广义信息论中对信息的理解及信息的定义

如题所述

在广义信息论中,人们对信息的含义可以从三方面来理解,即作为通信的信息、运算的内容和人类感知的来源。下面作些简单的说明:

1.作为消息传递的信息

信息作为通信的消息来理解,在这种意义下,信息是人们在通信时要告诉对方的某种内容。这种狭义信息论中的信息概念是一致的。

信息的传递可以在人与人、人与自然之间进行,前者如捎口信、写书信、拍电报、打电话、发电子邮件、打旗语、吹军号、发口令、喊号子、打拍子、讲话等。后者如地质人员观察地质现象。信息的传递还可以在机器与机器、机器与自然之间进行,前者如发送机与接收机之间的通信,后者如地质找矿中物探仪器接收地下地质体发出的信息。人与机器之间的传递信息最明显的例子是人使用电子计算机时向计算机输入命令及计算机用各种输出方式告诉操作者计算或处理的结果。

信息的传递有的是单向的,有的则是双向的。吹军号是单向的,打电话则是双向的;磁法勘探中磁力仪观测地质体的磁场是单向的;电法勘探中自然电流法的电位计观测地质体的自然电场是单向的;各种交流电法先向地下发送给定的形式及频率的一次电磁场,再接受地下地质体对一次电磁场的反应而发出的二次电磁场,这时通信是双向的。仪器先发出信息后接收信息,地下地质体则先接收信息后发出信息,即在这个通信系统中,仪器既是信源又是信宿,而地下地质体既是信宿又是信源。

信息作为通信的消息来理解时,要注意消息和信息的区别,即信息是消息中信宿事先未知的那部分。如果信源发给信宿的消息,信宿已经知道其全部内容,则此消息不含信息。或者通俗地说老消息不含信息。

2.用于运算和处理的信息

在这种意义下,信息是人们进行运算和处理所需要的条件、内容和结果,并常常表现为数字、数据、图表和曲线等。

比如,试金炉的温度计的读数提供炉内温度的信息,尺寸的数据给出一个地质体大小长短的信息,天平砝码的数字给出被称样品质量的信息,地质报告书中各种各样的曲线图则给出不同参量之间的关系的信息等。因此,信息可理解为这些数据和曲线图的内容,而数据和曲线则是信息的形式,用于运算和处理。

在信息运算和处理方面,最强有力的工具是计算机。第一台计算机于1946年2月14日情人节那天由巴鲁士(Gladeon Barues)将军在美国宾州大学启动,重30t,由17486个真空管做成,占满一个10m×16m的大房间,造价45万美元。它是为军队计算火炮弹道轨迹用的,取名电子数据积分计算机(ENICA),数据传输速度100kHz。1971年英特(Intel)公司的4004微处理器诞生,其尺寸不大于小孩的手指甲,却集成了2300个晶体管,因而在1976年于Jobs(苹果电脑公司的创始人)家的车库里诞生了第一台个人计算机,简称微机,一般用PC表示。最近,英特公司制成的Pentium Pro微处理器则集中了550万个晶体管。微处理器是微机的心脏,其运行速度大致是每18个月翻一番,目前可达160MHz,比其祖先快10万倍,而成本却只有原来的1/10。因此,微机很快发展成为家用多媒体电脑,大有每户必备一台的趋势。计算机的推广及普及应用,促进信息技术大发展,它不仅可以作大数据量的快速运算,而且在向人工智能方向发展,代替一部分人的脑力劳动(在逻辑思维方面及自动控制方面等)。机器将人从体力劳动中解放出来,而计算机则将人部分地从脑力劳动中解放出来,创造了人类美好的前景。

3.作为感知来源的信息

在这种意义下,是指信息是人类获得知识的来源。这就是说,人类在生产实践中不断地从外界取得有用的“情报”,并加以分析、归纳和处理,得到关于外部世界在给定条件下存在的实际情况的知识及其运动规律的认识,从而调整自己的行动,并把这种行动作用于外部世界,达到改造外部世界和利用外部世界的目的。因此,信息是人类积累知识的来源,而人类的知识库(图书、文献及资料、档案等)中蕴藏着丰富的信息。从这个意义上讲,生物越是高级,它摄取和利用信息的本领也越高超,一个找矿人员的水平越高,他利用信息技术获取地下地质信息的要求越迫切。

下面叙述信息的定义。

由于信息论广泛渗透到各个学科,人们研究及利用信息论的具体目的不同,因而对信息的理解不同,加之信息论还处在发展阶段,故目前对信息尚缺乏一个公认的具权威的定义。为了说明这点,下面列举一些。

辞海》:信息是指对消息接受者来说预先不知道的报道。

美国《韦伯字典》:信息是用来通信的事实,在观察中得到的数据、新闻和知识。

英国《牛津字典》:信息是谈论的事情、新闻和知识。

日本《广辞苑》:信息是所观察事物的知识。

《信息学漫谈》[2]:信息是关于对事物运动的状态和规律的认识,或者说是关于事物运动的知识,它可以脱离具体的事物而被摄取、存储、处理和变换。

《信息与社会》[3]:信息是客观存在的一切事物通过物质载体所发生的消息、情报、指令、数据、信号中所包含的一切可传递和交换的知识内容。信息是表现事物特征的一种普遍形式。

《系统论、控制论、信息论概要》[4]:信息一般泛指包含于消息、情报、指令、数据、图像、信号等形式之中的新的知识内容。

维纳:信息就是我们在适应外部世界和控制外部世界过程中,同外部世界进行交换的内容的名称。

据说,现在关于信息的定义有几十种。从上面所举八个定义看来,一个合适的定义可能是:信息一般泛指包含于消息、情报、指令、数据、图表、信号、图书、档案等形式之中的对接收信息的人来说尚不知道的内容。

在这个定义中,强调了两点,第一是把图书和档案列入到信源中,认为图书和档案中蕴藏着大量信息,这点在以后会详细叙述;第二是把所谓“新”限定于“接收信息的人尚不知道”,而其他人则可能早已知道。例如一本有关信息论的书,对已通晓信息论的人来说,不具任何新东西,但对不知道信息论的人来说,则处处是新内容。

我相信,随着人们对信息论的深入研究,一个确切的信息定义将会出现,这个定义,不仅能确切说明信息的性质,而且能为信息度量提供基础。

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