生態(tài)系統(tǒng)信息流動(dòng)的過程環(huán)節(jié)
生態(tài)系統(tǒng)信息流動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜過程:一方面信息流動(dòng)過程總是包含著生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者亞系統(tǒng),每個(gè)亞系統(tǒng)又包含著更多的系統(tǒng);另一方面,信息在流動(dòng)的過程中不斷地發(fā)生著復(fù)雜的信息轉(zhuǎn)換。歸納起來,信息流動(dòng)可有以下一些基本的過程環(huán)節(jié)。
1.信息的產(chǎn)生
系統(tǒng)中信息的產(chǎn)生過程是一種自然的過程。只要有事物存在,就會(huì)有運(yùn)動(dòng),就具有運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和方式的變化,這就是生態(tài)系統(tǒng)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(shí)別。信息的感知是指對(duì)事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及變化方式的知覺力。當(dāng)然,僅有知覺還是不夠的,還要有識(shí)別能力,對(duì)信息加以分辨,它必須同時(shí)考慮到事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的形式、含義和效用三個(gè)方面因素。這就是信息科學(xué)中的“全信息”。僅計(jì)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(nèi)了。
對(duì)比較高級(jí)的信息的獲取常采用機(jī)械工具,機(jī)器學(xué)習(xí)從環(huán)境中自動(dòng)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(shí)還需要語義信息和語用信息。理想的機(jī)器學(xué)習(xí)能力應(yīng)當(dāng)能夠使人工系統(tǒng)自動(dòng)地從環(huán)境中獲取那些有利于達(dá)到它目的信息。希望機(jī)器能從環(huán)境中獲取全信息。系統(tǒng)利用全信息的能力越強(qiáng),它獲取有用信息的能力亦就越強(qiáng)。
3.信息的傳遞
信息的傳遞(information transfer)包括信息的發(fā)送處理、傳輸處理和接收處理等過程環(huán)節(jié)。發(fā)送信息不僅包括信息在空中的傳遞,也包括信息在時(shí)間上的傳遞。前者稱為通信(communication),后者稱為存儲(chǔ)(storage)。通訊就是要使接收者獲得與發(fā)送端盡可能相同的消息內(nèi)容和特征。生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞實(shí)質(zhì)性過程都可描述為這樣的模型。該模型可以分為信源、發(fā)送器官、信道、接收器官和信宿等5個(gè)主要部分。
(1)信源。常稱為信息源(source),它產(chǎn)生要傳輸?shù)男盘?hào)。
(2)發(fā)送器官(或機(jī)械)。發(fā)送器官(sender)要把傳遞的消息變換成適合于信道上傳輸?shù)男盘?hào)。一般由編碼器按照信道類型進(jìn)行編碼。
(3)信道。這是連接發(fā)送端與接收端的信息媒介。傳遞的信號(hào)通過此媒介從一個(gè)有機(jī)體到另一個(gè)有機(jī)體;從這一種群到另一種群;從一個(gè)群落進(jìn)入另一個(gè)群落??諝?、水域、導(dǎo)線和光纖維等都是一些典型的信道(channel)。一個(gè)信息的傳遞有時(shí)僅通過一種信道,而有時(shí)要經(jīng)過多種信道。
(4)接收器(官)。接收器(receiver)執(zhí)行與發(fā)送器官(或機(jī)械)相反的功能,把通過信道后的信號(hào)接收,或再加以變換成能被接收者所理解的消息或信號(hào)。
(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(gè)與發(fā)送端相同的復(fù)現(xiàn)消息,包括全部內(nèi)容和特征。然而,在實(shí)際中不可避免地會(huì)產(chǎn)生噪聲的干擾。所以,接收信息和發(fā)送信息之間總會(huì)有差別,信息傳遞的過程會(huì)失真,如無線電接收中的靜電干擾,雨雪對(duì)電視信號(hào)的干擾,發(fā)射機(jī)的熱干擾等。在環(huán)境中有距離不同、方向不同、自身或周圍反射的干擾等,統(tǒng)稱為噪聲(noise)。噪聲是生態(tài)系統(tǒng)中所有信息傳遞中的有限制性因素。
研究表明,信息存儲(chǔ)的規(guī)律和原理完全可以通過通信的規(guī)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(tǒng)
信息處理系統(tǒng)(information processing system)是指為了不同目的而實(shí)施的對(duì)信息進(jìn)行的加工和變換。針對(duì)不同的目的和背景而進(jìn)行的,如提高抗干擾性而進(jìn)行糾錯(cuò)編碼處理;為了提高效率而進(jìn)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(duì)信息的形式化所作的處理,如匹配、壓縮、糾錯(cuò)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(yōu)化、決策等聯(lián)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(chǎn)生信息的過程,它在整個(gè)信息過程中起著十分重要的作用。信息再生表明它是一個(gè)由客觀信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹饔^信息的過程,是主體思考升華轉(zhuǎn)變的過程。決策(decision making)是根據(jù)具體的環(huán)境和任務(wù)決定行動(dòng)的策略,它是一個(gè)典型的信息再生過程。
6.信息施效
使信息發(fā)揮作用是研究整個(gè)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(fā)揮效益。其中包括控制、優(yōu)化的增廣智能。最終把信息和規(guī)律運(yùn)用于實(shí)踐中,造福人類。
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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著·《生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)》·第二篇 生態(tài)系統(tǒng)功能·第十章 第四節(jié)