第二章 年轻的信息科学

“今天中午，你们都在这儿吃饭吧！”奶奶从厨房出来，热情地对丁大力和王永明说。

“不麻烦了！”王永明推辞着。 “没关系，我们可以借此机会多谈一会儿。”叔叔挽留着。 “好了，我们都不要客气了。今天在这儿吃午饭，就这么定了。”陈细

敏说。“奶奶，要我帮忙吗？” “不了，你们还是好好地谈吧！我一个人忙得过来。”奶奶边说边去厨

房准备午饭去了。

“好吧，恭敬不如从命。”丁大力说。“那么，我先打个电话回家，告诉妈妈今天不回家吃午饭这个信息，免得妈妈着急。”丁大力故意在信息两字上加重了语调。

“那好，你就赶快把这个信息传递给你妈妈吧！”陈细敏调皮地笑了。丁大力熟练地拨通了电话。 “刚才我们讲到了信息科学，那么，什么是信息科学呢？”

等丁大力打完电话坐回到沙发上后，叔叔又接着讲开了。 “概略地说，信息科学就是研究信息现象及规律的科学。我在这里所说

的规律，实际上包括两个方面的内容，第一个内容是信息本身的有关规律， 第二个内容是有关利用信息方面的规律。因此，也可以说，信息科学是关于如何认识信息以及如何利用信息的科学。

“再说得确切一些，信息科学是以信息作为主要的研究对象，以信息的运动规律和利用信息的原理作为主要的研究内容，以信息科学方法论作为主要的研究方法，以扩展人的信息功能，特别是其中的智力功能作为主要的研究目标的一门新兴的科学。”

“信息科学区别于以往其它科学的最根本的特征是什么呢？”陈细敏善于抓住事物的本质。

“信息科学区别于以往其它科学的最根本的特征是以信息作为主要的研究对象。”叔叔答道，“我们刚才谈到过，在自然界、人类社会和人的思维领域中，存在着大量的信息现象、信息问题和信息过程，信息对于人类、人类社会的生存和发展是那样的重要，但是，以往其它科学却没有把信息问题作为基本的对象来研究。它们的基本注意力放在物质和能量上面。物质和能量，是以往其它科学的中心的概念，例如，材料科学主要研究物质结构，能量科学主要研究能量状态及其转化。只有信息科学是把信息作为自己的主要研究对象，把信息问题作为一门科学来研究，并把它同人类认识世界和改造世界的命运和前途直接地有机地联系起来。这在科学发展史上，是破天荒的第一次。正是由于信息科学的崛起和发展。自然科学的体系才初步完善起来。物质、能量和信息，三足鼎立，三位一体，互相依赖，互相制约，互相支持。”

“怎样来理解物质、能量和信息这三者的关系呢？”王永明问道。 “有人认为，人类发展有三个里程碑。第一个是利用客观物质并导致产

生人造物质，第二个是利用能量，第三个就是利用信息。” “关于利用信息，我们已经讲了不少。那么，什么是物质，什么是能量

呢？”叔叔顿了顿说：“世界是物质的，小到原子、分子，大到宇宙、天体， 都是物质。”

“物质是运动的，度量物质运动的一种物理量叫能量。位能、动能、热能、电能、磁能、光能、化学能、电子能等都是能量。”

“人类认识物质最早，现在还在继续深入地认识之中。质量守恒定律告诉我们，在任何与周围隔绝的物质系统中，不论发生什么变化，它的总质量始终保持不变。后来，人们又认识了能量。19 世纪，又认识到了能量可能相互转换，并且在转换的前后，总量保持恒定。这就是能量守恒和转换定律。”

“至于物质和能量的关系，那是在 1905 年爱因斯坦提出了著名的质能关系式之后，人们才认识到质量和能量可以互变，质量守恒和能量守恒可以合在一起，称它为质量能量守恒定律。”

“信息是反映物质和能量的形态、结构、状态特征的，可以用仪器、仪表和各种传感器探测它，它会以各种代码、参数形式表示出来。如果从人身上传出，则以声音、动作、语言、文字、图像、表格等形式出现。”

“因此说，信息不等同于物质，也不等同于能量，信息与物质、能量有着本质的区别。但是，信息与物质、能量又有着密切不可分割的联系。”

“信息与物质的联系是显而易见的。现代科学表明，信息的产生、表达、传递、存贮等是离不开物质的，要以物质作为基础，作为载本。信号、符号、声波、电磁波是表达信息、传递信息的物质载体。没有电磁波，电台、电视台就不能传送信息；没有声波、没有语言文字，人们就无法交流思想、交流信息。而磁带、磁盘、书籍、杂志等，则又是存贮信息的物质材料；人的大脑是加工与存贮思维信息的高度组织起来的物质器官。可见，信息的存贮也离不开物质，没有物质材料作为载体，信息就无处存身。因此，决不可能有不依赖于物质而存在的信息。”

“信息也离不开能量。信息的获取、传递都离不开能量，而能量的转换与驾驭又离不开信息。比如，一个现代化的防空系统，需要有强大的能量来维持系统的运转，才能获得防空信息。雷达装置的运转，要用电能发射无线电波，才能获得有关目标物，如飞机、导弹、运载火箭之类的坐标，速度、航向等方面的信息。同时，如果要摧毁敌方的目标，则需要有强大能量的打击武器，如核弹头、导弹等，但是，要驾驭这些具有巨大能量的打击力量， 则又需要准确无误的信息。当雷达搜索到有关目标物的信息后，要通过信息转输系统送到指挥控制中心，并且利用电子计算机算出导弹发射的信息，如发射的时刻、发射的轨迹等。有了这些信息，控制中心才能下达指令（信息）， 发射出导弹，从而驾驭巨大能量去击中敌方的目标。否则，如果没有准确的信息去控制核弹头、导弹，那么，这些有巨大能量的打击武器，只不过是一个盲目的破坏者。可见，获得信息、传递信息以及信息的转换等都需要能量， 而能量的驾驭又离不开信息。能量的作用在于做功，信息的作用在于提供知识。”

“叔叔，您讲的这些，是信息与物质、信息与能量的关系。能不能再介绍一下物质、能量和信息三足鼎立，三位一体，相辅相成的关系呢？”丁大力问。

“当然可以。我之所以要介绍信息与物质、信息与能量的关系，就是为了能使你们更透彻地了解物质、能量和信息这三者的关系。”叔叔面对着丁大力不紧不慢地说：“就拿你刚才打电话把今天不回家吃午饭的信息传给你妈妈这件事来说吧。你得先拿起电话听筒，然后拨动号盘，电话接通后，你的发声器官发出声音，话筒把声信号变成电信号，电信号沿着电线传到你妈

妈那儿，你妈妈拿着的听筒又把电信号变成声信号，这才能使你妈妈听到你的声音，明白你今天中午不回家吃饭。”

“你们看，就在这么一个简单的打电话传递信息的过程，哪一部分少得了物质和能量呢？类似这样的例子，在我们的生活中可以说是俯拾即是。人类一切有目的的过程，从社会生产到日常生活，都少不了物质、能量和信息的传递，可以说都是物质流、能量流、信息流的汇合过程。”

“比方说，做一件服装，先把布料放到桌子上，经过对人的长度、胸围等的测量，裁剪，缝纫，钉扣，熨烫，最后变成成衣，剩下的是碎料、线脚。” “在这个过程里，物质流是明显的，布料、桌子、尺、剪刀、缝纫机、

针、线、钮扣、熨斗，直到碎料、线脚，都是物质。” “能量流也比较清楚。用手去拿布料，把布料放到桌子上，用尺来作长

度、胸围测量，将测得的值转换成服装尺寸，用剪刀裁剪、碎料分离，用缝纫机缝制，锁眼钉扣，用熨斗熨烫等，这是一个能量定向流动和转换的过程。

“信息流却比较隐含。但仔细考虑也不难明白。用手拿布料，把布料放到桌子上，得由大脑发出命令才能完成；用尺来测量长度、胸围，将测量的值转换成服装尺寸，用剪刀裁剪，这都需要靠人的经验；缝纫机的启动和停止少不了人去指挥；锁眼钉扣，用熨斗熨汤衣服依赖于人的技术。很明显， 如果没有正确、及时的信息流的加入，合格的成衣是根本做不出来的。”

“物质可以用来加工成工具和机器，能量被用来使工具和机器动作及做功，信息的作用则是使工具和机器按预定的目标工作。三者相辅相成，组成了一个和谐有机的统一体。”

“细敏，奶奶已把饭做好了，你帮忙把这锅饭拿到客厅里去先凉着。” 奶奶正在厨房里忙乎，要细敏帮一下忙。

“来了。”陈细敏边说边去把一锅饭拿到客厅，把饭扒松，打开锅盖凉着。

叔叔指着这锅烧好的饭，继续对大家说： “再举一个你们都熟悉的简单的例子来说明问题，就拿这锅饭来说吧。

有一句俗话叫‘巧妇难为无米之炊’，它十分生动形象地刻画了这三者之间的关系。表面上看，它强调的是米这种物质在做饭的过程中是绝对必要的。不仅是米，还有水和炊具。没有这些物质，做米饭只是一句空话。”

“但是，光有米、水和饮具还不够，还必须要有能把米煮成熟饭的能量， 奶奶煮饭靠的是煤气这种能量，当然，也可以靠燃烧本柴、煤炭来获得，也可以由液化气、电力、煤油等来提供。”

“现在，已经有了做饭的物质和能量，有了做饭的基本条件，但是，如果没有一个观察信息、掌握火候，并根据这个信息来控制整个炊事过程的巧妇，那么，美味可口的米饭也只能是海市蜃楼。即使有了人在操作，但如果他是一个不善于观察和利用信息的‘拙夫’，那么，他势必把这些上好的材料做成难以下咽的夹生饭，或者做成无法入口的炭焦饭。”

“因此，米、火、巧妇，是做出一顿美餐所缺一不可的三项基本条件，是物质流、能量流、信息流‘三流’的汇合。然而，这并不是说，物质、能量和信息三者彼此彼此，半斤八两，平分秋色。事实上，在不同的具体条件下，‘三流’所处的地位是不同的，它们所起的作用和所作的贡献也不一样。” “米、水和炊具提供的是形体，煤气提供的是活力，信息提供的是灵魂。

在做饭这件有目的性的事情中，只有信息是直接体现目的的，而物质和能量

则是实现目的的手段。在这个意义上，信息是至高无上的、不可取代的，而物质和能量的具体形式则是可以替换的，不是唯一的。可以利用这种形式的物质和能量，也可以利用那种形式的物质和能量，但是，信息则必须是唯一的。”

“因此，物质和能量的具体形式是次要的，重要的是信息本身。当然， 如果没有任何物质材料，也没有任何能量形式，信息也就不可能发挥作用， 我们强调信息的作用，是在三位一体的基础上来论述的。信息的统帅作用离开了物质和能量就成为空中楼阁。所以，信息是统帅，是灵魂，这是有条件有前提的。总的原则是，不能离开三位一体来谈论信息的作用，也不能离开三位一体来谈论物质和能量的作用。三位一体，各司其职，既不能互相割裂， 又不是绝对一视同仁。这才是信息、物质和能量之间的关系的本来面目。”

“听了您刚才讲述的这些内容，我现在才真正地体会到，信息在人类的生存和发展中所占有的重要的地位。人类一日也不能缺少信息。”王永明若有所思地得出结论。

叔叔赞许地点点头说： “是这样的。正因为如此，当信息科学的主要研究内容瞄准信息的运动

规律和利用信息的原理时，人们就需要进一步地探讨信息的本质特性了。” “信息主要具有哪些本质特性呢？”细敏忍不住插嘴问。 “信息的本质特性与信息的定义有密切的联系，它也同信息的定义一

样，既简单又复杂。这就像我们过去常玩的万花筒一样，几块有颜色的玻璃， 随着筒的转动，可以变换成许多不同的图案。”

“通常来说，信息拥有几十种特性，这是就信息的整体概念而言的，具体到某一条信息上，可能就没有这么多的特性了。但是，即使是一条极为普通的信息，它也可以拥有几个方面的特性。我可以向你们作些简要的介绍。” “比如，信息具有真实性。信息应该是客观事物的真实反映。不符合事

实的信息，既害了别人，也害了自己，非但毫无价值，反而会起到相反的作用。所以，真实是信息的中心价值，也是信息的物质基础。”

“信息具有滞后性。信息发生于事实发生之后，先有了事实，然后才能有信息，信息再快也落后于事实。例如，报纸和广播里的新闻报道，是事实在前，消息报道在后。”

“信息具有预示性。信息发生在它所预示的事实之前。例如，我们经常收听的天气预报就是预示信息在前，事实在后；企业所做的市场预测也是信息在前，事实在后。”

“信息具有时效性。信息是有一定寿命的，在某一段时间内，信息可以转化为价值，但如果转换不及时，则时过境迁，过时的信息不但分文不值， 而且可能有害。”

“叔叔，您说过时的信息分文不值，我能够理解，比如昨天发布的天气预报，我今天才知道，那么这就是过时的信息。对我来说，这昨天的天气预报，确实不能起什么作用了。因为今天的天气情况，我已经体验到了，用不到这一信息。但是您说有害，我却有点想不到。”细敏不解地问道。

“这个问题好解释。”叔叔自信地说：“我们按照过时的信息来决定我们将要做的事情，由于过时的信息已不符合现在的实际状况，因而也就会使我们犯错误了。例如，随着改革开放，穿西服的人逐渐增多。穿西服就需要戴领带，某些厂家获得这个信息以后，由于转换不及时，等到生产的大量领

带上市，却是市场上领带的饱和之时，造成了领带的积压，销售不出去，给厂家也带来了严重的困难，此时后悔也晚了。因此，信息必须及时收集，迅速传递、尽快处理，才能转换成价值。”

“信息的另一个特性是具有传递性。没有传递就没有信息，更没有信息的效果。信息可以送来送去，它比运送物质要灵活得多，传递的速度也要快得多。人与人之间可以靠语言、动作、表情传递信息，社会活动信息和科技信息可以靠报刊、杂志、图书、文件等来传递。随着电子技术突飞猛进的发展，还可以借助电话、电报、无线电、电视、通信卫星、电视直播卫星等载体来高效率地传输信息，因此，人们坐在家里就可以随时了解世界上任何一个地方的实际情况和事实的变化。”

“信息还具有可载荷性。信息可以离开产生它的物质，载荷在其它各种物质载体上。信息在传输、存贮的过程中，它的物质载体可以采取多种形式， 既可以由语言作为载体，也可以用文字、电磁波作为载体，并且可以进行多次转换，然而信息的内容则不以物质载体的变化而变化。信息在运动过程中并不需要特定的能量与它相适应，它可以借助不同形式的能（机械能、物理能、化学能、生物能等）作为动力。如奶奶做一锅饭，可借助于煤气，也可以借助于沼气或电能，甚至于太阳能。”

“信息具有共享性。信息可以共同享受，而物质则不能共享。例如，某个人拥有某种信息，当他把这种信息传授或告诉别人时，他自己原先所拥有的信息并不会丧失，他就可以和别人共同享受这个信息。而且，这个过程还可以无限制地进行下去，使信息可以为大家所共享。比如，老师教会了学生， 老师自己的知识并不会丧失，师生可以共享这些知识（信息），而学生又可以去教学生的学生。因此，合理地使用信息资源，就能使同一信息为更多的使用者服务。然而，物质却没有这种共享性，任何一件实物，如果一个人占有了它，别人就没有了；如果这个占有者把它转交给了另外一个人，他自己也就失去了它。”

“信息具有从属性。信息总是要依附于一定的实体的，因而它具有从属性。如教育信息，就要依附于一定的教育组织，离开了这种教育组织，离开了人们的教育活动，教育信息也就失去了意义。”

“信息具有扩充性。绝大部分的信息都会在应用过程中不断发展，不断扩充。同样是一个地球，同样是一项计算机技术，我们今天获取的关于它们的信息，已经比过去不知多了多少倍。事物在发展中，我们对于它的认识也在发展之中，不可能一览无余，只能从不完全走向比较完全，而且始终不能做到绝对完全。因此，在总体而言，信息总是随着它本身的利用而扩充，而信息的扩充性则标志着事物的发展。”

“信息的另一个特性是具有浓缩性。你们读过这份报纸吗？”叔叔拿起了沙发边上放着的《报纸文摘》向小伙伴们问道。

《报纸文摘》我最喜欢看了。妈妈给我订阅了一份。我觉得这份报纸包含的信息很多，文章短小精悍，读这一份报纸，可以知道许多事情。”丁大力接口而答。

叔叔扬了扬手上拿着的报纸说：“这份报纸的特点，就是将其它报刊上的信息浓缩后而摘登的。当信息过于繁杂和分散时，采用归纳、综合、集中和概括等方法，我们可以把信息浓缩起来。《报纸文摘》的工作就是一个很好的例子。除此之外，在我们的日常生活中还可以有很多例子。例如，某一

领域的丰富知识可以浓缩于一本书中；许多表面看来是复杂多样的现象，往往可以归结为某种自然规律；大量的统计资料和数据往往可以压缩成少数几个公式；厚厚的一叠汇报材料可以总结成简明扼要的几条提纲等。浓缩以后的信息，它的性质和作用并不降低。通过浓缩，可以使人们从信息中得到更多的知识和学问。”

“信息具有替代性。在人类社会的物质生产过程中，信息具有替代资金、物质材料、劳动力和能源消耗的功能，并且可以转化为物质财富。在现代化生产过程中，企业生产出来的物质产品，要求其中凝聚更多、更新的科学技术信息，而物质材料、劳动力与能源的消耗则要求更进一步地减少。这就是说，要求在产品中知识信息所含的比重最大限度地增加，而物质材料与能源的消耗则要求最大限度地减少，以科学技术知识信息来替代。谁掌握的信息多，谁就是经济上的强者。一些工业发达的国家，现在不仅出口产品，更重要的是出口信息、出口技术。”

“信息具有扩散性。它可以从一个地方传播到另一个地方，从一个人传播给另一个人。如果没有人为设置保密措施的话，信息就像在一杯清水中滴进一滴蓝墨水一样，很快地由信息浓密的地方向稀疏的地方扩散。越扩散， 它的作用也越大。我国古代劳动人民在中医实践中，发现金银花、连翘、蒲公英等具有解毒作用，这些信息经过扩散传播后，医治了千千万万的病人， 一直到今天，还在起作用。报纸、刊物、电台和电视台就是专门为扩散信息而设置的。它们可以在很短的时间内，以很快的速度将信息传播到极为遥远的地方去。由于传输渠道畅通，形式多样，及时迅速，又能变换、处理、存贮、再现，所以信息很容易向四面八方扩散。信息提炼得越精，精炼成为知识，综合成为智慧，它就越容易挣脱束缚，脱颖而出。”

“信息还具有有效性和无效性。在信息的真实中，我已讲了，真实是信息的中心价值。如果你得到一个信息，既符合事实又十分重要，那当然很有价值，很有用。相反，如果你得到的这个信息没有实用性，那就没有价值； 要是你得到这个信息是假的，照此行事，结果耽误了工作，还会对我们的事业产生危害。我们当然希望能够及时地得到有价值的信息。但是，信息常常落后于事实，落后太多，衰老了，过时了，就会失效，变成无效的信息。7 月 10 日的天气预报，你到 7 月 11 日才知道，那就没有实用价值，只能供科学研究总结经验作参考。”

“另外，宇宙间的信息无穷无尽，不实行专业化，简直没有办法利用。对于搞小学教育的老师来说，深奥的航天方面的信息可以说是无效的，而青少年教育方面的信息则是有效的。”

“信息具有不确定性。信息存在于还没有确定的事物之中，只有还未确定的事物才会有信息。所谓确定的事物，就是指某物不存在种种可能性的变化，它的存在是确定的，并且是人们预先知道的。你把这件事告诉人们，人们不会感到意外。例如，今天的天气是晴朗的，这件事已经发生，是确定的事物，并且是人们已经知道的。你再告诉人们，它就不会给人们提供任何信息。所谓还没有确定的事物，就是运动着的事物存在着种种可能出现的状态， 并且究竟会出现什么状态，是人们预先不完全知道或完全不知道的。例如， 明天的天气怎样？是好天气，还是阴天、下小雨、下暴雨，就存在着种种可能性。这就是还没有确定的事物，它具有一定的不确定性，或者说存在着一定的意外。这样，等到明天到来的时候，一旦某种天气出现，出乎人们意料，

人们就会得到一定的信息。一个事物存在着的可能状态越多，就越不确定， 人们对它的变化就越捉摸不定。在这种情况下，事物一旦从不确定变为确定， 人们就会获得很多的信息。相反，一个事物已经是确定的，那就是人们已经知道的，它就不能给人们提供什么信息了。”

“信息具有无限性。我们都知道，作为资源，任何具体形式的物质和能量都是有一定的储量的。而信息资源却不是这样，它会不断扩充，不仅没有限度，永远不会耗尽，而且会越来越多，迅速增长。信息作为事物运动的状态和方式，以及作为关于事物运动的状态方式的知识，是永远不会枯竭的。只要事物在运动，就有信息存在。所以，信息不会像物质和能源那样发生资源短缺的危机。信息永远是一个汪洋大海，永远在繁衍着，永远在更新着， 只要愿意去求取，就永远会有收益。”

“关于信息的本质特性还有很多，我就不再一一列举了。” “除了信息的本质特性之外，信息科学还要研究些什么呢？”丁大力问。“还要研究信息的产生、信息的收集、信息的变换、信息的传递、信息

的检测、信息的存贮、信息的检索、信息的处理和对信息的描述、度量等内容。这些，都是关于信息本质的基本内容。”

“信息本质的基本内容可真多啊！”王永明接口说。 “是啊，这些基本内容是信息科学的基础，只有对信息有了一个深刻而

全面的认识，才能充分而有效地利用信息。”叔叔呷了一口茶说：“就说信息的产生吧，假如是以人为中心来考虑的话，我们可以把信息产生的模式归结为三种情况。”

“第一种是认识事物而产生的信息。前面我曾经提到过，信息可以扩充知识，而知识是认识事物的成果。因此，信息基本上是通过认识事物而产生的。如果人们认识不到事物的重要性，即使此时此刻存在着信息，也不可能产生信息。比如，从某一家保密工厂倒出来的垃圾，普通人是不会把它当作信息的，可是，对于间谍来说，这就是很有价值的信息。”

“第二种是创造性的信息。它是靠人工的创造、加工、整理出来的信息。作为研究工作的成果，人们可以在学术会议上发表新的信息，并以文献的形式整理出来。这些信息可以作为知识进行交流或存贮。”

“第三种是意图性的信息。这种信息与事实没有关系，是指人们有意编造的信息。蛊惑性的宣传就是一个典型的例子，这种宣传在混乱时期会起到很大的作用。”

“你们知道迷彩伪装吗？”叔叔问道。 “什么叫迷彩伪装？”王永明没有听明白，不解地问道。 “迷彩伪装就是用涂料、染料和其它材料，按一定要求改变目标或背景

颜色的一种伪装方法。”

叔叔从桌子拿起一本画报，翻到印有解放军战士认真训练的大幅照片那页，指着战士穿着的迷彩服说：

“你们看，这些战士穿的就是迷彩服。由于这种衣服的颜色与树林、草丛的基本颜色相似，并且还用形状不规则的几种大斑点来歪曲人物目标的外形，因此可以伪装自己，迷惑敌人，以避免遭到敌人的攻击，从而保护自己。” “噢！原来是这样。我们在电影、电视中经常能看到的。”王永明恍然

大悟道。

“是的。这也是军队利用意图性的信息来干扰敌人的注意力，保存自己

有生力量的一种手段。”叔叔将画报放回到桌子上，接着说： “我们要利用信息，就要先收集信息。收集信息首先要明确目的，就是

说，我们收集信息必须要有明确的目的性，在收集信息之前必须考虑好为什么收集，干什么用，要达到什么目的。对这些做到心中有数，也就算目的明确了。目标一旦明确，你就知道应该收集什么样的信息了，也就有了评价信息的标准了。比如你们在读报纸时，如果没有明确的目的，你会普遍浏览一遍，不可能有多大的收获，也许有些重要的新闻和文章没有引起你的注意。但是，如果你想写一篇文章，为找参考材料而翻阅报纸，那你对有参考价值的文章会特别注意。抱着明确的目的来收集信息，既提高了工作效率，又会使你获得满意的信息。”

“其次，材料要可靠。所谓材料要可靠，就是我们收集的信息质量要高， 要有很高的可信度和精确度。如果信息材料不真实、不准确，轻则所收集到的信息在某个环节上被剔除掉，造成人力、物力和时间上的浪费，重则被作为决策的依据，造成极大的损失。所以，收集材料要讲究可靠性、准确性这是应该特别注意的。”

“第三，态度要求实。当然，注意信息材料的可靠性，就包含着求实的意思。光注意还不行，关键是要去求实。比如，我们为了防止传输错误，应该反复核对；为了防止计量错误，应该反复计量；要重视第二手材料，尤其要重视第一手材料；不搞捕风捉影，不搞道听途说。这些就是求实的办法。例如，对某些人所说的话不要轻信，听完了要核对，要调查。据说，我国春秋时期鲁国有个季孙氏曾向艾子吹牛说他家养了三千名食客，艾子就到他家里去看个究竟，结果发现一个也没有。所以，对别人提供的信息要核对，尤其是对说大话、假话的人更要作实地调查。”

“第四，视野要宽阔。在我们今天生活的这个世界里，到处都充满着信息。信息源是多种多样的，这些信息源大体可分为自然信息源、社会信息源和知识信息源三类。这些信息源相互联系、相互渗透，交织在一起，每天都产生出大量的信息。因此，我们收集信息不能把自己局限在一个小圈子里， 不能仅仅局限于一个单位、一个部门、一个系统、一个地区，而应该放开眼界。既要注意本单位、本部门、本系统、本地区，又要注意外单位、外部门、外系统、外地区；既要注意国内，又要注意国外；既要注意自然信息，又要注意社会信息和知识信息。这样收集的信息才能量大、质高、有用，有选择性和可比性。”

“总之，对收集信息的基本要求可以概括为这样几句话，即目的明确， 材料可靠，认真求实，视野宽阔。除此以外，还有其它的要求，但这些都是主要的，只要注意做到以上几点，就可以收集到满意的信息。”

“叔叔，收集信息是不是越多越好呢？”陈细敏问。 “对于经营信息的图书馆和信息中心来说，是这样的。对其它的就不是

了。因为信息收集得过多，就不能正确地掌握住问题的基本点。我们应该明确收集信息的界限，注意不要做那些徒劳的努力。收集信息的目的不是集中最多的信息，而是要收集符合目的的最小最有价值的信息。我们要时刻意识到了，收集信息需要相当多的时间和精力。”

“信息收集好了，就有一个变换和传递的问题。其实，我们在收集信息时，也存在着信息的变换和传递过程。”

“什么叫信息的变换呢？”丁大力问。

“信息由一种形式变为另一种形式，就叫做信息的变换。就拿你刚才打电话一事来说吧。”叔叔用手指了指电话机，对丁大力说：“你想把你不回家吃午饭这个信息传递给你妈妈，这个想法从你的脑子里一钻出来，借助于你的口舌，它就摇身一变，化作声音，也就是说化为声信号，这是一变。声信号沿着空气迅速地钻进话筒里，又立刻变成了频率变化的电流，这是电信号，是二变。电信号又高速地沿着电话线跑到你妈妈手上拿着的听筒里，又恢复成声信号。然后钻到你妈妈的耳朵和脑子里，才现出原形，这是三变。”

“人们在交流信息之前，信息是藏在人的脑海里的，以大脑为载体。当人们把它发送出去，它就以另一种物体为载体，例如声音、语言、文字、电信号等，就是信息的载体。离开了载体，信息既不能存在，当然也不能传递。信息如同一个瘸腿的使者，出门不是骑马，便得乘车，它才能行使使命。刚才所说的声信号、电信号，以及语言、文字等，都是信息的形式。人们之所以对信息进行变换，就是为了把它变成适于传递和接收的形式。不然的话， 我们脑子里的信息就不能交流、传递了，我们只有把各自脑子里的信息变换成声音、语言、文字等，才能交流。因此，信息的传递离不开信息的变换。实际上，信息的传递过程就是信息的变换过程。”

“信息在传递过程中，究竟需要几次变换，需要变换成哪些形式？这要根据发出信息的人和接收信息的人双方的具体情况而定。有的需要谈话，有的需要文字，有的需要借助电话或电报。谈话，只要把信息变换成语言、声音就可以了；打电话，除了把信息变换成声信号，还要变换成电信号；打电报，则必须把信息变换成文字和电信号。”

“你们参观过港口吗？”叔叔问小伙伴们。 “参观过。”王永明和陈细敏说。 “我去青岛时，也看见过港口的景象。”丁大力说。三个小伙伴不知道叔叔突然问这个问题有什么意图。

“既然你们都去过港口，那么一定看到过码头工人的工作情况了！” “看到过。”王永明兴奋地说，“码头工人利用码头上高大的起重机或

者船上的起重机，装卸船上的货物。” “是啊，信息的变换就像码头的装卸工作一样，是信息的装卸工作。把

信息变换成适于传输的形式，就是装。等到传递到目的地，再进行相反的过程，即把信息变换成便于接收的形式，就是卸。人们把前一个变换过程称为编码，把后一个变换过程称为译码。一切信息的变换过程，都是编码或译码的过程。编码是把信息变换成信号的措施，译码是与编码相反的变换过程。信息只有通过编码，才能发出和传送。只有通过译码，才能被接受、被获取。就连最简单的信息交流也必须经过编码和译码。比如两个人面对面地交谈， 讲者要把信息变成适合于空气传递的声信号，变成语言，就得经过大脑用词组成句子，这个过程就是编码。听者的耳朵接收到声信号，经过大脑的理解， 明白话音、句子所包含的意思，这个过程就是译码。”

“有了信息的变换，人们就可以进行信息的传递了。信息只有流通，才有价值。通常，人们把传递或交流信息的过程称为通信。人类传递信息的历史也就是通信的发展史。”

“远古时期，人类主要靠声音、手势、表情来传递信息，后来又创造了图画、音乐、舞蹈来表达思想感情。”

“自从人类创造了语言后，语言就成了人们传递和交流信息的最主要的

工具。当然，利用语言来传递和交流信息，参加者必须用同一种语言，而且彼此对情境的理解必须有高度的一致性。如果一个不懂汉语而只会英语和一个不懂英语而只会汉语的人交谈，又没有翻译的帮助，那是无论如何也不能理解彼此所表达的意思的。”

“文字的出现，是人类通信手段的一次大变革。语言只能近传，靠大脑记忆，而文字可以把信息‘固定’、‘封装’，突破时间和空间的限制而传播。运用文字，可以使信息在大脑以外存贮，并在若干年后取出供另一个大脑处理。”

“纸张和印刷术的发明，把信息的记录、存贮、传递和使用的范围扩大到更广阔的空间和时间，这对促进人类社会的进步和文化的发展起了不可估量的作用。”

“在过去很长的一段时间里，人们是怎样把信息传递到远方去的呢？你们知道‘烽火戏诸侯’的故事吗？”

“知道一些。”陈细敏说：“早在 2700 多年前，我国西周最后的一个国王周幽王，整天不理朝政，光讲吃喝玩乐，荒淫无度。自从有了一个名叫褒姒的宠妃后，更加不理朝政，为了能让从不开颜一笑的褒姒开口一笑，竟带着她到骊山去，让士兵把周围的烽火台都点起火来。附近的诸侯一看到烽火台燃起火，以为敌人入侵，王朝危急，纷纷发兵，前来紧急救援。他们到了骊山脚下一看，根本没有敌人的影子，才知道幽王是在和他们开玩笑，都生气地走了。这个玩笑虽然引起了褒姒的大笑，但是，它却带来了灾难性的后果。因为没过多久，敌人真的打来了。周幽王让人举火求援，可是诸侯们生怕再上当，谁也没有发兵，西周很快就灭亡了。”

“对了，故事中所提到的利用烽火传递信息，是我国古代通信的一种方法。当时，每隔一定的距离，就筑起一座高高的烽火台，白天点燃狼粪，以袅袅入云的‘狼烟’报警，晚上燃着柴火，以熊熊大火的火光通告敌情严重， 要求各路诸侯迅速带兵来援。用烽火传递军情的办法曾一直延续到明、清时代。虽然这种传递信息的方法比乘车、骑马的速度要快，但也还比较原始、比较落后，如果使用不当，还会引起严重的后果。刚才细敏讲述的‘烽火戏诸侯’的历史故事，就留下了很深刻的教训。”

“此外，也有用传呼喊话、击鼓、吹号的方法来传达命令的。这些传递信息的方法只能传达一些比较简单的意思，而且传递的距离非常有限。所以在古代，对于那些复杂的情报和书面信件还得靠专人来传送，或者依靠专门传递书信的邮驿。”

“随着科学技术的发展，信息的传递也有了较大的飞跃性进展。远距离的信息传送，不仅成为可能，而且瞬间即达。例如，电报发明后，可借它来进行文字信息的传递；电话发明后，可以用它来进行声音信息的传递。除此之外，广播和电视的发明，使信息可以在大范围内迅速传播，从以前的点扩大到面，使广大的听众、观众能够大大地扩展自己的视野，撷取丰富多彩的信息。坐在家里，闭门不出，也可使世界各地所发生的事情迅速获知，真可谓‘秀才不出门，便知天下事’了。尤其是电视，可以使我们对世界各地所发生的事情有身临其境的感觉。电视使我们的世界变小了。”

“自从发明了数字通信、光纤通信和卫星通信以后，人类在信息的传递中，通信的质量、可靠性都有了突飞猛进的飞跃，特别是卫星通信，把世界各地连到了一起，变成了一个‘地球村’。生活在地球上的人们，尽管相隔

千里，却像居住在一个村落一样。卫星通信使地球的空间变小了，却使人们在社会交往范围极大地扩展了。”

“信息的传递发展到现在，有一个漫长的历程。然而，不论采取哪种方式来传递信息，它都有一定之规。也就是说，信息传递必须要具有以下几个主要因素：（1）要有信息的发送者；（2）要有信息，并且必须通过编码和译码，把信息变换成便于传递和接收的形式；（3）要有传递信息的渠道；（4）要有信息的接收者；（5）要有信息交流的效果，接收者能接收到信息，理解信息。”叔叔看到小伙伴们听得很仔细，又改变了话题：

“你们一定参加过跑步训练吧！” “参加过的。丁大力还是他们学校的短跑运动员呢！他代表他们学校在

市里的田径运动会上得到过 100 米跑的第三名呢！”陈细敏指了指丁大力说。叔叔赞赏地点点头，问丁大力：

“你参加 100 米跑时，一定有起点和终点，另外还有 100 米的跑道，是不是？”

“是的。”丁大力奇怪叔叔怎么会问这个大家都知道的事情。心想他一定又要引发出什么概念了。

叔叔停了一会儿说： “从信息的流动过程来看，信息的传递也有它的起点，有它的终点，还

有它途经的道路。人们把信息传递的起点称作信息源，简称为信源。信源是信息的来源，它一般以符号的形式发出信息。例如，人发出信息，是通过大脑组织指挥嘴说话或其它动作，人就是信息源。如果用机器发送信息，机器就是信息源。一本书、一张报纸、一份期刊都是信息源，等等。”

“人们把信息传递的终点称为信宿。信宿是信息的归宿，它是信息的接收者。每个人既是信源，又是信宿。当然，信宿也不一定是人，如果用机器接收信息，那么信宿就是机器。”

“信息所途经的道路称为信道。信道是传输信号的通道媒介。例如，人们相互谈话，彼此的话音是通过空气传播的，空气就是信道。电信系统是利用电磁波来传播电信号的，因此信道还有有线信道和无线信道之分。”

“发出信息的信源、接收信息的信宿和传递信息的信道，这三个东西组成一个整体，构成了信息系统。信息经过编码，由信源即信息的发送者发出， 沿信道传递，到达信宿即信息的接收者，经过译码被信息接收者所接收，这就是信息传递的基本规律。”

“我们在信息的传递和交流时，应该依照这个规律办事。特别是作为信源，作为信息的发送者，应该时时考虑所发出的信息应选择什么样的样式， 才便于传递和接收。”叔叔喝了一口水，又问小伙伴们：

“你们注意过顾客在电视机商店里买电视机的情景吗？” “叔叔，您是不是指顾客在买电视机之前，先要对电视机的性能作一番

检测。假如质量合格就买下，如果质量有问题，要么请营业员调换一台，要么就不买了。”王永明忖度着叔叔的心思，试探地回答着。

“对，一般都是这种情况。”叔叔肯定地说，“我们在接收信息时，也和购买电视机一样，先要对信息进行检测。由于我们大家都生活在信息的海洋里，因此，对信息的检测进行研究，也是很重要的，因为检测信息是保障信息有效性的重要环节。检测的主要内容有：信息是否真实，信息是否准确， 信息是否过时、失效。”

“信息的不真实主要指信息的内容是假的。信息的不准确主要是指信息的传播过程中所产生的误差。虽然这两者在性质上有所差别，但由于所造成的危害是相同的，所以我们常常把它们联系在一起。就目前的情况而言，信息不真实的情况比较少，比较多的是不准确。”

“信息不真实的情况虽然较少，但也时有发生。例如，英国《新科学家》杂志，曾于某一年的愚人节前夕蓄意制造了一个谎言，说经过科学试验，已培育出了牛肉西红柿。这则不真实的信息竟然传遍了大半个地球，蒙骗了许多人。”

“在我们的生活中，比较普遍存在的问题是信息的不准确。在第二次世界大战中，西方盟军制定了一项规模庞大的诺曼底登陆作战计划。为了迷惑敌人，取得出奇制胜的效果，英美联军情报部门精心策划了一个冒名顶替英国登陆部队司令官蒙哥马利元帅的欺敌行动，使德军统帅部得到的是不准确的信息，因此把防守诺曼底地区的两个坦克师和 6 个步兵师抽调走，从而大大减低了盟军在诺曼底登陆时的压力，为登陆胜利创造了条件。”

“检测信息是否过时失效，同样也是很重要的。过时失效的信息是无效信息。例如，某家报纸登了‘黄石市市郊良种场今年缺少 43 枚种蛋’的消息， 读者李某得知后，日夜兼程赶往黄石市，一打听，良种场负责人说：‘一个多月前我们需要一些种蛋，现在一个也不要了。’这就是信息过时的一个例证。”

“信息的真实、准确、及时，在信息的检测中实际为一个整体。通过检测，排除信息中夹杂的各种无用的、失效的成分，包括来自信息源和传递过程中的各种干扰因素以及理解上的错误，确保信息的有效性。从上面的例子中可以看出，不真实、不准确、过时失效的信息，可以使决策发生错误，从而造成巨大的损失。假如我们在使用信息之前，对信息的真实性、准确性、时效性进行认真地检测和科学地分析，那么就会避免可能发生的错误。”

“看来，对信息的检测成功与否，是我们利用信息成攻的关键之一。” 王永明说。

“可以这样说。然而，我们通过收集、变换、传递、检测所获取的许多信息，并不全部都是立刻被使用的。信息还具有反复使用，长期使用，多种用途和印证、增补、修正的作用。客观地说，大量的信息，包括各种数据、资料、知识、动态等，主要是供存贮用的。把大量的信息有计划、有选择、有目的地存贮起来，进行科学的信息管理，以留待今后需要时使用。”

“你们知道吗，在一项新技术或新发明中，大约有 90％的内容可以通过各种情报途径从已有的知识中取得，而真正的独创性工作只有 10％左右。因此，做好信息的存贮工作，可以保障人们及时地、准确地获得必要的信息， 充分利用现有的成果，更有效地发挥创造性。”

“为了使信息存贮的工作能有效地进行，人们采取了多种方式。你们知道商店的仓库吗？”叔叔问小伙伴们。

“知道，大的百货商店在店堂外都设有一个大仓库，里面存贮了大量的商品。一旦商店货物将售缺，仓库就将商品送到柜台，有的大件商品甚至由顾客直接去仓库提货。上星期我家买的一台冰箱，就是我和爸爸一起去仓库提货的。我看到仓库里各种货物排列得整整齐齐，按门类分档堆放着。”王永明说。

“你说的是商店的外贮仓库。除了外贮仓库外，商店还有内贮仓库。这

内贮仓库容纳的商品不多，一般都设在柜台后边，或在商店里专门划出的地方堆放着，营业员取用很方便。商店销售快的货物，也就是营业员需要常用的物品，在内贮仓库中都有存贮，可供营业员随时取用。而销售慢的商品， 一般都存贮在外贮仓库中。”

“利用商品的内贮和外贮两种方式，客观上可以扩大内贮仓库的容量， 方便营业员取用。同时，给顾客的印象是商品货源充足，存贮数量多。”

“信息的存贮也有点像商店商品的存贮，它也分为内贮和外贮两种方式。所谓内贮，是指人们的经验积累和大脑的记忆，它是人们经常要使用的信息，取用很方便。所谓外贮，是指各种信息、资料、情报、知识、数据等有组织的编排，可以免除人脑记大量不常用信息的负担，人脑虽然不去努力记忆它，然而一旦需要，可以随时去外贮查用。”

“信息存贮的目的是建立信息资料库，保证信息的长期使用，反复使用， 多种用途的使用，以及对新信息的检验与分析。”

“人的内贮是有限的、零乱的。人脑虽然可以记住许许多多的事件、地点、人物和情况，但是这种记忆并不绝对可靠。有些事情比较难记住，或者说比较容易混淆，有时甚至是模糊不清的。这时候，就需要借助其它办法了。俗话说，好脑筋比不上赖笔头，就是这个意思。人的内贮信息还受到生活环境、经历阅历、文化程度、记忆力、工作性质等各种因素的影响，因而在使用上具有一定的不可靠性。”

“外贮信息是人的内贮信息的扩展与延伸，它在一定程度上克服了内贮信息的缺陷，也不受文化程度等因素的影响。”

“在信息激增的今天，不进行信息存贮，就无法适应当今社会的发展潮流。”

“信息存贮时，必须注意到有的信息需要保存很长时间，并且在需要时又希望能很快地提取出来。当然还希望存贮信息的代价不要过高，存贮信息要安全、可靠等。这些都是信息存贮中要考虑的问题。”

“外贮信息使用的材料主要有三大类，即纸介质、胶卷和磁介质。” “纸是最早也最大量的存贮信息的材料，它可以存贮文字信息、图像信

息和数据信息。各种报纸、杂志、图书、图画和档案资料等都是用纸做成的。它的优点是存贮量大、代价低、不容易涂改、可靠性高，但是加工、处理不方便，传输信息和查找信息的速度慢。目前，纸仍是我们存贮信息的主要材料。”

“胶卷是存贮图像信息的重要材料，也可以用来存贮文字信息和数字信息。从宇宙飞船获取的空间信息，从卫星上获取的地球表面的信息等都是通过摄影机保存在胶卷上的；许多科学研究、考查的资料也是保存在胶卷上的。胶卷存贮信息的优点是存贮密度大、体积小、便于永久保存。特别是现在已经有了各种缩微技术，存贮信息的密度更大了，1 平方厘米的胶片可以存贮1000 多页 16 开纸面的信息。但是人读取它并不方便，还得经过转换，而且价格昂贵。”

“磁介质包括磁带、磁芯、磁盘、磁鼓等磁性材料。磁带可用来录音， 将声音信息存贮下来；也可用来录像，把图像信息存贮下来；还可用来作电子计算机的外存贮器存贮数据。磁芯可以用来做电子计算机的内存贮器。但由于它体积大、制造工艺麻烦，现在已经被半导体存贮器所替代。磁盘和磁鼓是电子计算机的外存贮器，尤其是磁盘，现在已大量使用，它的容量很大，

大量的数据可以装在磁盘内长期保存。” “除了纸介质、胶卷和磁介质以外，20 世纪 70 年代又出现了一种更新

的存贮图像和声音信息，以及数字信息的光盘。它的存贮密度比缩微胶卷、磁带高几十倍，并且使用方便，净化条件也要求不高，能够长期保持良好的图像质量。现在已在许多领域中获得了广泛的应用。”

“存贮信息的材料是硬件，那么，信息存贮要注意的技术就是软件了。” “这软件主要解决什么问题呢？”丁大力听得津津有味，急不可耐地提

问道。

“在存贮信息时，首先要决定哪些信息应该存贮。我们的生活中无处不存在着信息，面对信息的汪洋大海，我们选定哪些需要存贮，哪些不用存贮， 这是需要在事先认真考虑的。一般要根据系统的目标要求，根据系统所用的数学方法和其它要求来确定要存贮哪些信息。例如，要对产业结构变化进行研究，则应该存贮各产业在各年度的产品种类、年产量、年产值、投资额、职工人数、能源消耗、原材料消耗等信息，并且应该连续地系统地存贮所有数据，以便于进行时间序列的分析、计算等。如果是学校的学生成绩管理， 则应该存贮每个学生各学期、各门课程的考试成绩等内容。”

“其次，要判定信息需要存贮的时间。这要根据管理的要求来定。例如， 与长远战略规划有关的信息，具有历史价值的信息应该长久或永久保留；而一些执行过程中的信息，在一定时间后已没有用处，可以不必长期保留。又如医院挂号室的病历，对每个病人来说保存 50 年是没有必要的，因为老年时期与儿童时期的疾病相关性不大。信息存贮中要掌握好信息的适当的保存时间，太短了将失去有用信息，太长了将浪费存贮设备。”

“第三，要采用集中和分散相结合的方法存贮信息。分散存贮是把信息按照使用者的情况分别存贮于不同的电子计算机系统或同一电子计算机系统的不同的存贮设备中，以使用方便为原则。但这种方法必然会出现各用户存贮的数据有重复的内容，至少公用的数据在各存贮处重复出现，使存贮设备的容量产生浪费。集中存贮是把信息集中起来存贮在一起，例如存贮于一个数据库中，这样可以减少重复存贮。采用集中和分散相结合的存贮方法，就是把公用的较老的数据集中存贮，而把非公用的较新的数据按使用类别分散存贮。”

“此外，在信息存贮过程中，要防止信息由于各种原因而受到破坏，应该使信息经常处于好用的状态，有保密要求的信息要防止失密。为了达到这个目的，平时要注意存贮介质的防尘、防潮。对于磁介质还要防震、防电磁干扰。要留有备用的。对要求保密的信息，应该采用密码，设置合法存取的‘口令’，不知道密码和口令的外人读取不到信息，等等。”

“就像‘阿里巴巴和四十大盗’的故事所叙述的那样，要打开装满宝藏的山洞，就非得有‘芝麻，芝麻，快开门’这一口令，否则是打不开门，取不得宝藏的。”

“我们存贮信息是为了使用信息。从客观世界用各种方法收集到并存贮下来的信息，并不能直接对客观事物产生影响，只经经过加工、处理，才能变成对客观事物产生影响有用的信息。”

“你们知道禽类加工厂吗？工厂收购了大批的肉鸡后，并不能直接大量地供应给市民，而是需要经过一道道工序的加工处理，比如宰杀、煺毛、开膛、清洗、分割、包装，然后作为成品包装供应给市民。”

“对信息的加工、处理也如此，处理的过程往往不只是一次，可能要经过多次。”

“我们常常把观察到或听到的事情、现象、数据等称为直接信息，或称为一次信息，而把加工、处理之后的信息称为二次信息，或称为间接信息。”

“信息的处理都是根据一定的规则进行的，这包括处理要求、标准、限制条件、数量关系等内容。信息处理可以由人进行，也可以由机器进行。在信息激增的现代，由人来进行信息处理是不可想象的。因此，我们现在经常使用的电子计算机就是一个高效率、多功能的信息处理工具。”

“根据对信息进行处理的深浅程度，由浅入深大致可以分为四类。” “第一类是简单的数据处理。处理这类信息包括过滤掉信息中的干扰成

分，找出一次信息中的中心主题，或挑选表示主题的重要的语句。对信息进行检测，就像我们前面所讲到的。检测信息是否真实、准确、及时。排序与分类，就是按照某种次序排列或者按照某种规则进行分类，这样容易检索， 并且可以缩短检索信息的时间。将信息合并汇总，并且打印出报表等。”

“第二类是对信息进行分析、概括和综合，目的是可以产生出能够辅助决策的信息。例如，上海市 1987 年曾经发生居民食用毛蚶而引起腹泻、中毒等病症。如果当时能够根据这个信息进行科学的分析，并综合历史上曾发生过的类似现象，引起对食用毛蚶问题的重视，进一步加强卫生检查和防疫检验，就可能避免 1988 年 1 月因食用不洁毛蚶而引起的上海甲型肝炎大流行的灾难。可惜有关部门都没有加工、处理这方面的一次信息，因而也就没有利用到二次信息来指导工作，并进行决策，从而给国家和人民造成了巨大的损失。”

“第三类的处理方法就较深一些了，它是通过应用数学模型，经过复杂的计算和推理之后，产生出决策信息。常用的数学模型有预测模型、决策模型和模拟模型。数学模型的处理一般都由计算机来完成，对于各种数学模型都有相应的计算机软件可供使用。由计算机通过数学模型的处理，一般可以得到有关问题的精确的定量分析结果或最优化的决策方案。例如，要想成为一个成功的企业家，就必须制定一个最佳的资源分配、劳动力安排和生产计划方案，他可以根据资源供应和消耗方面的信息，市场需求和价格方面的信息，利用数学规划软件，由电子计算机替他排出最佳的生产计划方案来。” “第四类处理信息的程度就更深了，它是人工智能。就是说，使电子计

算机的处理信息的能力进一步提高，使它能像人的眼睛一样‘看见’周围的东西，看懂文字和图像。使它能像人的耳朵一样，‘听见’声音，‘听’懂人的语言。使它能像人一样，用语言输出信息，表达信息，也就是像人一样， 会‘讲话’。最终就是使电子计算机能像人的大脑一样会思考问题，会进行创造性的脑力劳动，会学习新的知识，适应外界环境的变化，等等。总之， 要让电子计算机具有模拟人类通过感觉器官接受外界信息，模拟人类通过大脑加工处理信息的能力。这一类型现在还处于研究和发展阶段。但是，现代科学技术的进步速度是日新月异的，不久的将来，在医院里将有‘计算机医生’给人看病，在学校里将有‘计算机教师’给学生上课，在办公室里将有“计算机秘书’接电话、写报表，在家里将有‘计算机保姆’洗衣服、做饭， 甚至照管小孩等等。”

“叔叔，您刚才讲到的这么多内容，我觉得似乎都是有关信息本质的定性化的内容，那么，信息是否有定量化方面的性质呢？”

“有的，最常见的就是我们对信息的度量。信息象其它事物一样，是有其数量大小的。我们通常是用尺来度量物体的长度，以‘米’作单位；用秤来度量物质的重量，以‘千克’作单位；用温度计来度量物体的温度，通常以‘摄氏度’作单位，等等。”

“那么，怎样来度量信息的大小呢？它以什么作单位呢？由于长期以来，人们对信息的认识是模糊的，虽然历史上人们曾经设法度量信息，但是方法很不科学。只是经过几千年的漫长历程以后，到了 20 世纪 20 年代，才找了度量信息的科学方法。遗憾的是，这种科学方法，现在还有许多人不知道，他们还是沿用过去的老办法来度量信息。因此，在我们谈度量信息这一问题时，有必要先谈谈过去度量信息的老办法，它为什么不科学，然后再谈度量信息的科学方法。”

“叔叔，过去量度信息用的是什么方法呢？”细敏急不可待地问道。 “为了说明这个问题，我先给你们讲个故事。”叔叔看到小伙伴如此感

兴趣，情不自禁地笑了。他接着说： “传说，在我国春秋战国时期，魏王命令大臣庞葱到赵国的首都邯郸去

办一件事情。临行前，庞葱对魏玉说；如果忽然有人向大王报告说，城里大街上有一只老虎，大王相信吗？魏玉说：不相信。庞葱说：再有一个人又来报告，城里大街上发现了老虎，大王相信吗？魏王说：我还是不大相信。庞葱说：第三个人又来报告说，老虎正在城里大街上奔跑，大王相信吗？魏王说：那我就相信了。庞葱说：很清楚，街上没有老虎，三个人说有老虎，大王就相信了。邯郸离这里比大街离王宫远得多，而在大王面前说我闲话的恐怕不止三个人，大王可要好好考虑考虑啊⋯⋯”

“从这个故事来看，魏王是用消息的多少来度量信息的。一个人说谎， 他不信。三个人说谎，他就信了。把消息混同为信息，用消息的多少来衡量信息的多少，这就是人们几千年来度量信息的古老方法。”

“人们往往以为，收到的消息数量越多，获得的信息就越多。其实，这是很不科学的。因为信息不等于消息。信息只是消息中所包含的内容，消息只是信息的形式，这两者是有区别的。有客观内容的消息包含着信息，没有客观内容的消息并不包含信息。你得到的消息全是谎言、废话，或者是你已经知道的东西，那还有什么信息呢？相反，你只得到一条简短的消息，但其中包含许多客观内容，都是你以前所没有听到过的，那你就获得了比较多的信息。所以，用收到的消息的多少来衡量获得的信息的多少，是没有办法量度出信息的多少的。”

“然而，千百年来，很少有人明白这个道理。人们习惯于用收到的消息的多少来衡量信息。这一方面是由于科学的发展还没有达到今天的地步，另一方面也由于信息包含在消息里，它们难解难分，何况在许多情况下，的确是消息的数量多，则它所包含的信息也多。”

“当然，过去的人也不是一点不懂消息的多少并不等于信息的多少的道理。连古人也知道谎言传的人再多也不会变成真理。例如，刚才说到的庞葱就讲出了信息不等于消息的看法。可见，早在 2000 年前，我国就有人认识到不能用消息的多少来量度信息。”

“到了 20 世纪 20 年代，人们对这个问题才开始有了深刻的认识。到了

40 年代，信息论的奠基人、美国数学家香农又详细讨论了信息的量度问题。从此，人们从技术上找到了量度信息的一些科学方法。”

“按照他们的观点，人们在没有获得任何信息之前，信源对收集者一定存在着某种不确定性。也就是说，信息从信源发出，但在收信者没接收到信息之前，对信源存在着一定量的不确定性。所谓不确定，就是收集者对信源的认识不肯定、不知道。你对某件事物知道得越少，则存在的不确定性就越大，而你得到的信息假如能使不确定性消除得越多，你所获得的信息量就越多。”

“例如，在一次英语考试之后发布成绩通知，如果通知说，某位平时英语很好的同学的成绩是优，同学们不会有太大的反应，因为这是他们意料之中的事，这个通知使他们获得的信息量不大。如果通知说，该同学的成绩是中，同学们就会感到有些反常，这个通知给他们提供的信息就比前一种情况所提供的信息量要大。假如通知说，该同学的成绩是不及格，那一定会轰动全班，使大家感到惊讶。因为这是他们意想不到的事。这个通知给他们提供的信息量就更大了。这个例子说明，某一事物状态出现的可能性越小，它的不确定性就越大，报道这一事物状态出现的消息所提供的信息量就越大。如果某一消息报道的内容是人人皆知、司空见惯的，或者是事先已经预料必然要发生的事，那么这个事物就是确定的。它的不确定性等于零，因此，这种消息的信息量也等于零。”

丁大力为了巩固自己刚学到的概念，迫不及待地说： “叔叔，根据您刚才讲到的，我的体会是，信息量的多少，是按照信息

所消除的不确定性的大小来进行量度的。消除不确定性多，就是信息量大， 反过来说，消除不确定性少，就是信息量小，对不对？”

“是这样的。”叔叔肯定地点了点头。 “那么，我还有一些疑问。就是您所说的事物的不确定性又怎么来衡量

呢？如果我们不能衡量不确定性，那么我们还是不能来度量信息量的大小。” 王永明喜欢探根究底。

“你的问题提得很好！”叔叔看到小伙伴们不但认真地听讲，而且还能开动脑筋，不断提出疑问，很是高兴。他觉得只有这样，小伙伴们才会掌握有关的信息科学基础知识。为了能通俗地给小伙伴们讲这个深奥的问题，叔叔考虑了一下，不紧不慢地说：

“事物的不确定性的大小与事物可能发生的状态数目及各种状态发生的概率有关，要进行定量的计算，就得借助数学这个基础工具了。”

“所谓概率，通俗地讲，就是事件可能发生的程度。某一件事绝对不可能发生，称为不可能事件，它的概率为零。反过来说，某一件事绝对会发生， 称为必然事件，它的概率为 1。概率论认为，两个事件能同时发生，称为独立事件。如果一个事件的出现会引起另一事件的出现，称为相关事件。在一定的条件下，可能出现，也可能不出现的事件，称为随机事件，它的概率在 0 和 1 之间。概率并不是十分深奥的，在日常生活中，我们也常常用到它， 例如，人们说这件事有 80％的成功把握，明天的天气 50％能转晴等，就是概率的运用。”

“你们玩过抛掷硬币的游戏吗？抛掷硬币这一事件可能有两种结果：一种是正面朝上，一种是反面朝上。但是在每次抛掷之前，究竟哪一面朝上是不能肯定的，这种不肯定就是我们认识上的不确定性。等到抛掷以后，我们知道了结果，这种不确定性也就被消除了，这是因为我们获得了信息。”

“如果你们反复多次地抛掷硬币，把每次的结果统计一下，你们会发现，

出现正面朝上和反面朝上的次数各占一半，即各为 1/2，这 1/2 就叫做抛掷硬币的概率。既然如此，那么，你们在每次抛掷之前对于可能出现的结果就不是完全不知道，至少知道存在着两种可能性，一种可能是正面朝上，一种可能是反面朝上。也就是说，你们对出现的结果，一半知道，一半不知道。这样，你们认识上的不确定性、不知道用概率来表示，就是 1/2。当抛掷一次以后，出现了结果，你们获得了信息，这个 1/2 的不确定性、不知道也就被消除了。信息论把获得这么多的信息规定为信息量单位，叫做 1 比特。所

谓 1 比特，就是含有两个独立的相等概率的事件所具有的不确定性被全部消除所需要的信息量。它实际上是从两种可能状态选择出一种的等可能消息所含有的平均信息量。”

“我们在现实生活中有大量能获得 1 比特信息量的例子。例如，我们去看一场电影，这场电影我们是喜欢看还是不喜欢看在看电影之前是存在着两种可能性的。当看完电影之后，无论是喜欢看，还是不喜欢看，我们所获得的信息量都是 1 比特。为什么呢？因为在看电影之前，我们对这场电影是喜欢看，还是不喜欢看这个不知道的不确定性只包含两种可能性。而喜欢看和不喜欢看是两个独立事件。当看完电影，就能知道是喜欢看还是不喜欢看了， 也就是两种可能性中的一种变成了现实。这个事件的不确定性也就完全被消除了。所以，我们获得的信息量是 1 比特。”

“叔叔，让我也举一个例子试试，看我理解得对不对，好吗？”丁大力说。

“好，你说吧！”叔叔鼓励着。丁大力稍微思考了一下，说：

“我明年要考初中了。对这件事只有两种可能，考上重点中学和考不上重点中学。当考完试后，学校发出录取通知单，我就获得了 1 比特的信息。因为我得知了考上和考不上重点中学这两种可能性中的一种。”

“你说得很对。”叔叔赞许地说，“然而，世界上的事情是复杂的，一个事件出现的可能性并不都是两种，有的是三种、四种或更多种可能性。而且它们的概率也不一定是相等的，有的也可能不是独立事件，我们怎样才能知道它的信息量呢？要完全弄清这些问题，需要掌握更多的有关概率论和其它方面的科学知识。而详细地介绍这些知识，不是短时间内能弄懂的。要搞清楚这一问题，有待于你们在今后的学习中去掌握各学科的知识。不过，今天我可以介绍一个计算具有多种可能性事件信息量的简单方法。”

“例如，我们在一个布袋里放入大小相等的红、黄、黑、白四种颜色的球各一个。让你随意地从中摸一个来猜，看是什么颜色的。你怎么猜法？当然你猜四种颜色中的一种。当你拿出来一看，你获得的信息量是多少呢？这一事件的可能性有四种，而且它们的概率是相等的，各自又是独立的。因此， 出现每一种颜色的球的概率都是 1/4。这种情况的不确定性要比抛掷硬币大，四种可能性正好是两种可能性的二次方。因此，你猜后拿出来一看，所获得的信息量就是 2 比特。那么，如果布袋里装入八个大小相等、颜色不同

的球呢？你摸一个猜后拿出来一看，所获得的信息量就是 3 比特。因为八个球就有八种可能性，八种可能性正好是两种可能性的三次方。”

“由这个例子我们不难发现，一个事件的等可能性是 2 的多少整数次方，它的信息量就是多少比特。这就是计算信息量的一个简单方法。”

“我们认识了信息的本质特性以及信息的度量方法，这只是打下了一个

基础。认识信息的目的是利用信息，那么，如何来有效地利用信息呢？为了说明这个问题，有必要再引入两个概念。”

“第一个是控制论。什么是控制论呢？控制论是主要研究如何对信息进行控制和调节的原理、方法的学科。按照它的创始人美国数学家维纳的说法， 就是‘关于机器或者生命体中的通信和控制’。”

“第二个是系统论。系统论是研究系统的模式、原则和规律，并且运用数学对它的功能进行描述，寻求利用信息实现最优系统途径的一般理论。”

“信息是控制的基础，同时又是系统有序性的标志。由此看来，信息论、控制论和系统论都是离不开信息的。信息论主要涉及认识信息的问题，控制论和系统论则是侧重于利用信息的问题。认识和利用之间，认识是基础，利用是目的。因此，信息论、控制论和系统论这三者结合在一起，就成为信息科学的主体。信息论、控制论和系统论就好比是彩色电视机的显像管里的三色电子枪，信息科学好比是电视屏幕，有了这种电子枪，电视屏幕上才会出现五颜六色、变化万千的显影和图像。”

“从报刊、杂志上我常常看到控制论、系统论这样的新术语，现在好像应用很广。”细敏拿起了沙发上的《科学画报》翻了翻，对叔叔说：“我今天才知道，原来它们和信息论一起，都是信息科学的主体啊！控制论的概念我虽然知道一些，但是在控制过程中，信息在起着什么作用，您能不能给我们作一些深入的介绍？”

“好的。为了说明这一个问题，我先从机器和人这两种不同的控制活动谈起。人们发明了不少机器，如电动机、起重机等，尽管它们的工作目的和具体的工作过程不同，但是它们都有一个共同之处，就是为了使机器运转必须有各种各样的控制和操纵。比如为了使电动机运转，需要合上电源开关， 为了使起重机把货物提升到指定的位置，必须按一定的顺序，借助操纵装置工作。”

“人和其它生物也存在着同样类似的操纵和控制过程。一位女体操运动员在平衡木上起伏腾翻，她的身体必须在这一连串的运动中保持平衡。这种平衡就是由中枢神经发出的指令，而由相应的执行器官，如手、脚来执行获得的。又比如，海豚和蝙蝠以超声波来确定自己的位置等。从操纵和控制这一点看，生物体与机器的行为是非常相似的。”

“在操纵和控制的过程中，是信息在起作用。正是由于信息的联系、信息的运动，控制的过程才能得以实现。因此，控制的过程也可以说是信息的运动过程。我们控制机器去工作，实际上是以某种方式向机器发出信息，机器接受信息后，就产生一系列的动作，去完成指定的工作。人用手取东西时， 也是这种情况。由人脑发出一系列取东西的信息，这信息通过手臂神经，由手臂和手上的肌肉去执行信息，使手指取到了预定的东西。”

“控制的过程是借助不同形式、不同载体的信息运动去指挥各种物质运动和能量转换。就是说，巨大的质量运动，比如水压机锻造巨大的钢锭；巨大的能量传递来转换，比如水电站发电、高压输电线路，都是可以通过带有信息的微小质量和能量的运动来控制和操纵的。形象地说，就好像一列火车， 单靠我们个人自身的力量去推动它，这是不可想象的。但是，我们依靠智慧和才能，通过驾驭信息的传输方式，却可以由几个人或者一个人驾驶它，使它风驰电掣般地前进。”“控制过程是怎样来具体实现的呢？进一步说，信息是以怎样的形式来实现控制和操纵的呢？为了说明这个问题，我们以司机

开汽车为例来谈谈。司机为了保证把汽车开到目的地，他必须在汽车行驶的过程中不断接受各种信息，比如路人的行人、坑洼，汽车行驶是否偏离了方向等。司机接受了这些信息，在他的大脑中经过处理后，又输出信息，通过神经系统，使他及时调整自己的动作改变汽车的方向，或绕开障碍物，或躲避行人、车辆。司机在驾驶过程中，既接受了信息，又输出了信息，使汽车安全到达目的地。在这种控制过程中的信息的双向运动，称为信息反馈。”

“你们喜欢看中央电视台举办的《动物世界》节目吗？” “喜欢看！”丁大力、王永明同声回答。 “在这个节目中，你们是否看到过老鹰以矫健、勇猛的姿态，俯冲去捕

捉猎物的镜头？”叔叔问道。”

丁大力、王永明点了点头。叔叔又说：“从控制论的角度看，老鹰捕捉猎物的过程，就是一个依靠反馈控制的典型例子。”

“我们假定老鹰的猎取目标是兔子，那么老鹰如何才能成功地获取这只兔子呢？如果老鹰一开始瞄准兔子，然后闭上眼睛不顾一切地俯冲下去，这能不能抓住兔子呢？回答自然是否定的。因为兔子并不会心甘情愿地遭受灭顶之灾，它为了逃避老鹰的捕捉，总是要逃命的。老鹰为了捉住兔子，就要根据兔子所处的位置，以及它逃跑的速度、方向，不断改变自己的行动方式。通常它采用的方式是：先大致确定一下兔子的位置，然后朝这个方向飞去， 在飞行中时时刻刻都盯着兔子，判断自己的位置同兔子位置的差距，并依据这个差距，调整自己的行为，使差距缩小，直到抓到兔子为止。”

“在这里，控制机构是鹰脑，执行机构是鹰翅、鹰爪、鹰嘴。鹰借助眼睛不断地获得反馈信息，发往鹰脑，然后调整自己的行为。整个捕捉兔子的行动是在这一整套控制系统中进行的。”

“在这一过程中，具体地说，老鹰是依靠反馈来调整自己的行为。老鹰在决定开始俯冲前，总是在猎物的上空盘旋，它不断地改变自己的位置和高度，寻找恰好俯冲能抓住兔子的位置。这时在鹰与兔子之间的反馈信息起着一种调节鹰的位置的作用，以便克服鹰与兔子之间由于兔子逃命时的奔跑而带来的影响，使老鹰能够进入捕捉兔子的最佳位置。老鹰一旦确定了理想的位置，它就会立即俯冲。如果兔子这时被鹰凌厉的动作吓呆了，这种情况就会加速老鹰的捕捉速度；如果兔子重新奔跑和改变方向，老鹰就会终止俯冲的姿态。

“老鹰抓兔子的这一控制过程，就是一个依靠信息反馈不断调节的过程，通过反馈的调节使系统的行为达到它所要实现的目标。”

“我懂了，为了达到的目标，一定要利用信息和信息的反馈。”王永明自言自言地说。

“是这样的。除此之外，还要有一定比较完善的信息处理机构。我刚才说的老魔抓小兔的例子，就需要有反应敏捷的鹰脑这一信息控制和处理机构，如果没有信息的反馈和鹰脑通过信息反馈的调节，老鹰是捕捉不到兔子的。”

“刚才我讲了控制论的知识，那么，与控制论并肩而立的系统论在信息科学中又起着一些什么作用呢？在信息科学中，它是如何利用信息来建立最优系统的呢？”

“所谓最优系统，就是指在一定的环境条件下，通过各种手段使系统达到最佳状态而费力最小，路程最短；或者说耗费最小，收益最大。要达到最

优系统，没有信息，没有利用好信息，是不可能的。” “利用信息来建立最优系统的例子几乎处处可见。例如，我国历史上齐

王与田忌赛马的故事就是一个著名的例子。有一天，齐王要田忌和他赛马， 规定各人从自己的好马、中马和劣马中各选一匹来参赛；输一匹付千金，胜一匹得千金。当时，许多人都替田忌捏着一把汗；因为在同等强的马中，齐王的马总比田忌的强；所以看起来田忌非输三千金不可。但是，实际比赛的结果，田忌非但没有输三千金，反而赢得了一千金。什么道理呢？原来，田忌和他的朋友们利用齐王的马比田忌的马强这一信息，打破了常规，在马的组合上选取了最佳的结构，以劣马对齐王的好马，以中马对齐王的劣马，以好马对齐王的中马。这样，田忌的劣马输了，但好马和中马都胜了。所以， 在系统整体上田忌赢了比赛。”

“关于利用信息来建立最优系统的例子还有很多，我们今天就不一一列举了。总之，只有充分地、合理地利用好信息，才能通过系统的组织、自调节活动，达到系统在一定环境下的最佳结构，发挥最好的功能。”

“可以吃饭了！”奶奶已把饭做好，招呼大家吃饭。 “好了，我们今天先谈到这儿吧。有什么问题，我们吃完饭再说。”叔

叔把话打住，邀请小朋友们进餐。