關於資訊概念的哲學定義和資訊功能的歷史演變

摘要：本文結合分析資訊的本質提出瞭如下的資訊概念的哲學定義：資訊是客觀世界中物質和能量運動的有序形式，以及自組織系統對於這個形式的能動的反映和改組。此外還探討了資訊功能的重心隨著人類改造世界的實踐活動的發展所發生的歷史演變：從報道何種可能性變成了現實性到促使合理的可能性變成現實性。 

　　關鍵詞：資訊；可能性空間；目的性行為；主體能動性；虛擬世界 

　　人類進入了“資訊時代”，我們的社會日益轉型為一個“資訊社會”。不過，雖然人們天天都在接觸、利用資訊，資訊資源也變成了當今社會建設中最寶貴的資源，人們還是對何謂資訊不甚了了，感到其難以捉摸。這說明我們還缺乏一個明確、恰切的資訊概念的定義。本文試圖結合分析資訊概念的本質從哲學的層面上提出一個資訊的定義，並在這個定義的範圍內探討一下在人類實踐活動中資訊的主要功能的歷史演變。 

　　我們擁有的最初的資訊概念是由資訊理論的創立者申農提出的，他把資訊定義為用來消除不確定性的東西，具體地說就是在信宿中用來消除對於在信源中發出的訊息的不確定性的東西。這第一個資訊概念的內容反映出它發生於通訊過程中的背景，運用這個概念來理解廣泛存在於我們當今社會中的資訊現象肯定是不夠的。比如我們頭腦中現有的知識這種約束性的資訊與用來消除不確定性的訊息顯然是不同的，它是我們據以理解訊息這種非約束性資訊的基礎。但是最初的資訊概念包含的兩個特質也揭示了成熟的資訊概念的兩個本質規定性：第一，資訊發生於不確定性的背景上亦即具有多種可能性或偶然性的環境中，因此在嚴格決定論的世界上它的存在是沒有意義的。第二，通訊活動往往與控制活動緊密相關並構成後者的組成部分（控制論中所說的“控制”行為廣義地說包含了能動主體適應世界和改造世界的活動），因此資訊的存在與能動主體的目的性行為是不可分的。 

　　在探討資訊概念時，我們需要對人們在生活和科學研究中使用“資訊”一詞所指稱的廣泛的現象進行概括，這樣最終我們會發現有兩個基本物件，其中一個屬於客觀世界本身所具有的性質，另一個則產生於生活主體和客觀世界相互作用的關係之中。控制論的創始人維納就從這兩個意義上闡述過資訊。一方面他說：“資訊就是組織程度的度量”，是“負熵”⑴，另一方面又說：“資訊是我們適應外部世界，並且使這種適應為外部世界所感到的過程中，同外部世界進行交換的內容的名稱。”⑵後一種資訊是不能脫離接受者的解釋結構而存在的，維納舉例講道：音樂對於懂音樂的人來說會產生這種“在語義學上有意義的資訊”，對於不懂音樂的人來說則不會。蘇聯《哲學詞典》俄文1980年第4版在“資訊”這個詞條下也寫道：“在資訊概念中應該區別出兩個方面。在第一個方面，資訊乃是系統的組織性的程度。資訊的數學表示式和熵的數學表示式，除符號相反外是一樣的。正如系統的熵表示系統的紊亂性程度，而資訊表示系統的組織性程度。這樣理解的資訊構成系統、過程本身的內部所有物，可以叫作結構資訊。在第二個方面，應該把密切地與反映相聯絡的資訊和結構資訊區別開。如果一個事物中發生反映另一事物作用的變化，那末可以說這一事物就成為關於另一事物的資訊的負荷者。對於控制論系統來說，B由A的作用所引起的變化，不只是B對A 的某些鑑別，而是控制論系統B的功能活動的因素。”在這裡我們看出蘇聯學者繼承和闡發了維納的思想，他們明確區分出表示事物本身的規定性的結構資訊（又稱絕對資訊）和產生於控制系統對周圍事物的反映之中的功能資訊***又稱相對資訊***。用資訊理論的術語來說，就是前一種資訊的存在只要考慮到信源就可以了，而後一種資訊的存在還必須考慮到信宿。上述思想可供我們在對資訊進行哲學的全面概括時加以借鑑，使資訊概念不必具有單一層次的內涵。 

　　我認為資訊可作如下定義：資訊是客觀世界中物質和能量存在和變動的有序形式，和自組織系統對這個形式的能動的反映及改組。其中前一個表語表述了資訊概念的第一層次內涵，或者說廣義內涵，後一個表語表述了資訊概念的第二層次內涵，或者說狹義內涵。 

　　先說資訊概念的第一層次內涵。維納曾經說：“資訊就是資訊，不是物質也不是能量”⑷。那末資訊究竟是什麼呢？我認為它是物質和能量運動的有序形式。 

　　古希臘哲學家亞里士多德最早與“質料”範疇相對提出“形式”範疇。質料是事物的物質基質，形式則是物質基質存在的樣式。形式必須附著在質料上而存在，但是它又具有相對的獨立性，這表現在比如大理石這塊質料，既可以把它雕刻成人像而具有“人”的形式，又可以把它雕刻成馬像而具有“馬”的形式。僅限於這個範圍內來說，這對範疇與“實體”和“屬性”這對範疇是相通的。在上述定義中，我正是把物質和能量看作為實體性的東西，而把資訊看作為它們表現出來的屬性。我們可以把一定的物質和能量與它們表現出的屬性作這種相對區分。我們知道，客觀世界中的物質和能量是保持著一定的數量、既不能創造也不能消滅的，但是物質和能量具體存在的形式可以變化。物質和能量存在的各種具體形式是由它們特殊的組合和運動的方式所決定的，並且在不同的層次上展開。資訊概念的第一層次內涵就是物質和能量存在和運動所表現出的這些具體形式。在這裡我們要對“形式”的含義作廣泛的理解，它是實體的一切可分辨的屬性的總稱，包括事物的結構形式、運動狀態以及相互作用的方式等一切確定性。 

　　對資訊所作的這個本質規定是和科學家們提出的下述定義相通的—─資訊是物質和能量在時間和空間中的不均勻分佈，是負熵，是事物系統的組織性程度。因為物質和能量存在和運動的各種可以把捉的特定形式，只能由物質和能量在時間和空間中的各種不均勻分佈造成。熱力學第二定律指出的一個孤立系統內部趨向達到的熵最大狀態，是一個物質和能量在時空中均勻分佈的狀態，這是一種混沌的單調的狀態，其中沒有任何可分辨的形式，也就沒有資訊。我們由此看到資訊是有序性的形式。與此相聯絡產生了資訊的度量的問題，一個系統內的物質、能量在時空中分佈的不均勻程度愈是大，其所含資訊量愈是多，亦即其組織性、有序性愈是高，這說明它的物質、能量運動的形式愈是複雜、有機。一個系統所包含的資訊量，相當於使該系統從某種初始的無序狀態過渡到有組織的狀態而應當輸入系統中的資訊量。人體從單個分子構成其有機整體所需要的資訊量為3 x 1026位元這樣一個巨大的數字。一塊無機的礦石所包含的資訊量是與此不能相比的。從這裡我們可以看出，資訊是以一種新的統一的觀點來看待物質世界。過去我們曾經用“質量”對不同的物質進行統一的度量，又用“能量”對不同的運動進行統一的度量，現在我們可以用“資訊量”來對不同事物具有的規定性、性質進行統一的度量，資訊量表示出事物組織性、有序性程度高低的不同。 

　　因為資訊不是事物的物質和能量本身，而是它們運動的形式，所以它可以通過同構關係被傳遞。所謂同構，簡單地說，就是一個系統的物質、能量過程與另一個系統的物質、能量過程在組織結構和運動秩序上的一定對應。比如氣溫表上水銀柱的不同高度對應著不同的氣溫，水銀柱高度的一定變化對應著氣溫的一定變化，因此我們說氣溫表傳達了氣溫的資訊。我們人在生活中攝取關於外界環境的資訊，也並不是把環境中事物的物質基質和能量本身吸收到我們腦子中來，而是以腦內神經脈衝的次序和強度的不同組合形式來對應於環境中事物的不同狀態特徵。這樣我們就可以解釋為什麼資訊表示作為信源的事物的性質，卻又可以脫離信源而相對獨立地存在，而且我們還可以瞭解資訊的量值為何不象物質和能量那樣是守恆的而可以增加（通過在不同信宿中複製同一資訊）。 

　　再說資訊概念的第二層次內涵：資訊是自組織系統對客觀世界中物質和能量運動的有序形式所作的能動的反映及改組。對資訊的這個規定是和科學家們對資訊所作的下述定義相通的—─資訊是生活主體和客觀環境相互交換的內容，是控制系統用來控制受控物件的東西。我們在日常生活中所說的資訊，總是指某種被我們所收到、理解，對我們有意義、用處的訊息，此外還有被人們產生的操縱控制物件的指令資訊，它們都屬於資訊概念的這個內涵。 

　　這裡需要說明一下什麼是“自組織系統”。簡單地說，自然界中的無機物質一般遵循熱力學第二定律從有序走向無序，自組織系統是能夠抵抗環境中的熵增趨勢，自動地從無序向有序發展的系統。自組織系統是高度有組織性的物質，它在自然界中的代表就是生命。人類模仿生命的機制創造出自動控制系統，這是人工的自組織系統。自組織系統在自然界中不象無機物質那樣，聽憑環境因素的作用、自發地發生變化，而是按照內在機制規定的方向進行物質和能量運動的，這就是儲存和發展自身。自組織系統既然具有儲存和發展自身的趨向，而又生活在一個變動不居的既有有利因素、又有不利因素的環境裡，因此它在生存、發展中需要關於環境的資訊，藉以調整自己的行動而適應環境的變化。自組織系統就是藉助於資訊的指導作用，使自身在和環境的相互作用中從無序走向有序、從低序走向高序的。 

　　實際上只有在自組織系統對周圍環境的反映中，才能真正使客觀事物存在的形式和客觀事物本身分離開，具有獨立的意義和價值。這樣，才實現了第一層次內涵的資訊向第二層次內涵的資訊的轉化。因為第二層次內涵的資訊不是產生於照鏡子似的機械的反映，而是產生於能動的反映。這表現在維納所說的“不是簡單地取得外界的訊息，而是要經過裝置內部的改造加工才能獲得。在那裡將資訊轉化成適用於以後活動的新形式。無論是動物還是機器，這種操作都要對外界發生效用”⑸。對此，以下集中說明兩點。 

　　第一，這種資訊只是在作為信宿的反映主體（人是最高階的自組織系統，也是最高階的主體，我們可以把其他的自組織系統看作以不同等級形式存在的主體）中實現的，它是依賴於主體的解釋結構的，而這又與主體對於資訊的整理加工分不開。同一個事件作為訊號被傳遞到不同的主體中，它是否具有資訊和資訊量有多少，是依主體的解釋結構的不同而不同的。那末，主體的解釋結構是怎樣形成的呢？這要歸功於主體對過去生活中接受的大量資訊進行儲存、整理和加工的結果。動物能夠簡單地整理、加工資訊，這就是在無條件反射的基礎上依靠條件反射的能力，根據反覆發生的生活經驗在不同的外來資訊間建立一定的聯絡。人類則不僅感性地歸總經驗現象以得出表面的聯絡，而且運用理性思維的能力來發現各類事實之間的深藏的穩定的本質聯絡。因此，人腦內部構成知識的資訊採取對現實事物做不同程度的抽象概括的概念和判斷的形式存在，理性主體可運用邏輯推理的規則對既有資訊進行變換處理以產生更深層次的新資訊。每個個人還吸取社會集體實踐的成果來幫助完成自身整理資訊的工作。這樣，本來零散獲得的資訊在每個主體的內部形成一個有機的知識之網，這就是他的解釋結構。新經驗到的個別事件由於和這個知識之網的各個要素髮生一定的關係而具有意義，而被理解。從此我們可以看出為什麼第二層次內涵的資訊離不開接受主體。同時我們也看到，那些過去獲得的、經過加工整理、為主體掌握了其間聯絡的資訊，成為認識新的資訊的手段。這種資訊叫做約束性資訊。那種在新的生活遭遇中個別得到的、反映具體客觀環境的情況的、作為認識物件的資訊，叫作非約束性資訊。從資訊學的角度來看，認識能力的發展也是非約束性資訊不斷轉化為約束性資訊的過程。當然約束性資訊建立的關於客觀世界的規律性的認識是否正確，還須反饋到實踐活動（合目的性的質能活動）中去加以驗證。 

　　第二，這個層次內涵的資訊的最重要的內容，還在於把關於客觀環境的資訊和主體的目的（既有在種族發生中形成的長遠目的，又有在具體生活情景中產生的短期目的）結合起來加工，得出規範主體本身在一定客觀環境中所進行的物質和能量活動的形式的東西，亦即關於主體行為方式的資訊。自組織系統在一個個具體的控制活動中是這樣處理資訊的：它首先獲取一定的訊號即得到語法資訊，其次聯絡過去生活經驗解釋語法資訊的含義而得到語義資訊，然後根據本身正在進行的活動的目的評估語義資訊的效用而得出語用資訊，最後結合積澱於自身的約束性資訊中的關於客觀環境的規律性的認識得出關於自身當前行為方式的資訊。這種關於主體行為方式的資訊就是我們在自動控制機器中稱為“指令資訊”的東西，它由控制中樞付諸執行機構（或稱效應器）加以執行。這樣我們看到作為對現實世界的有序性的反映的資訊，在獨立存在於主體世界中時可被結合實現主體的目的的需要加以改組（將資訊片段根據它們在現實世界中存在的多種可能方式重新加以聯接）。總之，自組織系統因此以有利於自己的方式和環境發生相互作用。在這裡我們發現一個有意思的對照，對於客體來講，它的物質、能量運動的形式是完全依附在它的物質、能量運動上的，而對於主體來講，卻可以先設計好這個物質、能量運動的形式，再據以進行物質、能量的運動。這表現出無機自然界在進行著盲目的物質、能量運動，而自組織系統在進行著自覺的物質、能量運動。用資訊來駕馭物質和能量的運動，其結果是使一定的物質和能量在實現主體目的的方向上得到儘可能經濟、有效的利用。所以我們說，在資訊時代，從某種意義上說，資訊是比物質和能量更為重要的資源和財富。 

　　資訊概念具有兩層次內涵，既是人類認識資訊經歷了一個歷史過程所打下的印跡，也是人類根據實踐和認識的需要從不同角度把握資訊所導致的結果。廣義資訊又可稱為客觀資訊，狹義資訊又可稱為主觀資訊。我想人們在生活實際中最先使用的是主觀資訊的概念，即認為資訊是和人類主體不可分的一種現象。但當申農制訂出資訊量計算公式以後，人們發現這一計算公式與熱力學第二定律中熵的計算公式僅有一個符號之差，於是就把資訊與物質世界中從無序到有序的運動聯絡起來。對資訊的本質的認識由此拓廣，出現了客觀資訊。客觀資訊說明了主觀資訊的來源和客觀基礎，這就是客觀世界中物質運動的形式、有序性，那些目前尚未被人類認識的客觀物質的有序性最終都有可能為人類所認識而轉化為主觀資訊。主觀資訊也具有特殊重要的意義，我們上面講到資訊是通過控制主體轉變為有目的的自覺的物質和能量的運動的形式的，所以只是由於這種主觀資訊的作用，才在自然界中產生了一個“人化的自然界”。主觀資訊是信源和信宿、客觀和主觀結合和統一的產物，因此它是人類對客觀世界的認識，是人類改造客觀世界的憑藉。馬克思早已指出認識既取決於被認識的物件，也取決於主體認識物件的能力，他說：“只有音樂才能激起人的音樂感，對於沒有音樂感的耳朵說來，最美的音樂也毫無意義，不是物件，因為我的物件只能是我的一種本質力量的確證”⑹；“物件如何對他說來成為他的物件，這取決於物件的性質以及與之相適應的本質力量的性質”⑺。 

　　現在我們再來大略考察一下資訊的主要功能隨著自然界和人類社會的發展發生的歷史演變。我們已知資訊在根源上是與生物能動系統的控制活動有關的。原生動物從單細胞生物起就會在利用外部化學資訊的基礎上合理地組織自己的行為，比如把食物放進變形蟲所在的溶液中，變形蟲一得到關於食物的化學資訊就開發始朝食物的方向移動。可以說這時在自然界出現了原始的物質—能量過程（在此表現為生物的新陳代謝過程）與資訊—控制過程的區別。不過在初級動物那裡資訊活動是一個輔助環節，幫助完成自發的合目的性的質能活動，因為原始生物處理資訊的能力完全是在歷經自然選擇的種族發生過程中作為一種本能被編碼在遺傳基因中的。隨著物種進化，在較高階動物身上出現了腦這個處理資訊的專門化的器官，在本能的無條件反射的基礎上產生了與接受訊號有關的條件反射，表明動物能夠在後天生活環境中相對自主地（即脫離本能地）處理資訊，並具有一定的學習能力。在資訊活動中此時不僅有反饋，而且有根據對規律性經驗的記憶超前模擬外部環境進展過程的操作，即預見未來事件的來臨而對可能的應變方式做出選擇。在哺乳動物那裡還出現了夢境這種資訊世界。由於在這個階段資訊活動具有了相對的獨立性、自主性，我們可以說質能活動與資訊活動處於相互藉助、相輔相成的局面。迨至於人這個擁有高度發達的處理資訊的器官──大腦皮層的高階動物出現，資訊活動的地位在自然界又發生了飛躍。因為人的條件反射可以建立在像語詞這樣的抽象符號構成的第二訊號系統的基礎上，區別於一般動物的只建立在與各種實際事物相關的感性直觀的第一訊號系統的基礎上，這使得人能夠進行理性思維——一種高階的運用邏輯規則甚至數學法則處理世界資訊的能力。人在語言中第一次實現了世界的資訊化亦即符號化。隨後高度發展的資訊活動顯得愈益遠離直接的控制活動而具有獨立、自主的形態，比如兩個人進行交談或某個人寫書都是在進行資訊活動（交流資訊和編碼資訊），而這看來是自為目的的。但是資訊活動的最終本質仍然是指導質能活動更加經濟有效地實現主體的實踐目的。由於控制實踐的活動變得愈益巨集大，發揮指導作用的主觀資訊也變得愈益複雜而超出了指導簡單控制活動的“指令資訊”的模式。在自動機中成套的指揮受控行為方式的資訊形成“程式”、“軟體”。在人類社會中人們根據設計圖紙建造樓房，根據憲法治理國家等等，凡此種種體現了人們在自覺的實踐活動中通過資訊控制來調節物質、能量的管理。以上所述看來表明了資訊的作用在自然界中的辯證發展的歷程：由質能活動利用資訊活動到質能活動與資訊活動相互為用再到資訊活動主導質能活動。資訊活動的重要性隨著控制主體的能動性的提高而增加。 

　　資訊的能動本質發展到今天已使它從作為對現實的反映到能把現實虛擬化，因此憑藉電子計算機和網路技術等高科技條件的支援，“虛擬現實”、“虛擬實踐”、“虛擬物件”在當今的世界上大發展。這個“虛擬化”潮流預示著人類意識在對世界實行了語言化之後將能推進的更深刻的資訊化。這個“虛擬化”也是具有多種形式、含義和目的的。它可以是一種生活方式，如人們進行“虛擬旅遊” 或生活在“虛擬家庭”。這是在電子網路中利用先進的多媒體技術給人們營造一個模擬的理想生活環境，使人們感性地生活於其中達到娛悅精神的目的甚至實現在現實生活中不能滿足的願望。它也可以是一種實踐方式，比如實現“虛擬管理”在理想模型中根據實際情況合理配置資源，由於許多本來需要經過大量實踐活動才能取得的結論在虛擬實踐中可以容易獲得，又避免了生產活動中大量人力和物力的耗費，因而能實現管理運營的高效化。它也可是一種認識和研究的方式，在對許多具體物件的虛擬化研究中（如研究“人工生命”），人們只是通過在電腦上建構物件的數學模型進行數字計算來解決問題。這時研究者把構成世界的本質要素看作是資訊（位元的世界）而不是物質，把不同的物理過程用表示不同的構成方式和過程的處理資訊的演算法來表示。這樣可把對整個宇宙的認識都歸結對資訊單元進行數學運算的過程，就如人們在人腦中可能通過邏輯思考來理解宇宙的一切。從這一切虛擬化形式中，我們看到資訊世界與可能世界密切相關。資訊形式是構築和表達可能性世界的手段，而虛擬世界往往是經過合理組織的可能性世界。而虛擬世界之為“虛擬”僅因它沒有實物的形式，而有時從它們表現了符合客觀事物的規律性因而是可實現的可能性來說，它們並不純粹是虛擬的。這猶如在技術實踐中人們把許多原本在自然界中並不存在而只是存在於可能世界中的人工創造物（像鋼鐵、塑料、汽車等）在現實中加以實現。現實世界和虛擬世界可以形成一個廣義的世界，在其中發生著二者的交流，而代表合理的可能性的虛擬世界可以引領現實世界的發展。於是我們看到資訊原本主要是用來使控制主體知道在現實物件的多種發展可能性中哪一種可能性變成了現實性的，而現在卻主要用來幫助主體在可能性空間中發掘合理的可能性並促其轉化為現實性。因此，現實對資訊的決定作用為主愈益轉變為資訊對現實的反向決定作用為主。 

　　美國技術哲學家阿伯特• 博格曼（Albert Borgman）在他的《抓牢現實——世紀轉換之際的資訊的本性》一書⑻中，也類似地描述了資訊的作用的變遷，他說資訊在人類社會發展中經歷了三個階段：1.自然資訊：關於現實的資訊（information about reality），2.文化資訊：為著現實的資訊（information for reality），3.技術資訊：作為現實的資訊（information as reality）。我們也可把這三個階段意譯為：反映現實的資訊，改組現實的資訊和製造現實的資訊。我們也由此想到卡爾•波普爾提出的“三個世界”的理論：物理世界（世界1）、精神世界（世界2）和作為人類精神的產物的思想內容的世界（世界3）。作為精神實體與物質實體的相互作用的產物的世界3本質上是一個資訊世界。過去我們感到世界3的獨立性和自主性很難理解，現在從虛擬世界的反作用於現實世界以及它與精神實體的相互作用中我們可以理解到這一點了。這一切都體現出人類作為“萬物之靈”的本質原因就在於他是一個“資訊動物”。

參考文獻 

　　⑴⑵⑶⑸維納著作選〔C〕. 鍾韌譯. 上海: 上海譯文出版社, 1978. 8, 4, 81, 12-13. 

　　⑷維納. 控制論: 或關於在動物和機器中控制和通訊的科學〔M〕. 郝季仁譯. 北京: 科學出版社, 1985. 133. 

　　⑹⑺馬克思恩格斯全集***第42卷***〔C〕. 中共中央馬恩列斯編譯局譯. 北京: 人民出版社, 1979. 125-126, 125. 

　　⑻Albert Borgman. Holding on to Reality : The Nature of Information at the Turn of the Millennium〔M〕. Chicago : University of Chicago Press, 1999.

相對論與科學迷信
科學追求的並不是真理