Teoria informației - informația ca noțiune în telecomunicații

5. Informatia ca notiune în telecomunicatii

(traducere si adaptare dupa Jérôme Segal, Le Zéro et le Un. Histoire de la notion scientifique d'information au 20° siècle, Paris, Éditions Syllepse, 2003)

Putem citi în Bell System Technical Journal din 1924: „Acest articol considera doi factori fundamentali intrând în determinarea vitezei maximale de tramsmisie a informatiei („inteligentei”) prin telegrafie. Acesti factori sunt: punerea în forma (shaping) a semnalului si alegerea codurilor”. Iata primele rânduri ale rezumatului unui articol de-al lui Harry Nyquist (1889-1970) în jurnalul companiei unde era angajat.

Date de ordin economic

Dupa cea de-a doua jumatate a secolului XIX, inginerii din telecomunicatii cauta sa rentabilizeze mai bine investitiile legate de construirea primelor mari retele nationale si internationale. Chiar daca îngrijorarea de ordin economic este rareori explicit mentionata, aceasta ramâne mereu un motor important al inovatiei tehnice. E suficient sa ne gândim la cantitatile de cupru puse în joc pentru conductori, la unele materiale pentru izolatori sau chiar la cheltuielile cu bobinele de inductie pentru pupinelizare.

Un factor important studiat de catre ingineri este viteza. Daca, bineînteles, viteza semnalului ramâne constanta (egala cu viteza luminii în cazul ideal), Nyquist introduce în lucrarea sa din 1924 notiunea de „viteza a unei linii” definita în raport cu „numarul de elemente ale semnalului [transmis] pe secunda”. Ceea ce pune implicit problema metodelor de codaj, dar Nyquist consacra o sectiune din lucrarea sa „alegerii codurilor”. Obiectivul este atunci de a putea transmite cât mai rapid posibil si e de observat aici ca obsesia lui „totdeauna mai repede” (criticata de P. Virilio) se manifesta de fapt concomitent cu primele progrese din domeniul telecomunicatiilor. Unul dintre mijloacele de atingere a acestui obiectiv era si reducerea blocajului de pe linii.

Potrivit lui Jacques Lacan, „Era vorba pentru Bell Telephone Company de a face economii, altfel spus de a face sa treaca un cât mai mare numar posibil de comunicari/comunicatii (mesaje) pe un singur fir. Într-o tara atât de vasta precum Statele Unite e foarte important de a economisi câteva fire de telecomunicatii si de a face sa treaca mesajele de obicei fade care se vehiculeaza cu ajutorul diverselor aparate de transmisie printr-un numar de cât mai putine fire posibil. Pornind de la acest lucru s-a început cuantificarea comunicarii/comunicatiei. (…) E vorba de a sti care sunt conditiile cele mai economice de a putea transmite cuvinte pe care oamenii le recunosc. De sens, nimeni nu se ocupa”.

Rândurile de mai sus fac parte din cartea a II-a a Seminarului lui Jacques Lacan (1901-1981) si se regasesc în capitolul 6, consacrat aplicarii notiunii stiintifice de informatie în stiintele umane, ceea ce ne va explica interesul psihanalistului pentru acest tip de chestiuni. Aceasta referinta istorica îi va permite aici, în lectia sa despre „circuit”, sa diferentieze vorbirea de comunicare, asa cum e definita cea din urma în societatea noastra dupa ce a facut obiectul amintitei cuantificari. Notam deja aici ca problema sensului unui mesaj nu este efectiv luata în considerare.

Aceasta optica de rentabilizare a liniilor e cea pe care o dezvoltasera primele tehnici de multiplexaj permitând transmiterea mai multor comunicari/comunicatii (mesaje) pe aceeasi cale. Anumite linii fiind închiriate la vremea aceea, se urmarea de fiecare data marirea vitezei de transmisie si totodata asigurarea calitatii transmisiei, principalele probleme în epoca fiind: utilizarea unei aceleiasi linii în ambele sensuri, fenomenele distorsiunii si cele ale slabirii semnalului odata cu distanta. Pentru a rezolva cea din urma problema, mai ales în telefonie, liniile au fost dotate cu „amplificatori”, cu atât mai numerosi cu cât calea de comunicatie era mai lunga. Pentru o tara de talia Statelor Unite, nevoia de a pune la punct alternative la acest procedeu se facea simtita bineînteles cu mai multa claritate decât pentru tarile europene. Acest sistem necesita surse de energie punctuale si, înainte de toate, o importanta mâna de lucru pentru asigurarea mentinerii functionarii tuburilor cu vid de folosinta redusa continute în „amplificatorii” necesari conservarii amplitudinii initiale a semnalului.

Dar referitor la acest „semnal”, care era definitia lui? Cum e de carcterizat? Notiunea de informatie este cea care va permite gradual raspunsul la aceste întrebari. În lucrarea evocata mai sus, Nyquist foloseste termenul „inteligenta”. E debutul acelei cuantificari realizata esentialmente în cadrul Laboratoarelor Bell din Statele Unite si care îsi va gasi împlinirea în anii '40, odata cu „teoria matematica a comunicatiei”.

În 1979, o teza de doctorat sustinuta în departamentul de filosofie si stiinte sociale al Universitatii libere din Berlin a fost consacrata „evidentierii locului conceptului de informatie în tehnicile de telecomunicatie. Hagemeyer, autorul acestei teze, arata de exemplu în ce context au vazut lumina zilei lucrarile lui Nyquist (pe urma cele ale lui Hartley si ale altora), insistând asupra specificitatii sistemului de cercetare american din anii '20. Dupa el, electrotehnica era învatata în departamentele de fizica, inginerii primind o solida formare în fizica matematica, axata mai cu seama pe modelul teoriei caldurii a lui Fourier si pe teoria lui Maxwell revizuita de catre Heaviside. În ceea ce priveste probabilitatile, acestea erau deja aplicate în telecomunicatii pentru organizarea retelei în functie de trafic, în particular pentru dimensionarea comutatorilor telefonici.

Mai precis, alte surse arata ca plecând din anii 1880, pe când ingineria electrica începea sa fie învatata în Statele Unite, aceasta disciplina se reataseaza fie ingineriei mecanice, fie fizicii. Din 1882 pâna la 1902 cursul de la M.I.T. intitulat „Inginerie electrica” (Electrical Engineering) era de asemenea oferit în departamentul de fizica, în vreme ce în alte universitati un curs echivalent se înscria în formarea de ingineri în mecanica, urmând pentru aceasta deviza lui William Thomson care, dupa R. Rosenberg, declarase ca un inginer electrician trebuia sa fie 90% mecanician si 10% electrician. Rosenberg explica de altfel: „În primul rând, electrotehnica sublinia importanta ingineriei mecanice nevizând vaporii; iar, în al doilea rând, electrotehnica dadea greutate argumentului dupa care formarea inginerilor este rolul unei scoli dotate cu baze solide în stiinte si în matematici, si nu doar al atelierelor tehnice”.

Aceste diferente autentice în ordonarea câmpului disciplinar explica în parte diferentele dintre conceptiile pe care le regasim ulterior. Mai mult, exista diferente nationale, iar lucrarile germanului Karl Küpfmüller, publicate tot în 1924, ne aduc în situatia de a compara mediile americane si germane.

Lucrarile de pionierat ale lui Harry Nyquist si Karl Küpfmüller

În 1924, Karl Küpfmüller (1897-1977) lucreaza - dupa trei ani petrecuti la Berlin - în laboratorul central al lui Siemens & Halske, creat în 1847 sub numele de Telegraphen Bauanstalt Siemens und Halske. Se stie ca el a studiat înainte problemele legate de pupinelizare si ca postul sau de la Siemens e explicit orientat înspre domeniul teoriei conductiei (Leitungstheorie). La fel ca si americanul Harry Nyquist, dar independent de acesta, el propune în lucrarea sa din 1924 - intitulata „Despre procesele tranzitorii în filtrele de unda” - o prima relatie cantitativa între timpul de ocupare a liniei si largimea benzii de frecvente trecatoare utilizata.