信息与信息科学 [复制链接]

第3版()
专栏：

信息与信息科学
华南工学院教授　冯秉铨
不同的事物有不同的特征，这些特征就会给人们带来一种信息。比方说，声音就会给人们带来一种信息。我们知道，每个声音都有一定的音调，即一定的频率，如果这个声音的频率不变，那就基本上没有什么信息。可是只要频率有一点变化，那怕是非常微弱的变化，就会多多少少产生一些信息。比方说，发一个ō的音，频率保持不变，这个音能给人什么信息呢？有什么意义呢？没有。但是，如果发Ｏ的音有点变化，比方说，发ó这个音，那就多少有点“哦，真的吗？是那样吗？”这样一种意义。相反，如果发出一种ò的音，就多少有点“哦！原来如此，现在我算明白了。”这种意义。你看，同样是Ｏ这个音，频率变化不同，就带来了不同的信息。所以，我们说，声音会给我们带来一种信息。图象也是一种信息。我们眼睛看到的各种各样的东西，都能给我们一定的信息。还有，从飞机、舰艇上反射回来的电磁波或超声波也是信息。地震之前，鸡飞狗叫等等，那是因为这些动物感受到了人的感觉器官所未能直接感受到的信息。空中的风暴、雷雨，地壳中的断层、矿物，宇宙中的星体，甚至物质微观结构的内部等等，有些就能发出某种信息，有些能够对外界射入的电磁波或有声波产生反射，这样也就发生了信息。我们正是通过获得信息来认识事物，改造事物的。所以，当代有许多新兴的尖端技术，它们的目的在于了解并控制事物的运动变化，比方说，电子计算机、自动化、定向技术、遗传工程这些尖端技术科学，都是拿信息科学作为它们的重要理论基础的。
信息科学就是研究各种信息的产生、变换、处理、传递和控制的理论和技术的科学。一般说来，一切信息源发出的信息形式虽然各有不同，但是都可以利用各种换能器件，象光电器件、机电器件等，变换成为电信号的形式，从而用电子技术来进行信息加工处理，象对电信号进行放大、编码、整形等等。经过处理的电信号，就可以传递出去，并且通过检测系统接收到我们所需要的信息。
物质世界充满着各种信息，有的信息强，有的信息弱，有的是我们所需要的信息，有的是我们不需要的信息。要把我们需要的信息找出来，传送到接收信息的设备里面去，就要把信息变换成电信号。这样做有很多好处，可以把微弱的信息放大，可以使信息传得很远，便于对信息进行各种处理加工等等。信息处理的一个很重要的手段，是信号数字化，这是今后发展的方向。信号数字化就是把原始的信息变为电信号之后，再把电信号编成一系列的二进制的电码，发送出去。在接收端把这些电码用解码器或者译码器还原成为原来的电信号，然后以某种适当的形式显示出来。采用这种数字信号处理技术，既可提高抗干扰能力，又可压缩信号频带，还有利于分析从遥感系统获得的各种信号。比方说，可以在示波器屏幕上直接看到地貌、地物和污染的情况，分辨率已经达到几十厘米的精度。这在资源勘探、农作物生长的形势、森林火灾报告、气象预测预报等方面，有极大的价值。今天，信息处理的理论和技术水平，已经能够排除比信号强很多倍的杂乱信号的干扰，使从月球甚至火星上传来的微弱信号准确无误地被接收和利用。
信息传输到接收端之后，就要进行检测。关于检测理论和技术，近年来也有很大的发展。例如用超导器件制成的接收机比过去传统式的接收机，灵敏度可以提高一百倍之多，用于雷达可以使有效作用距离增加三倍到四倍，也就是说效果相当于把雷达站的发射功率提高近一百倍。
信息理论和技术的研究将促进医学和生物科学的重大突破。拿中医诊病为例，中医诊病的方法是望、闻、问、切，都是为了获得信息。诊脉就是靠脉搏传出的信息判断病情。可以用电子测量的手段，把脉搏传来的信息定量地完善地准确地记录下来，存储在电子计算机里，同时又把有经验的老中医的判断和分析，记录下来，存储起来。这样，凡是有这种病例的病症，只要能够在计算机存储系统中对上号，就可以由计算机代替医生处方开药。信息科学结合计算机的应用，将对人类的生产和生活起很大的影响。