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清华大学信息科学技术概论结课论文

信息传播技术的发展及其对社会的影响自动化系选题类型:A摘要: 本文为《信息简史》的读书报告。

本文专注于信息传播技术这一方面,研究信息传播技术的要素,并顺着其发展史,探索由原始传播技术到电报,电话,互联网,量子通信的发展过程和发展方向,从中分析信息传播技术的发展对社会的影响。

关键词: 信息简史,信息传播,影响,社会The development of information communication technology andits influence on societyAbstract: This is a book report of The Information: A History, A Theory, A Flood. We will focus on the aspect of information communication technology. Our aim is to outline the factors of a communication technology, and give a brief introduction to its development, from primitive communication technology to telegraph, telephone, the Internet, and quantum communication. In out discussion, we’ll analyze the impact of the technology to the human society.Key Words: Information communication, Influence, Sociology1引言《信息简史》一书对人类社会发展过程中,从人逐渐自觉地理解和运用信息,到信息深刻融入并改变人类社会的历史进行了系统的探寻和描述。

而要论信息,我们可以简单地将我们的研究对象分为信息的产生、信息的传播以及信息的处理几方面。

这篇读书报告,将专注于信息传播技术,结合《信息简史》一书,对相关技术的发展过程及它们对人类社会的影响进行探讨。

2信息传播技术及其要素信息的传播,顾名思义,就是将一段特定的信息从一个地点传递到另一个地点的过程。

评判一项信息传播技术,我们可以从以下几个方面进行考虑:2.1带宽带宽一词主要是在模拟与数字信号中运用的,在这里我们不严格按照它的定义叙述,而是用它泛指单位时间内可传输的信息量。

它是衡量一项传播技术最重要的指标。

在相当长的时间里,甚至可以说直到今天,信息的传播过程都是利用信息的全过程中的最大瓶颈。

而造成这一瓶颈的主要因素,就是带宽。

信息无时无刻且无穷无尽地在产生,而对于利用信息人们,更多的信息意味着更高的灵活性,那么如何在相同的时间里将更多的信息传递到应用它们的地方便成了一个问题,一种制约因素。

亦即传输的带宽与传播技术的应用价值密切相关。

2.2时效性时效性指信息从产生处传播到特定位置所需要的时间。

有别于带宽,我们这里着重于信息收到与发出的时间差,而不侧重于传达的信息量。

很多情况下,信息的价值与它传达的时间是密切相关的,如一条战报,传达越快越能够决定战局的走向;另一方面,需要注意到,很多情况下信息传播是一个双向的过程,如果通信的两方要进行交流,时效性的重要性也会得到体现。

2.3损耗损耗指信息在传播过程中产生的与发出时的偏差。

很显然,在任何情况下,确保信息的准确都是十分重要的。

信息的传播需要物质的载体,众所周知,能量在远距离传播的过程中会产生衰减和损耗,于是信息也随之产生了损耗。

2.4安全性安全性指信息在传播过程中被不希望的第三方截获与读取的难易程度。

相较于前文所提到的几点,安全性是一种更高层次的需求,是在以上几点得到相对的满足后才会开始考虑的。

然而,随着信息传播技术的发展,当以上几点都得到相当程度的满足时,安全性的地位便显得越来越重要了。

它实际上是信息价值得到保障的关键。

2.5成本在任何情况下,一项技术的成本都是十分重要的考虑因素。

它直接决定了这项技术能否得到大规模的推广和应用。

而技术应用的规模,决定着这项技术的社会影响力。

所以一项技术能否推动社会进步,与它应用的成本密切相关。

需要说明的是,上文所提到的诸多影响因素,它们并不是完全相互独立的,而是相互影响的。

比如我们所常常提到的“速度”,便可以看作是带宽与时效性的结合。

所以在下文的讨论中,将不会泾渭分明的对各种因素分开评判,而是侧重于技术的综合分析。

3信息传播技术的发展3.1原始传播方式一种典型的原始传播方式是信使传书。

这种传播方式的最大特点就是速度慢,这一点在交通不发达的年代更为明显,可以说它没有什么时效性可言,它不是本文所讨论的重点。

在这里,我们将重点放在书中提到的另外三种具有类似特征的传播方式,即烽火,撒哈拉以南非洲的“击鼓传声”和曾经盛极欧洲大陆的信号塔。

烽火这种传播方式相较于传统的信使,极大地提高了传播的时效性,然而它的缺点也十分显著,它只能承载一个比特的信息。

信号塔可以看作对它的一种改进,通过摇臂的运动传递不同的信息,不太严格地来说,它拓宽了传输的带宽。

而且在这里一个十分重要的思路被引入,那就是编码,即通过对摇臂状态的组合变化来表示更多的字符,这就是一种简单的编码。

这种思路一直继承到了今天。

而非洲的击鼓传声,除了上文提到的特点,它还创造性地引入了冗余,以对抗传播过程中的信号损耗。

冗余当然会使传输的效率变低,但当技术手段无法改善传输过程中的损耗时,冗余便成为了一种简单有效的选择。

当然以上提到的传播方式,都有着共同的缺陷,那就是受目视距离或听觉距离的限制。

而为了实现更长距离的传输,将不得不引入数量庞大的中继站进行信号的加强,这也带来了难以忍受的成本。

所以耗巨资建设的信号塔网注定只能是强国的玩物,而随着电报的出现,它们迅速走向了没落。

3.2电报电的出现让新的传播方式成为了可能。

电报相较于信号塔,有着高得多的时效性和带宽,这“不是两倍三倍的提升,而是跨越了许多个数量级的阶跃”。

尽管架设绵长的线路也需要不小的成本,但相较于规模宏大的信号塔,电报线路在成本上已经有了长足的进步。

电报将同步的概念带入人们的视线。

它为铁路运行提供标准时,让天气预报这种需要跨越时间和空间的工作成为可能。

电报的出现促进了多项技术的发展。

最明显的便是编码技术,电报不再停留于简单地应用编码,而是将编码的优化推向了新的高度。

摩尔斯(Morse)将英文的26个字母映射到了点和划的组合上,事实上摩尔斯电码不是点和划的二元组合,如克劳德·香农(Claude Shannon)指出的,它是一种由点、划、字符间停顿和词间停顿四种符号构成的两种状态的编码。

对于这种映射本身,摩尔斯便采取了简单的优化,他将高频使用的字母映射到较短的编码上,而把长的编码留给低频的字母。

由于电报已经能够将较多的信息以相当准确的方式进行传输,保证传输的准确性不再是使用者需要担心的问题,这时人们便将注意力由添加冗余转换到了精简编码上。

在日常使用中,出现了密码本,这是对传输信息的进一步压缩。

为了克服线路中的损耗,人们在传输线路上布置了很多中继器。

在人们意料之外的是,中继器除了完成它加强信号的“本职任务”外,还有更多的潜力,如反转信号,将多路信号组合成复合信号等等。

另外一方面,电报的出现使人们开始注意到了安全性问题,特别是当电报运用于军事领域时。

由于电报所能够传输的信息比之前历史上任何一种传播方式都要多得多,保护这些信息的重要性也随之凸显,这极大促进了密码学的发展。

3.3电话相较于电报,电话可以承载更多的信息,且对于使用者而言,它不牵涉文字、编码或电键,使用它唯一的要求就是能听会说。

另外电话的应用更是一种双向的过程,它使使用的双方能够即时地通话,如同在生活中面对面的谈话一样。

电话的易用性使它迅速得到推广,并基本取代了电报。

电话的快速发展使通信网络更加稠密了,信息的传播走向了大众的家中。

发明之初,电话在传输过程中摒弃了电报所采用的编码,而是直接使用模拟信号进行传输。

随之,线路中的损耗问题,或者说是噪声问题显得越来越突出。

同时,电话信号易被监听的安全性问题也体现了出来,人们亟待新的方法的提出,解决这些问题。

3.4数字信号,光传输,互联网一方面由于香农信息论的提出和比特概念的引入,另一方面出于对改善电话线路中模拟信号的固有缺陷的需求,人们自然而然地想到了使用离散的点去逼近模拟信号,哈利·奈奎斯特(Harry Nyquist) 和拉尔夫·哈特利(Ralph Hartley)的研究为之奠定了理论基础。

数字信号在传输上可以克服模拟信号的固有缺陷,高低两个电位显然比一个连续的信号具有更好的抗干扰能力。

至于安全性,有着电报年代密码学的基础,对之进行加密并不是一件难事,安全性得到了很大的提升。

另外,数字信号传输过程中一般电压较低,使用的电流也较小,传输的成本也得到了降低。

而对于传输带宽的更高要求,人们通过信道的改变将之实现。

光纤信道具有电信道所不具备的高带宽,低损耗的特性。

随着光纤的普及应用,我们能够传输的信息得到了数量级上的提升,在远距离传输上体现得更为明显。

遍布大洲大洋的光缆编织成了我们今天的通信骨干网。

互联网是信息传播技术与计算机的融合,它也许不是基础技术上的突破,却是应用上的创造。

互联网将来与去的信息织成了一张大网,改变了人们获取信息的方式,使新的传播技术有了广阔的利用空间,并将它们通新的工具,即计算机紧紧连在了一起。

3.5量子通信展望未来,量子通信是信息传播技术的新方向。

量子通信将安全性推向了极致。

传统的加密方式虽然已经十分完善,但理论上它总有被截获破解的可能。

而量子通信,基于量子纠缠效应,从原理上它便是绝对安全的,在诸如军事的高精尖领域,这无疑是人们梦寐以求的。

而基于量子力学的新方法,更是为未来提供了无限的可能。

4信息传播技术对社会的作用在上文中,我们主要将关注点放在了科学技术本身上。

而事实上,每一次信息传播技术的变革都深刻地改变着人类社会。

对于信息传播技术对社会的作用,我们可以从以下几个方面进行考虑:4.1权力和秩序亚伯拉罕·沙普(Abraham Chappe)曾说过:“远距离传讯是权力和秩序的基本要素。

”对疆域内信息的掌控能力极大影响着国家政权的稳固程度。

很难想象一个统治者若是不能及时了解国家内发生的一切,他将如何去治理这个国家。

而对于国家的公共权力,诸如军队,若是将领甚至不能快速有效地指挥前线部队,他又如何去赢得一场战争呢?公共权力的落实深刻影响着国家的稳定,没有强大的公共权力,就没有秩序可言。

随着信息传播技术的发展,决策者对于国家的治理能力在上升。

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