Was sind Trägermedien?

Resonanzen verbinden zwei getrennte physikalische Objekte. Sie passen dabei ihre Schwingungen an, sowohl bezüglich der Frequenzen wie auch der Phasen →  Bedingungen für Resonanz.

Die beiden Objekte, die verbunden werden sind die Trägermedien der Schwingungen. 

Zwei Ebenen der Information

Stets gibt es bei schwingenden Medien zwei Ebenen der Information, die gleichzeitig real sind und sich gegenseitig beeinflussen:

1. Das Trägermedium
   Ein materielle Musikinstrument kann erklingen. Die Information in der erklingenden Musik kann nicht entstehen, wenn nicht der materielle Träger in der Lage ist, sie entstehen zu lassen. Das heisst, dass die Moleküle des Instruments und ihr Verbund im Körper des Instruments geeignet sind, die Schwingungen der Musik zuzulassen. Natürlich steckt dabei viel mehr Information im den Molekülen und ihrem Verbund als in der darüber gelagerten Musikschwingung. 
2. Die auf dem Medium entstehende Information
   Wenn ein Musikinstrument ertönt, schwingen die Moleküle, aus denen es besteht mit. Doch die Information, die uns interessiert, die entstehende Musik, hat zwar mit dem Instrument zu tun und ist in ihrem Charakter vom Instrument wesentlich mitgefärbt, doch es handelt sich um eine Information auf einer höheren Stufe. Sie kann über die Luft das Instrument verlassen und unsere Ohren erreichen, die es wieder auf ihre eigene Weise aufnehmen können.
   Die Information der Musik verlässt also den Körper des Instruments. Stets enthält die überlagerte Schwingung weniger Information als im Trägermedium, im Instrument stecken.

Eine Informationsreduktion zeichnet deshalb stets das Verhältnis von Trägermedium zur entstehenden Information aus. Das Trägermedium enthält mehr Information als es als Botschaft aussenden kann.

Mikrozustand und Makrozustand

Informationsreduktion kennzeichnet den Bezug zwischen Trägermedium und überlagerter Botschaft. Dabei entspricht die Informationen im Trägermedium dem Mikrozustand und die Information in der Botschaft dem Mikrozustand.

Es handelt sich um den gleichen Effekt, wie er in der Wärmelehre zwischen dem übergeordneten Werten wie z.B. der Temperatur (Makrozustand) und den darunter gelagerten Bewegungsinformationen der Moleküle (Mikrozustand) in einer Gasmenge besteht. 

Dieser Unterschied hängt m.E. ganz eng mit dem Begriff der Entropie zusammen: Die Entropie ist nämlich die Informationsmenge, die im Mikrozustand vorhanden ist, im Makrozustand aber fehlt. Das Rauschen, das oft mit der Entropie gleichgesetzt wird, ist auf der tieferen Ebene, dem Mikrozustand nämlich durchaus informationshaltig. Nur interessieren im Makrozustand die vielen Details (z.B. die Bewegungsinformationen der Moleküle) nicht, es interessiert lediglich die reduzierte Information im Makrozustand, z.B. die Temperatur und der Druck des Gases.

Da die Entropie eng mit dem Informationsbegriff zusammenhängt, ermöglicht es die Mikrozustand/Makrozustand Unterscheidung, das Paradox zu verstehen, dass die Entropie mit der Information gleichgesetzt wird, dabei aber das Rauschen darstellt, das für uns gerade keine Information enthält. 

Sendende und rezipierende Träger

Die Trägerfunktion zeigt sich auf der sendenden wie auch auf der empfangenden Seite:

Auch der Zuhörer besteht aus wesentlich mehr Information als in der Botschaft oder Musik steckt, die er hört. Während die Gegebenheiten des Trägers die vermittelnde Botschaft, symbolisiert durch die schwarze Wellenline in obenstehender Grafik ermöglichen und formen, ermöglicht es unser Ohr diese Botschaft aufzunehmen und unser ganzes Wesen, unsere Erfahrungen und Erwartungen formen die Aufnahme der Botschaft. Im Empfänger wird die Botschaft in einen grösseren Kontext gestellt, der vom Individuum und seinem kultureller Umgebung abhängt. 

Wie das sendende Objekt die Botschaft formt, formt das empfangende Objekt die Interpretation der Botschaft. Beide Male liegen in der Physik der beiden Träger mehr Information als in den Signalen der Botschaft. Wir sprechen deshalb von zwei unterschiedlichen Informationsebenen oder Informationsmengen, der kleineren in der Botschaft und der grösseren in den Trägern.

Die Abbildung oben ist allerdings nur ein Ausschnitt aus dem Geschehen, das weit umfassender ist und auch zum Beispiel die Absicht des Musikers und den kulturellen Background des Zuhörers umfasst. Die Reduktion auf die beiden unmittelbaren Träger soll der Verdeutlichung der beiden Informationsebenen dienen und die Trägerfunktion verständlich machen.

Trägerfunktion bei Rediowellen

Zur Verdeutlichung des Bezugs zwischen Träger und Botschaft möchte ich die Art der Kodierung von Radiowellen anführen. Auch bei Radiosendungen und allen anderen elektromagnetisch vermittelten Botschaften gibt es diese beiden Informationsebenen, den Träger (Medium) und die getragene Botschaft. 

Die Art, wie die Botschaft aufmoduliert wird ist variabel, die Tatsache, dass nur ein Teil der Informationsmenge des Trägers in der Botschaft sichtbar ist, gilt aber für alle solchen Verhältnissen zwischen Träger (Medium) und Botschaft.

Unten sind zwei Beispiele dargestellt, wie Radiosbotschaften (Signal) mittels Radiowellen getragen werden können. Die tragende Radiowelle kodiert das Signal entweder durch eine Variation der Amplitude (AM) oder der Frequenz (FM). Beidemale wird das Signal anders kodiert. Selbstverständlich müssen Sender und Empfänger die gleiche Art der Kodierung / Dekodierung verwenden.

Trägerfunktion des Vakuums

Die Radiowllen, die für die Radiosendung das Medium sind, werden ihrerseits von einem noch tiefer liegenden Medium getragen. Die Wellen bewegen sich in einem elektromagnetischen Feld, das früher als Äther bezeichnet wurde und in der heutigen Physik als Vakuum.