自然信息论论信息的自然基础原理

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1、自然信息论论信息的自然基础原理原文地址:自然信息论--论信息的自然基础原理作者:拓变空间摘要:本文以人们日常称呼的信息和科学与技术上使用的信息概念所指的对象,包括人类思维与意识现象、人与动物的心理现象等生物现象以及人工智能现象在内的各类信息现象为线索。以这类生物信息现象和人工智能现象的自然物质基础的信息现象为研究对象。试图寻求与探索信息的自然物质根源及其属性,通过寻求自然信息的种种表现,探索信息过程的机制原理,以达到揭示信息本质的目的。并从自然的微观过程角度提出信息概念的基本定义,以及自然信息与生物信息的关系。关键词:信息自然基础原

2、理一、引言我们首先引用《信息系统分析与设计》一书的开头:"信息是现代社会中为人们所广泛使用的概念。然而,什么是信息,信息的准确含义是什么?目前为止尚没有一个公认的定义。一般认为,信息是人们所关心的事物的消息,是关于现实世界的事实或知识,如商品的价格,工厂产品的库存量、产品、利润,火车开车时刻,学生考试成绩,喜马拉雅山的高度都是信息。信息是存在于人类社会和自然世界各个角落,它无时不在,无所不在。"什么是信息?就是要用信息概念的外延来回答的,就是上述信息概念所指出的对象。信息是什么?这涉及到信息概念的内涵问题,即信息如何定义与确切的涵义

3、是什么?还有信息的属性问题。对这方面的认识,存在两个核心问题,一是对人有用的信息被确认是信息,那么被人们所称谓的信息是主观的,还是客观对象的,即信息的从属问题和信息与信息的对象性区分问题。二是除了人之外是否存在自然信息现象或自然信息过程及自然信息?客观事物是否存在属于自身的信息问题,本体论信息能否成为统一信息的基础信息问题。二、信息的自然基础在数学课本中最初引入函数的概念时,引用了一个天气预报过程的事例:"在每天的天气预报中,都要提到一天的最高气温和最低气温。我们知道,一天的气温是随着时间在变化的,从科研和生产需要出发,气象工作者的

4、一项日常工作就是随时测量气温,测量的结果一般都绘制成气温图。这个图就反映了一天中气温随时间变化的情形。观察这个气温图,我们能看到什么时间对应的温度是多少,还能看到这一天的最高和最低气温是多少。于是我们就得到了这天的气温情况。"首先,我们把观察到的这个事例中的有关气温观测过程的所有对象和环节来整理一下。我们从作用链的一个方向来描述如下过程。1大气--2温度计--3可见光--4气象工作者--5气温图(获得与时间对应的气温度数)。在这一过程中的第一个对象就是大气,大气就是一个系统,也是被观测对象。大气有许多状态参数,如温度、湿度、压强、风

5、速等。温度计要测量的温度就是大气在这一局部的内能状态。大气将温度计包容着,主要发生的是热交换作用。第二个对象就是温度计,它也是一个系统,不过这个温度计是一个人造系统。它是根据水银随着温度变化而体积发生热胀冷缩变化的原理制成的。首先要经过制造者把它制造出来之后,试验对比标准温度计,再刻上准确的刻度和读数,然后才能被用来测量温度。这实际上是人事先给它设置的一种状态。当这两个系统之间构成一个相互作用环节,也就是大气和温度计发生热量交换时,我们从一个作用方向来看,温度计玻璃管与周围的空气接触传导热量至玻璃管内的水银,水银的体积状态发生变化,

6、水银柱的液面高度对应着温度计外表面的刻度与读数,既显示了温度计的状态变化,也显示了水银柱高度与玻璃管上刻度相互关系的对应程度。温度计只是发生了本身的状态变化,而气温的度数,温度计是一无所知的。我们知道大气系统的温度是大气系统的一个状态表现,而大气的压力状态,温度计是不能测出来的,这就是相互作用方式的不同和系统结构状态的不同的原因所造成的。第三个对象就是太阳光中的可见光,它是太阳光电磁波场系统的一部分,这也是一个系统。光受到温度计的作用发生状态变化,即一部分被吸收,一部分被反射,然后与气象工作者发生相互作用。第四个对象是气象工作者,当

7、气象工作者按时去观测气温时,光作用到人的眼睛,会引起人的视觉反应。人的眼睛就是视觉感受器,再通过神经传导作用到人的大脑中的视觉分析器,人便看到了温度计的读数。进而在人的大脑中的知识和经验背景状态的参与下,大脑将温度计的读数反映为温度的度数,大脑的状态也就随之发生了变化,并且在人的头脑中形成记忆。此时气象工作者也就获得了关于大气温度的信息。人看到读数的符号并不难,无论知与不知符号的意思,谁看了未经过大脑之前,它都与别的事物的形态没什么两样,包括动物看了也是如此。只有人的大脑中存在有关这方面相关知识的人,才能读出温度计上的准确的温度的度

8、数来。第五个对象是气温图,气象工作者用笔在纸上绘图包含一系列过程环节,人通过笔对纸发生作用,纸上出现了图形和符号。笔和纸都发生了形态和状态变化,以及笔和纸之间发生了物质转移,纸由没有图形和符号到有图形和符号。那些动物、植物、微生物和物

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1、自然信息论论信息的自然基础原理原文地址:自然信息论--论信息的自然基础原理作者:拓变空间摘要:本文以人们日常称呼的信息和科学与技术上使用的信息概念所指的对象,包括人类思维与意识现象、人与动物的心理现象等生物现象以及人工智能现象在内的各类信息现象为线索。以这类生物信息现象和人工智能现象的自然物质基础的信息现象为研究对象。试图寻求与探索信息的自然物质根源及其属性,通过寻求自然信息的种种表现,探索信息过程的机制原理,以达到揭示信息本质的目的。并从自然的微观过程角度提出信息概念的基本定义,以及自然信息与生物信息的关系。关键词:信息自然基础原

2、理一、引言我们首先引用《信息系统分析与设计》一书的开头:"信息是现代社会中为人们所广泛使用的概念。然而,什么是信息,信息的准确含义是什么?目前为止尚没有一个公认的定义。一般认为,信息是人们所关心的事物的消息,是关于现实世界的事实或知识,如商品的价格,工厂产品的库存量、产品、利润,火车开车时刻,学生考试成绩,喜马拉雅山的高度都是信息。信息是存在于人类社会和自然世界各个角落,它无时不在,无所不在。"什么是信息?就是要用信息概念的外延来回答的,就是上述信息概念所指出的对象。信息是什么?这涉及到信息概念的内涵问题,即信息如何定义与确切的涵义

3、是什么?还有信息的属性问题。对这方面的认识,存在两个核心问题,一是对人有用的信息被确认是信息,那么被人们所称谓的信息是主观的,还是客观对象的,即信息的从属问题和信息与信息的对象性区分问题。二是除了人之外是否存在自然信息现象或自然信息过程及自然信息?客观事物是否存在属于自身的信息问题,本体论信息能否成为统一信息的基础信息问题。二、信息的自然基础在数学课本中最初引入函数的概念时,引用了一个天气预报过程的事例:"在每天的天气预报中,都要提到一天的最高气温和最低气温。我们知道,一天的气温是随着时间在变化的,从科研和生产需要出发,气象工作者的

4、一项日常工作就是随时测量气温,测量的结果一般都绘制成气温图。这个图就反映了一天中气温随时间变化的情形。观察这个气温图,我们能看到什么时间对应的温度是多少,还能看到这一天的最高和最低气温是多少。于是我们就得到了这天的气温情况。"首先,我们把观察到的这个事例中的有关气温观测过程的所有对象和环节来整理一下。我们从作用链的一个方向来描述如下过程。1大气--2温度计--3可见光--4气象工作者--5气温图(获得与时间对应的气温度数)。在这一过程中的第一个对象就是大气,大气就是一个系统,也是被观测对象。大气有许多状态参数,如温度、湿度、压强、风

5、速等。温度计要测量的温度就是大气在这一局部的内能状态。大气将温度计包容着,主要发生的是热交换作用。第二个对象就是温度计,它也是一个系统,不过这个温度计是一个人造系统。它是根据水银随着温度变化而体积发生热胀冷缩变化的原理制成的。首先要经过制造者把它制造出来之后,试验对比标准温度计,再刻上准确的刻度和读数,然后才能被用来测量温度。这实际上是人事先给它设置的一种状态。当这两个系统之间构成一个相互作用环节,也就是大气和温度计发生热量交换时,我们从一个作用方向来看,温度计玻璃管与周围的空气接触传导热量至玻璃管内的水银,水银的体积状态发生变化,

6、水银柱的液面高度对应着温度计外表面的刻度与读数,既显示了温度计的状态变化,也显示了水银柱高度与玻璃管上刻度相互关系的对应程度。温度计只是发生了本身的状态变化,而气温的度数,温度计是一无所知的。我们知道大气系统的温度是大气系统的一个状态表现,而大气的压力状态,温度计是不能测出来的,这就是相互作用方式的不同和系统结构状态的不同的原因所造成的。第三个对象就是太阳光中的可见光,它是太阳光电磁波场系统的一部分,这也是一个系统。光受到温度计的作用发生状态变化,即一部分被吸收,一部分被反射,然后与气象工作者发生相互作用。第四个对象是气象工作者,当

7、气象工作者按时去观测气温时,光作用到人的眼睛,会引起人的视觉反应。人的眼睛就是视觉感受器,再通过神经传导作用到人的大脑中的视觉分析器,人便看到了温度计的读数。进而在人的大脑中的知识和经验背景状态的参与下,大脑将温度计的读数反映为温度的度数,大脑的状态也就随之发生了变化,并且在人的头脑中形成记忆。此时气象工作者也就获得了关于大气温度的信息。人看到读数的符号并不难,无论知与不知符号的意思,谁看了未经过大脑之前,它都与别的事物的形态没什么两样,包括动物看了也是如此。只有人的大脑中存在有关这方面相关知识的人,才能读出温度计上的准确的温度的度

8、数来。第五个对象是气温图,气象工作者用笔在纸上绘图包含一系列过程环节,人通过笔对纸发生作用,纸上出现了图形和符号。笔和纸都发生了形态和状态变化,以及笔和纸之间发生了物质转移,纸由没有图形和符号到有图形和符号。那些动物、植物、微生物和物

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