阐述信息存储的条件与方法（信息的存储与传递）

1948年，数学家香农在题为"通讯的数学理论"的论文中指出:"信息是用来消除随机不定性的东西"。创建一切宇宙万物的最基本万能单位是信息。从此人类进入了信息文明的社会形态。

信息量的大小跟事情不确定性的变化有关。消除的不确定性越多，信息量就越大。消除的不确定性越少，信息量就越多，就是废话或垃圾信息越多。

热力学上的熵表示的是系统混乱程度的度量，熵越大系统越混乱，热力学熵有一个熵增原理，也就是说宇宙的熵是越来越大的。

信息学上的信息熵表示的是信息的确定性程度的度量，信息熵越大确定性就越多，如果对照熵增原理，系统也是具有信息熵增原理，也就是系统是趋向确定性的（这是本人的一个假设）。

人类第一次认识到宇宙是由信息组成。人通过获得、识别自然界和社会的不同信息来区别不同事物，得以认识和改造世界。在一切通讯和控制系统中，信息是一种普遍联系的形式。

宇宙从诞生开始就是不同信息的作用，但是没有人类以前，信息处于无观察者状态，信息只是客观事物的一种属性，客观事物变化或者消亡都会导致信息丢失，不能保存。只有经过人类的观察，人类将获取的信息压缩，整理，有序化，成为可以识别和传播的信息，宇宙信息才得以更长久的保存下来。从这个角度来看，人类（或其他智慧生物）确实是特殊的系统，具有信息的空间上更远和时间更长久的传递属性。

信息熵公式

信息熵就是平均而言发生一个事件我们得到的信息量大小。所以数学上，信息熵其实是信息量的期望。

1930年左右申农和霍夫曼等科学家提出了信息熵理论和方法，基本定理是：在一种非扩展的无记忆信息源中，字符编码的长度不能小于信息源的熵。

信息论之父克劳德·香农，总结出了信息熵的三条性质：

单调性，即发生概率越高的事件，其所携带的信息熵越低。极端案例就是“太阳从东方升起”，因为为确定事件，所以不携带任何信息量。从信息论的角度，认为这句话没有消除任何不确定性。

非负性，即信息熵不能为负。这个很好理解，因为负的信息，即你得知了某个信息后，却增加了不确定性是不合逻辑的。

累加性，即多随机事件同时发生存在的总不确定性的量度是可以表示为各事件不确定性的量度的和。

信息熵简而言之反映的是信息传递过程中的容错概率，但是它间接地反映了信息传递的效率。

信道容量：

C = B log2 (1 S/N)

式中：B＝ 带宽，单位Hz S/N＝信噪比， S是平均信号功率,　N是平均噪声功率（非dB值）

S/N＝S/nB，　n是噪声功率谱密度为，（W/Hz）

香农公式描述了：有限带宽、有随机热噪声、信道的最大传输速率 与 信道带宽信号噪声功率比之间的关系.

1、香农公式给出了信息传输速率的极限，即对于一定的传输带宽（以赫兹为单位）和一定的信噪比，信息传输速率的上限就确定了。这个极限是不能够突破的。要想提高信息的传输速率，或者必须设法提高传输线路的带宽，或者必须设法提高所传信号的信噪比，此外没有其他任何办法。至少到现在为止，还没有听说有谁能够突破香农公式给出的信息传输速率的极限。 2、香农公式告诉我们，若要得到无限大的信息传输速率，只有两个办法：要么使用无限大的传输带宽（这显然不可能），要么使信号的信噪比为无限大，即采用没有噪声的传输信道或使用无限大的发送功率（当然这些也都是不可能的）。

信息学非常复杂，本文就不展开了，有兴趣的读者可以去学习下这方面的知识，这是信息文明的基石，了解下没坏处。

1，信息的存储方式

存储媒体的介质包括石头，泥土，木头，龟壳，纸，布，绢，胶卷，计算机，CD，VCD,DVD等等，本文主要关注的是信息存储的方式。另外还有信息存储的时间限制，按照现有的科学，基本上信息存储的方式越原始时间越久，这真是上帝（如果有）对人类智慧的最大讽刺了。

信息存储的原则：只有正确的舍弃信息，才能正确使用信息。

信息要经过舍弃，加工整理而不失真，才能让人类更好的使用信息。无用的信息在信息学上称为噪声，物理学上称为混沌，无序状态。

图像信息

原始文明的人类将信息以图像的形式存储下来，主要是通过壁画来表现，主要以写实为主。后来图像发展成为绘画艺术，包含的信息也越来越多，基本分为抽象派和写实派。

人们将图像信息以一元灰度熵和二维熵来表示信息熵。

一元灰度熵

图像的二维熵

结绳信息

各种绳结

原始文明最早的记录信息的方式，它发生在语言产生以后、文字出现之前的漫长年代里。可以称为文字的起源。

从颜色上，人类至少可以用七种色彩以及黑白两色，共九种颜色赋予其涵义。

从材质上，绳子可以用动物毛线绳，树皮绳，草绳，麻绳等等，各种材质的绳子，有几十种类别。

从粗细上，最少能够分成粗，中，细，三种不同规格的绳子。

从经纬上，有横向绳子，也有纵向绳子，有主绳，也有支绳。

上述，就能构成最基本的几百个绳结词汇，组合起来能够进行完整有效的记载。

《易.系辞下》:"上古结绳而治，后世圣人易之以书契。”

但结绳记事最大的问题，就是表达繁琐和麻烦，编制需要时间，而保存也非常困难，能够表达的意思又实在有限，相对于甲骨文都显得过于臃肿繁琐，所以最终被淘汰掉。不过这并不能说明这一种古老的记录方式毫无用处，甚至有可能所谓的"八卦"就是结绳记事演变而来，一个结代表"阳"，两个靠近的结代表"阴"，摒弃繁琐的各种材料和颜色，单纯只用绳结来表达意思。不过这种方式或许的确不如甲骨文之类实用，最终演变成一门玄学。

占卜信息

随着人类的活动越来越复杂，需要存储的信息也需要越来越多，需要新的存储方式。

特别是原始文明的祭祀活动，需要记载占卜结果，于是使用了保存时间更长的龟壳或牛胛骨（以中国的原始文明为例）上来记录信息，于是甲骨文发明了出来。这是中华文明最古老的文字，当时应该只有祭祀才能使用。这种文字距今已三千多年，至今发现的甲骨有十万片以上，文字约四千五百个，为学者所识者有三分之一。其基本字形结构与后世汉字相一致，是汉字的较早书体。甲骨文和公文一样，有一定的格式。内容大概是祭事、田猎、风雨、战争、疾病之类。”甲骨文中的“易”字的下面就是结绳子的意思，这可能表示文字来源于结绳记事，《易经》来源于占卜活动。

中华文明正是以《易经》来记录还传承文明，春秋时期又分成了道学和儒学，汉朝发展成了道教和儒教。

甲骨文

公元前3400年，美索不达米亚平原上的苏美尔人就开始使用会意符号——-楔形文字。一 开始，它们主要被刻划在泥板上，也被叫做泥板书。在苏美尔时代的晚期，平原上的书吏们记录了大量的故事、史诗、神话、圣歌、格言、论辩等等，也留下了不少王室铭文，比如布告、军事行为记录、民事行为记录等等。学者们认为，此时的记录首先与神庙相关。

苏美尔文字

公元前2600年前后，埃及已经有了象形文字，古埃及人用纸莎草写字。埃及所有对神祇和逝者的祭仪都是以法老的名义进行的。在整个古代埃及史中，公用建筑和神庙浮雕中描绘了大量的法老：击败敌人，接受神祇的赐福、主持献祭为主的祭仪等等。

古埃及文字

约公元前2500-1750年(部分地区从公元前2200年-前1700年)，在印度的印度-恒河地区发展出的哈拉巴文化出土了大量的印章，其中有少量文字，但尚无法解读。古印度人在印章、树叶、树皮上刻字。

哈拉巴文化的印章

文字信息

语言是人类最重要的交际工具，它是以语音为物质外壳，以词汇为建筑材料，以语法为结构规律而构成的体系。世界语言十分复杂，专家估计大要有5000－7000种。但是我们应该注意到各国的学者所统计的结论是相差悬殊的，其说法也极不一致。一种语言基本就代表了一种文明，语言消亡了，通过该语言代代相传的文化、知识就会消失。人类多样性文化的生存、延续和发展依赖于语言的多样性。

语言信息成熟以后，因为人类社会的需要，人类发明了对应的文字来存储信息。

世界上的文字类型主要有表形文字、表意文字、表音文字，它们大体标志着文字发展的三个不同阶段。就文字的发展规律和文字的功能来看，表音文字是文字发展的趋势。表音文字又叫字母表文字、拼音文字，使用少量的字母记录语言中的语音，从而记录声语言，在数量上便于学习和使用，方便排序，具有客观可操作性。世界上大多数国家的文字都是表音文字。表音文字可包括音节文字、音素文字（或称音位文字）等类型。

另外还有一种表义文字，直接用字形来表示字义，这是一种理论上的文字。这种文字与表音文字相对立，但是人类都是用声音来交流，所以全球还不存在这种文字，属于外星人语言。

文字的构成主要有象形、指事、会意、形声四种。

语言的分类：第一是类型分类法，也称“形态分类法”。根据语言语法的特点，将世界语言分为若干类型。如以词的构造为主要标准，将人类语言分为词根语、粘着语、屈折语和多式综合语等；或按语法意义的主要表达方式分成分析语、综合语等。这种分类有助于了解语言的结构，但不能概括世界语言的多样性，也没有和语言的历史比较起来研究。

第二是谱系分类法，也称“发生学分类法”。按语言的共同来源，按语言亲属关系的远近，把世界的语言分为不同的语系、语族和语支。

世界七大语系

奴隶文明或称青铜文明开始文字越来越成熟，中华文明以金文信息的存储方式。相比甲骨文，金文可以表达更多的信息，描述更多的人类活动。

金文是指铸造在殷周青铜器上的铭文，也叫钟鼎文。中国在夏代就已进入青铜时代，铜的冶炼和铜器的制造技术十分发达。因为周朝把铜也叫金，所以铜器上的铭文就叫作"金文"或"吉金文字";又因为这类铜器以钟鼎上的字数最多，所以过去又叫作"钟鼎文"。

金文

周灭商以后，商王朝铸造青铜器的工匠相继归周。周人继承了商人的金文书法，使之发展成具有独特风格的金文书法艺术。金文应用的年代，上自西周早期，下至秦灭六国，约800多年。金文的字数，据容庚《金文编》记载，共计3722个， 其中可以识别的字有2420个。

金文的内容是关于当时祀典、赐命、诏书、征战、围猎、盟约等活动或事件的记录，都反映了当时的社会生活。

金文字体整齐遒丽，古朴厚重，和甲骨文相比， 脱去板滞，变化多样，更加丰富了。

中华文明的文字演变：甲骨文(商)→金文(周)→小篆(秦)→隶书(汉)→楷书(魏晋)→行书(魏晋)→草书(唐宋) →简体字（中国）。

按现代语言学分类，中文属于表意文字，是地球上使用时间最长，人数最多，仍在广泛使用的表意文字，与世界大部分国家使用的表音文字不同，至于哪一种文字更好，学界还没有定论。本人认为汉字在未来的发展前景比表音文字，理由很多，主要有两点：

1，汉字承载了中国的历史和文化，代表了中华五千年的历史。没有了中文就没有了中华文明。其实汉字的发展也代表了人类从原始文明到青铜时代，农耕文明，到工业文明的发展历史，为未来的人类追寻和研究人类的发展留下了宝贵的资料。特别是进入太空文明以后，人类将再次四分五裂，表达信息的方式将不再局限在声音，一个统一的文字来表达和存储信息将是未来太空人类大统一的文化基础。汉字将是唯一能够帮助人类破解语音起源的钥匙，同时也是唯一能够帮助人类破解文字起源和思维起源的钥匙，必将为人类正式打开智能时代的大门！

2，汉字主需要很少的字就可以表达大量的信息。汉字总共有4万多个，但是大部分人只需要认识3000千个就可以了（建国初期简化，去除了很多的文字），而且可以阅读从周朝开始差不多3000多年的信息。虽然现在全球使用表音文字的人更多，但是表音文字也分成了很多种，并且互相不能传输信息。

而表音文字在农耕文明还有一定的优势，就是基础音（如英语只有26个字母）简单，学习和传播都比表意文字快速，但是进入工业文明以后，人类需要表达的信息越来越复杂，必须新造词语来表示新的信息，特别是资本文明，信息文明的信息大爆炸，使英语的单词量增长了10倍不止，大概有17万到100万不等，而英语专业本科毕业应掌握6,000以上单词，英语专业研究生毕业应掌握8,000以上单词，专家的词汇量达到12,000左右，主要是隔行如隔山，每个领域的专家掌握的单词都不一样的，你要跨领域学习将非常难。但是中文就很容易了，3000个字基本上可以看任何专业的书籍，虽然专业词语不懂，但是基本可以猜出大概的意思来。如果文明继续发展，可以想象表音文字与表意文字的单词数量的差距将越来越大，那么在学习，交流，传播，存储的过程中肯定是表意文字更简单，方便。当然汉字的缺点是方言太多，同样的文字不同的地方有不同的读音，这大概是秦始皇统一天下以后，执行“书同文，车同轨”，但是没有执行字同音的结果，直到新中国建立以后才开始执行，将来也会将各地的方言统一成为普通话的。

还有一个就是表音文字的语法变化极大，同样是英文，现代的语法和几百年前的语法就发生了极大的改变。基本上真正英国人本族的词汇（古日耳曼语词汇）被抛弃了太多。如今英语百分之八十以上的词汇来自法语，还有间接或直接来自拉丁语，希腊语。用现代英语已经不能读取几百年前的信息了，可以想象几千年以后信息失真将更严重。这都是表音文字的无法解决的缺陷。

表意文字的最大缺陷就是初学太难了，表音文字初学就比较简单，所以在推广上比表意文字更利于被人们接受，特别是农耕文明的大部分人类都不识字的情况下。

全球语言学习难易排名

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全球主要的语言：1英语 ，2汉语，3 德语 4 法语 5 俄语 6 西班牙语 7 日语 8 阿拉伯语 9 韩语(朝鲜语) 10 葡萄牙语。

全球语言使用人数

全球第二语言使用人数

计算文字效率的基本公式是：H＝－log2（P），H 为信息熵的值（或叫信息量），单位是比特（bit）。

在这基点上，根据资料：

英文的平均信息熵是 4.03 比特，

法文的平均信息熵是3.98，

西班牙文的是 4.01，

德文的是 4.10，

俄文的是 4.8，

而中文的平均信息熵是 9.65比特

核糖核苷酸信息

DNA和RNA

生物的信息就是以DNA（脱氧核糖核苷酸）和RNA（核糖核酸）的形式存储的。这些信息包含了从单个的脱氧核苷酸（四种）到组成较短的DNA的历史，环境的改变信息，生物体的进化历史，如果说文明信息是用文字来存储，生物信息则是用DNA来存储的。直到现代人类还不能解读DNA信息，人类连DNA的千分之一信息都没解读出来。21世纪是生物工程的世纪，DNA的信息等着人类来解开。

数学信息

数学在人类历史很早就开始使用，但是主要是来自于人类的生产活动，对数学的研究主要还是从阿拉伯字母普及以后开始的，因为0的使用，数学从实用向抽象发展起来。

现代科学如果要进行量变研究就需要使用数学，特别是物理学对宇宙规则的表达和变化基本上完全依靠数学来表达。甚至有学者认为，宇宙就是由数学构成的。

但是数学信息噪声很多，只有结合物理学才能获取描述真实宇宙的信息。

有一种观点认为，数学获取的是多元宇宙的信息，而物理学获取的是人类生存的这个宇宙的信息。因为多元宇宙几乎是无限的，所以才会有那么多看起来是噪声的信息，只有使用物理学才能找到无限宇宙中人类宇宙的信息，而只有物理学的才能消除不确定性的信息，获得一个确定性的信息。这也正是物理学与数学结合的如此紧密的原因。

牛顿力学使用的是微积分。

相对论使用的黎曼几何。

量子力学使用的是概率论，重整化，群论。

超弦理论使用的是拓扑几何。

这是当今最前沿的物理学，都需要使用新的数学，而如今物理学进入了发展的瓶颈，因为需要的数学还没有发现。

计算机，经济学，生物学等科学都开始使用数学来进行量化分析，甚至有学者认为没有使用数学的科学都不算真正的完善的科学。

只有通过数学计算获取的信息才是真正的信息，才能消除不确定性，也能获得更多人的认同。

哲学是科学中最早的，但是使用的数学也最少，所以争议也是最大的。每一个哲学观点，正的反的都有道理，但是又不能得到所以人的认同。如果天使与恶魔同在，问题是上帝在哪里呢？如果哲学争论这么多，又能消除什么不确定性呢？又能提供什么确定性呢？这是每一个人获取哲学信息以后需要思考的问题。哲学还是需要和数学结合才能获取更多的确定性。

有人认为，世界上就两个学科，数学和哲学，你问我他们什么关系？他们构成了整个学术界！这是将数学与哲学基本独立了起来。

磁存储信息

磁头记录信息

磁头读取信息

通过驱动磁头在介质上创建颠倒的磁通量来记录数据。从介质读取信息时，磁头就成磁通变换区的探测器，可以在通过变换区时产生电压脉冲。没有发生转变的区域则不会出现脉冲。

写入时，磁头线圈上加电，在周围产生磁场，磁化其下的磁性材料；电流的方向不同，所以磁场的方向也不同，可以表示 0 和 1 的区别。读取时，磁头线圈切割磁场线产生感应电流，磁性材料的磁场方向不同，所以产生的感应电流方向也不同。

磁记录技术从1898年诞生，已经跨越了一个多世纪。随着各方面技术的不断发展，到目前为止，使用热辅助磁记录技术的硬盘磁头产品，最高可支持每平方英寸2.5Tb的存储密度。东芝公司宣布已经在图案化介质技术获得了突破，不久将实现每平方英寸5Tb的存储密度，磁记录技术迄今依然是最重要的记录技术。

用电磁相互转化的原理记录信息的方式正是信息文明的标志。

磁存储的常见介质有磁带，硬盘，CD，VCD,DVD,EDVD等。从能否写入的角度分为RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器）。按断电后信息的可保存性分类为非易失（不挥发）性存储器（信息可一直保留， 不需电源维持）和易失（挥发）性存储器。

磁存储的优点是价格便宜，使用方便，存储量大。缺点是需要使用对应的读取工具，理论上最长的保存时间只有50年，一般也就10年，相对来说保存时间太短了，信息容易丢失。

云存储信息

云存储 是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是一种新兴的网络存储技术， 是指通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的系统。

云存储基本上解决了信息存储的时间问题，理论上只要云存储服务器还在，数据就永远不会丢失。但是因为存储信息的开支太大，而云服务商的收入太低，大部分都倒闭了。所以云存储最大的风险就是云服务商。

量子存储信息

这是一种未来可能的存储技术，因为量子比特可以同时处在多个状态，也就是一个量子态可以存储更多的信息。

量子存储技术是在处理量子信息和通信时,与处理量子信息的量子逻辑门一起,被认为是储藏、变换、及控制量子信息的核心技术。

全息存储信息

利用全息照相的技术原理来实现数据记录的。最大优点是超高密度，不仅如此，全息存储还具有极大的提升潜力，只要控制芯片具有足够强的数据处理能力，全息存储技术甚至可以提供高达1000TB的容量。相比之下，目前硬盘的最大容量才6TB，这个容量只相当于全息存储的"立方体糖块"的一个小碎片所提供的存储能力。

由于全息存储器是以页作为读写单位，不同页面的数据可以同时并行读写，理论其存储速度将相当迅速。业界普遍估计，未来全息存储可以实现1GB/s的传输速度，以及小于1毫秒的随机访问时间!

全息存储几乎可以永久保存数据，在切断电能供应的条件下，数据可在感光介质中保存数百年之久，这一点也远优于硬盘。

全息存储包含了信息存储的所有需要，容量大，传递速度快，保存时间长。

全息技术包括全息信息存储和全息信息的显像，存储是比较现实的应用，唯一的问题就是存储的价格和读取设备的价格。显像就比较科幻了，在很多科幻电影中都有这样的应用场景，可惜现实中因为芯片，数据传输速度限制，还很难实现，更不用说推向民用阶段了。

甚至有科学家提出了宇宙全息论的假设。著名量子物理学家戴维·玻姆(David Joseph Bohm)在《整体性与隐缠序--卷展中的宇宙与意识》一书中提及，由诺贝尔得主、荷兰乌得勒支大学的G·霍夫特于1993年正式提出，并得到了雷纳德·萨斯金的进一步阐述。宇宙全息论的基本原理是:从潜显信息总和上看，任一部分都包含着整体的全部信息。也就是说，一个量子实际上记录了宇宙从诞生到现在的所有信息。如果这是真的，可以认为这是终极的存储技术了。而且这个理论隐含了人类永生的可能，因为每一个人的信息都被记录下来了，只要有一种读取工具就可以复活任何人，这真是一个梦想的理论，希望科学家早日制造出这种读写宇宙全息信息的工具来吧。

2，信息的传递

人类在观察宇宙的过程中，是慢慢整理出宇宙的规则，使用越来越小的信息熵来描述宇宙中越来越多的规则和现象，也就是说消除了越来越多的不确定性。

宇宙中存在各种信息，信息也在宇宙中传递，一般人类是使用光子携带的信息，未来人类可能可以获取其他微观粒子携带的信息，比如引力子，中微子，希格斯子等。也可以获取场携带的信息，比如引力场，希格斯场等。

还是现实点，谈谈人类现实中使用的信息传递的方式。

声信息

声信息的特点有:多方位性，接受者不一定要面向信源，声音可以绕过障碍物;同步性，发出声音信号时，动物的四肢躯干亦可发出信息;瞬时性，声信息可在一瞬间发出，也可在一瞬间停止;多变量，声音有许多变量，包括强度、频率、音质等，每个变量都可以提供一些信息，因此声音信息的容量很大。

按进化论，人类是从猿猴进化的，自然界中的动物一般是使用声音来传递信息。这与地球的大气有关，声音是通过空气来传播的，速度达到340米/秒，而且不管白天黑夜都可以传递信息。唯一的问题是声音的能量衰减太快，几百米就开始信息模糊了，如果遇到障碍还会被反射，导致信息丢失。但是远古人类群落生存的环境范围比较小，基本可以满足日常传递信息的需要。所以大部分动物都使用声音来传递信息。人类更是通过声音的变化来传递更加复杂的信息，随着人类活动的范围扩大，成员增加，活动更复杂，需要表达的信息越来越多，于是人类的声音变化也越来越多，语言也越来越复杂，人类的进化与语言的进化应该是一个循序渐进，共同进化的过程。文字是在声音语言逐渐成熟以后才出现的。

声音语言一般称为自然语言，如今人类最广泛使用的还是这种语言。但是因为地域的限制，声音语言在全球可能有10万种以上，虽然随着战争，保留下来的也有几万种。声音与文字并不是共同发展的，有的声音语言甚至没有文字，完全依靠氏族之间代代相传。基本上只有社会结构更复杂的群体才需要发明文字来存储信息，而文字是一个人类群体进入文明阶段的重要标志，甚至可以说没有文字就没有文明，没有文字就没有历史，没有文化的基础。

如中国56的民族中，1949年以前使用文字的民族有21个，文字24种,解放后，又有壮、布依、苗、侗、哈尼、傈僳、佤、黎、纳西、白、土、瑶等12个民族和景颇族中说载瓦语的人使用新创制的以拉丁字母为基础的拼音文字，其中苗族因为方言差别大，国家还分别给黔东、湘西和川黔滇3个方言和滇东北次方言创制了文字或文字方案。现行文字共有40种。这是56个民族是一家的真实写照，不能让一个任何一个民族丢失了自己文明和文化特色，不然就是将他们当奴隶来看待了。

电信息

在自然界中存在许多生物发电现象，因此许多生物可以利用电信息在生态系统中活动。大约有300多种鱼类能产生0.2~2 V的微弱电压，可以放出少量的电能，并且鱼类的皮肤有很强的导电力，在组织内部的电感器灵敏度也很高。鱼群在洄游过程中的定位，就是利用鱼群本身的生物电场与地球磁场间的相互作用而完成的。

由于植物中的组织与细胞间存在着放电现象，因此植物同样可以感受电信息。

磁信息

地球是一个大磁场，生物生活在其中，必然要受到磁力的影响。候鸟的长途迁徙、信鸽的千里传书，这些行为都是依赖于自己身上的电磁场与地球磁场的作用，从而确定方向和方位。植物对磁信息也有一定的反应，若在磁场异常的地方播种，产量就会降低。不同生物对磁的感受力是不同。

光信息

生态系统的维持和发展离不开光的参与，同样，光信息在生态系统中占有重要的地位。在光信息传递的过程中，信源可以是初级信源也可以是次级信源。例如，夏夜中雌雄萤火虫的相互识别，雄虫就是初级信源;而老鹰在高空中通过视觉发现地面上的兔子，由于兔子本身不会发光，它是反射太阳的光，所以它是次级信源。太阳是生态系统中光信息的主要初级信源。

化学信息

生物在生命活动过程中，还产生一些可以传递信息的化学物质，诸如植物的生物碱，有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，就是化学信息。

化学信息主要是生命活动的代谢产物以及性外激素等，有种内信息素(外激素)和种间信息素(异种外激素)之分。种间信息素主要是次生代谢物(如生物碱、萜类、黄酮类)以及各种苷类、芳香族化合物等。

在生态系统中，化学信息有着举足轻重的作用。

在植物群落中，可以通过化学信息来完成种间的竞争，也可以通过化学信息来调节种群的内部结构。有时，在同一植物种群内也会发生自毒现象。在这些植物的早期生长中，毒素可能降低幼小个体的成活率。然而，当这种毒素在土壤中积累时，它们就能使植物自身死亡，减少生态系统中的植物拥挤程度。

在动物群落中，可以利用化学信息进行种间、个体间的识别，还可以刺激性成熟和调节出生率。例如，猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息，它们总是仔细观察前兽留下的痕迹，并由此传达时间信息，避免与栖居在此的对手遭遇。动物还可以利用化学信息来标记领域。群居动物能够通过化学信息来警告种内其他个体。鼬遇到危险时，由肛门排出有强烈臭味的气体，它既是报警信息素，又有防御功能。当蚜虫被捕食时，被捕食的蚜虫立即释放报警信息素，通知同类其他个体逃避。

许多动物分泌的性信息素，在种内两性之间起信息交流的作用。在自然界中，凡是雌雄异体，又能运动的生物都有可能产生性信息素。显著的例子是，雄鼠的气味可使幼鼠的性成熟大大提前。

行为信息

动植物的许多特殊行为都可以传递某种信息，这种行为通常被称为行为信息。如教材中所述，蜜蜂的舞蹈行为就是一种行为信息。草原中有一种鸟，当雄鸟发现危险时就会急速起飞，并扇动两翼，给在孵卵的雌鸟发出逃避的信息。

营养信息

概念:营养状况和环境中食物的改变会引起生物在生理、生化和行为上的变化，这种变化所产生的信息称为营养信息。如被捕食者的体重、肥瘦、数量等是捕食者的取食依据。

在生态系统中，沿食物链各级生物要求有一定的比例，即所谓的"生态金字塔"规律。根据这样一个规律，生态系统中的食物链就构成了一个相互依存，相互制约的整体。在畜牧业、饲养业上营养信息规律有很大的作用。若要饲养动物，起始饲养的数量要根据饲料的多少而定;若要在草原放牧，起始放牧的家畜数量更要与牧草生长量、总量相匹配。

动物和植物不能直接对营养信息进行反应，通常需要借助其他的信号手段。例如，当生产者的数量减少时，动物就会离开原生活地，去其他食物充足的地方生活，以此来减轻同种群的食物竞争压力。

手势信息

一般在聋哑人的信息传递中使用，因为光线，距离，传递信息的速度限制太大，基本上没有推广价值。

电磁信息

随着人类社会进入全球化，声音信息和信件信息的传递速度都不能适应社会的环境了，人类发明了电磁信息，速度可以达到30万千米/秒，比声音的传递速度快了差不多88万倍，可以想象这回带来人类多大的进步。从此人类进入了信息文明。

数学语言

有人认为数学是上帝的语言，这种观点或许好不夸张，现有的物理学都表明宇宙使用数学来传递信息的。如今人类也学会了这种语言，或许人类离上帝更近了一步。

计算机语言

专门在计算机上使用的语言，这是人类第一次发明的一种全球通用的语言，但是属于专业领域语言，并不是民用语言。这说明未来人类可以发明更多的语言，以适应在不同的环境中传递信息。

计算机语言的种类非常的多，总的来说可以分成机器语言，汇编语言，高级语言三大类。

计算机所能识别的语言只有机器语言，即由0和1构成的代码。但通常人们编程时，不采用机器语言，因为它非常难于记忆和识别。

汇编语言的实质和机器语言是相同的，都是直接对硬件操作，只不过指令采用了英文缩写的标识符，更容易识别和记忆。它同样需要编程者将每一步具体的操作用命令的形式写出来。汇编程序通常由三部分组成：指令、伪指令和宏指令。汇编程序的每一句指令只能对应实际操作过程中的一个很细微的动作，例如移动、自增，因此汇编源程序一般比较冗长、复杂、容易出错，而且使用汇编语言编程需要有更多的计算机专业知识，但汇编语言的优点也是显而易见的，用汇编语言所能完成的操作不是一般高级语言所能实现的，而且源程序经汇编生成的可执行文件不仅比较小，而且执行速度很快。

高级语言是目前绝大多数编程者的选择。和汇编语言相比，它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令，并且去掉了与具体操作有关但与完成工作无关的细节，例如使用堆栈、寄存器等，这样就大大简化了程序中的指令。同时，由于省略了很多细节，编程者也就不需要有太多的专业知识。目前流行的VB、VC、FoxPro、Delphi等，这些语言的语法、命令格式都各不相同。

计算机语言使用情况

量子信息传递

量子传输是一种全新通信方式，它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息，理论上可以借助量子的隐形传态技术，传输任意复杂的量子态，包括这些态的组合，是未来量子通信网络的核心要素。利用量子纠缠技术，需要传输的量子态如同科幻小说中描绘的"超时空穿越",在一个地方神秘消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方瞬间神秘出现。需要注意的是，这并不是瞬间完成的。

量子通信中信息的传输载体是单个光子，单光子表现为能量的最小单元，不可再分。利用量子信息的不可复制原理，可以完全保证信息的安全传输。

中国发射的“墨子号”量子通讯卫星，开创了量子信息传输的新时代。

未来的信息传递

按照现有的科学理论，量子信息传输可以说是最高级别的信息传递技术了，那么还有没有其他信息传递的方式呢？如果人类进入太空文明，30万千米/秒的传递速度就显得太慢了。而且电磁传播具有直线传播的特点，在太空中必须花很高的成本才能开辟一条没有任何障碍物的信息传输通道。而且即使在太阳系内一个信息传输都需要几个小时才能到达。那么有办法突破这种速度和信道的限制吗？

突破信道限制的方法比较多，有中微子信息传输，引力场信息传输，希格斯场信息传输，在标准模型中任何玻色子都具有传递信息的可能，但是因为衰变太快，可能的选择并不多。还有一种就是现在还没发现的暗物质也是信息传输的候选。

突破光速限制的方法，可能的就只有量子信息传输，但是量子纠缠虽然是瞬时的，却无法传输信息，如果要携带信息则需要通过一些操作，而这些操作却无法超过光速。所以按现在的科学理论，超光速传播信息是不可能的。

当然科幻中还是存在这种超光速信息传输的，比如虫洞信息传输，空间折叠信息传输，高维信息传输。这里就不做介绍了

在《三体》的结尾，宇宙中最高科技的文明使用了一种终极的信息传输，给宇宙中所有的文明传递了一段“归零”的信息。高级文明将信息传输分为短膜，中膜，长膜三种，人类现在使用的是短膜信息传输，太空文明使用的是中膜信息传输（人类如今的科学还不能理解），终极文明使用的是长膜信息传输，可以瞬间传输到整个宇宙的所有地方。如果真的有这种信息传输，真的是无敌了。如果没有，我最佩服的还是刘慈欣大佬，既然能想象出这么无敌的信息传递方式来。

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