[科普中国]-信息转换

背景

如何把信息转换为解决问题所需要的智能，1是信息科学领域的核心研究课题。信息转换原理”提供了一种把信息转换成为智能的可行方法。为了能够把信息转换为智能，它首先突破了信息论局限于统计形式的限制，建立了全信息理论；然后，研究了作为信息与智能中介的知识理论，发现知识的生态规律信息一知识一智能转换”就是智能的生成机制，因而提出了智能生成机制的模拟方法，使人工智能三大主流方法(结构模拟、功能模拟、行为模拟)实现了统一;在此基础上定义了意识一情感一理智三位一体的高等人工智能模型，证明了意识、情感和智能都可以由各自条件下的信息转换生成出来，从而建立了基于信息转换的高等人工智能理论，成为沟通信息理论、知识理论和智能理论的一体化理论。

信息、知识、智能，是现代科学3个具有基础性和关联性的当代重要研究领域，如何把信息转换成为解决问题所需要的智能，是信息与智能科学领域的核心研究课题，也是整个现代科学技术十分关注的问题.当今世界各国经济和社会发展的信息化、知识化和智能化进程，对信息理论、知识理论、智能理论、特别是信息一知识一智能的一体化理论研究提出了十分迫切的需求.

然而，关于信息、知识、智能3个领域的理论研究却发展得不太平衡，而且基本上处于互相独立发展的状态.

信息理论研究在信息理论研究方面，1948年由Shannon所创立的信息理论(原来称为《通信的数学理论》)实际上是一种建立在概率论和随机过程理论基础上的统计通信理论，它所关心的问题是在噪声环境下如何有效、可靠、安全地把信号从一个地点传送到另一个地点。同年Wiener出版的《控制论》研究了动物与机器中的控制与通信问题，其中的信息理论实际上与Shannon的信息理论异曲同工。

知识理论研究在知识理论研究方面，虽然在20世纪70年代出现了以知识推理为特征的“知识工程”研究[}3}, 20世纪90年代兴起了面向特定数据库的“知识发现”研究但是，这两方面的研究都还处在发展的初级阶段，而且，它们之间几乎没有建立任何互相关联.因此，至今没有形成系统性的知识理论。

人工智能理论在人工智能理论的研究方面，主要关注的问题则是如何在计算机平台上编制“聪明软件”来解决诸如定理证明、问题求解、机器博弈和信息检索等复杂问题。而且，这一方向的研究一直与人工神经网络的研究[14-19〕和感知一动作系统以及多智能体的研究缺乏必要的沟通，在智能领域呈现出鼎足三分的状态.不仅如此，在人工神经网络研究与人工智能研究之间以及感知一动作研究与人工智能研究之间还存在严重的分歧。事实上，学术界也作了很大的努力，试图消除人工智能、人工神经网络和感知动作系统3种研究方法之间的歧见，达成研究方法的统。但是，并未取得实质性的成功。

显然，信息理论、知识理论、人工智能理论之间这种相互脱节的研究状况，不利于信息科学技术、知识科学技术和人工智能科学技术的发展，更不利于信息理论、知识理论、智能理论的一体化研究，不能适应现代科学技术和经济社会发展的需要.

有鉴于此，信息理论、知识理论、智能理论及其一体化理论的研究具有十分重要的意义，值得人们高度关注。本文以下将介绍信息、知识、智能一体化理论的基本结果“信息转换原理”，包括这一原理的主要支撑理论:全信息理论、知识生态学规律、智能的生成机制、人工智能的机制模拟方法、人工智能的统一理论以及高等人工智能理论。

信息转化的途径信息转化为“力”，一般有两种途径：

自然途径信息转化的自然途径是指由自然力来担当信息转化为“力”的任务。自然界中物质的运动变化，一方面产生信息，另一方面又担当信息转化为“力”的任务。2

人工途径信息转化的人工途径是指由人工自身来担当信息转化为“力”的任务。在手工操作的生产力水平下，信息转化为“力”的途径，主要是人工途径。

信息转化的人工途径，其信息转化为“力”，均在人体内完成。首先，人依靠感觉器官感知信息，并经过心理、思维活动认识信息，完成感知到认知的转化过程；接着，对信息做出生理反映和躯体运动，实施对信息转化的人工控制，以产生出“力”。

机械技术途径信息转化为“力”的机械技术途径是指运用机械装备和信息技术来担当信息转化为“力”的任务。用机械技术实觋信息转化为“力”的进程，是一个漫长的时期，它大体可分为人工半机械系统、自动控制系统和智能系统等三个发展阶段。

1．人工半机械系统

这是由人工和机械结合实现信息转化为“力”的过程，如汽车的刹车制动等。

2．自动控制系统

设计信息与动作相对应的程序，当遇到某一信息时便自动转化出相应的动作，如城市噪声监测显示系统等。

3．智能控制系统

设计比自动控制更高级的自动转化程序，模拟人的智能动作自动操作，如智能机器人、自动导航系统装备等。