信息概念及其本質特征

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1、信息概念及其本質特征研究北京大學附屬中學 李冬梅 100190ldm學習任何一門學科，首先要搞清楚這門學科研究對象的性質與特點。深入 理解所研究的對象是學好一門學科的基礎。然而，長期以來，在中小學信息技術 教育這個學科，人們對信息概念及其本質特征的理解很不深入，如象“信息是什 么？”是一個說不清楚的問題，甚至是一個越探討越混亂的問題。這種狀況嚴重 地阻礙著中小學，尤其是高中信息技術教育的深入發展，是一個急待解決的重要 問題。本文是在長期教學研究和實踐的基礎上對這個問題的探究，希望有助于人 們深入理解信息概念及其本質特征。信息技術學科研究的對象是什么呢？對于這個問題大家會異口同聲的回答是“信息”

2、。如果繼續問“信息是什么？” 翻開小學教材，我們看到“樹上的花開了，告訴我們春天來了”“上課鈴響 了，告訴我們該進教室上課了”（注：不一定吧，有可能是該去體育場上體育課 呢）“路上的紅燈亮了，告訴我們現在要停止行走了”這些都給我們帶來了信息； 打開初中教材，映入眼瞼的還是“花開了，小鳥叫了，紅綠燈變了”；翻 閱高中教材讀到的又是“鬧鐘的鈴聲告訴我們該起床了；同伴臉上燦爛的笑容告 訴我們他（她）的心情不錯”等等。有關信息的概念從小學到高中，幾乎所有的教材都是從表象上談，讓學生 從感性上認識?？陀^地說，對于小學生，需要而且只能從感性上去認識信息，到 了初中只從感性上認識信息已經有些欠缺。高中學生對

3、信息已經具有豐富的感性 認識，我們不能再從這些表象讓學生感受信息的存在了，他們缺少的不是對信息 的感性認識，而是對信息概念的深入理解和剖析！為了激發高中學生對信息技術學科的興趣和探究欲望，我們需要帶領學生 深入剖析信息的概念及其本質特征。一、信息是什么看到這個問題，許多老師都會說：不能這么問學生！什么是信息這個問題 到目前為止還沒有定論！信息的定義有上百種，老師還沒有搞清楚，怎么能問學 生？是的，信息概念是教學難點，但更是教學重點，搞不清什么是信息，如何 談信息的特征、獲取、加工、表達？信息為什么能傳遞？信息為什么有真偽性？ 信息為什么會有時效性？信息為什么可以共享？信息如何共享？信息如何獲

4、??？信息為什么可以加工？信息為什么越來越多？不理解信息概念，就無法回答 以上問題。因此，可以說深入理解信息概念是不能回避的事情，下面結合自己的 教學實踐，談談如何才能更好地引導學生認識信息的概念。如果直接提問信息是什么，回答起來是比較困難，我們可以把問題分解開 來，由易到難，步步深入。1、信息從哪里來從這個問題出發，可以引發和促進學生對信息概念的思考。 教師問：信息從哪里來？ 學生答：“信息從網上來”“信息從報紙、廣播、電視中來”等等。 老師問：報紙、廣播、電視的信息又從哪里來？ 學生答：記者采訪的，寫的，拍的。老師問：記者的信息從哪里來？ 學生答：從生活中來，從人們身邊來。 老師問：從生活和

5、人們身邊的什么地方來？舉例說明。 學生答：比如，戰爭就可以帶來許多信息開戰的原因、參戰的對象、傷亡情 況等等；比如，教室的墻也可以告訴我們許多信息白色的（大多數情況下）， 材質比較堅硬，表面比較平等。這時，學生會列舉出許多的例子：上課中有信息，打球、唱歌中產生著信息， 教室的桌、椅、黑板都包含著信息，人腦也會產生許多信息，?？偨Y學生列舉的例子，可以發現信息來自兩個方面：（1）戰爭、打球、唱歌、上課等都是事，所以，信息來自各種事件，任何事件都產生著信息。（2）墻、桌、椅、黑板等都是物，所以，信息來自各種物體，任何物體都 產生著信息。通過進一步思考可以得出，產生信息的事物既可以是客觀世界的事物，也

6、可 以是主觀世界的精神現象，如法律法規、馬克思主義、毛澤東思想等。至此，我們可以得出結論 1：信息源自任何事物，任何事物都產生著信息。2、信息是什么從第 1 個問題中得出，信息來源于任何事和物。那么，信息是事物的什么呢？圖 1 圖 2圖3對于任何事物來說，運動是絕對的，靜止是相對的。圖 1 是一個紙杯的圖片，假設我手中握著這樣一個紙杯，那么，這個紙杯 會產生紙質的、有花紋、可以盛水、狀如圓臺等信息；如果把這個紙杯剪開 去掉杯底，變成圖2 的樣子，這個時候它還是一個紙杯嗎？還能盛水、形狀還是 圓臺嗎？答案是否定的。這時它產生的信息是紙質的、狀如扇環等；進一步 把圖2所示的紙質扇環撕成碎片，變成圖

7、 3的樣子，產生的信息又將發生變化。 隨著事物狀態的變化，它所產生的信息也會隨之改變，因此，可以得出結論 2：信息是事物運動的某一狀態的顯示。此外，如果把一杯盛滿開水的杯子拋向人群，運動著的杯子將會產生什么樣 的信息？人們還會關注這只杯子是紙質的？上面的花紋是什么嗎？顯然，這時人 們更關注的是杯子的運動方式！同一個物體運動方式的不同所產生的信息也不 同，當我們讓一個杯子做圓周運動的時候，它將給我們帶來另外的信息。這樣， 我們可以得出結論 3：信息是事物運動變化方式的顯示。綜合結論 1，2，3，我們可以得出結論 4：信息是事物運動的狀態和變化方式的顯示。信息是由任何事物所產生的。但是，如果不被人

8、、動物、植物等主體所感知， 那它也就毫無價值和意義可言了。銀河系外的太空一定包含著大量的信息，但人 類目前還無法感知到它們，所以，就目前而言它們對人類是沒有價值的。因此，信息的定義為結論 5：信息是主體感知的事物運動的狀態和變化方式。3、信息沒有形狀，是看不見，摸不著的信息是主體感知的事物運動的狀態和變化方式，那么，信息長什么樣？信息 看得見？摸得著嗎？信息源于事物，但又不是事物本身，它從事物中產生，被主體所感知后就脫 離了事物本身，例如，杯子是物，但“杯子呈圓臺狀”這條信息既不是事也不是 物，所以信息是沒有形狀的。我們看到或摸到的是事物本身，而不是事物所產生的信息，從事物中感知到 了事物所產

9、生的一系列信息，所以，信息是看不到也摸不著的。二、信息的本質特征及其含義關于信息的本質特征，各本高中信息技術基礎教材中的論述基本上是一致 的，如信息具有普遍性、可感知性、載體依附性、可傳遞性、共享性、時效性、 真偽性、可存儲性、可加工性，等等。但信息為什么具有這些特征？怎樣更加深 入地理解這些特征？對于這些問題大多數教材上都沒有進行深入地剖析。本文試 談以下幾個問題。1、信息為什么要依附于載體？信息具有很強的載體依附性。這點學生從小學就有所體會，具體例子這里不 再列舉。問題是，為什么任何信息都一定要依附于一個載體？由信息概念可知，信息源于事物，被主體感知后脫離了事物，到哪里去了呢？ 如果是被人

10、感知了，信息就會通過傳導神經網絡導入人的大腦。如果信息只是停 留在人的大腦里，就像一個既不會說話又不能寫字沒有任何表達能力、滿腹經綸 的人一樣，毫無價值。所以，反映到大腦中的信息只有表達出來才能發揮它的價 值。如果說出來，信息就依附于聲音中；寫出來，信息就依附在文字上，畫出來， 信息將會依附在圖畫中。這樣，聲音、文字、圖像等就承載了信息，成為信息的 載體。正是由于主體需要表達從事物中感知的信息，才要借助于一定的載體。同一 個信息可以依附于不同的載體表達出來。2、信息是如何傳遞的？信息具體傳遞性。信息為什么能夠傳遞？它是如何傳遞的？ 由信息概念知道，信息源于事物，被主體感知后，又通過一定的載體表

11、達出 來。通過聲音表達的信息，隨著聲波在空氣中傳遞著；如果再借助電話將聲波轉 換為電信號，信息又隨著電信號傳向更加遙遠的地方，這樣信息隨著載體的傳遞 而從一個地方傳遞到另一個地方，這是信息在空間的傳遞。如果信息借助文字載體表達出來，印刷術等技術使得文字可以長期保存不 失真，因此，古代的信息就通過文字留傳到了今天，這是信息在時間上的傳遞。因此，是信息載體的可傳遞性決定了信息的可傳遞性，載體的不同形成了 不同的信息傳遞方式。3、什么是信息的共享性？信息具體共享性。共享性是信息最重要、最本質的特征。為了深入理解信息的共享性，我們需要探討以下幾個問題。（1）物質和能源可以共享嗎？ 在探討信息的共享性之

12、前，我們看看物質和能源能不能共享？比如我有一杯 水，如果不考慮衛生問題，這杯水可以被大家共享嗎？可能會有許多人說：能！ 假如一杯水大家可以共享，那么，它將如何共享呢？一人一口？當人很多時，杯 中水總有喝完的時候，剩下的人如何共享？如果一杯水可以共享的話，應該是一 個人喝過后它還是滿的，杯中水不減少！當下一個人喝過后，它還是滿的， 然而這是不可能的。所以，物質不能共享只能分享！同樣，汽車承載一個人與承 載五個人所消耗的汽油也是不同的。能源也只能分享！根據物質不滅定律，消耗掉的物質資源和能源已經轉化為其它形式，所以，物質資源和能源越來越少。但是，信息與物質、能源不一樣，信息是可以共享?。?）什么是

13、信息的共享？那么，信息是如何共享的？ 當第一個人從一個紙杯中感知到信息后，紙杯所包含的信息減少了嗎？沒 有！第二個人從中感知到信息后，紙杯所包含的信息仍然沒有減少。當第一 個人把他所感知的有關紙杯的信息通過載體表達出來傳遞給第三個人時，第一個 人所感知到的信息也沒有減少！這就是信息獨具的共享性！多么神奇，信息竟然 具體如此偉大的特征！共享性是信息與物質、能源最本質的區別。（3）信息為什么能夠共享？信息為什么可以共享還要從信息的概念說起，信息包含于事物中，是事物 所具有的，人們從事物中獲取信息是通過感覺器官（當然也可以借助信息技術中 的感測技術）去感知，如果事物本身沒有發生變化，它所包含的信息是

14、不會因人 去感知而減少的。此外，信息的可傳遞性也為信息的共享搭建了橋梁。（4）信息共享的結果是什么？信息共享的結果使得信息越來越多，隨著技術與社會的進步，信息開始爆 炸了。于是，如何準確、快速的獲取信息，如何高效的存儲信息，如何恰當的加 工處理表達信息成為未來信息社會每個人所必須具備的信息素養。這也就是為什 么我們國家要在高中開設信息技術必修課的原因之一。4、信息為什么會有時效性？信息具有時效性。如果讓同學舉例，每個人都會說，比如股市行情、每日新 聞。但是，信息為什么會有時效性呢？要回答這個問題還得從信息的概念說起。信息源于事物，但被主體感知后就 脫離了事物，依附在所表達的載體上，與事物本身無

15、關了。但是，任何事物都是 運動變化的，運動變化是絕對的，靜止是相對的。事物運動變化了，它所包含的 信息也要隨之發生改變。有些事物變化比較快，如股市行情、天氣情況，我們感 知的只是它們某一時刻的信息，另一個時刻事物本身變化了，前一時刻感知的信 息就不能代表此刻的事物了，前一時刻的信息對該事物而言也就失效了。所以， 對于變化比較快的事物只有不斷地去感知它，才能及時地反映事物的本來面貌。 當然，也有一些事物發展相對比較慢，比如牛頓第一定律，幾百年來一直沒有變 化，所以，我們在初中學習了它，到高中、大學做物理題時它還是有效的。 5、為什么會有偽信息？信息具有真偽性。 有關信息的真偽性學生也有切身的體會

16、。實例不必多舉。 但為什么會有偽信息是需要學生搞清楚的。（1）感知錯了 信息源于事物，被主體所感知，出現偽信息的第一種可能就是感知環節出現 了錯誤，比如，紅綠色盲把紅燈看成了綠燈；瞎子摸象把大象摸成了柱子，等等。（2）表達錯了 信息被主體從事物中感知后，通過一定的載體表達出來，出現偽信息的第二 種可能是表達環節出現的錯誤，比如，“糧食夠吃了”表達成“糧食狗吃了”等 等。（3）傳遞錯了 信息在傳遞的過程中也可能出現錯誤，比如，一條小道消息從第一個人開始 傳遞，當它傳遞到第二百個人時一定已經面目全非了。比如，劣質的電話線路也 可以丟失傳遞著的信息，造成誤傳的情況。（4）加工錯了 還有一些偽信息是人為故意加工制造出來的。 此外，在信息的存儲、交換等過程中也可能產生偽信息，這里不再一一列舉。對于信息概念及其本質特征的認識確實是高中信息技術教學中的重要課題， 需要大家進行持續不斷的深入研究。主要參考文獻1 鐘義信.信息科學原理. 第三版. 北京郵電大學出版社，20042 Lawrence Snyder（美）.新編信息技術導論.清華大學出版社，20043 James A.Senn（美）.信息技術基礎.清華大學出版社，2005