關于信息概念的研究述評

摘要：關于什么是信息，國內外的學者們目前還沒有統一的定論。日常經驗理解的信息就是新消息、新內容；信息科學認為信息就是負熵，或者信息是信宿對信源不確定性的消除。這些定義都不能概括和揭示使用極其廣泛的信息本質。從哲學的角度定義信息，最具影響力和被廣泛討論的觀點有屬性論、反映論、中介論和物質自身顯示的間接存在論。科學準確的信息概念是鄔焜教授的“物質自身顯示的間接存在論”。

關鍵詞：信息；信息科學；信息哲學

中圖分類號：N031 文獻標識碼：A 文章編號：16738268（2012）01005806

太陽在照耀，鳥兒在歌唱，書本在招手，電報嘀嗒響……這一切都是不同種類和形式的信息。信息概念的含義極為廣泛和深刻，可以從不同的角度和層次對之進行探討：可作通信技術上的考察；可作經濟學、社會學、語言學方面的考察；可作神經學、心理學、遺傳學方面的考察；可作系統科學和哲學方面的考察。

自從維納的控制論及申農的信息論發表以來，信息的概念已具有全新的含義，它既不同于日常生活中所理解的“消息”、“報道”、“音信”等意義，也不同于實用科學從語法、語義、語用或信源、信道和信宿角度給出的信息定義。那么，什么是信息？它的本質是什么？哲學上如何解釋？人們從不同領域、不同角度給出的信息定義和概念論述不下百種，但仍然存在很大差異甚至相互矛盾，并且不斷還有人提出新的觀點和看法，長期爭論本身也說明信息概念的深刻性和復雜性。因此，在中國科學院編寫的《21世紀100個交叉科學難題》一書中，已把“信息是什么”列為這100個難題之一。

分析已有的眾多解釋，起碼可以區分出三個不同層次的對信息概念的規定：一是人們日常經驗理解的層次；二是實用信息科學的層次；三是哲學的層次。

一、日常經驗理解的信息概念

在人們的日常生活中，在一般的資料文件中，信息指的就是具有新內容、新知識的消息、新聞、情報、資料、數據、圖像、密碼以及語言、文字等所揭示或反映著的內容。如果將上述定義中的“消息”作廣義化的理解，將所有其他形式的信息載體都看作是“消息”，那么，上述定義的真實含義便是：信息乃是消息中的新內容。顯然，這一理解是在消息能否給接收者帶來新內容的意義上被規定的。這種對信息概念的日常經驗性的理解，顯然具有相對性和功能性。此類規定并不能作為信息是什么的本質性解釋。

據《辭源》解釋，信息就是“消息”。早在唐代李中的《碧云集·暮春懷故人》一詩中，就有“夢斷美人沉信息，目穿長路倚樓臺”的句子，距今已有千余年的歷史。如果把西漢揚雄《太玄經》中的“陽氣極于上，陰信萌乎下”中的“信”也作為信息理解，它的歷史還要古老得多。 “信息”這個古老的字眼頻繁地出現在我們的報刊、文件、廣播、電視之中，信息時代、信息社會、信息經濟、信息資源、信息技術以及冠以各個專門名詞的信息（如商品信息、市場信息、人才信息、科研信息等等）成了熱門話題。在信息論看來，信息現象充滿天地之間，我們面臨的是一個以聲音、形態、色彩、氣息、電波、光線、元素等構成的大千信息世界；在自然世界與人類社會、無機物與有機物、生命現象與非生命現象中間，都存在著信息的發射、傳播與接收的過程。人類早已發現，蜜蜂會用不同舞姿向同伴們表示蜜源的方位，螞蟻發現了需要用集體力量搬運的食物，會用觸角相互傳遞這一信息，而“鸚其鳴矣，求其友聲”證明鳥族是可以用鳥語呼朋引類的，等等。即便是一塊不聲不響的巖石，也向人們傳遞著豐富的史前時期地球物理信息。

我國古代相傳有兩句詩說道：“花如解語應多事，石不能言最可人。” 但從現在看來，石頭和花卉雖沒有聲音的語言，卻有它們自己的一套結構組織來表達它們的本質。自然科學家的任務就在于了解這種本質，使石頭和花卉能說出宇宙的秘密。而且到現在，自然科學家已經成功地做出了不少工作。以石頭而論，譬如化學家以同位素的方法，使巖石能表白自己的年齡；地球物理學家以地震波的方法，使巖石能表白自己離開地球表面的深度；地質學家和古生物學家以地層學的方法，初步地摸清了地球表面即地殼里三四十億年以來的石頭歷史。何況花卉是有生命的東西，它的語言更生動、更活潑……像賈思勰在《齊民要術》里所指出的那樣，杏花開了，好像它傳語農民趕快耕土；桃花開了，好像它暗示農民趕快種谷子。春末夏初布谷鳥來了，我們農民知道它講的是什么話：“阿公阿婆，割麥播禾。”從這一角度看來，花香鳥語同是大自然的語言，重要的是我們要能體會這種暗示，明白這種傳語，來理解大自然、改造大自然。

我國著名科學家竺可禎從物候科學的角度對自然世界的信息現象，作了非常生動的令人信服的科學說明。他認為，月、露、風、云、花、鳥都是大自然的一種語言，我們可以從中了解大自然的本質，即自然規律。他還以人的胚胎為例，說明“有機體的細胞是能存貯無數代個體的經驗或信息，而分別加以廢置、應用或進化的”。“生物細胞的直徑一般不超過幾十個微米，而生物界億萬年的進化所形成的關于遺傳信息的編碼、存儲和傳遞的機制即存在于其中。”[1]

社會科學家和自然科學家都普遍認為，“信息”已經遠遠大于“消息”的外延，成了一個跨學科、跨領域，統攝性極強、包羅范圍極廣的概念。它可以表現為消息、情報、通知、書信、編碼、指令、資料、數據、程序等具體的信息形式，但任何一種具體的信息形式以及這些形式的簡單總和，都不足以說明信息的本質。

二、實用信息科學中的信息概念

在一般的實用信息科學中，關于信息的定義是五花八門的。雖然目前的各種定義還并未得到統一和普遍公認，但是有兩種說法是最具影響力的，其他一些定義或多或少都可以由這兩種說法通過演繹而獲得。

（一）信息是消除了的不確定性

這是根據通訊信息論的創立者申農的理論對信息所作的一個規定。其含義是說，通訊前，消息接收者對發送消息的內容存有不確定性的了解，收到消息后，消息接收者原有的不確定性就會部分或全部消除了。所以，信息就是消除了的不確定性。在這里，消除了的不確定性是一個相對意外程度的量，所以有人也說“信息是兩次不定性之差”[2]。

信息，當初僅僅是一種通訊系統的模型，隨著科學技術的發展以及人對客觀事物認識的深化，就逐漸發展成為一種科學思維模式，主體與客體之間、主體內部結構各部分之間，都存在“信源——信道——信宿”的過程，它揭示了一系列互相關聯和相互轉變的運動形態。而信息理論，正是分析與研究這種互相關聯和相互轉變的運動形態的科學。當人們越來越自覺地運用信息觀點和方法去認識從自然世界到人類社會的各種規律性時，原來僅僅用于通訊系統的“消息即信息”的傳統看法就被突破了，通訊系統的這只小水盆，再也容納不下信息這頭龐然大物的鯨魚。正是在這種情況下，人們需要重新認識信息概念，以便對它作出新的評價，于是信息的定義問題就被提出來了。

信息問題與通訊系統有內在聯系，但已經不是純粹的通訊系統范疇的問題。在研究信息問題時，我們一方面應借鑒通訊應用理論，另一方面又不應局限于通訊應用理論，而要使我們的視野更加廣闊些，不然就會削足適履。信息是與“信源——信道——信宿”這一系統過程形影相隨的，脫離了這一系統過程，或者只從這一完整過程的某一局部（或信源，或信道，或信宿）去研究信息，都不可能認識信息的本質屬性。縱然對某一局部的研究很深刻，仍然會使人有不得要領之感。

從上面的討論中可以清晰地看到，“信息是消除了的不確定性”這一定義，實際上是從信息對信宿的作用的角度對信息所作的一種相對性的量上的功能性定義。

（二）信息即負熵

控制論的創始人維納曾集中對信息的負熵含義進行了闡釋[3]。在物理學中（與熱力學第二定律相關）熵值是標志系統的不確定性程度或混亂度的概念。不確定性的消除就意味著熵值的減少，所以，信息就可以被稱為負熵。由此又派生出了“信息是系統組織程度（或有序性、秩序性）的標志”[4]等說法。

“信息是負熵”，能作為信息的定義嗎？眾所周知，負熵是熵的對偶范疇。而熵這個概念最早是由克勞修斯在對熱力學第二定律作定量分析時提出的，他認為在孤立系統中發生的實際過程總使該系統的熵增加，或自然過程朝著熵增加的方向變化。后來，波爾茲曼對熵首先提出了微觀解釋。科學家們認為，在由大量粒子（原子、分子）所構成的系統中，熵就代表這些粒子之間無規則排列的程度，或者說代表這個系統“亂”的程度。系統越“亂”熵就越大，系統越有秩序熵就越小。普里戈金說：“所謂熵，就是對‘分子無序’的度量。由此，熵增加的定律就是逐步無序的定律。”[5]美國著名的科普作家阿西莫夫說：“我們可以把熵看作是衡量宇宙中存在的無序程度的一個量。”[6]和熵相對的是負熵。明確提出負熵這個概念的是薛定諤。但是在他之前，波爾茲曼在對熵作微觀解釋時，已經包含有負熵的思想。負熵的含義和熵相反，就是說明系統的有序、組織、進化的程度。那么，負熵和信息又是什么關系？能否說信息就等于負熵？

負熵是個量，而量不等于質。熵是一個量值，和熵相對的負熵同樣是個量值。負熵是一個數量概念，這在學術界是公認的。薛定諤說：“‘負熵’……本身是有序的一個量度。”[7]在信息論誕生以后，負熵是作為對信息的一種量度。維納曾經說過：“信息量……實質上就是負熵。”無論負熵是對有序的量度，還是對信息的量度，反正負熵是個量值。認為信息等于負熵，也就是把信息說成是一個量值。我們知道，任何事物都有質和量兩個方面，信息也不例外。在信息論中，研究信息的量確實是非常重要的，但是對信息量的研究不能代替對信息質的探討。量和質雖然有內在的聯系，但并不是互等的。認為信息等于負熵，就是把信息等同于一個量，抹煞了信息的質和量的差別，實際上是用信息的量代替了信息的質。信息的量相等，質不一定相同。信息總要有信息符作為載體才能傳達。我們以英文字母作為信息符，對A、E、T三個字母按不同順序排列，就得到EAT（吃）、TEA（茶）、ATE（吃過了）、ETA（希臘語的第七個字母H、g）、AET和TAE（均無意義）六種不同的排列。排序改變，信息的意義也變，也就是信息的質也變。A、E、T的不同排列，就有不同的質，而如果計算它們的信息量卻是相同的。相反，相同的信息，也可能有不同的信息量。同一個信息用不同的信息符來表示，如計算不同信息符的信息量，結果可能不同，所以，不能用信息的量代替信息的質，而信息的定義主要是從質上對信息加以規定，負熵沒有揭示信息的本質，因此不能作為信息的定義。

負熵是對有序的量度，負熵又是對信息的量度，按照A=B，B=C，則A=C的邏輯，信息量就等于有序量。如果把量字去掉，則信息等于有序。有序量則是信息的量，有序則是信息的質。許多人就是按照這個邏輯進行思維的，用有序來定義信息，說明信息的本質。信息等于有序嗎？為了回答這個問題，必須分析有序的含義。有序有兩種不同的含義：第一是泛指世界上萬事萬物的有序性；第二是特指信息載體的有序性。但無論指哪一種有序性，都不能作為信息的定義。

負熵是指事物的有序，而事物的有序不等于信息。有序是指事物的結構，結構是事物的重要特性，但結構沒有概括事物的全部特性。就熱力學系統來說，除了說明結構的有序和無序之外，還有溫度、體積和壓強等許多屬性。信息不僅要反映事物的有序，而且還要反映事物的其他屬性。把信息的內容局限于事物的有序性，這就難免以偏概全。

信息等于負熵的說法是把信息等于一個量值，這是不合適的。如果把信息等于負熵理解為事物的有序性，這只看到了信息的語義方面，而忽略了信息的語法方面。如果把信息等于負熵理解為信息載體的有序性，這只注意到了信息的語法方面，而忽視了信息的語義方面。這兩種觀點都是片面的。顯而易見，“信息等于負熵”不能作為信息的定義。

三、哲學中的信息概念

為克服實用信息論中對信息概念所作規定的狹隘性，許多科學家和哲學家又試圖從哲學角度對信息的本質加以概括，比較有代表性的觀點有以下幾種。

（一）屬性論：把信息簡單定義為事物的屬性或某種屬性 蘇聯烏爾蘇爾、塔拉先柯等學者認為，“信息是一切物質的屬性，承認信息的客觀性，是唯物主義的”[8]。我國著名的信息學專家鐘義信認為，“信息就是事物的存在方式或運動的狀態以及這種方式/狀態的直接或間接的表述”[9]。黎鳴先生指出，“信息是物質的普遍屬性，它表述它所屬的物質系統在同任何其它物質系統全面相互作用（或聯系）的過程中以質、能波動的形式所呈現的結構和歷史”[10]。王平認為，信息是物質的屬性的屬性[11]。應該說，鐘義信、黎鳴、王平等學者都看到了信息的與眾不同的獨立意義的方面，但是僅僅用“表述”這一概念還不能恰當地說明信息的物質本體上的客觀自在的本質的。信息固然是物質的屬性，也固然是物質的存在方式，但是僅僅把信息定義為此，是遠遠不能揭示信息的本質的。因為從唯物本體論出發，任何事物、現象都可以歸結為物質及其屬性。從這一點出發，人們有理由把信息與相互作用、運動、時間、空間等概念放到同一個并列的位置。但是，事實上，相互作用、運動、時間和空間這樣一些物質的屬性與物質的信息屬性有著質的不同，因此，它們都不能算作本質性的定義，尤其在哲學中，更不符合哲學定義高度抽象性、概括性的要求。

（二）反映論：把信息定義為事物某種具體屬性的反映或表征 劉長林把“信息定義為反映出來的屬性，要全面地認識信息，必須超出間接方法的限制，同時采取直接的研究方法”[12]。劉伸認為，“信息其本質仍然是物質的一種屬性，是反映的一個方面”[13]。肖洪均把“信息僅僅看作與有機體相聯系的現象”[14]。他們根據實用信息論往往僅涉及社會、人、生物等領域的情況，認為反映概念大于信息概念。反映只是信息過程的某種抽象描述，任何反映都必須有它的內容，這個內容就是信息，只要有反映就必然有信息。按照列寧的說法，反映不僅在有機界存在，與之相對應，信息也不僅僅與有機界相聯系，客觀世界中存在著的歷史“痕跡”就是無機界信息活動的最好見證。另外，在受體（信宿）未接受（反映）信息之前，信息就客觀存在了。所以，信息只可能大于反映，而絕不可能小于反映。對于信息來說，直接性的意義只能從信源自身的質的考察中才能得到，雖然我們必須堅持信息自身的存在方式必然是反映著的。

（三）中介論：信息作為物質與意識的“中介”而存在 有些學者認為信息既非物質又非精神，是獨立存在的第三態，是物質與意識的中介。維納說：“信息就是信息，不是物質也不是能量。”貢泰爾在《機器的意識·控制論的形而上學》一書中提出，“在物質和意識之外，應設定第三種根本的東西，即信息。這第三種根本的東西既不可完全還原為單純的客觀事物，也不可完全還原為單純的主觀事物”[15]。他認為，現實世界存充著獨立的三種根本的東西，即物質、意識、信息。克勞斯認為，“決沒有三種獨立不依的實在因素，也從來沒有兩種獨立不依的實在因素”，并認為信息是由物質成分與意識成分完全按照特殊方式融合起來的特殊新質”[16]。沈致遠認為，“信息并不等同于物質或能量，是一個獨立概念，反映的是物質系統的某種可能狀態。信息起了客觀與主觀、物質與精神之間的媒介作用”[17]。鐘煥懈說：“信息是主觀與客觀的媒介。”[18]

應該說，物質世界的唯一特性是客觀實在性，它存在于人們的意識之外，在自然界、生物界（人類除外）或機器中所進行變換的信息、作為主體與客體媒介的信息，雖然是一種系統相互聯系的特殊形式，是一種相互聯系的有目的或無目的的反映現象，具有物質和意識相互滲透的“中介”特點，但“中介”僅僅是信息所起的某種作用，并不是全部作用，也不是對信息是什么的界定。信息到底是怎樣的一種存在，它與物質和精神之間的關系怎樣？我們從上述學者的這些定義中并不能清晰地判明。

（四）物質自身顯示的間接存在論

更多的關于信息本質問題的哲學解釋還只是停留在與已有的實用信息科學的解釋或哲學的已有范疇間的簡單比附上。如：把信息解釋為“變易度”、“差異量”等等，這是與實用信息論中對信息進行統計度量的方式特征的簡單比附；而把信息解釋為“時空序列”、“狀態”、“組織性”、“有序性”等等，則是把信息與其載體物的分布特性相比附。又如，把信息解釋為：“信息是物質的普遍屬性”；“信息是物質的存在方式”；“信息是精神實體的特征”；“信息是既非物質也非精神的第三態”；“信息是物質成分和精神成分的特殊融合物”；“信息是運動的外化”；“信息屬于物質的相互作用范疇”；等等，則是把信息與已有的傳統哲學概念的界說進行簡單的比附。在信息本質問題的討論中，無論是采取與實用信息科學解釋的簡單比附，還是采取與傳統哲學范疇含義上的簡單比附的做法都是沒有出路的。

西安交通大學鄔焜教授曾在《哲學信息論要略》一文中就信息的本質進行過專門的討論，從哲學的角度，給信息下了一個本質性的科學的精確的定義：信息是標志間接存在的哲學范疇，它是物質（直接存在）存在方式和狀態的自身顯示[19]。應該說，信息的這個定義基本上克服了以上諸多信息的哲學定義所存有的局限性。

第一，這條定義沒有在實用信息科學的已有解釋或哲學的已有范疇間進行簡單比附，而是直接從信息自身存在的方式上把信息規定為“間接存在的標志”，這就不僅擺脫了實用信息定義的種種束縛，而且也跳出了以往哲學概念的重圍。

第二，間接存在是和直接存在相對的概念，直接存在指的是物質，間接存在指的是信息，這兩個概念揭示了信息與物質在存在方式上的本質區別，而世界上所有的事物和現象都可以歸入這兩類存在的范圍。這樣意味著除了客觀實在的物質世界之外的一切存在都應當歸于信息世界。這一信息定義不僅抓住了信息的最為本質的方面，而且也無疑已經將信息的范圍擴展到了不能再擴展的極為廣泛的領域。

第三，此定義的前后兩個分句的表述，都堅持了運用本體描述的直接性方法，堅持了信息本質的唯物論立場。這兩個分句實質上是同一個意思。“顯示”著的東西必然是“間接存在”的，而“間接存在”的東西又必然是“顯示”著的。但是兩句話比較起來，前一句話不能不更為抽象，而后一句話則可看成是前一句話內容的具體化。所以，此定義的兩個分句都可以分別拿來作為信息的本質規定。

四、結 論

綜上所述，人們大量使用、社會廣為流行的“信息”原來還是一個說不太明白的概念。概念的產生，本來就是對感覺、知覺、印象這類直觀認識形式的抽象，它反映了事物的本質屬性，是一種理性認識形態，但現在卻需要回過頭來對這種抽象的理性認識形態進行再研究。面對這個為人們大量使用、社會廣為流行的概念，理論工作者們幾乎同時提出了一個相同的問題：“信息究竟是什么？”并且從各個不同的角度對信息提出了各種不同的定義，試圖探索一個能說明信息本質屬性而又為多數人接受的定義。

無論是人們日常經驗理解的信息概念，還是實用信息科學的信息概念，都是對信息進行的具有相對性、功能性和量化性規定特征，都無法科學地給出信息的概念，都不能揭示出信息所具有的普遍性品格的本質和意義。因此，只能從哲學的角度定義信息，目前，科學準確的信息概念是鄔焜教授的“物質自身顯示的間接存在論”。正是鄔焜首次將信息概念作為哲學的最基本范疇之一引入哲學，把信息作為一種普遍化的存在形式、認識方式、價值尺度、進化原則來予以探討，全面系統地建立了包括信息本體論、信息認識論、信息生產論、信息社會論、信息價值論、信息方法論、信息進化論諸多領域的系統化的信息哲學理論體系[20]。他所創立的信息哲學提出了一種關于物質與信息雙重存在和雙重演化的理論，使信息哲學真正成為一種區別于其他哲學的元哲學或最高哲學，從根本上改變了哲學基本問題的具體表述方式，實現了人類哲學的第一次根本轉向，導致了人類哲學的全方位的根本性變革。

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