克劳德·香农的信息论方法及其对传播学的贡献

克劳德·香农的信息论方法及其对传播学的贡献 克劳德?香农的信息论方法及其对传播学的 贡献 2007年第6期 No,6,2007 九江学院 JournalofjiujiangUniversity (总第143期) (SumNO143) 克劳德?香农的信息论方法及其对传播学的贡献 梅琼林 (武汉大学媒体发展研究中心武汉430072) 摘要:克劳德?香农的信息工程传播或技术传播理论,以其纯粹的数学方式理解和诠 释了信息发生,传播中的一些基本方式和原理.其中以信息熵,噪音,冗余,反馈等概念 为核心,通过数学公式描述了信息传播中的一些基本规律,确定了许多主要概念和基本观 点,为传播领域提供了基本的范式,指明了新的研究方向和课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .今天,它仍然是传播学 的重要方法,有助于对于这个多学科根源的领域进行更缜密的理论整合. 关键词:信息;熵;意义;理论框架 中图分类号:TP14文献标识码:A文章编号:1673—4580(2007)06—0001一(05) 传播学是一个多学科交叉的领域.传播学的 发展,不仅从政治学,经济学,社会学,心理学, 新闻学,语言学和符号学等行为科学中接收了丰 富的营养,而且还从与信息传播技术有关的通信 工程学,系统论,信息论,控制论,数学,统计 学等信息科学那里汲取了新的动力. 信息科学以信息为主要对象,以信息的规律 和应用方法为主要内容,以计算机技术为主要研 究工具,以扩展人类的信息功能特别是智力功能 为主要研究目标,它已经成为一门独立的,交叉 的,边缘性和综合性学科. 信息论是研究信息的本质,并运用数学的方 法研究信息的计量,传输,转换和存储的一门学 科.信息论方法就是运用信息观点的方法,把研 究的客体视为信息的获取,转换,处理,反馈而 重视目的性运动的过程,以此达到对复杂运动过 程的规律性认识. 1信息论的产生和发展 信息论方法是美国贝尔电话研究所的数学家 香农在20世纪上半叶创立"信息论"时为现代科 学提供的一种认识工具.香农的信息论,最初作 为两篇文章于1948年发表在《贝尔系统技术杂 志》上.信息概念一经提出,便从最初的狭隘涵 义上升到具有普遍意义的概念,并渗透到所有学 科领域,对许多科学领产生了重要影响.纵观信 息论的发展,可以看出它正从一个狭窄的领域走 向一个广阔的天地,正由稚拙的经验描述踏上成 熟的理论研究台阶. 香农关于信息的思想是建立在前人的研究成 果之上的.1922年,卡松提出边常理论,提出信 号在编码过程中频谱展宽的信号保护法则,美国 的奈奎斯特和德国的开夫曼尔进而认为,一定速 率的电报信号传递,要求与一定的带宽相适应. 1928年,哈特莱在《信息传输》一文中对信息和 消息的区分,以及对通讯系统传输能力和可靠性 的探讨,对香农信息论的创立有直接的启发意义. 信息论创立以后,经历了20世纪5O—6o年 代的消化时期和7O年代的发展时期.2O世纪5O 年代,信息论向各门学科发起冲击.人们试图用 信息概念,方法来解决本学科而临的许多未能解 决的问题,如解决组织化,语义学,生理学,心 理学等问题.2O世纪6O年代,信息论的研究重点 是信息和信源编码,特别是散信源编码,因为熵 的定义出现,其基本的形式得到解决.此时,信 息论推广到生物学,神经生物学,人们还把信息 论分为狭义信息论,一般信息论和广义信息论. 2O世纪7O年代,计算机的广泛应用,通讯能力的 极大提高,有效处理和应用信息的问题被提出, 收稿日期:2007—03—25' 作者简介:梅琼林(1963一),男,武汉大学媒体发展研究中心研究员,文学博士.武汉 大学新闻与传播学院教授,博 '士生导师,国务院学科评议组成员.研究方向:媒介文化,理论传播学. ? 2?九江学院2007年第6期 一 些学者提出效用信息论,信息过程论,信息仪 式论,信息崇拜论,信息经济论,信息社会论及 各种观点,信息论已经发展到足以使整个学科必 须重新建立自己的理论的程度,全新的信息论体 系和信息研究正处于一个颠峰期. ?? 信息 ? 图1信息论的演变与发展 2香农的信息论及其延伸发展的大众传播模式为例,他们的模式尽管明显接受 2.1香农的信息工程传播或技术传播论了社会学家纽科姆的均衡论模式和卢因的"把关 在传播学中,信息是一个中心概念,而香农人"理论的影响,但他们仍然引入了香农的研究 的信息论则是传播学的根本范式.香农的信息论成果,强调信息的选择,抽绎和传递,突出了反 是我们今天对于传播的主要理解的基础,特别是馈的多样性和调节功能. 新的传播技术的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 基础.信息概念,作为信息然而,香农从一开始,就宣布他的模式不适 的普遍测量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的比特,以及从香农工作中衍生合于人类传播,后者是这样的一种类型,这里, 出来的香农模式,使得我们能够以一种在香农之一个个体解释一个信息的意义.具有数学倾向的 前不可能存在的方式 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 传播系统.香农将他的模式仅限于工程传播或技术传播,将 从香农的最初目标看,他只是打算改进电子人类传播的意义方面限定在他的概念之外.韦弗 干扰或噪音影响的电报或电话线上的信息传递,举例说明香农的有限模式:"一个工程传播理论就 他认为,最好的解决方法不是改进传递线路,而像一个非常循规蹈矩,举止谨慎的姑娘收到你的 是更有效的包装信息.传播被定义为:"一个过电报,她对内中的含义一点也不注意,不管它是 程,通过这个过程,一个人的思想影响另一个令人悲哀的,或是令人高兴的,还是令人尴尬 人."在着作《传播的数学理论》中,韦弗和香农的".他还进一步区分了三种不同层 次的传播: 以其最简单的形式表达了一种线性的,从左到右A层传播符号如何能准确的发射?(技术问 的传播概念--SMCR,这个模式深刻而明白无误的题) 揭示了传播系统的内在结构和相互关系,确立了B层被发射的符号如何准确的传递意图中 传播过程的整体性,综合性和有序性.后来这个的意义?(语义学问题) 模式不断的被发展,出现了许多各具特色的传播c层被接受的意义如何有效的以意图中的 模式.以和新闻媒介最接近的韦斯特与麦克莱恩方式影响行为?(效果或行为问题) 梅琼林:克劳德?香农的信息论方法及其对传播学的贡献?3? 香农声称,他的数学的传播理论只与A层打 交道,他称这一层为工程传播或技术传播,并告 诫科学界防止将信息论广泛运用于所有类型人类 传播.不过,后来关于信息的语义和实效性研究 提上日程,卡尔纳普,贝里斯等学者提出了语义 信息,语用信息等等,从意义的理解与态度行为 的改变等方便发展了这个三层次论. 香农的信息理论舍弃了传播过程中一切带主 观价值判断的成分,如信息的含义,真实性,价 值,受者特征方式等,使信息这一似乎纯为主观 性的概念显示出客观性,进而使信息研究从只能 用定性描述方法发展为可采用定量的方法.为此, 他引入了精确的数学概念——信息量,并指出, 信息量等于可能性选择的概率的对数,即信息量 的计算公式: N H=一k?lo@i(比特/每个信息) 从这个公式出发,人们提出信息的定义:信 息是降低环境中不确定因素,即减少可能发生的 不同情况的数量,信息的本质是不确定程度减少 的量.香农信息量公式给信息的定量化提供了科 学的方法.用信息量的概念来研究传播效果就是 用信息论中的"熵"这种度量,来刻画对象不确 定程度,用收到信息后"熵"的减少来标志不确 定程度的减少.法国旅美物理学家布里渊在《科 学与信息论》中把香农度量信息"不确定性"的 "熵"和热力学中熵直接类比联系起来,提出 "信息的负熵原理",认为"信息与负熵等价", 从现在的观点看这是一种误解.信息中确定的, 非选择性的部分则为"冗余信息",虽然其存在与 否不影响信息的完整性,但却可以用来抵消传播 通道中的"噪音"——传播过程中一切非忠于信 息本意而增加的信号,也可以说是一种虚假的信 息量.传者可以通过"冗余信息",如重复 要点 综治信访维稳工作要点综治信访维稳工作要点2018综治平安建设工作要点新学期教学工作要点医院纪检监察工作要点 等 来抵制各种噪音的干扰. 将香农的模式翻译成传播学知识的最有影响 的着作是DK伯洛的《传播过程》,这本书曾经是 大学传播课程的主要教科书.伯洛等传播学学者 在接受"信源""接受者"和"反馈"等工程概 念的同时,也在这个线性模式中增加了诸如"噪 音","编码"和"解码"等控制论术语,将这个 模式进一步修正为一个过程,而不再是一个行为, 并增加了关于效果的研究内容.他们认为,传播 行为的传播研究可以确定出信源变量(诸如可信 度),信息变量(就像使用恐惧呼吁),信道变量 (诸如大众媒体与人际信道)和接受者变量(如 受众人体的可说服性).传播研究中的因变量对效 果进行测度,诸如接受者一方的认识变化,态度 变化(说服)和例如投票赞成某个候选人,或购 买一种新产品的明显的行为变化. 从香农的信息工程传播或技术传播理论看, 它通过纯粹的数学的方式理解和诠释了信息发生, 传播中的一些基本方式和原理.其中以信息熵, 噪音,冗余,反馈等概念为核心,通过数学公式 描述了信息传播中的一些基本规律,确定了许多 主要概念和基本观点,为传播领域提供了基本的 范式,指明了新的研究方向和课题. 2.2信息的意义与语义信息论 "由于克劳德?香农的天才,我们认识到,许 许多多的问题都与编码和传送有关,而解译信息 能够以一种系统的,可控制的方式来达到;他在 1948年的经典性论文标志着一个数学新篇章的诞 生.探索应该确定传播领域中未来工作的内在涵 义." 香农的模式努力表明,它只是为工程应用而 设计的一个模式,它的公式也仅限于这个领域, 它将那些可能涉及到人在传播中的主观作用的变 量以一个常数k来表示,从而使他避开了意义的 问题.但也正是这个有效的量化分析和统计方式 成为社会学者们对它感兴趣的原因.香农等人一 再强调第一层次,强调信息的准确性,而回避了 第二层次第三层次即信息的"意义",实质是一种 对于具有社会价值和属性的人在传播研究中的地 位和作用的回避.因为如果涉及到意义的研究, 就进入了社会科学最核心,即思维与意识的研究. 这是一个敏感而棘手的问题. 但对于进行着社会科学研究的传播那里,对 意义以及相关的理解问题是没法回避的.因为, 生命体,尤其是人类的传播活动是一种非线性的 复杂传播,差别就在于个体生命对于信息的不同 诠释上. 为什么同样的输入量,对于不同的接受者或 者同样的接受者在不同时间,不同条件下会产生 不同的效果?如果那个香农的常数k对于每一个 人,每一个群体来讲真是一个不变的常数的话, 那么这个常数到底意味着什么?它的自变量和因 变量有哪些? ? 4?九江学院2007年第6期 为了突破传播学上的关键问题,奥斯古德, 施拉姆,纽科姆等人纷纷把目光转向心理学,试 图将人的因素和意义的因素纳入到传播研究的轨 道中来.海德的平衡理论,纽科姆的对称理论和 奥斯古德的调和理论等社会心理学对于认知问题 的研究要比传播学早一些,已经出现了一些可以 让传播学者借鉴的成果.对于符号与信息内容共 享性的探讨,如奥斯古德式对于语言共同体的总 结,施拉姆对于"经验范围的共同领域"的重视 都使人们注意到了有效传播发生的前提.心理学 认知的平衡与不平衡状态对于传播的人作为一个 历时性的个体存在于客观信息接受过程中. 在技术信息论之后,信息研究又踏上了上个 新的理论台阶,出现了语义信息论.语义信息论 主要研究信息交流中被传输的符号怎样准确地运 载欲表达的意义.1964年,卡尔纳普提出了信息 所包含的意义问题,认为任何载体所发出的信息 必须有一定的意义,如果用语言表述则指信息的 含义,即语言的含义.1974年,哥宪格尔提出无 概率(主观)信息的问题,认为人类通过语言表 述的主观信息(语义)比起那些适合用通讯技术 传输的客观方面的信息要复杂得多,也是香农理 论无法解决的.语义信息侧重强调人类语言表达 信息的语义性问题,更适合于一般人类交流问题 的研究,也有助于启发大众传播学者从语义学, 符号学等当代新型学科中吸取有益的营养. 2.3信息的价值与效用信息论 尽管香农博士对于信息及信息熵的数学推导 现在已经并不为多数的传播学者所重视,但回顾 这个带着西格马符号的公式我们可以发现,这位 数学家对于信息的本质已经进行了独到的量化的 探讨.至少从我们的感性认识上来说,它解决了 一 个什么是新闻以及衡量新闻价值的标准的问题. 为什么人咬狗是新闻,而狗咬人不是新闻, 这是传播学和新闻学上一个古老的命题,但人们 不知其所以然.香农的公式解释了这一点,因为 前者的概率更高一些,或者说负熵更高一些.信 息公式成为了人们对于传播内容价值判定的一个 有效的参考手段.尽管人们并不十分清楚它们之 间的必然联系和内在的机制.如果我们将客观社 会的全部现象分解为无数等概率的总体的话,这 个现实中发生的事件的概率与新闻的价值成正比. 也就是说,可以通过概率的分析来得到对于客观 事物的信息价值的判定.这正与人们当时对于新 闻与宣传的讨论结合起来,于是人们转向效用信 息的研讨. 效用信息是指信源发出的信息被信宿收到后 所起的效果和作用,即信息的实效,效用(如信 息的价值)问题.信源发出消息后,对不同的接 受者,使用者,其效用或价值是不相同的.同样 的消息对于不同的对象,在不同的时间,地点和 条件下,其价值可以不同甚至完全不同,所以效 用信息亦称相对信息.美国学者贝里斯,加拿大 学者詹马利等人都分别从不同角度对信息传递中 的效用,价值和效果等问题作了有意义的探讨. 这些研究对于大众传播中的效果分析和功能研究 无疑具有重要的借鉴意义. 3香农的信息论方法对于传播学理论框架和学科 建设的作用 各门科学互相渗透,互相交叉,是当前科学 知识发展整体化趋势的一种表现形式.大众传播 学研究的视野越来越广阔,方法越来越多样.信 息传播对于社会的,组织的,政治经济的影响都 成为了其它学科关注的对象. 信息论方法区别于传统的研究方法的主要特 征在于将系统的运动过程抽象为一个信息变换过 程,不必对系统的整体结构加以剖析,而仅从信 息流程,从整体观念出发,对其各部的内在联系 加以综合考察,以揭示科学对象的本质属性. 信息科学带有浓厚的方法论性质,信息化方 法可以加速科学整体化的过程,正因为这样,二 十世纪六十年代以来美国和西欧的学者已开始吸 收信息科学,运用信息论方法来研究传播系统, 传播过程和传播行为,并不断探讨传播学基础理 论的构建,以期望对传播实践做出明确而有力的 指导.从香农时代开始,信息科学就已经成为传 播学赖以发端作为量化研究的基础.它不仅是研 究传播的复杂性,系统性和整体性所不可缺少的 主观手段,而且也为传播学研究程序,思考步骤 和操作方法提供了可靠的科学依据. 回顾大众传播几十年的发展历程,我们可以 看到传播学研究基本上从三个方面在努力建立自 己的学科理论体系,即信息和传播的本体研究, 传播与接受效果中受众的心理研究,媒介与社会, 文化发展之间关系的研究.用麦奎尔的区分方式 便是"结构的""行为的"和"文化的"这三种 梅琼林:克劳德?香农的信息论方法及其对传播学的贡献?5? 不同的传统或途径. 数学,生物学,心理学,经济学,社会学等 当今诸多的学科转向了不确定性的研究,都在关 注着混沌的概念,这些学科现今所关注的不再是 建立一种确定性的变量关系,而是建立一种概率 性的变量之间的联系,为当代的传播学找到可供 借鉴的新的思维方式.当代物理学科对于自组织 理论和耗散结构的研究正在打开通往熵的本质探 索的大门,它意味着概率式的研究将成为研究的 主导方向.这正与信息熵的核心属性相吻合.熵 这个概念本身正是建立在这样一种不确定性的概 率研究的基础之上的.它很有可能是通往意义之 门的桥梁.而传播学在某种意义上来说,正是在 社会科学研究中与信息研究最接近的学科. 借助于计算机技术的发展,经济学和社会学 研究早已从模式性的研究走进了模型的建设.信 息论的研究将人们的视野转向理论上的量化研究 与宏观数理模型的建立上来,运用人文科学对于 结构研究与符号研究的成果,在与自然科学进行 跨学科的研究中传播学基础理论框架正在搭建完 善.一旦取得了基础理论上的突破,传播学将会 与其它学科产生大量的交叉.到那时,传播学才 会真正地如施拉姆所预想的:"在未来100年中, 分门别类的社会科学——心理学,政治学,人类 学等等都会成为综合之后的一门科学.在这门科 学里面传播的研究会成为所有这些科学见面的基 础.""它将成为综合之后的新的科学的一个基本 学科." 参考文献: [1]郭庆光.传播学教程[M].北京:中国人民大学出版社,1999. 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