信息科学

近几年来,一门崭新的技术科学初露头角,显示出巨大的魅力,激起人们极大的兴趣和关心——这就是信息科学. 信息科学是在信息论、控制论、计算机科学、仿生学、人工智能和系统工程学的基础上发展起来的边缘科学,它的任务是研究信息的性质,研究机器、生物和人类关于信息的取得、存贮、变换、传递、处理、利用和控制的一般规律,设计和制造各种智能信息处理和控制设备,实现操作的自动化,进而实现部分脑     

信息论之父申农

1998年,国际电气-电子工程师协会召开大会,隆重纪念信息论诞生50周年。与会学者对信息论的创始人申农、维纳与费希尔表达了深切的敬意。 信息论是利用数学方法研究信息传输和信息处理一般规律的一门科学,是现代通信科学技术、现代计算机技术的理论基石之一。     

从蓝脑计划到人脑计划:欧盟脑研究计划评介

正最近欧盟和美国分别启动和准备启动耗资巨大的两个脑研究计划——"人脑计划"和"尖端创新神经技术脑研究计划"。本文介绍欧盟人脑计划的背景、目标、内容及方法,也介绍学术界对此的见解和争议。关于脑和心智的研究已成为对当代科学最大的挑战之一。2000年,诺贝尔生理学或医学奖得主埃德尔曼(Gerald M.Edelman)说:"脑科学的知识将奠定即将到来新时代之基础。凭这些知识我们可医治大量疾病,建造模仿脑功能的新机器,而且更深入地理解我们自己的本质以及我们如何认识世界。""心智的生物学研究在21世纪的地位,正相当于基因研究在20世纪的地位,这已成为当前科学界的共识。"2013年春季,欧盟和美国分别启动和准备启动耗     

对信息本质的分析

信息的发展——是我们时代科学和技术成就的最重要的指标。并且带来了前所未有的巨大而深刻的变革。在“信息”概念本身还没有在与其他概念的联系方面得到深入研究,在还没有把它“写入”反映完整世界的范畴体系中去之前和没有得到哲学解释之前,就不能说它已完善化了。     

手相与手诊中的科学道理

手相学中虽存有大量的迷信唯心成分,但也有一定的道理。从现代信息论角度看,人体的各个组成部分是相互联系的,各种正常或异常的信息都可在手上显示,而现代掌纹学,正是根据这种信息论思想在古代手相术的基础上发展而来的。     

广义信息论探索

本文从广义的观点探讨信息的本质及其规律,并结合人体科学提出一种信息论研究的新图景。信息实际上是自然界普遍联系的形式和结构。物质相对于信息的关系,是内容对于形式的关系,是承担者(质料)对于结构的关系。宇宙间主体和客体都分为三个层次,信息在各层次间进行着形态的转换,我们由此可以认识信息的本质并探索新的数学模型。信息的主客体结构间存在着“同构律”、“全息律”和“同步律”。文中还对信息和时间、空间以及宇宙演化的关系进行了探讨,共涉及到广义信息论的九个问题。     

协同学与其他学科的关系

西德著名物理学家哈肯(H.Haken)所创始的这门新兴学科——协同学是一门边缘科学,它研究产生宏观空一时或功能结构的系统中,各单元间的合作关系,既研究确定性过程,也研究随机过程。下面论述它与其他学科的关系。协同学有许多方面,从自已专业领域出发探索协同学的科学家,可能首先注意到与自己学科的基本思想最接近的那些方面。物理学家研究协同学时,常常想到热力学,热力学最突出的特点之一是其普遍适用性。不管系统有什么成分,或处于什么状态(气态、液态、固态),热力学的定义都普遍适用。它之所以获得广泛应用是因为它研究宏观量(或可观测量),例如:体积、压力、温度、能量和熵等。显然这些概念适用于大量分子的集合体,而不适合于个别分子。也可采用信息论作类似研究,可用信息论准确计算只有有限信息的系统。某些物理学家认识到协同学与不可逆热力学的共同特点,至少在物理学、化学及生物学领域中,协同学和不可逆热力学都研究偏离热平衡的系统。化学家和物理学家十分惊奇地发现协同系统的各种宏观转变和热平衡系统诸如:液一气相交,铁磁体形成,产生超导性等相变之间存在着密切的类似性。协同系统可以发生连续转变或者不连续转变,可以表示出对称破缺,临界慢化,临界涨落等特征,这在相变理论中,大家是很熟悉的。     

科学交流系统——科学共同体的社会结构与科学的成长

科学思想、信息、研究技术乃至研究结果的交流和传播,对科学成长的重要性是显而易见的。在一般人的心目中,科学界是一个开放的社会,任何人都可以从中获得自己所需要的东西,因而任何人在科学交流上是平等的。这种见解固然不是完全不对,但却失之简单。科学社会学家则通过对科学交流系统的研究,揭示出存在于科学共同体之中的复杂的社会结构,描述了科学共同体之中个人与个人、群体与群体以及个人与群体之间的社会互动,阐明     

高等植物纲间杂交的探索

关于高等植物的远缘杂交,一般来说很难突破科的界限。本文作者(复旦大学生物系助教)在近几年里用他首创的“植物外源遗传物质动态导入法”,在高等植物目之间、亚纲之间、纲之间进行了“超远缘杂交”的试验,并且获得了完整的植株。这些成果陆续在多份学术期刊上发表。高等植物超远缘杂交的研究对于简便快速、大量丰富植物基因库,人工创造植物新品种、新物种,具有重要的价值。另外作者对无性杂交、无性杂种等科学概念提出了新的见解。本刊特邀作者就高等植物超远缘杂交的工作作一综述,以期引起各界人士的关注。     

马克思关于未来统一科学的预测

将近140年前,马克思在《1844年经济学——哲学手稿》中,对遥远将来的未来科学所具性质提出了一个耐人寻味的见解:“历史本身是自然史的即自然界成为人这一过程的一个现实部分。自然科学往后将包括关于人的科学,正象关于人的科学包括自然科学一样:这将是一门科学。”(《马恩全集》中文版第42卷第128页。)在1845～1846年跟恩格斯合著的《德意志意识形态》中,马克思进而谈到把自然史和人类史作为统一的历史来考察这一原则性要求:“我们仅仅知道一门唯一     

预测科学及其应用进展

未来是人们希望和理想之所在。但是“天有不测风云,人有旦夕祸福”。要驾驭未来,就要用科学方法预测未来。预测科学就是人们研究与了解未来的一门科学。它是控制论、信息论、系统科学、生态学、心理学和社会经济科学等发展的必然结果,它是从未来的角度研究现实问题。     

物理场的熵及其自发减小现象

在科学发展史上某些人们创立的概念的含义一再扩大,这显示了这些概念在描叙物质世界中有着重要意义.质量和能量这两个概念就属这种事例.霍顿(G.Holton)说“某些概念之所以重要是由于它们反复出现在许多描叙和定律中,而且往往波及离最初表述很远的领域内”.这一段论述完全符合熵这个极为重要的概念在一百多年中的发展史.在热力学中,人们用熵测度微观的分子运动的混乱(无序)程度.在信息论中,熵被用来计量信息源发出的每个代码含有多少信息量.在物理学中人们广泛研究某些物理量在空间中的分布及其演变.这里我们引用熵来描述物理量在空间中分布状态的丰富程度.     

数据科学:问题导向的交叉学科创新

<正>在大数据应用技术需求的推动下,大数据科学研究和应用已经成为科技领域中的热点.同时人们开始从这些工程实践中提炼出一些共性的思路、方法和工具,开启了一门新科学——数据科学.从思想方法上,数据科学研究继承了统计学的一些思想,例如在大量数据上做统计性的搜索、比较、聚类或分类等分析归纳,其结论是一种相关性,而并非一定是某种因果关系.虽然都依赖大量的计算,但数据科学与计算机模拟不同,并非是基于一个已知的数学模型,而是用大量数据的相关性取代了因果关系和严格     

对思维的思维

10多年前,著名科学家钱学森倡导建立一个平行于自然科学技术、社会科学技术等大部门的科学技术部门——思维科学。在发表于本刊1983年第8期的《关于思维科学》一文中,钱学森论述了建立这门科学的可能性和必要性,分析了组成这门科学的各个结构层次及其与相近学科的相互关系。在谈到思维科学的基础科学——思维学的研究对象时,他特别强调了对形象(直感)思维和灵感(顿悟)思维进行研究的     

从“金鱼是鱼”谈语义信息及其价值

自然语言是人们获得信息的一个重要途径,但是经典的仙农信息论对这一途径传递的信息无能为力。因此研究语义信息及其有关问题,十分必要。     

什么是科学的读写能力?

美国科学发展协会为了明确“科学地读写”的含意,进行了一次向1400位包括科学家、教师、学校管理人员和分析家的调查,以得到他们对此的看法,在一次科学发展协会举办的关于科学上的读写能力的十月讨论会上公布的调查结果表明,一些人们认为的重要知识与人们所接受的知识有很大的区别。在要求回答的对15种能力的重要性的评价中,——这些能力被认为是中学毕业生应有的科学地读写的能力,83%的被调查者认为其中两项是基本的,它们是“阅读和理解报上关于科学的文章”的能力;“运用科学资料得出自己的见解”的能力。例如从臭氧的破坏和烟雾剂的使用这个问题上得出自己的看法。被列为比较重要的才能还有: (1)参加关于当代问题的具有科学见地的讨论的能力。例如:对是否允许一个艾滋病儿童到学校上课的问题进行讨论。     

神经信息的编码问题

人类在设计和利用通信系统的过程中创立了信息论,发明了种种编码方法。这些规律是否适用于神经系统?生物经过漫长进化和激烈竞争而形成的最高产物——神经系统,从信息论角度来看是一个什么样的系统?其品质是优是劣?     

热力学第二定律对人类生活的意义

热力学的概念域在其科学发展历程中扩展了、精确了并且深刻化了。一些著名的科学家,象迈尔、焦耳、亥姆霍兹、克劳胥斯、玻尔兹曼、奥斯特瓦尔德和近代的爱因斯坦、海森堡以及普里高津——只列举这几位——他们创立了这个概念域,同时又考察了这门科学分支在多大程度上能对其它科学领域直到生命的产生所提出的问题提供解释模式。热力学在上世纪的发展。不仅加深了对自然科学和技术过程的认识,而且对哲学也给予了新的推动。与此同时,它还使我们知道了,全部生物学过程也是建立     

基于神经网络的装备维修保障系统研究与应用

随着计算机应用技术的发展,神经网络及以数据库技术和数据库管理系统为基础的数据挖掘技术广泛地应用在现代高科技领域中,成为处理以信息化为主体的装备维修保障系统中大量信息的主要技术手段。文章通过对神经网络的概念、过程以及装备维修保障系统中涉及的数据挖掘方法及系统的实现对上述问题进行了论述。     

光纤涂覆材料

光纤通信是继六十年代初激光诞生之后迅速形成产业的一个激光应用领域。光纤通信信息容量大、保密性好、安全可靠。它是信息社会传输信息的主要手段之一,是新技术革命的重要内容之一。在光纤通信技术中,大量信息资料是由高