【关键词】生物电子学；研究生选修课；教学探索
Postgraduate Course of Bioelectronics Opened and Teaching
SU Shao
（School of Materials Science and Engineering， Nanjing University of Posts & Telecommunications， Nanjing Jiangsu 210023， China）
【Abstract】“Bioelectronics” is a newly elective course， which has opened for different postgraduates. Bioelectronic is an emerging and fascinating interdisciplinary， covering many areas of research， has become a research hotspot. This elective course aims to broaden graduate research horizons， learn about the latest frontior research and develop students' innovative spirit and overall quality. In this paper， we discuss the experiences of the research fields of bioelectronics， reference books， teaching object， course content and teaching methods and prospect the future development of the electives course.
【Key words】Bioelectronics； Postgraduate elective course； Teaching explore
0 前沿
生物电子学（Bioelectronics）是以生物学和电子学为代表但又涉及化学、物理、材料及信息技术等许多学科和高新技术相结合的一门新兴交叉学科。电子信息科学技术和生物科学（含医学科学）是十分重要的两个学科领域，它们对科学技术进步和经济发展，乃至于对人类的社会生活方式都将产生深刻而重要的影响。生物电子学的发展充分体现了上述两个学科的相互依赖和和相互促进的关系。生物电子学自20世纪50 年代诞生以来，发展迅速，领域不断拓宽，地位日益重要，已经展示了广阔的发展前景[1-2]。子学的研究领域大致可以包括如下7个方面：（1）生物信息检测；（2）生物医学信息处理；（3）生物系统建模和仿真；（4）场与生物物质的作用；（5）分子和生物分子电子学；（6）生物信息学；（7）生物医学仪器。近20年来，随着各种新原理、新技术和新方法不断地应用到生物电子学的研究中，生物电子学的发展日新月异，目前越来越的科研工作者聚集生物电子学方面的研究。
1 研究领域
生物电子学作为新兴的交叉学科，发展迅猛，涉及多个研究领域。国外的大学很早就开展生物电子学的相关研究。如英国的克兰菲尔德大学，其生物电子学方面的研究就包括生物信息学、生物传感器与生物诊断、环境与健康、环境与自然、环境与安全、智能材料和转化医学等。我国在1985年，由韦钰院士创立了分子与生物分子电子学实验室，通过20年的发展，2002年，东南大学生物电子学国家重点实验室开始建设。目前，该重点实验室的发展目标是瞄准生物电子学的国际发展前沿，开展应用基础研究，侧重综合应用信息科学领域的最新成果，发展生物领域研究的新方法和新技术，并用于探究生命过程的本质，揭示重大疾病的机制，为医学发展开辟新途径。该国家重点实验室以生物信息材料与器件、生物信息获取和传感、生物信息系统和应用为主要研究方向，研究内容涉及分子（纳米）有序材料及其制备、分子有序结构的组装与表征、分子/纳米器件、生物/纳米材料及其应用、植入式电子器件、单分子与单细胞检测、生物传感器、微阵列芯片技术、微流体生物芯片、生物信息学、仿生信息处理系统及应用、脑信息系统的建模和应用等。
2 教材选择
本课程是专业选修课，开设对象是低年级的硕士研究生和博士研究生。相对于本科生，研究生具有良好的自学能力和独立思考能力，因此，如何选择实用、全面和专业的参考教材尤其重要。目前，国内还没有《生物电子学》课程的材，很多医学专业的高等院校选用的是生物电子医学方面的教材，并不能很好的满足普通高校本科生或者研究生的课程需要。因此，在依据本学校和本学院的专业设置（材料物理、材料科学和信息显示等专业），以及本学院教师的科研方向，选用了以色列著名科学家Itamar Willner为主编，汇集了众多在生物电子学方面的专家编著的《Bioelectronics》[3]教材，从生物电子学的定义，生物电子学的发展和研究领域等方面，并结合当前热门生物电子学方面的科研资料和科研文献，多方位、多角度的向研究生展示生物电子学的研究内容、研究方向、研究前沿和研究热点。这样的安排，让研究生从一开始就接触科学前沿，开阔了眼界，更好的领悟科学的真谛。
3 授课对象
《生物电子学》是硕士和博士研究生的专业选修课程，目前选修本门课程的学生的专业跨度很大，有材料化学、材料物理和高分子材料与工程等不同专业。我们开设本门课程的宗旨是让不同学生都了解什么是生物电子学、当前生物电子学发展到怎样的阶段和生物电子学涉及的研究领域。通过对这些方面的学习，结合各自的研究背景，将生物电子学领域的研究内容糅合到各自的科学研究中，实现科学创新，更好更快的进行科学研究。
4 授课形式和课程内容
本门课程为研究生专业选修课，在授课形式和课程内容上有别于本科生的专业必修课。在充分考虑研究生具有良好的自学能力和理解能力的基础上，我们决定将本门课程的课时设置为32学时，分8次课完成。课题上以授课和讨论两种主要形式进行，设为8个不同的生物电子学版块，以讲座形式进行教学，并同时让研究生依据各自的研究背景，以每次课所要将的内容为主线，做好课下准备，带着问题有针对性的进行实时讨论。本着“科学性、系统性、实用性”的原则，我们确立了具体的授课内容，主要包括以下内容：概论部分、生物传感器、生物芯片、活体生物发光和荧光成像技术、微流控芯片体外诊断、临床即时检测仪器和DNA纳米技术等。在讲授这些专题的同时，结合大量的最新科研的前沿和热点文献，循序渐进，生动直观的介绍生物电子学方面的知识，使课堂教学更为生动、丰富。
5 教学方法
为了使研究生能在有限的课时内掌握老师所教授的内容，并能学以致用，就必须要运用灵活多样的教学方式，如：多媒体教学、互动式教学、理论联系实际等方法。由于生物电子学涉及多个研究领域，书本上的基础知识往往较为枯燥、抽象，不能很好的吸引研究生的求知欲望。因此，本门课程主要以多媒体教学为主，辅以互动式教学。在讲解科学前沿和热点时，利用多媒体技术在功能上、空间上及时间上交互的便利性，直观生动的将各种原理示意图、实验结果甚至影像资料展示给研究生，将抽象、枯燥的科研问题直观、形象又深入浅出的解释给学生，激发学生的学习兴趣。
为了提高研究生的学习主动性，让研究生参与到整（下转第24页）（上接第16页）个教学环节中，此时教师与学生不再说简单的传授与接受的关系，而是双边的互动关系。在课堂上除了老师有针对性地向学生提问外，学生也可以随时向老师发问，通过互动式教学，使学生最大限度地参与教学活动，积极思维，培养了主动探索、勇于创新的意识。
6 结语
目前《生物电子学》这门研究生选修课程还处于不断探索和改革阶段，作为专业教师，责任任重而道远，今后除了要不断提高自身的业务素质，不断实践、不断总结，还要依据不断变化的科研环境和教学环境，及时与学生沟通，把《生物电子学》课程的教学工作开展的更有深度、更有效果、更受研究生喜爱，为研究生开拓眼界、提升创新思维作出贡献。
【参考文献】
[1]韦钰.电子科技导报[N].1998，11，1-4.
看，更显现出其片面性和局限性。现代的情报研究在朝着自动化、集成化、流程化和智能化的方面发展，这个渐进的发展过程本身就是一个逐渐走向理解的过程，这就好像是人类对于事物的认识过程一样，首先搜集关于事物的各方面的信息，然后进行处理，简单的事物仅仅需要一些经验就可以处理了，而复杂的事物可能需要借助于工具或技术手段来处理，最后综合后得到的结果，而在大脑中得到一定认识，最终达到理解。
2.2 从情报学的研究方法来看 在这个社会信息化程度正在逐步提高的时代，情报研究方法的创新刻不容缓。信息化程度提高的一个重要表现是信息总量的激增和新旧信息更迭的加快。为适应这一挑战，情报研究在以下3个方面有所发展[4]：一方面，面对社会信息量的激增，必须通过提高搜集、分析、处理、加工和存储信息的能力，增加信息“吞吐量”，以提高情报研究成果的“产量”和“质量”；另一方面，面对新旧信息更迭加快，必须提高情报研究工作的节奏，缩短从搜集情报到产生和情报研究成果的周期，以提高情报研究的时效性；最后为进一步提高情报研究成果的精度和可信度以满足信息社会情报用户的需求，情报研究不能只停留在定性分析的水平上，必须逐步提高定量分析的比重。
目前情报学采用的研究方法主要有[5]：a.社会调查法。通过现场调查，针对社会现象搜集数据，进行分析，是搜索、跟踪、获取和开发利用情报资源的一种基本的、有效的方法。这种方法又可分为直接方法与间接方法两大类，前者主要是用现场观察法，后者又分为访问调查与调查表调查。b.引文分析法。研究文献的被使用和被引用，也就是研究质量问题。自20世纪60 年代初以来， 由于“科学引文索引”（sci）的创办，引文分析法已成为一个有相当深度和广度的情报学分支。 对引文这一线索进行研究，可以了解某项发明或技术的应用范围、现状、著作水平、学科发展趋势等。c.文献计量统计方法。文献计量是情报学与数学、统计学等相互交叉和结合而产生的研究方法。对以记录形式进行交流的各个方面进行计量统计，从中找出变化规律，建立相应数学模型，从定性与定量分析中达到掌握过去与现在的变化脉络，进而预测未来可能的变化。d.数学分析法。现代数学的许多分支在情报学的研究中都在应用，如在情报检索理论、情报传递的机制、情报采集方案的确定中，概率论、集合论、模糊数学、微分方程、运筹学等均在应用，甚至数论、图论、泛函分析、变分法等，也可以应用。e.系统分析与评价方法。对于情报系统的结构、功能和最优设计等各个侧面与总体，可通过引进系统论、控制论和信息论等方法，进行分析与评价、规划与设计，解决科技情报系统的最佳运行、实现最优服务等问题。由于系统论的研究方法众多，对某一具体研究对象来说，就需要比较不同的方法，从中选择最佳方法，以期获得最优的结果。f.历史的研究方法。进行历史的研究一般先鉴别一个历史问题，搜集有关史料，形成假说；然后进一步严格搜集与组织史料，认真加以核实，进行分析，得出结论。历史研究可以帮助我们了解情报学是如何形成的，促使我们了解过去的事件发生的原因、时间、地点与方式。g.其他方法。包括德尔斐法、内容分析法、比较分析法、哲学研究法等，这些方法多综合加以运用，近来又出现空白点分析法、聚类映像法等。
随着网络时代的来临，对许多新兴方法的研究也是方兴未艾，如科学计量法、信息计量法、网络计量法、基于文献的知识发现法、知识挖掘法和信息融合法等。这些方法及时地满足了情报研究现时展的需要，增加了观察事物的维数，丰富了认识事物的手段，更深刻地揭示了事物的本质，从而在进行信息分析的过程中逐步达到理解的层次。
一、信息哲学:自然化运动进程中的一个“副产品”
20世纪英美哲学界占主导地位的思想倾向是自然主义。自然主义的渊源可以追溯到古希腊,但它在当代的复苏和盛行,则首先得益于自然科学在解释世界时所获得的巨大成功。相对于前科学时代的一切自然哲学和形而上学体系,自然科学的概念、方法和规律对世界的解释更能令人信服。以物理学为主要代表的自然科学的昌盛,使自然主义焕发出前所未有的生机。所以,到了20世纪的最后几十年,几乎没有哲学家乐意说自己是一个非自然主义者。[1]121分析哲学是自然主义盛行的另一个动力。维特根斯坦在《逻辑哲学论》中就表达了鲜明的自然主义倾向:能说的东西就是能用自然科学命题所说的东西。此后的分析哲学家无不受此倾向影响。从维特根斯坦、石里克到奎因再到普特南和福多,分析哲学的演进同时体现出自然主义的发展脉络。自然主义者认为,哲学研究和科学研究在目的和方法上是一致的,差别只在于两者关注的对象不同。自然科学关注具体问题,而哲学则关注一般性问题。世界是统一的实在,因而可以构建统一的理论来加以说明,这就是自然主义的总则。自然主义的研究纲领和操作方法称为自然化(naturalizing),就是要运用分析、还原等方法,通过自然科学的概念、术语、原则,对传统哲学所关注的意义、价值、认识、真理等一般性问题做出自然主义的说明。通过自然化就可以使要说明的对象具有科学上的合理性、合法性,进而证明它在自然界中具有存在地位。自然化的方案众多,自然科学领域内的一切学科都可以充当解释项。所以整个自然科学就既是一种本体论标准,又是一个“终极解释装置”。质言之,科学是存在的尺度。不能被科学验证的东西是值得怀疑的,其或者没有研究的价值,或者在认识地位上次于科学。自然主义所引发的争论在根本上可以归结为两点。第一点体现在方法论上,表现出的问题是:有没有诸如第一哲学之类的东西?第二点体现在本体论上,表现出的问题是:世界能否被自然化?对这两个问题的回答,代表着自然主义的方法论和本体论承诺。自然主义对第一个问题的回答是否定的。因为既然自然科学和哲学的研究方法具有一致性,那么当然就不可能存在先在于或者独立于感觉经验和经验科学的第一哲学。第二个问题是自然主义关注的焦点和难点,其中最大的难题就是心理现象,特别是意向性问题。“任何想要把人类和心理现象当做自然序列的一部分的人都必须用自然主义的术语来解释意向关系(intentionalrelations)。”①所以,当代自然主义者从事的工作基本上都是围绕着对心理现象,尤其是意向性的自然化展开的。
对意向性的自然化就是用自然科学术语来说明意向性。为了达成这一目标,自然主义哲学家们进行了各种各样的尝试。自然科学领域中几乎所有的学科都被自然主义者当做工具,纳入到自然化的解决方案当中。其中一个显着的标志就是,自然主义哲学家往往会使用他所依据的自然科学的学科名称或者概念来命名他所建立的自然化理论。比如,阿姆斯特朗(D.Armstrong)、刘易斯(D.Lewis)等人以物理学为基础对意向性进行的“同一论”说明,米利肯(R.Millikan)、博格丹(R.Bogdan)和塞尔(J.Searle)等人分别依托生物科学作出的“新目的论”说明和“生物学自然主义”说明,哈曼(G.Har-man)、沃菲尔德(T.Warfield)、布洛克(N.Block)等人借用计算机科学中十分流行的“功能作用”概念进行的“功能作用语义学”说明,德雷斯基(F.Dretske)以通信理论为基础作出的“信息语义学”说明,福多(J.Fodor)以计算机模块理论进行的“模块论”说明等。自然主义者在运用各种科学技术理论对意向性进行自然化时,体现出很强的宽容性和开放性。因此,即便在表面上看来他们建立的理论毫无共同之处,但实际上从事的却是相同的工作。所以也有人称哲学正在经历一场“自然化转向”。[2]452从上世纪70年代开始,自然化运动中增添了“信息”元素。德雷斯基、福多等哲学家在探索意向性自然化的新路径时,发现信息科学技术存在着巨大的解释潜力,因而将信息及其相关概念引进到自然化的解决方案当中。德雷斯基在1981年出版的《知识与信息流》(KnowledgeandtheFlowofInfor-mation)时至今日,仍然是以信息为基础进行自然化操作的代表作,其主要目的就在于完全利用信息概念对知识、信念、意向性等作出自然主义的说明。正如德雷斯基自己所言,他的“整个工程可以被视为自然主义的一次实践”[3]。而在福多看来,有信息封装的计算系统就是模块,利用模块理论对意向性进行的自然化就是“为表征构筑自然主义条件”[4]31。正是通过这些具有自然主义倾向的哲学家的努力,原本只是单纯作为科学概念的信息在哲学中有了一席之地。所以从渊源和背景来看,如果说以计算机为代表的信息科学技术和通信理论的发展为信息哲学的诞生准备了技术前提的话,那么分析哲学和自然主义,尤其是自然化运动则可以被视为信息哲学的思想背景。如果需要在哲学史中为信息哲学进行定位的话,我们认为其逻辑顺序是这样的:自然主义传统科学主义传统和分析哲学自然化运动信息哲学。自然主义传统在近代科学的刺激下复苏,进而通过科学主义表现出来,在分析哲学的推动下形成了声势浩大的自然化运动,而信息哲学则只是自然化运动所采用的众多方案中的一种。所以,从起源来看,信息哲学完全是在分析哲学和自然主义传统主导下的自然化运动的一个“副产品”。
二、信息哲学与自然化运动内在关联的逻辑起点之发生学演进
“信息”作为信息哲学的核心和基础概念,是信息哲学的逻辑起点。对信息概念进行历时性考察,探究其如何从单纯的科学概念演化为一个具有“哲学身份”的概念,能够在逻辑上再现信息哲学的发生过程,在发生学上揭示信息哲学与自然主义和自然化运动的内在关联。按照信息概念内涵的演化,这一过程可大致区分为以下三个阶段:(1)“科学概念”阶段。20世纪中叶,《信息论》和《控制论》问世,信息概念成为“科学概念”。1948年信息论之父申农(Shannon)发表了划时代的论文《通讯的数学理论》,第一次将信息纳入科学研究的视野。通过这篇论文,信息正式成为一个被广为接受的科学概念。但是,作为科学概念的信息只关心信息量,而不关心信息内容。因此,申农所创立的信息论实际上是 一种信息的数学理论。在此背景下,申农把信息定义为不确定性的降低或者可能性的减少。在同年出版的《控制论》中,美国数学家、控制论的主要奠基人维纳(Wiener)对信息作出了这样的描述:“信息就是信息,不是物质也不是能量。不承认这一点的唯物论在今天就不能存在下去。”[5]155申农和维纳都看到了信息概念的复杂性和多义性,但受制于其自然科学研究的目的和背景,他们对信息的认识主要停留在科学层面。维纳对世界的“物质、信息、能量”三元论说明过于简单和草率,在哲学界并没有引起广泛关注。但是,他们对信息的科学说明却为哲学家的工作奠定了基础。(2)“科学概念”向“哲学概念”的过渡阶段。早在1953年,受到物理主义影响的卡尔纳普(R.Car-nap)为了对符号的意义进行自然化,便在《语义信息》一文中大胆预测,申农的信息论“会在不久的将来发挥重大影响”[6]147-157。在该文中,他还率先提出,对语义信息(semanticinformation)和实用信息(pragmaticinformation)进行区分是一项重要工作。[6]147-157从信息的定量分析入手解决信息语义问题,至此开始成为哲学家切入信息哲学研究的一条基本路径。麦凯(D.Mackay)于1969年提出“定性信息的定量理论”,认为信息与其接收者知识的增加有关。20世纪七八十年代以后,信息科学技术的广泛应用和发展,引起了自然主义哲学家的广泛关注。信息概念开始出现在各种自然化理论当中,由此迎来了信息概念的第二次质变。对信息进行哲学界定一时间成为哲学界的时尚,哲学家互相抱怨对方误解和误用了真正的信息概念。西尔(Sayre)批评“阿姆斯特朗和丹尼特滥用了‘信息’一词”[7]53。哈姆斯(Harms)也认为查莫斯(Charlmers)“不应该把信息理论看作是可能存在的状态,以及这些状态如何相关和构造”[8]475。在这一时期,美国哲学家德雷斯基所做的工作最具有开创性和代表性。在他看来,进行意向性的自然化,主要就是要说明“纯物理系统如何可能处在知识和信念(内容)的状态之中”[3]。为此,他从申农的通信理论出发,用信息来说明知识和信念。他认为,申农所建立的信息论目的虽然在于对信息的量进行度量,但其中也隐含着说明信息内容的功能。这种功能是作为自然科学成果的通信理论本身所具有的,所以利用这种功能所进行的信息论说明就是纯粹的自然化的说明。为了满足自然化的需要,信息概念在本体论、认识论和因果论层面都得到了较为系统的说明。正是自然主义者从事的这些工作,才使信息完成了从科学概念向哲学概念的过渡。[1]121(3)“哲学概念”的认可阶段。以信息论为基础的自然化,使信息概念在哲学中的地位获得日益广泛的认可。丹内特甚至断言:“信息概念有助于最终将心、物和意义统一在某个单一的理论中。”[9]对信息与知识、表征、真理、意向性等之间关系的探讨,带动了对信息的本质、地位和存在方式等信息哲学元问题的研究。1998年,《元哲学》出版的《数字凤凰———计算机如何改变哲学》对信息哲学的发展作出了肯定。[10]1随后,英国哲学家弗洛里迪(L.Floridi)又发表了《什么是信息哲学》等文章,第一次明确提出了信息哲学研究的范式、目标和纲领。进入新世纪之后,以信息哲学为研究课题的着作不断涌现,标志了信息哲学作为一个独立的哲学分支得到哲学界的认可。从对信息概念内涵演化之三个阶段的分析可以看出,以信息概念为逻辑起点的信息哲学与自然主义和自然化运动具有深刻的内在关联性。对信息哲学作为一个相对独立的哲学分支的“认可”,并未表明信息哲学从此成为一种新的研究范式,并未表明其已独立于自然化运动。因为其一,信息概念被纳入到自然化方案当中经过近半个世纪的发展,尽管其强大的解释功效逐渐显现,吸引了越来越多的哲学家投身到此项研究当中,但结果只是造就了一个以信息概念为共同基础的强势自然化派别的出现。其二,自信息概念被引入哲学领域以来,围绕信息的哲学研究在方法、旨趣、纲领等方面从未发生过根本性变化,即使弗洛里迪抛出“信息哲学”的提法,其实际意义并没有表面上看起来的那么重大,从信息的定量分析入手解决信息的语义问题,仍然是信息哲学研究的基本方法,或者说信息哲学的基本研究方法没有超出自然主义的视域。事实上,信息哲学试图建立统一信息理论的核心目标,就崭露着无法掩饰的自然化烙印。
三、哲学的“信息转向”现实地蕴涵于自然化运动
1 信息与情报
1.1 “信息链”
信息与情报是情报学的核心问题。什么是信息？什么是知识？什么是情报？对这些基本概念如果没有明确的认识，就不可能获得对情报学及其相关学科的科学理解。“信息”和“情报”，英语都是“Information”。英语的Information是一个连续体的概念，“信息链”由事实（Facts）数据（Data）信息（Information）知识（Knowledge）“情报”、“智能”（Intelligence）五个链环构成。简单地说，“事实”是人类思想和社会活动的客观映射。“数据”是事实的数字化、编码化、序列化、结构化。“信息”是数据在信息媒介上的映射。“知识”是对信息的加工、吸收、提取、评价的结果。“情报”、“智能”则是运用知识的能力。换句话说，“事实”、“数据”、“信息”、“知识”、“情报”五个链环组成“信息链”（Information Chain）。在“信息链”中，“信息”的下游是面向物理属性的，上游是面向认知属性的。作为中心链环的“信息”既有物理属性也有认知属性，因此成为“信息链”的代表称谓。
1.2 “三个世界”模型
英国科学哲学家卡尔·波普尔（K.Popper）提出的“三个世界”的理论，从哲学高度阐述了信息的属性。波普尔认为，信息有“三个世界”：第一世界是物理领域，第二世界是主观现实领域，第三世界是客观知识领域。根据这个理论，信息分为三大类：第一类是有关客观物理世界的信息，即本体论意义上的信息，它反映事物运动的状态及其变化的方式；第二类是有关人类主观精神世界的信息，即主体论或认识论意义上的隐性信息，它反映人类能感受的事物运动状态及其变化方式，处于意识、思维状态；第三类是有关客观意义上概念世界的信息，即主体论或认识论意义上的显性信息，它反映人类所表述的事物运动状态及其变化方式，用语言、文字、图像、影视、数据等各种载体来表示，汇成一个实在的自主的“信息世界”。以“三个世界”的理论来研究信息、知识、情报，它们之间存在以下关系：
并列关系。事实—数据—信息—知识—情报。
转化关系。数据不会自动变成信息，信息也不会自动变成知识，数据、信息、知识同样也不会自动变成情报。实现从数据到情报的关键要素是人。是人通过信息组织与管理，知识组织与管理来实现信息、知识、情报相互转化。知识本身也是一种信息，情报本身也是一种信息，相互之间可以转化。但是，知识、情报不是一般的信息，而是体现人的认知因素而且在运用中能改变人的行为的特殊信息。
包含关系。信息存在于全部的三个世界中（主观世界、客观的物理世界、客观的概念世界），知识存在于主观世界和客观的概念世界，但不存在于客观物理世界中，因此知识包含于信息之中。情报也存在于主观世界和客观的概念世界中，是活化了的知识信息，包含于知识、信息之中。
层次关系。从数据提升到信息，主要是对数据之间建立相关性，使其有序化和结构化。从信息提升到知识，主要根据信息的相关性、有序性，进行比较、分析、综合和概括，从中发现问题的本质。从数据、信息、知识提升到情报，主要是采取各种有效的手段和方法激活它们。
2 情报学研究范式
情报学的多学科特性，正是由情报学的多种研究范式决定的。围绕情报学理论研究，可归纳为以下研究范式。
2.1 机构范式（Institution Paradigm）
机构范式是一种视图书馆和情报中心为社会机构的一组思想和观念，以社会学和教育学观点研究图书馆，从图书馆实践出发，研究资料（采集文献）、组织（行政机构和人员管理）、知识属性（分类、编目、采编政策等），从而驱动资料和组织的有效管理以发挥机构的社会功能。我国20世纪60—70年代情报学以及所探讨的文献合理布局，情报所的地位、作用以及情报政策、管理等都是从机构范式出发，对本行业的问题进行研究。
2.2 信息运动范式（Information Movement Paradigm）
该范式起始于申农和维纳《通信数学理论》一书的通信数学模式：即信息源—传输器—噪音—接受器—信息端。信息运动范式关注的是信息运动的过程——反馈和控制。它构成了当代情报检索系统和文献计量学研究的基础。显然，通信数学模式的概念不适合应用在信息语义上，情报用户被视为情报检索系统以外的被动接受者，要去适应检索系统，利用现有的信息。因此，该范式只是从系统角度去对待情报用户，而不是从情报用户角度了解用户的情报需求。
2.3 解释学范式（Hermeneutics Paradigm）
伽尔默尔提出解释学的依据是人对信息、情报的解读、解释因人的知识与经验的不同而取舍，因此要研究传播、语言、文字、知识、理解及解释。如果说卡尔·波普尔偏向把情报作为静态的客观知识来加以纯技术性的分析和处理，伽尔默尔的解释学认为，社会文化以及情报消费主体的知识结构和心理状态在查询、解读和利用情报的过程中产生了至关重要的作用，因此必须关注情报流动过程中情报客体与情报消费主体的交融。
2.4 技术主导范式（IT-centered Paradigm）
V.布什关于实现情报检索自动化的构想，使情报学研究的主流向着利用技术解决问题的范式演变，技术范式对情报学的发展产生了深刻影响。计算机技术突破了人类生产、处理和存贮信息的能力在数量、时间和智力等方面的限制，通信技术的进步，突破了人类传递信息的能力在距离和时间两方面的限制，信息内容开发从点（字、词）、线（字符串、全文文本）、面（数据库、关系数据库）、立体（信息流、物流、资金流的结合）、三维空间（A/V、数据挖掘）到万象空间（虚拟真实）不断向纵深发展。情报学研究致力于发展各种先进、高效的情报系统和信息技术应用，但是，情报技术的应用并不是情报学的全部内容，不但如此，由于过分夸大技术的作用，反而导致了重技术轻理论的倾向，忽略情报学的整体研究。
2.5 认知范式（Cognitive Paradigm）
由于认知科学的发展，一些研究者开始从认知过程，如注意、知觉、表象、记忆、思维、语言等，来观察信息和情报现象。认知范式强调入的知识结构，研究人的信息处理原理，关注情报的利用和吸收，目的是支持和改善情报系统的设计和情报服务。认知观的变迁意味着情报学研究主体从情报检索系统的设计和开发扩大到强调情报用户的知识结构、认知过程、情报行为和人机交互等认知范围。
2.6 知识主导范式（Knowledge-based Paradigm）
传统情报学的研究对象是文献单元而不是知识内容。英国情报学家布鲁克斯1980年提出了著名的布鲁克斯基本方程式，明确地指出情报学的任务是探索和组织客观知识，情报学要对客观知识进行分析和组织，以便绘制出知识的“认识地图”并最终按“认识地图”来组织知识。情报学从文献层次向知识层次的深化、演进与发展是情报学研究的新趋势。知识有显性知识和隐性知识之分。显性知识存在于信息载体上，通常经过符号化、编码化或结构化等文献处理，内容是固定的，外在的。隐性知识存在于人的大脑中、行为上及概念里，是个人的，没有经过文献化、内部化的，以经验为基础的。隐性知识比显性知识更能激活灵感和启发创新，是一种更有价值的知识，但以往这类知识只能靠个人交流获取，无法收集和加工利用。情报学要超越显性知识，研究收集、筛选、加工、整理隐性知识的理论和规律。当前知识经济、知识组织、知识管理、知识发现、数据挖掘、知识产权保护等问题的研究正在成为情报学界研究热点和学科体系成长的标志，最终将使情报学成为研究知识与知识活动包括知识的激活、扩散、转移、组织、增值、吸收、利用等规律性的一门学科。
2.7 经济学范式（Economics Paradigm）
情报学与经济学的联系早期仅仅只是引入经济学中的效用、效益等概念，成本—收益分析方法、投入—产出分析方法等基本方法，借用政治经济学的生产—交换—分配—消费模式来评价情报服务的成本与效率。随后，情报的价值、情报传递的成本与效益以及情报工作的效率等也成为情报经济学的主要议题。1979年在荷兰海牙召开了国际情报经济学年会，内容主要围绕情报商品与情报市场研究、情报经济效益研究、情报经济管理研究、情报产业和信息化社会发展研究等方面。面向21世纪，信息经济学的研究方兴未艾，网络革命掀起的全球信息化所提出的众多理论课题与实践课题正在推动情报经济学开拓新的领域。例如，信息（情报）经纪业、竞争情报、博弈论、微观经济学中市场结构理论等，都成为情报经济学研究热点。
2.8 人文范式（Culture Paradigm）
以人为本的思想必然要同人文科学这一更高层次的概念进行整合，从而研究信息民主与信息专制、信息自由与信息保护、信息平等与信息歧视、信息富裕与信息贫穷、信息共享与信息垄断以及信息污染、信息灾害、信息伦理、信息法律、信息政策、信息文化等以人为主体的信息环境中人与人、人与社会、人与文化的相互关系。突出人文因素的研究，提高人的信息素养，将使情报学更加符合信息化时代特征和情报学自身的发展要求。
3 国内外情报学发展现状
20世纪80—90年代以来，情报学研究范式的多元化，拓展了情报学研究视野和研究内容，使情报学研究带有时代特征，同信息科学群的其他学科协调、融合、互补，进入了一个情报学整体更新的发展阶段。信息技术是情报学创新的原动力，但国外情报学研究迅速改变“技术至上”的倾向，技术与理论并重，技术与人文并重，技术与经济并重，不断探索情报与技术最佳匹配模式。情报学研究从强调信息需求和信息利用，重视以用户为中心来设计信息系统和情报检索开始，逐步引入解释学、认知观、人文因素等新成分，现在关注的焦点移向知识管理和利用、以人为本、用户/信息/技术/社会和谐共处的生态平衡。情报学不断对传统观念提出质疑，与时代的要求俱进，与技术的发展俱进，与社会的进步俱进，不断拓宽情报学研究领域和研究内容，目前已形成为一门多范式交叉、多学科集成的全方位情报学。
我国情报学研究在20世纪80年代掀起了两个高潮。一个高潮是引进国外情报理论，开始学习和探讨波普尔的“三个世界”理论、布鲁克斯的知识方程式以及系统论、信息论、控制论、耗散结构论、协同论等，为我国情报学基础理论研究打下基础，一些有影响的情报学专著如《情报学概论》、《情报数学》等相继问世。另一个高潮是开始计算机情报检索的试验、应用和研究，出现了计算机编制主题表、汉字切分、中文全文检索、自动标引等应用研究。我国情报学关注领域和研究重点开始从文献转向技术，从理论转向应用。截止1998年统计，新中国成立50年来情报学领域计18369篇，按11个论文主题分类，论文数排名分别是情报组织管理、情报基础理论、情报检索、情报分析研究、情报服务、情报搜集、情报技术、情报事业、国外情报事业、情报整理、情报教育。关于理论研究方面，情报学界出版了《现代情报学理论》等专著，近年来在面向21世纪的情报学、情报学研究的定量化、情报学认知观、经济情报学、知识组织和管理、竞争情报、内容开发等广泛领域也出现了许多有影响的论文，说明我国情报学研究有新的发展。据2000年9月统计，我国目前培养情报学硕士的高等院校和情报中心有22个；培养情报学博士的单位有4个；情报学作为一级学科单位的有北京大学、武汉大学等2个。
4 情报学与相关学科
4.1 情报学与图书馆学、文献学
美国学者S.Hemer 1984年在“JASIS”上发表的《情报学简史》认为，情报学是在图书馆学、计算机和穿孔卡片、研究与发展、文献学、文献与索引技术、传播学、行为科学、微观与宏观出版、视频与光学等学科领域相互整合的结果。情报学与图书馆、文献学在学科性质上有许多共同之处，都要研究编目与分类、存档与索引、检索与获取等技术。图书馆学和文献学是情报学的基础之一。图书馆学是以图书期刊为对象，以馆藏、出纳、阅览等为工作重点；文献学以文献为对象，以揭示报道、加工、研究、提供每篇文献以至每个数据的内容为重点。情报学以信息和知识为对象，以内容开发利用为重点，广泛采用情报技术产生、搜集、整理、检索、传递、分析、利用情报。情报学对信息加工组织有质的飞跃，对组织信息是由线性组织（字符串、全文文本）、平面组织（数据库、关系数据库）到立体组织（A/V数据），进而到虚拟组织（虚拟真实、时空信息）。
4.2 情报学与信息科学群
信息科学群的崛起，是信息现象日趋复杂化、信息爆炸性增长、知识重要性增加、信息技术飞速发展等因素相互作用的结果。不同学科领域对信息现象的共同探索，形成了信息科学群。信息科学群是以信息为基本研究对象，以信息运动规律和应用方法为主要研究内容，以扩展人类信息功能为中心研究目标而形成的一个横断性、综合性学科群体。情报学是信息科学群的一个分支学科，起着重要作用，为信息科学群各个范畴提供新思路、新概念和新方法。综合有关研究，信息科学群的研究范围包括：哲学范畴、认知范畴、计算机科学范畴、信息交流与管理范畴、社会科学范畴、自然科学和工程技术领域有关信息范畴等。
4.3 情报学与信息管理学
情报学与信息管理学具有血缘关系和学科延续性，信息管理学在广度上超过了情报学，而在深度上则逊于情报学。二者之间不是一种取代关系，而是一种衔接关系。从发展趋势看，两者将形成互补互动的学科关系。情报学50多年的发展形成的研究方法体系可为信息管理学研究方法体系的建立提供借鉴。信息管理学开发和利用当代信息资源的新技术和方法可为情报学弥补学科空缺领域提供借鉴。对于情报学和信息管理学来说，一方的研究向另一方研究领域发展会给双方学科带来新的研究领域和新的研究方向。
地理信息技术是以现代信息技术为技术基础,以全球卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)等空间信息技术为手段,以计算机、现代网络和通讯技术为技术支撑,为实现快速、高保真、大容量地获取、处理、分析、应用、传输、存储和管理与空间位置有关的数据而建立起的一个技术体系。地理信息技术的快速发展为农业数字化建设和自动化、智能化管理提供坚实的技术基础,并逐渐成为以可持续发展为目标的精准农业技术体系的核心技术。然而,国内外关于地理信息技术应用于精准农业的研究基本上仍是集中于面向大田作物生产的精准农作中的3S技术应用,而没有较全面地研究地理信息技术在整个精准农业体系中的地位和作用。本文旨在探讨地理信息技术在精准农业中的应用前景和问题,为3S技术在精准农业中应用提供思路。
2地理信息技术发展现状
以GPS/GLONASS,以及欧盟即将通过“伽利略”计划建立起的导航卫星系统为代表的全球卫星定位技术具有快速、方便地获取高精度位置信息的优势。目前,差分定位(DifferentialGPS,简称DGPS)系统的定位精度可达到亚米级水平,实时动态差分(RealTimeKine-matic,简称RTK)技术能够在野外实时得到厘米级的定位精度,特别是美国政府取消GPS数据精度选用政策(SA),GPS的民间用户将能够使定位精度提高10倍。因此,全球卫星定位技术将在很多领域逐渐取代常规的光学和电子测量定位仪器。卫星定位技术与现代通讯技术的结合,使空间定位技术发生巨大变革,为信息化农业获取高精度定位信息提供了技术保障。遥感技术蓬勃发展,能够获取多传感器、多时相、高分辨率(空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率)的直接或间接反映地球表层地物光谱特征的遥感数据。极高分辨率的卫星遥感影像(如0.61m分辨率QuickBird)民用化和商业化,能够满足大比例尺的农业、资源环境等领域的应用,将成为信息获取的重要数据源。高光谱遥感的发展,展现出遥感在农业中应用的蓬勃生机。在遥感影像处理方面,引入多源信息融合技术和智能专家系统使遥感信息提取迈上一个新的台阶[9]。地理信息系统正向网络化、组件化发展[10],GIS逐步融入IT主流,其应用正走向企业化和社会化。GIS传统功能日臻完善,如查询统计、空间分析、编辑、地理数据可视化、制图等;系统分析和设计全面采用面向对象技术(OOA&OOD),以及空间数据库技术的发展等都为GIS在农业中应用提供很强的理论和技术基础[11]。所有这些核心地理信息技术的发展为精准农业田间信息获取、分析、管理和决策,以及系统集成研究与实践提供了技术基础。
3精准农业技术思想
3.1精准农业的技术思想
上世纪80年代初期,根据农田内以米为单位的小区作物产量、生长环境条件等具有明显的时空差异性,国外学者产生了对农作物实施定位管理(Site-specificManagement)、根据实际需要进行变量投入(VariableRateTechnology)等农业生产的精准管理思想,进而提出了精准农业(PrecisionAgriculture)的概念。精准农业的思想实质就是通过各种技术手段来获取农田内不同单元小区的农作物具体生产环境信息,并根据这些信息确定各个小区内的最为经济和科学合理的农业生产投入,达到获得经济、环境等方面最高回报的目的,从而实现农业生产的精准管理[2,3]。
3.2精准农业技术体系
精准农业强调经济、生态和社会效益的统一,实现定位、定量、定时的最优化生产管理,由此可见,精准农业是一种基于空间信息管理和变异分析的现代农业管理策略和农业操作技术体系,以地理信息技术为主体的信息技术是精准农业的技术核心,基于知识和先进技术的现代农田精准农业技术体系至少包括以下方面:地理信息技术(GIS、RS、GPS)、生物技术、农业专家系统(ES)、决策支持系统(DSS)、工程装备技术等[13]。通常所说的精准农业的核心是强调减少种植管理过程中的农业投入,因此研究将精准农业分为田间信息获取、信息分析处理、决策分析、精准实施4个过程[12]。精准农业的目标不单是尽量减少投入,更重要的是要获得经济、环境等方面的最高回报,因此笔者认为整个精准农业种植循环过程应该经过产前规划、产中种植管理、产后分析、产后加工和产后销售等5个环节。其中产中种植管理是体现精准农业核心思想的重要环节,几乎涉及精准农业技术体系中的所有技术。目前,国内外研究的核心在于种植管理中的时空变异信息获取与提取(传感器、遥感软硬件研制)技术、信息处理与分析方法、决策分析集成系统,以及携带DGPS的智能农机系统,这些正是精准农业实施和推广必须解决的关键技术。
3.3精准农业发展现状
20世纪90年代以来,发达国家许多学者着力于研究运用高新技术提高农业劳动生产率和农资利用率,以达到经济效益、生态效益和社会效益的最大统一,最终实现农业生产可持续发展。他们的研究取得了令人瞩目的成果,并建立了若干支持精细农业技术的示范应用系统[1,4～7],如美国CaseIH公司的AFS(AdvancedFarm-ingSystem)、英国MasseyFerguson的FieldStar、美国JohnDeree公司的GreenStar等。在实践过程中,也已经获得较好的效果,精准农业在大农场生产中已得到较广泛的应用,并且许多成熟的技术已经形成。据统计,到1995年,美国约有5%的作物面积上不同程度地应用了精准农业技术[12],在西方发达国家,精准农业技术思想也逐渐被农场管理人员了解和接受,并且成立了许多以精准农业为基础的服务机构。近年来不仅西方发达国家对精准农业的技术实践引起重视,在日本、韩国、巴西、马来西亚等国亦已开始了试验示范研究[8]。在我国,从事农业研究的人员首先开始了精准农业研究,随后生物技术、信息技术、地理科学和生态学研究人员对此表示了浓厚的兴趣,并且先后开展了关于技术体系、发展策略等方面的研究[14～23]。但从总体上我国对精准农业的研究还处在引进和消化吸收阶段,还没有形成较为系统的学术思想和技术体系。目前已经在北京和上海建成两个精准农业示范区。
4地理信息技术在精准农业中应用
精准农业实施的前提是及时采集分析土壤肥力和作物生长状况的空间差异信息,生成田间管理处方,以实现精准的定位和定量的田间管理,因此,地理信息技术应在精准农业中扮演重要的角色。国外关于精准农业的研究基本上仍是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术(DSS)为基础的、面向大田作物生产的精准农作技术,而没有较全面地研究地理信息技术在整个精准农业体系中的应用。
4.1全球定位系统应用
GPS技术为土壤类型、土壤肥力特性、水分、作物生长发育状况、病虫草害及农作物产量等田间信息采样和决策方案的田间实施提供准确的空间位置信息。在精准农业中,GPS作用主要有三点:控制测量、农田信息采集定位(采样定位和遥感信息定位)和控制导航。目前,GPS应用研究主要在研制基于移动电脑或掌上电脑的农田信息采集系统和携带GPS接收机的智能农机系统两个方面。如美国FieldWorker公司的基于掌上电脑的信息采集软件FieldWorker能很好地满足精准农业农田信息采集的需要;美国Trimble公司的AgGPS160PortableComputer能实现田间成图、各种作物及其生长环境属性信息记录、获取来自各种田间环境传感器的信息。智能农业机械在田间进行农作生产时通过GPS获取的精确定位信息实施导航监控,同时能够实时获得农作物生长状态信息和与之相关的空间位置信息。目前智能农机应用研究最为成功的是带有GPS定位系统的能够获取田间作物产量信息的联合收割机[24]。变量施用机具是精准农业的田间实现,国内外的研究均很多,如变量施肥机、变量播种机、变量灌溉和喷药机等,其中变量施肥是精准农业变量施用技术的第一项内容,也是研究最多的项目,但无论如何,单纯用于农田信息采集的软件系统将随着遥感在农田信息获取应用的不断深入而被淘汰,取代它的将是集成GPS的遥感系统与智能农机系统。可以预见,集成GPS的遥感成像系统将在获取田间“空间差异”信息方面发挥巨大作用。
4.2遥感应用
田间时空变异信息获取方式有传统田间采样测试、GPS田间信息采集、智能农机系统作业采集和多平台遥感信息采集系统。然而遥感能够以“无损测试”方式方便、及时、准确地获取反映较大面积内的“面状”地物性质与状态信息。而其它方式获取的“点状”信息显然不足以了解全局,而且人工采样都会对作物造成不同程度上破坏。因此遥感将在实现大面积情况下作物长势与营养实时诊断中发挥不可替代的作用。目前遥感应用研究主要集中在对地面光谱测量数据和采样测试相关数据的分析,建立遥感数据与土壤状况或作物生物物理化学参数(如叶面积指数、叶绿素含量、土壤特性等)之间的相关关系,结合作物生态生理过程间接获取作物农学特性(作物冠层营养水平、籽粒与生物质产量、质量等信息)。在大面积农作物宏观长势监测、农作物宏观估产、农情宏观预报、农业资源调查等方面,遥感已经发挥其应有的作用,而且研制出了可行的技术路线[28,29],如东北玉米、华北小麦和南方水稻估产精度达到90%以上。高光谱遥感是遥感发展的一个重要趋势,光谱分辨率达到纳米级的高光谱遥感数据可以很好地描述作物的“红边”特性(红边位置、红边斜率、“红移”、“蓝移”),区分作物叶片生化成分、含量及其变化[27],还可以用来减弱土壤对作物光谱的影响,作物具有一些明显的、独特的吸收特征。作物生物物理和生物化学信息是研究理解植被生态系统过程和生理机制的重要参数,是诊断植物营养状况的重要依据,国内外许多学者已经涉足高光谱遥感在植被生物物理信息和生物化学信息提取方面的研究[25,26]。高光谱遥感以其高光谱分辨率特性所携带的丰富光谱信息为遥感应用带来了强大的活力,通过分析高光谱植被指数与农作物特征的关系,选择表征农作物特征的特定波段和光谱参量可以较好地反演作物生物物理和生物化学信息。在精准农业体系中,遥感(特别是高光谱遥感)将为精准农业实施提供大量的田间时空变化信息,遥感技术将成为监测土壤和作物养分变化、水分胁迫和病虫害等的主要数据源。由于航空、航天遥感成本较高,而且受信息获取的滞后性、信息分析处理方法等因素的限制,目前许多学者开始研制基于地物光谱特征,并用于田间低成本间接测定作物养分和生化参数的仪器和工具,如NDVI测量仪、LAI测量仪、谷物品质测量仪等,这在卫星和航空遥感技术进一步发展和成熟前,正在被发展为高密度获取农田信息的技术手段。
4.3地理信息系统应用
GIS在精准农业技术体系中的地位举足轻重,其作用不仅在于从田间信息采集、信息处理与管理、信息分析,到田间决策方案实施的整个种植管理过程,而且贯穿规划、种植管理、产后分析、产后加工及销售的整个种植循环过程。这要归功于精准农业实施对空间信息的依赖性。在精准农业体系中,GIS不再是一个孤立的系统,而是围绕精准农业核心思想而提供较全面的地理信息服务的平台,而且该平台与其它系统或用户之间通过信息交换而紧密联系。概括来说,这种地理信息服务主要包括信息管理服务、信息交换与更新服务、信息决策分析服务和信息服务等4项,如图2所示。
4.3.1农田信息管理
农田信息具有多源性,具体表现在存储格式多样性、多尺度性、获取方式多样性,另外还包括系统或数据库数据组织的复杂性。通过GIS平台,在融合多源数据的基础上建立农田管理系统,实现对多源、多时相农田信息的有序管理和分析,这是精准农业实施的基础,其作用表现在数据组织和集成管理、空间分析查询、空间数据更新与综合处理、可视化分析与表达。GIS为田间信息采集提供基础信息,也为田间变量实施决策分析提供信息源,因此农田地理信息系统是精准农业实施的信息管理员。目前GIS在国外精准农业应用中还处在农田边界图管理、土壤肥力管理、产量分布图管理分析和GIS制图阶段,并没有充分发挥GIS应有的作用,相应的管理软件也不成熟。虽然经过几十年的发展,国外许多GIS产商开发了诸如ArcGIS产品系列、MapInfo系列等通用GIS软件,但这些软件与农业生产有关的功能只是很小一部分,而且它们价格昂贵。然而,应用于精准农业的GIS应用系统应该是小型廉价且适用的农场信息系统FIS(FarmInformationSystem)。因此根据农业信息采集、存储和处理分析的特点,研发功能针对性强的FIS是农业GIS发展的一个方向。
4.3.2信息更新与交换
信息更新与交换服务是服务平台的重要组成部分。数据是系统的血液,平台的生命力在于信息的现势性及可更新性。信息更新一般分为两个层次:一是不定期的局部数据更新;二是周期性的全局数据更新。信息交换是信息进出服务平台的通道,解决服务平台与各种数据采集系统、应用系统之间的数据交换问题。遥感信息的特点决定了它必将成为农田信息获取的主要手段,然而从遥感获取的不是直接用于精准农业的信息,如土壤水分、作物冠层生化参数等,而需要通过分析建立遥感信息与土壤和作物生长状态相关的参数之间的关系,这是限制遥感信息应用与农业信息获取的“瓶颈”。GIS的参与将为遥感信息提取提供新的思路,提供背景数据和分析方法。遥感和地理信息集成研究,脱离庞大昂贵的遥感影像处理系统,开发服务于具体应用的遥感和GIS集成系统,是GIS应用于农业的又一个重要方向。
4.3.3决策分析
决策分析服务是整个地理信息服务平台的核心部分,利用已有的信息,根据不同应用目的,集成相应的知识和模型,分析生成供决策服务的知识,这是地理信息技术在精准农业应用中的首要目的。信息分析服务是一个知识挖掘的过程,其关键是GIS与专家系统、模型库系统集成,其集成程度决定分析效率和分析结果的可靠性。决策分析可以归纳为产前规划评价分析、产中监测与控制分析,以及产后分析与销售管理。规划评价主要利用区域自然要素、社会经济要素、产量历史数据、作物品种特性等进行农业区的规划、种植区划、作物种植适宜性评价和作物品质区划,这方面的GIS应用研究取得了一定的进展[32,33]。实现以高产、高效、优质和实时管理为目标,为农业生产提供一个合理、详细、完整的农田作业规划,它是精准农业实施的基础。如通过分析产量数据、肥力水平和作物生长的适宜性,选择合适的品种、肥料和农业机械设备,制定合理的耕作计划。监测与控制分析是信息分析决策服务的一个重要内容,是最能体现精准农业核心思想的内容。将GIS作为决策分析的平台为精准农业实施提供决策和控制的依据是其在精准农业中的另一个发展方向。通过GIS集成作物栽培管理辅助决策支持系统与作物生产管理与长势预测模拟模型、投入产出模拟模型和智能化农作专家系统,根据作物长势和其背景状况做出诊断,提出科学处方,调控操作。将不同类型的地理数据,如土壤、作物、气象和土地历史等,与水分运动、溶质运移、农药渗漏、作物生长、土壤侵蚀等各种模拟模型和专家知识和推理机整合,产生支持定位实施的“农作处方”,这一切都需要集成模拟模型和专家系统的GIS应用服务平台的支持。也正是GIS的这一功能才使得用于变量作业的农艺处方生成得以实现,同时也能够通过专家系统实现精准农业实施中的自动控制。国内有学者开始研究采用GIS进行施肥推荐处方生成[30,31]。
4.3.4产后分析与销售管理
从精准农业实施的经济效益和产业化角度考虑,GIS在精准农业中的应用并没有随着精准农业田间实施全过程的结束而终止,它还在后续工作中起着重要作用。利用产后产量分析为下一种植循环的规划提供决策信息,这是当前国外精准农业体系中注意得比较多的一项内容,但仅此而已,它们并没有从市场销售角度考虑GIS的应用。目前,作物生产已开始由单纯追求高产模式向优质、专用和高效的方向转变,利用品质监测信息可用于指导粮食分类加工,大幅度提高加工品质和附加值,这是产后基于GIS分析的又一个内容。市场分析是根据作物产量和品质,以及社会经济要素进行分析,用于指导粮食销售价格和销售方向,从而提高粮食生产的经济效益。销售管理主要对客户和粮食配送的管理,分为客户关系管理和物流管理,它是提高粮食销售管理效率的必要前提。因此研发为精准农业服务的产后市场分析和销售管理的应用软件是GIS应用于精准农业中的一个重要补充,具有较大应用前景。
4.3.5空间信息
利用GIS进行空间信息服务是精准农业体系中“空间变异信息”的重要消费者,它通过Internet或无线(有线)通讯向公众原始和分析结果信息。的空间信息可以包括农田作物长势监测信息、作物产量及品质监测和预测信息、产品供需分布信息等,空间信息将使地理信息技术在精准农业中的应用走向社会化,这是产业化发展的重要方向。
5应用前景与产业化发展
一、“整合点”理论的启发
初中（理、化、生）实验教学怎样与信息技术“整合”，才能提高实验效果和教学质量？信息技术怎样使用才能真正成为促进高效课堂的工具？东北师范大学钟绍春教授的“整合点”理论为我们指出了解决问题的方向。
钟绍春教授认为，教师应当抓住整合的关键之处，即“整合点”，不可滥用信息技术。解决有效整合问题的关键在于“整合点”的诊断和设计上。正如钟教授在他的报告《关于信息技术有效支撑教学的思考》中指出：教学过程中是否该用信息技术、用多少比较合适、如何应用？在学生学的过程中，信息技术能在哪些方面发挥作用？如何发挥作用？什么样的数字化学习资源和软件是好的？
基于钟教授在这一领域的研究成果，我们在理化生等学科的实验教学中开展了“整合点诊断及解决方法”的研究与应用。具体研究内容包括：第一，选取一定数量的实验教学案例，按“整合点”理论开展教学设计；第二，归纳总结整合点诊断方法和应用模式；第三，针对整合点开展课件制作。
二、实验教学的探索
探索应用，理论先行。为了明确研究方向，做好课题研究的理论准备，学校首先对课题组全体成员进行了整合点理论培训，集中学习了《“整合点”诊断方法研究》《信息技术与课程有效整合的方法与实践》等理论文章，加深了对整合点理论，特别是“理想教学法”的理解与把握，对课堂教学设计从内容设计逐步转为教学环节的设计。
开展教学研讨，探索研究经验。在课题研究的初期尝试中，我们先后选取了“维生素C的性质”和“粉尘爆炸实验”两节课进行研讨。从教学的重点难点、考点、教学环节、是否适用信息技术手段、还有没有更合适的方法等方面对课堂进行分析，采用“解剖麻雀”的方式反复打磨，对整合点、理想教学法等理论有了进一步的认识和把握，为以后的课题研究积累了经验。
之后，学校先后开展了多堂研究课，课题研究思路从迷惑走向明确。具体做法是：教学设计之初，首先抛开技术，只考虑教学内容的特点、教师风格和学生的情况，想象理想状态下一节课的各个环节，将各环节记录下来，然后逐一分析各环节需要的环境和使用的技术手段，从而筛选出适合用信息技术辅助的“整合点”。经过这样的设计与筛选过程，真正变“教学为技术”为“技术为教学”，充分发挥了信息技术在教学中的作用，有效增强了课堂表现力，提高了课堂教学效果。
以此为基础，我们在初中物理、化学、生物实验教学方面达成了共识，即三者都是以实验为基础的自然学科，在实验教学环节有很多相似之处。传统的实验教学尤其是演示实验教学，普遍存在的问题是：一是教师的演示过程只有前面的学生能看清，后面的学生看不到或看不清楚；二是部分实验具有破坏性或毒性，不适合重复多次。这两个问题利用信息技术手段却是非常容易解决的。针对第一个问题，教师可以将实物展台安装摄像头，连接投影机把实验情景放大后投在大屏幕上，既真实又清晰；针对第二个问题，教师可以把实验过程录制成微视频，把真实的实验过程保存下来，通过观看视频达到演示实验的效果。
因此，化学与生物学科的整合点应落实在以下两个方面：第一，利用实物展台连接投影机，增强演示实验效果；第二，利用微视频降低实验的破坏性与危害。
基于以上共识，课题组教师在实验教学方面做出了很多有益的探索，如化学中的“粉尘爆炸实验”具有危险性，不宜让学生独自操作。教师可以事先把实验录制成微视频，上课时播放，这样，既达到了实验的真实效果，又保证了教学的安全性。如“自制灭火器”教学、“鱼类解剖”实验教学，都充分利用了微视频的优势，取得了良好的教学效果。而“维生素C的性质”一课中植物的切片实验则发挥了实物展台的作用，切片环节用传统手段难以展示，于是教师利用实物展台，将操作过程通过投影展示在大屏幕上，学生对操作过程看得一清二楚，实验效果非常理想。总之，信息技术对实验教学提供了有力支撑。
三、应用与成果
在探索的基础上，我们把研究方法向纵向和横向加以推广，取得了显著的成效，先后推出了“测定牛奶的密度”“杠杆原理”等优质课及课件，在中考实验教学方面，利用微视频大幅度提高了优秀率。在上级组织的课件、电教论文以及整合优质课评选中，我校先后有25件作品获奖，中心获奖22件，省级获奖2件，部级获奖2件。其中，微课“粉尘爆炸实验”获山东省首届微课程评选一等奖，“自制灭火器”获第十三届全国初中信息技术与教学融合优质课大赛二等。
近两年来，我国科技界在研究推进新的农业科技革命中，对国外这一技术体系的发展趋势，引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导，有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作,国内外的学术交流与合作联系开始活跃，国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品，密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言：“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究，将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇，在开拓新的前沿科技应用研究领域中，发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离，时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越，将是机遇性的挑战。
主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出：“现在一些发达国家，已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感，尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技，管理科学等多种学科知识的组装集成，其应用研究发展必将带动一批直接面向农业生产者服务的电子信息高新技术与工程装备技术的研究与开发，对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化，具有深远的战略性意义。“精细农业”，即国际上已趋于共识的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。如译为“精准农业”、“精确农业”、“精细农业”等。实际上，目前国外关于PrecisionAgriculture的研究，主要是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此，作者认为采用“精细农业”或“精细农作”译名来表达当前实践的这一技术思想的内涵可能更为确切。诚然，当今实践的“精细农作”技术思想，应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营管理方面，而形成为完整的“精细农业”技术体系。
“精细农业”技术是直接面向农业生产者服务的技术，这一技术体系的早期研究与实践，在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家系统应用研究与实践中进一步揭示的农田内小区作物产量和生长环境条件的明显时空差异性，从而提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入，或称“处方农作”而发展起来的；在农业工程领域，自七十年代中期微电子技术迅速实用化而推动的农业机械装备的机电一体化、智能化监控技术，农田信息智能化采集与处理技术研究的发展，加上八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾农业生产力、资源、环境问题的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力和减少环境后果的迫切需求，为“精细农业”技术体系的形成准备了条件。海湾战争后GPS技术的民用化，使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展，也推动了“精细农业”技术体系的广泛实践。使得近20年来，基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等，在GPS、GIS空间信息科技支持下组装集成起来，形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农业”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来，在示范应用中预示了良好的发展前景。近五、六年来，已有数千计的研究成果，实验报告见诸于国际学术会议或学术刊物；每年都举办专题“国际精细农业学术研讨会”和有关装备技术产品展示会；在万维网上设置有多个专题网址，可以及时查询到有关研究发展信息；美、英、澳、加等国一些著名大学设立了“精细农业”研究中心，开设了有关博士、硕士研究方向及培训课程；日、韩等国近年来已加快开展研究工作，并得到了政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛的共识，将成为世纪之交发展农业高新技术应用研究的重要课题。“精细农作”技术思想的核心，是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。正是信息技术革命为这一技术思想的实践，提供了先进的技术手段。
千百年来的作物生产，都是以地区或田块为基础，在区域或田块的尺度上，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施，满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平，很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的生产成本增加和环境污染后果。传统的农业技术推广模式，也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测，通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上，即使在同一农田内，地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性，包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生，再逐步按时空变化蔓延的特性，早已为人们所认识。几世纪前，农民把土地划分为小田块来耕作经营，正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术，也可以在小块农田内达到很好的经济产量，只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期，科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性，如N、P、K、pH、SOM含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年，Illinois大学C.M.Linsley和F.C.Bauer发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石灰的建议。
之后，一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来，关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机，已可以在收获过程中自动采集以12-15m2为单元的小区产量与对应地理坐标位置的数据，并进一步通过模糊聚类分析软件自动生成农田内作物产量分布图。多年的试验实践表明，田区内小区平均产量的最大差异可以超过100％。由于作物生产还受到气候变异的影响，经连续多年对同一田区积累的数据表明，同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性，显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展，为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息，实施基于知识和现代科技的分布式调控，达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为：带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据通过计算机处理，生成作物产量分布图根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图，作物生长发育模拟模型，投入、产出模拟模型，作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。由图1可以看出，这一技术思想是通过多次循环的实践，来不断改善农田资源环境，积累知识，逐步达到作物生产管理精细化的过程。由于大田作物生产受到众多时空变化因素的影响，利用生产潜力的处方措施，还需要兼顾生产力、经济性、环境后果的优化目标，因此，其技术思想并不是单纯追求技术措施的“准确”。事实上，目前应用于获取小区产量数据的空间尺度为12-15m2,获取农田土壤信息的尺度大多还只可能精细到60m左右。在实际操作上，对获取的空间信息还需要通过模糊聚类处理，生成技术上可行、经济上合理的处方图来指导处方农作，因而还谈不到“精准”的操作。而且随着技术的不断进步，特别是农田土壤、作物苗情、病虫草害信息实时快速采集技术的突破，农业处方操作也将愈益精细化。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明，可以显著提高耕地的生产潜力，节约良种、化肥农药和能源投入，获得良好的经济效益，受到农户的欢迎。
“精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性，为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究，对实现这一技术思想起着重要的作用。如：农田信息采集与处方农作的空间定位，需依靠全球卫星差分定位系统（DGPS）；地理空间信息管理和数据处理，需要应用地理信息系统(GIS)；未来大量地理空间数据的更新，需要遥感技术(RS)的支持；作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械，以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术；田区空间变量信息的快速实时采集，需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术；按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械；制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持；作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。
迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史，部分支持技术手段还不十分成熟，有待不断研究完善，相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件，围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标，采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中，获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图，农户既可以根据自己的经验知识，分析小区产量差异的原因，选择经济适用的对策，在现实可行条件下采取适当措施实施调控；也可以根据技术经济发展的条件，利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。
“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践，发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔第一次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念，在地理信息学术界引起了广泛的反响，它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中，全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究，将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程，改变传统技术思想，追踪科技进步，有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中，也将可开发出一系列适用新技术产品。
一、（略）
21世纪的复杂性研究要真正超越20世纪的科学视野,改变上述诸多研究纲领相互割裂的状况,在更高层级上实现新的综合,就必须对体现信息因素和信息思维方式的信息科学研究纲领加以充分的关注,并给予其应有之地位。一种观点认为,系统论、信息论、控制论、耗散结构、协同学、超循环理论等等,都是复杂系统理论。然而,就上述理论最初起源的情境来看,它们都还不能算是标准的复杂性研究理论。复杂性研究纲领是在对上述理论所提出的各种纲领再度批判性综合的基础上产生出来的。尽管不能简单直接地把信息科学研究纲领就看作是复杂性研究纲领,但是,与系统科学研究纲领和自组织研究纲领相比较,信息科学研究纲领不仅更为基本,而且也更为综合,并且也能更好地体现出复杂性研究纲领的相关的基本特征。信息科学研究纲领之所以更为基本,是因为信息科学的发展首先在世界本体存在论的意义上揭示了一个全新的存在领域,并在哲学一般抽象的层面上,展示了一种物质世界和信息世界双重存在和双重演化的全新世界图景,进而又构建了一种哲学认识论的信息中介论。信息科学研究纲领之所以更为综合,是因为信息科学研究纲领可以更好地将传统的“还原论”研究纲领、整体主义的研究纲领和自组织的研究纲领有机的统一起来。我们知道,复杂性研究纲领更注重强调系统的内随机性、要素的自主性,以及系统与要素、系统与环境的既相互依赖又相对独立的特征,从而把“还原论”和“整体主义”(涌现论)、系统论和信息论、“决定论”和“非决定论”、内随机性和外随机性、内反馈和外反馈、要素和整体关系网络、质-能因素和信息因素辩证地统一起来。因此,正是信息科学研究纲领所阐释的基本理论,能够合理地体现出上述的复杂性研究纲领所具有的诸多基本特征。显然,作为一种综合性研究纲领的复杂性研究纲领,如果不能与体现信息思维特色的信息科学研究纲领的相关研究成果进行具体而现实的结合,则无论如何也很难合理而全面地展开其研究纲领的具体内容。
二、信息科学研究纲领揭示了一种全新的存在论和认识论
体现信息思维的信息科学研究纲领首先建立在对信息世界所作的一般存在论规定的基础之上。在存在领域分割的理论方面,传统哲学有一个基本的信条:存在=物质+精神。正是基于这一信条,恩格斯才将物质与精神的关系确定为哲学的基本问题。然而,现代信息科学与信息哲学则揭示了一种区别于物质世界与精神世界的自在信息的世界,并且精神世界又是信息活动的高级形态。于是,对存在领域分割的理论便有必要重新予以阐释:存在=物质+信息[自在信息+精神(自为、再生信息)]。如果以直接存在来指谓物质世界的存在方式的话,那么就可以相应地以间接存在来指谓信息世界的存在方式。据此可以确立一种新的存在观:世界是统一于物质基础上的、物质和信息(直接存在和间接存在)双重存在的世界。与新的存在领域分割理论、双重存在世界的理论相一致,哲学的基本问题也应当实现相应的转换,不仅要说明物质与精神的关系,而且要说明物质与信息、信息与精神的关系问题。在相关研究的基础上,我曾把信息定义为:信息是标志间接存在的哲学范畴,它是物质(直接存在)存在方式和状态的自身显示。同时,我又区分了信息的三个基本形态和一个综合形态:自在信息(客观间接存在,包括信息场、信息的同化和异化两种形式)、自为信息(信息的主体直观把握,包括信息直观识辨、信息记忆储存两种形式)、再生信息(信息的主体创造,包括概象信息、符号信息两种形式)、社会信息(人类社会的文化信息,即自在、自为、再生三个形态信息的有机统一)①。这样一来,就存在着一个物质世界和三个信息世界:物质世界(以实体和场的物质体的方式存在)、自在信息世界(以客观信息体的方式存在)、自为和再生信息世界(以主观精神活动的方式存在)、文化信息世界(以人类创造的再生信息的可感性外在储存的方式存在)。并且,在这四个世界之间存在着以自在信息为中介的复杂交织的相互作用关系。显然,这样一个包括一个物质世界和三个信息世界在内的双重而多维的复杂综合的世界图景,比传统的以物质和精神二分原则所构建的世界图景,比波普尔的三个世界的世界图景,便不能不更具有复杂性的韵味。传统的演化理论都是建立在物质世界演化的维度上的。物质和信息双重存在的理论,必然导致物质和信息双重演化的理论。事物是在相互作用的协变中演化的,而相互作用同时实现着双重演化效应:一是物质形态的演化效应(物自身的一种直接存在的样态向另一种直接存在的样态的转化,中介物的产生和运动,物与物之间的联系、过渡和转化),二是信息形态的演化效应(物自身的直接存在向间接存在的过渡、相互作用物的间接存在的相互凝结、新的间接存在样态的建构)。正是在相互作用中所实现的双重演化效应,将事物的存在方式二重化了,即所有的事物都是直接存在和间接存在的统一,都既是物质体又是信息体。正是由于演化和信息的观点的引入,正是在结构生成的信息凝结的意义上,我们才可以理解时空内在融合的统一性的时空复杂性问题:相互作用中的时空转化、时空转化中的信息凝结,以及由此导致的时间的空间化和空间的时间化②。哲学中的演化范畴应当具有双重维度的规定:从物质活动的层面上来看,演化是事物秩序展开之进化和退化相统一的过程;从信息活动的层面上来看,演化是信息产生、耗散和积累的过程。这双重维度的规定同样可以合理地解释两种不同的演化方式和方向:向上的有序化演化——物质形态的进化、信息模式的创生和积累;向下的无序化演化——物质形态的退化、信息模式的消解和耗散。其实,物质形态的演化和信息形态的演化是宇宙、宇宙事物同一个统一演化过程的两个侧面。在宇宙事物演化的层面上,信息形态与物质形态具有同步演化性。与无机界、有机界——生物界——人类社会三大物质形态进化演化阶段相对应,信息形态的进化演化也经历了三个大的阶段,即自在信息——自为、再生信息——社会信息。由于信息世界的发现,便有必要提出一种更具复杂性特色的认识论的理论。这一理论可以具体包括两个方面的内容:一是认识发生的信息中介说,二是认识过程和机制的信息建构和虚拟说。从认识发生的角度来讲,认识主体的产生必须以信息凝结为中介,这主要是指人是在漫长的生物种系进化过程中对适宜信息不断同化和异化、不断凝结积累、不断选择自构而生成的一个特殊信息体,人的认识能力的发生便可以看成是这一特殊信息体的特殊功能。个体认识结构的建构仍必须以信息凝集为中介,“受之父母”的遗传信息乃是个体认识结构建构的先天中介,对适宜环境信息(包括人类创造的文化信息)的不断同化,乃是个体认识结构建构的“发之天地”的后天中介。人的认识活动就其本质而言乃是一个以信息(自在信息、主客体信息的相互作用、主体认识结构中凝集着的生理的和心理的信息)为中介的信息活动(对信息识辨、储存、加工改造、再生性创造)的过程。从认识具体发生的过程和机制的角度来讲,信息的产生是一种差异关系的显示,主体对客体信息的识辨同样是一种以主体特性为参照的对特定差异关系的把握。在认识过程中主客体之间没有直接的接触,是被多级中介着的;客体信息场、主体自身的神经生理结构、主体先已建构起来的认识结构、主体认识的物化手段(工具、仪器、设施)构成了人对客体进行认识的现实而复杂的中介系统。通过中介的认识,必然是在中介中建构和虚拟的认识;正是在诸多中介自身信息结构参照的背景下,在中介信息对客体信息的复合和匹配的过程中,中介对客体信息进行了某种意义上的变换、选择、建构和虚拟。这一建构和虚拟不仅是针对认识形式的,而且还是针对认识内容的,在被复杂工具和设施所中介的认识活动中,这一情景体现的更为充分。据此,我们有理由用三句话来概括人的信息认识过程和机制:凭差异而识辨,依中介而建构,借建构而虚拟。
三、信息科学研究纲领对还原论、整体主义和自组织理论的新阐释
随着复杂系统研究理论的突显,关于还原论和整体主义之争也日益激烈。目前学术界存在着一种主导性的观点,这一观点简单地将还原论归结为机械论、归结为形而上学的研究方法,而把整体主义(涌现论)直接地等同于复杂性研究的方法。也有一种观点认为,绝对的整体主义同样具有机械论(整体机械论)的特征,而复杂性研究方法并不一概地否定还原论和整体主义,而是将二者有机地综合统一起来,承认各自在处理复杂性问题的研究中都具有特定的地位和某种程度的合理性。但是,更多的研究者开始意识到在还原论和整体主义之间保持某种必要的张力,将还原论和整体主义辩证地统一起来,将有可能超越以往分别简单对立表述的各研究纲领的局限。其实,从信息思维的尺度来看,绝对的还原论和绝对的整体主义都是极端化、机械化的研究方法,只有将还原论和整体主义有机地统一起来,才能合理地解释复杂事物的一般性质和特征。信息科学关于码元与码元序的结构化理论便是将两者有机结合起来的具体途径和方法。在这里,不仅是要素(码元)的还原,而且是关系(码元序)的还原,如果考虑到动态演化的问题,那么,还有必要再加上过程(演化程序)的还原。如从一个更为严格的尺度上来看,所谓事物整体的不可还原性,其实仅仅针对的是事物整体层面产生的新的性质而言的,也就是说只有整体性新质不具有还原性。但是,从另一个层面来考虑,系统整体的性质正是在特定性质的码元所结成的特定“序”的关系中突现生成的,而系统整体性质的动态演化则又是由码元,以及码元序的改变所导致的。如是,我们便可以从要素、要素的关系,以及要素及要素关系的动态变化的考察中,追溯出产生整体性质的一般过程、机制和方法。这就是为什么还原论和整体主义并不绝对矛盾和排斥的根据。有必要指出的是,纳米科学技术和虚拟现实科学技术都是在合理应用信息科学相关理论的基础上,将还原论和整体主义有机结合起来的典范。纳米科学技术是一种在纳米尺度的微观层面上破译一般物的结构信息编码,从而能够在原子、分子水平上自由剥离、选择、拼接、重组和排布一般物体的结构,并制造出所需的相关材料和微型机器的科学理论和工程性、应用性技术。在这里,特定的原子、分子微粒就是用于编码物的结构的码元,而特定原子、分子的排列组合的结构化方式便是码元序。虚拟现实科学技术则是利用0、1二元码的逻辑排列,通过计算机的相关设计,模拟和重组大量信息,进而模拟各类信息场、各类感觉,以及相关感觉转换的科学理论和工程性、应用性技术。在这里,0、1就是码元,而其逻辑排列的结构便是码元序。自组织研究纲领揭示了事物有序结构生成、维持和增长的一般过程和机制。就自组织乃是新模式创生的质的进化过程的意义上来看,自组织显然不可能在纯粹的物质(质量或能量)活动的层面上得到合理的解释。系统模式并不是由质量或能量之类的因素简单规定的,模式本质上是一种关系、构架,是一种组织的方式、序的结构,而诸如关系、构架、组织方式、序的结构等只能用信息活动来解释,在这里,质量或能量之类的活动仅仅是信息活动的载体形式。从整体主义的系统科学纲领所强调的系统乃是元素之间的关系,或者说系统乃是关系的网络的相关规定来看,仅仅用质量或能量的活动是远不能清晰地阐释系统存在和进化的具体机制的。复杂系统的自组织行为具有动态性、开放性、长程相干或非线性、内随机性、要素的自主不确定性、内反馈性等基本特征。对于这些基本特征,只有从信息活动的层面上予以考察,才有可能更为真切地展示出其具体活动的一般过程和机制。具体说来,系统自组织的动态是信息模式的持存和复杂化重组的建构活动导致的一个结果;适宜的开放性是从环境引入系统演化的相关信息的必要条件;内随机性、要素的自主不确定性乃是系统探索新的信息模式的内在根据;内反馈、长程相干或非线性乃是建构系统整体性信息组织构架、整体性信息互动网络,以及整体性全息映射关系的一般机制。一般说来,特定系统的自组织创生和演化,大体需要经历分化、汇聚、成核、发育、复制、扩散、变异、选择、进化与毁灭等几个环节。如果从信息活动的尺度上对这些环节发生的内在机理予以讨论,那么,同样可以更为深刻地揭示出自组织行为的一般机制。我们可以通过展示相应信息活动与上述各个环节之间的对应性关系,具体揭示自组织行为的一般机制:分化——原有系统信息互动关联模式的退耦,汇聚——新信息互动关联模式的探索,成核——信息密码子的创生,发育——信息密码子指示的信息反馈互动链环的遍历性建构,复制、扩散——信息模式的量的扩张,变异——信息模式的创新,选择与进化——信息模式的复杂化发展,新旧结构的交替——原有系统整体信息互动网络构架的瓦解和新的系统整体信息互动网络构架的形成。由于提供了一个全息综合的信息维度,所以,对系统的创生和演化过程的理解和描述都更增加了复杂性的韵味。如果我们能够参照艾根所创立的超循环理论所提供的生命起源和进化的一般机制模式,那么我们便能更为清晰地把握这个信息维度的意义和价值。
国外于20世纪末提出了philosophyofinforma-tiontechnology的概念，与此相关的提法还有“信息科学与技术哲学”、“信息和通信技术哲学”等，拜纳姆等认为这一哲学如同一只凤凰正在起飞，哲学随之转型，一种新的哲学范式出现。进入21世纪后，著名技术哲学家米切姆在他参撰的由信息哲学家弗洛里迪主编的《计算与信息哲学指南》一书中，专门介绍了“信息技术哲学”，认为它可视为技术哲学的一个“特例”;他从“信息”和“技术”均有广义与狭义之分的含义，组合出四种意义上的“信息技术”:拼音书写、书籍和相关文本、电子和源代码信号的传输、高表征电子通信的媒体，这样才可囊括它的全部含义;他认为信息技术中包含四个层次的哲学问题:伦理学、政治哲学、心理学－认识论、心理学－人类学，而最终都导向本体论层次。米切姆还认为在技术哲学中存在的工程传统和人文传统同样存在于信息技术哲学中。一些相关的国际学术会议上也将信息技术哲学作为会议的议题，如2005年6月2—4日在瑞典马拉达伦大学召开的欧洲计算与哲学年会的议题三就是“信息与信息技术哲学”。2009年荷兰特文特大学的技术哲学家布莱(Brey)和索拉克(Sraker)发表的长文《计算和信息技术哲学》对信息技术哲学的纲领和研究框架加以了初步的描述，认为该研究的纲领应该是宽广的和多样化的，涉及的问题有计算系统的性质、虚拟世界的本体论地位、人工智能的限度、数据模式的哲学方面、赛博空间的政治规则、因特网信息的认识论、信息隐私和安全的伦理方面等等;他们将信息技术哲学的研究领域概括为五个:计算哲学、计算机科学哲学、人工智能哲学、新媒介和因特网哲学、计算机和信息伦理。他们认为，信息技术将新的光亮投射到传统哲学问题之上，提出了一些在传统哲学框架内不易触及的理论和实践问题。作为技术哲学新型分支的信息技术哲学，其内部还有更加微观的分支，形成“分支性的信息技术哲学”。在这方面，国外的研究可以说形成了两个方向的“分支”，一是关于信息技术的“分支哲学”研究，二是关于“分支信息技术”的哲学研究。关于信息技术的“分支哲学”研究，即是从哲学的不同侧面(如本体论、认识论、社会哲学或人本学等)对信息技术加以的研究。麦克卢汉的媒介哲学，波斯特的“信息方式”，卡斯特的“信息主义”可以说构成了关于信息技术的“社会历史哲学研究”，所形成的“信息技术决定论”的哲学观念已经产生了广泛的影响。在这个方向上还有关于信息技术的道德哲学研究;关于信息技术的美学研究和关于信息技术的人本学研究(例如关于cy-borg①的超人主义研究)等都是目前的热点问题，呈现出这一领域的不断成长和走向兴旺的局面。
可以说对信息技术的人本哲学研究是信息哲学的这一分支研究中最为兴盛的领域，其中赛博人与虚拟主体所引发的哲学问题最为引人关注。在研究者看来，信息技术正在开始变成我们身体的一部分，就像假肢技术所发挥的功能一样，后者取代或增加了人的生物功能，将人类变成赛博人，从而改变人的性质。那么这种变化是好事从而是值得的吗?来自于认知哲学家的看法以安迪•克拉克为代表，他认为信息技术已经延伸和协同建构了人性，特别是人的认知。他得出的结论是:人是自然出生的赛博人。西蒙•杨的超人主义(transhumanism)也对赛博人理论持正面的看法，他认为这一技术的目的是通过人的增强来增加人的自治和幸福，消除人的苦难和疼痛(可能的话也包括死亡)。于是达到一种超人类或后人类的状态，其中身体的和认知的能力靠现代技术而增强。生命保守主义(biocon-servatism)则反对上述看法，认为人性不应该通过技术来改变，人的增强是非自然的，会损害人的尊严和平等，并且是身体上和物理上有害的。而谢莉•托克认为虚拟身份的变化证实了后结构主义和后现代主义关于主体的理论，表明自我是被建造的、多重的、境遇性的和动态变化的;这些不同的虚拟身份背后没有一个稳定的自我，这些身份连同在真实生活中投射出来的其他身份一起，集合地建造了主体。马修斯看到电子人和虚拟身份之间的关系，认为两者都为相似的原因受到支持或谴责，也就是它们都颠覆了传统的固定身份的概念，甚至还掩盖了人的真实性，使人缺乏责任感。信息哲学的创始人弗洛里迪对因特网的意义加以了理论性的探讨，认为21世纪出身的人可能是能将下线和在线清楚区分开来的最后一代人，并认为信息社会正在变成“信息器官的链接”或“信息人”(Inforgs)，抑或说我们正在成为“唯一的能够创造并适应一种综合环境的生物物种”。而一种更包容的看法，是认为人的身体与数字技术存在一种协同进化的关系。关于“分支信息技术”的哲学研究，就是对信息技术的不同领域或侧面所进行的哲学研究，目前较为流行的有计算和计算机哲学、网络哲学、通讯技术哲学、赛博哲学、数字哲学、媒介哲学、虚拟实在哲学、人工智能哲学等等，例如阿伯丁大学哲学教授戈登•格雷厄姆的《网络:哲学的探索》是网络哲学的早期代表作，书中讨论的问题有:网络是怎样影响我们的身份概念、道德观念、审查制度、虚拟现实和社区、民主、想象力的?他还调查了如下问题:网络的新意、网络中新的政治方式和形成社区的可能性、还有个人隐私问题等。也有将哲学分论与信息技术分支结合起来形成的研究领域，如“数字形而上学”(DigitalMetaphys-ics)、“互联网认识论”(“Internetepistemology)等。
互联网认识论最初是由保罗•萨嘎达(PaulThagard)用来称呼互联网上的科学信息活动中的认识论的，而今它得到了更广泛的应用。互联网认识论所探讨的问题包括:互联网信息的认识论特征，互联网信息生产和消费的规范内涵，互联网相关活动(包括信息利用、管理和生产)的认识论，阿尔文•古德曼(AlvinGoldman)把互联网的认识论问题归结为相关性和可靠性问题。如果相关性问题未能有效解决，就导致信息过载的问题;信息过载导致受众的信息疲劳，甚至变得在决策能力上的瘫痪，或使他们对关心的问题停留于不知情。可靠性问题主要在于任何人都可以把信息放到互联网上，网站缺乏选择信息和提供参考文献的标准，这被安通•韦德(AntonVedder)称为内容标准和系谱标准(contentcriteriaandpedigreecriteria)，后者是信息背后的人或组织是否具有权威、守信、信誉的认识论标准。从以上的介绍可以看到，信息技术提出的哲学问题很多，但在目前的哲学研究视野中并未形成总体性的提升，从而使得信息技术哲学处于“分支研究繁荣，总体层面不足”的状况，尤其是作为一般信息技术哲学的框架并不系统和完善。有的研究者虽然深入到了其中的具体问题和内容，但又基本仅限于对局部信息技术的哲学探讨，尤其主要是对“网络”、“计算机”、“赛博人”等对象的探讨。这些分支性和局部性研究虽然是对信息技术总体研究的必要前提，并为总体性的信息技术哲学研究提供了智力基础，创造了先决条件，但它们的繁荣无疑还不能取代后者的兴旺。由于对总体性的信息技术的总体性哲学分析不够，使得在当前的信息技术哲学研究中还没有关于信息技术的一般哲学问题(例如信息技术的哲学含义和哲学特征是什么、信息技术“进化”的普遍法则、当代信息技术与传统信息技术的内在关联是什么)的揭示，信息技术的哲学分析框架或哲学问题系统还未建立，因此对于信息技术的深刻哲学意义远未充分把握。有鉴于此，目前急需用更开阔的哲学视野来分析整体性的信息技术，形成一种对信息技术的总体性的哲学研究。这种“总体性”一是包括时间上的总体性———不仅指当代信息技术，而且指历史上的信息技术;二是包括类别上的总体性———不仅指计算机、网络等，而且指观察仪器、显示手段、输入装置等等。这种总体性这就是将信息技术扩展为一个一般的技术范式，从而使信息技术哲学的对象从信息技术特殊上升到信息技术一般，并进一步把信息技术哲学扩展为一种一般的技术哲学范式，使信息技术与哲学形成更为内在的关联。在这种扩展中，信息技术哲学或许要重点探究新的本体论问题，包括:信息技术的本质是什么?信息技术对世界的本源论、存在论和实在论提出了哪些新的问题?历史上的信息技术革命导致了哪些本体论观念的变迁?在米切姆看来体现这种本体论追问的具体问题还有:软件控制硬件的本体论问题、“程序”的本体论地位问题，它们和“意图”的关系是什么?尤其是涉及“实在”时，“信息技术可能会以远比简单的信息过载更为基本的方式隐匿实在，使我们不能得见。这可能在较心理更深刻的层面扭曲我们的存在。”这里不能不提到当代信息技术所造就的“虚拟实在”，它使得真实与虚拟、数字与模拟混合在一起，原型将越来越难以辨认，人们将无法弄清自己看到的究竟是什么。于是，客观世界本身是否如同虚拟世界一样不过是对我们的一种刺激?下线的世界与在线的世界在我们的感知活动中有何实质的区别?从本质上虚拟技术是否增加了对哲学基本问题解决的新方案?它是否会导致这个世界的某些根本性的改变?它对我们理解“终极性问题”提供了什么新的启示或方向?凡此种种，均是虚拟实在与现实实在的本体论关系问题。由于这些哲学问题从根本上是当代信息技术造就的，无疑也成为信息技术哲学兴起的深厚土壤乃至整个哲学探新的“富矿”。
二、技术哲学走向新形态
信息技术哲学的兴起为我们开启了更大的哲学探新的疆域，其中尤为突出的是对技术哲学所起到的推进作用。如果说信息革命使得信息哲学正在成为科学哲学的新形态，那么信息技术哲学也同时正在成为技术哲学的新形态，其具体表现是:它正在使技术哲学走向“当代形态”、“分支形态”、“微观形态”和“会聚形态”。
(一)技术哲学的当代形态信息技术哲学的对象虽然是信息技术一般，但其重点是当代信息技术。如前所述，当代社会的特征主要是由当代信息技术所造就的，当技术哲学从技术上把握时代的哲学特征时，无疑需要把握当代信息技术的哲学特征，这就需要技术哲学将自己的重点对象从一般技术或传统技术推进到当代信息技术，在这个过程中使自己步入当代形态。信息技术哲学主要是关于当代信息技术的哲学，这一侧重点使得信息技术哲学的“本义”就具有当代性。如果信息技术是当代技术的主导形式，那么信息技术哲学也应该成为技术哲学的当代形式或主导形式，或者说是技术哲学的当代形态。也就是说，由技术转型必然导致技术哲学的转型，唯有进行了技术转型的这一哲学提升，才能回应数字时代对技术哲学的新挑战，使技术哲学的探索更富时代气息，并通过探讨当代技术的本体论、认识论、价值论问题，为更好地解决技术现实问题提供理论上、智力上的支持。目前，在技术哲学界谈论着各种当代“转向”，如技术哲学的“经验转向”、“生活世界转向”、“实践转向”、“认识论转向”、“信息转向”、“后现代转向”……，而信息技术哲学可以说集合了这些转向，体现了所有这些当代特征。这是因为，信息技术中有着比一般技术更具体的内容，所以它具有了更丰富的“经验”和“生活”的元素，从而成为一种更加趋向参与现实、进入日常生活的“技术实践哲学”;同时，信息技术从直接性上就是充当人的认识手段，延长人的感官和大脑，帮助人处理和传播信息，因此信息技术本身就是“认识论”转向和“信息转向”的技术载体;此外，由信息技术导致的“信息社会”是与“工业社会”相对照的，常常也是“后工业社会”或“后现代社会”的同义语，因此谈论技术哲学的“后现代转向”实际上就是指谓技术层面上的由现代性的工业技术向后现代性的信息技术的转向。这些集合性的当代特征，使得信息技术哲学成为技术哲学的“当之无愧”的主导性的新形态。在上述的意义上，当我们说要“走向当代技术哲学”时，也就是说要将技术哲学从经典范式转变为当代技术范式，即信息技术哲学。技术转型的时代潮流使得信息技术哲学代表了技术哲学发展的未来方向，因此技术哲学关注信息技术并倡导对信息技术的哲学研究，既顺应了信息时代的要求，也使自己获得了新的发展契机。这样看来，如果技术哲学给科技哲学展示了新的前景，那么信息技术哲学无疑给技术哲学展示了新的前景。
(二)技术哲学的分支形态目前技术哲学的研究形成了多种进路，较为有影响的有:人物进路:主要研究技术哲学领域中的代表人物的技术哲学思想或专著，从卡普到拉普，从基默尔到德韶尔，从马克思到海德格尔，从芬博格到伯格曼，从伊德到米切姆，目前已成为技术哲学研究中的“热点人物”，当然这个名单还在不断扩展。由人物进路必然衍生出“流派”或“理论”进路，较著名的技术哲学流派通常直接以人物命名，如杜威学派(实用主义技术论)、埃吕尔学派(技术自主论)、马克思主义学派、海德格尔学派(存在主义技术论)等;在重要性上稍逊于“流派”但也产生了一定影响的技术哲学理论有德韶尔的第四王国理论、芒福德的技术文明论、伯格曼的装置范式论、伊德的后现象学技术论、平奇的社会建构主义技术论、芬伯格的技术批判理论等。与流派或理论相关、但视野更高的一种进路是哲学范式进路，目前主要有“分析的技术哲学”和“现象学技术哲学”两大进路。当然，马克思主义的历史唯物主义的技术哲学进路也是一种更早就形成的研究范式;如果“哲学范式”还可以被界定得更为广义，则在这一进路中还存在与解释学相结合的“技术解释学”、与人本哲学结合的“技术人学”或“技术人本学”、与政治哲学结合的“技术政治哲学”等等。此外，还有基于哲学体系内部分工的“分论进路”，形成了诸如“技术本体论”、“技术认识论”、“技术价值论”等等的研究;基于技术哲学在“工程性”与“人文性”之间的不同偏重而形成了“工程传统”与“人文传统”的技术哲学研究;基于国别的不同而形成了“中国的技术哲学”、“德国的技术哲学”、“美国的技术哲学”、“日本的技术哲学”等研究;基于历史分期而形成了“古代技术哲学”、“近代技术哲学”、“现代技术哲学”研究……如此等等，不一而足。这些不同的进路对于技术哲学的发展都具有不可或缺的意义。然而，还有一种更重要的进路是目前的技术哲学研究的薄弱环节，那就是“分支进路”。我们知道，科学哲学在很大程度上是借助分支或部门研究(如数学哲学、物理学哲学、化学哲学、生物学哲学、天文学哲学研究)而走向繁荣的，以至于时至今日，还有不少科学哲学家认为科学哲学的出路和前景仍然在于部门科学哲学的进展，因此科学哲学的纲领必须建立在更加重视部门科学的哲学研究上，即将重点放在具体科学的哲学问题研究上。由此推知，技术哲学的繁荣也必然不能离开分支或部门技术哲学的兴起与发展，尤其是离不开当代新兴技术中所形成的分支技术哲学的研究。例如，如果说“四大会聚技术”代表了当代最前沿的技术领域，那么技术哲学就需要大力开展相应的“信息技术哲学”、“生物技术哲学”、“纳米技术哲学”和“认知科学技术哲学”的分支研究，这些研究一方面使技术哲学的对象从“技术一般”过渡到“技术特殊”，使得技术哲学不再停留于对“技术一般”的“宏大叙事”上，而是向“打开技术黑箱”的目标更为迈进，从而使技术哲学的内容更实在、更充实。另一方面，由于这些技术领域代表了技术发展的最前沿水平，对其加以哲学研究而形成的分支技术哲学也就同时获得了上面所说的“当代性”或“前沿性”，这也是技术哲学的重要发展趋势:趋向在会聚技术统领下的分支技术哲学的兴起。可以说，目前走向这样的分支技术哲学的条件已经具备，因为技术哲学的“总论”已经形成，其他进路的开展已卓有成效，部门技术尤其是“前沿技术”的作用显现出来，甚至对分支技术哲学的兴起起到了“倒逼”的作用。在这样的背景下，“部门技术哲学的兴盛将是21世纪科技哲学发展的一大特色。”这也反映了技术领域上的细化不可避免地要成为技术哲学进一步发展的一个重要维度，抑或说走向分支技术哲学是技术哲学发展的一种必然趋向。这样，对于技术哲学研究来说，不仅“没有基础研究就没有水平，没有特色研究就没有地位，没有应用研究就没有前途”，而且没有分支研究就没有繁荣。
(三)技术哲学的微观形态信息技术哲学作为技术哲学的分支，使技术哲学不再仅仅停留在“宏观”的研究水平上，虽然它还称不上是对技术的“微观”研究，但却成为走向微观的“中介”或“桥梁”，通过它，我们的视野可以通向更加微观的领域，如前述的计算机哲学、网络哲学、人工智能哲学、数字哲学、赛博哲学、逻辑机器哲学、媒介哲学等等，它们也构成信息技术哲学的下一级分支，即前面所说的“分支信息技术”的哲学研究。可以说，信息技术下设多少个领域，就可以形成多少个分支性的信息技术哲学，从而形成对信息技术所有领域的“全覆盖”的哲学研究。在走向微观形态的技术哲学研究中，信息技术哲学成为对上述微观形态研究的概括和提升，并与这些微观形态形成动态性的互补。一方面，对这些微观分支性的领域所进行的哲学研究可以丰富和充实一般的信息技术哲学的研究内容，并使其从这些“第一线”的信息技术发展中获取新的问题和实证材料。这些微观领域的兴盛虽然不能替代信息技术哲学研究，但无疑为后者提供了深厚的思想资源和智力基础，并形成推动信息技术哲学发展的强劲动力。另一方面，信息技术哲学所形成的普遍适用于各分支领域的一般原理，又可以为上述的微观形态的研究提供方法指导和形式指引，使其形成智力探究上的合力与理论创新的突破。
(四)技术哲学的会聚形态“会聚”是当代前沿技术发展的特点，目前“四大会聚技术”的形成就是这一特点的突出体现，而作为其中之一的信息技术与其他三大前沿技术的会聚，体现在哲学形态上，就是信息技术哲学与生物技术哲学、纳米技术哲学、认知科学技术哲学的会聚。会聚是交叉、整合、融合从而协同发挥集群效应，产生出更大的价值和效用，形成单项或单类技术难以具备的影响和功能。不仅技术本身可以会聚，技术的哲学问题也同样可以会聚，如“接口问题”、“界面问题”、“网络问题”就是在上述技术在交叉和会聚中产生的哲学问题，它们使得质料论、形式论、系统论、动力论、基因论、微象论、信息论等哲学视角和方法交织在一起被我们探讨。这些技术哲学问题通常贯穿于所有会聚技术之中，并且有赖于其协同发展和解决，才能取得期望的效果。由于信息技术在会聚技术中的重要地位，也使得信息技术哲学成为当代技术哲学的主干部分，甚至核心部分。因此从信息技术哲学也必将走向“会聚技术哲学”;在这个意义上，它的研究对象信息技术就是“一种新的人工制品，是一种杂合物”，从而具有十分强大的会聚功能。可以说，由信息技术哲学所形成的会聚是多方面、多层次的。例如在学科上，信息技术哲学是信息哲学与技术哲学的交集，承载着哲学的信息转向与技术转向的双重使命;在技术领域上，信息技术哲学与认知哲学、心智哲学具有自然的会聚，像脑机接口、人工神经网络、人机界面等等，就同属信息技术和认知技术的研究范围，其中的哲学问题也同属于信息技术哲学问题和认知技术哲学问题。借助技术性的会聚，信息技术哲学可以从哲学层次上消弭一些传统的二元分离现象和观念。如物联网正在融合处理信息的技术与控制物质的技术之间的鸿沟，知行接口正在融合身体信息技术与器具信息技术之间的鸿沟，这两大技术所行使的会聚功能，使得我们可以从哲学上将信息世界与物质世界、主观世界与客观世界之间的绝对界限加以“软化”、模糊甚至打破，由此也使传统的身心二元分离、知行二元分离等等得到一定意义上的消弭;还有，由信息技术造就的“信息型实践”或“虚拟实践”由于并没有对实在世界形成真实的改变，因此也属于认识活动的范畴，从而同时具备了实践和认识的双重特征，使得实践和认识趋于融为一体，其直接意义就是脑力劳动和体力劳动差别的缩小以致消失。虚拟技术使得虚实两界不再是截然分割的两个世界，虚界可以取得实的效果，实在则可以通过技术手段虚化，并且被无限地复制。总之，当代信息技术使得一个消弭主客二分的无缝之网的世界正在形成，使得技术的会聚也延展到我们的整个世界观。
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