登陆注册
10075600000004

第4章 信息的基本概念(3)

由于不同的观察者有着不同的观察能力、不同的理解能力和不同的目的性,也就是说,各个观察者的先验信息量不相同,因此,从同一个事物所获得的信息量(实得的语法、语义和语用等信息量)当然也各不相同。信息的这个性质告诉人们,实得信息量是因人而异的。

性质4传递性:信息可以在时空中从一点传递到另一点。

由于信息具有脱离母体而相对独立的能力,因而就可以通过一定的方法使之在时间上或者在空间上进行传递。在时间上的传递称为存储;在空间中的传递称为通信。其实,存储也是一种通信:现在与未来的"通信"或过去与现在的"通信"。当然,信息在空间中的传递必然也伴有时间上的传递,因为它在空间中传递的速度是有限值。信息可以在时间上和在空间中传递,这是一个十分有用的性质,它使人类的知识能够积累和传播,使人与人之间能够进行信息的交流,使人与环境之间能够保持信息的联系,从而能够更好地认识环境和改造环境。

性质5变换性:信息是可变换的。它可以由不同的载体用不同的方法来载荷。

既然信息是事物运动的状态和状态变化的方式,而不是事物本身,它就可以负载在其他一切可能的物质载体上。例如,投掷硬币这一试验的结果是一种信息,可以用数字0和1来表示,可以用电流极性的"正"和"负"来表示,也可以用机械位置的"高"和"低"来表示,甚至以表情上的"哭"与"笑"来表示,等等。实际上,只要能够保持"运动的状态及其变化的方式"的不变性,那么,它就不仅可以在各种物质和能量形式之间进行变换,而且可以经受一切不会破坏"信息不变性"的数学变换。信息的这一性质很有用,它使人们对信息施行的各种各样的处理和加工成为可能。

性质6有序性:信息可以用来消除系统的不定性,增加系统的有序性。

本体论层次的信息是事物运动的状态和状态变化方式的自我表述,认识论层次的信息是认识主体所感知和表述的事物运动的状态和状态变化方式。获得信息就可以消除认识主体对于事物运动状态和状态变化方式的不定性。后面还会看到,概率语法信息量就是负熵,它是混乱程度的对立面。一个系统要想从无序状态转变为有序状态,就要从外界获得信息(负熵)。这是系统自组织理论导出的基本结论。

性质7动态性:信息具有动态性质。一切活的信息都随时间而变化。因此,信息也是有时效、有"寿命"的。

信息是事物运动的状态和状态变化的方式,事物本身在不断发展变化,因此,信息也会随之变化。脱离了母体的信息因为不再能够反映母体的新的运动状态和状态变化方式,它的效用就会逐渐降低,以致完全失去效用。这就是信息的时效性。信息脱离母体的时间长短并不能完全反映信息的寿命,衡量信息的寿命必须同时考虑母体随时间而变化的速度。一旦信息已经不能反映母体实际的运动状态和方式,这个信息的寿命就到了尽头。这时,它至多只能作为母体运动状态和方式的一种历史记录。所以,人们获得信息之后不能就此满足,更不能一劳永逸。信息要及时发挥效用,知识要不断补充更新。

性质8转化性:从潜在的意义上讲,信息可以转化。在一定的条件下。可以转化为物质、能量、时间及其他。

信息可以转化,当然需要条件,其中最主要的条件就是必须被人们有效地利用。没有这个条件,信息是不可能发生转化的。同样,"知识就是力量"也需要条件。显然,正确而有效地利用信息,就可能在同样的条件下创造更多的物质财富,开发或节约更多的能量,节省更多的时间。

.信息的功能信息具有许多功能。它是一切生物进化的导向资源。生物生存于环境之中,而环境经常发生变化,如果生物不能得到这些变化的信息,生物就不能及时采取必要的措施来适应环境的变化,就可能被变化了的环境所淘汰。信息是知识的来源。信息又是决策的依据,因为信息可以被提炼成为知识,而知识与决策目标结合在一起才可能形成合理的策略。信息是控制的灵魂,因为控制是依据策略信息来干预和调节被控对象的运动状态和状态变化的方式;没有策略信息,控制系统便会不知所措。信息是思维的材料,因为思维的材料只能是"事物运动的状态及其变化方式",而不可能是事物的本身。信息是管理的基础,也是一切系统实现自组织的保证,这些都是不言自明的道理。

在所有这些功能之中,最重要的功能是:信息可以通过一定的算法被加工成知识,并针对给定的目标被激活成为求解问题的智能策略,进而按照策略求解实际的问题。这是信息的最核心最本质的功能。信息—知识—智能(策略),这是人类智慧的生长链,或称为智慧链。

人类认识世界和优化世界的一切活动都是在这个智慧链的支配下展开的。因此,只要能够充分地发挥信息的这一项功能,人类就可以从信息科学技术的研究成果中受益无穷。虽然人类在漫长的进化过程中一直都没有离开信息,但是,只有到了信息时代的今天,人类对信息资源的认识、开发和利用才可以达到高度发展的水平。

总之,信息与物质和能量一起,构成人类可以利用的三类基本的战略资源:物质资源可以被加工成材料,为一切工具提供"实体";能量资源可以被加工成动力,为各种工具提供"活力";信息资源则可以被加工成知识和智能策略,为各种工具注入"智慧和灵魂"。物质、能量、信息,这是人类可以利用的战略资源的三位一体;实体、活力、智慧,则是一切智能工具要素的三位一体。

信息的分类分类学本身是一个复杂的问题,存在许多不同的分类准则。运用不同的分类准则,将导致不同的分类结果。读者肯定可以在不同的著作中看到关于信息的许多不同的分类,由于篇幅的原因这里不拟列举。这里需要指出的是,对于信息的分类而言,在所有的分类原则之中,最基本因而也是最重要的应当是按照信息自身性质而形成的分类。

如上所说,按照性质的不同,信息可以划分为语法信息、语义信息以及语用信息3种基本情形,这是全信息的3个基本层次。其中,最基本也是最抽象的层次是语法信息。它是迄今为止在理论上研究得最多也是最深入的层次。因此,还可以进一步来考虑语法信息的分类。

按照基本定义,语法信息是事物运动的状态及其变化方式的外在形式。根据事物运动的状态在形式上的不同,语法信息可以做如下分类:首先,按照事物运动状态数的有限或无限,可以分为有限信息和无限信息;其次,按照事物运动状态的连续性或离散性,可以分为连续信息与离散信息;再者,按照事物运动状态的明晰性或模糊性,又可以分为明晰信息与模糊信息。

另一方面,按照事物运动状态变化的方式,语法信息又可以分为随机信息、半随机信息和确定信息。所谓"随机信息",就是各状态完全按照统计规则或概率规律出现,因此这类信息又叫做概率型语法信息或者统计型语法信息。所谓"半随机信息",是指各个状态的出现不可预测,但是由于这类试验往往只进行一次或若干次,不能大量重复,因此不能用概率统计的规则来描述,这类试验所提供的信息,也称为偶发型语法信息。所谓"确定信息",是指各种状态按照确定性的规则出现,能够用经典数学公式来描述,这种变化方式的未知因素通常表现为初始条件和环境影响(约束条件)。

这样,根据事物运动的状态和状态变化方式的不同,就可以得到如图2所示的语法信息的分类树。图中列出了4种不同的分类方式,它们可以任意地相互交叉和并列,从而得到24种不同的语法信息形式。例如,若事物的运动状态是离散的、有限的、明晰的,其状态变化方式是随机的,则可以称之为离散有限明晰随机信息。这24种不同的语法信息形式在理论上都是有意义的。不过,在实际的研究工作和工程实践中,由于连续信息通常都可以(通过采样和量化等方法)实现离散化,因此只需要研究离散信息。另外,状态无限的情形往往理论上可以通过求极限的方法(工程上可以通过平滑滤波等方法)由状态有限的情形来逼近,于是,只需要研究状态有限的情形。最基本的语法信息只有4种,即离散有限明晰状态的概率型语法信息、离散有限明晰状态的偶发型语法信息、离散有限明晰状态的确定型语法信息、离散有限模糊状态的确定型语法信息。为了简便,通常分别把它们简称为概率信息、偶发信息、确定信息和模糊信息。

图2语法信息的分类最后,有必要说明信息与信号的联系与区别。

信息不同于信号。在各种实际的信息系统中,往往为了克服时间或空间的限制,必须对信息进行加工处理,把信息变换成适合信道传输的物理量,这种物理量称为信号(如电信号、光信号、声信号、生物信号等)。信号携带着信息,它是信息的载体。例如,发电报中,"母病愈"这种用中文表述的关于母亲身体健康状况的信息,通过电报系统传送到另一地的收信者。由于这个电报系统的传递信道是无线电电波信道,所以中文信息不能直接在信道中传输。一般,需先将中文(如"母病愈")变换成四位码,然后变换成由点、划和空隔3种符号组成的莫尔斯码,再转换成脉冲电信号,然后经过调制变成高频调制电信号,才能在信道中传输。此时,脉冲电信号或高频调制电信号都载荷着中文信息,表述了母亲身体健康的一种状态。在通信系统的接收端,通过解调,反变换,若无干扰就可恢复成原文信息——"母病愈"。可见,信号携带信息,但信号本身不等于信息。同样,同一信息可用不同的信号来表示。同一信号也可表示不同的信息。例如,红、绿灯信号。若在十字路口,红绿灯信号表示能否通行的信息。若在电子仪器面板上,红绿灯信号则表示仪器是否正常工作或者表示电压高低等信息。所以,信息和信号是既有区别又有联系的两个不同的概念。

同类推荐
  • 可变的超越:登山英雄启示录

    可变的超越:登山英雄启示录

    “我知道在许多人眼里,我只不过是个堂吉诃德,但我总想知道人类耐受力的极限,或者说我自己潜力的极限。这就是为什么我总是冒着生命危险不断地去探险的原因。”著名的登山家植村直己这样回答。登山既然具有这么神秘的魅力,这也就注定当一个人与山相逢时,必然发生扣人心弦的故事。在本书的这些故事中,深刻揭示了这些登山英雄们内在的心态。这些登山英雄用他们超人的忍耐力完成了登顶。他们在充满危险的旅途中身体力行地垂直丈量了世界高峰的身高,在危险的地带中留下了坚强的生命之歌。读探险故事,悟人生哲理!走出校园,走出公司,走出家庭,让“探险励志书系”带你走入自然,走入快乐,走入美的心灵!
  • 低碳服务:新理念让我们的生活更美好

    低碳服务:新理念让我们的生活更美好

    地球是我们共同的家园,白云蓝天,雾霭流岚、花香鸟语、蝶舞莺飞……如此美丽的环境需要我们共同的呵护。不要让小河的水总是恶臭,不要让机动车的尾气令人掩住口鼻,不要让草丛里的塑料袋不计其数……让我们牵起手,从一点一滴的小事做起,使我们的地球更美丽,更精彩。《低碳服务--新理念让我们的生活更美好(典藏版)》(作者王辉)旨在引导新时代的青少年一起行动起来,为了我们共同的家园,用自己的实际行动把生活耗用能量降到最低,从而减少二氧化碳的排放,实现绿色低碳生活。这本《低碳服务--新理念让我们的生活更美好(典藏版)》是“低碳科普馆”系列之一。
  • 《物理知识篇》(下)(科普知识百科全书)

    《物理知识篇》(下)(科普知识百科全书)

    站在海岸上极目望去,波涛汹涌的海浪总是垂直于海岸线迎面袭来,从来没有见过沿海岸线前进的海浪,这是为什么?
  • 探索与发现

    探索与发现

    从钻木取火、结绳记事的远古时期发展到今天虚拟网络的数字时代,人类经历了数千年的时间。数千年来,我们人类所经历的最美妙的事就是神秘。而所接触的未知领域越多,人类对未来勇于追求和探索的精神也愈强。本书以最生动的文字,最精彩的图片,将这些神秘现象的奥妙娓娓道来,与青少年朋友们一起探索种种扑朔迷离的科学疑云。
  • 惊人大发现(科学知识大课堂)

    惊人大发现(科学知识大课堂)

    为了普及科学知识,探索科学发展的历程,领略科学丰富多彩的趣味,弘扬科学名家的丰功伟绩,学习科学家不懈的创新精神与无私的奉献精神,培养青少年科学、爱科学的浓厚兴趣,并密切结合青少年朋友日常的生活与学习特点,我们组织编写了这套《科学知识大课堂》。作为一套普及科学知识的通俗读物,本书有别于专业的学术论著,侧重于知识性、趣味性、实用性,注重对青少年科技素质的培育、科学兴趣的培养、科学精神的塑造与科学方法的启迪,不求面面俱到,但求言之有物,物有所指,指有所发。
热门推荐
  • 鸢寻

    鸢寻

    葡萄。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
  • 残界之冢

    残界之冢

    万物之初,始于天衍十二年苦修结束,洛云自落云谷而出,踏足于天衍大陆,拜仙宗、夺妖火、获仙缘.......立志做一个......呃,有钱人!......清竹子:“乖徒儿,你可知何为修真?”洛云:“回师父!修真,只为一个“仙”字!不过呢,呃……,我却想收尽天下仙珍,作最有钱的仙。”......守墓人:“痴儿啊!悠悠万古,此等天地之局又有何人能够破之。”洛云:“天地之局?天若阻我,我便尺破苍穹,化残界为冢,以吾躯做碑,逆行于天。”……小黑:“哥,你后悔来吗?”洛云:“啥?后悔?不过是龙祖而已,你哥我可是仙!”……
  • 帝命蓝血倾天下

    帝命蓝血倾天下

    两世为人,她将在第二世神奇的世界开启命运的卷轴,书写属于自己的传奇
  • 尘咒

    尘咒

    我本有意风月,怎奈风尘所误。我本无意天下,怎奈时势逼人。
  • 都市元素异能

    都市元素异能

    无意中得到了一款神秘的系统,从此郭庆变成了一个玩家。随机生成任务,随机生成副本,杀只鸡都能爆装备,爆金币,最牛的是还能爆技能书!看我左手一个末日风暴,右手一个爆炎火球,谁能挡我?————读者群号:141083691。
  • 伪娃娃的冰山老板

    伪娃娃的冰山老板

    为你绽放,为你凋谢,失去了缘分的人,即使在同一个城市里也不太容易碰到。(各位读者,我不太会写简介,你们喜欢就进来读一下^O^)谢谢了
  • 穿越之我是造型师

    穿越之我是造型师

    作为二十一世纪的星星人类,引领时尚前沿的造型师,在倒霉的上海区参加造型大赛时,就被那种普通得不能在普通的等等一照,就那么莫名的穿越了!囧囧的落入个未知名国度,凭借一双纤纤巧手,引领异界的潮流...哇哈哈哈!没有丑女人,只有懒女人!只是,到了最后,她还是她自己吗?是变质的人生还是,原本就是该那样的……
  • 四度人

    四度人

    我们曾是地球的主宰者,我们曾拥有歼灭一切的力量,你们曾称呼我们“神”......战争夺走了我们的所以,将我们禁锢在永远黑暗的深渊,凋亡,败落,迷失。尽管如此,我们依然是最高贵的种族。
  • 修仙生死路

    修仙生死路

    在这个弱肉强食的世界,他备受欺凌,算计、利用,如同潮水般席卷而来,为了变强,他遮住了善良的面孔,带上了冷漠的面孔,修仙路上,曾男扮女装过,曾被爱过,那种种的一切,都是修仙路上的磨难罢了!
  • 网王之我是公主

    网王之我是公主

    两个性格完全不同的少女,一场不同的爱恋一个迷糊活泼,善解人意,似风,有时却会害怕阿飘,感性高于理性一个智慧温柔,坚强勇敢,似水,有时却十分腹黑,理性高于感性那位王子会掉入她们的爱情陷阱她们又会对那位王子真心付出一场梦的穿越即将启程本文涉及的王子范围十分宽广,但真爱只有一个