生態系統信息流動的過程環節
生態系統信息流動是一個復雜過程:一方面信息流動過程總是包含著生產者、消費者和分解者亞系統,每個亞系統又包含著更多的系統;另一方面,信息在流動的過程中不斷地發生著復雜的信息轉換。歸納起來,信息流動可有以下一些基本的過程環節。
1.信息的產生
系統中信息的產生過程是一種自然的過程。只要有事物存在,就會有運動,就具有運動的狀態和方式的變化,這就是生態系統中的信息,屬本體論的信息。
2.信息的獲取
指信息的感知和信息的識別。信息的感知是指對事物運動狀態及變化方式的知覺力。當然,僅有知覺還是不夠的,還要有識別能力,對信息加以分辨,它必須同時考慮到事物運動狀態的形式、含義和效用三個方面因素。這就是信息科學中的“全信息”。僅計其中的形式因素的信息部分稱為“語法信息”(syntax),把其中含義因素的信息部分稱為“語義信息”(semantic),而把其中效用因素的信息部分稱為“語用信息”(pragmatic)。換句話說,到主體人利用信息的層次就把語法信息、語義信息和語用信息都包含在內了。
對比較高級的信息的獲取常采用機械工具,機器學習從環境中自動提取。為了獲取更豐富的有用信息,不僅要獲取和利用語法信息因素,同時還需要語義信息和語用信息。理想的機器學習能力應當能夠使人工系統自動地從環境中獲取那些有利于達到它目的信息。希望機器能從環境中獲取全信息。系統利用全信息的能力越強,它獲取有用信息的能力亦就越強。
3.信息的傳遞
信息的傳遞(information transfer)包括信息的發送處理、傳輸處理和接收處理等過程環節。發送信息不僅包括信息在空中的傳遞,也包括信息在時間上的傳遞。前者稱為通信(communication),后者稱為存儲(storage)。通訊就是要使接收者獲得與發送端盡可能相同的消息內容和特征。生態系統信息傳遞實質性過程都可描述為這樣的模型。該模型可以分為信源、發送器官、信道、接收器官和信宿等5個主要部分。
(1)信源。常稱為信息源(source),它產生要傳輸的信號。
(2)發送器官(或機械)。發送器官(sender)要把傳遞的消息變換成適合于信道上傳輸的信號。一般由編碼器按照信道類型進行編碼。
(3)信道。這是連接發送端與接收端的信息媒介。傳遞的信號通過此媒介從一個有機體到另一個有機體;從這一種群到另一種群;從一個群落進入另一個群落。空氣、水域、導線和光纖維等都是一些典型的信道(channel)。一個信息的傳遞有時僅通過一種信道,而有時要經過多種信道。
(4)接收器(官)。接收器(receiver)執行與發送器官(或機械)相反的功能,把通過信道后的信號接收,或再加以變換成能被接收者所理解的消息或信號。
(5)信宿(收信者)。信宿(sink)即為收到信息者,是信息傳遞的目的地。
信息傳遞的目的就是要使接收端獲得一個與發送端相同的復現消息,包括全部內容和特征。然而,在實際中不可避免地會產生噪聲的干擾。所以,接收信息和發送信息之間總會有差別,信息傳遞的過程會失真,如無線電接收中的靜電干擾,雨雪對電視信號的干擾,發射機的熱干擾等。在環境中有距離不同、方向不同、自身或周圍反射的干擾等,統稱為噪聲(noise)。噪聲是生態系統中所有信息傳遞中的有限制性因素。
研究表明,信息存儲的規律和原理完全可以通過通信的規律和原理來說明。為了安全可靠地傳遞信息,要充分利用全信息的因素。
4.信息處理系統
信息處理系統(information processing system)是指為了不同目的而實施的對信息進行的加工和變換。針對不同的目的和背景而進行的,如提高抗干擾性而進行糾錯編碼處理;為了提高效率而進行的信息壓縮和信息加密處理等。一般分為淺層信息處理和深層的信息處理。前者基本上是對信息的形式化所作的處理,如匹配、壓縮、糾錯和加密等;而后者不僅僅利用語法信息的因素,而且要考慮全信息的因素,特別要與優化、決策等聯系的信息因素等。凡是信息處理的層次越深,越是要充分利用全信息的因素。
5.信息再生
信息再生(regeneration)是利用已有的信息來產生信息的過程,它在整個信息過程中起著十分重要的作用。信息再生表明它是一個由客觀信息轉變為主觀信息的過程,是主體思考升華轉變的過程。決策(decision making)是根據具體的環境和任務決定行動的策略,它是一個典型的信息再生過程。
6.信息施效
使信息發揮作用是研究整個信息過程的目的。人們通過獲取信息、傳遞信息、處理信息、再生信息、利用信息等,讓信息發揮效益。其中包括控制、優化的增廣智能。最終把信息和規律運用于實踐中,造福人類。
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——摘自科學出版社·蔡曉明編著·《生態系統生態學》·第二篇 生態系統功能·第十章 第四節