經典譯從·信息論：本質·多樣性·統一 [Theory of Information Fundamentality,Diversity and Unification] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 馬剋·布爾金（Mark Burgin） 著，王恒君，嵇立安，王宏勇 譯

齣版社： 知識産權齣版社

ISBN：9787513030953

版次：1

商品編碼：11699731

包裝：精裝

外文名稱：Theory of Information Fundamentality,Diversity and Unification

開本：16開

齣版時間：2015-04-01

用紙：膠版紙

頁數：440

字數：58000

編輯推薦

適讀人群 ：信息管理、信息技術、信息科學、計算機科學等相關學科的研究人員、教師、學生
　　雖然信息論的書籍在國內外齣版瞭不少，但《經典譯從·信息論：本質·多樣性·統一》與它們有極大的不同，本書的書名也反映齣這一點，從內容比較，更是相去甚遠，學術思想、內容範圍、結構體係都不一樣。《經典譯從·信息論：本質·多樣性·統一》信息量非常大，涉及多個學科方嚮，所述內容是信息論的基礎問題，具有很高的學術價值。本書的齣版將會引入國外信息論的新近成果，開拓國內學者的思路。《經典譯從·信息論：本質·多樣性·統一》將是國內第1本這類的書籍。如果本書作為大學的教材，那它就不僅可以作為信息類專業的教材，而且可以作為文理科公選課的教材，這一點是由本書的內容決定的。這類似於現在有些高校開設的“數學文化”課程，文理科學生都可以選修。

內容簡介

　　《經典譯從·信息論：本質·多樣性·統一》提供瞭一個新方法——一般信息論——信息現象的科學理解。基於自然界、技術和社會裏信息過程的透徹分析，基於信息論的主要方嚮，這個理論綜閤瞭已有的方嚮成為一個統一的係統。
　　《經典譯從·信息論：本質·多樣性·統一》闡釋瞭這個理論如何為下列學科打開瞭新的可能性，信息技術、信息科學、計算機科學、知識工程、心理學、語言學、社會科學和教育學。
　　《經典譯從·信息論：本質·多樣性·統一》對於信息論中主要的基於數學的研究方嚮也做瞭廣泛的介紹。一般信息論為信息研究已有方嚮提供瞭一個統一的背景，使得可以詳述信息的綜閤定義；一般信息論解釋瞭信息、數據和知識之間的關係；論證瞭不同的數學模型與信息過程是如何聯係的。
　　《經典譯從·信息論：本質·多樣性·統一》中給齣瞭信息本質和功用的解釋，以及如下問題的答案：信息如何聯係與知識和數據，如何用數學結構建模信息，以及這些模型如何用於更好地理解計算機和互聯網、認知和教育、通信和計算。

作者簡介

　　嵇立安，1981-1985在鄭州大學讀書，本科物理專業，後在學校及多傢企業工作，2011-2014在中科院瀋陽計算所讀計算機專業的碩士研究生，畢業後進入河南工業大學工作，講授多門計算機方麵的課程。主要研究方嚮：嵌入式係統、嵌入式數據庫、手機編程、地理信息係統和數字圖像處理。主要從事手機應用程序的開發和教學，SQLite嵌入式數據庫的開發與教學。自2004年起擔任瞭多門課程的主講老師，包括計算機圖形學、數字圖像處理、麵嚮對象的編程（C++和JAVA）、數據庫原理與應用、軟件工程、數據結構、嵌入式係統、嵌入式數據庫、網絡編程、計算機匯編語言和計算機網絡技術等。

目錄

第一章 導論
1.1 我們如何知道信息是什麼
1.2 社會中的信息
1.3 自然界中的信息
1.4 信息的技術層麵
1.5 本書的結構

第二章 一般信息論
2.1 標記、符號與世界
2.2 信息是什麼：信息本體論
2.3 如何度量信息：信息價值論
2.4 信息的類型和屬性：信息類型學
2.5 信息、數據和知識
2.6 情緒與信息

第三章 統計信息論
3.1 信息與通信
3.2 信息與熵
3.3 量子信息
3.4 信息與問題解決
3.5 信息測量的公理化
3.6 物理學裏的信息

第四章 語義信息論
4.1 信息的三個方麵
4.2 巴希勒和卡爾納普、辛提卡及其他人的
邏輯方法：信息中的邏輯學
4.3 麥凱、施賴德爾、布魯剋斯、米紮羅及其他人的
基於知識的方法：從信息中得到的知識

第五章 算法信息論
5.1 信息、算法和復雜度
5.2 基於遞歸算法的算法信息論：遞歸方法
5.3 基於歸納算法的算法信息論：歸納方法
5.4 作為相對信息度量的條件信息尺度：相對論的方法
5.5 雙重復雜度與信息度量：算法信息論中的公理化方法

第六章 語用信息論
6.1 馬爾薩剋的經濟學方法：信息成本
6.2 麵嚮任務的方法：信息的價值、成本和質量
6.3 馬祖爾的變換方法：信息的推動力

第七章 信息動力學
7.1 德雷斯剋、巴威斯和塞利格曼方法中的信息流：信息過程
7.2 察科津的算子方法：信息作用
7.3 信息代數與信息幾何
7.3.1 詮釋的信息代數
7.3.2 抽象信息代數
7.3.3 信息幾何學

第八章 總 結
附 錄 信息論的數學基礎
附錄A 集閤論基礎
附錄B 算法論要義
附錄C 邏輯學要義
附錄D 代數與範疇論要義
附錄E 概率論要義
附錄F 數字與數值函數
附錄G 拓撲、度量和賦範空間
參考文獻
緻謝
主題詞索引

精彩書摘

　　《經典譯從·信息論：本質·多樣性·統一》：
　　本書嚮你呈現瞭科學理解信息現象的一個新方法——一般信息論。基於對自然、技術和社會中信息過程的深層次分析，以及對信息論裏的主要方嚮的研究，這個理論將已有的方嚮綜閤到一個統一的係統中。本書說明瞭這個理論如何為信息技術、信息科學、計算機科學、知識工程、心理學、語言學、社會科學和教育學等學科開創瞭新的機遇。
　　本書對於信息論中主要基於數學的方嚮也給予瞭廣泛的介紹。對於信息論研究中已有的方嚮，一般信息論提供瞭一個統一的語境，這樣詳細說明全麵的信息定義就成為瞭可能。這個理論解釋瞭信息、數據及知識之間的關係，論證瞭信息的不同數學模型如何與信息過程相關聯。
　　本書闡釋瞭信息的本質和功用，並給齣瞭以下問題的答案：
　　信息怎樣關聯於知識和數據；
　　怎樣用數學結構建模信息；
　　這些模型怎樣用於更好地理解計算機和互聯網、認知和教育、通信和計算。
　　……

前言/序言

　　我們在這個新領域啓航，因為那裏有可以獲得的知識。
　　約翰·F·肯尼迪（John F. Kennedy）（1917—1963）
　　生活中最成功的人通常是那些擁有最佳信息的人。
　　本傑明·迪斯纍裏（Benjamin Disraeli）（1804—1881）
　　有一個古希臘傳說，講的是神秘的動物斯芬剋斯，他禍害著底比斯這座城市。斯芬剋斯總是照例詢問路人一個謎語，凡是迴答不上來的人就被這個怪獸一把抓住吃掉。英雄俄狄浦斯走到斯芬剋斯麵前要求它講個謎語，它剛一講完，俄狄浦斯就說齣瞭正確答案，聽到答案，斯芬剋斯消失瞭，從此終結瞭它對人們的威脅。
　　現在人們遇到瞭一個新的神秘的斯芬剋斯——技術的發展，這個現代的斯芬剋斯詢問這樣的問題：什麼是信息？它如何起作用？對於這問題人們如果找不到正確答案，技術就會威脅到人類的生存，因為人們變得越來越依賴信息技術。正因為如此，對於人類社會而言，信息的重要性日益激增，以緻我們的時代被稱為“信息時代”（Giuliano，1983；Goguen，1997；Mason，1986；Crawford和Bray-Crawford，1995；Stephanidis，2000）。至少從20世紀中期開始人們普遍認為自己就開始生活在信息時代，信息不僅構成瞭大多數工業部門的基礎，而且更重要的是它變成瞭基本的可貿易的資源和商品（Macgregor，2005）。事實上，沒有哪個人類經驗的方麵不受信息影響。
　　例如，馬丁（Martin，1995）承認信息起著社會命脈的作用，他寫道：
　　假如沒有生命攸關資源[信息]的不間斷的流動，正像我們所知道的，社會將很快陷入睏境，商業和工業、教育、休閑、旅行、通信、國傢和國際事務全都易受破壞，在更發達的社會，由於對信息力量和通信技術的依賴性的不斷增加，這種易損性被加強瞭。
　　信息充斥在我們周圍，也存在於我們體內，我們的感覺器官收集它，我們醒著的每一秒，我們的大腦過濾、組織和處理信息，信息使得我們的生活成為可能。
　　從互聯網産生以來，人類可用的信息量呈指數量級增長，雖然萬維網隻是從1995年開始被普遍地使用，但是幾年下來它完全徵服瞭所有現存的媒體而成為主要的信息傳遞機製（Duff，2003）。
　　每年估計有1~2艾字節（exabytes）（1 exabytes等於1018字節）的新信息産生（和存儲），這包括所有的信息存儲媒體：書、雜誌、文檔、互聯網、Pc機、照片、X射綫、電視、廣播、音樂、CD、DVD等，全球人均信息大約是250兆字節（megabytes），但是大多數信息是數字化的（準確地講占93%）。
　　估計印刷品占240太字節（terabytes）（1 terabyte等於1015字節），這個數量小於新信息總存儲量的1%，盡管如此，每年大約有75億件辦公文檔印刷品，接近1百萬種圖書、40 000種日報和80 000種雜誌。
　　與此同時，信息質量的缺陷緻使各個公司、組織和整個經濟付齣沉重代價，據估計僅美國經濟每年增加花費6000億美元（Hill，2004）。
　　在過去的50年間，信息這個術語成功地滲透進瞭科學、技術、人文學科、經濟、政治，以及日常生活。政府、公司和一些個人都花費瞭巨大的財富去獲得必需的信息。然而，關於這個術語的使用還有很多問題，正如葛根（Goguen，1997）所寫的那樣，“我們生活在一個‘信息時代’，但是，沒有信息理論，甚至沒有信息的定義能足夠廣泛而精確地做齣有意義的斷言”。事實上，來自廣泛信息源的極大信息量使我們難以招架。這些信息源有萬維網、電子郵件、圖像、講話、文檔、書、報紙，等等。如勒文施泰因（Loewenstein，1999）認為，“信息流……是生活的原動力，流動在綫路裏的分子信息産生瞭我們稱為‘有機體’的組織，並維持它抵抗物理世界裏一直存在的解構壓力，地球上的每個生命體都有它自身DNA編碼信息決定的結構。”
　　同時，我們的經驗證明，對信息概念的世俗理解可能是非常有誤導性的，例如，許多人認為信息等同於消息，然而，當收到一個由隨機字母序列構成的消息時，一個人沒有得到信息，於是，存在沒有信息的消息。證明消息和信息本質不同的另一個例子是這樣一種情況，一個同樣的消息對不同的人傳遞不同的信息。於是，就像科學上經常發生的那樣，為瞭剋服信息世俗概念的限製，主要的問題是找到和建立正確的理論。
　　審視信息科學，我們發現一個奇怪情形，一方麵，它有許多理論，科學傢創造瞭大量的信息理論：香儂的統計信息理論、語義信息理論、動態信息理論、定性信息理論、馬爾薩剋（Marschak）的經濟信息理論、實用信息理論、費希爾（Fisher）的統計信息理論、演算信息理論，等等。研究者研究信息生態學（Davenport，1997）和信息經濟學（Marschak，1959；1964； Arrow，1984；Godin，2008），建立瞭信息代數（Burgin，1997b；Kohlas，2003）、信息幾何學（Amari and Nagaoka，1985）、信息邏輯（Van Rijsbergen，1986；1989；Demri和Orlowska，1999）、信息演算（Van Rijsbergen和Laimas，1996）、信息物理學（Stonier，1990；Siegfried，2000；Pattee，2006）和信息哲學（Herold，2004），每年有關信息問題的書籍大量齣版，發錶的論文有幾韆篇，但是仍然不知道信息是什麼。另外，如權威書籍《信息政策和科學研究》（1986）的介紹中所寫，“我們的主要問題是我們不真正知道信息是什麼”。
　　再者，由於在“信息”名下所考慮的現象異常多樣，一些研究者得齣結論，不可能有一個全麵概括的信息定義以及建立一個統一的信息論（Capuro，Fleissner和 Hofkirchner，1999；Melik-Gaikazyan，1997）。
　　對信息沒有充分認知的情況是十分危險的，因為社會越來越依賴於信息處理。計算機正變得體積更小、更便宜、易連接和無所不在。同時，互聯網的影響持續增加，計算機為人們解決瞭許多問題，如嵌入設備控製著汽車、飛機、輪船和航天器。弗思（Furth，1994）寫道：“在1991年，公司在計算和通信設備（新時代的重要商品）上的花費第一次超過在工業、礦業、農業和建築業的機械上的花費。目前信息技術至關重要，並且經常不為我們所察覺，如同我們呼吸的空氣，空氣裏充滿瞭無綫電波，可我們沒有感覺到。坐在一輛小汽車裏，你注意到價值675美元的鋼鐵在你周圍，而不是價值782美元的微電子電路。”
　　“什麼是信息？”被挑選齣來作為最深刻和最普遍的計算機科學問題，溫（Wing，2008）寫道，它反映瞭更加深遠的問題，這樣的問題驅使著人類日復一日地研究，驅使著研究人員不斷研究並擴展計算的前沿領域。
　　正如我們看到的，信息概念是人類大腦創造齣來的最偉大的思想之一，我們的任務是使得這個概念整體完全精確。例如，斯托尼爾（Stonier，1996） 把信息作為宇宙具有的一個基本性質來研究。
　　信息處理支配著社會，滲透進每個生活領域。少量的信息能導緻整個地球的毀滅，因為按一個小按鈕就能發動一場核戰爭。馮？拜爾（Von Baeyer，2004）認為，信息是科學的本質，而當代社會基於現代技術，現代技術基於科學。這樣，意識到信息是種現象、知道信息處理的規律並使用這些知識造福人類至關重要。斯托尼爾（1991）和其他研究者強調，信息科學急切需要信息理論。
　　完成這個知識和建立這樣一種理論的眾多努力反映在研究信息的文獻裏，在信息方麵有許多優秀的、好的和一般的書籍，每年齣現大量涉及信息處理的書籍，所以，筆者有必要說明為什麼這本書與已經齣版的大量各類信息方麵的圖書不同。
　　本書的主要目標不是像彆的書籍那樣論證一係列成熟定理，不是描述一種或兩種（甚至最流行的）理解和信息建模現象的方式，本書的目的在於找到綜閤理解信息現象的方法和創建一般信息理論，這個理論能夠把已有信息理論囊括進一個統一的理論體係。以此為目標，本書在介紹瞭一般信息論之後，將主要注意力放在瞭最流行的、具有可靠數學核心的信息理論上，這使得讀者理解一般信息論的同時，能夠清楚怎樣統一信息研究的已有知識。
　　從這個視角看，本書有三重目的：（1）提供信息理論裏主要的基於數學的方嚮；（2）分析和綜閤已有的方嚮，用稱為一般信息論的新方法把它們閤並到一個統一的係統中；（3）使信息技術、信息科學、計算機科學、知識工程、心理學、語言學、社會科學和教育的綜閤成為可能。
　　在本書的第一章導論部分我們分析瞭信息研究和信息處理的現狀，討論瞭和信息及信息處理理論有關的問題與難題。此處在本書第一章導論部分，為瞭發展一種有效和高效的理論，對於自然界、技術和社會領域的信息處理，我們需要做一個詳盡的分析。
　　關於這個分析以及對已有信息理論當中核心思想綜閤的詳細論述是我們嚮一般信息論邁齣的自然一步。本書的第二章呈現瞭一般信息論基礎，這個理論提供瞭一個綜閤其他信息理論和統一我們關於信息、信息係統和信息過程知識的基礎，它有可能戰勝某些人聲稱不可能有統一的信息論的爭論。
　　在阿瑟？剋拉剋（Arthur Clarke，1962）看來，發現可能邊限的唯一方法是冒險越界進入一點不可能。在一般信息論裏，對帶有一個特定係統參數的信息使用參數化方法實現瞭這一觀點，這個特定係統參數被稱為信息邏輯係統，這個方法提供瞭對信息的一個更好理解、更高效的理論開發和實際應用。書中描寫瞭以前未知的新信息類型的發現。此外，第二章還說明瞭一般信息論在不同領域的應用，從知識管理的角度發現並分析瞭知識和信息之間的關係。教育中信息的作用變得越來越清晰，這改變瞭我們對教育過程的理解。在個體機能方麵，信息的作用得到說明並證明瞭新的信息類型的存在。
　　本書的其他章包含瞭最重要的發展方法和特殊的信息理論，並從一般信息論給齣的一般視角呈現它們。我們的重點放在基於數學導嚮的理論。我們研究這些理論：統計信息論（包括香儂理論和它的新近發展）、關於信息的費希爾方法以及該方法在物理學上的應用、算法信息論、語義信息論和質量信息論的不同版本。展現瞭廣泛的信息理論群，說明瞭許多研究，這些研究超齣瞭香儂信息論或香儂通信理論的最流行的方嚮。一般信息論不僅允許人們統一理論方嚮的多樣性，並且引導人們進行理論結果的應用和開發。
　　本書的基本讀者包括大學生和研究生，信息技術專業人員，信息科學、計算機科學、知識工程、認知科學、哲學、人工智能、心理學、語言學、生物信息學、社會科學和教育學的研究者，信息技術專傢將會接觸到信息論為他們的專業研究活動提供的工具，這些專業活動包括設計軟件、開發計算機、應用計算機解決各種問題，以及開發全球和本地網絡。
　　此外，一個對科學和技術感興趣的讀者可能在這裏找到對信息本質和功能的闡釋，以及如下問題的答案：
　　（1）信息怎樣與知識和數據相關聯；
　　（2）信息怎樣用數學結構建模；
　　（3）這些模型如何用於更好地理解計算機和互聯網、認知和教育、通信和計算。
　　有必要告訴那些喜歡瞭解信息本質又不想應付數學公式的潛在讀者，盡管書中有許多公式，但同時本書提供瞭這樣的機會，跳過這些公式，仍然可以得到關於信息現象的許多信息。這樣構建使得讀者可以達到幾個理解層次，忽略公式可以達到第一個層次，對基本公式的理解使讀者達到第二個層次，命題和定理形式公式化的數學結果將讀者的理解提升到第三個層次。

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