第16章 信息论(3)
信息科学涉及的学科是多方面的，要建立完备的理论，有待于今后的努力、发展和完善。利用信息科学技术，可以模拟人类认识运动的意义和社会意义的自然科学。由于信息科学的发展，信息、能量和材料将得到更加巧妙的结合，必将使社会生产面貌发生重大变革，信息科学必将成为一门很有发展前途的学科。
14.窥一斑而知全豹——信息方法
严冬将至，北雁结群南飞，靠的是什么来互相联络？暴雨欲来，蚂蚁集体搬家，它们之间如何交流？远飞的蜜蜂有何诀窍准确无误地回归蜂巢？以前，人们对这些现象百思不得其解。现在，由于出现了一个新的研究对象——信息，并通过信息方法去研究这些问题，才揭开了这些“奥秘”。所谓信息方法，就是运用信息观点，把系统看作是借助于信息的获取、传输、变换、加工、处理、利用、反馈、存储和输出而实现其有目的性运动的一种研究方法，用信息概念作为分析和处理问题的基础。
它的具体过程。
信息方法的特点是：人们用信息概念作为分析和处理问题的基础，可以完全撇开研究对象的具体运动形态，把系统有目的的抽象为一个信息变换过程，而不需要对事物的整体结构加以剖析，只要仅仅考察其信息的流程就可以了。无论是在自然系统、社会系统或是在思维系统中都包含着大量的信息，它们内部和之间都存在着信息流的运动。正是由于这种信息流的正常流动，特别是反馈信息的存在，才能使系统按预定的目标完成控制。两个系统之间要实现相互联系，必须通过信息通道进行信息交换才能完成。
维纳在研究控制论中就常常用到这种方法，他在研究人与外界相互作用关系时就指出：人类通过感觉器官感知周围世界，在脑和神经系统调整所获得的信息，经过适当的储存、加工和选择等过程后进入效应器官。这些效应器官反作用于外部世界，同时，也通过像运动感觉器官末梢这类感受器，再作用于中枢神经系统。维纳还指出，任何组织之所以能够保持自己的内稳定性，是由于它具有取得、使用、保持和传送信息的方法。人们应用信息方法研究复杂客体时，可以不打开一个系统（如一个活体），只要对其信息的输入输出加以综合考察，就能大致了解其系统结构，获得系统知识。信息填平了生物世界和物理世界之间的鸿沟，是使两者统一的桥梁。随着科学的发展，信息方法已日益渗透到各个学科领域中去，成为科学探索中必不可少的一般研究方法，并正在显示出越来越大的作用。这种方法的作用主要表现在下列四个方面。
14.1信息方法能够揭露客观世界中不同物质运动形态之间的信息联系
在我们生活的客观物质世界中，有着各种各样的物质系统，如技术系统中的通信、控制、火箭、导弹制导、电子计算机等；生物系统中各个神经中枢与各个感官的联系，大脑的记忆与指挥；我们人类生活中的生产过程、经济管理、交通指挥等。这些系统中的具体结构和运动形态非常复杂，用传统的方法很难发现它们之间的内在联系。但是若从信息论的角度看，用信息方法把这些系统都当作是信息传递和信息转换的过程，再通过对信息流程的分析和处理，我们就可以认识这些系统的运动过程的规律。这样，也就揭示出了机器、生物有机体和社会不同物质形态间的信息联系。
信息方法的这种作用，为用机器模拟并代替部分人脑的功能提供了科学依据。机器与人脑是两种截然不同的物质运动形态，它们之间也可以用信息方法揭示出其对应关系和共同本质。人脑是100至1000多亿个神经细胞组成的，神经细胞可以处于兴奋和抑制两种状态；而电子计算机则是由许多人造神经元组成，相应地也有接通和断开两种状态。大脑工作特征是利用神经脉冲，而机器可以利用电脉冲。
机器与人脑都具有从外界获得信息、加工处理、传递信息的能力，它们存在着共同的信息联系。这样，可以把它们都看作是信息变换的系统，使机器模拟和代替部分人脑成为可能。
14.2信息方法揭示了某些事物运动的新规律，对原来某些难以解释的现象作出了科学说明
随着信息理论研究的进展以及在各个领域的应用和推广，人们通过信息方法揭示了某些事物运动的新规律，用信息观点对过去某些难以理解的现象作出了科学的说明。如前面说到过的大雁、蚂蚁和蜜蜂现象，其实，它们之间的交流都是靠信息媒介。这种信息媒介就是生物通信。蜜蜂和蚂蚁都具有完整的发送和接收信息的通信系统，能够利用气味、声音、色彩、行动姿态和超声波、电磁场等来传递信息。蚂蚁就能分泌一种物质来与其他蚂蚁保持联络。蜜蜂也有一套严密的组织系统和完善的通信系统来完成互相的信息交流。离开信息方法是很难发现这些生物之间交流的秘密的。正是因为人们发现了生物通信的一些新规律，所以人类现在能够制造一些电子仪器来指挥某些动物的活动，驱逐有害的动物，或诱而歼之。如有人就根据乌鸦的各种叫声，编成《乌鸦语言辞典》，在飞机场就可以设立“乌鸦”广播站，播放乌鸦表示危险惊恐的叫声，这样就可以驱散在机场附近的飞鸟，以保证飞机起飞和降落的安全。
再如，在生物界，对生物如何将遗传性状传递给子代的遗传现象，由于人类对生命活体无法用机械分割和机械综合的方法进行研究，因此对这些生命之谜一直找不到正确的答案。运用信息方法从信息的角度探讨生命之谜，科学家们提出了遗传信息理论。原来，生物的遗传过程，实质是一个遗传信息传递和变换的过程。在遗传信息的流动过程中，遵守着信息的编码、传递、变换、存储的运动规律。这就科学地解释了生物遗传现象的根本原因。
14.3信息方法为实现科学技术、生产、经营管理和社会管理的现代化提供了武器
在社会实践活动中，都存在着人流（包括劳动力及其组织）、物流（包括生产资料、劳动资料等）、能流（包括电能、热能、光能、机械能等）和信息流（包括组织、计划、指挥、协调、控制管理等）这四股流，其中，任何流动过程发生堵塞或中断，都将造成系统运动的破坏和停顿。特别是信息流起着支配作用，它调节着人流、物流和能流的数量、方向、速度和目标，控制着人和物作有目的的运动。如果信息流一旦发生堵塞、中断、衰竭、失真、迟滞等现象，都将给系统的正常运转和施控效果带来损害。随着社会实践不断向深度和广度发展，利用信息科学以延长感官、神经和头脑的功能，已成为越来越迫切的任务。特别是在军事上需要遥感遥控也就更加突出了。
可以说，现代的一切活动，若不及时取得信息，就无法高效率进行工作。例如，一个工厂在生产过程中，既存在一个人流和实物（原料、设备、能量、产品等）、货币组成的物质流，同时也伴随着—个重要的信息流，如市场的需求及消费者对产品的反应等。因此，信息同人、物、资金一样是企业中十分宝贵的财富，它是一种软资源，是生产中不可缺少的因素。可以这样说，一个单位如果不重视信息，就谈不上管理，更谈不上管理现代化。一个企业单位要建立完备的管理信息系统（这个系统是由输入、处理、输出、反馈四个要素有机地组成的整体），首先必须建立收集信息的网络，它不但能收集企业内部活动的信息，而且还能够随时掌握和处理大量的国内外市场和国内外交往的信息。建立一条灵敏的国内外市场情报网络，主要在于收集国内外同行业同类产品的主要技术经济指标和主要技术措施以及当前经济动向、市场供需情况。掌握了这些信息，才能做到心中有数，了解竞争对象，赶超有了方向，生产有了目标，决策有了依据。与此同时，还要健全企业内部信息，这是企业管理的一项基础性工作。内部信息的主要内容有：企业生产、技术、经济活动实际情况的原始记录、台账、统计报表、会计报表；反映本企业在生产技术方面的重要信息的技术标准和技术规程；反映企业在一定组织技术条件下，本企业人力、物力、财力的利用和消耗方面所达到水平的各项定额。其次，要及时快速地处理和传递信息。现代化生产要求管理人员及时对资料进行“去粗取精”、“去伪存真”的加工处理。只有通过电子计算机这个现代信息处理工具才有可能实现信息处理自动化。利用电子计算机处理信息既解决了繁多的信息处理，又及时满足了最高管理层对掌握经济信息的需要，同时也节省了经济上的投资。
但是，光靠快速处理信息还是不够的，目的是为了用。怎样快速、准确及时将信息传递到需要的部门和个人手中也是重要的环节。为此，电话、电报、网络、通信、卫星等工具是必不可少的。总之，应用信息方法建立管理信息系统对现代化管理是十分重要的。
14.4信息方法是实现科学决策的有效手段
管理决策是否正确直接决定着管理的成败。而决策正确与否又与能否及时准确地获取足够有效的信息有着直接的关系。如果没有及时、准确、足够和有效的信息，就不可能发现问题，确定目标，提出正确的方案，进行科学的决策。决策过程实际上是一个信息的收集、传输、加工和变换的过程，它贯穿于决策过程的始终。因此，只有运用信息方法才能使决策达到科学化的水平。
决策管理过程的每一个环节都离不开信息。从信息方法的角度看，我们可以把决策管理过程抽象为信息过程。整个的管理活动就是信息从输入到输出，经过反馈再一次更新输入的过程。这一循环过程的每一阶段，都离不开信息的传输和反馈。决策计划的组织实施，是根据指令信息进行的。在实施过程中，又要根据系统的状态信息不断进行监督管理，以检查是否偏离管理目标。这是通过反馈把系统的实际状态与原定的目标状态进行比较，通过比较找出目标偏差。根据目标偏差，管理者才得以及时发出调节和控制指令，以保证整个系统的正常运行和原定目标的实现。可见，信息方法在管理过程中的作用十分重要。信息方法为组织和控制管理过程提供了依据和手段。
随着人类通信和控制技术的发展，现代社会已进入了大规模的信息流阶段。信息方法也得到了越来越广泛的应用。在生产实践中，只要我们能够积极有效地利用信息方法，掌握信息环节，就能为科学技术、生产经营、社会管理的信息化、现代化提供重要武器，就能促进我国经济和社会的全面发展。
15.高新技术发展的领头羊——信息技术