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理论信息学:信息时代中"进化论"的理论基础
任何生命都是"活着"的信息处理器,是具有某种"智能"的信息系统.生命活力的本质是处理信息的智能.与物质生命相比,信息生命的进化才是进化理论的主要内容.信息能或广义的"智能"是构成宇宙的第四个要素.从拉马克进化论、达尔文主义、ID论,到生命信息进化论,是一个不断"进化着"的关于宇宙中进化现象的理论序列.理论信息学不仅是整个信息科学大厦的基础理论,也是系统科学和生命科学的理论基础.当前,在发展信息时代进化论的过程中,尤其需要理论信息学给予理论上的解释和科学合理性的说明.
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论理论信息学中的信息定义及其在医学信息学中的理解
文章回顾在信息定义问题上已有的研究成果,提出信息定义的领域性和层次性问题;再对理论信息学的信息定义:进行了评述,并在医学信息学领域内对这个定义作出了解释.
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信息学三定律及其在生命信息学领域的体现
文章介绍了李宗荣教授提出的信息学三定律,并通过生命信息学中的一些现象和事实对三定律提供支持.
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理论信息学视野中的新闻传播过程
理论信息学认为,构成宇宙的基本要素有四种:物质、物质能;信息、信息能.对于人类社会,"信息"就是知识,包含感性知识和理性知识;"信息能"就是智能,主要是符号处理能力.作为大众传播范畴之一的新闻传播,其过程是智能作用下的信息通讯和反馈控制.因此,智能化程度高低在很大程度上决定着新闻传播中实现新闻价值的大小.理论信息学中信息二重性等概念和理论也都适用于于新闻传播现象的认识,比如新闻价值的实现就体现出新闻传播过程中"信息载体"和"纯粹信息"的二重性.本文作者认为,用理论信息学的基本概念、原理和方法来考察新闻传播过程,对新闻传播学理论的完善和大众传媒事业的发展,可以起到很重要的促进作用.
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理论信息学:概念、原理与方法(Ⅱ/Ⅵ)
3时代呼唤理论信息学本章说明与论题相关的背景情况.本文选题的必要性直接来自信息时代对理论信息学的呼唤.本章的任务是阐述:信息社会没有自己特有的信息科学知识体系;现有的领域信息学由于研究对象特殊、思想方法局限、又受到物理学范式束缚,不可能揭示各类信息现象中的一般规律;所以,关于理论信息学的研究是科学发展和社会进步的迫切需要.
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理论信息学:概念、原理与方法(Ⅰ/Ⅵ)
本文的宗旨是构造理论信息学的基本框架,包括说明理论信息学问题的意义和性质,讨论它在世界观、方法论上的理论基础,提出它的主要概念、原理和方法,论述它的信息哲学基础,介绍它的若干理论和实际应用等.信息科学是一个庞大的学科群,可以分为二个基本的层次,应用信息学和理论信息学(即领域信息学和一般信息学).早发展起来的信息学科是香农关于通讯的数学理论.随后,是图书馆信息学,计算机信息学.计算机在几乎所有学科中的广泛应用推动产生了一大批领域信息学.相形之下,作为众多领域信息学的公共基础,理论信息学的研究成果较少、进展缓慢.时代呼唤理论信息学,自然科学和人文社会科学的发展需要它,社会意识形态转型和新的宇宙观的确立需要它.本文的主要研究方法是两种特殊的综合方法.一是展开自然、人文、社会科学"跨学科"的综合,二是同时进行信息应用、信息理论和信息哲学"跨层次"的综合.在综合中,力求做到宇宙信息进化纵向上历史阶段的大跨度,以及各个信息领域发展横向上学科间的大跨度.自1987年以来,笔者逐步地从计算机医学应用、医药信息学、生命信息学的研究,进入到关于理论信息学和信息哲学的研究.从2002年以后,学科的跨越延伸到进化物理学和人类文化学,层次的跨越延伸到信息现象学和生命信息伦理学.要表达和论述理论信息学,如果按照物理学的惯例,必须在反复实验的基础上,通过量化,实现数学公式描述和准确预言.但是,信息是信号和符号的含义.它作为一种逻辑的存在是非物质的,具有不可直接观察的非空间特性.我们所能量化的只是信息的载体.所以,本文首先讨论理论信息学的目标和应答域,指出它是一个反常的科学问题,与现有物理学的知识背景、科学方法论和哲学本体论是不相容的.本文揭示了物理科学范式和数量化方法的局限性,指出在生命信息的进化中,物质能的作用越来越弱,而信息能的作用越来越强.据此,提出了关于科学结构的层次论,说明当代科学的发展需要新的信息科学范式,即分别由香农、维纳、图灵、冯.诺依曼提出的关于通讯、控制和计算的模型.它们既是认识信息现象的基本理论,又是设计信息过程的科学方法.如果把计算机等信息过程看成是人类大脑进化的产物,那么可以发现一条生命信息进化的链条.它的起点是物理信息,然后是化学信息、生物信息,后是人类文化信息.它显示出生命信息的进化:从无到有,从少到多,从简单到复杂,从低级到高级.在信息系统与物质系统的接口处,可以看到信息存在、运动和进化的二重性.依据生物遗传信息的进化和人类科技文化爆炸式增长的事实,比照热力学的三个基本定律,可以综合得出信息学三定律:信息不守恒、信息能与时俱增、信息增长没有上限.其中,第二定律是理论信息学的核心.如果说,维纳对事物一分为二,把信息从物质那里分离开来,指出信息不是物质,我们则对能量一分为二,把信息能从物质能那里分离开来,指出在本质上推动信息运动的力不是物理学的力,而是信息学的力.生物信息能乃至人类文化能,本质上是逻辑的能,但在一定意义上也是物理能.物理能就是初级的信息能,信息能是高级的物理能.信息能和物理能可以统一起来.于是,"能量进化论"呼之即出.进化着的能量就是减少的"信息负熵",是系统结构和功能复杂性增长的动力.信息负熵趋于极小,就是进化的动力趋于极大.文化信息能是宇宙间能量的高级形式.热力学第二定律预言一个热寂的宇宙,信息学第二定律预言一个信息化、数字化的宇宙.后,笔者回顾信息哲学研究的情况,说明理论信息学的若干实际应用,指出相关研究工作的意义.能量统一了,运动机理统一了,科学也就统一了,关于信息进化的逻辑链条可以是未来大统一科学的一个基本思路.
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关于建立和发展人文信息学的基本思考
本文讨论关于理论信息学与人文学科(哲学,历史,文学等)交叉学科研究的问题,主要内容包括:简介理论信息学及其世界观与方法论功能;用物质世界与信息世界的相互接触和相互作用的理论模型说明柏拉图与笛卡尔遗留下来的二元论难题;用信息主义说明柯林武德的历史观念;介绍建立人文信息学的几个主要概念;说明未来人文信息学研究的基本思路.笔者认为,理论信息学和人文信息学成果可以为"中国文化模式"的研究提供信息科学理论的支持.
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美日俄中社会信息科学比较研究
目前,美日俄中四国的社会信息科学研究都已经有了明确的对象和方法,形成了系列性的成果.通过对这四国情况的横向比较,可以总结出共性和规律,分析出个性和趋势.
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浅析理论信息学研究的目标、方法与课题
本文从理论信息学研究问题的特殊性,即从该问题特有的目标和应答域的角度出发,讨论了理论信息学研究中的瓶颈问题和理论信息学研究的两种特殊方法,即跨学科和跨层次的研究方法,并对两种特殊方法的由来和发展给予理论上的说明.后列出有待进一步讨论的若干课题.
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理论信息学在医学信息学领域的应用
理论信息学揭示宇宙间一切信息现象的基本规律,是信息科学的理论核心.医学信息学是医学、计算机学、信息学等学科的交叉学科,注重实践应用的研究而缺乏成形的基础理论.理论信息学为医学信息学提供理论基础,构建信息科学的研究范式等.
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信息科学及其发展简史探讨
本文概略地讨论信息科学的研究内容和基本结构,以及应用信息学和理论信息学在其中的地位和作用,简要地回顾信息科学发展的历史,指出它已经经历的信息科学的史前时期、工具信息学时期、领域信息学时期和理论信息学时期的若干重要史实.
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理论信息学的发展现状
在当今社会,信息技术高速发展,许多传统的学科纷纷接受信息化,衍生出医学信息学等领域信息学.领域信息学的发展,"国家信息化"以及社会转型的提出催生了理论信息学.本文主要介绍了理论信息学的产生过程及其国内外发展现状,并提出理论信息学的发展需要改变以往的物理学科学范式,转向信息学科学范式.
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论信息科学的世界观V/V
第九章信息现象的实证思维、理论思维与哲学思维本章以物质科学知识体系的发展脉络为参照,讨论了信息科学大致相同的发展逻辑,阐述了信息现象的实证思维、理论思维和哲学思维.笔者自1979年从数学步人计算机领域以来的学术经历,大致从计算机软件工程,经过医学信息学(及生命信息学)、理论信息学,走到了信息哲学.所以这样走过来,并不自觉,是在"跟着感觉走".笔者体会到了某种学术行进的"惯性",好像"身不由己",有时欲停不能,欲罢不忍.本章中包含了笔者与合作伙伴们近三十年来的学术经历总结,其中渗透着指导教授们的心血.
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理论信息学:概念、原理与方法(Ⅵ/Ⅵ)
11理论信息学的应用理论信息学揭示宇宙间一切信息现象的基本法则,与其他一般信息学概念和方法构成整个信息科学的理论核心.它在理论和实践中有着普遍的应用.在理论上,它为有关信息的知识体系提供公理性的基础和基本的假设,可以成为构造相关理论的基石,或者作为展开逻辑分析的一个基本出发点.
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理论信息学:概念、原理与方法(Ⅴ/Ⅵ)
9理论信息学的方法论任何一门科学都会因为研究对象的特殊性而需要特殊的研究方法,信息科学也不例外.如果说,整个物质科学的基本方法是还原论方法,那么整个信息科学的基本方法是涌现论方法.
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理论信息学:概念、原理与方法(Ⅳ/Ⅵ)
7信息能与物质能的统一与进化物质内部结构的形成和外部运动的发生,都要靠能量的驱动.但是,进化论学者们讨论得多的是物质的进化,极少谈到能量进化的问题.这其实是一种不对称.如果没有能量的进化,物质的形态和功能何以能在由简单到复杂,由低级向高级的方向上发展?一个半世纪以前,热力学家提出了一个普遍的理论:由于孤立系统中的熵只增不减,能量做功的品质在不断下降.自开尔文、克劳修斯以来,每一代学者都对之坚信不移.由于"能量退化论"始终是热寂说的理论支柱,所以热寂说的乌云不散,关于宇宙演变的退化论、循环论坚如磐石,宇宙进化理论站不起来.我们认为,信息学有责任驳斥宇宙熵增的总趋势,能量进化论也可以遏制能量退化的势头.如果物质能和信息能统一了,宇宙万物的运动机理自然就统一了,统一科学的任务就容易完成.
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理论信息学:概念、原理与方法(Ⅲ/Ⅵ)
5 信息二重性、信息定义与分类本章讨论信息概念、信息的本质特征和分类.我们不采用从定义出发的演绎方法进行叙述,而是为着给出信息的定义,首先讨论信息的本质特征,信息的二重性,即信息的存在方式、运动动力和运动规律的二重性.信息二重性理论是理论信息学的基础.因此,再说"信息是信号和符号的含义",就很容易逆推回去,显示出从这个信息定义出发,具有较强的演绎能力.信息的度量问题不同于物理学的情况,所以信息过程不可能用数学公式表达,而只能用某种语言编制的程序来描述.
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从理论信息学角度看软件生命周期模型的演变
理论信息学是关于宇宙间一切信息现象的基本法则,与其它一般信息学概念和方法构成了整个信息科学的核心.它在理论和实践中有着普遍的应用.本文主要从理论信息学的角度分析了软件生命周期的演变及其本质.本文指出软件开发人员应该能利用理论信息学这一工具,进一步认清软件的实质,并以它为基础提出更好的软件开发理论与技术.
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理论信息学视野中的软件范型
面向对象范型已经代替结构化范型成为了计算机软件工程方法学的主流.然而它并没有停滞不前,而是在不断的完善与发展中.本文从理论信息学方法论的角度论述了软件范型的发展过程及其意义,以及系统科学信息化对软件业发展的影响.从而指出了理论信息学在软件范型研究中的意义.
