第17章 信息论(4)
以前，许多人认为信息技术就是电子计算机技术，这固然不错，但若把信息技术完全等同于计算机技术就不太全面，因为并非只有计算机才能扩展人的信息功能。后来，又有人认为通信技术、计算机技术和控制技术（即所谓的“3C”）就是信息技术，这种说法还不太全面，因为其中没有包含十分重要的信息获取技术。况且，计算机技术（特别是当前所理解的冯·诺伊曼计算机）也不能代表智能很高的信息处理技术。
其实，从人的信息器官功能来看，就有扩展人感觉器官功能的传感技术，对应于人的神经系统的信息通信技术，对应于人思维器官的信息处理、再生技术（计算机技术或智能技术）和存储技术以及对应于人执行器官的信息使用技术（控制技术）。
因此，完整地说，信息技术应该包括上述的通信技术、智能技术、控制技术和传感技术。这四者被称为信息技术的四大基元，任何类型的信息系统都可由这四种基元按照某种逻辑生成出来的。如今，人类已经制造出了大量的信息技术系统。其中有各种各样的传感器（如热敏传感器、压力传感器、气敏传感器、红外传感器等），各种各样的通信系统（如光纤通信系统、卫星通信系统、微波通信系统等），各种各样的智能系统（病理诊断系统、故障诊断系统等）以及各种各样的控制系统（如伺服控制系统、自动控制系统、自适应控制系统和自组织控制系统等）。
这些信息技术系统的建立，大大地扩展了人类信息器官的功能。随着科学技术的飞速发展，更加多种多样、功能更强大的信息技术将会不断涌现出来。
跟信息技术有密切关系的具体方法和技术主要有信息识别和获取技术、信息传送技术、信息处理技术和信息存取技术。下面作简单介绍。
15.1伯乐相马，慧眼识骏——信息的识别和获取
传说，我国古时候有一位名叫伯乐的人，他善于相马，对马的研究非常出色，据说他能从千万匹马中识别出日行千里的骏马，后人都夸他慧眼识骏。在信息世界中也是一样，我们每时每刻都在接触大量的信息。要想同信息打交道，首要的问题就是如何识别信息，尤其是如何识别对自己有用的信息。因为只有识别了哪些信息对我们有用，我们才能去提取它。钟义信教授等认为，在正常情况下，一个具有明确目的但缺乏经验的观察者，在特定环境中识别信息的程序应该是这样的：首先，他会观察到周围的各种事物，看到它们的运动状态的外在形式；然后，他会试图去一个一个地了解这些运动状态和方式的外在形式的内在含义；接着，他会将这些内在含义进行分析，试图弄清这些状态和状态变化方式对他所要追求的目的究竟有何关系，究竟是利还是害，或在多大程度上有利或有害；最后他就可以作出判断：哪些是有用信息，哪些是不可用信息。这个持续无疑是相对比较完备的，观察者只要观察和分析没有错，且具有足够的相关知识，识别的结果一般都是比较可靠的。当然，按这种程序来识别信息速度太慢。在实践中，只有通过学习逐步积累足够的经验，才能快速识别信息。知识和经验越丰富，对问题本身和问题的环境以及解决问题的目的越清楚，识别信息的能力就会越强。这里举一个有趣的例子，一位著名的运筹学家接受了一项任务，分析一个海峡轮渡码头是否需要扩建的问题。他从港口调查中并没有发现过撞船事件，因此没有这方面的分析数据，他无法作出判断。半年过去了，他很苦恼。他想：若是向政府说，他干不了，就太有失自己身份，于是他只好每天坐在渡船上渡来渡去。有一天，他在航行的渡船上同船长聊天，突然船长不答话了，他问船长发生了什么事，船长告诉他：
刚才驾驶员精神过于紧张，他作为船长知道在这种情况下很可能出事，因此，职业上的习惯使他紧张得顾不上说话。这位运筹学家从这件事中大受启发，他终于通过观察驾驶员精神状态的变化次数和程度得到了需要扩建码头的结论。从这个事件中我们可以看出，只要细心，我们就可以识别和获得我们所需要的信息。
由于信息技术的发展，现在人们可以借助于人造的机器系统来完成颇为复杂的信息识别任务，如可以利用雷达系统来识别高空或远距离的飞机、导弹等目标；利用声纳系统来发现和识别深海或水下的潜艇或其他目标；利用医学传感器来监护各种病情，帮助医生和护士及时发现各种临床症状等等。这些仪器和系统都可以大大地帮助人们识别信息，从而对症下药，直至达到目的。
既然识别了信息，那么下一步要做的事就是怎样获取对我们有用的信息，人类刚从动物分化出来时，靠的是自身的感官获取信息。但是这在各方面都受到了很大的限制，于是，后来出现了以物质手段来扩大获取信息的获取范围、精度和数量，如古人发明的尺子、磅秤、指南针等，近代发明的望远镜、显微镜等，这些都是获取信息的硬技术。我国中医上的望、闻、问、切的疗法就属于获取信息的软技术。现在社会的高度发达，要求高精度、高效率、高可靠性地获取各种形式的信息，各种类型的信息感测技术和显示技术就应运而生了。其中，传感器技术是核心，它能够灵敏地感受到人体器官所不能直接感受到的信号，然后将其转变为便于吸收、显示、加工、传送的信号，再将信号传递给人。其中，相应的功能器件称为传感器。社会信息的获取少不了必要的感测设备（即硬技术），也少不了正确的组织方法之类的软技术，这统称为信息采集技术。
15.2协调人们活动的“神经系统”——信息如何传递
所谓信息的传递，既包括信息在空间中的传递（通信），也包括信息在时间上的传递（存储）。这两方面的理论基础是相似的。信息的空间传递技术也就是通信技术。信息是事物运动的状态和状态变化的方式。那么，信息怎样才能够在空间中进行传递呢？首先，它需要有适当的载体。再把信息负载在载体上，随着载体在空间中从一点转移到另一点，信息的空间传递也就实现了。当然，负载在载体上的信息也应当能够从载体上完整无损地分离出来，否则就失去了传递的实际意义。
问题是应当怎样选择合适的载体，这种载体要能够实现高效率、高速度、高质量和安全可靠的信息传递。根据这个要求，针对不同信息的形式和物理性质，现代信息传递的载体主要有两种基本类型：电磁波与非电磁波。非电磁波载体主要指现代的运载工具，如汽车、轮船、飞机、火车等。电磁波载体主要指电子通信和激光通信，因为电磁波谱包含了光波波段。这类载体主要适用于那些把信息转换为电信号的场合，如电话、电报、传真、电传、可视电话、图像通信、电视会议、数据通信、计算机通信等。以电磁波作为载体的具体形式包括：水下声纳通信、超长波通信、长波、中波、短波广播和短波通信、超短波广播（电视）和超短波移动通信、微波接力通信和微波卫星通信、激光空间通信等形式，这些都是电磁波载体在空间传播的形式；与此相对应的是电磁波沿某种导体或导引体传播的形式，包括明线载波通信、电缆载波通信、光导纤维通信、波导通信等。其中，最具吸引力的是光导纤维通信，即一种直径只有1~100微米的玻璃丝，能引导光信号通过。光纤的通信容量极大且不受空气中个别杂质的干扰，可靠性高，保密性好，是一种有前途的通信技术。
15.3去粗取精，去伪存真——信息的处理
人们从外界所获得的信息，除了一部分能直接利用之外，其余的都要经过加工处理后才能得到有效的使用。未加工的信息又叫做一次信息、原始信息或自在信息，它存在于客观世界中，这种信息一般不包含人类的劳动，因而价值不大。有价值的是二次信息或多次信息，即经过人们处理加工后的再生信息，因此要注重信息的加工和处理，提高信息的价值。
加工处理信息的方式按其深浅程度可分为四类：第一类是简单的数据处理，包括对信息的滤波（滤掉信息中的干扰成分）；核查与检验（检查信息的真实性、可靠性、正确性）；排序与分类（按某种次序排列或某种规则分类）等等。第二类是对信息进行分析、概括和综合，并产生能够辅助决策的信息。第三类是通过应用数学模型，经过复杂的计算和推理之后产生决策信息。常用的数学模型有预测模型、决策模型和模拟模型等。第四类主要是指计算机技术和智能技术，就是让计算机像人一样能识别图像和文字，能听懂人的语言，然后也像人一样用语言输出和表达信息，最终也就是使计算机能像人的大脑一样会思考问题，进行创造性的脑力劳动；让计算机能模拟人类通过感觉器官接受外界信息，模拟人类通过大脑来加工处理信息。现代信息处理技术主要是电子计算机技术。
15.4人类文明继承和发展的纽带——信息存取技术
说到信息的存取，我们又会想到古人的“结绳记事”。其实，“结绳记事”的过程就是一个信息存取的过程。在平常的实践中，由于我们所接收和获取的许多信息常常不是立刻被使用或能够多次被使用。不用时就需将其保存、累积起来留待以后需要时使用。有的信息还需要保存很长时间，并且又要能及时快速地提取出来，当然还希望存储信息的代价不要过高，存储信息要安全可靠等等。这就是信息存储方面要解决的问题。
从早期以印刷品为载体存储信息，到现在以软盘、硬盘、缩微平片和光盘等新型载体存储信息，可见信息存储技术有了迅速的发展，为信息的存储提供了更优良、更便利的条件，不仅使信息存储高密度化，而且使信息存储与快速检索结合了起来，极大地提高了信息存储与检索的效果。
概括起来，现代信息存取技术主要有：
（1）信息记载技术，其中，最重要的是录音、录像技术（包括各种光盘等），还有书、报、杂志等。
（2）缩微技术，主要是针对那些量大的信息，将信息载体缩小、微化，以便于高密度地存储信息。
（3）数据库技术，就是建立通用的综合性信息存储仓库，收集并保存有关科技、卫生、文教、经管等各方面的数据资料，用统一的方式保管，供不同的用户分享。
（4）信息检索技术，即根据用户的要求，能让他们快速、准确地从数据库中搜索并取出其所需的信息。
随着高科技的发展，现代信息技术都是集信息识别和获取、信息传递、信息加工和处理以及信息的存取为一体的综合运用，具体表现有卫星技术、信息高速公路、多媒体技术、虚拟现实技术等。现代信息技术的核心是计算机技术，正在向着更快的速度、更大的容量、更强的功能以及更方便的携带和操作的方向发展。计算机技术的发展给人类的生活、工作和学习方式带来了前所未有的变革！