情报过程的定量化描述.pdf

情 ‘ 报过程 ‘ 的定量 、 化描述 何吉成 情报过 程的定量化描述是情报学理论的墓本 问题之一 本文以模糊集棍念为工 其 , 引入 了情报流与情报客体知识结构的数学表述 , 韭将情报过程 划分为与通讯 中 的滤波和功率放大 相似的两个阶段 , 推导了情报过程的数学方程 作者认为 : 情报 流对情报客体的作用增强了情报客体的科学潜力势 科学潜力势反作用于情报系 统 , 使情报流结构的级别 不 断进化 这是 一个阴环过程 文中还根据情报选择的概 念阐述了文摘杂志时文献的精选功能 一 、 情报过程的定量化描述 是情报学理论的基本问题 科学研究定量化的不断深化是科学发展 的必然趋势 定量化是规范化和精确化的基 础 , 科学情报学要做为一门学科而存在 , 也 必循这个趋势而发展 情报现象 定量化最突出的实例是布拉 德福分散定律 ( B ra d f or d ‘5 L a w o f S ca tt e r i n g) 它用数学公式描述了文献分 散性的客观规律 , 进 而用书目分析的方法 形成了等级排列技术 , 开拓了布拉德福分布 (B ra d f or d 产s di s t r ibuti o n ) , 这对制定藏 书政策 、 精化藏书 、 检验情报的工作 、 了解 读者阅读倾向都有一定的作用 〔1〕 。

布拉德 福的成果促使图书情报学界更多的人用数学 语言表述图书情报工作中的间题 , 促进了情 报学定量理论的建立和发展 科学情报学的定量化研究在我国国内发 展很快 例如在 模糊数学 和 多值逻辑基础 上提出的情报量的概念 〔2〕, 用系统分析中 分室网络理论 , 通过网络中相互关联表明网 络各部分之间情报量整体运动规律的数学模 型 〔3〕, 用微积分为工具由论文的数量推导 期刊数量进而推导文献的定购量与复制量之 间的经济比例 自〕;及用于文献检索理论的数 、砂.、沪, 如口, 翻砂·、一~ * . “,、 .尹. 、: ’ , 、 .内, 砂 . 、 .户、., . ⋯ ‘·、.尹、碑·、沪·、.广 ⋯ ‘“. “ 州, 尸,如沪、砂帕、砂~‘ . 产、“”、 ‘,, 二尸、砂一砂 . 、 . , .、砂.、 .,吸 、 主要 参考文 献 〔1〕 DieI n f or m a tio n , e i nne uer 2w e ig d er Wi s s e nse h a ft en — 5t an上 〔2〕 I 力for m a tio ns e i en eean d th e i n f or m a tion C o n ;c io uss oe ioty — C ar fi e ld 〔8〕5 o m o Plod lem s i n inf o r m a tio n 六i ence — K oc h ,n M . 情报科学 V ol . 2 N o · 5 1981 学方法的建立等等都为情报学定量化研究的 深入提供了有益的启示 。

但是 , 情报过程的 机制是情报学理论的基本问题之一 因此 , 情报过程的定量化就是情报学定量化理论中 的一个基本间题 让我们首先以自然语言描述情报过程 情报过程是情报流与情报系统功能的显 示 它是情报流的产生 、 定向传输 、 与情报客体 的知识结构相互作用产生新的情报 、 新的情 报汇入原情报流或使其有序性或使其自组 织 性不断进化的过程 但是情报流的产生和运 动是一种与人的思维有关的物质运动的高级 形式 这种物质运动形式发生在由人 、 机 、 情报载体构成的相互联系 、 相互制约的一个 复杂的有机整体中 , 它和无生命的机械运动 及有生命的新陈代谢而产生的自组织现象不 同 , 它既包含有非生命科学中的机械性 , 又 包含有生命科学中的主动性 情报过程的数 学运用由此就具有它的特殊性 让我们首先分析如何一般地描述系统和 过程 所谓 “系 统 ” , 是由若干部件相互有机 地 组合起来可完成某二功能的综合件 科技 情报系统是以情报流的形式完成人与人之间 科学通讯 , 由人 、 机 、 载体构成 的混合系 统 描述系统 , 不仅应描述它的结构特性 , 更重要的是要描述它的功能 。

动态系统在显 示功能时 , 各组元的状态要发生变异 , 我们 将这种变异称之为系统的特性 系统特性的 时序描述就是动态系统显示功能的过程 让我们以数学物理中的一个例子来类 比 , 以期加强对这种方法的认识 在科学技术和 生产实际中 , 研究某事物 在空间某个区域的分布情况及它们怎样随时 间而变化的一般方法 , 是在掌握所研究的事 物特性及其变化规律的基础上 , 用数学语言 将所研究的向题 “翻译” 出来进行处理的 如物理学中简谐无阻尼弹性小振动(如图所 示) , 这个系统有位移 x 和时 间 t 两个 特 性 则集合 { x , t!可以用于描 述这个 系 统 , 分析其运动特性可以列出方程 : d Zx m一刁飞了 一 + CX = o (C o 解方程得数学表达式; x = A s i n 了争而 以 常数) 、 B由 初始条件决定) 整个问题就得到了解决 数学方法在情报学中的渗透 , 决不是 数学物理方法的机械模仿 我们必须分析情 报系统和情报过程的特殊性 , 方可找到适于 描述情报过程和机制的数学语言 情报过程贯穿于人类科学思维与科学交 流的始终 它的宏观表述形式是一 股连续的 处于变化中的 “情报流”运动。

在情报流的流 动过程中 , 新的情报元不断地产生 , 它的产生 具有不连续的和 随机的特性 ‘ 由于情报系统 的功能 , 情报元汇集成一股 股的 “流” 的传 输是连续的 , 情报流被情报客体的吸收却是 不连续的 连续孕育着精确和肯定 , 不连续 孕育着随机和模糊 , 所以情报系统和情报过 程中随机 和模糊所表现 出的不确定性是情报 过程定量化描述中的关键所在 二 、 情报过程中的不确定性 数学是一门精确的科学 , 它与不确定是 不相容的 , 数学中的每一个概念都必须有明 析的内涵和外延 它不仅要求推理严密 、 结 论和判断也都必须是绝对的 一个命题非真 即假 , 一个对象或属于或不属于某个集合 , 二者必居其一 这种以二值逻辑为基础的经 典集合论 , 在科学理论及技术应用的各个领 域起了巨大的作用 社会现象和自然中存在着种种的不确定 8 报情科学 V o l . 2N o 51 981 性 通常的不确定性包括两个方面 : 一是事 物本身按照某种概率发生时所具有的不确定 性 , 即随机性 , 二是事物本身发生是 确定 的 , 人们对事物的观测 , 认识是不确定的 , 我们称这种由于认识主体方面所产生的不确 定性为模糊性 。

随着科学技术的飞速 发展 , 人们的视 野 越来越开阔 , 致使这样一对矛 盾 越来越突 出 : 科学研究的深化要求描述定量化 , 但是 科学的深化意味着研究对象的复杂化 , 复杂 化的东西又难于定量化 、 精确化 , 信息科学 更是复杂性与精确性的交点 科学情报学所 研究的是人与人通 过文献完成科学 通讯的特 殊的信息系统 , 因此 , 它 也出现 了信息科学研 究深化所遇到的复杂性与精确性的矛盾 科 学研究的实践使我们进一步认识到 : 当一个 系统的复杂性增大时 , 我们使它精确化的能 力将减小 ; 在达到一定的闭值之上时 , 复杂性 与精确性将互相排斥 复杂性的描述就是随 机性和模糊性所造成的不确定性 随机性处 理的数学工具是概率论 而严密的经典数学 与现实世界的模糊性的分离 , 一直是科学家 和哲学家十分关注的问题 1965年美国著名 控制论专家L A . Z a d e h首先提出 了模糊 集的理论 , 实现 了数学的精确性与现实世界 模糊性的统一 , 后来又在此基础上发展形成 了数学的一个分支—模糊数学 , 这就为对 于有人的智力活动参与其内的系统进行研究 的学科和用一般数学方法分析非常困难而且 过于复杂的一 些领域提供了新的数学语言 。

在经典的二值逻辑中 , 用和 1 两个值表 示一个对象对某一个集合的隶属程度 , 表示 某一事件变与不变的两种状态 在模糊集理 论中 , 把对象属于某一个集合的程度和某一 事件变化的程度用 和1 之间的任一个实数 表示 , 这是模糊集理论中一个十分重要的概 念—隶属度 由于隶属度是 和1 之间任 一实数 , 实际上这就把二值逻辑推广到了多 值连续逻辑 , 我们就可以此来处理复杂的模 糊系统了 在某种意义上来说 , 情报系统是一个模 糊系统 , 情报过程是一个模糊的过程 情报 流对某一情报客体产生作用是 “部 分地 ” “渐渐地” 完成的 情报客体知识结构的变 化也是 “渐渐地”“部分地” 发生变化 , 换 句话说 , 人凭借着模糊的情报信息做出 “准 确地 ” 或 “部分准确地” 判断 , 使 自己的知 识状态发生 “完全地” 或 “部 分完全地 ” 变化 使知识状态变化的方向与问题目标之 间的不 确定性 “尽可能地” 清除 这些 “部分地” “渐渐地”“尽可能地” 等 模糊的概 念 , 由于隶属度的引入就可以实现定量描述 综上所述 , 情报过程可以表述为一个以 模糊信息为内容的主动学习过程 。

这个过程 不同于一般机器对信息的机械识别 情报过 程是有思维和创造能力的活的机器的学习过 程 两者本质的区别是 : 在机器对信息的识 别中 , 信息的表述必须是确定的 , 识别结果 的表述也 必定是确定的,但是在情 报过 程 中 , 做为情报客体的人对情报的要求可以是 一些模糊的信息 , 吸收有价值的情报之后 , 对知识状态变化的判断也可以是模糊的 : 现 实世界中大多数对人类有用的情报和信息都 是模糊的 , 因此以模糊信息为基础的学习模 型在情报过程中的应用就是一个十分引人入 胜的课题 三 、 情报过程的定量化描述 一个完整的情报过程可分为两个阶段 : 第一阶段发生在情报系统与环境之 间 在这 个阶段 , 情报系统把从环境收集到的以文献 的形式聚集的情报予以加工和存贮 将其按 学科分类以增加其空间的有序性 , 以便于其 定向传递,将其按文献层次分级以增加其时 间上的有序性 , 以便于其加速传输〔 ; 〕, 这都是 情报科学 Vo l . N o . 51 981 按一些模糊关系进行的文献处理工作 , 这个 过程类似于通讯中的平滑滤波 即信息信号 与噪音信号的分离 也就是说 , 在 这个阶 段 , 情报系统将所收集到的文献通过选择过 滤 , 将其分成一个个的文献子集 , 并将这些 文献子集汇成一 股股的情报流 , 做为情报系 统的输出去影响情报客体 。

一个滤波器的工 作性能是以信噪比来表述的 , 与信噪比相 似 , 情报系 统在这个阶段的数量 、 质量指标 可以用文献集中的当用情报量I N 与累积情 报量 I 和当用情报量 之差 的比值来 描 述 这个比值称之为情报系统的选 择性 如用 S ; 表示情报系统的选择性 , 则 : 报的产生 , 从这个意义上讲 , 它是一个情报放 大过程 情报过程自然语言的描述具有一定程度 的局限性 运用它去探索情报学诸方面 的间 题会遇到困难 因此 , 我们必须赋予这个描 述以具体化 、模式化、 明确化 、定量化 的内容 我们先来定量描述人的知识结构 人的 知识结构是 由不同的知识按不 同的比例组合 在一起的 设X : X :, ⋯X 由它们组成 某一知识结构的知识元 , 并且知识 元是处于 动态变化 中的 如通 过统计调查与综合评价 X :, X : ⋯ X 表示各知识元对某一问 题Q 隶属程度的平均值 , 即对消除问题Q的不确 定性所做的贡献 , 则一个 n 元向量变量 X X 。