在申农的《通信的数学理论》之后，通信理论沿着两个方向发展，一是有关速率失真的理论，另一个是多路子系统信息系统的理论。1961年，申农又建立了双向通信模型，1966年，马尔科夫提出对话模型，在此基础上，广播通信理论、多路通信理论等相继发展起来。计算机网络通信理论则在美国兰德公司的保罗·罗伯茨等人于20世纪60年代逐步建立起来。
四、控制论、系统论和信息论
一般认为，20世纪40、50年代差不多同时建立起控制论、系统论和信息论三大理论，三个理论的概念与理论相互联系地发展，所涉及领域也大致重合，基本规律与结论也可以相互借用，其有效性在通讯、自动控制、计算机系统、网络和许多高科技领域乃至工业生产领域得到证实，其影响所至，包括机械、生物、社会和思维中所有与信息现象有关的领域。
在20世纪50年代，学术界逐步认同“信息论”概念，并且用这一概念统一论述与信息有关的各个分支领域。此前，1948年，数学家和信息学家维纳根据通讯工程、自动控制理论、计算机科学、神经生理学、统计力学等现代科学领域的理论和进展，发表了《控制论——关于动物与机械中控制与通信的理论》一书，阐明机械系统、电子通讯系统和生命系统中普遍存在着的信息的产生、传输、接受和控制的现象和规律。
理论生物学家贝塔朗菲为克服生命现象研究领域中普遍存在的机械论和活力论而寻找第三种立场，他在1937年提出一般系统论原理，1945年发表论文《关于一般系统论》，1948年在《生命问题》一书中概括地论述了一般系统论原理。1968年，他又整理出版了《一般系统论——理论、基础、应用》，把生物和社会作为动态的开放系统从整体上加以研究。
在控制论和系统论的相互影响的发展过程中，语言学家、心理学家、生物学家、病理学家、统计学家、社会学家、经济学家、人类学家、教育学家、物理学家、化学家、数学家和计算机科学家们都争先引用信息论的观念和方法来解决自己专门领域中的实际问题，极为有力地推广了信息概念，扩大了信息论的影响。理论和实践的发展证明，信息概念的应用远远超出通讯技术领域，信息是现实世界中物质与能量之外的第三个要素，成为人类的认识和利用的对象。由此，信息概念上升到哲学高度，为建立统一的、普适的信息论开辟了道路。
信息论认为，物质、能量和信息是构成世界的三大要素。千变万化的世界中的一切都是物质变化、能量转换和信息控制三种基本的客观过程及其相互关系。科学研究在本质上是揭示物质变化、能量转换和信息控制三大基本过程，不同的科学专业领域对不同的自然现象各自有所侧重、有所分工。化学侧重物质变化，物理学侧重能量转换和物质运动规律，而信息科学则侧重于信息控制。
五、信息论的影响和意义
自从信息论诞生以来，几乎所有科学学科都先后引进信息概念。生物学最先引进信息概念，在发现遗传物质核糖核酸分子双螺旋结构的基础上，提出遗传密码和信息中心法则，揭示出遗传的本质就是信息传递过程。此后，生命的遗传语言、有机体信息系统的演化、大脑的信息存储等生命信息过程的研究一一兴起，科学家们逐步取得共识：生命的本质在于信息。
在生命科学之后，化学也开始借用信息概念。化学长期以来主要研究引起物质变化的化学反应过程，以及伴随这一过程的能量转换和控制技术。在现代化学中，科学家寻找具有高度专一性的反应试剂，以及这种试剂介入时所产生的专一性反应过程和控制手段，化学家们从分子生物学中借用“识别”概念，建立出“分子识别”原理和理论，从信息论中发展出“化学信息”概念，把化学信息看作是化学反应的动因，开始揭示包含在分子结构中的化学信息，并研究化学反应中的化学信息的转变和增殖过程与机制，目的在于实现超分子合成技术。
物理学研究物质结构和各种能量转换过程，这些过程中大量涉及信息过程。法国物理学家布里渊就认为信息等价于物理学中的负熵，申农则通过信息熵和统计熵的联系来定义信息量，这两方面的努力反过来促使更多的物理学家致力于建立物理学的信息基础，例如在20世纪90年代，天体物理学家惠勒在得到最新的物理学试验数据支持的基础上，宣称“万物源于比特”。
此外，在有关社会和人文的研究领域中，经济学研究必须处理大量的信息交换和信息活动，认识到信息是一种特殊的资源，由此诞生出信息经济学，以及基本经济学规律与传统的经济学大相径庭的“新经济学”——网络经济学；语言学也在寻找人类社会交流的自然语言和计算机网络程序语言两大语言系统之间的信息基础；社会学研究人的行为的信息基础；哲学认识论则研究人类认知活动的编码一解码特征；最后，还有一种哲学本体论，它认为信息构成了物质和精神之外的第三种存在，信息与精神、信息与物质、以及物质、精神和信息三者之间的复杂的相互作用使得我们的世界成为可能。
随着信息技术的发展和信息概念的推广应用，人们对于信息的本质和信息的规律的认识在不断深入，无论是科学意义上的信息概念还是在哲学意义上的信息概念都得到了充分讨论。科学意义上的信息概念总是同物理学的统计负熵概念相对应、相联系的。在系统科学中，统计熵与系统的混乱度相联系，因而信息与有序度联系在一起。但是信息概念本身至今还没有在科学意义上获得公认的定义，一般认为信息是消除或减少信宿对随机信源的不确定性的东西，相对忽略信宿对于信源的不完全联系，而信宿对于信源的不确定性应当包含信源的随机性和信宿对信源的关联的不完全性两个方面。玻耳兹曼对熵所描述的不是系统的质量、能量的多少及其变化情况，而是这些质量、能量的结构、组成、匹配和分布的方式和状态情况，所以信息是与系统的结构和组成方式、有序性等相联系的，因此考虑信息问题必须从系统的观点来进行。
系统可以分为简单系统和复杂系统，简单系统由等级式的结构组成，其特点是，它的行为是确定性的，并且只有一个行为目标；复杂系统由网络式结构组成，其行为是随机的，并且存在着两个或两个以上的行为目标。换一个角度，无论是简单系统还是复杂系统都可以再分为孤立系统、封闭系统和开放系统，孤立系统只与环境交换信息，封闭系统与环境有信息交换和能量交换，而开放系统与环境的交换包括能量、信息和物质三种要素。针对不同的系统类型及其状态以及它们之间的关系，可以把信息加以分类，有概率信息、非概率信息、确定性信息、偶发性信息、模糊信息、相对信息、客观信息和主观信息等不同的类型。由于信息问题涉及范围太广，其自身又缺乏严格统一的界定，目前信息论还没有形成一个严密的理论框架，还不能为解决各个领域的实际问题提供普遍有效的科学工具。然而，这并不妨碍信息论自身的进一步发展，同时它又不断为其他科学和学术领域提供新的启迪。
哲学的信息概念针对物质的运动属性，是描述运动的质，即运动的有序性，但是信息并不等于有序，而是在一定条件下产生有序的能力，信息的量的多寡与它的载体的物质量的大小无关，也与物质载体的能量形式、大小和转换关系无关。哲学上把信息看作是自然界固有的本质属性，反映不同的系统之间的联系，表现为一种事物的属性在另一种事物上的反应和再现。信息作为物质客体的固有的反应特性，是物质客体之间相互作用、相互转化的表现形式，是对于物质运动的一切表象和内在规律的反应和揭示。信息不是物质也不是能量，但又不能脱离物质或能量而独立存在。在整个世界体系中，物质不灭和能量守恒原理，以及信息与物质和能量的不可分离与相互依存，决定了物质、能量和信息是客观世界永恒运动的三大要素。
思考题
1.狭义相对论和广义相对论各自有两个基本假设，试简述之。
2.量子论与量子力学有什么区别？
3.遗传密码是怎样传递到蛋白质中的？
4.画出信息论的通讯系统示意图。
