1.1 信息與信息處理

1.1.1 信息概述

成語“一鼓作氣”“鳴鑼收兵”表達的是古戰場上用聲音傳遞進攻和撤退的信息，圖書、報紙是人們用文字和圖片傳遞信息，電視、電影是人們用影像傳遞信息。聽課、讀書、看報、看電視等是人們在接收信息，同時人們點頭、擺手、說、唱等一舉一動都在發出或傳遞信息。當今時代是信息時代，人們每天都會接觸來自報紙、電視、電臺、互聯網等形形色色的信息。那么，什么是信息呢？

1.信息的定義

生活中需要信息，科研中需要信息，一切金融和工商業活動更離不開信息。信息起著關鍵性、決定性的作用。信息、物質與能源已成為人類社會的三大資源，是推進人類社會發展的三大要素。其中，物質是社會發展的基礎，能源為社會提供發展動力，而信息則為社會提供思維、知識和決策，三者的有機結合和相輔相成使人類社會不斷地向前發展。然而，目前學術界對信息仍無統一的定義。

信息定義的提出有3個關鍵的階段。第一階段是1948年，香農和維納提出了信息論和控制論，雖然不完全，但具有革命意義。第二階段是中國學者鐘義信對信息的定義，該定義有階段性的突破，即“信息是被反映的物質屬性”。第三階段是逆香農、逆維納的信息定義，信息是確定性的增加，即肯定性的確認。信息是物質、能量、信息及其屬性的標示。

1996年，中國學者鐘義信在《信息科學原理》中詳盡闡述了信息的概念。他指出，在信息概念的諸多層次中，有兩個最重要的層次：一個是沒有任何約束條件的本體論層次，另一個是受主體約束的認識論層次。從本體論的角度考察，信息可被定義為“事物運動的狀態以及它的狀態改變的方式”。在此，“事物”泛指一切可能的研究對象，包括客觀世界的物質客體和主觀世界的精神現象；“運動”泛指一切意義上的變化，包括機械運動、物理運動、化學運動、生物運動、思維運動和社會運動等；“運動的狀態”則是事物運動在空間上所展示的性狀與態勢；“方式”是指事物運動在時間上所呈現的過程和規律。由于宇宙間一切事物都在運動，都有一定的運動狀態和狀態改變的方式，因而一切事物都在產生信息。從認識論的角度考察，信息可被定義為：“主體所感知或者主體所描述的事物運動狀態及其狀態變化的方式”。認識論層次的信息概念的內涵包括3個方面。

① 語法信息。由于主體具有觀察力，能夠感知事物的運動狀態及其變化方式的外在形式，由此獲得的信息可稱為語法信息。

② 語義信息。由于主體具有理解力，能夠領悟事物的運動狀態及其變化方式的邏輯含義，由此獲得的信息可稱為語義信息。

③ 語用信息。由于主體具有明確的目的性，能夠判斷事物的運動狀態及其變化的效用，由此獲得的信息可稱為語用信息。

語法信息、語義信息、語用信息三者綜合在一起構成認識論層次上的全部信息，即全信息。

鐘義信的信息定義與概念體系為信息研究和信息科學的發展提供了一個新的基點。

國際標準化組織（International Organization for Standardization,ISO）對信息的定義：信息是對人有用的數據，這些數據可能會影響人們的行為與決策。

2.信息的特征

信息的特征是指信息區別于其他事物的本質屬性。信息的基本特征主要有普遍性、時效性、相對性、與物質不可分割性、可傳遞性和可干擾性、可加工性及可共享性等。

（1）普遍性

信息是事物運動的狀態和方式。只要有事物存在，就會有其運動的狀態和方式，就存在著信息。因此，信息是普遍存在著的。

（2）時效性

客觀事物本身在不停地運動變化，信息是事物運動的狀態和方式，信息也在不斷發展更新。因此，信息的存在有一定的時效性，在獲取與利用信息時必須樹立時效觀念。

（3）相對性

客觀上，信息是無限的，但相對于認知主體，人們實際獲得的信息總是有限的。由于不同認知主體有著不同的感知能力，因此，對同一事物獲得的信息是因人而異的。

（4）與物質不可分割性

信息本身是看不見、摸不著的，它必須依附于一定的物質形式（如紙張、聲波、電磁波、化學材料、磁性材料等），不可能脫離物質而單獨存在。這些以承載信息為主要任務的物質形式稱為信息的載體。信息沒有語言、文字、圖形圖像、符號等記錄手段便不能表述，沒有物質載體便不能存儲和傳播，但其內容并不因記錄手段或物質載體的變化而發生變化。

（5）可傳遞性和可干擾性

信息能夠通過多種渠道，采用多種方式進行傳遞。信息從時間或空間上的某一點向其他點移動的過程稱為信息傳遞。信息傳遞要借助一定的物質載體。一個完整的信息傳遞過程必須具備信源（信息發送方）、信宿（信息接收方）、信道（信息媒介，實現信息傳遞功能的載體）和信息4個基本要素。信道對信息傳遞有干擾和阻礙作用。任何不屬于信源原意而加之于其信號上的附加物都稱為信息干擾。例如，噪聲就是一種典型的干擾。產生噪聲的因素很多，有傳輸設備發熱引起的熱噪聲、不同頻率的信號相互干擾產生的調制噪聲等。

（6）可加工性

信息可以被分拆或綜合，擴充或濃縮，也就是說，人們可以對信息進行加工處理。所謂信息加工，是把信息從一種形式變換成另一種形式。如果在信息加工過程中沒有任何信息量的增加或損失，即內容保持不變，那么意味著這個信息的加工過程是可逆的，反之則是不可逆的。實際上由于人為因素，信息加工鮮有內容保持不變，因此信息加工過程都是不可逆的過程。

（7）可共享性

信息區別于物質、能源的一個重要特征是它可以被共同占有、共同享用，也就是說，信息在傳遞過程中不但可以被信源和信宿共同擁有，還可以被眾多的信宿同時接收利用。根據能量轉化定理和物與物交換原則，得到一物或一種形式的能源，必失去另一物或另一種形式的能源。但是，信息交換的雙方不僅不會失去原有信息，還會增加新的信息；信息可以廣泛地傳播擴散，供全體接收者共享。

3.信息的類型

信息存在的范圍極其廣泛，內容非常豐富。為了科學研究活動的需要，不同科學領域的研究人員往往依據不同的分類標準，對信息進行分類。

（1）按照產生和作用機制分類

按照產生和作用機制，信息可分為自然信息和社會信息。自然信息是指自然界中的各種信息以及人類生產的物質產生的信息，包括生命信息、非生命物質存在與運動信息、生命物質和非生命物質之間的作用信息等。社會信息是指人類各種活動所產生、傳遞與利用的信息，包括一切人類運動變化狀態的描述。按照人類活動領域的不同，社會信息又可分為科技信息、經濟信息、政治信息、軍事信息、文化藝術信息和生活信息等。社會信息是人類社會活動的重要資源，是社會構成要素和演化動力。

（2）按照表現形式分類

按照表現形式，信息可分為消息、資料和知識。消息是指關于客觀事物發展變化情況的最新報道，因此，消息強調的是事物當前的動態信息，有較強的時效性，主要用于了解情況。資料是指客觀事物的靜態描述與社會現象的原始記錄，因此，資料強調的是客觀現實的真實記載，有較強的累積性，主要用作論證的依據。知識是指人類社會實踐經驗的總結，是人類發現、發明與創造的成果，因此，知識強調的是人類對客觀事物的普遍認識和科學評價。

（3）按照主體的認識論層次分類

按照主體的認識論層次，信息可劃分為語法信息、語義信息和語用信息。

前面已經介紹過，全信息是語法信息、語義信息和語用信息的總和，它們共同構成認識論層次上的全部信息。

（4）按照加工處理程度分類

按照加工處理程度，信息可劃分為一次信息、二次信息、三次信息。一次信息是指未經加工或略微加工的原始信息，如會議記錄、論文、專著、統計報表等。二次信息是指在原始信息的基礎上加工整理而成的供檢索用的信息，如文摘、書目、索引等。三次信息是指根據二次信息提供的線索，查找和使用一次信息以及其他材料，進行濃縮、整合后產生的信息，如研究報告、綜述、述評等。

（5）按照事物的發展過程分類

按照事物從產生、成長直至結束的發展過程，信息可分為預測性信息、動態性信息、反饋信息。預測性信息是指事物在醞釀、萌芽等階段產生的信息，它對管理人員把握事物的發展和及時采取有效決策至關重要。動態性信息一般是指在事物的發展、成長階段產生的信息，可幫助決策者及時掌握決策實施情況并及時修正決策。反饋信息是指在事物結束階段或者某一階段完成后產生的信息。

（6）按照動靜狀態分類

按照動靜狀態，信息可分為動態信息和靜態信息。動態信息是指時效性較強、瞬息萬變的新聞和情報（如軍事情報、股票信息等），靜態信息是指歷史文獻、檔案資料等相對穩定、固化的信息。

（7）按照傳遞的范圍分類

按照傳遞的范圍，信息可分為公開信息、內部信息、機密信息。公開信息是指傳遞和使用的范圍沒有限制，可在國內外公開發表的信息。以各種形式公開發表的一次信息、二次信息、三次信息都屬于公開信息。內部信息是指不能公開傳播，只供內部掌握和使用的信息。機密信息是指必須嚴格限定使用范圍的信息。

（8）按照反映的事物狀態分類

按照反映的事物狀態，信息可分為常規性信息和偶然性信息。常規性信息是指反映在正常條件下的常規事件的信息，如統計月報信息、天氣預報信息等。偶然性信息是指反映偶然的非常規事件的信息，如某地發生地震、飛機失事、大面積森林火災等。

（9）按照穩定程度分類

按照穩定程度，信息可分為固定信息和流動信息。固定信息是指通過對不斷變化的大量信息進行長期觀察和分析，揭示客觀事物發展過程中的內在聯系和必然趨勢所形成的各項原則、制度、標準、定額、系數等內容。流動信息是指反映事物發展過程中每一時間變化的信息，如市場價格信息、商品供求信息等。

（10）按照發布的渠道分類

按照發布的渠道，信息可分為正式渠道信息和非正式渠道信息。正式渠道信息是指由正式組織發布并向外傳播的各類信息，如官方新聞發布會、正式報告、國家統計部門發布的統計信息等。非正式渠道信息是指從正式渠道以外獲取的各類信息。

（11）按照范圍分類

按照范圍，信息可分為內部信息和外部信息。內部信息是指反映事物內部狀態的信息。外部信息是指與特定系統有關聯的信息。

正如對其他事物的認識一樣，對信息的認識從不同角度、以不同標準、按不同方式來進行分類，是符合辯證法原理的。在不同研究領域，人們可以對信息做出更恰當、更具體、更詳細的分類。

4.信息的功能

根據信息在社會中的利用過程和發揮作用的特點，可以把其主要功能歸納如下。

（1）經濟功能

信息作為重要的經濟資源，本身就具有經濟功能。信息的經濟功能表現在多個方面，其中最重要的是它的生產力功能。

現代理論認為，除了勞動者、勞動工具和勞動對象這三要素外，信息也是社會生產力的重要構成要素，信息的生產力功能是在信息要素和信息技術要素有機結合的條件下實現的。在信息技術支持下，信息可以有效地改善其對生產力各個要素施加影響的條件，因此，信息資源開發利用的程度是衡量現代國家信息化和社會生產力水平高低的重要標志。一般來說，一個國家信息資源開發和利用的水平越高，生產力水平就越高。

信息還具有直接創造財富、放大經濟效益的功能。信息不但本身就是財富的象征，而且可以通過流通和利用直接創造財富。信息創造財富的主要途徑可以歸納為：運用信息使非資源轉化為資源創造財富；使用信息取代資金、材料等資源創造財富，實現經濟效益倍增；直接將信息作為商品在市場流通中創造財富，通過信息進行科學決策，能減少失誤，提高效益。

（2）管理與協調功能

在人類社會中，物質和能源不斷從生產者流向消費者，這種客觀存在的物質流和能源流的運動表現為相應信息的運動，即信息流的運動。信息流反映物質和能源的運動，我們正是借助信息流來控制和管理物質流、能源流的運動和運動方向，對其進行合理配置，創造最大效益的。

對于一個企業，信息的管理與協調功能主要表現為協調和控制企業的5種基本資源，以實現企業的目標。這5種資源包括人、財、物、設備和管理方法（即所謂的“5M”），企業是通過有關這些資源的信息（如記錄在圖紙、賬單、訂貨單、統計表等上的數據）來協調和控制它們的。例如，在企業活動中，伴隨著物質和能源的輸入，反映上述“5M”資源的信息流就會以相互聯系的方式擴散和活動，并最終作用于物質流和能源流的協調以及控制其活動，從而實現優質、高效的產品或服務輸出。由此可見，信息的管理與協調功能在企業活動中的作用主要體現在：傳遞整個企業系統的運行目的，有效管理“5M”資源；調節和控制物質流和能源流的數量、方向和速度；傳遞外界對系統的作用，保持企業系統的內部環境穩定。

（3）選擇與決策功能

選擇與決策是人類最基本、最普遍的活動之一。信息廣泛作用于人類選擇與決策活動的各個環節，并優化其選擇與決策行為，實現預期目標。信息的選擇與決策功能體現在兩個方面：沒有信息，就無任何選擇和決策可言；沒有信息的反饋，選擇和決策就無優化可言。一個典型的選擇（或決策）遵循這樣的程序：針對某一目標，考慮所受的條件限制和其他約束，從幾種可能的方案中選擇一種。選擇單元中的目標、限制條件、多種方案都必須依賴信息的支持。而當一次選擇成功之后，還必須依賴反饋信息不斷修正，才能達到選擇和決策結果的優化。

（4）研究與開發功能

信息的研究與開發功能實際上是信息的科學功能的具體體現，即在人類科學研究和技術開發活動中，信息具有激活知識、生產知識的功能。

科學研究和技術開發是在前人已經取得的成果的基礎上進行的，因此，人類在從事科學研究和技術開發的各個階段，都需要獲取和利用相關信息，掌握方向，開闊視野，啟迪思維，生產出新知識、新技術和新產品。發揮這一功能的信息基本上是科學技術信息。

以上只是在一般意義層面討論了信息的基本功能。在不同的場合，這些功能有不同的表現形式和實現方式，并發揮不同的作用，因此，信息給人的印象是其功能千差萬別。