信息

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表示的“Wikipedia”的ASCII代码。这是计算机信息编码时最为常用的数制]]
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信息（）是一项抽象的概念，指可被传达之事物。信息的表现形式多不胜数，例如声音、图片、温度、体积、颜色等。任何不完全是随机的自然过程以及任何媒介中可观察的模式都可以说传达了某种数量的信息。数字信号和数据使用离散的符号传达信息，而模拟信号、诗歌、图片、音乐或其他声音则以更连续的形式传达信息。

信息必须依靠信号才能进行传输，信号则是信息的物理体现。信息可以减少事件之不确定性；不确定性是以其发生概率来量测，发生概率越高，不确定性越低。比特是典型的信息单位，但也使用诸如纳特之类的单位——例如抛掷一枚公正硬币的信息为log2(2/1)=1 bit，抛掷两枚公正硬币的信息为log2(4/1)=2 bits。

词源与历史
在古希腊语中，与“信息”或“形式”相关的词汇主要有“”（形态）与“”（形式／本质），其中“”是柏拉图哲学中的核心概念之一，用以指称“理念”或“事物的本质”，后来亚里士多德也沿用并发展了这一概念。英语单词“information”则源自拉丁语“”（宾格），其本义是“形状、概念、观念”，由动词“”派生，意为“塑造、赋予形状、教育、告知”。在中文中，“信息”一词最早见于南唐诗人李中《暮春怀故人》诗中的“梦断美人沉信息，目穿长路倚楼台”，后在日本近代翻译中用于对应“information”一词。

从中世纪到现代性的过渡中，信息概念的运用反映了一种根本性的认识论转向——从“赋予物质以（实质）形式”到“向某人传达某事”。Peters（1988）总结道：在经验主义心理学的推动下，信息从指称内在秩序或形式逐渐转变为指称感官的碎片化、波动性的材料——信息“从结构变成了材料，从形式变成了实体，从理智秩序变成了感官冲动”。在近现代，对信息概念影响最大的是克劳德·香农等人发展的信息论。

信息论
信息论是对信息的量化、存储和通信进行科学研究的学科。该领域由克劳德·香农在1940年代的工作奠定基础，哈里·奈奎斯特和拉尔夫·哈特利在1920年代作出了早期贡献。信息论处于概率论、统计学、计算机科学、统计力学和电气工程的交叉点。

香农在其著名论文《通信的数学理论》（1948）中提出了计算信息量的公式：一个信息由n个符号所构成，符号k出现的概率为p_k，则有：
:H = -\sum_{k=1}^n p_k \log_2 p_k
此公式和热力学的熵本质一样，故也称为信息熵。当各个符号出现的概率相等即“不确定性”最高时，信息熵最大——因此信息熵可视为“不确定性”或“选择的自由度”的度量。

信息论的关键应用包括数据压缩（如ZIP文件）、信道编码与错误检测与纠正（如DSL）、密码学、神经生物学、生物信息学、量子计算以及黑洞信息悖论等领域。

感官输入
信息常被視為是一種對生物或系統的輸入。輸入可以分為兩種：有些輸入是對生物的某個機能很重要（例如食物），或是對系統本身很重要（例如能量）。Dusenbery在《感官生态》（Sensory Ecology）書中稱這些輸入為必然輸入（causal input）。其他的輸入（信息）重要的原因是因為和必然輸入有關，而且可以預測稍晚時間（也許不同地點）必然輸入是否會出現。有些信息重要的原因可能只是和另一信息有關，但最後終究可以連結到必然輸入。在實務上，信息可能只有微弱的刺激，必需用特定的感測系統來偵測，且經過能量的放大，才能对生物或是系統有用。例如光對植物是必然輸入，但對動物而言卻提供了一些信息，花朵反射的有色光非常弱，不足以進行光合作用，但蜜蜂的視覺系統可以偵測到，其神經系統用這種信息來導引蜜蜂找到花，採集花蜜或花粉，這些是營養系統的必然輸入。

作为导致转变的影响
信息是任何类型的模式，能影响其他模式的形成或改变。以此定义来说，并不需要一个有意识的心灵来认知模式——例如DNA，其核苷酸序列是一种模式，影响着生物体的形成与发展，无需任何有意识的心灵参与。格里高利·贝特森将信息定义为“产生差异的差异”（a difference that makes a difference）。

从信息到知识的转变是知识管理的核心。Stewart（2001）认为，将信息转化为知识是现代企业价值创造和竞争优势的关键过程，其步骤包括审查信息以有效导出价值、参考元数据、建立相关语境、从信息中推导新知识，以及根据所得知识做出决策或建议。

科技媒介的信息
据估计，世界上可存储信息的技术容量从1986年的2.6艾字节（经最优压缩，约相当于每人一张730-MBCD-ROM）增长到2007年的295艾字节——相当于每人约61张CD-ROM。

作为记录
记录是信息的特殊形式，本质上是因业务活动或交易而有意识地产生或作为副产品的信息，因其价值而被保留。ISO 15489将记录定义为“由组织或个人在履行法律义务或进行业务交易中创建、接收和维护作为证据和信息的信息”。国际档案理事会将其定义为“在机构或个人活动启动、进行或完成中产生或接收的记录信息，其内容、背景和结构足以提供活动的证据”。健全的记录管理保证了记录完整性，也满足了透明性、问责制、合规性和信息安全等公司治理的关键要求。

符号学视角
Michael Buckland将“信息”按其用途分为三类：“作为过程的信息”“作为知识的信息”和“作为事物的信息”。Beynon-Davies则从符号和信号系统的角度解释信息的多层面概念，提出符号学的四层互依存在面：语用学（pragmatics）关注交流的目的和意图；语义学（semantics）关注消息的意义；句法学（syntax）关注表示消息的形式化方式；经验层（empirics）关注信号传输的物理通道。

物理学与确定性
关于封闭系统信息的存在是经典物理学和量子力学中的重要概念。决定论是一种哲学理论，认为因果决定可以预测所有未来事件；经典物理学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯将其表述为“宇宙的当前状态是其过去的结果和未来的原因”。

量子物理学则将信息编码为波函数，量子理论的基本特征是其所做的预测是概率性的。在贝尔定理发表之前，决定论者通过隐变量理论调和这一矛盾，主张预测未来所需的信息必然存在，只是人类无法获取——阿尔伯特·爱因斯坦以“上帝不掷骰子”表达了这一观点。现代天文学在黑洞信息悖论中引用了信息的物理意义，认为黑洞完全蒸发为霍金辐射后将导致任何关于穿过事件视界的物质的信息无法恢复，这同时违反了经典和量子理论关于信息不可毁灭的论断。

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参考文献