1信息是一種負熵
熵(entropy)指的是體系的混亂程度,它在控制論、概率論、數論、天體物理、生命科學等領域都有重要應用,在不同的學科中引申出的更為具體的定義,是各領域十分重要的參量。熵由魯道夫克勞修斯(Rudolf Clausius)提出,并應用在熱力學中。后來,克勞德艾爾伍德香農(Claude Elwood Shannon)第一次將熵的概念引入到信息論中來[1]。我們知道,在科學中有三個基本定律,即質量守恒定律,能量守恒定律和電荷守恒定律。質量、能量守恒定律在微觀領域又被推廣為質、能相關定律。質量守恒定律,能量守恒定律和質能相關定律在數學上表示為等式。而熵增定律則是不等式,即在孤立系中,熵增總是大于或等于零 ( △ S ≥ 0) 。在這種等式與不等式的差別中,隱含著深刻的意義。從系統三象性的基點來看,任何系統狀態 ( 點 ) 上物質性、能量性、信息性不可分離地共存著,但物質 ( 質量 ) 和能量是守恒的,而信息卻 ( 信息是負熵 ) 不守恒。 因此說信息是一種負熵,信息越高,熵值越低。正是由于信息的作用,才使系統的熵減小。信息時代的特征是信息獲取、加工、組織、傳播和應用能力的競爭,信息越來越在社會生活中起著決定性的作用。
2 圖書館系統是一個具有耗散結構的開放性系統
系統(system):是由一些相互聯系、相互制約的若干組成部分結合而成的、具有特定功能的一個有機整體(集合)。系統具有有機性(即:系統是有層次的)、整體性(即:在一個系統內部不追求個體完美,而追求整體目標最優),結構性(即:對要素和系統本身來說,不要求要素最優,而是要求要素的組合最優)。系統具有三種狀態:
(1)平衡態——即系統內部無差別(這種系統是一個死系統,沒有活力,我們不提倡,應盡力避免);
(2)總書記衡態——即系統內部有差別,并且差別越來越小,接總書記衡態;
(3)遠離平衡態——即系統內部有差別,但是差別越來越大(這種系統最有活力,我們要提倡的就是實現一個系統的遠離平衡態)。而如何實現這個系統的遠離平衡態,并如何使這個系統穩定,從而達到一個新的平衡態,正是我們在工作中要解決的問題。
在一個封閉系統中,熵值總是增加或不變,系統內的微觀粒子由有序向無序運動,直至達到這種無規則運動最混亂、最無序時,系統內的溫度、密度達到均勻一致,從而趨向與平衡態。由此可見,封閉系統由非平衡態向平衡態轉換的過程,正是系統熵增加的過程,也是系統內微觀粒子的無規則運動由不太亂變得更加亂的過程。而“熵”這一概念的物理意義在微觀上正是表明粒子無規則運動的混亂或(無序)程度的度量。熵增加也就意味著微觀粒子從有序到無序發展。這就是封閉系統的“熵增原理”[2]。
70年代普里高津(I. Prigogine)提出了耗散結構理論[3,4]。普里高津認為熵增原理只適用于密閉系統,而開放系統,不可避免地存在系統內部與外界環境物質和能量的交換,從而引起一個熵流des(des>0,des<0,或des﹦0),假定系統內部由于不可逆產生的熵為dis(只能dis≧0),那么,系統總熵變為ds﹦des﹢dis,由上式可見,如果從外界引入足夠的負熵流(即:des < 0且︱des︳>dis,則系統的總熵值,系統的總熵值就減小、甚至為負值即ds ﹦des﹢dis<0。因此可以通過引入負熵流使系統從無序態變為新的有序態,即耗散結構[5-7]。開放系統不會單方向的朝著熵增加(即越變越無序),相反,開放系統在遠離平衡態時會由無序轉為有序。平衡態是指孤立系統不隨時間變化,與外界沒有聯系的一種死的混亂無序的狀態。系統平衡態或總書記衡態只能使系統自身熵值增加,不會形成有序結構,只有把系統推向遠離平衡的非線性區,使系統處于一個十分不穩定的狀態,才能使熵值減少,才有可能形成新的穩定有序結構:即非平衡是有序之源。
圖書館是是一個系統,而且是一種具有耗散結構的開放性系統。其開放性主要體現在兩方面:其一是“圖書館的服務對象”:圖書館作為提供知識和信息的場所,擁有很大數量的讀者群,尤其是公共圖書館則讀者成分更為復雜,圖書館聯盟的建立以及圖書館之間的館際合作等更加擴大了讀者的范圍,使之聯系更加廣泛和密切;其二是“圖書館的信息資源”:圖書館信息的來源、加工、流通等方面與外界聯系非常緊密,特別是隨著圖書館向網絡化、數字化方向發展,紙質文獻和電子文獻的購入,買入數據庫和自建數據庫的不斷增加,人員的外出培訓、進修等使得開放性更加突出和明顯。可見,圖書館是一個具有很強開放性的.系統。其次,圖書館是一個遠離平衡態的系統,從圖書館內部任何一個角度看,都處于一種不平衡狀態中;另外,圖書館內部各因素之間的關系是非線性的[8]。因此,圖書館系統就是一個遠離平衡態的耗散系統,是系統和外界環境相互作用達到某一臨界值時出現的有序結構。圖書館系統在結構和功能方面的有序性和穩定性,以及系統內部的活力和持續、快速發展正是靠連續不斷的來自外界的負熵流來實現的。
3 信息負熵的輸入使圖書館系統遠離平衡態
信息是一種負熵,信息越高,熵值越低。正是由于信息這一負熵流的輸入,才使得圖書館這個開放性系統熵值減小,系統內的各元素活力增加,從無序態變為新的有序態,即形成新的穩定有序結構,最終實現圖書館系統有一個質的飛躍。由于不斷地有負熵流輸入,圖書館這一開放性系統內部各元素差別增大,無規則運動加強,使圖書館系統又達到遠離平衡態,最終又達到一個新的有序狀態。如此反復,圖書館系統呈現一種螺旋式上升的發展狀態。
信息又是圖書館與外界環境(主要是讀者)進行交流的主要內容,也即紙質文獻及數字資源的傳遞與共享。圖書館作為以學校所設專業為館藏設置原則,紙質資源與數字資源共存、實際擁有資源和遠程可利用資源并舉的綜合性文獻資源服務體系,它的工作內容就是圍繞信息的管理、加工展開。可見,信息的有效輸入和合理管理,是圖書館正常運作的基礎,信息就是圖書館生態系統有序發展的主要負熵。正是由于不斷更新和日益完善的信息的輸入,才使得圖書館在同行業競爭中立于不敗之地,因此可以說信息是圖書館生態系統從外界獲得負熵的主要來源。
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