香农在《通信的数学理论》一文中对“信息”的理解是“不确定性的减少”,由此引申出信息的一个定义:信息是系统有序程度的度量。同年,控制论的创始人维纳在《控制论》一书中指出,“信息就是信息,不是物质也不是能量”。当然,人们还从不同的角度给信息下了定义,据统计,目前信息的定义不下几十种。但是,被人们所普遍接受的还是香农的定义,因为香农不但给出了信息的定义,而且还给出了信息的定量描述,并确定了信息量的单位为比特(bit)。1比特的信息量是指在变异度为2的最简单情况下,能消除非此即彼的不确定性所需要的信息量。香农把热力学中的熵引入信息论。在热力学中,熵是系统无序程度的度量,而信息与熵正好相反,信息是系统有序程度的度量,因而,表现为负熵。它的计算公式如下:
H(x)=-∑P(Xi)log2P(Xi)
式中Xi代表n个状态中的第i个状态,P(Xi)代表出现第i个状态的概率,H(x)代表用以消除系统不确定性所需的信息量,即以比特为单位的负熵。
人们通过深入的研究,发现信息有以下特征:
(1)客观性。信息是客观事物在人脑中的反映。而反映的对象则有主观和客观的区别,因而,信息可分为主观信息和客观信息:主观信息,如决策、指令、计划等;客观信息,如国际形势、经济发展等信息。
(2)普遍性。物质的普遍性决定了信息的普遍存在,因而信息无所不在。
(3)无限性。客观世界是无限的,反映客观世界的信息自然也是无限的。
(4)动态性。信息是随着时间的变化而变化的,因而是动态的。
(5)依附性。信息是客观世界的反映,因而要依附于一定的载体而存在,需要有物质的承担者。信息不能完全脱离物质而独立存在。
(6)变换性。信息通过处理可以实现变换或转换,使其形式和内容发生变化,以适应特定的需要。
(7)传递性。信息在时间上的传递就是存储,在空间上的传递就是转移或扩散。
(8)层次性。客观世界是分层次的,反映它的信息也是分层次的。
(9)相对性。不同的主体对同一事物,所获取的信息量不一样。
(10)系统性。信息可以表示为一种集合,不同类别的信息可以形成不同的整体。因而,可以形成与现实世界相对应的信息系统。
(11)转化性。信息的产生不能没有物质,信息的传递不能没有能量,但有效地使用信息可以把信息转化为物质或能量。
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