信息

“信息”一詞在英文、法文、德文、西班牙文中均是“information”,日文中為“情報”，我國台灣稱之為“資訊”，我國古代用的是“消息”。作為科學術語最早出現在哈特萊（R.V.Hartley）於1928年撰寫的《信息傳輸》一文中。20世紀40年代，信息的奠基人香農（C.E.Shannon）給出了信息的明確定義，此後許多研究者從各自的研究領域出發，給出了不同的定義。具有代表意義的表述如下：

信息奠基人香農（Shannon）認為“信息是用來消除隨機不確定性的東西”，這一定義被人們看作是經典性定義並加以引用。

控制論創始人維納（Norbert Wiener）認為“信息是人們在適應外部世界，並使這種適應反作用於外部世界的過程中，同外部世界進行互相交換的內容和名稱”，它也被作為經典性定義加以引用。

經濟管理學家認為“信息是提供決策的有效數據”。

信息(5張)

美國著名物理化學家吉布斯（Josiah Willard Gibbs）創立了向量分析並將其引入數學物理中，使事件的不確定性和偶然性研究找到了一個全新的角度，從而使人類在科學把握信息的意義上邁出了第一步。他認為“熵”是一個關於物理系統信息不足的量度。

電子學家、計算機科學家認為“信息是電子線路中傳輸的以信號作為載體的內容”。

我國著名的信息學專家鍾義信教授認為“信息是事物存在方式或運動狀態，以這種方式或狀態直接或間接的表述”。

美國信息管理專家霍頓（F.W.Horton）給信息下的定義是：“信息是為了滿足用户決策的需要而經過加工處理的數據。”簡單地説，信息是經過加工的數據，或者説，信息是數據處理的結果。

根據對信息的研究成果。科學的信息概念可以概括如下：

信息是對客觀世界中各種事物的運動狀態和變化的反映，是客觀事物之間相互聯繫和相互作用的表徵，表現的是客觀事物運動狀態和變化的實質內容。

從物理學上來講，信息與物質是兩個不同的概念，信息不是物質，雖然信息的傳遞需要能量，但是信息本身並不具有能量。信息最顯著的特點是不能獨立存在，信息的存在必須依託載體。

遠古

近代

現代

當代

反映事物內部屬性、狀態、結構、相互聯繫以及與外部環境的互動關係，減少事物的不確定性。

別擔心，信息雖然是不確定的，但還是有辦法將它們進行量化的。人們根據信息的概念，可以歸納出信息是有以下的幾個特點的：

1． 消息發生的概率P(x)越大，信息量越小；反之，發生的概率越小，信息量就越大。可見，信息量（我們用I來表示）和消息發生的概率是相反的關係。

2． 當概率為1時，百分百發生的事，地球人都知道，所以信息量為0。

3． 當一個消息是由多個獨立的小消息組成時，那麼這個消息所含信息量應等於各小消息所含信息量的和。

根據這幾個特點，如果用數學上對數函數來表示，就正好可以表示信息量和消息發生的概率之間的關係式：I=-log_a(P(x))。這樣，信息不就可以被量化了嗎？既然信息可以被量化，那麼總得給它一個單位吧？人的體重是以公斤來計量的，人的身高是以米來計量的，那麼信息量該以什麼單位來計量呢？通常是以比特（bit）為單位來計量信息量的，這樣比較方便，因為一個二進制波形的信息量恰好等於1bit。

有同學又有問題了：這麼説我家2Mbit/s的上網速度，就是説每秒可傳2Mbit的信息量啦？

這裏的比特嚴格來説不是指信息量，而是指信號。本來是不可以説是幾比特的信號的，但由於一個二進制波形（碼元）的信息量正好等於1比特，所以在工程應用中，往往就把一個二進制碼元稱作1比特，信息量單位變成信號單位了。這雖然不嚴謹，但也不矛盾。我們注意在概念上區分就行了。

有同學還有疑問：假設有一個消息“狼來了”，通過信源編碼轉成了一個100bit的數據包，那麼信息量就有100bit。然後把這100bit通過通信網絡發送給了很多人，很多人都收到了100bit的信息量。可是有些人覺得“狼來了”這個消息很重要，信息量很大；但有些人又覺得無所謂，信息量很少。可是我們知道，這條消息的信息量都是100bit的呀，怎麼又不一樣了呢？

首先，我們剛剛説過，比特是信息量的單位，但工程上也習慣把它作為信號的單位。這裏所説的100bit就是指信號的啦。其次，通信中的基本問題，就是在一點再生另一點的信息，指的是點對點的情況。但即使在點對多點的情況下，由於在實際的通信系統中，消息往往是指發送的某些符號。這些符號到底能攜帶多少信息量，與這些符號發生的概率有關，而對於任何接收端來説，這些符號發生的概率是一定的，不會説對這個接收機是這個概率，對那個接收機是那個概率。比如有一串符號221234，這串符號由1，2，3，4四個符號組成，假設四個符號出現的概率都是1/4，那麼在這串符號中，2出現了3次，所以2所攜帶的信息量是-3×log₂(1/4)=6bit。我們需要明白，通信系統中傳送的符號，就相當於我們現在談論的消息。

1. 音信消息。

南唐李中《暮春懷故人》詩：“夢斷美人沉信息，目穿長路倚樓台。”

宋陳亮《梅花》詩：“欲傳春信息，不怕雪埋藏。”

明 施耐庵《水滸傳》第四四回：“ 宋江大喜，説道：“只有賢弟去得快，旬日便知信息。”

清 吳敬梓《儒林外史》第四八回：王玉輝在家，依舊看書寫字，候女兒的信息。

清 曹雪芹 《紅樓夢》第十六回：那時賈母心神不定，在大堂廊下佇候，邢王二夫人、尤氏、李紈、鳳姐、迎春姊妹以及薛姨媽等，皆聚在一處打聽信息。賈母又喚進賴大來細問端底，賴大稟道：“奴才們只在外朝房伺候着，裏頭的信息一概不知。”

巴金《家》三一：“二表哥的事情怎樣了？為什麼連信息也不給我一個？”

2. 現代科學指事物發出的消息、指令、數據、符號等所包含的內容。人通過獲得、識別自然界和社會的不同信息來區別不同的事物，得以認識和改造世界。在一切通訊和控制系統中，信息是一種普遍聯繫的形式。

陳原《社會語言學》4.1：“按物理學的觀念，信息只不過是被一定方式排列起來的信號序列。在社會交際活動中，這個定義還不夠：信息還必須有一定的意義，或者説信息必須是‘意義的載體。” ^[2] 

《科學畫報》1983年第1期：“整個地鐵的運行靠一台中心電子計算機控制，它賴以控制的信息，來自裝在車站以及車站之間線路上的高靈敏度儀器。” ^[1]