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 廣義信息論中對信息的理解及信息的定義

在廣義信息論中,人們對信息的含義可以從三方面來理解,即作為通信的信息、運算的內容和人類感知的來源。下面作些簡單的說明:

1.作為消息傳遞的信息

信息作為通信的消息來理解,在這種意義下,信息是人們在通信時要告訴對方的某種內容。這種狹義信息論中的信息概念是壹致的。

信息的傳遞可以在人與人、人與自然之間進行,前者如捎口信、寫書信、拍電報、打電話、發電子郵件、打旗語、吹軍號、發口令、喊號子、打拍子、講話等。後者如地質人員觀察地質現象。信息的傳遞還可以在機器與機器、機器與自然之間進行,前者如發送機與接收機之間的通信,後者如地質找礦中物探儀器接收地下地質體發出的信息。人與機器之間的傳遞信息最明顯的例子是人使用電子計算機時向計算機輸入命令及計算機用各種輸出方式告訴操作者計算或處理的結果。

信息的傳遞有的是單向的,有的則是雙向的。吹軍號是單向的,打電話則是雙向的;磁法勘探中磁力儀觀測地質體的磁場是單向的;電法勘探中自然電流法的電位計觀測地質體的自然電場是單向的;各種交流電法先向地下發送給定的形式及頻率的壹次電磁場,再接受地下地質體對壹次電磁場的反應而發出的二次電磁場,這時通信是雙向的。儀器先發出信息後接收信息,地下地質體則先接收信息後發出信息,即在這個通信系統中,儀器既是信源又是信宿,而地下地質體既是信宿又是信源。

信息作為通信的消息來理解時,要註意消息和信息的區別,即信息是消息中信宿事先未知的那部分。如果信源發給信宿的消息,信宿已經知道其全部內容,則此消息不含信息。或者通俗地說老消息不含信息。

2.用於運算和處理的信息

在這種意義下,信息是人們進行運算和處理所需要的條件、內容和結果,並常常表現為數字、數據、圖表和曲線等。

比如,試金爐的溫度計的讀數提供爐內溫度的信息,尺寸的數據給出壹個地質體大小長短的信息,天平砝碼的數字給出被稱樣品質量的信息,地質報告書中各種各樣的曲線圖則給出不同參量之間的關系的信息等。因此,信息可理解為這些數據和曲線圖的內容,而數據和曲線則是信息的形式,用於運算和處理。

在信息運算和處理方面,最強有力的工具是計算機。第壹臺計算機於1946年2月14日情人節那天由巴魯士(Gladeon Barues)將軍在美國賓州大學啟動,重30t,由17486個真空管做成,占滿壹個10m×16m的大房間,造價45萬美元。它是為軍隊計算火炮彈道軌跡用的,取名電子數據積分計算機(ENICA),數據傳輸速度100kHz。1971年英特(Intel)公司的4004微處理器誕生,其尺寸不大於小孩的手指甲,卻集成了2300個晶體管,因而在1976年於Jobs(蘋果電腦公司的創始人)家的車庫裏誕生了第壹臺個人計算機,簡稱微機,壹般用PC表示。最近,英特公司制成的Pentium Pro微處理器則集中了550萬個晶體管。微處理器是微機的心臟,其運行速度大致是每18個月翻壹番,目前可達160MHz,比其祖先快10萬倍,而成本卻只有原來的1/10。因此,微機很快發展成為家用多媒體電腦,大有每戶必備壹臺的趨勢。計算機的推廣及普及應用,促進信息技術大發展,它不僅可以作大數據量的快速運算,而且在向人工智能方向發展,代替壹部分人的腦力勞動(在邏輯思維方面及自動控制方面等)。機器將人從體力勞動中解放出來,而計算機則將人部分地從腦力勞動中解放出來,創造了人類美好的前景。

3.作為感知來源的信息

在這種意義下,是指信息是人類獲得知識的來源。這就是說,人類在生產實踐中不斷地從外界取得有用的“情報”,並加以分析、歸納和處理,得到關於外部世界在給定條件下存在的實際情況的知識及其運動規律的認識,從而調整自己的行動,並把這種行動作用於外部世界,達到改造外部世界和利用外部世界的目的。因此,信息是人類積累知識的來源,而人類的知識庫(圖書、文獻及資料、檔案等)中蘊藏著豐富的信息。從這個意義上講,生物越是高級,它攝取和利用信息的本領也越高超,壹個找礦人員的水平越高,他利用信息技術獲取地下地質信息的要求越迫切。

下面敘述信息的定義。

由於信息論廣泛滲透到各個學科,人們研究及利用信息論的具體目的不同,因而對信息的理解不同,加之信息論還處在發展階段,故目前對信息尚缺乏壹個公認的具權威的定義。為了說明這點,下面列舉壹些。

《辭海》:信息是指對消息接受者來說預先不知道的報道。

美國《韋伯字典》:信息是用來通信的事實,在觀察中得到的數據、新聞和知識。

英國《牛津字典》:信息是談論的事情、新聞和知識。

日本《廣辭苑》:信息是所觀察事物的知識。

《信息學漫談》[2]:信息是關於對事物運動的狀態和規律的認識,或者說是關於事物運動的知識,它可以脫離具體的事物而被攝取、存儲、處理和變換。

《信息與社會》[3]:信息是客觀存在的壹切事物通過物質載體所發生的消息、情報、指令、數據、信號中所包含的壹切可傳遞和交換的知識內容。信息是表現事物特征的壹種普遍形式。

《系統論、控制論、信息論概要》[4]:信息壹般泛指包含於消息、情報、指令、數據、圖像、信號等形式之中的新的知識內容。

維納:信息就是我們在適應外部世界和控制外部世界過程中,同外部世界進行交換的內容的名稱。

據說,現在關於信息的定義有幾十種。從上面所舉八個定義看來,壹個合適的定義可能是:信息壹般泛指包含於消息、情報、指令、數據、圖表、信號、圖書、檔案等形式之中的對接收信息的人來說尚不知道的內容。

在這個定義中,強調了兩點,第壹是把圖書和檔案列入到信源中,認為圖書和檔案中蘊藏著大量信息,這點在以後會詳細敘述;第二是把所謂“新”限定於“接收信息的人尚不知道”,而其他人則可能早已知道。例如壹本有關信息論的書,對已通曉信息論的人來說,不具任何新東西,但對不知道信息論的人來說,則處處是新內容。

我相信,隨著人們對信息論的深入研究,壹個確切的信息定義將會出現,這個定義,不僅能確切說明信息的性質,而且能為信息度量提供基礎。