蓝田玉PDF文档网 / 电脑教程 / 中小学信息科学知识:信息学方法论
 


中小学信息科学知识:信息学方法论



第一章导论

第一节信息学方法论基础内容


信息学作为一门新兴的交叉边缘学科,经过近 50 年的发展,取得了令 人瞩目的成就,其独立的学科地位也得到了广泛的承认。然而,难以否认的 是,这门年轻的学科离一门成熟的精密学科还有距离,它不仅表现在缺乏统 一规范的理论体系,也表现在其研究方法的缺陷。科学史表明,一门学科如 果要成为真正独立的、成功的科学学科,就必须有自己独特的理论体系,还 必须有本学科特有的研究方法或表征其存在意义的特征方法存在。因此,信 息学方法论的建立和研究已成为信息学进一步完善和发展的重要课题之一, 而且在理论上已形成了一套较完整的体系结构,其应用也愈加广泛和深入。
一、基本概念和原理
什么是方法论?《中国大百科全书》规定其含义为关于认识世界和改造 世界的方法的理论。方法论有哲学方法、一般科学方法、具体科学方法之分。 哲学方法论是关于认识世界、改造世界、探索实现主观世界与客观世界相一 致的最一般的方法理论;一般科学方法论是研究各门具体学科,带有一定普 遍意义,适用于许多有关领域的方法理论;具体科学方法论是指研究某一具 体学科,涉及某一具体领域的方法理论,三者之间的关系是互相依存、互相 影响、互相补充的对立统一关系。
信息学方法论则是关于信息学方法的学说与理论。它主要研究信息学认
识活动中所运用的所有研究方法的结构、功能与特点,阐述这些方法的应用、 发展规律和方向,以及各种方法之间的相互关系,属于具体科学方法论。信 息学方法论的核心是信息学方法,信息学方法论应从整体上把握信息学认识 活动。
信息学在建立研究信息学方法论的一些基本概念的基础上,通过科学判
断这一思维形式表达了信息学方法的一些基本规律和基本关系,形成了一系 列关于信息学方法论的基本原理或基本定律。但由于情报学是一门由社会科 学和自然科学交叉而成的综合性学科,其方法有的源于一般科学,如系统科 学、数学、经验科学、思维科学等,有的是信息学专有的方法,如信息计量 学方法,引文分析方法、信息整序方法等;其方法的总体又受哲学的宏观指 导,因此,信息学方法论的一些基本原理或基本定律一方面直接来自于源学 科,一方面是信息学家将引入方法的原理、定律融合于信息学的认识研究过 程中,深化综合而成。例如,系统科学方法中主要有系统论、信息论、控制 论、协同论、突变论、耗散结构论等;数学方法中主要有集合论、对数论、 群论、模糊理论等;思维科学方法中有抽象与具体、比较与分类、归纳与演 绎等;经济学方法中有投入产出分析理论、边际效益理论等;信息学方法中 有信息检索原理、布拉德福定律、洛特卡定律、乔普夫定律、文献增长规律 等。上述这些方法的基本原理或基本定律构成了信息学方法论的基本原理或 基本定律。
二、信息学方法论的形成与发展
信息学方法论的建立和形成有其必然的条件,主要表现在以下几个方
面。
1.以信息学学科本身来看,要正确深入地研究信息学这一科学认识活动

的本质及内在形成发展机制、建立理论体系及动态发展模型、研究开发信息 技术及应用,不仅需要建立各种信息学专门方法,引入各种哲学方法及一般 科学方法,而且还要深入研究这些方法的产生、演变、性质、特征、适用范 围以及这些方法之间的逻辑结构、相互关系、共同性及差异性,以便使现有 的各种信息学方法在信息学研究活动中得到合理的运用,发挥最佳功能。
2.从信息学方法的发展史来看,尽管信息学方法是与信息学这一科学认 识活动同生共长、相互依存,并随其发展而发展的,但信息学方法论却是由 信息学方法的不断创造、积累发展而形成的。本世纪 50 年代中期至 60 年代 末期,是信息学面向实用研究的阶段,信息学主要研究信息的手工存贮与检 索问题,研究方法主要为经验描述、定性分析;70 年代是信息学面向信息技 术与应用的研究阶段,信息学将数学方法应用于计算机检索和文献计量分析 中,形成了以定量分析为主要带头方法的研究阶段;80 年代至现在,在深入 研究、发展信息技术与应用的同时,又重新重视信息学基础理论的研究。因 此,信息学逐渐把系统科学方法引入其研究之中,并将已有的大量的信息学 方法进行分析、总结,着重研究信息学方法的结构、性质、特征、适用范围 及相互关系等,建立了信息学方法论,以满足信息学既需定性分析又需定量 分析的整体综合研究的要求。
3.从科学理论的构成要素来看,信息学方结论形成发展至今,已有了关
于其方法论的基础概念、基本原理或基本定律以及逻辑推论,尽管信息学对 这三个要素的研究深度还不够,但已形成的三个构成要素足以证明信息学完 全有条件建立自己的信息学方法论。
在信息学方法论的建立与研究初期,由于研究队伍与人员知识结构、思
维定势等方面的局限,信息学研究中描述性的、经验性的、随意性的研究方 法曾经占有相当大的比例并居于主导地位。现在,信息学方法论已发生了重 大变革,更严谨、更科学的方法及其应用已经形成了一定的规模,其具体发 展体现在:
(1)研究方法上,从单一性逐步转向整体性。以往信息学传统的经验
方法,多侧重于孤立研究信息工作流程中各环节的状态,如文献信息的管理、 信息工作的服务方法等,而较少把信息、信息工作者、信息用户联系成一个 系统加以考虑。后来人们发现整体研究不会人为割断信息系统固有的内在联 系,而且可以开拓思路,提高信息服务效果,发挥信息系统的整体功能和价 值,所以这种整体性研究方法越来越受到重视。
(2)分析方法上,信息过程从定性描述逐步过渡到定量描述。研究信
息系统整体功能和价值,必须运用数量分析方法。以往信息学研究多运用静 态分析方法,处于“用图表来加以说明的阶段”,即使有一些统计数字描述, 也仅仅是初级的,一般没有超出算术统计的范围。近几年来,利用数量分析 方法开展信息过程及信息学的过程的研究逐渐增多,主要反映在以下几个方
面:
①运用数学原理和统计学方法,对有关数据进行数量分析,如探讨文献 统计规律的理论,引文分析定量化研究,信息工作的经济效益分析,文献管 理的优化问题,以及信息用户调查研究等。
②建立数学模型,对过程进行模拟研究,如从抽象化角度对某些信息学 概念、信息过程分析运用了数学描述,信息检索理论中运用数理方法建立检 索数学模型;信息分析预测中运用回归分析、模型法开展一些定量研究。

③利用电子计算机系统收集、整理、存储各类信息学研究数据、资料。
④运用数理方法论证、修改已有的信息学定律、公式、模型等。
(3)研究方式上,逐步从个体分散的业余研究转向集体有组织、有计 划的研究和个体业余研究相结合。有关信息学的理论刊物在数量上和质量上 都有了很大的提高,它们从不同侧面研究实际或理论问题。一些信息机构还 根据需要和可能设置了信息理论与方法的专职研究室,在理论研究领域中起 骨干和先导作用。
此外,信息学与其他相关学科的联系越来越广泛,从而拓宽了信息学的 研究领域。一方面,信息理论研究人员广泛运用其他相关学科的成果和方法 开展研究;另一方面,采取多学科合作研究的方式,聘请相关学科的学者、 专家参加,出现了集体有组织、有计划的研究方式,使信息学理论研究进入 了新的层次。
(4)研究对象上,逐步从提供信息的系统本身发展到利用信息的用户 上。近年来,信息用户研究已开始成为信息学研究的热门课题,内容包括信 息用户及需求,信息服务效果评价,用户心理学、信息搜集策略等,提出要 改善利用信息的环境,从信息政策的高度加以重视。
三、信息学方法论的研究内容
信息学方法论是信息学理论体系的有机组成部分,其根本目的在于提高 信息学研究方法使用的合理性、有效性,并为信息学特征方法的建立、完善 提供指导。为此,信息学方法的研究应该覆盖以下内容:
1.信息学方法论的一般问题。其主要目标是从理论的高度提炼出信息学
研究的方法要素,在此基础上说明理论与方法论、问题与方法之间的辩证关 系。同时,对信息学方法的来源、发展规律与趋势以及信息方法体系的动态 结构进行总体把握,从而分析构建信息学特征方法的规律与原则。
2.信息学研究的总体认识。任何一门学科的方法都受到研究者的价值判
断、思维习惯、知识结构等主观因素的影响。因此,即使是在同一领域里, 研究方法也表现出较大的差异。但是。研究方法也要受研究对象及研究目标 等客观因素的影响。所以,对信息学研究对象的特点、研究的目标及其组织 管理从总体上加以把握是信息学方法论研究的重要内容。
3.信息学方法的个别研究,包括各种方法的性能、特点、优缺点、适用
范围、使用程序与技巧、使用科学性的评价标准似及具体研究中方法选择的 影响因素等。
4.各种方法在信息学研究中的具体应用情况,通过实例分析展示被应用
方法的特征和应用效果。
5.信息学方法论的研究原则和信息学研究中各种方法使用的选择原
则。
总之,信息学方法论不仅要从微观上对各种方法的诸多方面加以研究,
而且还要从宏观上研究这些方法构成的体系及信息学认识活动的特点与规 律。
第二节信息学方法论的特点和作用 一、信息学方法论的特点和功能
作为信息学认识活动与研究方法的知识体系,信息学方法论具有以下特

点:
1.从其内容上看,信息学方法论具有概括性与抽象性。信息学方法论从
如何使信息学研究合理化的角度来促使自发经验研究向自觉系统研究的演 进,因而具有比个人经验更大的抽象性与概括性。
2.从其结构来看,信息学方法论具有层次性与系统性。在各种方法之间 建立起现实的联系与从属关系,因而信息学方法论具有系统性。在信息学方 法体系中,各种方法又具有层次之分。
3.从其存在形式来看,信息学方法论具有广泛性。方法论知识不仅以独 立的理论形态存在,体现为各种规则、方法和具体作法,而且直接渗透在与 信息学研究的内容相联系的认识活动之中,因而具有广泛性。
4.从其作用方式来看,信息学方法论具有间接性。信息学方法论的原则 原理是在方法的运用中得到具体反映的,因此,其作用是间接的。首先,研 究者研究什么并不是方法论能够规定的;其次,信息学方法论虽能为研究者 建立决策的方案,但方案的选择与实施受研究者主观因素的影响。
5.从其发展来看,信息学方法论具有动态性。信息学通过移植其它学科 的方法,创造自己的专门方法来丰富其方法体系,而且,各种方法在方法体 系中的地位也将随信息学研究的重点、热点与难点的变迁而变迁。从这个意 义上来说,信息学方法论是一个时间上有序的、开放的、动态的知识体系。 信息学方法论的特点与内容决定着它的功能是多方面的。信息学方法论 作为信息学方法的理论指导和规范,能深刻地阐明信息学形成发展的内在机 制;能清楚地说明信息学研究者是如何思维、如何研究的,并描述其思维过 程及研究过程;能科学地将信息学的工作方式、行为方式和思维方式的共性 抽象出来。形成科学的规范和准则,以促使信息学研究沿此模式进行;能及
时发现问题,提出课题,实现研究目标。
因此,信息学方法论具有如下功能。
(1)信息学方法论具有对方法选择和使用的规范功能。信息学方法论 通过制定具体研究之中方法选择的一般原则以及方法使用的规则,为研究者 规范化选择、使用方法提供依据和指导,从而使信息学研究趋于严谨与科学。 这对于大量引进其它学科方法的信息学研究尤其具有重大的意义,是解决目 前信息学研究方法选择与使用上存在缺陷的根本途径。
(2)信息学方法论具有对方法创造的启发功能。信息学方法论通过对
信息学专门方法形成与发展的机制和规律的研究,确立建立专门方法的一般 原则,从而启发和指导信息学专门方法的建立与发展。需要强调的是,信息 学方法论本身并不具备创造方法的功能,因为任何一门学科的方法的创造并 不是产生于方法论,而是决定着方法论。信息学方法的创造是在信息学研究 实践中完成的。
(3)信息学方法论具有完善信息学理论的功能。信息学方法论本身是 信息学理论体系的有机组成部分,它的发展将促进信息学理论体系的完善。 另一方面,信息学方法论能够从整体上认识信息学理论体系及其运动规律, 从而为信息学研究提供正确的思维方式,促进信息学理论研究的深入与理论 体系的完善。
(4)信息学方法论具有认识表达功能,它解决如何将正确的认识通过 正确的方式表达出来的问题。由于信息学主要是由经验科学发展而来的,因 而其表达方式从叙述个别的经验事实材料开始,进而叙述信息学领域里的结

论和思想,叙述由它们加以论证的公理、引理和个别结论。
(5)信息学方法论具有论证、验证功能。因为任何一种理论学说不仅 要有科学的思维方法、严密的逻辑方法加以论证,还要有科学的观察实验和 社会实践加以检验才能判别其真理性。信息学方法论能够解决信息学的研究 结果及信息学理论学说的论证和验证问题。
此外,信息学方法论通过制订方法,使用科学性判定标准,发挥评价功 能,通过把握信息学研究的发展规律,预见信息学未来研究方法,它还具有 对信息学方法的现实批判反思功能。
二、信息学方法论的研究原则
信息学方法论的建立和研究,在与人类认识自然和社会的总体方法相联 系的同时,还必须确立自己的特点和范围。因此在讨论信息学方法论体系时, 应当遵循六项原则。
(一)过程和方法相结合
信息研究,同任何科学研究一样,从开始到结束,都是一个连续进行的 动态过程,整个过程由若干环节构成,不同环节采用不同的研究方法。以往 较多的注重某一环节的研究方法,而较少考虑整个过程的研究方法是失之偏 颇的。实际上,科学研究方法通常是指获得科学知识应遵循的程序,研究问 题、解决问题的方法和手段的总和,因此应当将方法和程序有机地结合起来。 信息研究工作一般由两个相互联系又相立区别的部分构成,即常规信息 研究工作和专题信息研究工作。常规信息研究产生动态性和基础性信息,是 专题信息研究的基础,为专题信息研究提供丰富的材料,而专题信息研究则 产生专题性信息,是常规信息研究的发展,并深化了常规信息研究工作。常 规信息研究的基本环节是扫描、分析和积累,而专题研究的基本程序是选题、 调查、整序、抽象、表达和评价。可以说这两种类型的信息研究及其程序构 成了信息研究工作的基本模式和格局。因此,以这些程序及其方法为基线,
是从事信息方法论研究应当遵循的重要原则。
(二)一般和特殊相结合
任何学科都有适用于它的哲学方法、一般方法和专用方法。大体来说, 辩证唯物主义是人们认识世界和改造世界的基本方法,它对科学研究方法论 有着巨大的指导作用;观察方法。实验方法、逻辑方法、系统方法则是自然 科学研究的一般方法,而通过研究物质的化学变化来研究物质运动规律的一 系列方法乃是化学学科所独有的方法。
在信息方法论的研究中,应当把吸收和独创相结合。通过对信息的选
择、整序和抽象来研究科学技术问题,是信息研究的特色。通过信息检索获 取信息的方法,以分类和主题为基础的整序方法,以文献计量为基础的信息 计量方法和引文分析方法都是信息学的特有方法。如何发展信息学的特有方 法是信息学方法论研究的重要任务。
吸收和移植是各种学科及其方法论发展的普遍现象,信息学也不例外。 吸收和移植的基本思想是将一般方法的普遍性与信息学研究的特殊性相结 合,逐步做到融化与同化。在吸收与移植过程中,一旦证明这种方法适用于 信息学研究,它也应当成为信息学研究的一种方法,成为信息学方法体系中 的有机组成。
信息学方法论的研究不仅仅局限于科技信息研究领域,还应逐步汇集和 探索其它领域信息研究的方法,建立起包括经济、军事等在内的整个信息研

究工作的方法论体系。
(三)理论和应用相结合
在信息学方法论的建设过程中,应当十分注意理论与应用相结合,两者 不可偏废。方法论既然是关于方法的学说或体系,那么对方法理论的学习无 疑是十分重要的。现代横断学科实质上都具有方法论的意义,正在迅速应用 到自然科学和社会科会的各个领域,推动着这些学科的进步和发展。但学习 的目的在于应用,从某种意义上讲,方法与实践的关系,有如游泳理论与游 泳实践的关系,因为科学研究方法的掌握毕竟具有某种技巧的性质。
回顾我国科技信息工作,在引进国外先进学术思想和科学方法上作出了 重要的贡献,但如何在信息领域中加以推广和应用,认识不足,措施不力, 效果不佳。因此在信息学方法论的建设过程中,应当花大力气研究各种方法 在信息研究活动中的应用特点、应用范围、应用步骤、典型案例、改进办法, 解决好方法的适用性和实用性问题是极其重要的。
(四)历史和现实相结合
从根本上看,应该把方法看作是人类认识世界、改造世界的经验总结和 理论概括,是科学技术和生产力发展水平的标志。人们的方法水平总是与人 们的知识水平相适应的。科学史表明,科学与方法同生共长,形影相随。信 息学方法论的建设既要受信息研究人员的知识结构和实践范围的制约,也会 受到现代科学技术和社会进步的推动,总不会停留在一个水平上。它也需要 经历一个发展的过程,以便把我国信息工作的历史和现代科学技术发展的现 实很好地衔接和填补起来,在总结和继承的基础上改进和发展,既不能熟视 无睹,又不能操之过急。
历史上任何方法论的建立都经历了一个从零星的、局部的、不系统的探
索到大量的、全面的、系统的发展过程。在信息学研究领域中,关于研究模 式的探讨,也经历了相当长的时期,现在基本形成共识,即信息学研究的合 理做法应当是定性研究与定量研究相结合,自行研究与组织研究相结合,基 础研究与应用研究相结合,科技信息与经济信息相结合,国外信息研究与国 内信息研究相结合,这就是一个发展的过程。
而作为信息学特征方法的信息计量学方法与引文分析方法,虽然已经显
示了其在信息学研究中的突出特点和独特作用,但因为对它们的研究和应用 的历史并不太长,所以,在进一步应用和研究的过程中,就要本着历史与现 实相结合的观点,既不能不顾其成熟完善程度而盲目使用,又不能因其不够 完善而弃之不理,我们应本着在应用和研究中完善并发展这一基本方法,精 心研究,大胆使用。
(五)定性和定量相结合
在信息学方法论的建设过程中,应当坚持定性分析与定量研究相结合, 把两者有机地结合起来。事实上,在一项研究工作中,定性与定量是相辅相 成,缺一不可的。定量研究为信息研究提供数量依据,侧重于数学模型的建 立和求解;定性分析把握信息研究的重心和方向,侧重于物理模型的建立和 数据意义的阐述。但传统信息学研究只作定性的说明,很少作定量的分析。 目前的信息学研究中有人过分强调定量分析而忽视甚至否定定性研究,这是 不可取的。
其实,定性与定量的结合,不仅仅在于通常意义下的定性与定量相结合 的具体方法,而且还在于强调一种系统的研究方式。这种系统研究方式的实

质是以与被研究客体,即信息学本身的复杂性相适应的“认识系统”去对付 “对象系统”。定性与定量相结合的实质,是指把理论和经验、逻辑和非逻 辑、人的智慧和现代化研究工具结合起来。因此,信息学方法论的建设应当 把定性与定量的结合作为一个重要原则去遵循。
(六)个体论与整体论相结合
个体论与整体论之争,是由于强调自然科学与社会科学研究对象的不同 特征而引发出来的。通常情况下,注重自然科学类的差别而不大注意个体差 别,较易从个别推知一般;而社会科学则很重个体的差别,认为每个人的存 在都是不可置换的。总之,个体论者更注重个别性的认识,整体论者更注意 由整体联系去解释个体的活动。
信息学作为自然科学与社会科学的交叉学科,其研究对象也必然身兼二 性,既有自然科学的性质,又有社会科学的性质。因此,在信息学研究中, 我们既不能从个体论和整体论中择一而用,也不能回避其矛盾,而只能是用 马克思主义的辩证综合,达到和谐发展。既要用个体论的方法研究信息活动 中用户、信息工作者的个体行为,又要用整体论的观点,从整体上把握信息 活动全过程及其普遍规律。
三、信息学方法论建设与研究的意义
正如科学研究方法论是科学技术发展的重要工具和巨大动力,研究方法 的使用和变革,总是直接或间接引起科技发展的飞跃一样,信息学方法论的 建设对信息学的建设和信息工作的向前发展也具有重要的理论和实际意义。
(一)奠定信息学的发展基础
任何学科的建立和发展都是以方法论的建立和发展为重要内容和基础 的。例如,没有运筹学方法的发展,就不可能建立现代的系统工程技术,统 计方法和类比方法的应用为信息论的创立提供了重要条件。几十年来,我国 的信息研究与其它软科学相比,发展不快的重要原因之一就是信息部门不重 视方法论和现代化的建设。对于很大一部分信息研究机构和人员来说,几十 年一贯制,在研究方法上创新不多,移植不力。如果我国信息学的发展不从 理论与实践两个方面建设自己的方法论体系,就难以把信息学作为一门学科 来发展,就不可能在科学领域中获得自己应有的地位。
(二)有助于信息学学科理论建设
从本质上讲,所谓科学的“危机”,归根到底是科学基础概念和科学方 法的危机,一旦新的科学研究方法产生,就会产生一场新的科学革命。有的 学者甚至断言:如果方法不能有所创新或者有效地突破,那么指望在信息学 理论上有所突破,将是难以企及的。巴甫洛夫指出:“科学是随着研究方法 所获得的成就而前进的。研究方法每前进一步,我们就要提高一步,随之在 我们面前也就开始了一个充满着种种新鲜事物的更广阔的前景。因此,我们 头等重要的任务是制定研究方法”。对于信息学来说也是这样。
信息学研究方法论作为信息学认识的主要手段、认识工具及认识工具之 “软件”,理所应当承担起信息学的开路光锋任务,它还应当也能够为信息 学的发展起到定向作用,成为获得信息学研究成果的桥梁。
(三)有利于学习、识别、评价、借鉴和继承已有的信息研究成果 目前,信息学研究中的许多结论和成果是通过运用各种科学方法而取得 的,如果我们不满足于在字面上被动接受这些研究者所得出的结论,不仅知 其然而且要知其所以然,就必须能够理解研究者在提出问题、搜集资料、采

集数据和分析研究中所采取的各个步骤,以及由此得出结论的过程。如果不 了解、这些方法和步骤,在这些方面不具备相应的知识,那么就很难理解和 评价信息学研究中许多新颖的、令人感兴趣的研究成果。有经验的研究人员 在评价一篇科学论文时,往往不会只看其结论,重要的是要看论文作者是通 过什么方法得出这个结论的。
(四)有利于提高科学素养,合理安排研究工作,正确地开展研究
工作
学习和研究信息学方法论,对于课题的选择、线索的鉴别、假设的确定、
论证与验证,无疑都会有所帮助。运用这些方法,将会使我们准确及时地发 现信息活动的各种问题,抓住其中最主要的问题,选择推动问题解决的最适 合的方式方法,排出一般问题解决的先后顺序,以点带面,各个击破。
相反,一个不具备信息学方法知识的信息工作者,是不可能去辨别、定 义、建议筹划或进行一个有价值的信息学研究项目的。当前,信息工作中的 许多问题没有得到很好的、有效的研究,其中一个非常重要的原因就在于广 大信息工作者缺乏或根本没有接受过科学方法的训练。不难想象,一个不懂 布拉德福定律的人如何去搞核心期刊选定,一个不懂控制论、系统论的人如 何去搞信息系统设计和信息控制研究,一个没有学习过引文分析方法的人如 何去研究几位专业作者之间的关系。
(五)有助于帮助信息工作者掌握正确的思维方法和工作方法
信息学方法论是信息学认识程序的规范化、最优化。所以学习和研究信 息学方法论将有助于信息工作者掌握一套科学的认识方法,因而也有助于信 息工作方法的规范化和最优化。法国生理学家 C.贝尔纳(Bernard)曾经说 过:“良好的方法能使我们更好地发挥运用天赋的才能,而拙劣的方法则可 能阻碍才能的的发挥。因此,科学中最难能可贵的创造才华,由于方法拙劣 可能被削弱,甚至被扼杀;而良好的方法则会增长、促进这种才华。”
学习和研究信息学方法论,还有助于我们掌握良好的思维方法。正如斯
蒂芬·梅森所说的。“比起任何特殊的科学理论来,对人类的价值影响最大 的恐怕还是科学的方法论。科学方法依靠理论论证而不诉诸情感,它提出在 不同的观点中进行抉择时必须尊重经验的证明,这种做法现在比起一百年前 好像更广泛地被运用到处理人与人的关系方面来了。”受方法论的影响,信 息工作者在考虑问题和处理问题时更多地采用理性主义和客观主义的观点, 这有利用树立唯物论和辩证法的观点,以正确的思维方式开展信息工作与信 息学研究工作。
(六)提高信息研究工作的生存能力
社会和用户的信息需求是信息机构生存和发展的基础。随着现代管理和 改革开放的发展,信息研究机构面临着重大的竞争和挑战,主要表现在咨询 业的竞争;信息机构信息优势的削弱;信息研究和人员应变能力的不足。同 时还应当看到,竞争和挑战不仅来自外部,也来自内部。信息技术的发展, 计算机检索系统的建立,也将影响信息部门内部对文献搜集和研究两大工作 的相互关系及发展。
应付上述问题的核心在于增强信息研究机构满足社会和用户需求的能 力,提高信息研究的速度和质量。为此,不解决信息研究手段和方法的现代 化是很难实现的。因此,方法论的建设对于信息研究工作乃至信息学的生存 和发展来说,具有重大的现实意义。


第三节信息学方法论的体系结构

一、信息学方法论体系的构成
信息学方法论是指信息学研究中,为研究信息及信息过程的规律性所采 取的一切方法和技巧的总和。信息学方法既包括从微观上研究具体信息的方 法,也包括从宏观上研究信息过程规律性的方法。在信息学方法论中,通常 以科学方法的“三分法”——按照方法的普遍性程序将科学方法划分为哲学 方法、一般科学方法与专门方法——是依据构造信息学的方法体系,这一分 类能够较全面地揭示不同类别的信息学方法的适用范围。这三个层次的方法 的有机结合构成了信息学方法论体系。
(一)哲学方法
哲学方法是适用于一切科学研究的最普遍的科学方法,也是具有高层次 指导意义的方法。一般而言,哲学方法并非用来解决某一学科的具体问题, 而只是在哲学高度上来研究问题。哲学方法从信息学开始产生起,就介入其 中,并形成了信息学哲学流派,如布鲁克斯的知识吸收学派、乌勒舒拉的哲 学学派。这与物理学的情况不一样,物理学在有了统一的规范之后,才引入 哲学的方法,而信息学研究中,哲学方法的应用是在统一规范形成之前。这 是因为哲学不仅作为一般的世界观与方法论指导信息学研究,而且能够深入 到信息学研究的某些细节上,如信息的定义、信息学理论基础与理论体系的 研究。
(二)一般科学方法
一般科学方法是指各门学科或大部分学科都采用的科学方法。它是将各 个学科研究方法的共性抽出来而形成的具体的泛化方法,具有通用性、横断 性和综合性特征。我们可以将应用于信息学研究中的一般科学方法分为四大 部分:①横断科学方法,如数学方法、控制论方法、系统方法、信息方法等;
②经验科学方法,如调查法、观察法、实验法等;③理性思维方法,如比较
与分类法、归纳与演绎法等;④移植科学方法。一般科学方法在信息学研究 中的应用,使得信息学研究行为过程规范化、科学化,信息研究成果也更加 科学,更容易为社会所承认和接受。
(三)信息学专有研究方法
作为一门年轻的学科,信息学的专有研究文法还不太成熟、不太完善, 多半是由其它学科的研究方法移植过来加以改造而成的。但是随着这些方法 在信息学研究中的应用,这些方法已经或正在成为揭示信息和信息现象内部 规律的有独特作用、独到之处的研究方法。我们可以把信息计量学方法、引 文分析方法看成是比较成熟的信息学专有研究方法,并把信息整序方法和内 容分析方法等看作正在发展、很有前途的信息学专用研究方法。它们除具有 研究功能外,还被视为使信息学成为一门独立学科的标志。
信息学方法论体系的三层次,有区别又有联系。哲学方法对一般科学方 法和信息学专有方法有指导意义,是对一般科学方法和信息学专有方法的理 论概括;信息学专有方法要接受一般科学方法的指导,同时也是一般科学方 法的基础。哲学方法、一般科学方法、信息学专有方法共同构成整个信息学 方法论的体系结构(以后各章节将择要介绍)。
二、信息学方法论体系结构

第二章信息学研究的哲学方法

第一节信息学的哲学基础研究


哲学基础是信息学理论基础的重要组成部分,是信息学理论研究的世界 观和方法论。尽管人们对信息学的哲学基础尚无一个统一的认识,但各国信 息学家从不同角度、不同深度对其进行了探讨和研究,形成了不同的派别。 信息学哲学基础研究派别主要有:科学哲学流派、马克思哲学流派、贝
塔朗菲系统论流派和结构主义流派等。 形成信息学哲学研究流派众多的原因主要有三个方面:一是从哲学的发
展历史来看,哲学已从注重本体论的传统哲学研究,进入到以认识论及方法 论为主的当代西方哲学研究。正是由于波普尔的批判理性主义、库恩的历史 主义、拉卡托斯的“科学研究纲领方法论”、皮亚杰的结构主义、马克思的 唯物主义和历史唯物主义等多种哲学流派的产生与发展,使得信息学者采用 不同的哲学观点,形成了众多的信息学哲学基础研究流派。二是从信息学的 研究者来看,信息学家本身的知识水平、对信息学的认识深度、对哲学的吸 收理解程度、运用哲学观指导信息学及解决信息学问题的能力,亦是形成“观 点各异”的主要原因之一。三是从信仰、社会、文化等因素来看,不同的哲 学信仰、科学技术水平、文化制度、文化背景亦是不可忽视的重要原因。
一、科学哲学流派
科学哲学流派包括以波普尔的“世界 3 理论”为哲学基础的本体论流派 和以库恩的科学“范式”、“科学革命发展的动态模式”及拉卡托斯的“科 学研究纲领方法论”为哲学基础的认识论及方法论流派。
(一)本体论流派
它是以卡尔·波普尔(Karl Popper)的“世界 3 理论”为哲学基础, 波普尔本体论可概要如下:
世界 1——物质世界,宇宙,地球对我们虽是维持生命所必需的,但在
宇宙中只不过是无限的物质和辐射的整体中微不足道的一个小点。 世界 2——主观经验世界或“意识状态”。
世界 3——客观知识世界,即人类头脑的产物,它记录在语言、艺术、
科学技术以及其他一切人工制品中,人类已将它们贮存或扩散在整个地球 上。
波普尔认为,虽然这三个世界是独立的,但它们也相互作用。由于人类
生活在地球上,因此我们是物质世界的一部分,并且为了不断地生存下去, 需依赖于太阳发出的光和热、空气中的氧、食品中的蛋白质、水等。由于我 们具有脑力,所以我们也是世界 2 的一部分。波普尔将他要发表的思想记录 在他的著作中,而我们则可以一直借助于世界 3 的资源。书籍也是物质实体, 是世界 3 的一小点,但它独立于人创造它的人类,作为客观事物而存在。布 鲁克斯正是以“世界 3 理论”作为信息学的哲学基础,确定了信息学研究对 象在本体论上所处的哲学位置,指明了信息学的理论工作是研究“世界 2” 和“世界 3”的相互作用;实际工作是收集和组织“世界 3”的记录;波普尔 的“世界 3 理论”之所以引起信息学者的注意,是因为该观点第一次从纯实 用观点以外的角度,为信息学的专业活动提供了理论根据。
布鲁克斯的《信息科学基础》发表使波普尔的“世界 3 理论”在国际信

息界引起了极大反响。我国信息界也从 1982 年开始引进和介绍了波普尔的 “世界 3 理论”,其中有不少学者追随布鲁克斯开始在波普尔的“客观知识 世界”的观点和哲学理论基础上构建信息学理论大厦。同时也有另一部分人 提出异议,并以唯物辩证法的观点展开了对波普尔哲学的批判,指出了波普 尔“世界 3 理论”的重大疏误,如波普尔把意识的客观实在性说成如同物质 一样是客观实在的东西,混淆了意识与物质的根本区别和对立;再如,把社 会意识依存于社会存在,并反映社会存在的相对独立性,歪曲成为一种独立 于物理世界之外的“自由的”独立性等。因此,我们既要肯定“世界 3 理论” 具有一定的合理性,尤其是关于“客观知识”概念的提出对信息学理论建设 的巨大启发和启迪作用,同时又应指出“波普尔世界 3 理论并没有科学地说 明和解释世界”,在论证和逻辑上出现了一些疏漏,有其不够严谨的一面, 所以不应当“把信息学的哲学基础建立在波普尔为我们所构筑的如此松软的 沙滩上。”信息学的理论基础只能是辩证唯物主义,而关于信息的普遍性与 特殊性、运动性与静止性等问题,也只有从辩证唯物主义观点出发,才能作 出正确的解释。
(二)认识论及方法论流派
1.以库恩的“范式”及“科学发展动态模式”为哲学基础的观点: 库恩的“范式”是美国科学哲学家托马斯·库恩提出来的,它是指“在
科学实际活动中某些被公认的范例——包括定律理论、应用以及仪器设备系
统在内的范例——为某一科学传统的出现提供了模型”。科学与前科学的区 别就在于科学具有范式(范型、模范),而前科学、非科学则没有。范式为 科学共同体(科学家按同一的范式组成的集体)所一致拥有,他们按统一的 范式从事科学研究活动,这就是科学。前科学的特点是工作者对他们所从事 的学科的基本原理,甚至有关的观察现象、观点完全不一致,经常争论,每 个人不得不从头开始证明自己的特定观点是正确的。用“范式”的理论来看 信息学现状,可以认为信息学正处于由前科学向科学发展或转化的过程中。 有了这个基本的看法,在信息学理论研究中就既要允许对基本概念、原理的 继续争论,又要力求求同存异,争取在较短的时间内早日步入正式科学之列。 库恩的“范式”理论是客观世界某一事物的内部结构,在人们头脑中反 映出来的,方法论的知识或理论的框架,有其合理因素,但亦有其弱点:第 一是“范式”的含义不够精确,第二是以科学家的心理与信念为基础建立科 学理论是唯心的;第三是把“范式”的更替看成是突如其来的绝对的改变,
而不是人类知识长期积累的结果。
2.以拉卡托斯的“科学研究纲领方法论”为哲学基础的观点。 科学研究纲领,是拉卡托斯提出的一个描述科学发展的模式和方法论。
拉卡托斯主张不能孤立地对一个理论进行评价,评价任何科学理论都必须连 同它的辅助假设、背景知识和初始条件一起进行。而由某种连续性联系起来 的各个理论所组成的理论系列就是一个科学研究纲领。科学研究纲领由四个 相互联系的部分组成:①最基本的理论构成“硬核”;②许多辅助性假设构 成的“保护带”;③保护硬核心反面启示规则——反面启示法;④改善、发 展理论的正面启示规则——正面启示法。其中“硬核”是整个研究纲领的基 础部分,不许改变,不容反驳,否则将导致整个理论系列被彻底否定;各种 辅助性假设所构成的“保护带”之职责就是保卫硬核,竭尽所能不让硬核遭 到经验事实的反驳;反面启示性是规定人们不应该干什么,避免哪些研究途

径,不要把矛头指向硬核而尽量把经验反驳转向保护带;正面启示性则鼓励 人们精简、修正、增加或完善辅助性假设,以稳定、完善和发展整个学科研 究纲领。
由于拉卡托斯“科学研究纲领”的内核比库恩的“范式”意义明确的多; 拉卡托斯的硬核是理性的产物,而库恩的“范式”是心理主义的解释;拉卡 托斯肯定了新旧理论系统之间的连续性和进步性,而库恩的科学发展动态模 式是突变的。因此,拉卡托斯的“科学研究纲领方法论”逐渐引起了信息学 界的关注。
科学研究纲领的理论,给信息学的研究方法和原则指出一条很有价值的 思路。我们也可以考虑选择或约定出信息学理论的“硬核”,并以各种辅助 假设把“硬核”保护起来,形成保护带。当信息学理论与从信息工作实践中 所得的结论有矛盾时,应首先考虑调整辅助性假设,通过修正和完善,保护 信息学理论的硬核,保持信息学理论的稳定性。只有在修改或增加辅助性假 设不能导致得到证实的新事实的预见时,才把否定指向硬核。这样才能既保 证信息学理论的相对稳定,又保证信息学理论体系的开放性,最终使信息学 理论增加生命力和活力,求得更大的发展。因此,对正处于发展阶段的信息 学来说,科学研究纲领方法论不失为一种较理想的、构建理论体系的哲学基 础。
二、马克思主义哲学流派
该派主要以马克思的辩证唯物主义作为信息学理论体系的哲学基础。由 于各国哲学信仰、社会环境、文化背景不同,而我国自建国以来主要是用马 克思的辩证唯物主义作为世界观和方法论,所以,我国信息界比较重视马克 思主义哲学对信息学理论体系建立的指导。
利用辩证唯物主义认识论能够有效地分析信息工作的内在矛盾,即信息
与信息需求的矛盾。辩证唯物主义认为该矛盾产生、存在于整个认识过程, 是人类认识过程的一个环节;认为信息不仅是人类认识活动的产物、人类认 识的对象,还是人类认识的工具、联系主客体的中介;认为辩证唯物主义认 识论为信息学提供了适当的哲学位置,是信息学的哲学基础。
但也有部分信息学者发表了不同的看法,从辩证唯物主义认识论角度来
看,认为信息与信息需求的矛盾是认识过程的一个环节,并以此寻找信息学 的哲学位置是符合我国国情的。然而从科学认识论的角度来看,信息学理论 体系应该以科学事实、科学概念、科学定律为基础和构成材料;通过自我组 织、自我调节和自我反馈形成科学的动态理论系统;通过科学的实践检验判 明其真理性,检验成功了才能被人们所接受。因此,仅从辩证唯物主义能为 信息工作的内在机制提供适当的哲学位置及认识论,就认为辩证唯物主义认 识论是信息学的哲学基础似乎还不够严谨。
因此,信息学理论应以辩证唯物主义为立足点,吸收西方某些理论的有 益成分,才能健康地发展和完善信息学的理论体系。
三、贝塔朗菲系统论流派
该派主要以系统论思想为哲学基闻 从目前信息学理论研究现状来看,国内外皆很重视系统论思想对信息学
理论体系建立的作用。它以贝塔朗菲的一般系统论为哲学基础,探讨了信息 现象和信息过程的系统行为规律;并按照钱学森的三台防理论将信息学理论 体系分为信息服务工程→信息科学技术→信息学原理→马克思主义哲学;认

为系统论的产生和运用,揭示了客观物质世界新的本质联系和运动规律,为 现代科学技术的发展提出了新思想、新方法,因此,以系统论为哲学方法能 使信息学早日成为一门体系完善严谨的科学。
不同的观点认为,尽管系统论能从不同侧面揭示信息学研究对象之间的 相互联系、相互作用及内在运动规律,然而,系统论只是提供了一种使信息 学理论体系建立更加完善的一种哲学方法,并没有指明信息学在哲学意义上 的位置及核心任务;只是说明了信息学理论体系作为一种系统具有动态性, 并没有指明其科学发展的动态模式如何。
四、结构主义流派
该派主要以结构主义的深层、表层结构为哲学基础。目前,无论是国内 还是国外,以结构主义为哲学方法论研究信息学理论体系的还不多。
以结构主义为哲学方法论,以科学技术知识体系为参照系,信息学可划 分为深层结构、表层结构和边缘结构。深层结构是指信息学各分支领域和各 构成要素所共有的结构形式,是深藏于信息学表象内部的深刻本质,决定了 信息学的外在表现形式——信息学表层结构;表层结构是信息学各分支领域 和构成要素所特有的结构形式,既统一于深层结构,又具有多样性;边缘结 构是指信息学以特有的结构形式为媒介,为相关学科建立的各种联系。
虽然说已有的文献从结构主义角度探讨了信息学各构成要素之间的联
系,将信息学的结构划分成深层、表层、边缘结构,为信息学理论体系的建 立提供了一种全新的思路,但并没有论证信息学整体结构模型的最本质问 题,即深层结构的具体内容是什么,这是与结构主义以深层结构为重点的观 点不相符合的。
第二节哲学方法简介 一、哲学方法的概念
所谓哲学方法,就是运用哲学的原则解决具体的科学问题。哲学方法作
为信息学方法论系统中最高层次的方法,可以理解为如下四个方面的含义:
1.哲学就是方法论。现代哲学与科学分工明确,全部实证知识应由包括 信息学在内的各门科学提供,哲学只提供方法论的原则;另一方面,任何一 个完整严谨的哲学体系本身,都应既是世界观又是方法论,是世界观与方法 论的统一。从哲学的本性看,它的任务主要是向人们提供如何才能正确把握 对象存在和发展的规律,它所要启示人们的,主要是一种方法论,即教人们 应如何正确思维,以及提供正确的思维方式和思维方法。
2.哲学方法具有普遍的适用性,能涵盖一切领域。科学方法具有三个层 次,即具体科学方法(如信息学的专有方法)、一般科学方法和哲学方法。 哲学方法是从前两个层次中提炼出来的,而前两个层次方法又蕴含着哲学方 法的内容,二者有着本质上的共同点和一致性,是一般与个别的关系。哲学 方法作为最高层次的方法,它适用于并能指导自然科学、社会科学、思维科 学及交叉科学的研究,是人们处理外部世界关系的基本规范和准则。在人们 认识和改造世界的活动中,它作为总体和一般性的方法论起作用,因而被包 括在一切范围的科学认识结构之中。
3.哲学方法具有多元性。它不仅是指马克思主义哲学方法,也指以往一 切旧哲学方法;不仅是指中国的哲学方法,也指外国的、西方的哲学方法。

在西方资产阶级哲学中,其本体论和世界观或许是唯心的,但在方法上往往 有可吸收的合理因素,如黑格尔的唯心辩证法。现代西方哲学中关于方法论 的合理思想,也是人类科学思想宝库中的有机组成部分。例如系统学分析方 法的产生及其应用、波普尔三个世界划分的理论及其影响,都说明了这个问 题。
4.哲学的应用化也体现了哲学就是方法论的功能。马克思主义哲学的一 个显著特点是重视哲学在实践中的应用,马克思主义哲学是哲理与现实相统 一的哲学应用观。哲学要改变世界,就离不开哲学的应用,而这又突出了哲 学的方法论功能。应用哲学作为基础哲学和具体科学的中间环节,是完成指 导具体科学又发展哲学这一双重任务的有效途径。这样,就可以使哲学不再 是站在最前面去面对各门科学作概括总结,而是渗透到各门科学中去作哲学 思维,突出了哲学的功能,并使上下趋于逐级抽象、具体的双向流动之中, 以保证哲学的丰富性、开放性、科学性,又可以为哲学开辟一条把握时代精 神的新通道,使哲学不再只是远离现实的玄想,而是活跃于人们改造自然、 变动社会、更新观念的现实生活中。
二、哲学方法的特点及局限
(一)具有普遍性
哲学方法作为最高层次的方法,是人们作为主体处理同外部世界关系的 基本规范和准则,在人们的实践活动中起着总体性和一般性方法论的作用, 具有最大的普遍性和广泛性。它对其它层次的方法居于统驾一切的地位,起 着灵魂和支柱作用。哲学方法可以运用于所有科学,包括自然科学、社会科 学、思维科学和横断科学、交叉科学的研究之中,而不像其它方法只能运用 到本学科或移植到部分科学研究中。
(二)具有抽象性和思辨性
哲学方法的总体性、普遍性等特点,是与哲学思维把握对象的高度抽象 性和高度思辨性的特点分不开的。哲学方法的抽象性和思辨性表现在它在研 究具体问题时,是从哲学的高度,从处于支配地位的层次进行指导,而并非 像具体科学方法一样直接用于解决本学科中的某一个问题。哲学方法并不告 诉你关于信息的概念,信息学的研究对象到底是什么,而只是抽象地思辨地 指导你,应当如何看待、分析、研究、解决概念的问题和学科研究对象的问 题。也正因为如此,哲学方法才成为人们认识和把握事物普遍本质与真理的 根本方法。
(三)具有主体能动性
哲学思维和哲学方法作为主客体相互作用的手段与中介,作为主体能动 地把握客体的最高方法论,具有鲜明的主体性和能动性。可以说,任何一种 哲学方法的形成都是人类自觉意识的觉醒和主体性增强的标志。主体能动性 这个特点是哲学方法所特有的,应用于信息学中的其他科学方法都没有这个 特点。
(四)具有时代性
任何哲学方法都是时代的历史的产物,既受时代的局限,又随时代发展 而不断发展。从方法论的角度上说,由于哲学方法与科学方法的相互渗透, 决定了二者结盟、汇流的大趋势,并随着今天自然科学和社会科学的“一体 化”而愈加明显,突出地表现在科学的哲学化和哲学的科学化。而横断科学、 交叉科学,如系统论、控制论、耗散结构论等,由于其普遍性和较普遍的方

法论意义,很可能成为哲学方法和科学方法汇流的交接口,成为新的生长点。 即使像马克思主义哲学的一些基本的方法论原则,也较创立时代大大丰富和 发展了。
然而,哲学方法毕竟是一种高度抽象、思辨的方法,它只是给信息学研 究提供一些原则,使信息学研究人员站到更高的位置来看问题,或者是给我 们提供一种看待、思考、分析信息学与信息工作中各种现象和问题的方法。 信息学与信息工作中大量的具体问题的解决,还是应当采用一般的科学方 法,如调查法、观察法、归纳与演绎、分析与综合等等。我们既要支持和鼓 励广大信息学研究人员掌握和运用哲学方法,对信息学中的重大问题进行有 效的探讨,又坚决反对为了应用哲学方法而进行的哲学思辨,故弄玄虚,或 是不分问题大小,适合与否,都一味追求哲学方法的应用。
三、哲学方法的基本功能
从方法论的角度看,哲学方法的基本功能可概括为实践功能、反思功 能、批判功能和预见功能。
(一)实践功能
实践功能是哲学尤其是马克思主义哲学的根本功能,也是哲学方法的其 他功能的出发点和归宿点。哲学不只是理论地解释世界,单纯地履行描述功 能,更重要的是要行使规范化功能,即指导人们对现存世界进行实践的批判, 从而实际地反对和改变事物的现状。马克思就把自己的哲学世界观规定为“实 践的唯物主义”。然而,强调哲学的实践功能,尤其是马克思主义哲学的实 践性,并不意味着它能直接地为变革信息工作的实践服务,而是需要通过它 的强大的方法论功能和经过信息学以及信息实践观念这样的中介环节,提高 人类的理性思维能力。哲学的至高之功乃是提供最普遍的方法论原则。
(二)反思功能
哲学反思,指的是对“认识”的认识,对“思想”的思想,对“思维” 的思维,即对科学成果的再思考。具体学科及其方法也有认识和思维功能, 但只在于提供具体知识,而不可能像哲学反思那样提供获取具体知识所需要 的世界观和方法论的知识,也不能像哲学一样对科学成果进行再思考。通过 反思功能,通过对“认识”的认识,哲学还为具体学科提供最一般的概念, 如内容和形式、原因和结果、规律、矛盾、本质和现象等。对“认识”的认 识和对“思想”的反思,是哲学把握包括信息学研究在内的整个世界的特有 方式。
(三)批判功能
哲学之所以为哲学,至为关键的是它具有批判、扬弃和超越功能,这也 是哲学的活力和动力之所在。哲学与哲学方法的批判功能首先表现在对理论 的批判。哲学批判作为一种前提性考察,就是对理论前提(经验前提和逻辑 前提)的考察,是对命题本身是否合理的追究,对理论的根本前提进行质疑 以致重新建构,以求理论在根本前提上实现重大层次的跃迁,并力图倡导人 们的理性自由精神,培养人们的怀疑精神和创新意识。其次,哲学批判还表 现为哲学对现实、实践的批判。因为虽然一切信息实践活动都是现实,但未 必是合理的,只有通过对之进行的批判性分析和总结,才能提高广大信息工 作者对现实信息实践活动与其合理性的认识。哲学批判功能的第三个表现是 哲学的自我批判,即哲学对哲学的批判。例如,对于信息界兴起的波普尔“世
界 3 理论”热,可以用马克思主义哲学的辩证唯物论对之进行分析和批判;

而且马克思主义哲学本身也正是通过不断的自我批判而逐渐完善起来的,并 且得到空前的发展。
(四)预见功能
哲学的预见功能对于认识和指导具体科学的发展具有重要意义。哲学的 正确位置不是跟在科学后面做总结,而是要走在科学的前面。科学是以探索 未知为己任的,因此,预见也是科学生命力和力量的重要标志。但由于具体 科学的视野比较窄,影响了它对事物发展作出整体性、长远性的科学预见, 所以,哲学从全局、整体、长远方面的预见,不仅对探索科学研究中的未知 世界,而且对擦索各门学科本身的发展都十分重要。哲学方法的预见往往蕴 含着丰富的科学思想,具有极大的创造性和深刻的启发性。它能够给信息学 研究人员以坚定的信念、明确的科学方法和探索目标,并提供全新的方法论 武器。这对于确定信息工作的目标、信息学研究的新领域等都有十分重要的 指导意义和借鉴作用。

第三节哲学方法的应用


哲学方法作为一切科学的最普遍的方法和最一般的理论工具,它在信息 学研究过程中一直发挥着方法论的作用。例如在处理信息领域中的认识与实 践的关系、部分与整体的关系、形式与内容的关系等方面,都需要哲学方法 的指导或应用
从微观上看,信息学作为一门新兴的综合性学科,还非常年轻,其理论
边界和研究范围还未最后确定,理论体系还未最后建立,甚至连最基本的概 念和理论基础都还在争论之中,学科地位也不算十分稳固。这些问题的解决, 除了对信息学进行深入研究外,哲学理论的指导是决不可少的。因此,信息 学对哲学方法的需求就更迫切、更直接。
信息学的发展史也表明,哲学方法是信息学研究广泛使用的方法之一。
实际上,在信息学的许多研究领域都已自觉或不自觉地应用哲学方法了,人 们不仅从哲学的角度对信息学的一些基本概念、一些基本问题进行思考,运 用哲学的一些观点和方法来解释社会的信息现象,而且还借用哲学的某些理 论来建筑信息学的理论大厦。
下面具体叙述哲学方法在信息学研究中的实际应用。
一、哲学方法在信息概念探讨中的应用
“信息”的概念是信息学中最基本的概念,所以信息学研究者应用各种 方法从不同角度对信息概念进行了探讨,目前关于“信息”的定义已达几十 余种。早在对信息概念进行探讨的初期,许多研究者就已开始尝试使用哲学 方法,从概念和概念发展的辩证法着眼,分析信息现象的历史和现状,讨论 信息与认识的关系,从而确定信息概念的内涵和外延。
还有人从信息的复杂性和多变性出发,提出了信息的不可定义性。从马 克思主义哲学的观点来看,这种“不可知论”的观点是不正确的。马克思主 义的认识论是彻底的可知论,它认为通过实践,客观世界及其规律是可以被 认识的,世界上只有被认识的和尚未被认识的事物,没有也不可能有不可以 认识的事物。信息现象的复杂性是人们所公认的,信息概念的多种解释是人 们尚未完全认识信息本质的一种表现。随着人们对信息认识的进一步深入, 信息的本质会愈来愈为人们所掌握。因此,应用正确的哲学观点和方法,我

们就不会由于信息的复杂性而认为信息不可定义。同时,我们也承认对信息 概念的正确认识要有一个过程,目前对信息的定义只是相对正确地揭示了其 本质,而并非已经一劳永逸地找到了关于信息定义的绝对真理。
二、关于图书信息的“中介世界”理论
信息学界对图书信息到底是属于物质世界还是精神世界一直争论不 休。有人提出了图书信息是物质世界与精神世界间的一种“中介世界”的观 点,认为信息作为一种特殊的存在,其内容是精神的,其载体是物质的,它 既像物质世界,又像精神世界,既不像物质世界,又不像精神世界,好像同 时属于精神和物质这两个世界。在信息这个特殊存在中,物质与精神的差异 配合在一起,二者之间绝对分明的界限模糊了,固定不变的边界变化了。
恩格斯在《自然辩证法》一书中曾写道:“一切差异都在中间阶段融合。 一切对立都经中间而过渡,对自然观的这种发展阶段来说,旧的形而上学的 思维方法就不再够了。辩证法不知道什么绝对分明的和固定不变的界限,不 知道什么无条件的普通有效的‘非此即彼’!它使固定的形而上学的差异互 相过渡,除了‘非此即彼’,又在适当的地方承认‘亦此亦彼’,并且使对 立互为中介。”可以认为,关于图书信息的“中介世界”的理论是在图书信 息领域中对唯物辩证法观点和方法的较好应用,是较有新意的信息学研究观 点。
三、哲学方法为信息学研究提供了思想方法
马克思主义哲学唯物辩证法认为,世界上的一切现象都处于普遍联系和 永恒运动之中,实践是主观和客观对立统一的基础,理论产生于实践,应用 于实践,并在实践中得到检验。据此观点和方法,我们在信息学理论研究中, 就应做到:
1.要坚持用全面的、联系的观点看待和分析问题。我们在探讨信息事业
产生、发展、变化的历史原因时,要把信息工作与整个社会的经济、科技、 文化背景密切联系起来,避免孤立、片面地研究和分析,要把信息工作和信 息系统建设放到社会大系统中,来看其地位、发展方向和作用的发挥,避免 脱离社会需求搞自成体系的信息系统建设,避免脱离社会系统空谈信息工作 的地位和作用。
2.要以发展的观点分析信息活动的各种现象和问题。例如在研究信息工
作的任务和重点时,既要客观地、历史地看待前一阶段信息工作的任务和重 点,肯定它在当时历史条件下的必要性、必然性与成绩,又不能为前一阶段 的工作重点与任务所限制,还要根据当前的形势确定目前信息工作的任务。 另外,也要充分估计下一阶段的形势,在做好现阶段信息工作的同时,注意 为下阶段信息工作的开展打好必要的基础。总之,要避免用固定的、静止的、 一成不变观点看问题,既不能因形势的变化而否认过去的一些成功的作法和 正确的观点,也不能把根据当前情况确定的方针、政策当作永远正确的东西 不再改变地一直贯彻下去,不允许后人根据以后的实际情况再做任何改变。
3.信息学理论一定要密切联系信息工作的实际。信息学研究的课题应多 从信息工作面临的问题中去寻找和确定,信息学研究人员要到信息工作实践 中作深入广泛的调查研究,信息学研究的成果要能够指导信息工作的实践。
四、哲学方法与信息学理论大厦的建立
科学理论的产生,首先要有一个在一定思想原则指导下的经验积累的过 程,这是科学体系形成前的最简单也是最基本的准备阶段。一大堆杂乱无章

的实验材料远远不是科学。所以信息论理论的创造,与其说是需要单纯积累 越来越多的、越来越新的事实,不如说需要对信息活动的现实领域内的关键 性事实进行深刻的概括,或者叫一般哲学方法论进行分析。
信息理论界在运用哲学方法构建信息学理论体系上作了许多富有成效 的尝试。早在 1981 年,就有人提出要用科学哲学的理论观点,特别是库恩的 “范式”理论来看待并建设信息学理论。还有人曾尝试用先进的哲学思想和 辩证逻辑,探索信息学的结构问题,它根据研究知识运动形式、过程、要点 等的差别从体系结构上把信息学分为确定研究对象、范围、性质、任务、原 理、定律与相关学科关系的基础理论,着重研究社会各个局部中知识运动规 律的专门信息学和研究信息学应用技术的信息管理学,并从事物发展的根本 原因在于事物的内部矛盾性这一哲学论断出发,分析了信息学发展的动力结 构表现为信息供求矛盾等五大矛盾方面。
还有研究者在对现代科学技术体系的纵横两方面进行哲学解释之后,又 从信息学的研究对象、信息学研究对象在客观世界中的存在范围和信息学研 究对象的深度三个方面对信息学体系结构进行了哲学探索,提出了信息学对 象结构图。
可见,运用哲学原理和方法探索建立科学的信息学理论大厦无疑是一项 极富挑战性的工作,而且虽然得出的结论未必十分正确,但不失为一种好的 尝试。

第三章信息论与信息方法

第一节信息论与信息科学


信息论是一门新兴学科,它产生于本世纪 40 年代末,最早仅局限于通 信领域,经过近 50 年的发展,由于现代自然科学发展的综合整体化趋势,各 门学科的相互联系、相互渗透,信息的概念以及信息的一些基本理论已经超 越通信领域,逐步推广、运用于其它学科。在此基础上,于 60 年代末至 70 年代初出现了信息科学。信息科学是在信息论基础上发展起来的,它涉及数 学、通信理论、控制论、计算机科学、人工智能、电子学以及文献信息处理 技术等多个领域,与哲学的关系也很密切。信息科学是一门多边缘的学科, 亦称之为横断学科。信息科学的出现,大大拓宽了信息论的研究范畴,同时 也推动了信息论及其方法的广泛应用。
一、信息论的产生与形成
信息论作为一门科学理论,其形成和产生的渊源可以追溯到 19 世纪。
19 世纪中叶到本世纪 40 年代可以作为信息论产生前的准备阶段。自牛顿力 学创立以来,从 17 世纪到 19 世纪在自然科学领域中机械唯物论的世界观占 统治地位,机械唯物论否认客观世界存在着偶然因素,把偶然性与必然性绝 对地对立起来,企图用拉普拉斯的决定论解释一切。拉普拉斯(P·LaPlace,
1749~1827 年)是法国天文学家、数学家和物理学家。他曾经提出,只要知
道了宇宙中所有的作用力及所有原子在某一时刻的坐标和速度,就能确定世 界的全部过去和未来,这就是人们通常所说的拉普拉斯决定论。这是一种机 械决定论的世界观。值得提出的是,正当绝大多数自然科学家在这种形而上 学思想的束缚下,遵照机械决定论的观点思考问题的时候,美国物理学家吉 布斯 ( Josiah WillandGibbs )和奥地利物理学家波尔兹曼 ( Ludwig Boltzmann)却首先把统计学引进物理领域,使物理学对客观世界中存在的不 确定性和偶然性不得不加以考虑。把研究偶然性作为一种科学方法引进物理 学,这是吉布斯的一大功绩。对此,美国数学家诺伯特·维纳(Norbert Wiener)曾予以肯定,他指出,吉布斯的统计力学方法中隐含着把一个复杂 的偶然事件看作为由许多局部偶然事件无限概率之和。他在《人当作人来使 用》一书中曾指出:吉布斯为了修正牛顿的传统学说而将偶然性的观点引入 物理学。这种研究方法为信息论的创立提供了方法论的前提。波尔兹曼把熵 函数引入统计物理学,对熵首先作了微观解释,指出熵是关于一个物理系统 分子运动状态的物理量,表示分子运动的混乱程度,并且把熵和信息联系起 来,提出“熵是一个系统失去了的‘信息’的度量。偶然性,熵函数引进物 理学为信息论的产生提供了思想前提。他们虽然都涉及到有关信息方面的问 题,但由于当时科学技术水平的限制,未能直接提出信息理论的问题。
本世纪 20 年代,根据通信实践的需要,奈奎斯特(H.Nyquist)与哈特 莱(Hartley)最早研究了通信系统的传输效率问题,奈奎斯特提出,电信信 号的传输速率与信道频带宽度之间存在着比例关系。哈特莱提出,用对数作 为信息量的测度,这样,信息就可以用数学方法从数量上加以测度。1928 年, 哈特莱发表了《信息传输》(《Transmission of Infor-mati6n 》)一文, 首次提出了消息是代码、符号,它与信息有区别(消息是信息的载体,消息 的形式是多样的、具体的,如各种语言、文字、图像等等,而信息是指包含

在各种具体消息中的抽象量)。他区分了信息和消息在概念上的差异,并提 出用消息出现的概率的对数来度量其中所包含的信息,从而为申农
(C.E.Shannon)的信息理论的建立奠定了初步基础。
1948 年数学家申农发表了著名的论文 《通信的数学理论》 ( 《A Mathematical Theory of Communication》), 1949 年又发表了另一篇论 文《在噪声中的通信》。当时申农在贝尔电话公司工作,他为了解决信息的 编码问题,为了提高通信系统的效率和可靠性,在研究过程中,需要对信息 进行数学处理,这就要求舍弃通信系统中消息的具体内容,把信源发生的信 息仅仅看作一个抽象的量。同时,由于通信的对象——信息具有随机性的特 点,因此申农把用于物理学中的数学统计方法移植到通信领域,从而提出了 信息熵的数学公式,从量的方面来描述信息的传输和提取的问题,并提出了 信息量的概念。除了上述贡献外,申农还提出了通信系统模型以及编码定理 等方面有关的信息理论问题。申农的这两篇著作确立了现代信息理论的基 础,而申农也因此成为信息论的奠基人。此后,信息论就逐步发展成为一门 独立的边缘学科。
信息论的另一位奠基人维纳,差不多与申农同时发表了两篇著作:《控 制论》( 《Cybernetics》, 1948 年)与《平稳时间序列的外推、内插和 平滑化》。维纳从控制和通信的角度研究了信息问题,主要是从自动控制的 观点研究信号被噪声干扰时的信号处理问题,建立了维纳的“滤波理论”(通 信与控制中的滤波问题,指的是从获得的信息与干扰中尽可能滤除干扰,分 离出所期望的消息)。1951 年,维纳又发表了另一著作《人当作人来使用》。 在上述著作中,维纳提出了信息量的概念、测量信息量的数学公式,叙述了 信息概念形成的思想前提,同时把信息的概念又进一步推广,认为信息不仅 是通信领域研究的对象,而且与控制系统有密切联系。于是,信息论便成为 控制论的一个基本理论了。
美国的另一名统计学家费希尔(R.Fisher),因为需要一个标准来估计
实验数据内的信息,他从古典统计理论的角度研究了信息的量度问题。 从上可知,申农、维纳、费希尔各自从不同的方面(申农从编码方面,
维纳从滤波理论方面,费希尔则从古典统计理论方面)研究了信息的理论问
题,虽然角度不同,但却得到共同的认识:通信必须以随机事件为对象,通 信和控制系统所接收的信息带有某种随机性质,通信的目的在于消除收信人 的不定性,而要对消息作定量的研究,就必须把各种消息(信号、代码等) 的这一共同特征抽取出来,略去其相应的具体内容,单纯从量的方面进行度 量,为此就要用统计平均信息的概念来量度消息的概率分布,从而提出用统 计数学方法处理通信的理论问题,并给出了信息量的数学公式。信息量等于 被消除的不定性的数量,这是申农等人信息论的最重要的结果之一。于是任 何一个事件,只要知道它的各个可能独立状态的概率分布,就可以求出它的 熵值,从而求出它能提供的信息量。从此,通信科学就由定性研究阶段进入 定量研究阶段,这就为信息论及信息科学的研究奠定了初步的理论基础。
二、信息论的研究内容
申农在《通信的数学理论》一文引言中曾说过:“通信的基本问题是在 通信的一端精确地或近似地复现另一端所挑选的消息。”这句话表达了通信 系统的基本问题是要解决通信的有效性与可靠性这两方面的问题,即以最大 的速率传递信息,而且要保证在干扰存在的条件下,能够最佳地和准确地再

现消息。为此就涉及从信源到信宿的通信全过程。申农信息论的基本问题和 研究内容涉及到信源、信宿、信道以及编码问题。
(一)信源问题
信源就是信息的来源——发出消息的来源。信息源可以是人、机器、自 然界的物体等等。信源发出信息时,它一般以某种符号(文字、图像等)或 某种信号(语言、电磁波信号等)表现出来,而表示信息的这些符号或信号 称之为消息,消息的形式是具体的、多样的。消息一般可理解为信息的载体, 它承载着信息。
信源所发出的消息带有随机性,它是不确定的。如果消息是确定的,而 且是预先知道的,那么对信宿来说,就无信息可言。
信源问题的核心是信源包含的信息到底有多少?这要作定量的描述,用 信息熵进行测度。
(二)信宿问题
信宿即收信人,信息的接收者,可以是人,也可以是机器,如收音机、 电视机等。
信宿问题解答的是收信人能收到或提取多少由信源发来的信息量。它不 涉及信息的意义及对收信人是否有用,即所谓的实效性的问题。
(三)信道问题
所谓信道就是信息传递的通道,是传输信息的媒质。信息是构成信息流 通系统的重要组成部分。信道的关键问题是信道的容量,就是说,要求以最 大的速率传送最大的信息量。从广义上看,信通不仅承担了信息的传输任务, 而且也担负着信息的存贮任务。信息的传输过程,在某种意义上看也是信息 的存贮过程。如用书信传递信息,发信人把书信写在纸张上,通过邮寄,收 信人收到了信息,这是一个信息的传输过程。信息一经书写在纸上,纸张就 成为存贮信息的载体。在电信系统中,传输信息的过程中也存在着存贮过程, 如两人打电话,总需用一定的时间,即使时间很短,在这段时间内电路也起 着存贮信息的作用。而在现代通信系统中,由于使用了电子计算机,它可以 存贮信号,待时传送,存贮作用更为明显。所以,从特定意义上讲,信道的 传输过程就是信息的存贮过程,信道的问题就是要以最大的容量存贮最多的 信息。信道是多种多样的,有线信道,如同轴线缆、光导纤维;无线信息, 如自由空间,电离层等。在复杂的电信系统中,信道不是单一的,而是多路 的,信道的数量很大,它联系众多的信源、信宿而组成通信网络。
在实际的通信系统中,信息传输过程中总是存在着干扰,因此,提高系
统的可靠性是信息论的基本问题之一。
(四)编码问题
所谓编码就是把信息变换成信号的措施。信息发出消息,在其被送入信 道前往往要经过编码过程,消息之所以要经过编码,是因为:①信源发出的 原始消息不适于直接在信道上传输,只有经过编码,才能使消息成为适合在 信息上传送的具体形式。如,打电报,把文字符号转换成莫尔斯电码。②为 了对抗信道中的噪声干扰,需要把消息编码成不易被干扰破坏的具体形式, 以免在接收端再现消息时引起失真。③信源发出消息经过编码后,使信息熵 的传输速度接近于信道容量。所以编码问题是从理论上说明,如何编码,使 信源发出的消息能充分表达,信息的容量能被充分利用,并能在接收端无失 真地再现消息,以提高通信系统的有效性与可靠性。

编码定理是信息论中的重要组成部分。申农从提高通信系统的有效性与 可靠性出发,提出了有关的三个编码定理。申农的第一定理是无失真信源编 码定理,研究了信息熵与编码长度之间的关系;第二定理为信源编码定理, 指出在给定信道的条件下,总可能找到一种编码方法,使译码的错误概率任 意小;第三定理为限失真的信源编码定理,指出在限定失真的条件下,失真 度与信息传输率之间的关系。这三个定理在当时是对信息论的两个基本问题
(有效性与可靠性)的一种理论上的解释。
从 60 年代以后直到目前,申农信息论发展比较活跃的方向是信源编码 理论和多路通信理论。这些研究进展是与计算机网络、大系统、系统工程的 实际需要相关的。此外,近些年来关于申农理论中信息量的研究也十分活跃, 如各种广义信息量理论的出现,以及现有信息量如估值、判决、滤波(非线 性)、识别理论的应用等等。
三、从信息论到信息科学
申农的信息理论,经过 50~60 年代许多学者的研究,逐渐发展成一门 相当完整的科学理论。申农的信息论是以通信系统模型为对象,以概率和数 理统计为工具,从量的方面描述信息的传输和提取方面的问题,所以称统计 信息。它研究信源能够给出多少信息量,信道能够传送多少信息量,而信宿 又能收到或提取多少信息量。由于申农的信息理论,对信息所作的定量描述 是以概率论和数理统计为基础,因而信息可以定量地进行计算,所以使信息 论成为一门科学,这正是申农的功绩。同时,也正因为如此,它只是对信息 作定量的描述而不考虑信息的其它方面,如信源发出的信息语义(意义)如 何?怎样对之进行定理描述?信宿收到信息后的效用如何?价值怎样?有无 相对性?这些问题涉及到信息的语义与实效,或者说涉及信息的意义与价值 等问题,而这些正是申农理论的不足之处。
任何信息都包括统计信息、意义信息和有效信息三个方面。早在 1949
年韦弗尔(Weaver)与申农曾经共同提出过信息问题可分为三级:第一级即 申农所研究的问题,称通信的技术问题;第二级是信息的意义问题:第三级 是信息的实效性问题。由于历史条件的限制,申农的理论只是从通信的技术 角度,解决了统计信息问题,而对第二级、第三级问题,即语义(意义)信 息和有效信息,申农假定对任何观察者只是一个常数,即是不变的,因而没 有加以考虑。
随着近代科学的发展,科学技术的相互渗透与相互影响,信息论中的一
些概念和基本理论已经越过通信领域而渗入其它学科,而信息概念及其理论 在其他领域中的推广和运用,以及其他新兴学科如系统科学的出现和发展, 原来从统计角度,局限于通信领域的申农信息理论,其不足之处更加明显地 暴露出来,并促使信息科学的产生。
由于信息论广泛渗入其他学科,普遍运用于各个领域,信息理论在现代 科学技术发展中所占有的重要地位,日益为人们所认识。同时,由于它的普 遍运用,信息论所研究的范围不仅涉及客观现实的一切领域,而且也涉及人 的思维领域,内容复杂,涉及面广,因此,对信息的概念和实质、信源熵、 信息量以及语义信息、有效信息、模糊信息等问题的研究就提上了日程,要 求有更确切的理解和更一般的理论,从而提出了信息科学问题。
信息科学是以信息论为基础,并与电子学、计算机和自动化技术、生物 学、数学、物理学等科学相联系而发展起来的。它的任务是研究信息的性质,

研究机器、生物和人类对于各种信息的获取、变换、传输、处理、利用和控 制的一般规律,它所研究的范围要比申农理论所局限的通信领域广泛得多, 要求它更为一般化,并且克服申农理论的缺陷而适用于各个领域。
信息科学是 70 年代提出的,因此信息科学还处于发展的初期阶段,是 一门正在形成中的学科。当前,对信息科学所研究的内容和范围问题,存在 着不同的看法。现在尚无定论。我国信息学家钟义信认为,信息科学是以信 息作为主要研究对象,以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容,以扩 展人类的信息功能(特别是智力功能)为主要研究目标的一门新兴的、边缘 的、横断的综合性科学。其研究范围是:
(1)探讨信息的本质;
(2)研究信息的质量;
(3)阐明信息的运动规律;
(4)揭示利用信息进行控制的原理和方法;
(5)寻求利用信息实现最佳组织的原理和方法。
第 1 项涉及到信息是属于物质或精神范畴的问题,因此与哲学有关;第
2 项是研究信息的度量方法;第 3 项是研究信息如何产生,如何提取,如何 检测、变换、传递、存贮、处理和识别的规律,以上两项属于信息论的基本 领域;第 4 项是控制论,包括信息仿生学和人工智能;第 5 项是系统论,包 括运筹学、系统工程、耗散结构和协同学等。因此信息科学的基础是哲学、 数理化和生物科学;它的主体是信息论、控制论和系统论;主要的工具包括 电子科学和计算机科学。
中小学信息科学知识:信息学方法论的下一页
成为本站VIP会员VIP会员登录, 若未注册,请点击免费注册VIP 成为本站会员.
版权声明:本站所有电子书均来自互联网。如果您发现有任何侵犯您权益的情况,请立即和我们联系,我们会及时作相关处理。


其它广告
联系我们     广告合作     网站声明     关于我们     推荐PDF     全部分类     最近更新     宝宝博客
蓝田玉PDF文档网致力于建设中国最大的PDF格式电子书的收集和下载服务!