信息技术导论课件 第11章信息的真谛

1第1章信息、信息科学与信息技术1.1信息的真谛世界三要素：物质、能量、信息(区别、联系)对信息的重视源于统计学、通讯、计算机（世界大战、通讯技术、火炮自动跟踪）N·维纳:《人有人的用处》“三大前沿科学”信息科学生命科学材料科学三种资源第一种资源：可再生资源（动植物）第二种资源：不可再生资源（矿物质）第三种资源：信息资源前两者已充分认识，后者还没有从意义、观念、技术等系统认识，只有笼统的口号式的“信息化”提法，看不到具体措施23本节讨论题、作业提出一个信息概念并讲解知识是系统化的信息？1、2、31.1.1信息41.信息定义信息概念定义的难度人们普遍的认识到物质、能量、信息构成当今世界三大要素。所以，信息是一个上位概念，越是形而上的概念越不好定义。信息是一个抽象的概念，不同角度有各自的解释。我国日常用语中的信息泛指音讯、消息。但不同学科关于信息定义的表述是不同的。73年曾有人统计，信息的定义在我国报刊上竟有39种不同的说法。到目前为止，围绕信息定义所出现的流行说法不下百种[陈雨思，信息定义与信息本质，，2001.8.1]56根据我国国家标准中关于“信息”的解释：Informetion是物质存在的—种方式、形态或运动状态，也是事物的一种普遍属性。一般指数据、消息中所包含的意义，可以使消息中所描述事件的不定性减少。《情报与文献工作词汇基本术语》（GB4894—85）是一种基于综合视点、立场的信息概念解释7又如：“泛指消息和信号的具体内容和意义”。—《辞海》(1989年版)“信息论中的‘信息’与信号中固有的意义无关”。——《简明不列颠百科全书》（1991年版）：“信息就是谈论的事情、新闻和知识。”——《牛津字典》“信息就是观察或研究过程中获得的数据、新闻和知识。”——《韦氏字典》“信息是用来通信的事实、观察到的数据、新闻和知识。”——《美国韦氏大辞典》“信息就是所观察事物的知识。”日《广辞苑》信息既不是物质,也不是能量,信息就是信息,不懂得它,就不懂得唯物主义。N·维纳著,郝季仁译:《控制论》1948,北京:科学出版社,1985年,第62～63、63页。“信息这个名称的内容就是我们对外界进行调节并使我们的调节为外界所了解时而与外界交换的东西”N·维纳:《人有人的用处》2.信息的重要性要有效地生活，就必须有足够的信息。人是束缚在他自己的感官所能知觉到的世界中的。举凡他所收到的信息都得通过他的大脑和神经系统来进行调整，只在经过存贮、核对和选择的特定过程之后，它才进入效应器，一般是他的肌肉。这些效应器又作用于外界，同时通过运动感觉器官末梢这类成受器再反作用于中枢神经系统，而运动感觉器官所收到的信息又和他过去存有的信息结合在一起去影响未来的行动。9物质、能量、信息关系第一层含义为：信息是事物的表征、事物的基本属性，不是事物的本身。这里的“物质”、“事物”，是涵盖所有要素的“物质、能量、信息”的统称。物质（质量）、能量守恒，质能转换（相对论）任何事物总是物质、能量、信息三者共存。1、人靠信息表征才得到认识，但不是本体。2、没有物质、能量没有信息（或噪声、垃圾信息）3、信息收集、转换、传递需要物质、能量。体育概莫能外！？图后10信息11人通过信息认识体育现象人靠信息表征才得到认识，但不是本体外过程内过程内过程内过程内过程12物质:耐饿：……...耐饿：不断水90天，耐渴：16-230c10天,260c9天,330c5天,360c3天能量：耐热：720c-1小时，800c-49’，930c-33’，1400c-26’信息：？人不能在无信息的环境中生存。13①缺乏信息德国科学家发现：处于完全没有声响环境使人产生恐惧不安、心律失常、食欲减退、特别对神经系统造成很大危害。—采风报2006.3.2.4美国航天局一次实验：人在全无声息（信息）密封舱中，可以听到心跳血流的声响。走动时可听到关节和衣服摩擦声，半小时后，对声音极度敏感，1小时后，极度恐惧，3、4小时后已经逐渐失去理性，这种环境给人一种一切都凝固、停止、有死神即将来临之感。—中国妇女报（法国女心理学家实验，长期关押的犯人）14②惊人的信息推理术（上海文化出版社五角丛书系列，1987年4月，山下定也.日，温元凯译）1783年，浅间山火山爆发→北半球灰尘笼罩→农业歉收→1789年法国大革命1982年2-3月，爱尔.基琼火山爆发→日照减少20%→灰尘为核造成大雨、久雨、大雪、气温下降→内地干旱（水分一旦进入陆地），下雨释放能量→引发寒流、北极交通断、澳洲3月出现寒流→全球农业减产、美减少播种面积1/3，休耕地以1.6倍补贴→苏联再也不能从阿根廷等购得粮食、只能从美国进口→美国与农业有关的工业收入增加1.6倍→苏联进口粮食费用增加、减少军费、抛售黄金、引起黄金价格下降，社会经济倒退→战略武器谈判让步、美国入侵格林纳达、苏不管→里根增加农民选票→减少粮食援助，“控制人口”③“信息沟”信息流的增长往往产生负效应，即在某些群体内知识的增长远远超过其他群体；“信息沟”‘将会出现扩大一个社会群体与另一个社会群体之间在某一特定问题上的知识距离。蒂内奇（1970）认为：当一个社会体系中的信息流增长时，那些受过比较好教育、具有比较高社会地位的人们，将比受教育比较少、地位比较低的人们能更好地吸收信息。这样，信息增长导致了知识沟的扩大而不是缩小。1516④信息过量信息过量与信息缺乏一样危险，没有过滤能力会迷失方向、断送一生。过少信息易失误，过多信息降低功效。25%认为影响健康，延缓决策，分散注意力、精神紧张、易沮丧、忘记工作范围49%无力应付大量信息40%处于紧张、压力之下38%要花费大量时间筛选信息43%认为患上“信息疲劳症”94%不相信未来会有所改善——英国路透商业信息公司一项调查（2000年，1300经理）17失眠症患者城市10-20%白领70岁以上15%患帕金森氏病蓝领则多老年痴呆症信息爆炸：每天出书60多万种，文献50多万篇大脑接受信息能力惊人1/10秒可接受1000bit但是一天让人看几万张不同照片，几天后就会患偏头痛网游长时间降低效率、患病—读者2001-13-19《现代都市病》18信息少-灵活运用不完整信息推理—论理一代信息多-不具备信息推理能力—影像（电视）一代信息量与运用信息能力、论理能力不匹配、不平衡，（60-70后）MP3、4造就享受一代：物质观、精神观接受新事物快、流行快、更新快不会自学、收集资料，等待施舍193.信息的本质信息是物质的存在方式，是物质的属性信息表征事物存在方式、状态，信息是所有物质间接存在的标志信息是一切事物的表征信息依附其它要素存在知识是系统化的信息熵与信息4.信息的层次第0次信息：对事物的原始表述，一次文献形成前的信息（描述、原始数据、记录）测量20第一次信息：原始文献、研究成果，是第0次信息的系统化21第二次信息：摘要、索引、摘编、汇总等22第三次信息：综述、辞典、年鉴、手册等第n次信息：逐步的集中、有序、系统化由简→专→博→约→融入系统问题：体育信息(技术)是针对哪个层次？2324测量调查第0次信息研究成果第1次信息研究摘编第2次信息年鉴综述第3次信息教科书第n次信息教学第n+1次信息事物5.对信息认识的变化多年前，信息理论和信息科学的研究，已经由以消息为中心的测量、发送、转换、接收等信息传输“外过程”研究，扩展到以人为中心的感知、认识、记忆、译解、经验、思维、审美等信息处理“内过程”的研究——即从工程技术领域延伸、扩展到心理学（信息心理学）、生理学（信息生理学）、哲学（信息哲学），以及美学（信息美学）等领域，即前消息—第0次信息阶段，该阶段更具有专业特色。体育要全面推动信息技术在体育的应用，突出体育特色更需关注。25信息26人通过信息认识现象人靠信息表征才得到认识，但不是本体外过程内过程内过程内过程内过程外过程27这样，自从经典信息论诞生以后，其信息的观念和研究范围已经从数学、通信理论、控制论、系统论领域，扩展到计算机科学、人工智能、电子学和自动化技术、以及物理学、生物学、生物工程、心理学等现代科学的诸多领域。“外过程”？“内过程”？目前，即使以消息为基础的信息研究也还只限于数据处理（第1次以上信息），缺乏从信息角度的科学合理认识和解释。波士顿大学管理学院信息系统管理学教授托马斯·H·达文波特说：“过去的40年，更确切地应描述为‘数据时代’，而不是‘信息时代’”，“将数据转化为某种更有用的东西，需要相当多的人力投入和智慧，但大多数组织仅仅从技术的角度来看待这一问题。拥有一个数据库或数据挖掘系统，与拥有其它技术一样，是必要的，但对于高质量的信息和知识而言，则是不够的”。数据—多媒体—虚拟现实—…—陈雨思，信息定义与信息本质，，2001.828关注对事物原始信息，即第0次信息及信息的质量，则信度、效度、客观性等测量的科学性又摆在面前。好像又回到了（体育）科研认识的起点。但是此要点不是彼起点，理念不同。令人遗憾的是传统的科研也还没有把测量与评价放在应有的位置，现有的体育测量与评价也没有从信息的角度阐述和认识。2930自然科学社会科学经济学政治学人类学心理学数学地质学化学学物理学生物学医学体育学教育学311.1.2从信息论到信息科学对信息的重视源于统计学、通讯、计算机（世界大战、通讯技术、火炮自动跟踪）信息论(InformationTheory)，这里主要指经典信息论，是关于信息的性质及其测量、传输的理论。其创始人是申农和韦弗。诞生的基础：？3217-19世纪自然科学领域中机械唯物论占统治地位，否认客观世界偶然因素，用拉普拉斯(P.Laplace,l749—1827法国天文学家、数学家和物理学家)的决定论来解释一切[只要知道了宇宙中所有的作用力及所有原子在某一时刻的坐标和速度，就能确定世界的全部过去和未来。]1872年，美国物理学家吉布斯和奥地利物理学家波尔兹曼率先把统计学引进物理领域，使不确定性成为物理学以及其他科学的研究对象。波尔兹曼提出了信息与不定度间可测关系的概念。把熵函数引入统计物理学，指出熵是关于—个物理系统分子运动状态的物理量，表示分子运动的混乱程度，并且把熵和信息联系起来，提出“熵是一个系统失去了的信息的度量”。331918年费希尔（Fisher）以古典统计理论方法，探讨了信息的量度问题。1928年，哈特莱（Hartley）发表《信息传输》一文，提出：消息是代码、符号，它与信息有区别(消息是信息的载体，消息的形式是多样的、具体的，如各种语言、文字、图象等等，而信息是指包含在各种具体消息中的抽象量。他区分了信息和消息在概念上的差异，并提出用消息出现的概率的对数来度量其中所包含的信息，从而为申农的信息理论的建立奠定了初步的基础。但是，所有这些关于信息及其量度问题的思想，当时并没得到深入、系统的阐发，也未引起普遍的注意。34二战期间，由于通信技术、电子计算机、控制理论等科学技术的发展，人们开始重视信息研究问题。申农和韦弗的研究兴趣是寻求能够更有效地使用通信信道的途径和方法。他们所要解决的问题是：怎样在一个既定的信道（电话电缆和无线电波）中，发送出最大限量的信息；怎样计量任何一种信道的容量，以最恰当地传输信息。尽管他们各自在工程和数学方面的背景；但是，他们认为，他们的理论适用于整个人类交流传播问题的研究。韦弗说：通信一词在这里被用于一个非常宽泛的范围，它包括所有的一个人影响另一个人的过程。当然，它不仅相涉于书面的和口头的交流，而且也包括音乐，绘画艺术，戏剧，芭蕾——事实上，一切人类行为。[申农和韦弗：《通信的数学理论》第95页，1949年英文版。]351949年，申农和韦弗合作的《通信的数学理论》出版（注：在这前一年，申农曾在《贝尔系统技术杂志》上发表了同名论文）。它被公认为是经典信息论的发端之作。