信息技術(shù)及其應(yīng)用

　　學(xué)習(xí)任何一門學(xué)科，第一要搞清楚它研究的對(duì)象是什么，第二要搞清楚的就是它研究的內(nèi)容。前一篇文章我們已經(jīng)對(duì)研究的對(duì)象——“信息”進(jìn)行了剖析。本篇文章將對(duì)信息技術(shù)研究的內(nèi)容——“信息技術(shù)”進(jìn)行解析。

　　與信息概念類似，大多數(shù)教材上對(duì)信息技術(shù)只是提及有什么，但為什么會(huì)有這些技術(shù)?信息技術(shù)究竟要幫助人類解決什么樣的問題?它是怎樣發(fā)展的?目前信息技術(shù)正在為人類解決什么樣的問題?等等，對(duì)于這些內(nèi)容都很少介紹。

　　作為一門學(xué)科的起始課，“信息及其特征”和“信息技術(shù)及其應(yīng)用”是關(guān)鍵的兩節(jié)課，是激發(fā)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和探究激情最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。“信息及其特征”一定要讓學(xué)生深入理解信息技術(shù)學(xué)科研究對(duì)象的豐富內(nèi)涵;“信息技術(shù)及其應(yīng)用”一定要充分展示信息技術(shù)的魅力，讓學(xué)生體會(huì)并深信信息技術(shù)對(duì)人類進(jìn)步發(fā)展的重要作用。然而，這兩節(jié)課常常被許多老師所忽略，大多數(shù)教材還在講幾年前的“深藍(lán)”，寫一些離學(xué)生很遠(yuǎn)、難以引起興趣的應(yīng)用。本文嘗試從科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史看信息技術(shù)的主要特點(diǎn)、作用和內(nèi)容，并從當(dāng)今信息科學(xué)家正在做什么入手，探究信息技術(shù)的前沿應(yīng)用。

　　一、從科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生發(fā)展看信息技術(shù)

　　技術(shù)總是與科學(xué)聯(lián)系在一起的，科學(xué)的任務(wù)是認(rèn)識(shí)世界，它是揭示事物運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的理論和方法。技術(shù)的任務(wù)是改造世界，它是依據(jù)一定的科學(xué)理論，制造和制作工具的工藝和手段。

　　為了更好地理解信息技術(shù)的特點(diǎn)，我們必須先來了解科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展。

　　技術(shù)是自古就有的嗎?技術(shù)是怎么發(fā)展的?

　　1、科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生

　　技術(shù)并不是自古就有的，也不是永恒不變的。

　　在人類發(fā)展的初期——生物學(xué)進(jìn)化階段，既沒有發(fā)現(xiàn)科學(xué)，也沒有發(fā)明技術(shù)，人類完全是以赤手空拳來爭(zhēng)取自己的生存和發(fā)展的。這一階段的人類主要通過自身器官功能的分化和強(qiáng)化來增強(qiáng)自身的能力。如直立行走、前后肢分工、手的靈巧化都是這一階段人類進(jìn)化的主要成果。視野的擴(kuò)大，手指功能的擴(kuò)展，大大提高了人類認(rèn)識(shí)世界、適應(yīng)環(huán)境的能力。

　　然而，人類生理器官的分化與增強(qiáng)是有限的，不可能無限制的擴(kuò)展下去。可是，人們追求更好的生存與發(fā)展的需求永不停止。當(dāng)人類自身器官功能的擴(kuò)展接近飽和狀態(tài)時(shí)，人類便將注意力投向了外界，開始利用“身外之物”(石塊、枯枝)來擴(kuò)展自身器官的能力。這時(shí)，人類也由生物學(xué)進(jìn)化過渡到文明進(jìn)化階段。

　　長期天然工具的使用使我們的祖先慢慢意識(shí)到大石塊砍砸后會(huì)變成小石塊，并形成尖、刃等形狀的形成過程，當(dāng)天然工具不能滿足人們征服自然的需要時(shí)，我們的先人們就踏上的人工試制工具的艱難歷程。就這樣，科學(xué)技術(shù)伴隨著人類由生物學(xué)進(jìn)化向文明進(jìn)化的轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生了。生活中長期經(jīng)歷的有關(guān)客觀世界的某些“經(jīng)驗(yàn)”就形成了最早的原始狀態(tài)的科學(xué)(例如杠桿的原理)，而根據(jù)這些經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)制作工具的方法和手段就是技術(shù)的原始雛形。

　　2、科學(xué)技術(shù)輔助人類擴(kuò)展能力

　　科學(xué)技術(shù)是為了滿足人類自身能力發(fā)展的實(shí)際需求而產(chǎn)生并發(fā)展的，它自始至終都是輔助人類擴(kuò)展自身能力的。

　　那么，人類有哪些需要擴(kuò)展的能力?科學(xué)技術(shù)是怎么擴(kuò)展人的這些能力的?

　　關(guān)于人類能力的劃分有許多種，但從宏觀上來看，可以把人的能力分為三個(gè)方面：體質(zhì)能力、體力能力和智力能力。體質(zhì)能力反映了人的體質(zhì)結(jié)構(gòu)的合理性和強(qiáng)健性，是人全部能力的基礎(chǔ);體力能力反映了人的力量的充沛性和持久性，它是建筑在體質(zhì)能力的基礎(chǔ)上;人的智力能力則是反映人的思維和智慧的理智性和敏捷性，它是建筑在體質(zhì)能力和體力能力的基礎(chǔ)上。人的這三種能力是一個(gè)有機(jī)體，它們是協(xié)調(diào)發(fā)展的。但在人類整個(gè)進(jìn)化的歷程中，能力的發(fā)展呈現(xiàn)著明顯的階段特征，在三種能力保持大體協(xié)調(diào)發(fā)展的前提下，最先得到發(fā)展的是體質(zhì)能力，其次是體力能力，最后是智力能力。

　　科學(xué)技術(shù)就是通過制造工具來擴(kuò)展人的能力。

　　(1)質(zhì)料工具擴(kuò)展人的體質(zhì)能力

　　在農(nóng)業(yè)社會(huì)，人們利用材料科學(xué)技術(shù)的知識(shí)和技能制造石器、青銅器、鐵器等工具。這些工具具有更強(qiáng)的硬度、更好的彈性、更高的熔點(diǎn)、更低的凝聚點(diǎn)、更強(qiáng)的耐壓能力、抗腐蝕能力和抗輻射能力等，大大擴(kuò)展了人類的體質(zhì)能力。

　　這一階段人類開發(fā)的是物質(zhì)資源，主要利用的是物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論和力學(xué)理論及材料科學(xué)技術(shù)。

　　(2)動(dòng)力工具擴(kuò)展人的體力能力

　　當(dāng)人類社會(huì)進(jìn)入工業(yè)革命時(shí)期，人們利用能量科學(xué)技術(shù)的知識(shí)和技能把客觀世界的各種能量資源(如煤炭、風(fēng)力、太陽能等)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力，制造成各種動(dòng)力工具(蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)等)，這些動(dòng)力工具具有更強(qiáng)的推動(dòng)力、牽引力、沖擊力、爆破力、摧毀力，極大地?cái)U(kuò)展了人類的動(dòng)力能力。當(dāng)然這個(gè)時(shí)期人類的體質(zhì)能力也在不斷擴(kuò)展中。

　　這一階段，人類開發(fā)的能量資源和物質(zhì)資源。主要利用的是能量守恒與轉(zhuǎn)換理論，能量科學(xué)技術(shù)和材料科學(xué)技術(shù)。

　　(3)智力工具擴(kuò)展人的智力能力

　　當(dāng)人類的歷史進(jìn)入二十世紀(jì)40年代時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)自己的大腦不夠用了，不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)計(jì)算出需要得出的數(shù)據(jù)，記不下需要記住的信息了。于是智力工具作為人類智力能力的擴(kuò)展產(chǎn)生了。最具代表性的智力工具就是計(jì)算機(jī)。智力工具與人的智力能力相結(jié)合，使人類具有更敏銳的觀察力、更廣闊的感知力、更精細(xì)的分辨力、更高效更明智的決策力、更強(qiáng)大的記憶力、更強(qiáng)的控制力、更快捷的計(jì)算能力以及更好的學(xué)習(xí)與認(rèn)知能力。智力工具的制造一方面依賴信息資源，另一方面依賴于信息加工與轉(zhuǎn)換的信息科學(xué)技術(shù)。當(dāng)然也離不開物質(zhì)和能量資源，以及能量科學(xué)技術(shù)和材料科學(xué)技術(shù)。

　　綜上所述，可以看出，信息技術(shù)的本質(zhì)特點(diǎn)是對(duì)人類智力能力的擴(kuò)展，也就是擴(kuò)展人的信息器官功能的一類技術(shù)。