1.1 信息与信息处理

1.1.1 信息概述

成语“一鼓作气”“鸣锣收兵”表达的是古战场上用声音传递进攻和撤退的信息，图书、报纸是人们用文字和图片传递信息，电视、电影是人们用影像传递信息。听课、读书、看报、看电视等是人们在接收信息，同时人们点头、摆手、说、唱等一举一动都在发出或传递信息。当今时代是信息时代，人们每天都会接触来自报纸、电视、电台、互联网等形形色色的信息。那么，什么是信息呢？

1.信息的定义

生活中需要信息，科研中需要信息，一切金融和工商业活动更离不开信息。信息起着关键性、决定性的作用。信息、物质与能源已成为人类社会的三大资源，是推进人类社会发展的三大要素。其中，物质是社会发展的基础，能源为社会提供发展动力，而信息则为社会提供思维、知识和决策，三者的有机结合和相辅相成使人类社会不断地向前发展。然而，目前学术界对信息仍无统一的定义。

信息定义的提出有3个关键的阶段。第一阶段是1948年，香农和维纳提出了信息论和控制论，虽然不完全，但具有革命意义。第二阶段是中国学者钟义信对信息的定义，该定义有阶段性的突破，即“信息是被反映的物质属性”。第三阶段是逆香农、逆维纳的信息定义，信息是确定性的增加，即肯定性的确认。信息是物质、能量、信息及其属性的标示。

1996年，中国学者钟义信在《信息科学原理》中详尽阐述了信息的概念。他指出，在信息概念的诸多层次中，有两个最重要的层次：一个是没有任何约束条件的本体论层次，另一个是受主体约束的认识论层次。从本体论的角度考察，信息可被定义为“事物运动的状态以及它的状态改变的方式”。在此，“事物”泛指一切可能的研究对象，包括客观世界的物质客体和主观世界的精神现象；“运动”泛指一切意义上的变化，包括机械运动、物理运动、化学运动、生物运动、思维运动和社会运动等；“运动的状态”则是事物运动在空间上所展示的性状与态势；“方式”是指事物运动在时间上所呈现的过程和规律。由于宇宙间一切事物都在运动，都有一定的运动状态和状态改变的方式，因而一切事物都在产生信息。从认识论的角度考察，信息可被定义为：“主体所感知或者主体所描述的事物运动状态及其状态变化的方式”。认识论层次的信息概念的内涵包括3个方面。

① 语法信息。由于主体具有观察力，能够感知事物的运动状态及其变化方式的外在形式，由此获得的信息可称为语法信息。

② 语义信息。由于主体具有理解力，能够领悟事物的运动状态及其变化方式的逻辑含义，由此获得的信息可称为语义信息。

③ 语用信息。由于主体具有明确的目的性，能够判断事物的运动状态及其变化的效用，由此获得的信息可称为语用信息。

语法信息、语义信息、语用信息三者综合在一起构成认识论层次上的全部信息，即全信息。

钟义信的信息定义与概念体系为信息研究和信息科学的发展提供了一个新的基点。

国际标准化组织（International Organization for Standardization,ISO）对信息的定义：信息是对人有用的数据，这些数据可能会影响人们的行为与决策。

2.信息的特征

信息的特征是指信息区别于其他事物的本质属性。信息的基本特征主要有普遍性、时效性、相对性、与物质不可分割性、可传递性和可干扰性、可加工性及可共享性等。

（1）普遍性

信息是事物运动的状态和方式。只要有事物存在，就会有其运动的状态和方式，就存在着信息。因此，信息是普遍存在着的。

（2）时效性

客观事物本身在不停地运动变化，信息是事物运动的状态和方式，信息也在不断发展更新。因此，信息的存在有一定的时效性，在获取与利用信息时必须树立时效观念。

（3）相对性

客观上，信息是无限的，但相对于认知主体，人们实际获得的信息总是有限的。由于不同认知主体有着不同的感知能力，因此，对同一事物获得的信息是因人而异的。

（4）与物质不可分割性

信息本身是看不见、摸不着的，它必须依附于一定的物质形式（如纸张、声波、电磁波、化学材料、磁性材料等），不可能脱离物质而单独存在。这些以承载信息为主要任务的物质形式称为信息的载体。信息没有语言、文字、图形图像、符号等记录手段便不能表述，没有物质载体便不能存储和传播，但其内容并不因记录手段或物质载体的变化而发生变化。

（5）可传递性和可干扰性

信息能够通过多种渠道，采用多种方式进行传递。信息从时间或空间上的某一点向其他点移动的过程称为信息传递。信息传递要借助一定的物质载体。一个完整的信息传递过程必须具备信源（信息发送方）、信宿（信息接收方）、信道（信息媒介，实现信息传递功能的载体）和信息4个基本要素。信道对信息传递有干扰和阻碍作用。任何不属于信源原意而加之于其信号上的附加物都称为信息干扰。例如，噪声就是一种典型的干扰。产生噪声的因素很多，有传输设备发热引起的热噪声、不同频率的信号相互干扰产生的调制噪声等。

（6）可加工性

信息可以被分拆或综合，扩充或浓缩，也就是说，人们可以对信息进行加工处理。所谓信息加工，是把信息从一种形式变换成另一种形式。如果在信息加工过程中没有任何信息量的增加或损失，即内容保持不变，那么意味着这个信息的加工过程是可逆的，反之则是不可逆的。实际上由于人为因素，信息加工鲜有内容保持不变，因此信息加工过程都是不可逆的过程。

（7）可共享性

信息区别于物质、能源的一个重要特征是它可以被共同占有、共同享用，也就是说，信息在传递过程中不但可以被信源和信宿共同拥有，还可以被众多的信宿同时接收利用。根据能量转化定理和物与物交换原则，得到一物或一种形式的能源，必失去另一物或另一种形式的能源。但是，信息交换的双方不仅不会失去原有信息，还会增加新的信息；信息可以广泛地传播扩散，供全体接收者共享。

3.信息的类型

信息存在的范围极其广泛，内容非常丰富。为了科学研究活动的需要，不同科学领域的研究人员往往依据不同的分类标准，对信息进行分类。

（1）按照产生和作用机制分类

按照产生和作用机制，信息可分为自然信息和社会信息。自然信息是指自然界中的各种信息以及人类生产的物质产生的信息，包括生命信息、非生命物质存在与运动信息、生命物质和非生命物质之间的作用信息等。社会信息是指人类各种活动所产生、传递与利用的信息，包括一切人类运动变化状态的描述。按照人类活动领域的不同，社会信息又可分为科技信息、经济信息、政治信息、军事信息、文化艺术信息和生活信息等。社会信息是人类社会活动的重要资源，是社会构成要素和演化动力。

（2）按照表现形式分类

按照表现形式，信息可分为消息、资料和知识。消息是指关于客观事物发展变化情况的最新报道，因此，消息强调的是事物当前的动态信息，有较强的时效性，主要用于了解情况。资料是指客观事物的静态描述与社会现象的原始记录，因此，资料强调的是客观现实的真实记载，有较强的累积性，主要用作论证的依据。知识是指人类社会实践经验的总结，是人类发现、发明与创造的成果，因此，知识强调的是人类对客观事物的普遍认识和科学评价。

（3）按照主体的认识论层次分类

按照主体的认识论层次，信息可划分为语法信息、语义信息和语用信息。

前面已经介绍过，全信息是语法信息、语义信息和语用信息的总和，它们共同构成认识论层次上的全部信息。

（4）按照加工处理程度分类

按照加工处理程度，信息可划分为一次信息、二次信息、三次信息。一次信息是指未经加工或略微加工的原始信息，如会议记录、论文、专著、统计报表等。二次信息是指在原始信息的基础上加工整理而成的供检索用的信息，如文摘、书目、索引等。三次信息是指根据二次信息提供的线索，查找和使用一次信息以及其他材料，进行浓缩、整合后产生的信息，如研究报告、综述、述评等。

（5）按照事物的发展过程分类

按照事物从产生、成长直至结束的发展过程，信息可分为预测性信息、动态性信息、反馈信息。预测性信息是指事物在酝酿、萌芽等阶段产生的信息，它对管理人员把握事物的发展和及时采取有效决策至关重要。动态性信息一般是指在事物的发展、成长阶段产生的信息，可帮助决策者及时掌握决策实施情况并及时修正决策。反馈信息是指在事物结束阶段或者某一阶段完成后产生的信息。

（6）按照动静状态分类

按照动静状态，信息可分为动态信息和静态信息。动态信息是指时效性较强、瞬息万变的新闻和情报（如军事情报、股票信息等），静态信息是指历史文献、档案资料等相对稳定、固化的信息。

（7）按照传递的范围分类

按照传递的范围，信息可分为公开信息、内部信息、机密信息。公开信息是指传递和使用的范围没有限制，可在国内外公开发表的信息。以各种形式公开发表的一次信息、二次信息、三次信息都属于公开信息。内部信息是指不能公开传播，只供内部掌握和使用的信息。机密信息是指必须严格限定使用范围的信息。

（8）按照反映的事物状态分类

按照反映的事物状态，信息可分为常规性信息和偶然性信息。常规性信息是指反映在正常条件下的常规事件的信息，如统计月报信息、天气预报信息等。偶然性信息是指反映偶然的非常规事件的信息，如某地发生地震、飞机失事、大面积森林火灾等。

（9）按照稳定程度分类

按照稳定程度，信息可分为固定信息和流动信息。固定信息是指通过对不断变化的大量信息进行长期观察和分析，揭示客观事物发展过程中的内在联系和必然趋势所形成的各项原则、制度、标准、定额、系数等内容。流动信息是指反映事物发展过程中每一时间变化的信息，如市场价格信息、商品供求信息等。

（10）按照发布的渠道分类

按照发布的渠道，信息可分为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组织发布并向外传播的各类信息，如官方新闻发布会、正式报告、国家统计部门发布的统计信息等。非正式渠道信息是指从正式渠道以外获取的各类信息。

（11）按照范围分类

按照范围，信息可分为内部信息和外部信息。内部信息是指反映事物内部状态的信息。外部信息是指与特定系统有关联的信息。

正如对其他事物的认识一样，对信息的认识从不同角度、以不同标准、按不同方式来进行分类，是符合辩证法原理的。在不同研究领域，人们可以对信息做出更恰当、更具体、更详细的分类。

4.信息的功能

根据信息在社会中的利用过程和发挥作用的特点，可以把其主要功能归纳如下。

（1）经济功能

信息作为重要的经济资源，本身就具有经济功能。信息的经济功能表现在多个方面，其中最重要的是它的生产力功能。

现代理论认为，除了劳动者、劳动工具和劳动对象这三要素外，信息也是社会生产力的重要构成要素，信息的生产力功能是在信息要素和信息技术要素有机结合的条件下实现的。在信息技术支持下，信息可以有效地改善其对生产力各个要素施加影响的条件，因此，信息资源开发利用的程度是衡量现代国家信息化和社会生产力水平高低的重要标志。一般来说，一个国家信息资源开发和利用的水平越高，生产力水平就越高。

信息还具有直接创造财富、放大经济效益的功能。信息不但本身就是财富的象征，而且可以通过流通和利用直接创造财富。信息创造财富的主要途径可以归纳为：运用信息使非资源转化为资源创造财富；使用信息取代资金、材料等资源创造财富，实现经济效益倍增；直接将信息作为商品在市场流通中创造财富，通过信息进行科学决策，能减少失误，提高效益。

（2）管理与协调功能

在人类社会中，物质和能源不断从生产者流向消费者，这种客观存在的物质流和能源流的运动表现为相应信息的运动，即信息流的运动。信息流反映物质和能源的运动，我们正是借助信息流来控制和管理物质流、能源流的运动和运动方向，对其进行合理配置，创造最大效益的。

对于一个企业，信息的管理与协调功能主要表现为协调和控制企业的5种基本资源，以实现企业的目标。这5种资源包括人、财、物、设备和管理方法（即所谓的“5M”），企业是通过有关这些资源的信息（如记录在图纸、账单、订货单、统计表等上的数据）来协调和控制它们的。例如，在企业活动中，伴随着物质和能源的输入，反映上述“5M”资源的信息流就会以相互联系的方式扩散和活动，并最终作用于物质流和能源流的协调以及控制其活动，从而实现优质、高效的产品或服务输出。由此可见，信息的管理与协调功能在企业活动中的作用主要体现在：传递整个企业系统的运行目的，有效管理“5M”资源；调节和控制物质流和能源流的数量、方向和速度；传递外界对系统的作用，保持企业系统的内部环境稳定。

（3）选择与决策功能

选择与决策是人类最基本、最普遍的活动之一。信息广泛作用于人类选择与决策活动的各个环节，并优化其选择与决策行为，实现预期目标。信息的选择与决策功能体现在两个方面：没有信息，就无任何选择和决策可言；没有信息的反馈，选择和决策就无优化可言。一个典型的选择（或决策）遵循这样的程序：针对某一目标，考虑所受的条件限制和其他约束，从几种可能的方案中选择一种。选择单元中的目标、限制条件、多种方案都必须依赖信息的支持。而当一次选择成功之后，还必须依赖反馈信息不断修正，才能达到选择和决策结果的优化。

（4）研究与开发功能

信息的研究与开发功能实际上是信息的科学功能的具体体现，即在人类科学研究和技术开发活动中，信息具有激活知识、生产知识的功能。

科学研究和技术开发是在前人已经取得的成果的基础上进行的，因此，人类在从事科学研究和技术开发的各个阶段，都需要获取和利用相关信息，掌握方向，开阔视野，启迪思维，生产出新知识、新技术和新产品。发挥这一功能的信息基本上是科学技术信息。

以上只是在一般意义层面讨论了信息的基本功能。在不同的场合，这些功能有不同的表现形式和实现方式，并发挥不同的作用，因此，信息给人的印象是其功能千差万别。