世纪之交信息科学技术及信息系统发展展望，本文主要内容关键词为：世纪之交论文,信息系统论文,科学技术论文,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。
1 信息的概念、 信息科技及信息系统发展必然性的宏观论述
21世纪人类将步入信息社会，这已被大多数人所认同。信息，是当今社会使用频度最高的用语之一，它又很古老，中国唐代诗句中“梦断美人沉信息，目穿长路倚楼台”首次出现信息一词，遗憾的是没有严格的科学定义。实际上“信息”一词内容广泛，含义深邃，是值得进行深入研究的。仙农教授于40年代在二值逻辑概率基础上，给通信传输场合下“信息”的定义，作出了突出贡献，但在更广泛领域还有待进一步研究。为了对本文所讨论的问题有所帮助，暂用客观事物运动之表征和描述来定义信息，它既有描述的真实性问题及传递理解问题，也有关系到对象的重要性问题，选择问题，保密和安全性、普适性的定量描述更困难等等一系列值得研究的问题。
人类作为一个开放、复杂的巨大系统，必然要与外界（环境）有物质、能量和信息的交流。由自组织理论看人类发展进化的宏观动态序为：认识客观、改造客观、不断改善人类的生存条件和状态，在总过程中也会存在一些反复和逆流，如某些人或集团为了自身利益总要欺负别人或弱者，或对自然规律了解不够，认识不全面，而受到客观规律的惩罚，但人类总会越来越符合可持续发展规律。人类离不开信息，也需要依靠它来掌握客观规律，因此，信息科学技术必然会发展。人类进化至今，已有数百万年之久，人类学专家、脑科学专家认为，在一两千年内，人类相对处在稳定期，因而智力上发展较慢，今后发展主要是：一靠知识和客观规律的认识的积累；二靠工具的改进发展。所以，以信息科学技术为基础的各种信息系统强有力地帮助人类处理信息、认识规律和积累知识，扩大并延伸了人认识客观、改造客观的空间。
以上是从人类自身需要角度论述信息科学技术必然发展的理由，而人类实际发展过程是存在统一性的，也就是人类社会诸多方面存在互相影响、互相促进的正反馈现象，因此，其他领域的科学技术以及经济物质方面都会对信息科学技术之发展有所支持和促进。
2 当代信息科技及信息系统的功能和作用
2.1 丰富了马克思主义唯物辩证法并支持其不断发展
认识物质世界需要“中介”。信息，作为物理、化学、生物以及社会系统互相联系之重要中介因素，同时又是认识世界的主要因素，加强了认识的动态性，加深了认识的层次。信息科学、控制科学及系统科学结合在一起，很大程度加深和扩大实践的层次和领域，认识和实践的发展进而丰富了马克思主义哲学中的核心内容，即客观与主观的辩证对立统一。
2.2 信息科学与其他学科间的交叉融合， 支持和促进它们的强劲发展
例如信息科学与物理、化学、生物、地学、天文学等相结合，形成了各学科之前沿，衍生出很多新的分支（包括衍生各技术科学分支）。
2.3 在各个领域中，形成以信息为主题的信息系统
这里值得着重指出的是：各种资源、环境、防灾减灾、国家安全、金融、管理等信息系统，对人类社会可持续发展具有不可忽视的作用。
2.4 作为信息分系统融入其他各种各样的系统内， 大大强化了主系统的水平及功能
这方面的例子很多，仅举几个例子来说明其广泛作用：
（1）交通运输领域中的飞机、轮船的导航系统， 飞机的着陆系统，高速公路的公路信息管理系统中的电子地图导航系统等；
（2）制造领域中的以信息为核心的集成制造系统CIMS、 加工过程控制系统等；
（3）医疗领域中各种诊断系统和先进的治疗系统， 其中专门的信息分系统都起着关键作用；
（4）在教育领域中，各种先进信息系统的融入， 促使了教育思想、教育模式以及教育方法的加速变化和发展，如正在普及的远距离教学等，信息系统在其中起了关键作用；
（5）在现代化的金融领域中， 信息系统是绝对不可缺少的关键部分。
此外在各行各业广泛存在的各自管理系统中信息系统（即信息管理系统）是核心之一。
2.5 信息科学技术与金融投资业相结合， 形成新兴信息产业，成为20世纪80年代以来产业发展新的增长点
信息科学技术与产业的结合是人类进化发展的需要，而且还是市场经济条件下必然的模式，这是一种良性循环，即投资界及产业界受益后反过来支持了信息科学技术的持续发展。此外由于经济之结构是多方面、多层次的整体，信息产业的发展又会对其他产业领域起带动作用，也会有竞争抑制作用。总而言之，信息科学技术是21世纪知识经济体系中的重要因素。
3 世纪之交发展展望
本世纪后三四十年发展迅速，奠基在物理量子理论上之半导体材料及微电子技术，信息理论与数学结合的数字化理论和技术，以数理逻辑为基础的形式语言等为核心，创造出以计算机为代表的帮助人类处理信息并进行控制的工具，哲学、物理学以及人类认识实践共同发展起来之系统理论结合通信理论再与计算机结合，构成了人类史上规模空前，完善的信息系统，扩大了人类交往范围。信息系统处理信息之能力，发展非常强劲，但发展的同时，越发感到不足。发展带来一系列新问题，其“瓶颈”主要是集中在如何与人脑思维真正的结合、互补，以帮助人类更多、更好地感知并处理信息，这将是一个划时代的突破，涉及到众多科学技术领域，是一个综合交叉、难度极大的问题。因为这将是靠人脑本身来弄清楚的系统性工作机理，有些类似集合论中自己定义自己，包括自己将发生罗素悖论一样，容易陷入歧途和矛盾之中。尽管如此，人类仍乐此不疲。是否可设想21世纪中人类会突破此问题呢，而且在现在的发展途径上仍有很多事情要做，也会不断有新的质的飞跃。这样就形成了信息科技领域突破性飞跃发展和沿现途径不断量变质变相结合发展，这两种模式是21世纪总体发展之蓝图。世纪之交的发展一方面是为突破打基础，发挥前沿作用，另一方面是在现发展途径上寻求一些关键问题的新突破。
世纪之交我国信息系统和科技领域之发展，总体上也应遵循上述战略原则，但由于要注意到信息科技发展的促进作用远远大于其本身之发展，故更应注意发挥自己优势和特色，打好基础，提高效率，寻找发展突破点，与经济发展、产业发展紧密结合、互相促进，为我国21世纪中叶达到中等发达国家和21世纪后叶更大的发展奠定基础及起到可持续发展的促进和催化作用。
我国信息科技发展的策略和方法有三点值得注意：
（1 ）我国信息系统建设及信息科学技术的发展相对于发达国家还有较大差距，在大力发展之时，应遵循可持续发展之原则，尽量避免对国外的发展亦步亦趋，吸取经验走适合我国国情发展之路。
（2）发展应采取自上而下及自下而上两者相结合方针， 即系统层次与元素层次有机结合，基础层次与应用发展层次相互促进并协调发展。
（3）在方法上， 以钱学森教授为首的科学家小组曾研究并提出包括哲学、基础科学、技术科学、工程技术的系统科学体系，系统理论、信息理论、控制理论与马克思主义哲学之间辩证联系，以及由定性到定量的综合集成法，对于我们将信息系统及科学技术的发展作为一个复杂系统来研究具有指导意义。在一些大型的高科技工程项目中，应用系统论、信息论、控制论原理，将项目置于以性能维，经济成本维，事关发展过程、生存周期等因素的时间维及可持续发展维等多维空间中进行多元素分析和运筹是非常有必要的，也是具有实效的。
下面的两个例子可以说明以上观点：
一个是我国的转基因羊研究。目前我国在这方面的研究水平处于国际上领先，除在科学技术方面获得重大成就外，其羊奶中所能提供治疗血友病的蛋白产量，与生物化学方法所得到的产量相比是巨大的，因而该项目的成功是科技与产业、基础研究与应用开发的结合，是系统理论、信息理论、控制论与生物科学（基因工程）相结合，综合交叉的结果。
第二例是美国摩托罗拉公司的“铱星”低轨道通信卫星计划，在项目发展过程中进行了多维的系统运筹。为了使移动电话在卫星通信中大大缩小体积和重量以及降低能耗，总体方案采用非同步低轨道多颗卫星体制，在发展过程中系统地综合考虑设计、制造、综合运筹，大大缩短了卫星制造周期，由过去1年缩为1天左右，这样才能使66颗卫星尽早布置完毕投入运营，使这一高风险的商业计划大大提高了成功概率（如按过去1年生产1颗星的进度，则需16年后才能运营，计划必定破产无疑）。
按照上述跃进突破模式及沿现路径之量变同时寻求关键问题的质变突破模式，两者并举，信息科学技术及信息系统可按三个层次部署。
3.1 基础层次
主要为21世纪突破性发展做基础性科学研究。数学、物理、化学、生物科学等交叉发展以及非线性科学、生命科学、认知科学、脑科学、结合系统理论、信息理论及控制理论。如：
（1）人脑思维规律、思维过程及思维机制， 进而设想创造更科学，能够与人脑和谐互补，高效率高水平帮助人脑处理信息之信息系统（理想的信息处理工具），也是一种人机综合集成。人脑偏重定性和形象思维，机器偏重定量处理，但应在人脑思维基础上对硬件及全新软件进行系统整合。
（2）进一步深入发展系统理论以及从定性到定量综合集成、 宏观与微观相结合原理，研究在发展过程中的正向综合（而非逆向分析）。
（3 ）研究全新物理机理（可能如介观尺度上有关电子输送机理等）之信息系统新元素以更快速度、更高速度、更大集成密度，以备可能与人脑数百亿神经元及万亿突触相连接匹配的需要，从而构新信息系统之硬件基础。
（4）与生命科学研究中相结合之信息科技学术，也是21 世纪一项重要内容，同时也可扩至到最高层次系统——技术发展层次，主要在现实发展路径上针对关键性问题进行质的突破，以求加速发展，推动其他领域的发展。
3.2 技术层次发展
这是另一方面的发展，其总的特征是沿着现在技术发展的路径向前继续发展，而有别于由综合研究人之思维作为突破，与人和谐互补，新一代帮助人处理信息的系统。在技术发展的路途上仍有很多有益的工作需要探索，其趋势是不断改善可利用的信息资源环境，例如多媒体技术的发展。以下几方面作为参考：
（1）通过信息系统方面可持续兼容性发展之研究及调控。 这方面内容非常广泛，层次很多，如果得不到足够的重视，很有可能发生类似于现在的环境问题——大发展紧接着大治理。比如无线电通信网络，如用户太多，辐射功率将随之大大增加，就可能产生一种影响人类健康的信息噪音，所以应提前考虑通信系统之顶层拓扑结构。
（2）信息网络与信息库的建立与利用。这是另外一个重要问题。 现在人们的焦点是构建网络，而对网络前端的信息获取系统、信息库的建立和有效利用以及管理注意不够，这样会导致网络利用率不高。
（3）网络运行中信息安全问题。 尽管这个问题将是一个永远的话题，但在动态发展中尽可能保持优势的研究发展是有意义的。
计算机作为信息处理中心，迟早会大量进入家庭，但现在的计算机还远达不到要求，主要表现在提供的服务还不够好，条件苛刻，需要人较多地去迁就计算机，另外功能也不够完善，还不能实现生活、学习、工作三方面融为一体。软件方面问题也很多，概括起来说，根源在于现在软件的运行是基于面向指令的冯诺依曼式计算机，软件是面向计算机的，它虽然起很大作用，但功能总归有限，也不完善，因此导致软件变化很快，不断改进，又总也满足不了要求，使用起来也不方便，规则较繁杂限制很多，同时处在快速动态变化状态，就很难完善统一规范，离散性很大，可靠性、继承性及工程性都不够完善。当然，由于社会不断发展进步，人们也不能祈求绝对理想的软件，但高质量地发展（如高效率、较少产生附带问题、较少走回头路等等）却是应该努力追求的。在发展中，面向对象的原则无疑是正确的，使软件使用更方便简单的努力也应该是不懈的。这方面仍有大量工作要做，发展机会也多。
3.3 信息科学技术与社会经济发展结合，互相促进发展
这是一个根本性问题，也是信息科学技术发展的原动力和根本目的，这已被大家承认。但是在实施过程中仍有很多困难，两者结合的发展状态与先进水平相比差距也很大，科技界对此很关心。首先我们认为有急迫感说明认识符合现代市场经济、知识经济和高科技产业发展的基本规律，是一种积极现象。面临世纪之交，我们应积极努力，致力于信息科技与产业相结合，得到高质量快速发展，意义是重大的。这需要科技界、产业界以及政府诸方的努力。科技界重点在于使科技成果可产业化，以其高科技优势为特征满足市场需求；产业界应以潜在发展市场为准则，选择科技成果加以商品化给予支持；而政府则应加大支持基础建设、支持科技的力度。另外还存在着一个客观现实，即我们处在社会主义初级阶段，经济不够发达，适应社会主义市场经济的现代企业尚不成熟，实力不强，科技水平与世界先进水平差距较大，人们观念也有待进一步解放，一些旧的体制有待改革。总的来说，通过努力奋斗，取得较高发展速度是完全有可能的。
（收稿日期：1998-07-16）