书城科普奇妙的科学世界
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第36章 对未来信息时代的挑战

通信是信息交换的主要方式。近些年来,科学技术的发展出现了新的飞跃,特别是信息科学技术突飞猛进的发展,让信息的交流和传递在时间和空间上都达到了空前的规模。同时人们也越来越认识到信息是社会发展变化的重要源泉之一。可以这样说,在进入信息社会的过程中,信息化已成为当今世界发展的重要趋势。当然,科学家并不满足于此,他们也会发起对未来信息化的挑战,为我们创造出一片更为宽广的明天。

在我们人类发展的历史上,信息的交换经历了五个发展阶段。第一阶段是在人类的远古时期,用语言表达思维。第二阶段始于公元前5000年,发明了文字,人类将发明和创造用文字记录下来,传播后世。语言和文字是人类信息流通的最早的载体,直到今天还在使用。第三阶段是发明了印刷技术,出现了报纸,图书和期刊,扩大了信息交换的范围。第四阶段是发明了电报、电话、无线电、传真和电视等一系列现代技术,这使人类的信息交流冲破了时间和地域的限制。第五阶段是发明了电子计算机、人造卫星、光纤通信技术,这使信息交换发生了深刻的变化。信息技术发展和信息交换的这五个阶段是相互交叉存在的。

1.信息和信息系统

信息是客观存在的。它是指一切事物通过物质载体所发出的消息、情报、指令中所有的一切可传递和交换的知识内容。信息是自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性,它是物质存在的方式和运动的规律与特点的反映,也是事物相互联系及作用的反映。不同物质和事物有不同的特征,不同的特征就会通过不同的物质形式(如:声波、电磁波、文字、图像、颜色、符号等)发出不同的消息。简单点来讲,信息就是各种事物发出的消息中有意义的知识内容。如果一条消息告诉人们原来不知道的新知识和新内容越多,它所含的信息量就越大,那么这条消息的意义也越大。

信息是一种重要的资源,它是我们社会的一切知识、学问以及从客观现象中提炼出来的各种消息的总和。信息是普遍存在的。信息交流和传递的范围很广,信息在交流和传递过程中具有非排它性、无损耗性和可输送性。人所共知,不论是网络上的信息库还是图书馆存储的各种各样的图书资料,谁都可以查询、检索和利用,内容不会因人而异,每个人都可以分享同一条信息。信息只有在成为权利的情况下才会具有排它性。信息富有渗透性,它要力图冲破保密的非自然束缚,通过各种渠道和传输手段扩大其影响。一条好的有价值的信息不但可以持续不断地反复使用,而且可以扩散。另外,信息随着它的被利用而成为了资源。信息可以以光速用各种通信手段高效率、高质量地输送。信息的本质特性就是信息的非排它性、无损耗性和可输送性。

信息、物质与能源被称为现代社会的三大支柱。信息是人类认识世界和改造世界的知识源泉。没有信息,没有信息交换,生物不能进化,自然界不能谐调。如果不能有效地利用信息,那么就不会有人类的文明、社会的发展和科学的进步,也不能驾驭大自然。人类社会发展的速度,在一定程度上取决于人们对信息利用的水平。早时候,通信系统由电话、电报和广播组成。随着,通信技术不断更新,现在的通信系统除电话、电报、广播外,还包括电视、雷达、传真、遥测、遥控、遥感、计算机以及全息照相等。

通信系统一般说来,信源产生消息(包含信息),发射机将消息转变为能在信道上传输的信号,接收机再将接收到的信号解调、解码,恢复消息供接收者使用。通信的主要目标之一是使接收端得到一个与发送端尽可能相同的复现消息。在通信过程中需要研究和重视的是编码和噪声问题。

一个信息系统主要包括人员、机器、网络和数据库四个要素。数据库是信息源。信息的载体形式多样,可以是书刊纸张,也可以是胶片、磁带、磁盘、光盘、屏幕等。因此,作为信息源的数据库可以是数字化的图书馆、档案馆、博物馆,也可以是机读文本文件、电子系统等。它们为信息高速公路、互联网络提供信息。网络主要指各种信息系统所构成的信息网络体系以及必要的网络标准、通信协议、操作规程和传输编码等,网络起着信息传输通道的作用。信息高速公路是一种大的信息传输的通道。目前在信息高速公路上已经有大量的英语数据在运行,今后应该逐渐加大中文数据在信息高速公路上的流通量。信息系统中的机器是信息设施,主要包括用来获取、传输、处理和利用信息的各种物理设备,例如电子计算机终端、传真机、扫描机、打印机等。信息系统中的人员是信息主体,应包括各种各样的信息资源的开发者、提供者、管理者和使用者。人(员)、机(器)、网(络)、数据(库)构成一个有机的整体,由信息生产部门研制信息产品,建立各种类型的数据库,信息高速公路、互联网络和数据库相互联系在一起,信息使用者通过计算机终端查询信息。

2.信息科学技术

信息科学技术是适应信息社会的发展需要而迅速发展起来的新兴科学技术。它的任务就是研究信息的性质、信息的取得、信息的传输、检测、存储、处理和控制的基本原理和方法,为人类在信息的海洋中查找所需要的信息时提供理论和技术上的帮助。而它的理论基础则是从通信科学发展起来的信息论。即研究信息量、编码和通信的科学技术。现代信息技术是以微电子技术为基础,把计算机技术和通信技术结合起来,收集、处理、存储和传播语言、文字、图像和数字等信息的一门新技术。在全球信息化的进程中,新的信息技术必将得到广泛的应用和发展。

信息科学技术的核心是信息学。信息学是科学知识中一个飞速发展的具有战略意义的领域。它是人类文明向信息社会形成阶段过渡时期形成的新的学科群。信息学从研究信息加工方法和手段的技术性学科演变成研究自然界和社会中信息过程规律的基础科学。目前,信息学发展速度最快的四个基本方面是理论信息学、技术信息学、社会信息学和生物信息学。理论信息学是信息学的基础,它主要研究信息和信息过程。技术信息学研究实现信息过程及其自动化的技术手段,即采用电子计算机技术和通讯手段进行信息搜集、存储、加工和传递的技术手段。社会信息学研究社会信息资源形成的一般特性和规律。生物信息学研究动植物肌体中信息过程的共同规律和特征。另外,还有矿物信息学、应用信息学等等。总之,信息学是研究以计算机技术和通信手段实现信息过程自动化方法的技术学科,从自然界或人类社会的不同领域研究信息和信息过程,就可以形成不同领域的信息学。

信息技术应包括建立信息资源的技术,信息处理的技术和信息传递的技术。如计算机技术、光纤技术、复制技术、声像技术、光盘技术等都是信息技术的重要组成部分。

3.信息科学技术的应用

衡量一个国家社会信息化程度的指标主要包括两类:一类是信息传播能力,另一类是信息处理能力,信息高速公路建设是现代信息科学技术全面应用的一个典型例子。在进入信息社会的过程中,建立信息高速公路,接上国际互联网络,采用多媒体技术是一个必经阶段,是许多国家为全面实现信息化社会的重大战略部署。

现代信息技术在信息产业中得到了广泛的应用。多媒体通信是多媒体技术与通信技术相结合的结果,它把计算机在交互性、通信网络的分布性和多媒体信息的综合性融为一体,向人们提供全新的通信服务。目前,经济发达国家投入巨资开发出了上百种多媒体应用系统,多媒体通信的应用主要有以下一些方面:可视电话、视频会议、远程医疗服务、教学与培训、多媒体邮件、咨询与服务等。比如说远程医疗服务,在计算机输入了综合医疗信息系统之后,医疗的自动化和智能化将成为可能。当病人和计算机终端对话时,计算机可以告诉病人或护士,这位病人是否需要看医生或者应该去看什么科的医生。多媒体计算机的应用,电视网络除了满足医生和病人之间远程通信外,还可以实现医生之间相互交换意见,也可以让医生征求专家的意见,可以让医生办公室、诊室、病床、实验室等相互连接起来。获得较好的医疗方式是新型信息技术的一大应用。

多媒体通信技术可以使教育事业发生根本性的变化。教育将以各种崭新的形式为人们提供教育服务。有名望的教师由电视网聘请讲课,高水平的教师可以摄制教学录像带,也可以编写计算机辅助教学软件。这样的话,只要有最好的教师、最好的教学内容,就可以利用电视教育系统,让人们可以通过计算机来实现辅助教学和方便的时间内进行学习,不受到地域的限制就可以接受教育。

信息化已经是当今世界发展的重要趋势。要使信息系统发挥更大的经济效益和社会效益,就需要做到信息资源数字化,软件服务系列化,信息咨询社会化,信息存取网络化,信息服务管理规范化。当然要想实现,就必须利用计算机技术、光纤技术、光存储技术和多媒体技术。未来的世界,我们无法预料,不过我们也不能总是生活在对它的幻想中,而应该是对它发起挑战,挑战那美好的明天。

我们现在生活的世界是由已知和未知两个领域组成。我们已知的越多,未知的领域就越大。广大的未知领域构成了我们渴望探知的未知世界。未知世界有种魅力,它总是吸引着我们在未知领域发现真理时有所突破,而不是一直墨守成规。

21世纪将是信息时代。随着信息科学技术的发展,将会出现电子计算机网络、通信网络和有线电视网络的大联合。那时,人们可以在家里工作。只要打开计算机就能和领导及同事取得联系,互通情况、请示汇报、研讨问题都十分方便。工作之余,可以在网上浏览商业信息、股市行情、足球赛事,或者网上购物都是轻松愉快的事情。信息科学技术会给人类带来新的工作方式和生活方式。