Información: entre redes y sistemas de conocimiento

José María Díaz Nafría
Universidad de León, España| Universidad Politécnica de Munich, Alemania
SENESCYT – Universidad Estatal Penínssula de Santa Elena, Ecuador

Contexto
2INFORMACIÓN: entre redes y sistemas de conocimiento

Contenidos
1. Redes abstractas
2. Información y modelos
de interacción
3. Redes semánticas y de
conocimiento
4. El estudio
interdisciplinar de la
información

1. Redes abstractas
• Esencialmente, una red no es más que un conjunto de
nodos y enlaces tal que exhibe la estructura
característica de conexiones entre nodos.
• Abstracción: Lo que vemos en el dibujo es de hecho,
una representación de la red más que la red en sí
misma. Así, con lo que estamos tratando es con un
grafo matemático, y como tal lo definimos como el
conjunto de vértices y aristas.

1. Redes abstractas
• La abstracción (paralela a la representación) logra un tipo de
universalización. (Obsérvese que aún no se ha definido el significado
de los nodos). Hasta ahora hemos tratado con un tipo formal de
representación.
• Conexión en la realidad supone interacción. Esta es la razón para
visualizar enlaces en la red como expresión de las interacciones
entre nodos.
• La idea es que la dinámica de una fenomenología observable es
inherente a un diagrama que en sí mismo es estático.
• En principio, lo fundamental del grafismo diagramático consiste en
expresar lo que no puede expresarse por un dibujo aislado:
movimiento.
• Es el enlace en la red, o el arista de su representación, lo que
simboliza este movimiento.

• Normalmente tratamos con diagramas cuyos
vértices son simplemente puntos y cuyas aristas son
segmentos orientados (comúnmente indicados por
la cabeza de una flecha)
• Los vértices se visualizan como agentes que operan
sobre otros agentes mediante su interacción
respectiva.
• Caracterizamos el tipo de agente y el tipo de
interacción (usualmente codificada mediante
etiquetas, colores, etc.).
• Existe una diferencia relevante entre tipos de
interacción interna y externa (activa/pasiva).
• Visualizamos el efecto de un agente sobre otro
como información (sentido procesual)
6
N1
N3
N2
I1,2
I2,1
INFORMACIÓN: entre redes y sistemas de conocimiento
1. Redes abstractas

1. Redes abstractas
Grupos aislados Red social única
(núcleo masivo-giant cluster)
Barabási(2002):Linked-ThenewscienceofNetworks

1. Red Abstracta
8
En una red abstracta podemos diferencias las
interacciones según sean
• Internas (causadas por agentes activos) and
• Externas (causadas por agentes activos diferentes –
comunicandos, agentes de conocimiento- que usan los
agentes pasivos –cables, palabras-).
Esta diferencia también supone una diferencia en la
representación: en función de si se usan para
representar:
• Potencialidades (como en el caso de mapas
geográficos o redes semánticas de conceptos), o
• Actualidades (como en el caso de procesos dinámicos,
e.g. la comunicación efectiva entre personas).
N1
N3
N2
I1,2
I2,1

1. Red Abstracta
9
• Una red de interacciones activas
puede expresarse en términos de
una red de comunicación que
define un modelo de mundo
pequeño que es común a una
extensa clase de fenómenos en
los campos de comunicación,
epidemiología, intercambio de
información, red semántica de una
lengua, etc.
• Siempre debe identificarse dónde
está operando el agente activo y
cuál es la representación pasiva
como espacio de interacciones.

1. Red Abstracta
La importancia de los atajos
(Watts & Strogratz)
• La distancia de la red social en un
país del tamaño de EE.UU.  5
(Milgram 1970s)
• A nivel mundial la distancia de la red
social  6
Lazos fuertes y débiles

1. Red Abstracta
11
• Dentro de esta variedad de redes es
importante discernir entre aquellas que están
escaladas aleatoriamente y las que carecen
de escala:
• Puede demostrarse que si empezamos con N
nodos y conectamos cada par de nodos con
probabilidad p, entonces creamos un grafo
con unas p·N(N-1)/2 aristas distribuidas
aleatoriamente. La red generada es así
fuertemente homogénea (la mayor parte de
los nodos tienen aproximadamente el mismo
número de enlaces).
• Si consideramos la distribución de grado de
una red P(k) (probabilidad de que un nodo
elegido al azar tenga exactamente k enlaces)
encontramos que los grados de un grafo
aleatorio siguen una distribución de Poisson
con un pico en <k>.

1. Red Abstracta
12
• Sin embargo, para una amplia clase de redes,
encontramos en cambio que P(k)  k–, es
decir, la distribución de grado posee lo que se
denomina distribución de cola pesada.
(Generalmente 0    1 y la dimensión de
espacio de fase asociado es así fractal.)
• Tales redes son fuertemente heterogéneas: la
mayoría de los nodos tienen uno o dos enlaces,
mientras que unos pocos nodos (llamados
concentrador –hub-) tienen un gran número de
enlaces que garantizan la conectividad general
de la red.
• Hay una gran diferencia topológica entre redes
aleatorias y carentes de escala.

1. Red Abstracta
13
• Las topologías de red determinan la resilencia de las redes

2. Información y modelos de
interacción
• ¿Qué es información?
• Si solo nos referimos al intercambio de señales (MTC): lo que un
agente hace a otro es reducir la incertidumbre que tiene el
segundo respecto a las señales transmitidas.
• Cuál es el caso dentro de un conjunto finito de señales/mensajes?
14
Z=Si
{S1, S2,… SN}
Ruido
Z’=Si’ Comparación con
{S1, S2,… SN}
Si=X
Incertidumbre: {p1, p2,… pN}
Ni Nj

2.1 Información
Incertidumbre inicial
1 bit de Información
Incertidumbre reducida
1 bit of información
1 bit de información
Incertidumbre reducida
Certidumbre
{p1, p2,… pN}, aquí: pi =1/M
Cuál es el caso? I = log2 (N = No. choices) = - log2 (1/N) = - log2 p
s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8

2.1 Información
Información (TMC)sint:
La Información tiene, sin embargo, 3 dimensiones:
sintáctica | semántica | pragmática
Información (TAI)sint-sem:
Existen dos aspectos esenciales (Weizäcker):
Potencialidad | Actualidad
(e.g. “información en mi bolsillo”)
→

2.2 Modelo de interacción (comunicación)

18
“The fundamental problem of communication is
that of reproducing at one point either exactly
or approximately a message selected at another
point. Frequently the messages have meaning;
that is they refer to or are correlated according to
some system with certain physical or conceptual
entities. These semantic aspects of
communication are irrelevant to the engineering
problem.” (Shannon, 1948)

2.2 Modelo de Interacción (comunicación)
19
La TMC tiene por objetivo resolver el problema técnico:
• Eliminar ruido
• Recursos mínimos para una cantidad de información dada
• Máximo rendimiento para unos recursos de canal determinados
Con este propósito se necesita:
1. Aproximación cuantitativa a la información (descontextualizado)
2. No interferir en las cuestiones semánticas y pragmáticas (buen cartero)
Fuente Codificador DestinoDecodificador
Mensaje
original Mensaje
codificado
Mensaje
decodificado
Ruido
Canal
Canal sin ruido (transparente)
Código: {m’1, m’2,… m’N}
Reglas (gramática)
?
Código: {m’1, m’2,… m’N}
Reglas (gramática)
Código: {m1, m2,… mN}
Reglas (gramática)
Código: {m1, m2,… mN}
Reglas (gramática)

20
2.2 Modelo de Interacción (comunicación)
“the signs of general ideas, and ideas
become general, by separating from them
the circumstances of time and place, and
any other ideas that may determine them
to this or that particular existence.”
(J. Locke, ECHU, 1690)

Modelo técnico de comunicación digital (sintáctico-semántico)
21
1) El emisor (de acuerdo a alguna convención ~ código) para comunicar X transmite Z;
2) El receptor, tras recibir Z acompañado por una cierta cantidad de ruido, sostiene la
hipótesis de que el emisor trató de comunicar X.
1’) el emisor (de acuerdo a alguna convención ~ código) ‘para hacer X’, siendo C el
contexto percibido por el emisor, transmite Z;
2’) el receptor, tras recibir Z acompañado por una cierta cantidad de ruido, siendo C’
el contexto que percibe, sostiene la hipótesis de que el emisor trata de ‘hacer X’.
Modelo inferencial de comunicación (semanto-pragmatica)

La eficiencia de la comunicación en el modelo inferencial depende de
que:
1º la cantidad de ruido sea lo suficientemente baja de modo que el
receptor no se equivoque, lo cual depende de la diferencia entre
las señales usadas en el código.
2º los contextos percibidos en ambos lados estén lo suficientemente
próximos,
3º el código sea lo suficientemente complejo como para facilitar no
solo la asimilación del contenido semántico sino también lo que
puede considerarse de un nivel lógico superior: ‘lo que trata de
hacerse al transmitir la señal Z’.
22

Modelo recursivo para la interacción de un agente (genérico):
23
1’’) El agente, percibiendo Zn‐1 en un contexto dinámico C’(t) (que incluye objetivos
propios y colectivos), decide hacer Xn. Y con el fin de lograrlo “hace Zn” (acto
comunicativo) siguiendo una convención CV’.
Esquema de la vida de un agente:
• Secuencia de decisiones {..., Xn-2, Xn-1, Xn, ...},
• tomadas de acuerdo a una secuencia de
objetivos {..., On-2, On-1, On, ...},
• Y de acciones realizadas {..., Zn-2, Zn-1, Zn, ...}
• dentro en un contexto dinámico C’(t), que
incluye convenciones semanto-pragmáticas
dinámicas CV’.
N1
N3
N2
I1,2
I2,1

3. Red semántica
• Tormenta de animales
(Goñi y Villoslada, 2010)
• La distancia en una red
semántica (66.000
palabras)  6
• Cuando se eliminan las
palabras polisémicas la
distancia aumenta a 11
(Sigman y Cecchi)
• Relevancia de la polisemia
y de triángulos semánticos

3. Red semántica
Ontogenyofscale-freesintaxnetworks
(CorominasMutraetal,2009)

3. Red Semántica (pasiva-activa)
debate político
26
Análisis de redes semánticas de la reacción a la decisión de un tribunal en EE.UU. (Huang):
• Se observa una actualización de la red semántica para reflejar una especie de teoría
acerca de lo que fue el caso, mediada por fuertes prejuicios.
En el campo del conocimiento
científico:
• Encontramos una
actualización de la red
conceptual reflejando las
teorías acerca de lo que es
el caso en un campo dado,
mediado por definiciones y
axiomas.

3. Red semántica (pasiva-activa)
debate político
27
Análisis de red semántica de Tweets en los debates de las elecciones presidenciales de Corea del Sur
(Park et al.): se visualiza la frecuencia de la comunicación entrante/saliente entre participantes (tweets)
1st
2nd
3rd
Azul-naranja-verde-rojo:
centralidad de grado saliente creciente

debate político
28
En el caso 1º se ha visualizado la dinámica de la relevancia social de palabras/conceptos
en el contexto de la discusión del fallo del tribunal:
• La red de discusión representa la relevancia social como una media del promedio de la
interacción comunicativa de agentes sociales (gente)
• Cada agente cuenta con una red semántica inherente (consciente e inconsciente)
Ci
Ck
Cj
Ii,j
Ij,i
E[{R}]  E[{R’}]
Aj
Ak
Ai
Ij,i
Ii,j
{R}  {R’}

debate político
29
Proyecto MyUniversity de e-Participación en universidades europeas (2011-2013):

debate político
30
Conclusiones del Proyecto myUniversity:
• Los problemas disponen de una
estructura diferente en cada nivel
(dep., fac., univ., sistema nacional,
internacional): diferentes redes
semánticas
• Esstructura jerárquica con filtrado de
asuntos relevantes (VSM):
• Cada nivel reduce la complejidad
hacia el nivel superior each level
reduces complexity to the upper level
(ley de Ashby de la variedad
requerida)
• Sistemas de participación anidados
(niveles de recursión)

debate político

conocimiento científico
32
En el mundo científico lo que se actualiza es la base de conocimiento (lo que es el caso):
• Las redes pasivas en una disciplina dada refleja su marco teórrico T = {{d}, {a}}
• La interacción permite a Ai saber:
• Lo que es el caso: {pi} expresado en T
• Si no puede ser expresado en la red pasiva K, ésta ha de actualizarse: T T’
• Ciencia normal
• Cienca revolucionaria
• Dinámica del conocimiento científico de Laudan
Ci
Ck
Cj
Ii,j
Ij,i
Q[{K}]  Q[{K’}]
Aj
Ak
Ai
Ij,i
Ii,j
{K}  {K’}

Semantic Network (interdisciplinarity)
33
Qué ocurre en la ciencia interdisciplinar? (Hermida Quintela et al.)

El estudio de la información (redes pasivas)

La información a través del mundo natural y
social
37
Industrial Society Information Society
Use of Energy Information
Based on Transformation materialized
in a (stabilized) industrial
system
Hyper-flexible selection of
changes in the socio-economic
system
Model Steam Engine: focus on
intensive Energy > Work
Turing Machine: focus on
intensive selection of changes
• We need a general understanding of information allowing us to
apprehend the complexity of reality at its different levels (physical,
biological, cognitive, human, socio-technical), its emergence and
evolution:
E what enables the generation of changes in the system (state space)
I what enables the selection of changes in the system (state space)

social

glossariumBITri: glosario interdisciplinar de
conceptos, metáforas, teorías y problemas sobre la información

social

glossariumBITri
45Information: among networks and systems of knowledge
1 5 10 50 100 500 1000
0500100015002000250030003500
TF
Frequency

glossariumBITri

glossariumBITri
information
theory
know ledge
concept
communication
use

glossariumBITri

Proyectos FIRE y PRIMER
Instituciones internacionales (NSF, ERAB, OCDE, UNESCO…) recomiendan cambiar de estrategia tecno-
científica hacia ciencia inter- y transdisciplinar.

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responsables:
J.M. Díaz Nafría, (2016). Information:
among networks and systems of
knowledge. (Presentation). Universidad
Politécnica Salesiana, Cuenca, Ecuador.
jdian@unileon.es
Interdisciplinary studies, Complexity
Hochschule München | Senescyt-Santa Elena
Universidad de León | BITrum

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