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)對研究的對象——“信息”進(jìn)行了剖析。本篇文章將對信息技術(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)教材上對信息技術(shù)只是提及有什么，但為什么會有這些技術(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)生體會并深信信息技術(shù)對人類進(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)識世界，它是揭示事物運(yùn)動變化規(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到大石塊砍砸后會變成小石塊，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有機(jī)體，它們是協(xié)調(diào)發(fā)展的。但在人類整個進(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，人們利用材料科學(xué)技術(shù)的知識和技能制造石器、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)動力工具擴(kuò)展人的體力能力

　　當(dāng)人類社會進(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)閯恿?，制造成各種動力工具(蒸汽機(jī)、電動機(jī)等)，這些動力工具具有更強(qiáng)的推動力、牽引力、沖擊力、爆破力、摧毀力，極大地?cái)U(kuò)展了人類的動力能力。當(dāng)然這個時(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)。