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        信息論中的信息論,信息的定義及特征

        時(shí)間:2023-10-30 百科知識(shí) 版權(quán)反饋
        【摘要】:將信息的概念推廣到人,指出信息與信息接受者的主觀認(rèn)識(shí)有關(guān)。信息的這一最重要的本質(zhì)特征,是信息的生命所在。信息的可存貯性指的是信息必須依附于各種形式的載體,信息和物質(zhì)(事物)、能量具有密切的關(guān)系,但它仍需依附于另一種形式的載體。

        1.1 信息概述

        信息作為一種社會(huì)資源很早就被人們所認(rèn)識(shí),而且自古以來(lái)人類就在利用這種資源,只是利用的能力和水平很低而已。例如,我國(guó)古代發(fā)明的原始感測(cè)和顯示技術(shù)的指南針、原始通信技術(shù)的烽火臺(tái)以及信息記錄、存儲(chǔ)技術(shù)的造紙術(shù)和印刷術(shù)等等。

        隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速普及,隨著Internet熱潮席卷全球,誰(shuí)也無(wú)法否認(rèn)人類社會(huì)正以無(wú)法估量的速度悄然邁入知識(shí)(信息)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代,經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)于信息(知識(shí))活動(dòng)的依賴已達(dá)到十分突出的地步,在所有可利用的資源中信息資源的利用總體上上升到主導(dǎo)地位。

        1.1.1 信息的定義及特征

        1.信息的定義

        當(dāng)今世界,“信息”已成為社會(huì)生活中使用頻率最高的詞匯,與之相連的“信息經(jīng)濟(jì)”、“信息產(chǎn)業(yè)”也成為人們身邊的現(xiàn)實(shí)。信息作為重要的經(jīng)濟(jì)、戰(zhàn)略資源和推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的新動(dòng)力,日益受到人們的青睞,“信息時(shí)代”、“信息社會(huì)”正在向我們走來(lái),信息化成為當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)。

        “信息”一詞被高頻率地使用,但究竟什么是信息呢?怎樣去認(rèn)識(shí)信息的科學(xué)意義呢?

        我們知道世界萬(wàn)物都有自己的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和表現(xiàn)特征。社會(huì)生活之中的人們所了解到的事物間的差異都是通過(guò)一定的形式表現(xiàn)出來(lái)的。例如:聲音、圖像、文字等等,這些形式所表達(dá)的內(nèi)容就是信息。信息不是物質(zhì)本身,而是物質(zhì)的一種基本屬性。

        “信息”一詞拉丁文為information是陳述、描述、概要的意思;英文information有知識(shí)、資料、數(shù)據(jù)、情報(bào)、消息、報(bào)道、報(bào)告、通知等多種含義;漢語(yǔ)中的“信息”一詞,“信”和“息”兩字的意思相近,二字均有音信、消息的意思,前者側(cè)重于消息、征兆,后者強(qiáng)調(diào)情況、音訊。據(jù)考證,兩字連成一詞使用,最早見于唐代詩(shī)人李中《暮春懷故人》中的:“夢(mèng)斷美人沉信息,目穿長(zhǎng)路倚樓臺(tái)”;宋代詩(shī)人王庭《題辰州壁》中的:“每望長(zhǎng)安信息?!痹?shī)句中均有“信息”一詞,其意為消息。過(guò)去日常用語(yǔ)中的“信息”也就是這里所說(shuō)的音信、消息的意思。這與當(dāng)代信息的含義并不完全相同。雖然人們每時(shí)每刻在與信息打交道,但要給信息下一個(gè)完整的科學(xué)定義卻不是那么容易的。人類開始有意識(shí)地對(duì)信息進(jìn)行探索和研究,是20世紀(jì)50年代以來(lái)的事情。隨著對(duì)信息研究的深入,人們站在各自的學(xué)科角度對(duì)信息進(jìn)行了科學(xué)的探討,并分別為信息下了三四十種定義。其中,最具代表性、最早的突破性成果是1948年美國(guó)通訊工程師申農(nóng)(C.E.shannon)的“信息論”和美國(guó)數(shù)學(xué)家維納(N.wiener)的“控制論”。

        信息論創(chuàng)始人申農(nóng)在《通信的數(shù)學(xué)理論》中提出了“狹義信息論”,即信息論,在其中他把信息定義為“用來(lái)清除隨機(jī)事件的形式的不定性的東西”。在信息論中申農(nóng)首先把信息看作是一個(gè)抽象的量,認(rèn)為信息是一種消息,而通信的本質(zhì)就是信息的傳遞過(guò)程,并提出信息量的要領(lǐng)及定量計(jì)算公式,以及通信系統(tǒng)模型和信息的定理等重要原理,將物理學(xué)中的數(shù)理統(tǒng)計(jì)法運(yùn)用到信息領(lǐng)域中。這些關(guān)鍵理論確定了現(xiàn)代信息理論的基礎(chǔ),由此申農(nóng)成為信息論的奠基人??刂普摰膭?chuàng)始人維納認(rèn)為信息就是我們適應(yīng)外部世界并且使這種適應(yīng)為外部世界感到的過(guò)程,同外部世界進(jìn)行交換的內(nèi)容和名稱。將信息的概念推廣到人,指出信息與信息接受者的主觀認(rèn)識(shí)有關(guān)。經(jīng)過(guò)幾十年的探索,信息學(xué)已發(fā)展成為與人類社會(huì)密不可分的一門科學(xué)了。那么,信息到底是什么呢?目前,學(xué)術(shù)界還沒有形成一個(gè)一致的、完整系統(tǒng)的定義?!掇o?!分惺沁@樣說(shuō)的:信息是指客觀的消息、情況、情報(bào)等,是指對(duì)消息接受者來(lái)說(shuō)預(yù)先不知道的報(bào)道等;《新華字典》將信息表述為:信息是指音信、消息。信息論中指用符號(hào)傳輸?shù)膱?bào)道,報(bào)道的內(nèi)容是接受者預(yù)先不知道的,事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和關(guān)于事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的陳述;《韋伯斯特詞典》將信息表述為:信息是知識(shí)和情報(bào)的通信和接受,是通過(guò)調(diào)查、研究或要求而得到的知識(shí),是情報(bào)、消息、新聞、事實(shí)和數(shù)據(jù)等。我國(guó)科學(xué)家錢學(xué)森也對(duì)信息有過(guò)這樣的闡述:信息是激活了、激化了的知識(shí),是為了解決一個(gè)特定的問(wèn)題所需要的知識(shí)。

        綜上所述,信息就是消息,人們?cè)趯W(xué)習(xí)、工作、日常生活中隨時(shí)隨地都在接受和利用信息;信息是資源,它具有使用價(jià)值和價(jià)值;信息是財(cái)富,且是無(wú)價(jià)之財(cái)富;信息是生產(chǎn)力要素,更是一種不可估量的促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的新動(dòng)力。雖然學(xué)術(shù)界難以形成一個(gè)統(tǒng)一的信息定義,但以文獻(xiàn)信息探索的角度我們應(yīng)對(duì)信息作一個(gè)基本的概定:信息是自然界和人類社會(huì)中一切事物自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與方式,是事物的內(nèi)在聯(lián)系和含義的表征,信息通過(guò)一定的載體形式反映事物的本質(zhì)特征及其運(yùn)動(dòng)變化。也就是說(shuō)信息是一種可以用來(lái)消除不定性的東西,它泛指一切事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)的方式,是關(guān)于事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式的反映。正因?yàn)樾畔⑹鞘挛镞\(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式的反映,所以它才能用來(lái)消除人們認(rèn)識(shí)上相應(yīng)的不定性,不斷提高人類認(rèn)識(shí)和改造世界的能力。因此,人類社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,都離不開信息資源的開發(fā)和利用。而且,信息資源的真實(shí)狀況及開發(fā)利用程度,已成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)、文化、科技以至綜合國(guó)力的重要指標(biāo)。

        2.信息的特征

        信息與物質(zhì)、能量并稱為人類社會(huì)三大基本資源,與物質(zhì)和能量不同,信息具有以下特征:

        (1)信息具有客觀真實(shí)性。信息既不是物質(zhì),也不是能量,信息就是信息。不論你是否認(rèn)識(shí)到,信息總是存在的。信息的這一最重要的本質(zhì)特征,是信息的生命所在。

        (2)信息具有共享性。信息的這一特性是與其他資源最大的不同之處。物質(zhì)和能量被專人占有和使用,它會(huì)被消耗而不復(fù)存在。信息顯然不同,當(dāng)某一信息被多人共享時(shí),信息的占有者不會(huì)喪失該信息,而且,一般來(lái)說(shuō)也不會(huì)因?yàn)槎啻问褂枚淖冃畔⒌淖陨韮r(jià)值。作為一種共享性的資源,信息可以通過(guò)傳輸和擴(kuò)散的方式實(shí)現(xiàn)共享,在交換、傳遞的過(guò)程中,信息不但不會(huì)喪失,而且還可能同時(shí)獲取新的信息。因此,信息還可稱之為一種無(wú)限再生的資源。另外,我們?cè)趯?shí)際生活中應(yīng)當(dāng)注意區(qū)分信息的共享性與現(xiàn)實(shí)共享范圍,了解獨(dú)占信息、有價(jià)信息和公共信息的特性,合理合法的充分享有信息。

        (3)信息具有可存貯性。信息的可存貯性指的是信息必須依附于各種形式的載體,信息和物質(zhì)(事物)、能量具有密切的關(guān)系,但它仍需依附于另一種形式的載體。所以說(shuō),沒有物質(zhì)、沒有能量,就沒有事物的狀態(tài)和方式,也就沒有信息。而且,信息的識(shí)別、轉(zhuǎn)換、擴(kuò)充、壓縮、生成、分享等所有的過(guò)程都必須有物質(zhì)和能量的支持。信息通過(guò)物質(zhì)載體來(lái)存貯,從遠(yuǎn)古的結(jié)繩記事、甲骨、泥板、紙張到磁、激光、大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用,大大豐富了信息的存貯形式,也極大的增加了物質(zhì)載體存貯的信息量。

        (4)信息具有可轉(zhuǎn)換性。信息可以被加工、整理、概括、歸納使之濃縮精練和不斷擴(kuò)充并變換各種形態(tài),由原始一次信息變?yōu)槎涡畔?、三次信息等,?shí)現(xiàn)信息價(jià)值的增值。運(yùn)用現(xiàn)代信息處理系統(tǒng),將原始文件進(jìn)行壓縮,可達(dá)到便于傳輸和節(jié)省存貯空間的目的。信息技術(shù)的快速發(fā)展可使信息進(jìn)行聲音、圖形、文本、數(shù)據(jù)等多種形式的相互轉(zhuǎn)換,有效地促進(jìn)信息的傳播和交流。例如可將聲音轉(zhuǎn)換為文字或文字轉(zhuǎn)換為聲音、將統(tǒng)計(jì)表轉(zhuǎn)換為拼圖等等。

        (5)信息具有傳輸性。信息不同于物質(zhì),作為一種既無(wú)大小又無(wú)重量的非實(shí)體,它的傳遞速度僅取決于它所承載體的性能。因此,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和光纖技術(shù)的高速發(fā)展,信息的傳遞超出了以往載體的限制。當(dāng)信息的載體是電磁波和光波時(shí),其傳輸?shù)乃俣葘⑦_(dá)到每秒30萬(wàn)千米。而運(yùn)用廣播、電視、Internet等大眾傳媒傳遞信息,則可在瞬間將信息迅速而廣泛地?cái)U(kuò)散,并且是全方位的擴(kuò)散。

        (6)信息具有極強(qiáng)的時(shí)效性。信息與物質(zhì)、能量的價(jià)值觀是不同的,信息有很強(qiáng)的時(shí)效性,過(guò)時(shí)的信息就是馬后炮。比如天氣預(yù)報(bào)信息,軍情與警情信息、戰(zhàn)略預(yù)測(cè)信息等,如果不在最需要的時(shí)間內(nèi)被準(zhǔn)確地獲取、傳遞、使用,它將分文不值。也就是說(shuō)信息的利用價(jià)值與時(shí)間成反比,及時(shí)有效地把握信息就能實(shí)現(xiàn)信息的最佳價(jià)值。

        (7)信息具有不滅性。信息不像物質(zhì)和能量,物質(zhì)是不滅的,能量也是不滅的,其形式可以轉(zhuǎn)化,但信息的不滅性與它們不一樣。一個(gè)杯子被打碎了,構(gòu)成杯子的原子、分子沒有變,但已不成為一個(gè)杯子了。又如能量,我們可以把電能轉(zhuǎn)化成熱能,但變成熱能后電能已經(jīng)沒有了。而信息的不滅性是一條信息產(chǎn)生后,其載體可以變換、可以消亡(如一本書、一張光盤),但信息本身并沒有隨之改變和消亡。

        其實(shí),信息的特征還有許多,如知識(shí)性、識(shí)別性、生成性、動(dòng)態(tài)性等等,這里限于篇幅,不能一一贅述。

        1.1.2 信息的類型

        信息類型繁多,從不同角度劃分就會(huì)有不同類型的信息:

        (1)自然信息和社會(huì)信息。這是依據(jù)信息存在的領(lǐng)域及信息的內(nèi)容劃分的。自然信息指存在于人們主觀意識(shí)之外,來(lái)源于自然界,在自然界中傳遞的信息。社會(huì)信息則是來(lái)源于人類社會(huì),是人類對(duì)于社會(huì)現(xiàn)象和社會(huì)活動(dòng)的認(rèn)識(shí)、反映、是在人際間傳播的信息及思維信息。

        (2)語(yǔ)言信息和非語(yǔ)言信息。這是依據(jù)信息的符號(hào)種類及信息的性質(zhì)劃分的。語(yǔ)言信息是由作為信息溝通最基本、最重要的工具——語(yǔ)言來(lái)表現(xiàn)的信息,它由語(yǔ)法信息、語(yǔ)文信息和語(yǔ)用信息構(gòu)成。人們總是以信息為媒介與事物打交道的,通過(guò)語(yǔ)法信息獲得語(yǔ)文、語(yǔ)用信息,經(jīng)分析比較產(chǎn)生決策信息,根據(jù)決策信息使事物按人們預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展。非語(yǔ)言信息則是指表情、體態(tài)等非語(yǔ)言顯現(xiàn)的信息。

        (3)動(dòng)態(tài)信息和靜態(tài)信息。這是依據(jù)信息的狀態(tài)劃分的。動(dòng)態(tài)信息是指時(shí)效性極強(qiáng)的瞬息多變的信息。如軍情、警情、新聞等類信息。靜態(tài)信息則是指呈現(xiàn)穩(wěn)定、相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的信息。如歷史文獻(xiàn)、檔案資料等類信息。

        (4)一次信息、二次信息、三次信息。這是依據(jù)信息的加工處理程度劃分的。一次信息是在生產(chǎn)實(shí)踐、社會(huì)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的新成果,新知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)性總結(jié)等方面的信息;二次信息則是依據(jù)客觀需要,按照一定的科學(xué)方法,將特定分散的一次信息進(jìn)行加工整理而形成的信息;三次信息則是指依據(jù)二次信息提供的線索并選用一次信息的內(nèi)容進(jìn)行綜合分析形成的信息。

        (5)單媒體、多媒體信息和文獻(xiàn)及電子信息。這是依據(jù)信息的媒體和信息的載體劃分的。用來(lái)表示信息的聲音、圖像、文字、數(shù)據(jù)以及廣播、電視等物質(zhì)載體是信息的表示媒體。只有一種媒體表示的信息就是單媒體信息,運(yùn)用多種媒體綜合、協(xié)調(diào)地表示的信息就是多媒體信息。多媒體信息不同于多媒體技術(shù)和多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念,而現(xiàn)代化的多媒體手段可以將多媒體信息帶入一個(gè)嶄新的應(yīng)用領(lǐng)域。

        (6)政治信息、經(jīng)濟(jì)信息、文化信息、科技信息、學(xué)術(shù)信息、法律信息、軍事信息、市場(chǎng)信息等等,這是依據(jù)信息的社會(huì)屬性劃分的。

        1.1.3 信息、知識(shí)、情報(bào)與數(shù)據(jù)

        1.信息與知識(shí)的關(guān)系

        信息不同于知識(shí),它是作為物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的反映,通過(guò)各種信息通道達(dá)到人腦成為人類意識(shí)。在人們獲取、整理、利用信息之前,信息處在一種發(fā)散的狀態(tài),時(shí)刻在變化、流動(dòng)、產(chǎn)生與消失。如果人們不斷地接收信息,而且這些信息又是真實(shí)可靠的,經(jīng)過(guò)人們的分析、提煉,就能準(zhǔn)確把握客觀事物的規(guī)律性,再歸納總結(jié),這種“信息”就上升為知識(shí)、科學(xué)了。

        知識(shí)是人類積累的關(guān)于自然和社會(huì)的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),是人類通過(guò)收集和利用信息對(duì)自然界、人類社會(huì)及思維規(guī)律的認(rèn)識(shí)與掌握,是人的大腦通過(guò)思維重新組合的系統(tǒng)化信息的集合。知識(shí)既包括有文字記載的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn),也包括沒有文字記載的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。知識(shí)是吸收了信息后凝結(jié)出來(lái)的概念,是系統(tǒng)化完備化的信息,是信息中被人類總結(jié)出來(lái)的精華部分。

        信息與知識(shí)往往是聯(lián)系在一起的,信息可以被認(rèn)為是一種可傳播形式的知識(shí),信息與知識(shí)的關(guān)系如同金錢與財(cái)富的關(guān)系。只有當(dāng)信息被系統(tǒng)地、有目的地積累起來(lái)時(shí),它才能轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)。

        人類既要通過(guò)信息來(lái)認(rèn)識(shí)世界、改造世界,而且也要根據(jù)所獲得的信息去組成知識(shí)。所以說(shuō),知識(shí)是信息的一部分,而信息則是“流動(dòng)的”知識(shí),它是構(gòu)成知識(shí)的原料,這些原料經(jīng)過(guò)人腦接受、選擇、處理,就能組合成新的知識(shí)。信息相對(duì)變動(dòng),具有動(dòng)態(tài)屬性,而知識(shí)則相對(duì)穩(wěn)定,具有靜態(tài)的屬性。

        2.信息與情報(bào)的關(guān)系

        信息與情報(bào)是兩個(gè)最為密切的概念,以往兩者的使用沒有任何的區(qū)別。英文“Information”表示的就是“信息”和“情報(bào)”。隨著信息科學(xué)的發(fā)展,“信息”一詞才逐漸取代了“情報(bào)”一詞。

        情報(bào)一般是指在特定的時(shí)間、特定的狀態(tài)下,為特定的人提供的有用知識(shí),情報(bào)的本質(zhì)就是知識(shí)。《辭?!防锸沁@樣解釋的:“戰(zhàn)時(shí)關(guān)于敵情之報(bào)告,曰情報(bào)?!鼻閳?bào)往往與軍事、間諜相關(guān)聯(lián)帶有機(jī)密的色彩,隨著社會(huì)的發(fā)展情報(bào)已不僅僅局限于軍事領(lǐng)域,而適用于政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、社會(huì)生活等諸多領(lǐng)域。與信息與知識(shí)的關(guān)系一樣,信息與情報(bào)兩者也是既有聯(lián)系也有區(qū)別。信息包含了情報(bào),因?yàn)樾畔⒓劝擞嘘P(guān)軍事和間諜相關(guān)的情報(bào),還包括更多方面的“情報(bào)”、“知識(shí)”,既有社會(huì)生活中人與人之間的相互溝通、思想交流、情感傳遞,也有人與自然的“對(duì)話”與交流,還有純客觀自然界的自然物、非自然物、動(dòng)物、植物相互的信號(hào)、消息交換與傳遞。綜上所述,信息、知識(shí)與情報(bào)的邏輯關(guān)系如圖1-1所示。

        img2

        圖1-1 信息、知識(shí)與情報(bào)的邏輯關(guān)系示意圖

        3.信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系

        在計(jì)算機(jī)普及的條件下,信息與數(shù)據(jù)的概念常常是混用的,實(shí)際操作中信息本身也已數(shù)據(jù)化,而數(shù)據(jù)本身也確實(shí)地代表著信息。數(shù)據(jù)指的是表達(dá)事物信息的字符集合,它由特定的符號(hào)或自然數(shù)表示的數(shù)值型數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的在計(jì)算機(jī)環(huán)境下的非數(shù)值型數(shù)據(jù)構(gòu)成。

        凡是能夠用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編碼和通信的數(shù)據(jù)都可以成為信息,只有被定義了的數(shù)據(jù)才是信息。信息就是加工了的數(shù)據(jù)、是數(shù)據(jù)的內(nèi)容。

        信息與數(shù)據(jù)通常是難以分割的,但使用中也須加以區(qū)分。比如“2008”這樣一個(gè)數(shù)據(jù),作為一般的單純自然數(shù)并不表示什么信息。但把這一數(shù)據(jù)放在“奧林匹克運(yùn)動(dòng)”上,它就可能表示“北京2008年奧運(yùn)會(huì)”這樣一則信息了。而它出現(xiàn)在飛機(jī)的速度表上,那它所表示的肯定是飛機(jī)的速度信息了。因此,我們說(shuō)數(shù)據(jù)是一種形式,是一種表示信息的形式,它所表示的內(nèi)容就是信息。而信息并不僅限于數(shù)據(jù)表示,它還可以用圖形、圖像等形式表示。我們還可以說(shuō)數(shù)據(jù)作為一種素材,一種原始資料被有序的組織和“創(chuàng)作”而得到的“產(chǎn)品”就是信息。

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