信息論中的信息論，信息的定義及特征

1.1　信息概述

信息作為一種社會資源很早就被人們所認識，而且自古以來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，我國古代發明的原始感測和顯示技術的指南針、原始通信技術的烽火臺以及信息記錄、存儲技術的造紙術和印刷術等等。

隨著計算機技術的快速普及，隨著Internet熱潮席卷全球，誰也無法否認人類社會正以無法估量的速度悄然邁入知識（信息）經濟時代。在這個時代，經濟活動對于信息（知識）活動的依賴已達到十分突出的地步，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地位。

1.1.1　信息的定義及特征

1.信息的定義

當今世界，“信息”已成為社會生活中使用頻率最高的詞匯，與之相連的“信息經濟”、“信息產業”也成為人們身邊的現實。信息作為重要的經濟、戰略資源和推動社會生產力的新動力，日益受到人們的青睞，“信息時代”、“信息社會”正在向我們走來，信息化成為當代社會發展的大趨勢。

“信息”一詞被高頻率地使用，但究竟什么是信息呢？怎樣去認識信息的科學意義呢？

我們知道世界萬物都有自己的運動規律和表現特征。社會生活之中的人們所了解到的事物間的差異都是通過一定的形式表現出來的。例如：聲音、圖像、文字等等，這些形式所表達的內容就是信息。信息不是物質本身，而是物質的一種基本屬性。

“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、資料、數據、情報、消息、報道、報告、通知等多種含義；漢語中的“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，前者側重于消息、征兆，后者強調情況、音訊。據考證，兩字連成一詞使用，最早見于唐代詩人李中《暮春懷故人》中的：“夢斷美人沉信息，目穿長路倚樓臺”；宋代詩人王庭《題辰州壁》中的：“每望長安信息?！痹娋渲芯小靶畔ⅰ币辉~，其意為消息。過去日常用語中的“信息”也就是這里所說的音信、消息的意思。這與當代信息的含義并不完全相同。雖然人們每時每刻在與信息打交道，但要給信息下一個完整的科學定義卻不是那么容易的。人類開始有意識地對信息進行探索和研究，是20世紀50年代以來的事情。隨著對信息研究的深入，人們站在各自的學科角度對信息進行了科學的探討，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年美國通訊工程師申農（C.E.shannon）的“信息論”和美國數學家維納（N.wiener）的“控制論”。

信息論創始人申農在《通信的數學理論》中提出了“狹義信息論”，即信息論，在其中他把信息定義為“用來清除隨機事件的形式的不定性的東西”。在信息論中申農首先把信息看作是一個抽象的量，認為信息是一種消息，而通信的本質就是信息的傳遞過程，并提出信息量的要領及定量計算公式，以及通信系統模型和信息的定理等重要原理，將物理學中的數理統計法運用到信息領域中。這些關鍵理論確定了現代信息理論的基礎，由此申農成為信息論的奠基人?？刂普摰膭撌既司S納認為信息就是我們適應外部世界并且使這種適應為外部世界感到的過程，同外部世界進行交換的內容和名稱。將信息的概念推廣到人，指出信息與信息接受者的主觀認識有關。經過幾十年的探索，信息學已發展成為與人類社會密不可分的一門科學了。那么，信息到底是什么呢？目前，學術界還沒有形成一個一致的、完整系統的定義?！掇o?！分惺沁@樣說的：信息是指客觀的消息、情況、情報等，是指對消息接受者來說預先不知道的報道等；《新華字典》將信息表述為：信息是指音信、消息。信息論中指用符號傳輸的報道，報道的內容是接受者預先不知道的，事物的運動狀態和關于事物運動狀態的陳述；《韋伯斯特詞典》將信息表述為：信息是知識和情報的通信和接受，是通過調查、研究或要求而得到的知識，是情報、消息、新聞、事實和數據等。我國科學家錢學森也對信息有過這樣的闡述：信息是激活了、激化了的知識，是為了解決一個特定的問題所需要的知識。

綜上所述，信息就是消息，人們在學習、工作、日常生活中隨時隨地都在接受和利用信息；信息是資源，它具有使用價值和價值；信息是財富，且是無價之財富；信息是生產力要素，更是一種不可估量的促進生產力發展的新動力。雖然學術界難以形成一個統一的信息定義，但以文獻信息探索的角度我們應對信息作一個基本的概定：信息是自然界和人類社會中一切事物自身的運動狀態與方式，是事物的內在聯系和含義的表征，信息通過一定的載體形式反映事物的本質特征及其運動變化。也就是說信息是一種可以用來消除不定性的東西，它泛指一切事物運動的狀態和運動的方式，是關于事物運動狀態和運動方式的反映。正因為信息是事物運動狀態和運動方式的反映，所以它才能用來消除人們認識上相應的不定性，不斷提高人類認識和改造世界的能力。因此，人類社會的發展，科學技術的進步，都離不開信息資源的開發和利用。而且，信息資源的真實狀況及開發利用程度，已成為衡量一個國家經濟、文化、科技以至綜合國力的重要指標。

2.信息的特征

信息與物質、能量并稱為人類社會三大基本資源，與物質和能量不同，信息具有以下特征：

（1）信息具有客觀真實性。信息既不是物質，也不是能量，信息就是信息。不論你是否認識到，信息總是存在的。信息的這一最重要的本質特征，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。物質和能量被專人占有和使用，它會被消耗而不復存在。信息顯然不同，當某一信息被多人共享時，信息的占有者不會喪失該信息，而且，一般來說也不會因為多次使用而改變信息的自身價值。作為一種共享性的資源，信息可以通過傳輸和擴散的方式實現共享，在交換、傳遞的過程中，信息不但不會喪失，而且還可能同時獲取新的信息。因此，信息還可稱之為一種無限再生的資源。另外，我們在實際生活中應當注意區分信息的共享性與現實共享范圍，了解獨占信息、有價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（事物）、能量具有密切的關系，但它仍需依附于另一種形式的載體。所以說，沒有物質、沒有能量，就沒有事物的狀態和方式，也就沒有信息。而且，信息的識別、轉換、擴充、壓縮、生成、分享等所有的過程都必須有物質和能量的支持。信息通過物質載體來存貯，從遠古的結繩記事、甲骨、泥板、紙張到磁、激光、大規模集成電路的廣泛應用，大大豐富了信息的存貯形式，也極大的增加了物質載體存貯的信息量。

（4）信息具有可轉換性。信息可以被加工、整理、概括、歸納使之濃縮精練和不斷擴充并變換各種形態，由原始一次信息變為二次信息、三次信息等，實現信息價值的增值。運用現代信息處理系統，將原始文件進行壓縮，可達到便于傳輸和節省存貯空間的目的。信息技術的快速發展可使信息進行聲音、圖形、文本、數據等多種形式的相互轉換，有效地促進信息的傳播和交流。例如可將聲音轉換為文字或文字轉換為聲音、將統計表轉換為拼圖等等。

（5）信息具有傳輸性。信息不同于物質，作為一種既無大小又無重量的非實體，它的傳遞速度僅取決于它所承載體的性能。因此，由于計算機技術和光纖技術的高速發展，信息的傳遞超出了以往載體的限制。當信息的載體是電磁波和光波時，其傳輸的速度將達到每秒30萬千米。而運用廣播、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擴散，并且是全方位的擴散。

（6）信息具有極強的時效性。信息與物質、能量的價值觀是不同的，信息有很強的時效性，過時的信息就是馬后炮。比如天氣預報信息，軍情與警情信息、戰略預測信息等，如果不在最需要的時間內被準確地獲取、傳遞、使用，它將分文不值。也就是說信息的利用價值與時間成反比，及時有效地把握信息就能實現信息的最佳價值。

（7）信息具有不滅性。信息不像物質和能量，物質是不滅的，能量也是不滅的，其形式可以轉化，但信息的不滅性與它們不一樣。一個杯子被打碎了，構成杯子的原子、分子沒有變，但已不成為一個杯子了。又如能量，我們可以把電能轉化成熱能，但變成熱能后電能已經沒有了。而信息的不滅性是一條信息產生后，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，信息的特征還有許多，如知識性、識別性、生成性、動態性等等，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有不同類型的信息：

（1）自然信息和社會信息。這是依據信息存在的領域及信息的內容劃分的。自然信息指存在于人們主觀意識之外，來源于自然界，在自然界中傳遞的信息。社會信息則是來源于人類社會，是人類對于社會現象和社會活動的認識、反映、是在人際間傳播的信息及思維信息。

（2）語言信息和非語言信息。這是依據信息的符號種類及信息的性質劃分的。語言信息是由作為信息溝通最基本、最重要的工具——語言來表現的信息，它由語法信息、語文信息和語用信息構成。人們總是以信息為媒介與事物打交道的，通過語法信息獲得語文、語用信息，經分析比較產生決策信息，根據決策信息使事物按人們預期的目標發展。非語言信息則是指表情、體態等非語言顯現的信息。

（3）動態信息和靜態信息。這是依據信息的狀態劃分的。動態信息是指時效性極強的瞬息多變的信息。如軍情、警情、新聞等類信息。靜態信息則是指呈現穩定、相對靜止狀態的信息。如歷史文獻、檔案資料等類信息。

（4）一次信息、二次信息、三次信息。這是依據信息的加工處理程度劃分的。一次信息是在生產實踐、社會實踐和科學實驗中產生的新成果，新知識和經驗性總結等方面的信息；二次信息則是依據客觀需要，按照一定的科學方法，將特定分散的一次信息進行加工整理而形成的信息；三次信息則是指依據二次信息提供的線索并選用一次信息的內容進行綜合分析形成的信息。

（5）單媒體、多媒體信息和文獻及電子信息。這是依據信息的媒體和信息的載體劃分的。用來表示信息的聲音、圖像、文字、數據以及廣播、電視等物質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，運用多種媒體綜合、協調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和多媒體計算機系統的概念，而現代化的多媒體手段可以將多媒體信息帶入一個嶄新的應用領域。

（6）政治信息、經濟信息、文化信息、科技信息、學術信息、法律信息、軍事信息、市場信息等等，這是依據信息的社會屬性劃分的。

1.1.3　信息、知識、情報與數據

1.信息與知識的關系

信息不同于知識，它是作為物質運動的反映，通過各種信息通道達到人腦成為人類意識。在人們獲取、整理、利用信息之前，信息處在一種發散的狀態，時刻在變化、流動、產生與消失。如果人們不斷地接收信息，而且這些信息又是真實可靠的，經過人們的分析、提煉，就能準確把握客觀事物的規律性，再歸納總結，這種“信息”就上升為知識、科學了。

知識是人類積累的關于自然和社會的認識和經驗的總結，是人類通過收集和利用信息對自然界、人類社會及思維規律的認識與掌握，是人的大腦通過思維重新組合的系統化信息的集合。知識既包括有文字記載的認識和經驗，也包括沒有文字記載的認識和經驗。知識是吸收了信息后凝結出來的概念，是系統化完備化的信息，是信息中被人類總結出來的精華部分。

信息與知識往往是聯系在一起的，信息可以被認為是一種可傳播形式的知識，信息與知識的關系如同金錢與財富的關系。只有當信息被系統地、有目的地積累起來時，它才能轉變為知識。

人類既要通過信息來認識世界、改造世界，而且也要根據所獲得的信息去組成知識。所以說，知識是信息的一部分，而信息則是“流動的”知識，它是構成知識的原料，這些原料經過人腦接受、選擇、處理，就能組合成新的知識。信息相對變動，具有動態屬性，而知識則相對穩定，具有靜態的屬性。

2.信息與情報的關系

信息與情報是兩個最為密切的概念，以往兩者的使用沒有任何的區別。英文“Information”表示的就是“信息”和“情報”。隨著信息科學的發展，“信息”一詞才逐漸取代了“情報”一詞。

情報一般是指在特定的時間、特定的狀態下，為特定的人提供的有用知識，情報的本質就是知識?！掇o?！防锸沁@樣解釋的：“戰時關于敵情之報告，曰情報?！鼻閳笸c軍事、間諜相關聯帶有機密的色彩，隨著社會的發展情報已不僅僅局限于軍事領域，而適用于政治、經濟、軍事、社會生活等諸多領域。與信息與知識的關系一樣，信息與情報兩者也是既有聯系也有區別。信息包含了情報，因為信息既包括了有關軍事和間諜相關的情報，還包括更多方面的“情報”、“知識”，既有社會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“對話”與交流，還有純客觀自然界的自然物、非自然物、動物、植物相互的信號、消息交換與傳遞。綜上所述，信息、知識與情報的邏輯關系如圖1－1所示。

圖1－1　信息、知識與情報的邏輯關系示意圖

3.信息與數據的關系

在計算機普及的條件下，信息與數據的概念常常是混用的，實際操作中信息本身也已數據化，而數據本身也確實地代表著信息。數據指的是表達事物信息的字符集合，它由特定的符號或自然數表示的數值型數據和計算機能夠識別的在計算機環境下的非數值型數據構成。

凡是能夠用計算機進行編碼和通信的數據都可以成為信息，只有被定義了的數據才是信息。信息就是加工了的數據、是數據的內容。

信息與數據通常是難以分割的，但使用中也須加以區分。比如“2008”這樣一個數據，作為一般的單純自然數并不表示什么信息。但把這一數據放在“奧林匹克運動”上，它就可能表示“北京2008年奧運會”這樣一則信息了。而它出現在飛機的速度表上，那它所表示的肯定是飛機的速度信息了。因此，我們說數據是一種形式，是一種表示信息的形式，它所表示的內容就是信息。而信息并不僅限于數據表示，它還可以用圖形、圖像等形式表示。我們還可以說數據作為一種素材，一種原始資料被有序的組織和“創作”而得到的“產品”就是信息。