりも情報量が少なく（エントロピーが低い）、情報量も少なくなります。情報理論におけるその他の重要な尺度としては、相互情報量、チャネル容量、誤差指数、相対エントロピーなどがあります。情報理論の重要な下位分野には、ソースコーディング、アルゴリズム複雑性理論、アルゴリズム情報理論、情報理論的セキュリティなどがあります。
情報理論の基本トピックの応用には、ソースコーディング/データ圧縮（ ZIP ファイルなど）、チャネルコーディング/エラー検出と訂正（ DSLなど）が含まれます。その影響は、深宇宙へのボイジャー計画の成功、コンパクトディスクの発明、携帯電話の実現可能性、インターネットの開発に不可欠でした。この理論は、統計的推論[ 24 ] 、暗号、神経生物学[ 25 ] 、知覚[ 26 ]、言語学、分子コードの進化[ 27 ]と機能[ 28 ] （バイオインフォマティクス）、熱物理学[ 29 ]、量子コンピューティング、ブラックホール、情報検索、情報収集、盗作検出[ 30 ] 、パターン認識、異常検出[ 31 ]、さらには芸術創作など、他の分野にも応用されています。
情報は、生物やシステムへの入力の一種と見なされることが多い。入力には2種類ある。一部の入力は、それ自体で生物の機能（例えば食物）やシステム（エネルギー）にとって重要である。生物物理学者のデイビッド・B・デューセンベリーは、著書『感覚生態学』[ 32 ]の中で、これらを因果的入力と呼んだ。その他の入力（情報）は、因果的入力と関連付けられており、後日（そしておそらく別の場所で）因果的入力の発生を予測するために使用できるため、重要である。一部の情報は、他の情報との関連によって重要となるが、最終的には因果的入力とのつながりが必要となる。
実際には、情報は通常、生物やシステムにとって機能的になる前に、特殊な感覚系によって検出され、エネルギー入力によって増幅される必要がある弱い刺激によって伝達されます。たとえば、光は主に（ただし、植物が光源の方向に成長できるなど、それだけではありません）植物にとって原因となる入力ですが、動物にとっては情報を提供するだけです。花から反射される色のついた光は光合成には弱すぎますが、ミツバチの視覚系はそれを検出し、ミツバチの神経系はその情報を使用してミツバチを花へと導きます。ミツバチはそこでしばしば蜜や花粉を見つけますが、これらは原因となる入力であり、栄養機能です。
情報は、他のパターンの形成や変化に影響を与えるあらゆる種類のパターンです。[ 33 ] [ 34 ]この意味では、パターンを知覚したり、ましてや評価したりするために意識的な心は必要ありません。たとえば、DNAを考えてみましょう。ヌクレオチドの配列は、意識的な心を必要とせずに生物の形成と発達に影響を与えるパターンです。ただし、人間が、たとえばヌクレオチドのようなパターンを意識的に定義するには、当然、意識的な情報処理が伴うと主張する人もいるかもしれません。しかし、単細胞生物と多細胞生物の存在、そして、生物学的秩序を維持し、多細胞生物の発達に関与する相互作用する酵素やポリヌクレオチドの存在などにつながる複雑な生化学は、人間の意識の出現と化学命名法を生み出した科学文化の創造より何百万年も前に存在しています。
システム理論では、情報が必ずしも意識的な精神を伴うとは限らず、システム内で（フィードバックによって）循環するパターンを情報と呼ぶことができるという前提で、この意味での情報を指すことがあるように思われる。言い換えれば、この意味での情報は、表現として認識される可能性のあるものだが、その目的で作成または提示されたものではないと言える。例えば、グレゴリー・ベイトソンは「情報」を「違いを生み出す違い」と定義している。[ 35 ]
しかし、「影響」という前提が、情報が意識によって知覚され、解釈されたことを意味するならば、この解釈に関連する特定の文脈によって、情報が知識へと変換される可能性がある。情報と知識の両方の複雑な定義は、このような意味論的および論理的な分析を困難にするが、「変換」という条件は、知識に関連する情報の研究、特に知識管理というビジネス分野において重要なポイントである。この実践では、知識労働者が調査を行い意思決定を行うのを支援するために、次のような手順を含むツールとプロセスが使用される。
スチュワート（2001）は、情報を知識に変換することが極めて重要であり、現代企業にとっての価値創造と競争優位性の核心にあると主張している。
生物学的枠組みにおいて、ミズラジ[ 36 ]は、情報をパターンと受容体システムとの相互作用から生じる実体として記述している（例えば、特定のパターンと相互作用できる分子受容体や神経受容体では、これらの相互作用から情報が生じる）。さらに彼は、「情報触媒」という概念を取り入れている。これは、生じた情報がパターン認識から目標指向行動への移行を促進する構造である（例えば、酵素による基質の生成物への特定の変換、あるいは言葉の聴覚的受容と口頭応答の生成など）。
デンマークの情報用語辞典[ 37 ]は、情報は提示された質問に対する答えを提供するに過ぎないと主張している。答えが知識を提供するかどうかは、情報を得た人によって異なる。したがって、この概念の一般的な定義は、「情報」＝特定の質問に対する答えとなるべきである。
マーシャル・マクルーハンがメディアとそれが人間文化に及ぼす影響について語る際、彼は人工物の構造を指しており、それが私たちの行動や考え方を形作ると述べている。また、フェロモンもこの意味で「情報」であるとよく言われる。
これらのセクションでは、情報そのものではなく、データの測定値を使用しています。なぜなら、情報は直接測定できないからです。
世界の情報保存技術容量は、1986年の2.6エクサバイト（最適圧縮時）から2007年には295エクサバイト（最適圧縮時）に増加したと推定されている。これは、1人あたり730MBのCD-ROM1枚未満（1人あたり539MB）の情報量に相当する。 [ 7 ]これは、 2007年の1人あたり約61枚のCD-ROMの情報量に相当する。[ 5 ]
2007年、世界の技術力を合わせた一方通行の放送ネットワークを通じて情報を受け取る能力は、1人あたり1日174紙の新聞に相当する情報量だった。[ 7 ]
2007年、双方向通信ネットワークを通じて情報を交換するための世界の有効な合計能力は、1人あたり1日6紙の新聞に相当する情報量であった。[ 5 ]
2007年時点で、新しい情報の約90%はデジタルであり、そのほとんどはハードドライブに保存されていると推定されている。[ 38 ]
世界中で作成、取得、コピー、消費されるデータの総量は急速に増加し、2020年には64.2ゼタバイトに達すると予測されています。2025年までの今後5年間で、世界のデータ作成量は180ゼタバイトを超えると予測されています。[ 39 ]
記録とは、特殊な情報形態です。本質的に、記録とは、意識的に作成された情報、あるいは事業活動や取引の副産物として作成された情報であり、その価値ゆえに保管されます。記録の価値は主に組織の活動の証拠としてですが、情報としての価値のために保管される場合もあります。適切な記録管理は、記録の完全性が必要とされる限り維持されることを保証します。
記録管理に関する国際規格であるISO 15489では、記録を「法的義務の履行または業務の遂行において、組織または個人によって証拠および情報として作成、受領、および維持される情報」と定義しています。[ 40 ]国際アーカイブ委員会（ICA）の電子記録委員会は、記録を「組織または個人の活動の開始、実施、または完了において作成または受領された記録情報であり、その活動の証拠を提供するのに十分な内容、文脈、および構造を含むもの」と定義しています。[ 41 ]
記録は、組織の企業記憶を保持するため、または組織に課せられた法的、財政的、または説明責任上の要件を満たすために維持されることがあります。ウィリスは、ビジネス記録と情報の適切な管理が「...優れたコーポレートガバナンスのための6つの重要な要件...透明性、説明責任、適正手続き、コンプライアンス、法令および慣習法上の要件への対応、個人情報および企業情報のセキュリティ」を提供するという見解を示しました。[ 42 ]
マイケル・バックランドは、「情報」をその用途に基づいて、「プロセスとしての情報」、「知識としての情報」、「物としての情報」に分類した。[ 43 ]
ベイノン＝デイヴィス[ 44 ] [ 45 ]は、記号と信号記号システムの観点から、情報の多面的な概念を説明している。記号自体は、相互依存する4つのレベル、層、または記号論の枝、すなわち語用論、意味論、統語論、経験論の観点から考えることができる。これらの4つの層は、一方では社会世界と他方では物理的または技術的な世界を結びつける役割を果たす。
語用論はコミュニケーションの目的に関心を寄せる学問である。語用論は記号の問題と、記号が使用される文脈を結びつける。語用論の焦点は、コミュニケーション行動の根底にある生物の意図にある。言い換えれば、語用論は言語と行動を結びつける学問である。
意味論は、コミュニケーション行為において伝えられるメッセージの意味を扱います。意味論はコミュニケーションの内容を考察します。意味論は記号の意味、つまり記号と行動の関連性を研究する学問です。意味論は、記号とその指示対象または概念との関連性、特に記号が人間の行動とどのように関係しているかを研究するものと考えることができます。
構文論は、メッセージを表現するために用いられる形式体系に関わる学問である。構文論という分野は、記号体系の論理と文法の観点からコミュニケーションの形式を研究する。構文論は、記号や記号体系の内容ではなく、その形式の研究に特化している。
ニールセン（2008）は、辞書に関連して記号論と情報の関係について論じている。彼は辞書情報コストの概念を導入し、辞書の利用者が情報を生成するために、まずデータを見つけ、次に理解するために費やす労力について言及している。[ 46 ]
コミュニケーションは通常、何らかの社会的状況の中で行われる。社会的状況は、伝達される意図（語用論）とコミュニケーションの形式を規定する。コミュニケーション状況において、意図は、コミュニケーションに関わる主体が相互に理解する言語から抽出された、相互に関連する記号の集合体であるメッセージを通して表現される。相互理解とは、関係者が合意された構文と意味論に基づいて選択された言語を理解していることを意味する。送信者はメッセージを言語で符号化し、何らかの通信チャネル（経験論）に沿って信号として送信する。選択された通信チャネルには、コミュニケーションの速度や距離など、結果を決定する固有の特性がある。
閉鎖系に関する情報の存在は、古典物理学と量子力学の両方における主要な概念であり、過去と現在に収集された知識に基づいて、エージェントがシステムの将来の状態を予測する能力（現実的または理論的）を包含する。決定論は、因果的決定によってすべての将来の出来事を予測できるとする哲学的理論であり、[ 47 ]古典物理学者ピエール＝シモン・ラプラスが「過去の結果と未来の原因」と表現した、完全に予測可能な宇宙を想定している。[ 48 ]
量子物理学では、情報を波動関数として符号化します。波動関数とは、測定結果の確率を計算できるシステムの数学的記述です。量子理論の基本的な特徴は、その予測が確率的であることです。ベルの定理が発表される前は、決定論者は隠れた変数理論を用いてこの挙動を調和させていました。隠れた変数理論は、関数の将来を予測するために必要な情報は、たとえ人間にはアクセスできなくても存在しなければならないと主張し、アルバート・アインシュタインは「神はサイコロを振らない」という主張でこの見解を表明しました。[ 49 ]
現代天文学では、ブラックホールの情報パラドックスにおいて情報の機械的意味が引用されており、ブラックホールがホーキング放射に完全に蒸発すると均質な粒子の膨張する雲以外何も残らないため、事象の地平線を最初に越えた物質に関するいかなる情報も回復不可能となり、情報の破壊能力に対する古典的および量子的主張の両方に違反すると仮定している。[ 50 ] [ 51 ]
情報サイクル（全体として、あるいは個々の構成要素ごとに）は、情報技術、情報システム、情報科学にとって非常に重要な関心事です。これらの分野は、情報取得（センサーによる）、情報生成（計算、定式化、構成による）、情報処理（符号化、暗号化、圧縮、パッケージングを含む）、情報伝送（あらゆる通信方式を含む）、情報提示（視覚化／表示方式を含む）、情報保存（磁気式や光学式、ホログラフィック方式を含む）などに関するプロセスや技術を扱います。
情報視覚化（InfoVisと略される）は、データの計算とデジタル表現に依存しており、ユーザーのパターン認識と異常検出を支援します。
情報セキュリティ（略してInfoSec）とは、監視と検出、インシデント対応と修復に重点を置いたアルゴリズムと手順を通じて、情報および情報システムを不正アクセス、使用、開示、破壊、改ざん、妨害、または配布から保護するために、適切な注意義務を継続的に行使するプロセスです。
情報分析とは、生データを実用的な知識に変換することで、意思決定プロセスを支援するために、情報を検査、変換、モデル化するプロセスである。
情報品質（略してInfoQ）とは、特定の経験的分析手法を用いて、データセットが特定の（科学的または実践的な）目標を達成できる可能性のことである。
情報通信とは、情報科学、電気通信、そして視聴覚メディアおよびコンテンツの融合を意味する。
理論が決定論的であるのは、ある初期期間の状態変数が与えられたとき、その理論が他の任意の期間におけるそれらの変数の一意な値のセットを論理的に決定する場合に限る。