信息论的产生与发展 [复制链接]

第5版()
专栏：

信息论的产生与发展
秦秀梅
信息论是一门具有高度概括性、综合性，应用广泛的方法性边缘学科。目前，世界正在谈论三种前沿科学，即生命科学、材料科学和信息科学。信息论即是信息科学的理论基础。人们虽然不通晓信息论，但是，在日常生活中的谈话、书信、报纸、书籍、电影、电话、电报、电视、电子计算机……等等都是信息传输和处理的方式。信息论是一门应用数理统计方法研究信息传输和信息处理的科学。随着信息革命和信息科学的发展，信息技术
（指通信、计算机和控制）的研究和使用，信息论研究范畴远远超出了通信及类似的学科，从一般认为“信息论即通信理论”的认识延伸到象生物学、生理学、人类学、物理学、化学、电子学、语言学、经济学和管理学等学科。人类社会正在走向一个以充分发挥人的创造力和创新精神，以智能、知识为核心的高度发展的信息社会。
信息论的泉源和发展可以追溯到我国远古的“结绳记事”、“举烽火为号”和“石刻象形文字”；古罗马地中海诸城市以悬灯来报告迦太基人进攻的消息；公元3000多年前，埃及王国设规立法等等。现代信息论是从本世纪二十年代奈奎斯特本质的概括性工作和哈特莱的启发性研究开始的。他们最早研究了通信系统传输信息的能力和可靠性，并试图度量系统的信息容量。
信息论的创始人和奠基人是美国贝尔电话研究所的数学家申农。1948年，《贝尔系统技术杂志》发表了申农关于讨论信源和信道特性的《通信的数学理论》等两篇权威性论文，奠定了信息论的基础。申农信息论的基本内容就是信源、信宿、信道以及编码问题。它是以通信系统模型为对象，以概率论和数理统计为工具，从量的方面来描述信息的传输和提取方面的问题。同一时期，美国的维纳也以著名的维纳滤波理论、信号预测和信息量的数学公式而作出独特贡献。
七十年代，由于数字计算机的广泛应用，通讯系统的能力也有很大提高，人们把信息作为与材料和能源一样的资源称为第三资源而加以充分利用。信息的概念和方法已广泛渗透到各个科学领域，它迫切要求突破申农信息论的狭隘范围，从而推动其他许多新兴学科进一步发展。
近几年来，在基本理论和实际应用方面，信息论都取得了巨大的进展。模糊信息论、算法信息论、相对信息、主观信息以及智能信息处理、自动化信息控制等大量崭新的课题相继展开，使信息理论的面貌为之一新。
一般对信息论有三种理解。
一、狭义信息论，主要研究消息的信息量，信道容量及消息的编码问题。
二、一般信息论，主要也是研究通信问题，但还包括噪声理论，信号滤波与预测，调制与信息处理等问题。
三、广义信息论，不仅包括上述内容，而且包括所有与信息有关的领域如心理学等等。
一般认为，信息论主要研究信息的获取、变换、传输、处理等问题，其任务是解决电子通信技术的编码和抗干扰等问题，从而提高通信系统的传输效率和可靠性。另外有人认为，信息论还应研究以计算机为中心的信息处理的基本理论，包括语言、文字、图象的模式识别，机器自动翻译，计算机的“学习”理论等。
信息论在自然科学、社会科学等领域的广泛应用对我国实现四化建设具有十分重要的意义。实现四化建设需要管理的现代化，信息化是管理现代化的内容之一，管理信息化是信息论在管理方面的应用。例如，从信息论的角度分析，管理系统基层单位可以看作是信源；领导机关是信宿；了解情况的各种机构、渠道是信道；各种报表、数据、指令等都是信息。领导机关的任务就是通过信息流通系统了解信息，处理信息，作出正确的决策，发出指令，有效地组织指挥这一系统的各种活动。信息论与当前新技术革命、国民经济发展紧密相关。在工程技术、现代管理、电子计算机、遗传工程、光导纤维为代表的信息、生物、材料科学、信息经济学、信息仿生学、管理信息系统、经济控制论、环境控制论等方面都应用到信息论的概念、理论和方法。
当今，信息论已在科技、经济和党政管理方面，各科学领域和工农业生产部门，以及新能源、新技术、新材料开发中显示出可喜效果。
信息论的应用将促进我国以计算机、光纤通信、微电子和材料科学技术为信息活动的物质基础的发展，从而促进以人脑加电脑的信息时代早日到来。
信息论、控制论、系统论是三门新兴的方法性学科。它们之间是相互联系、相互渗透的前沿学科。随着信息论的应用，信息科学将在我国蓬勃兴起和发展。