香农的信息论的局限性及其推广研究.doc

香农的信息论的局限性及其推广研究
(一)立项依据与研究内容
项目的立项依据
【研究意义】
关于香农信息论的局限性一直都有研究,但是信息的可靠性的研究一直在很大程度上受到忽视,比如香农(Shannon,又译申农、仙农)的信息论只是涉及到信息传输过程中的可靠性,香农对信息的定义和度量都从随机不确定性的角度来进行考虑。目前信息的定义超过80种之多,但是信息的定义都缺乏对信息可靠性的考虑,一些信息的定义把信息当作对事物的一种真实的反映,然而信息的不可靠性是广泛存在的,从严格的角度来讲,信息很难是绝对可靠的,包括一些科学规律(一种特别的信息),也只能被证伪,而不能被证明是正确的,用于获取信息的人的感官和各种仪器设备也存在一定的不可靠性。信息的不完备性,也是广泛存在的,往往由于条件的限制而不能得到完全的信息,如何将许多片面的信息进行融合,让信息更加完备,也是一个很重要的问题(特别说明:这里的可靠性是信息本身的可靠性,而不是信息传递、存储等方面的可靠性)。
信息的价值之所以存在,还是因为信息具有一定的可靠性,我们处于信息社会,各种各样的信息在急遽增长,如何很好利用信息,识别信息,提高信息的可靠性,将各种不完备,不可靠的信息进行利用、融合和提取,显然是非常重要的。信息的可靠性不能完全靠人工来鉴别,人工作业有其不精确性,主观性,应当尽量采用信息技术来自动解决,减少人为判断。互联网的出现使得信息不断急遽增长,人工处理这些浩如烟海的信息将是很困难,不现实的,需要建立相关的信息理论来通过计算机融合信息。
然而香农的信息论并不能解决这些问题,他的信息论仅仅适应于通信等很局限的领域。一些学者提出了广义信息论、全信息理论,统一信息理论扩展了他的理论,但是这些理论都没有考虑信息的可靠性方面。此外,它与其他的一些信息相关的学科在一定程度上是隔离的。在申请人提出了信息的可靠性问题后,一些学者认为可靠性是信息的重要方面,建议笔者建立可靠信息论。由于可靠性可能过于狭隘,而采用相对信息论命名,除了考虑可靠性外,它具有更加深远的意义,有助于解决和解释更多的问题。
在密码分析方面,缺乏对信息的不确定性和信息融合的研究,比如当多个伪密钥存在的情况下,如何进行判断分析。密码分析前已知的信息与密码分析得到的信息如何进行融合,密码分析得到的信息是不可靠的时候,或者密码分析得到的信息只能得出某些需要了解的信息的不确定的概率分布且事先也对这些需要了解的信息从其他的角度得出某一概率分布时候,如何来得出更加完备和可靠的信息,都是尚未研究的领域。
【国内外研究现状及发展动态分析】
香农信息论的局限性很早就被认识到,包括香农本人。香农的信息论诞生不久,许多人将它推广到日常信息交流场合,于是出现纰漏。香农也曾经辑文反对信息论的滥用。和Shannon合著《通信的数学理论》一书的W. Weaver就提出通信的三个水平,而香农理论仅仅是其中一个水平。为了解决语义信息问题,R. Carnap等人提出用逻辑概率代替普通概率,然后用Shannon 熵度量语义信息。50年代末,Kullback提出Kullback信息公式。60年代初,Brillouin提出可用Hartley公式的改进形式来度量非概率信息,比如测量数据的信息。1965年,L. A. Zadeh提出模糊集合论,1968年,他又提出模糊事件,即模糊集合