信息学的演化与新信息科学群的形成（上），本文主要内容关键词为：信息学论文,科学论文,信息论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
[内容提要]本文分析信息学的现状及其发展前景。信息学被视为研究自然界和社会中信息过程的基础科学。作者指出，信息科学最有前途的、迅速发展的四个基本方面是理论信息学、技术信息学、社会信息学、生物信息学。文章说明，人类文明向信息社会形成阶段的过渡将导致信息过程异常活跃，新的信息科学群必将形成。
全球社会信息化与信息问题
世界正迈向新的文明。其第一个阶段很可能就是即将到来的后工业化信息社会。在这个社会里，不仅物质和能源，而且主要是信息和科学知识将成为人类关注的对象和活动的结果。正因为如此，今天摆在第一位的不是社会的继续工业化问题，而是社会的信息化问题，是创造并使用以积极和有效利用人类主要战略资源——信息资源为基础的有发展前景的新工艺的问题。与此同时，还必须建立相应的科学基础——研究自然界和社会中信息及信息过程的科学群。该领域已取得的初步成果说明，不论对自然过程还是对社会过程的研究，信息的作用都是决定性的，而以往对此却未引起足够的重视。还应当认识到，信息过程是周围世界一切进化演变的基础，信息是和物质、能源一样的基本的和普遍的现象。
不过，为了了解和研究信息的属性，为了判明信息过程的普遍规律及其在技术领域、社会领域、生物界和非生物界、微观世界和宇宙界过程中表现出的特点，必须重新考虑各科学知识领域使用的与信息相关的观念、公设和概念，它们并非出自信息过程一般理论的统一的科学方法论，这一理论尚有待形成。需要有这样的理论已是一个日益明显的事实。
对上述问题涉及的范围、它们的科学价值和社会价值的理解，是促使作者进行如下尝试的主要原因，这个尝试就是考察今天正在形成的关于信息和信息过程的新科学群中最重要的研究任务和方向。该科学群不仅应成为建立有发展前景的高效信息工艺的理论基础，而且应成为正在到来的信息社会——后工业文明第一阶段的科学基础的重要组成部分。
20世纪的近20年，经历着全球性的、迅猛发展的社会信息化过程。该过程实际上已遍及世界各国并成为当前各国科学技术、经济和社会发展的轴心。有人认为，信息化正在为解决当代许多全球问题建立智能基础，它将有助于克服能源和生态危机，有利于人类生存下去，有利于人类的所有社会活动领域的人道主义化。正因为如此，近年来，各种专业的专家学者、实业界人士、进步的社会政治活动家日益关注解决人类活动各领域出现的信息问题的内涵和方法论。
在这一反映社会发展迫切要求的强大社会因素的影响下，目前已经开始并迅速推进着一个科学进程，其后果是在近几年间很可能出现一个新的信息科学群。该科学群的核心将是信息学。我们目睹信息学由关于信息加工方法和手段的技术性学科进化、演变为研究自然界和社会中信息过程规律的基础科学。
预测这门科学的未来发展，可以确有根据地认为，信息学正在进入一个全新的阶段，这一阶段将导致在一系列自然科学和人文科学的接合部上形成一个新的综合研究领域。正是这种新的综合研究领域将成为正在到来的工业文明科学基础的重要组成部分。众多哲学家和未来学家把后工业文明叫做信息社会。
今天的信息学是什么呢？这一迅速发展的科学知识领域的基本问题和有发展前景的方面是什么？本文的主旨就是试图回答这样两个主要问题。
今日的信息学：现状及主要研究方向
当今，最流行的看法是把信息学视为研究以计算技术和通讯手段实现信息过程自动化的方法的技术科学。正因为如此，在美国、加拿大、拉丁美洲国家指明这一学科时最常使用的术语是：Computer Science（计算机科学），以此强调这一学科对计算机的依赖性。同时，在东欧和西欧各国用得较多的是一个法语术语：informatique（信息学），这个术语不仅在俄罗斯，而且在独联体各国得到广泛应用，因为它强调了该学科的信息本质。要知道，信息学研究的主要客体正是信息和信息过程。
信息学中发展最快的是下述三个主要研究方面：
理论信息学（信息论、信息模型化方法、信息系统理论、计算机语言学、人工智能系统理论）；
技术信息学（主要以电子计算机技术和通讯手段进行信息搜集、存储、加工、传递的技术系统的建立和利用的理论与方法论）；
应用信息学（社会实践诸领域中各种信息工艺、信息综合体和信息系统的建立和利用的理论与方法论）。
不难发现上述各研究方面的技术定向与局限性。这几个研究方面主要涉及自然界和社会中信息与信息过程研究问题的工具和工艺部分（问题本身要广泛得多且具有综合性），以及某些十分重要的理论问题。这是因为，信息学还是一门年轻的科学，如今它刚刚进入而立之年。信息学诞生于关于管理的科学——控制论中，至今与控制论保持着许多共性。这种共性既表现在术语上，也表现在研究方法上，还表现在所使用的工具手段上（数学模型、计算技术和通讯手段、电子远程通讯系统）。
然而，不应忘记，信息学也和其他基础科学一样，具有自己的、与控制论不同的研究客体，这就是信息和信息过程。同时，信息学还有自己的研究方法，其中之一便是研究自然界和社会中各种现象的信息方法。
社会信息学的诞生与形成
在俄罗斯近年来在几门科学学科（传统信息学、社会学、心理学、哲学）的接合部一个新的学科诞生并迅速成长起来，该学科被称为“社会信息学”。
社会信息学的出现是由研究社会信息化过程及与之相关的社会后果的必要性所决定的。这种信息化过程及其后果不仅对人类社会结构的变化，而且对人类自身生存的最重要的条件都产生重大的影响。现在，我们越来越深刻地懂得，由人类创造的信息圈（инфосфсра）就象物质环境和社会环境一样，是人类生存环境的重要的、不可分割的一部分。区别仅仅在于，时至今日我们对信息圈形成及发展的规律性研究得还很不够。
因此，不仅应把社会信息学视为一个迫切的综合性课题，该课题要求在一系列传统学科和新形成的与社会信息化过程相关的学科的接合部进行理论性和应用性研究，而且应将其视为有重要战略意义的基础性研究方向，其目的是研究新的文明阶段——信息社会发展的规律及有关问题。
目前，在俄罗斯和乌克兰，主要是在莫斯科、圣彼得堡、新西伯利亚、基辅等中心城市的一些科研机构和高等院校，专家们已在社会信息学领域进行科学研究和教学工作。在俄罗斯建立了几个社会信息学专业教研室，出版了该研究课题的首批专著和文集，经常举办科学讲习班和学术研讨会。尽管如此，社会信息学的研究范围仍没有确切界定，其概念体系尚处在形成阶段，而对其主要研究方面及其中的各种问题需要进一步细化，需要进行全面的科学探讨。
生物信息学——新的、有前途的科研方向
现代科学中一个重大的哲学和科学方法论课题，是在现有的科学知识系统中至今没有给予生物界的客体及规律以应有的地位。目前，整个生物圈，包括人类在内，总是与周围世界的其他客体隔离起来加以考察，因为生物圈就其属性而言，与非生物界有本质区别。物质过程瞬间即逝且不可逆转，生物机体有繁殖和遗传进化的能力，生物体中有意识和思维的产生与发展，近年来发现生物体之间有能量信息相互作用的过程——所有这些都是有生命的物质的本质特征。对这些特征至今还不能用已经发现并经过充分研究的适用于无生物界的规律给予满意的描述。所以，时至今日我们拥有的似乎是两个相互隔绝的科学知识门类。其一是研究非生物界客体的；另一个是研究生物圈客体的。
克服这种相互隔绝的现象是现代科学中最复杂的课题之一。或许只有把信息的一般属性不仅作为一般科学范畴，而且作为自然界最重要的共同语义属性来研究，才有助于最终找到解决这一问题的途径。正因为如此，研究生物圈客体——动植物机体中信息过程的共同规律和特征乃是信息学中颇有前景的新方向。该研究方向已在我国开始发展并被名之为“生物信息学”。
自然科学院院士切尔纳夫斯基（Д.С.чернавский）利用数学模型和信息动力理论方法在这一领域所进行的一系列研究的结果有力地说明，信息和信息过程在生物进化过程中肯定发挥着关键作用。此项研究不仅为将来弄清生物非对称性和生物统一信息码的原因带来了希望，而且还能阐明诸如非生物系统通过自组织产生目的这类微妙的现象。而这正是生命产生过程的基本因素之一。
我想强调的是，用生物信息学方法对生物系统实际进化过程的信息方面进行的研究，应有助于揭示自然界信息过程的某些共同规律，这些规律进而可以运用于社会范围信息过程的研究，同时，也能运用于各种符号、语言的、技术的和其他人工信息系统及工艺的设计和研究。
未来信息科学群的轮廓及该领域有前景的科研方向
目前正在形成的信息学科群可以形象的设想为一座宏伟的古希腊神殿。其基础是可统称为“理论信息学”的诸学科。其中占中心地位的很可能将是信息基本理论——一门新的科学学科，应包括以下组成部分：
现有的信息论，实际上仅指在技术信息系统中的信息传递理论；
信息动态理论，如今被视为协同学的一部分并应用于热动不平衡系统和耗散结构的分析；
自然界和社会中信息过程理论，研究信息最重要的通讯属性及其表现的一般规律；
信息数量特征（包括语义特征）度量理论——信息计量学。
未来信息科学群基础的第二层应该是信息模拟理论，模拟自然界的现象、技术领域的客体及系统、社会过程及生物圈的客体和系统。可以设想，信息模拟（其中包括全球过程信息模拟）的方法和手段方面理应出现新的繁荣。迅速发展这种方法在当前既是适宜的，又是迫切需要的。要知道，正是利用信息模拟方法，尤其是与全球信息监测方法相结合，在今天就已经能够预测社会、政治紧张地区、生态灾难地区、自然灾害和重大技术事故发生地区的许多危机状况。
因此我还想提一提复杂系统模拟方法论方面的一个前景看好的研究方向，以布卡多娃（И.Л.букатова）教授为首的一批俄罗斯学者正在这方面进行研究。该方向被称之为进化信息学（эвоинформатика），其目的是建立新的智力信息元工艺，以便在进化方法基础上解决对复杂自然现象和技术系统进行全球模拟的问题。该方法的发展可望切实推动一些复杂问题的解决，诸如研究人类活动的影响日益增强的情况下，地球生物圈的稳定性和生命力问题。
科学基础的第三层大概就是合成知识学（синтеллектика）——智力信息系统理论。看来，在近期其主要组成部分是在信息系统中表达并利用模糊知识的方法，整合并协作利用各种信息资源的方法，根据认知书写法和利用各种表达信息的形式（形象、文本、音乐、言语）的原则，建立学习信息系统的方法。只有在这种情况下，在信息系统中才能出现类似人们经常使用的那种元程序（метапроцедура）。
现在我们进一步全面考察一下我们这座大厦。我们看到四根大柱子支持着大厦的屋顶。第一根柱子由技术信息学的学科群构成，它们研究实现信息过程及其自动化的技术手段。在这里，主要注意力应放在信息搜集、存贮和加工的手段上。这些手段建立在新的物理学、建筑学及算法论原则上。诸如光电子、全息摄影、仿神经信息计算机系统，还有分类信息远程通信系统等。还应注意研究生活信息学（бытовая информатика）手段、大众传播手段与系统（电视、广播、报刊、电子书籍）。
近年来，大众信息技术手段日益广泛地运用现代数字方法来表达和处理数据。不过，这些方法仍未引起技术信息学专家的关注。这的确是我们现实生活中一个怪现象。
我还想特别强调指出这一科研方向的一个重要组成部分——根据新的物理学和算法论原则研究信息初步计量手段和方法的一系列课题。开展这类研究非常必要。因为只有在大大扩展掌握信息的范围并采用有效的方法综合来自各种信道的、关于所观察客体或过程的信息的条件下，人们才能不仅对现实事物和现象有更为准确的认识，而且形成更完整和客观的世界图像，揭示并了解自然界的普遍规律。
大厦的第二根柱子是研究社会信息学的对象领域的学科群。其中很可能包括：
研究社会信息资源形成一般特性和规律的科学[信息资源学（информология）]，还有研究全球范围内各类信息资源分布及来源的科学[信息分布学（информаграфия）]；
研究社会信息圈形成的一般规律的科学[信息圈学（инфосферология）]；
研究信息资源形成和利用的经济问题的科学[信息政治经济学（информационная полигэкономия）]；
研究社会信息化作用下社会结构变化规律的科学[社会信息动力学（социоинформдинамика）]；
研究社会总体智能潜力形成与利用规律的科学[社会认知学（социальная когнитология）]；
研究人类对迅速增长的信息负荷适应能力的科学[信息适应生态学（информационная медиаэкология）]；
研究正在到来的信息社会中个人和社会信息安全问题的综合学科。这门学科虽然还没有确切名称，但它已经引起哲学家、社会学家、心理学家和信息学界专家的关注。
目前，上述新学科中的许多学科还处于开始形成的阶段。将来它们的研究范围和学科名称可能与本文所提出的不相适合。我们的任务是指出社会信息科学很可以强化发展的主要方面，指出今天对这些方面来说还只是“生长点”的那些关键性社会问题。
大厦的第三根大柱子，看来是由生物信息学的一组学科构成的。生物信息学的研究领域，我们在前边简单地分析过。在这里，我想再一次强调开辟该研究方向对于以下方面的重要战略意义：形成世界统一信息图景，揭示和理解信息过程普遍规律的一致性，这种信息过程在我们看来是生物和非生物界进化的基础。在这里，人类应该被视为生物圈中最重要的组成部分。保护生物圈是人类在地球上继续生存的首要条件。
第四根柱子可能是由权且统称为“矿物信息学”（минероинформагика）的学科群构成。这类学科的研究领域为非生物界的信息过程：天然矿物（特别是结晶结构）、金属和液体中的信息过程。某些金属和液体能够记忆并能还原所获信息的属性，已应用于某些技术设备和工艺过程的设计。不过，目前此类研究水平还不高，尚不能适应社会实践的迫切要求。
还应特别注意地球科学中正在迅速形成的一门新学科——地球信息学（геоинформатика）。它的对象是对地球这一地质物理客体进行综合研究的信息方面的问题。
在本节的最后，我们再谈一下长期以来科学文献中未涉及的信息过程研究的一个方面。这就是物质世界之外的、能使用现代科学设备测量的信息过程的研究。如今，已积累了大量有文献确认的事实，证明这种信息过程客观存在，尽管其表现的结果主要不是借助科学仪器，而是直接通过有特异动能的人所能感知的。
心灵感应、心灵致动、先见之明、远距离诊断和治疗等早已不是什么秘密并已被应用于实践。对这些现象在书刊中展开了相当广泛的讨论，但并没有以应有的方式进行正式的科学研究。因此，这些现象和与之相关的信息过程至今还处于信息学领域专家的视野之外就十分自然了。不过，对该问题进行研究的必要性业已成熟。我们周围的自然界是一个比以往想象的更为重要的信息界。所以，就此问题进行科学试验，积累试验结果并使之系统化，进而使用科学方法（首先使用信息学方法）对其进行研究，这在今天不仅是适宜的，而且是必要的。
不应怀疑，此类研究迟早要揭示这种信息过程的普遍规律，弄清实现信息过程中信息相互作用的方式，与之相应的信息介质。最后，将构建匹配正常的能量信息过程理论（энионика），该理论将成为我们所研究的信息科学群的一个组成部分。由此，很可能在不久的将来，还有一根支柱来装饰我们的大厦。这根柱子由研究我们目前尚未认识的，但现实存在的“微”能量为基础的自然界能量信息交换过程的科学学科构成。这必然导致对先前许多有关自然界规律的认识的重新审视，这也是信息科学群发展的又一个刺激因素。
（摘自俄国《科技信息》第1辑1995年第5期）