隨著信息時代的到來,對于信息的一些相關(guān)問題越來越引起人們的興趣。說起“信號”、“信息”“知識”這些技術(shù)名詞對一般人來說似乎很專業(yè),很神秘。其實,隨著生命體的產(chǎn)生,信息活動早已在地球上進行著。自然界中,小到一只細菌,大到各種到處活動的動物,甚至不能到處移動的植物,都在隨時隨地地進行著信息接收和分析,并且可以根據(jù)這些信息采取適當?shù)姆磻5侵挥腥祟惪梢灾鲃拥馗倪M信息處理能力,并且通過社會交流成功地實現(xiàn)了知識的積累。文明發(fā)展使得信息和知識成為社會發(fā)展的基本生產(chǎn)要素之一,人類對信息和知識的作用越來越重視。下面根據(jù)自己對有關(guān)的問題的理解,作出一些簡單的介紹。我們將以比較普通的語言來介紹一點有關(guān)“信號、信息、信息處理和知識”等有關(guān)的一點基本知識。
1、什么是信息
任何在在自然界能夠生存的生命體都必需與周圍的環(huán)境進行能量交換。生命體通過從外界吸收能量來對抗自然界的熵增趨勢(被人類稱為熱力學第二定律的自然規(guī)律),達到維持機體內(nèi)部的有序的組織結(jié)構(gòu)和生命活動(這種依靠與外界的能量交換來完成低熵的有序結(jié)構(gòu)和運行的系統(tǒng)稱為耗散結(jié)構(gòu),生物體就是一種物理上的耗散結(jié)構(gòu)。)。為了有效地進行這個能量交換,維持生命活動,生命體必須與外界環(huán)境協(xié)調(diào)運動。而生命體與外界協(xié)調(diào)的基本運動方式就是獲取環(huán)境信息并且采取相應的反應,如果反應適當生命體就會與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,生命體能夠正常生存;而如果接收錯誤的信息(或者丟失信息)導致錯誤的反應,則可能帶來對生命體的危害,甚至可能毀滅生命體的正常運行,被熵增趨勢改變成為非生命體——死亡。
所以,從外界獲取正確信息是生命體能夠正常生存的必要基本條件之一。從外界獲取信息是所有有機生命體在自然中活動的必需的能力,也是生命體不斷進化的能力之一。通過億萬年的進化,各種生命體,特別是比較復雜的動物(更不用說人類)都具有了通過各種信號(光,聲音,氣味,溫度,……等等)從周圍環(huán)境獲取充分信息的能力。
(1)、信息是與物質(zhì)、能量一樣的宇宙構(gòu)成要素:
物質(zhì)、能量和信息是人類所認識的宇宙的三大基本特性。其中信息的獲得是需要能量來傳遞的,但是信息是包含在能量的變化中而不是能量本身。信息的本質(zhì)是變化(運動、信號),而與能量的大小和性質(zhì)沒有直接的關(guān)系。關(guān)于“信息”的比較抽象的概念可以描述為:“信息是物質(zhì)和能量運動的反映”。
自然界的物質(zhì)在運動過程中會發(fā)出各種信號(能量變化的傳播),生命體就是通過接收這些信號來獲取信息的。在信號被生命體接收之前它僅僅是一種能量波動的自然現(xiàn)象。而被生命體接收,并且在生命體處理以后才產(chǎn)生出信息。所以信息應該是一種意識活動的產(chǎn)物。沒有被意識接收處理之前,信號就是一種和物質(zhì)和能量運動一樣的自然現(xiàn)象。信息僅僅是信號中隱含的特性,而生命體從信號中獲取的也僅僅是生命運動所需要的那些內(nèi)容(信息)。比如當一個地面震動信號傳播開來,有的生物可能僅僅感到晃動;有些動物可能根據(jù)經(jīng)驗覺得危險來了,快跑(什么倒塌了?地震要來了?);有些人感覺到了,覺得奇怪。(是不是山崩塌了?);而地震學家,可能通過儀器測量出振動的大小,從而可以進一步分析更多的信息。所以同樣一個信號不同的接收者可以從中得到不同的信息。
各種生物通過這些信號獲取所需要的信息的能力是非常驚人的。生命體把接受到的信號轉(zhuǎn)換成為身體的神經(jīng)系統(tǒng)(包括腦系統(tǒng))能夠處理的神經(jīng)信號。其中信號所包含的對生命體活動需要的信息會被非常有效地提取,以便生命體采取相應地反應來應對外界的各種情況。這個信息處理能力是經(jīng)過億萬年進化而形成的,它的信息處理過程如此高效,更不用說人類自己的這套體內(nèi)信息處理系統(tǒng)的工作能力更是無比精致、高效。這些生命體的信息處理工作過程對人類來說是如此的深奧,以至于人們不得不把它歸功于造物主的神奇力量。
光是自然界最普遍,信息量最大的一種信號。所以幾乎從靠陽光獲取能量的植物,最簡單的一些單細胞生物到能夠四處活動的動物絕大多數(shù)都可以通過光信號獲取信息。植物可以通過接收陽光的入射方向信息來調(diào)整枝葉的角度以吸收更多的陽光能量;簡單的單細胞生物都可以接受光信息,以完成趨光運動;各種動物能夠通過復雜的眼系統(tǒng)接收光信號,并且通過一套極其復雜的神經(jīng)系統(tǒng)(包括大腦)來提取和處理其中的信息,完成復雜的對應動作。另外各種動、植物還可以通過其他各種信號,如聲音(包括超聲波)、氣味、震動等,來感受周圍的信息。
人類作為一種在自然界有生命的最高級的集合體,也必需進行維持生命的新陳代謝和繁殖等生命活動。而生命活動能夠正常進行的一個重要條件就是獲取周圍環(huán)境的信息,以適應外部世界的變化。在人類的生命活動中,可以通過身體的一些信息接收和處理器官來進行信息的接受工作。人體的五官(眼、耳、鼻、口、舌)是接受外部信息的主要器官,也就是說人類通過光、聲、味等信號從外界接受信息。其中光和聲音信號是最重要的信息接收方式。所以人類在利用信息的時候,最終的信息表達形式通常是人類能夠直接接受的聲音、圖形(包括文字)形式的信號。
聯(lián)系客服