眾所周知，“信息技術(shù)”是現(xiàn)在中小學(xué)的必修課。2017年開始，浙江省還將“信息技術(shù)”作為高考的選考科目。據(jù)了解，在浙江試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，信息技術(shù)列入高考考試內(nèi)容將在全國范圍推行。
1.“淺”：
教材的內(nèi)容主要針對信息技術(shù)和工具的應(yīng)用，比如：如何編輯文檔（WORD、PPT等）、使用社交軟件（QQ、微信）等，還有使用基礎(chǔ)的編程語言及算法編寫程序（高中階段）。這些實(shí)踐運(yùn)用固然有用，但是從現(xiàn)實(shí)生活中來看，青少年對于科技產(chǎn)品的使用其實(shí)不太需要大人來操心。教材太關(guān)注在應(yīng)用實(shí)踐，從科學(xué)（理論、原理、知識）的角度，內(nèi)容比較淺，難以啟發(fā)學(xué)生對學(xué)科本身的興趣。
2.“短”：
主要介紹的信息技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品和工具是計(jì)算機(jī)、手機(jī)等。從信息技術(shù)發(fā)展和信息科學(xué)發(fā)展的歷史角度，時間跨度比較短。后文會談到，人類創(chuàng)造和使用信息技術(shù)的工具和設(shè)備已有漫長的歷史了。
3.“矮”：
人類獲取和處理信息不僅是為了信息本身，更高階的需求是把信息轉(zhuǎn)化為知識，再應(yīng)用知識生成解決問題的策略乃至智能。這需要我們在教授“信息”相關(guān)的知識內(nèi)容時，應(yīng)該站在更高的層次和維度上，不能把“信息”的價(jià)值和意義“矮化”。
4.“窄”：
就信息技術(shù)談信息技術(shù)，有簡單介紹信息技術(shù)在行業(yè)和生活中的運(yùn)用，但是對于信息科學(xué)其他學(xué)科的融合（比如生物、經(jīng)濟(jì)等），對其他行業(yè)（醫(yī)療、交通等）的深度結(jié)合缺乏全景的描繪。所以，在教材的內(nèi)容范圍上比較窄。我們在嘗試與一個人長期共事或者生活時，希望“三觀”是契合的。其實(shí)，要長期在一個領(lǐng)域?qū)W習(xí)時，也要對學(xué)習(xí)的對象有一個大體正確的“三觀”（知識觀）。下面就談一下筆者對于更好地了解和學(xué)習(xí)“信息”這個對象應(yīng)該具有的“四觀”：深度、長度、寬度和高度。這好比一幢建筑的立體：深度主要指基礎(chǔ)；高度和寬度比較容易理解。不過，長度在這里，不是指具體的尺寸，而是指時間跨度和歷史周期。
目錄：（全文約13000字，閱讀時長可能30分鐘）
一、信息觀（A深度）：信息是生命的本質(zhì)
二、信息觀（B長度）：信息技術(shù)不只是計(jì)算機(jī)
三、信息觀（C高度）：信息-知識-智能的轉(zhuǎn)化
四、信息觀（D寬度）：以信息為“透鏡”看到的“信息”
一、信息觀（A深度):信息是生命的本質(zhì)
著名物理學(xué)家薛定諤（對的，就是”薛定諤的貓“的”主人“）在著作《生命是什么？》中談到：”生命有機(jī)體是如何避免衰退的呢？回答顯然是：通過吃、喝、呼吸和（對植物而言）同化。專業(yè)術(shù)語叫做新陳代謝。相應(yīng)的希臘詞匯的意思是變化或交換。交換什么呢？它原本所隱含的意思無疑是指物質(zhì)的交換。物質(zhì)交換居然是最本質(zhì)的事情，這很奇怪。同種元素的所有原子不都是一樣的么，比如氮原子、氧原子和硫原子等，交換一下又有什么好處呢？過去相當(dāng)長的一段時間里，我們被告知人類依靠攝入能量來生存，所以對這個問題早已失去好奇心。在某個非常先進(jìn)的國家（我不記得是德國還是美國或者兩者都是），餐館的菜單上不僅有每一道菜的價(jià)格，還標(biāo)明了其含有的能量。不必多說，這也一樣是十分奇怪的。對于一個成年的有機(jī)體來說，能量含量和物質(zhì)含量一樣是固定不變的。因?yàn)槿魏我欢康目防锖土硗庖欢康目防餆o疑是等值的，所以我們看不到純粹的交換有什么意義?！?/p>
“有機(jī)體賴以生存的東西就是負(fù)熵……新陳代謝在本質(zhì)上就是有機(jī)體成功地去除所有因生存而不可避免地產(chǎn)生的熵?！啊膘亍埃╡ntropy）的概念并非薛定諤最先提出，但應(yīng)該是他最早將”熵“和”負(fù)熵“引入到生命及生物學(xué)中。
大多數(shù)人將”熵“理解和表述為一個系統(tǒng)混亂或者無序程度的量度，其實(shí)是不準(zhǔn)確的（筆者在之前有專門的文章做過討論，感興趣的朋友可以細(xì)看《對抗熵增，生命以信息為食》）。不過，在這篇文章這樣理解也無妨大礙。
按照熱力學(xué)第二定律，封閉系統(tǒng)的熵不能自發(fā)地減少，只能增加或者短暫地維持不變。設(shè)想一滴墨滴入了一杯純凈水中，墨水的分子不久必然會隨機(jī)地分布在水中的任意地方，成為一杯”混沌“。反過來講，它不會無緣無故地在水中維持一定的形狀。這個”形狀“（猶如拿鐵咖啡中的奶泡拉花），可以稱之為秩序order，我更傾向稱其為結(jié)構(gòu)structure。
生命之所以能夠維系并繁衍，物質(zhì)基礎(chǔ)和能量流動（以新陳代謝為主要形式）當(dāng)然是必需，但更本質(zhì)的是它的結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)的意義表現(xiàn)在兩個方面：
（一）整個宇宙都不可避免地流向無序和混沌的狀態(tài)，但身處浩瀚宇宙中一顆連微塵都算不上的星球上卻奇跡般出現(xiàn)一種秩序和結(jié)構(gòu)，并且頑強(qiáng)地維持和延續(xù)著；
（二）生命的結(jié)構(gòu)還可以通過基因的方式一代代遺傳下去。水中偶然出現(xiàn)的漩渦，蠟燭上燃燒的火苗，也呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)，但是它們卻沒法延續(xù)下去，或者復(fù)制自己并由下一代承繼。
熵反映的是無序和混沌，負(fù)熵自然代表的是秩序和結(jié)構(gòu)，負(fù)熵就是信息！生命的奇跡之處在于，信息的載體（動物、植物、細(xì)菌等的身體）可以消亡，但信息得以拷貝和延續(xù)。
從這個意義講，我們可以稱生命是永恒的，因?yàn)樯奈镔|(zhì)形式雖然不斷聚合和消散，但是信息卻代代相傳。所以，生命與非生命最大的分野，其實(shí)不在于是否在呼吸、是否在運(yùn)動、是否在新陳代謝等，而是在于是否將DNA作為載具在生命之河中將信息進(jìn)行傳遞。
”中心法則“是所有生命共享的信息基礎(chǔ)，即：DNA-RNA-蛋白質(zhì)。DNA上的信息由RNA轉(zhuǎn)錄和翻譯，并指揮和控制約20種氨基酸組合成為上萬種蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基石和新陳代謝的關(guān)鍵，因?yàn)榇呋鞣N化學(xué)反應(yīng)的酶就是蛋白質(zhì)。地球上的生命各異，但是將生命信息編碼為DNA，一方面解碼成為新陳代謝活動，另一方面復(fù)制到下一代，進(jìn)而繼續(xù)解碼——這套編碼-解碼的基本機(jī)制卻是一致的。
二、信息觀(B長度):信息技術(shù)不只是計(jì)算機(jī)
雖然我們經(jīng)常說，計(jì)算機(jī)的發(fā)明以及信息論的創(chuàng)建，讓人類邁入了信息時代的紀(jì)元。但是人類以及生物與信息打交道的歷史卻是源遠(yuǎn)流長！從信息的角度，我們可以將生物進(jìn)化史設(shè)立兩個關(guān)鍵的“界石”：
1.界石A：生物的身體進(jìn)化出專門用于處理信息的系統(tǒng)（器官和組織等）
2.界石B：人類發(fā)明創(chuàng)造出專門用于處理信息的技術(shù)（工具和系統(tǒng)等）
第一個界石：生物進(jìn)化出專門用于處理身體的內(nèi)部和外部信息的神經(jīng)系統(tǒng)
海洋里生活著一種非常原始的動物門類——海綿動物。顧名思義，它們的身體結(jié)構(gòu)像海綿一樣多孔而柔軟。其實(shí)，日常生活中用于清潔的海綿產(chǎn)品就是仿造它們而發(fā)明生產(chǎn)出來的。當(dāng)你用手去捏海綿動物時，它們的身體會壓扁或者凹陷，但是卻不會做出什么反應(yīng)。但是，同樣是去捏或碰其他高級一點(diǎn)的動物，比如以水螅為代表的腔腸類動物，它們卻會馬上縮緊身體或者逃走。
為什么會這樣呢？因?yàn)楹＞d動物身體中沒有神經(jīng)系統(tǒng)，也就沒有通路來傳遞身體受到的外界刺激并作出反應(yīng)。而腔腸動物已經(jīng)進(jìn)化出原始的神經(jīng)系統(tǒng)——網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng)，像一張網(wǎng)一樣分布在全身上下。生物進(jìn)化從簡單到復(fù)雜，低級到高級，其中一個表現(xiàn)就是針對具體功能進(jìn)化出專門的組織和器官。神經(jīng)系統(tǒng)就是專門用來接收、傳導(dǎo)和處理信息。
無脊椎動物的神經(jīng)系統(tǒng)：
脊椎動物的神經(jīng)系統(tǒng)：
脊椎動物的神經(jīng)系統(tǒng)一般分為兩大部分,即：中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)。中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括脊髓和腦；周圍神經(jīng)系統(tǒng)包括脊神經(jīng)、腦神經(jīng)和植物性神經(jīng)。
縱觀神經(jīng)系統(tǒng)的進(jìn)化，主要沿著兩個方向來進(jìn)行：
1.集中化（Centralization):
神經(jīng)細(xì)胞聚集在一起，使得信息傳遞的效率更高，神經(jīng)細(xì)胞之間的互動更密切。
2.腦部支配（Cephalization)：
神經(jīng)細(xì)胞朝著身體的某個部位移動，逐漸形成腦部，使動物有了向前移動的能力，同時接收和處理信息的效率也更高。這也就是動物的眼睛、鼻子和耳朵等感覺器官會聚集在腦部的原因，它們的主要作用是偵測和收集環(huán)境中的信息并傳遞給大腦。因此，有了專門的神經(jīng)系統(tǒng)之后，生物進(jìn)化史下一個重要節(jié)點(diǎn)便是動物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化出大腦這個專門的信息處理器官。
第二個界石：人類發(fā)明創(chuàng)造出專門用于處理信息的技術(shù)（包括工具和系統(tǒng)等）
著名媒介理論家馬歇爾·麥克盧漢在《理解媒介》一書中指出:一切的技術(shù)都是人的延伸。人類相當(dāng)于動物最大的不同在于，會發(fā)明創(chuàng)造工具以延伸人體的器官，增強(qiáng)軀體的功能。談到工具，容易想到的原始人手中的石器，古代的青銅器和鐵器，現(xiàn)在的交通工具等實(shí)物。但是我認(rèn)為人類進(jìn)化史中最重要的工具是語言（包括口頭語言和書寫文字）。人類的語言從更本質(zhì)上來講是一種信息技術(shù)，當(dāng)然也是文化產(chǎn)物。
口頭語言，一方面起到了信息傳遞的作用，另一方面也利于信息保存，例如部落中一代代口口相傳的故事就存儲著經(jīng)驗(yàn)和智慧。不過，文字以及隨之造紙術(shù)和印刷術(shù)的誕生，才把信息傳遞和存儲的效率推向了高點(diǎn)，人類文明也因之發(fā)展到新的高度。根據(jù)經(jīng)典的信息通信模型，信息從信源到信宿（接收者）需要經(jīng)過編碼——信道——解碼的過程。
信息之所以能夠傳遞，是因?yàn)榭梢砸砸环N或者多種代碼Code來承載信息，把信息轉(zhuǎn)換為代碼的過程稱為編碼Encode。然后通過某種渠道或者說通路Channel將代碼傳遞給對方。對方需要通過解碼Decode過程來獲悉信息的含義。因此，信息技術(shù)的發(fā)展可以劃分為兩個互為影響的維度：Code代碼和Channel信道。
三、信息觀(C高度):信息-知識-智能的轉(zhuǎn)化
“橫看成嶺側(cè)成峰，只緣身在此山中”。只有站在高處，才能鳥瞰事物全貌，否則只能看到局部。
上面提到的信息通信模型，來自信息論的創(chuàng)建者，也是現(xiàn)在信息科學(xué)的祖師爺——香農(nóng)。信息論緣起于香農(nóng)那篇震鑠古今的論文題為：《A Mathematical Theory of Communication》（通信的數(shù)學(xué)理論）》。
在20世紀(jì)，由這篇論文所奠基的信息論，對自然科學(xué)和人類社會帶來的影響，足以與相對論和量子力學(xué)相提并論。不過遺憾的是，香農(nóng)也承認(rèn)，他提出的信息論主要涉及的是信息的形式（即語法信息）和通信原理。至于信息的含義（語義信息）和信息對于發(fā)送者和接收者的價(jià)值和效用，就不在信息論的范圍內(nèi)了。也因此，香農(nóng)創(chuàng)立的信息論也稱為”狹義信息論“。
”信息，就像黃金，只有使用起來才有價(jià)值。“站在信息的使用者的角度，人類主體與對象——信息之間的行為反映在下面的信息系統(tǒng)模型中：
例如，鐘教授認(rèn)為信息存儲和信息傳遞的原理大致是一樣的，因?yàn)樾畔鬟f是在空間上的轉(zhuǎn)移，而信息存儲是在時間上的，從今天傳遞給明天。不過，當(dāng)我們仔細(xì)思考人的大腦和計(jì)算機(jī)的運(yùn)作，不難發(fā)現(xiàn)信息存儲這個環(huán)節(jié)非常重要，不管是把信息加工成為知識，還是由信息-知識生成解決問題的策略和行為，都需要把信息存儲作為前提。對人腦而言，是把信息轉(zhuǎn)入長時記憶并提??；對于計(jì)算機(jī)，是把數(shù)據(jù)存放在硬盤當(dāng)中。
另外，信息傳遞的對象，不僅有普通的信息，也包含由信息生成的知識和策略。知識和策略是廣義上的，存儲在長時記憶之中的信息。
下面我們逐一介紹信息系統(tǒng)模型中的七個模塊：
（一）信息獲取
物質(zhì)、能量和信息是自然界的三大要素。能量與物質(zhì)的不同之處是可以轉(zhuǎn)換形式，由一種能量的形式轉(zhuǎn)換成另一種，比如從勢能轉(zhuǎn)化動能（水力發(fā)電的原理），由光能轉(zhuǎn)化為熱能（太陽能熱水器）。物質(zhì)只能進(jìn)行空間的轉(zhuǎn)移。信息，與能量有相似的地方，也可以進(jìn)行形式的轉(zhuǎn)換，比如從聲音轉(zhuǎn)化為文字。但與物質(zhì)和能量最大的不同是可以復(fù)制，同一份信息可以復(fù)制成為不同的拷貝。
信息獲取，更準(zhǔn)確的說法，應(yīng)該是信息拷貝，就是說我們從信息的源頭載體拷貝信息。人類獲取信息的方式主要通過感覺器官（眼、耳、鼻、舌、皮膚等），機(jī)器則主要通過傳感器。信息之所以能夠被獲取和復(fù)制以及傳遞等，本質(zhì)上是因?yàn)樾畔⑹鞘挛锏倪\(yùn)動狀態(tài)及其變化方式而不是事物本身，信息可以脫離它的載體而負(fù)載于其它的事物。當(dāng)然，這是也是信息相對于物質(zhì)和能量理解起來比較抽象的原因。
信息獲取存在一個”信息不增原理“，不管是獲取信息的主體什么，是動物，還是人類或者是機(jī)器，TA所能獲取的信息量必定不會超過對象所負(fù)載的信息量。比如，當(dāng)我在觀察一顆橙子，那我們大腦所接收的信息量必定不會超過這顆橙子所包含的信息量。
（二）信息存儲
日常生活和工作中，我們一般喜歡使用移動硬盤存放較大的文件和資料。移動硬盤有四個主要特點(diǎn)：
1.容量：
市面上較為普遍的移動硬盤存儲容量約為500G或者1T。大小為1G的電影視頻可以存放500個以上。容量大，是選擇信息存儲設(shè)備或者系統(tǒng)的第一個指標(biāo)。
2.可靠：
移動硬盤存儲的資料可以保存很長時間，環(huán)境變換（溫度、濕度、粉塵和光照等）對信息的長時保存影響不大，除非是較大力的磕碰或者撞擊。可靠性，是信息存儲工具的第二個指標(biāo)。
3.易用：
意思是要能實(shí)現(xiàn)方便、快捷地將存放的信息提取出來以供使用。移動硬盤一般采用USB接口，只要插入計(jì)算機(jī)、智能電視等設(shè)備就能即插即用。易用性，是信息存儲的第三個指標(biāo)。
4.成本：
目前一千元以內(nèi)已能買到質(zhì)量不錯的移動硬盤，而在十幾年前，一個容量不過數(shù)百兆的MP3的價(jià)格都要過千元。生產(chǎn)制造的成本不能太高，也是信息存儲的一個指標(biāo)。當(dāng)然，成本并單指經(jīng)濟(jì)上的成本，還包括生產(chǎn)需要的時間、技術(shù)和工藝等方面實(shí)現(xiàn)的難度等。容量可觀、可靠安全、易用方便，同時成本較低，這是衡量信息存儲工具（介質(zhì)、產(chǎn)品、系統(tǒng)等意思基本相同）以及存儲方式的主要標(biāo)準(zhǔn)。
按照這個評估框架，目前地球上最好的信息存儲工具是什么呢？也許有人說是政府或軍隊(duì)使用的超大數(shù)據(jù)庫或者互聯(lián)網(wǎng)巨頭的數(shù)據(jù)存儲中心。其實(shí)不是。最好的信息存儲介質(zhì)就在我們每個人的身上，每一只動物的體內(nèi)，每一棵樹的枝葉中——它就是DNA。我們從四個指標(biāo)分別考察一下：
1.容量：
人體一個細(xì)胞中的DNA堿基對（A-G-C-T）共有約60億個，這好比是使用AGCT四個字母編寫成一部包含有60億個字母的大辭典。據(jù)了解，每克DNA可以存儲的數(shù)據(jù)相當(dāng)于22萬個1TB硬盤的數(shù)據(jù)存儲量。
2.可靠：
這體現(xiàn)為DNA分子本身及其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性上面。在電影《侏羅紀(jì)公園》中，研究人員將保存在琥珀里的蚊子血液中的恐龍DNA提取出來，成功地”制造“出了活的恐龍。當(dāng)然，以目前的技術(shù)應(yīng)該沒法實(shí)現(xiàn)，只是一種科幻故事，不過可以體現(xiàn)出DNA在保存信息上面穩(wěn)定、持久和安全的特性。
3.易用：
DNA存儲的信息量雖然巨大，但是對于生物體而言，其中的信息容易提取并且轉(zhuǎn)錄出來的。這表現(xiàn)幾個方面：（1）所有的DNA都是由四種堿基組成，也就是代碼的基本元素相同并且不復(fù)雜；（2）DNA是雙鏈的長分子結(jié)構(gòu)，并不像蛋白質(zhì)分子那樣是三維立體的。信使RNA可以像解開拉鏈一樣，解開DNA雙鏈并復(fù)制上面的信息。
4.成本：
DNA的成分是核酸，主要的元素是C（碳）、H（氫）、O（氧）、N（氮）、P（磷）。這是地球上也是生物細(xì)胞中最常見的元素。另外，DNA本身的結(jié)構(gòu)也簡單，信息就保存在AGCT的排列順序之中?？梢韵胂?，它的”制造“工藝和”生產(chǎn)“成本對于生物體來講是不高的。
人類社會的信息技術(shù)進(jìn)化史，可以看做信息存儲在四個主要指標(biāo)不斷提升和優(yōu)化的過程：口口相傳——洞穴里的原始壁畫——動物的骨或者殼（刻畫早期的文字）——竹簡——莎草紙、羊皮紙——造紙術(shù)發(fā)明后的紙張——磁盤——光盤等。據(jù)稱，現(xiàn)在已經(jīng)有科學(xué)家在嘗試人工制造仿造DNA原理和結(jié)構(gòu)的信息存儲介質(zhì)。
（三）信息轉(zhuǎn)化為知識
信息對于人來的生存和繁衍固然重要，但是人類卻不滿足于僅僅是獲取、存儲和使用一般的信息，而是利用自己比其他動物發(fā)達(dá)的大腦皮層及其推理和抽象思維能力，將大量的信息加工提煉成為抽象的并且對行為有指導(dǎo)意義的知識。知識生成的方式有多種多樣，但本質(zhì)上是來自人類本身的推理能力對現(xiàn)象和經(jīng)驗(yàn)的加工，特別是對于共性、規(guī)律和模式的總結(jié)。所以，概括而言，知識生成的主要方法，也是人類的主要推理方式：1.歸納；2.演繹；3.類比：
1.歸納推理：
雞蛋是橢圓的，鴨蛋是橢圓的，好像沒見過不是橢圓的鳥蛋，所以鳥蛋都是橢圓的。
2.演繹推理：
既然蛋是橢圓的，那么澳洲一種特別的鳥叫鴯鹋，它的蛋肯定也是橢圓的，根本不用去看就知道。
3.類比推理：
地球和雞蛋挺相似啊，雞蛋分蛋殼、蛋白、蛋黃，那么地球也差不多得分這么幾層，果不其然：地殼、地幔和地核。
歸納型的知識生成方式：
由特殊到一般，它是對觀察到的現(xiàn)象，親歷或者相傳的經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察的結(jié)果等所包含的大量信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析而得出的關(guān)于某種共性、規(guī)律或模式的總結(jié)。本質(zhì)上也是信息，不過是更為抽象，同時維度也更高的信息。
演繹型的知識生成方式：
由一般到特殊，利用已有的知識生成新的知識，不過新生成的知識比已有的知識維度要低。
類比型的知識生成方式：
由特殊到特殊，因?yàn)轭惐鹊碾p方A和B有共性，因此推論出B可能有A相似的屬性或特點(diǎn)。在真實(shí)的科學(xué)研究和社會生活中，歸納、演繹和類比這三種知識生成方式顯然是綜合在一起使用的。
（四）由知識生成策略
知識本質(zhì)上是信息，當(dāng)我們將知識存儲在大腦或者其他的“容器”中，它是以靜態(tài)的方式存在。知識要產(chǎn)生實(shí)際的價(jià)值需要被激活成為可以用之來改造和優(yōu)化世界的動態(tài)程序，這種動態(tài)程序我們稱其為求解各種問題的策略。如果說知識反映的是What and Why,那么策略是關(guān)于How。
關(guān)于什么是問題以及如何解決問題，比較形象的隱喻是穿越迷宮。迷宮的入口就是解決問題時的初始狀態(tài)，迷宮的出口是問題解決后的目標(biāo)狀態(tài)。中間的路徑就是各種解法。解決問題的策略有兩個基本要求：
1.效果Effective：
能夠達(dá)成解決問題的目標(biāo)，不管是何種解法。在迷宮隱喻中，無論是選擇哪條路徑，需要滿足走出迷宮的最終目標(biāo)。
2.效率Efficient：
解決問題的收益/成本要高，特別是成本要低。在能滿足走出迷宮的前提下，選擇的路徑要更短，費(fèi)時更少。為什么要把信息轉(zhuǎn)化為知識，再利用知識產(chǎn)生解決問題的策略，目的和意義就在于此。下面舉三個商業(yè)中的實(shí)際案例：
1.產(chǎn)品策略：
使用過戴森吹風(fēng)機(jī)的朋友會發(fā)現(xiàn)，它的風(fēng)力很大但是噪音還能接受。傳統(tǒng)的電吹風(fēng)存在的問題是，要想風(fēng)力大，吹干頭發(fā)更快，要用更大的馬達(dá)以及更強(qiáng)的電流，同時還得忍受煩人的噪音。戴森的產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和工程師將飛機(jī)發(fā)動機(jī)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)的“康達(dá)效應(yīng)”成功運(yùn)用到了吹風(fēng)機(jī)上。
大概的原理是：出風(fēng)口的某個位置因?yàn)榭諝饬魉倏斓脑驎a(chǎn)生一個壓強(qiáng)變小的區(qū)域，使得周圍更多的空氣快速流動到這塊兒區(qū)域從而產(chǎn)生更大的風(fēng)流。關(guān)于噪音，工程師則利用了人類耳朵得不到頻率以上的聲波的現(xiàn)象，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后會發(fā)出較高頻率的聲波，但是人的耳朵卻聽不見，當(dāng)然噪音就小了。
從這個案例可以看出，設(shè)計(jì)師和工程師空氣動力學(xué)和聲波方面的知識有機(jī)地融入到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研發(fā)策略中，非常聰明地解決傳統(tǒng)吹風(fēng)機(jī)已經(jīng)存在了幾十年的老問題。
2.競爭策略：
美國西南航空是在講企業(yè)的定位和競爭戰(zhàn)略的書籍和課程中經(jīng)常會提到的案例。西南航空以實(shí)惠和便捷著稱，對于旅客來講，經(jīng)濟(jì)成本和時間成本都低。從下面這個價(jià)值曲線圖可以看出，西南航空沒有把注意力放在一般航空公司常打的賣點(diǎn)：豪華的商務(wù)艙、精美的餐食等上面，而是取消餐食、提高登機(jī)/下機(jī)效率等，從機(jī)型選擇、空中和地面的服務(wù)、運(yùn)營等都聚焦于降低經(jīng)濟(jì)成本和時間成本上。
策略，尤其是企業(yè)的定位和競爭策略，在于取和舍，舍棄多余的、不需要的以及不應(yīng)該有的。之所以做這樣的取舍，還在于經(jīng)營決策者對市場知識的把握和洞悉。
3.企業(yè)戰(zhàn)略：
在上個世紀(jì)，全球有兩家相機(jī)膠卷的巨頭——美國的柯達(dá)和日本的富士，前者現(xiàn)在幾乎銷聲匿跡，后者的轉(zhuǎn)型卻很成功。富士膠圈在2004年左右提出了新的轉(zhuǎn)型策略，利用原有的核心技術(shù)進(jìn)軍到美容化妝、健康醫(yī)療、印刷技術(shù)等領(lǐng)域。時任富士株式會社的古森重回憶到，傳統(tǒng)相機(jī)的膠卷需要的核心技術(shù)是膠片——膠片的主要成分是明膠（膠原蛋白提純產(chǎn)物），膠片厚度約為20微米，在這其中包含有20多層感光層、100多種化合物和各種功能性粒子。
膠卷這個行業(yè)雖然沒落了，但是技術(shù)卻可以運(yùn)用到其他的領(lǐng)域。因此，公司戰(zhàn)略層通過對市場需求和趨勢的分析，重點(diǎn)選擇了6大領(lǐng)域：醫(yī)藥品（化妝品）、醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)、光電、數(shù)碼影像、印刷以及高性能材料。當(dāng)市場上居然出現(xiàn)了富士膠卷出產(chǎn)的面膜和化妝用品，就不足為奇了。富士膠卷成功的轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略有賴于，一方面對自身沉淀的知識資產(chǎn)（技術(shù)和專利等）的分析，另一方面是市場知識（客戶需求和行業(yè)趨勢等）的研判。
（五）策略執(zhí)行：策略轉(zhuǎn)化為行為
知識是信息，策略也是信息，我們可以稱之為“策略信息”。前面我們講到信息與能量有相似性，不同能量和信息形式之間可以轉(zhuǎn)換并且轉(zhuǎn)移，但是不同的是，能量可以做功，改變事物的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)。但是信息卻沒法獨(dú)自產(chǎn)生這樣的功用。信息如果要實(shí)現(xiàn)類似的“做功”的效用，那么，需要轉(zhuǎn)化為行為。行為要產(chǎn)生效果，最終需要對行為的對象實(shí)現(xiàn)一定程度的控制（也可以理解為影響）。由策略信息轉(zhuǎn)化為具有功效的行為的基本模型：
控制的過程，其實(shí)是策略信息從它的載體轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)移到被控對象身上的過程。在這個過程中，信息本身并沒有發(fā)生改變（如果發(fā)生了改變，控制就會失真），改變的只是它的載體的物質(zhì)和能量形式。因此，控制論的開創(chuàng)者維納說：”工程中的控制理論，不論是關(guān)于人、動物還是機(jī)器，都不過是信息理論的一部分。“分析自然界和現(xiàn)實(shí)生活中的諸多“控制”現(xiàn)象，比如：快速跑步接住飛盤、飛禽捕捉奔跑的野兔、防空火炮射擊飛機(jī)、企業(yè)戰(zhàn)略的實(shí)施等，會發(fā)現(xiàn)完整、有效的控制過程是一個閉環(huán)結(jié)構(gòu)。
以老鷹捕捉野兔為例，控制的對象是飛奔的野兔，需要達(dá)到的控制結(jié)果是野兔被抓住，老鷹因此需要實(shí)施的行為是：全力撲騰翅膀飛向野兔，其間根據(jù)自己與野兔的位置的差距，調(diào)整飛行的角度、速度和姿態(tài)，反復(fù)觀察和比較，不斷調(diào)整和優(yōu)化，最終成功將爪子扣在野兔身上。這個過程中至關(guān)重要的是信息反饋的回路，沒有了信息，捕捉的行為會變成盲目地、沒有準(zhǔn)心的突襲，根本就談不上對對象和目標(biāo)的控制。企
業(yè)或國家層面的中長期戰(zhàn)略也是如此，往往會切分為3年或5年的執(zhí)行周期，比如國家的“五年計(jì)劃”。每個周期內(nèi)對戰(zhàn)略實(shí)施的成效和進(jìn)展進(jìn)行檢視，這個時候?qū)π畔⒌慕y(tǒng)計(jì)和分析變得尤為重要。
（六）信息傳遞
信息傳遞，是我們在處理信息時最高頻的行為之一，但是放在了最后部分來講。原因是，前面講到的知識和策略都是信息，我們在傳遞信息時，不僅包括一般意義上的信息，也在傳遞（包括共享）知識和策略。信息傳遞，在實(shí)際的經(jīng)濟(jì)和生活場景下，更多稱為通信，也是研究得最多也是體系最為完整的領(lǐng)域。前面簡單提到了香農(nóng)的通信模型，更為完整的模型如下：
其中，我們重點(diǎn)探討編碼和換能兩個模塊。
（一）編碼：
編碼，作為中文，有名字和動詞兩個意思，對應(yīng)的英文是：Code（名字）和Encode（動詞）Code，翻譯為代碼可能最為準(zhǔn)確。碼，一個石頭，一匹駿馬，石馬不是真的馬，它是指代真實(shí)的馬或者代替真實(shí)的馬。賭場中籌碼并非真實(shí)的貨幣，它的作用是暫時替代貨幣。我們傳遞信息，并不是傳遞那個實(shí)實(shí)在在的事物，而是附著在事物上的信息，所以我們常用代碼來指代需要傳遞的信息。語言是代碼，數(shù)字也是代碼。所以，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的“代碼”就是用自然語言和數(shù)字組合而成。Encode編碼，就是把信息轉(zhuǎn)化成為一種代碼的過程。理解編碼也是理解信息的本質(zhì)的一種直觀、有效的辦法。我們來看看比計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制編碼稍早的兩種編碼形式。
1.莫爾斯代碼（Morse Code）
我們在看有關(guān)二戰(zhàn)時期的戰(zhàn)爭影片常會看到電報(bào)機(jī)以及聽到一長一短的“嘟嘟”聲。當(dāng)時的電報(bào)就是以著名的莫爾斯代碼作為編碼形式來傳遞的。莫爾斯代碼是一點(diǎn)dot和一劃dash作為組合來指代英文字母，并以此為基礎(chǔ)組成詞句。
莫爾斯代碼一種二進(jìn)制的編碼，如圖，它依靠點(diǎn)和劃的數(shù)量和位置來指代英文字母。我們說語言也是代碼，所以電報(bào)的傳送過程大致是：先編碼，把英文作為代碼的信息轉(zhuǎn)化成為莫爾斯代碼，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成為有線或無線電波發(fā)送出去。接收方需要譯碼，首先把電波轉(zhuǎn)換為莫爾斯碼，再根據(jù)編碼規(guī)則把莫爾斯碼轉(zhuǎn)化成為英語作為代碼的文字和語音。
2.盲文（Braille）：
我們在那些方便盲人使用的電話亭、ATM機(jī)等自助設(shè)備以及鈔票上會看到由一個個點(diǎn)組成的盲文。同樣地，盲文也是一種代碼，它可以與文字進(jìn)行互換或者說相互替代。
為什么會有盲文？因?yàn)槊と艘暳θ笔Щ蛘呤軗p，他們?nèi)鄙倭巳祟惤邮招畔⒆钪匾母泄僖彩切诺馈暳?。因此，我們只有采用一種新的編碼形式才能把信息傳遞到盲人的意識中。在這個過程中，不僅變換了編碼形式，還采用了另外一種信道，即手指及其傳導(dǎo)神經(jīng)。
（二）換能：
不管采用什么樣的編碼形式，信息都不能在虛空中傳遞，必須依賴具體的媒介。媒介包含兩層意思：
1.物質(zhì)基礎(chǔ)：
不同信道有不同的物質(zhì)形式或材料，比如：光纖、電纜等；
2.能量形式：
傳遞意味著運(yùn)動，運(yùn)動需要能量，信號在不同的媒介中傳輸，需要對應(yīng)的能量形式來推動。比如網(wǎng)絡(luò)信號在光纖中傳播，如果轉(zhuǎn)移到手機(jī)來接收和傳遞，則需要轉(zhuǎn)換為電磁波的形式，因?yàn)殡姶挪ú拍芨玫卦诳諝膺@種介質(zhì)中傳遞。我們稱這樣的過程為換能，能量形式的轉(zhuǎn)換。
編碼之后需要譯碼，作為接收者才能明白信息的內(nèi)容。同樣的，在發(fā)送者這端換能后，接收者那端也要做一次換能。以手機(jī)通信為例，信息由聲音的振動變?yōu)殡姶挪ㄐ盘柊l(fā)射出去。接收者的手機(jī)會把收到的電磁波轉(zhuǎn)換為揚(yáng)聲器的振動，即聲音信號。綜上所述，完整的信息傳遞過程，往往需要三種轉(zhuǎn)換同時進(jìn)行：
1.編碼形式的轉(zhuǎn)換：
將信息以一種代碼轉(zhuǎn)為另一種代碼；
2.信道材料的轉(zhuǎn)換：
從一種信道轉(zhuǎn)為另一種信道，我們聽聲音起碼涉及到三種信道：肌肉組織、骨頭和空氣。
3.能量形式的轉(zhuǎn)換：
常見的能量形式有：光波、電磁波、聲波等。如果回顧從信息獲取到行為執(zhí)行的過程會發(fā)現(xiàn)，每個環(huán)節(jié)過程其實(shí)都是一次信息的傳遞。比如，信息獲取就是把信息從源載體上傳遞到獲取信息的主體上面。我們獲取一朵花的顏色和香味，是把相關(guān)的信息傳遞到感官和大腦。策略轉(zhuǎn)化行為，是把策略信息經(jīng)由行為傳遞給具體的對象。當(dāng)我們在炒菜時，是把大腦或食譜中的烹飪信息傳遞到食材和佐料上面。
總結(jié)起來，我認(rèn)為信息傳遞的過程包括兩個層面：
1.轉(zhuǎn)移Trans-fer：
讓信息負(fù)載于具有不同物質(zhì)+能量形式的事物。
2.轉(zhuǎn)換Trans-form：
不同編碼形式，code既可以是形象可見的符號，也可能是抽象的，比如電磁波、光波等的頻率。
（七）系統(tǒng)的優(yōu)化
再來看這張反映信息過程的圖，從信息獲取到信息轉(zhuǎn)化為知識，知識轉(zhuǎn)化為策略，再到策略的執(zhí)行和信息傳遞，這也是一個閉環(huán)系統(tǒng)，我們可以稱之為“信息系統(tǒng)”。
系統(tǒng)包含三個要素：1.系統(tǒng)的組成部分（元素、組件等）的數(shù)量；2.系統(tǒng)的組成部分的種類3.各元素或組件之間的相互關(guān)系
。信息系統(tǒng)的優(yōu)化，包括信息過程6個環(huán)節(jié)或者模塊本身的優(yōu)化，也涉及它們之間的聯(lián)系、銜接和互動的調(diào)整。自動駕駛汽車擁有自身的一套信息系統(tǒng)，還與其他的信息系統(tǒng)（交通管理、地圖服務(wù)、衛(wèi)星導(dǎo)航、電信運(yùn)營商等）聯(lián)系在一起。從系統(tǒng)優(yōu)化的角度，可以發(fā)現(xiàn)自動駕駛技術(shù)信息系統(tǒng)的各個模塊都在“進(jìn)化”。例如，
- 信息獲取：各類傳感器（激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等）
- 策略生成（知識轉(zhuǎn)化為策略）：這個主要表現(xiàn)在算法
- 策略轉(zhuǎn)化為行為：轉(zhuǎn)向控制、變速器等
系統(tǒng)的優(yōu)化，還包含另外一層意思：系統(tǒng)的組織程度的提升和組織效率的優(yōu)化。一個系統(tǒng)由多個元素組成，不同元素在系統(tǒng)內(nèi)部所處的位置和它們之間相互的關(guān)系，決定了系統(tǒng)的組織程度。如果元素是隨機(jī)地、缺乏秩序的分布在系統(tǒng)內(nèi)部，那么，系統(tǒng)的組織程度最低。孫中山曾說中國“四萬萬人”“一盤散沙”，就是說當(dāng)時（民國時期）的中國民眾缺乏組織。
系統(tǒng)組成元素從無序變?yōu)橛行?，意味著組織程度提高，同時也是系統(tǒng)的熵值由大變小。如果用組織程度提高后的系統(tǒng)熵，減去之前系統(tǒng)所處狀態(tài)的熵，得到是負(fù)熵（小減去大，等于負(fù)值）。負(fù)熵，代表的就是信息，或者說系統(tǒng)的信息量增加了。
公司職場里，職員們要么在各自座位上，要么在職場里四處走動（喝水、交談、方便等），突然接到通知，全體人員到樓下大廳門口集合，參加社區(qū)組織的消防演習(xí)。所有人員立即趕往樓下并排列成隊(duì)。這個時候，由職員組成的系統(tǒng)就從相對無序的狀態(tài)，變?yōu)橛幸欢ńM織性的狀態(tài)。系統(tǒng)從外部引入了新的信息——通知（是一種指令和信號，自然也是信息）。
當(dāng)下幾種被廣泛實(shí)踐的組織效率提升方式，如：敏捷開發(fā)、精益生產(chǎn)及管理等，在它們的理念和方法里面，都可看到信息，特別是信息反饋的作用。
敏捷開發(fā)：
持續(xù)召開每日站會，團(tuán)隊(duì)成員（產(chǎn)品、開發(fā)、測試等）站立開會，時間限定在15分鐘，大家輪流發(fā)言。主要溝通：昨天完成了什么？今天的計(jì)劃是什么？目前遇到了什么障礙等？這樣的會議形式雖然簡單，但起到了每日進(jìn)行信息反饋的作用。前面講到，控制的產(chǎn)生和目標(biāo)達(dá)成離不開信息的反饋。在每日站會中，每個成員的行為都會受到來自主管和其他成員所反饋信息的影響。
精益生產(chǎn)：
在精益生產(chǎn)理念和體系之中，“看板”是一個不可或缺的模塊，它既是精益生產(chǎn)系統(tǒng)中的組成部分（例如，白板、屏幕等形式的看板），也是一種管理和效率提升方法。在生產(chǎn)線上，生產(chǎn)和裝配進(jìn)度、成品差錯率、人員出勤情況等信息都會實(shí)時地可視化。在這樣一種信息“場”里，一方面重要的信息得到了共享，另一方面，相關(guān)成員的行為也因此受到影響。
如果提高和優(yōu)化一個系統(tǒng)（企業(yè)、學(xué)校、政府機(jī)構(gòu)、社會組織等）的組織程度和組織效率？簡單地講，就是調(diào)整或改變系統(tǒng)的組成部分存在的結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系。結(jié)構(gòu)和關(guān)系，不妨理解成為信息的凝集。調(diào)整結(jié)構(gòu)、改變關(guān)系則需要引入新的信息。
四、信息觀(D寬度):以信息為“透鏡”看到的“信息”
“對于一個拿著錘子的人來講，任何東西都像釘子?！保═o a man with a hammer, everything looks like a nail.)如果把“錘子”換成“透鏡”，這句話的意思就會有本質(zhì)的改變。對于一個拿著信息“透鏡”的人來講，任何事物都是一個信息系統(tǒng)。從小到一個細(xì)胞，達(dá)到整個人類社會，系統(tǒng)不分規(guī)模和大小，無不包含著各自完整的信息系統(tǒng)。
如果我們試圖拿著信息的透鏡來觀察和剖析身邊的事物或者現(xiàn)象，會有一種通透并且覺得“萬物齊一的”感受。人及人組成的社會是一個信息系統(tǒng)，而工具是人的機(jī)能的延伸和外化。所以，我們很容易觀察和發(fā)現(xiàn)生活中存在的信息系統(tǒng)及其主要模塊的發(fā)展。
汽車，作為最常用的交通工具，也已經(jīng)從單純的機(jī)械裝置，進(jìn)化為信息系統(tǒng)：
我們以信息的透鏡來觀照事物，基本是是把這些系統(tǒng)看作孤立的。但是真實(shí)的世界里，大大小小的系統(tǒng)不僅是交織在一起，而且存在層級性：科學(xué)——技術(shù)——經(jīng)濟(jì)——社會。信息，一方面不斷獨(dú)立和專業(yè)化發(fā)展出信息科學(xué)、信息技術(shù)以及信息經(jīng)濟(jì)；另一方面，又與其他領(lǐng)域融合和交叉：
信息科學(xué)：
與生物、遺傳、地理等發(fā)展出生物信息學(xué)、遺傳信息學(xué)、地理信息學(xué)。信息技術(shù)：
信息技術(shù)與其他技術(shù)的融合，主要包括：交通技術(shù)、醫(yī)療技術(shù)、航空航天技術(shù)等。
信息經(jīng)濟(jì)：
信息產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，例如5G相關(guān)產(chǎn)業(yè)就與交通、醫(yī)療、教育等發(fā)生密切關(guān)系。
科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)（尤其是產(chǎn)業(yè)）之間，相互影響、彼此促進(jìn)，共同推動信息社會的形成。目前，比較明顯的影響是社會組織結(jié)構(gòu)的變革和進(jìn)化。歷史經(jīng)驗(yàn)表明，人類社會最先進(jìn)的技術(shù)和組織方式往往最先應(yīng)用在軍事和戰(zhàn)爭上面。信息技術(shù)運(yùn)用在武器和軍事中的歷史悠久并且成熟，而現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到對戰(zhàn)爭組織形式和戰(zhàn)場指揮-控制結(jié)構(gòu)上。例如，美軍近年來一直在深入研究的“馬賽克戰(zhàn)”（Mosiac War)概念。
由于信息技術(shù)的發(fā)展，以往的殺傷鏈已經(jīng)進(jìn)化為殺傷網(wǎng)。一片“馬賽克”可以理解成為戰(zhàn)場上殺傷網(wǎng)的一個節(jié)點(diǎn)。作為對手，你所面對的不是一枚導(dǎo)彈、一架飛機(jī)、一艘潛艇等，而是一張由人員、武器、信息系統(tǒng)等組成的“網(wǎng)絡(luò)”。這樣一種“去中心化”的組織方式，也同時表現(xiàn)在企業(yè)的組織架構(gòu)上，例如：海爾的“人單合一”組織結(jié)構(gòu)、韓都衣舍的“小組制”等。
【討論】假如由你親自來編寫一本有關(guān)信息科學(xué)及技術(shù)的教材，你會如何來構(gòu)思內(nèi)容？
