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論信息存在的復雜性
摘 要:提出了普適性的信息定義 “信息是通過(guò)一定媒介對事物及運動(dòng)狀態(tài)的一種映射、顯示,它標志事物及運動(dòng)狀態(tài)間接的非實(shí)體性的存在”。提出了與信源、信道、信宿對應的實(shí)有、實(shí)在、實(shí)得信息概念,解決了復雜系統中信息的語(yǔ)義歧義與信息創(chuàng )生這一難點(diǎn)。 關(guān)鍵詞:信息界定 復雜關(guān)系 信息創(chuàng )生
Abstract: This thesis proposes an universal definition of information: Information is to shine upon, show to one kind of the things and their motion states through certain media, it indicates the indirect unsubstantial existence of the things and their motion states. article puts forward the conceptions of being-information, reality-information and obtaining-information corresponding with information source, information channel and information home, solves the difficult problem of information ambiguity and creation in complicated system.
Key words: information definition; complicated relation; information creation
Author: Hong Kun-hui(1952-), male, born in KunMing, professor of YunNan Public Administration College. Major in thought science ;theory, method and application of complicated system.
信息論問(wèn)世以來(lái)信息范疇作為通信領(lǐng)域和具體層次的概念早已被人們普遍接受,然而,狹義信息概念并不具有普適性,為此,20世紀末期人們提出了廣義信息和范疇的信息問(wèn)題,然而,普適性的信息應該如何界定,它有哪些特征,復雜信息系統與簡(jiǎn)單信息系統的差別是什么,它們涉及哪些最基本的對象與關(guān)系,信息如何創(chuàng )生?等等問(wèn)題爭論較多,現有的還不能很好地說(shuō)明和澄清這些棘手問(wèn)題。因此,深入探討普適性信息范疇的合適定義,澄清簡(jiǎn)單系統與復雜系統中信息存在涉及的各種關(guān)系具有重要的理論和現實(shí)意義。
一、普適性信息范疇的提出
1、信息的早期及缺陷
信息的早期研究被稱(chēng)為狹義信息論。在西方的許多著(zhù)作中“信息”(Information)和消息(message)兩詞是互相通用的。出現電信技術(shù)后人們以為信息就是信號,1928年哈特萊在《信息傳輸》論文中把信息理解為選擇通訊符號的方式,用選擇的自由度來(lái)計量信息。1948年申農在《通訊的數學(xué)理論》中以概率論為工具給出了信源信息量和信道容量的和一般公式,申農明確地把信息量定義為隨機不定性程度的減少。1950年維納在《控制與》一書(shū)中這樣理解信息:“信息就是我們在適應外部世界,并把這種適應反作用于外部世界的過(guò)程中,同外部世界進(jìn)行交換的的名稱(chēng)”。隨著(zhù)計算機的人們又提出信息就是數據的說(shuō)法。此外,還有把信息看成是情報,是知識等的說(shuō)法。狹義信息論抓住了信息表面的共同點(diǎn)即消息、信號、數據、情報都是被通訊傳輸的東西,回答了什么東西中包含著(zhù)信息,而沒(méi)有直接回答信息是什么的問(wèn)題。為了從更廣泛的普適角度揭示信息本質(zhì),有人引入了差異度的概念,認為“信息就是差異”、“信息是物質(zhì)能量在時(shí)間及空間分布的不均勻性”。信息的差異論只是說(shuō)明了信息如何產(chǎn)生或負載信息的載體存在形式,仍然還是沒(méi)有回答清楚信息到底是什么的問(wèn)題。
2、廣義信息論及哲學(xué)層次信息范疇的產(chǎn)生
針對狹義信息論的缺陷誕生了多種版本的廣義信息論。學(xué)者鐘義信的廣義信息論將信息分成若干層次,最高層次是本體論信息,“某事物的本體論層次信息,就是該事物運動(dòng)的狀態(tài)和狀態(tài)改變的方式的自我表述/自我顯示”。[1]本體論層次的信息不以認識主體的條件為轉移。 “認識論層次信息是指主體所感知的或該主體所表述的相應事物的運動(dòng)狀態(tài)及其變化方式,包括狀態(tài)及變化方式的形式、含義和效用”。廣義信息論把同時(shí)考慮事物運動(dòng)狀態(tài)及其變化方式的外在形式,內在含義和效用價(jià)值的認識論層次信息稱(chēng)為“全信息”,“全信息”理論的提出使信息范疇有了更大范圍的普適性。
20世紀80年代誕生了所謂“信息哲學(xué)”,有了領(lǐng)域信息學(xué)與統一信息學(xué)(包括信息哲學(xué)、具體科學(xué)層次和技術(shù)領(lǐng)域的信息理論)的區分。信息哲學(xué)的信息概念有了相當的普適性,哲學(xué)理論對信息的界定大體上是四種類(lèi)型:其一,直接存在論。將信息直接看成是物質(zhì)能量在時(shí)空中分布的不均勻,認為信息、物質(zhì)、能量作為世界存在的三要素同時(shí)并存,有的甚至直接將事物的存在及運動(dòng)狀態(tài)當成信息存在;其二,屬性論。將信息看成是物質(zhì)的一種屬性、功能;其三,關(guān)系論。將信息看作是一種關(guān)系存在,認為信息產(chǎn)生和存在于關(guān)系之中;其四,表征、顯示論。認為信息既不是物質(zhì)、能量,也不是事物的屬性和關(guān)系及功能,就是說(shuō),信息不是指事物本身而是指對事物屬性、狀態(tài)的表征、顯示。有一些信息定義比較典型,例如:“信息是物質(zhì)的一種存在形式,它以物質(zhì)的屬性或運動(dòng)狀態(tài)為內容,并且總是借助于一定的物質(zhì)載體傳輸或貯存”。[2]信息“是物質(zhì)的一種普遍的基本屬性,是關(guān)于系統的組織性和復雜性的規定性及表征”;[3]“信息是事物的存在、特征、運動(dòng)和變化,事物間相互關(guān)系的一種反映。簡(jiǎn)單說(shuō)信息就是事物系統的動(dòng)態(tài)反映”;[4]“信息是物質(zhì)的一種反映屬性,是被一物所反映的另一物的屬性或狀態(tài)”;[5]“信息是客觀(guān)事物存在的方式和狀態(tài)的自身顯示,它是標志客觀(guān)事物間接存在性的哲學(xué)范疇”。[6]……目前,信息哲學(xué)研究的熱點(diǎn),也是爭論的焦點(diǎn)主要包括:信息概念是否屬于哲學(xué)范疇,普遍適用于多數對象的信息定義是什么,信息與具體科學(xué)的關(guān)系,信息與認識過(guò)程,信息與智能,信息與生命現象?等等問(wèn)題。至今尚無(wú)被人們普遍接受的結論,特別是普適性信息的界定爭論最多,最激烈,解決這個(gè)問(wèn)題的迫切性和價(jià)值也比較大。
3、現有信息理論的主要缺陷
。1)信息對象的層次區分沒(méi)有得到重視。不少研究者將本體論層次的信息與認識論層次的信息混為一談,將普適性信息范疇與具體科學(xué),特別是技術(shù)層次(如通信、控制、計算等)的信息概念混為一談。抓住信息的某一層次或某一方面當成信息對象的總體。
。2)對產(chǎn)生和構成信息存在的基本要素、對象及關(guān)系區分不清。如將對象的直接存在(對象的物質(zhì)、能量、相互作用、功能等存在)當成信息存在;將信息的載體存在當成信息存在;將信息與載體的統一體當成信息存在;把信宿獲得的“實(shí)得信息”當成唯一的信息存在,這是主觀(guān)信息論;蛘甙研旁春托诺佬畔敵晌ㄒ坏男畔⒋嬖,稱(chēng)之為客觀(guān)信息論。這二種極端的信息理論正是忽略了信息在關(guān)系中產(chǎn)生、在關(guān)系中存在的復雜本質(zhì)。忽略了信息存在至少涉及三個(gè)以上對象及復雜關(guān)系。
。3)適用于復雜信息系統的理論比較少。目前的狹義與廣義信息論大多是起源和立足于簡(jiǎn)單系統的信息理論,即用簡(jiǎn)單通訊信息系統的方法來(lái)類(lèi)比復雜系統的信息現象,將復雜性當成了簡(jiǎn)單性來(lái)處理。而涉及生命現象和人的認識論層次的信息是很復雜的對象,其中信宿主體內信息的語(yǔ)義歧義和信息創(chuàng )生問(wèn)題是難點(diǎn),用現有信息理論難以解釋。
二、基于復雜關(guān)系的信息存在
1、基于三種關(guān)系的哲學(xué)本體論信息存在
基于關(guān)系存在本體論的信息定義是從存在與關(guān)系存在角度對信息的描述和界定。本文的本體論信息定義如下:“信息是事物及現象的存在方式之一,它是通過(guò)一定的媒介對事物及運動(dòng)狀態(tài)的一種顯示(映射、反映),它標志事物及現象的間接存在” [7]這里所說(shuō)的事物及現象泛指一切“存在者”,包括物質(zhì)、能量和相互作用、精神現象、實(shí)體和非實(shí)體存在、關(guān)系存在、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)存在,甚至也可以是更低一層次的信息存在(與特定載體結合的信息對象)。定義中的特定媒介則指物質(zhì)實(shí)體、能量及相互作用和時(shí)間、空間等。本文的普適性信息定義可以從信息對象的外延、內涵、構成要素及復雜關(guān)系等幾個(gè)方面去理解:
。1)信息是事物或現象的存在方式之一揭示了信息概念的外延。世界上的事物既可以以物質(zhì)實(shí)體方式存在,也可以以能量方式存在,還可以以信息方式和其他方式存在,信息存在只是事物的各種存在的方式之一,信息是有別于物質(zhì)、能量存在的另一種存在方式。
。2)信息是對事物及運動(dòng)狀態(tài)的顯示(映射、反映)這一結論揭示了信息概念的內涵。信息顯示的對象是客觀(guān)存在的事物及運動(dòng)狀態(tài),如果沒(méi)有客觀(guān)對象的存在也就不可能有對它的映射、顯示的存在,也就沒(méi)有所謂信息問(wèn)題。因此,對象存在是第一位的,對象的信息存在則是第二位的,派生的。從詞匯構成看,人們講到信息時(shí)都是在講“某某的信息”,這個(gè)某某其實(shí)就是信息所要顯示的對象。就客觀(guān)對象與它的信息存在之間的關(guān)系看,信息雖然不是客觀(guān)事物及運動(dòng)狀態(tài)本身但卻是對它的存在狀況的映射、顯示。信息與它表征的對象有內容上的同構或同態(tài)映射關(guān)系,同態(tài)映射關(guān)系表明信息在某種意義上可以“代表”它所反映的對象去作用于另外的對象,而一旦信宿獲取了客觀(guān)事物及運動(dòng)狀態(tài)的信息,實(shí)際也就能部分地把握客觀(guān)事物及運動(dòng)狀態(tài)。
。3)信息是通過(guò)特定媒介對客觀(guān)存在的映射、顯示這一結論揭示了信息對載體的依存性。信息載體就是指承載、支撐、維持信息存在的對象。信息載體一般就是物質(zhì)、能量、相互作用、時(shí)間、空間等的存在。所謂映射主要是指信源存在通過(guò)物質(zhì)、能量、相互作用將自身的狀況在時(shí)空中傳遞給另一個(gè)對象(載體),這是一種信源與信息載體的相通與傳遞關(guān)系。從信息的產(chǎn)生和維持過(guò)程看,信息對載體的依賴(lài)有時(shí)甚至超過(guò)信息對產(chǎn)生它的初始信源的依賴(lài)。例如,信源可以在產(chǎn)生特定信息后消失,但該信息卻可以與其他載體結合后依然持續存在,就是說(shuō)信息可以與產(chǎn)生它的信源分離(經(jīng)載體轉載后),但卻永遠無(wú)法與現實(shí)的負載信息的載體分離,信息只能從一種載體轉到另一種載體,而永遠不可能沒(méi)有載體,無(wú)論是信息的產(chǎn)生、傳輸、存貯和發(fā)揮作用都離不開(kāi)載體。一般情況下,脫離了信源的信息(與信源之外其他載體結合在一起的信息)是一種相對獨立于信源的存在,該信息與其載體同在,移動(dòng)了載體也就移動(dòng)了信息,傳遞了載體也就傳遞了信息,消滅了載體也就消滅了信息。信息的主要特征之一就是不能單獨存在它必須與載體同在。
對載體的理解不能只限于信道,信源中也存在信息載體。只不過(guò)產(chǎn)生信息與承載信息的對象是同一個(gè)即信源。同理,信宿中也存在信息載體,不過(guò)此信息載體與信息接受者是同一個(gè)對象即信宿。信息載體可以分類(lèi)為,信源載體、信道載體、信宿載體。信息的載體存在又是多層次的,在物理層次指是物質(zhì),能量在時(shí)空中的分布和四種相互作用,在更高級的層次是指由符號充當信息的二級載體,當然,以符號傳遞的信息還是需要與一定的載體結合,傳遞了符號的載體也就傳遞了符號也就傳遞了由符號所代表和承載的對象的信息。
。4)信息是事物的間接存在這一結論揭示了信息是一種特殊的存在具有相對獨立性。本體論信息存在是獨立于人的意識之外的,不以人的意志為轉移的,其信息存在的客觀(guān)性一點(diǎn)也不亞于它所顯示的客觀(guān)事物本身的客觀(guān)性。信息存在的客觀(guān)性是由信源和載體的客觀(guān)性賦予的。信息是事物的間接存在還揭示了信息是一種特殊的客觀(guān)存在,它是對直接存在者(客觀(guān)事物及運動(dòng)狀態(tài))的間接存在。與直接的第一存在相比它是派生的或伴生的第二存在,是“客觀(guān)虛在”,即對象的“影子存在”。信息的相對獨立性是由信息載體的相對獨立性決定的。信息是事物的間接存在表明了信息與它顯示的對象之間的相同與差異。信息與它顯示的對象是二個(gè)不同的存在,就信息內容來(lái)說(shuō),信息在映射過(guò)程中發(fā)生的變形可以使二者有很大的差異,信息與它顯示(映射)的對象之間會(huì )有從0到1區間的相似度,當二者的相似度接近時(shí),信息可以近似代表它所反映的真實(shí)對象。當信息被信宿接收后,信宿對信息的識別與解釋具有信宿的主觀(guān)性,即同一客觀(guān)信息在不同的信宿中有不同的差異。
。5)信息的產(chǎn)生和存在涉及復雜的關(guān)系。本體論的信息至少涉及三個(gè)對象:1)存在者(事物及運動(dòng)狀態(tài))、2)信息載體、3)信息。在本體論層次,可以沒(méi)有信息的接受者,沒(méi)有所謂對信息接受者的不確定性的變化,甚至也沒(méi)有所謂“人”(認識主體)的任何問(wèn)題。在本體論層次信息的存在具有絕對的客觀(guān)性。本體論的信息存在涉及三種關(guān)系:1)存在者→信息載體、2)信息載體→信息、3)存在者→信息。存在者與載體之間是直接關(guān)系,載體與信息之間是直接關(guān)系,存在者與信息之間是間接關(guān)系。所以,信息存在本質(zhì)上是關(guān)系存在的產(chǎn)物,信息在關(guān)系中產(chǎn)生,在關(guān)系中存在,在關(guān)系中發(fā)揮作用。信息定義所指的“映射”是針對信息產(chǎn)生的原理、過(guò)程與路徑,是針對信源與信息載體的關(guān)系以及載體與信息的關(guān)系而言的,信息定義中的“顯示”是指映射產(chǎn)生的結果,是針對事物的實(shí)際存在內容與它的信息內容上的對應與相似關(guān)系而言的。
。6)本體論信息存在的條件和必然性。當人們將信息的產(chǎn)生與存在當成一個(gè)過(guò)程來(lái)理解就會(huì )發(fā)現,只要我們討論的對象(存在者)曾經(jīng)存在過(guò),只要對象不是封閉的,只要對象與外部環(huán)境有物質(zhì)、能量、相互作用以及時(shí)間、空間的連通(這三個(gè)條件在現實(shí)中普遍存在),那么,對象的存在狀況必然通過(guò)物質(zhì)、能量、相互作用在時(shí)空中傳播出來(lái),相互作用向外的傳播過(guò)程實(shí)際就是存在者的存在狀況被映射的過(guò)程,映射的過(guò)程就是信息產(chǎn)生的過(guò)程,而這些傳播或映射出來(lái)的東西一旦負載于特定的載體上,就形成了該對象的相對獨立的信息存在。信息產(chǎn)生的過(guò)程是,信源通過(guò)相互作用映射到信息的信道載體,如果有信宿存在則進(jìn)一步映射到信宿的信息載體。目前的科學(xué)研究表明,任何對象的外部都充滿(mǎn)了信息的載體(物質(zhì)、能量或相互作用),所以,信息的映射和轉載過(guò)程是不可避免的,因而,本體論層次的信息的產(chǎn)生和存在是必然的。信息映射與轉載的速度由相互作用的速度決定,如果是萬(wàn)有引力和電磁相互作用傳遞信息(30萬(wàn)公里/秒),則對象存在的同時(shí),它的信息存在就幾乎同時(shí)在相鄰的空間中產(chǎn)生和存在了,二者存在時(shí)差很小,在忽略微小時(shí)差的情況下,物質(zhì)、能量與信息的“并存”也就是必然的。
本體論信息圖示1:(略)
說(shuō)明:本體論信息是通過(guò)特定媒界對存在對象的映射、顯示,涉及三個(gè)對象:1、事物的直接存在,2、信息的載體存在,3、事物的間接存在(信息存在),——→表示映射關(guān)系。 本體論信息無(wú)論有無(wú)信息接受者它都客觀(guān)地存在著(zhù)。存在對象是第一位的,顯示它的信息則是派生的,第二位的。信息一旦與特定的載體結合,可以相對獨立于存在對象(信源),但信息與信息載體卻無(wú)法分離,信息不能脫離載體而存在,它們被捆綁在一起。物質(zhì)、能量、相互作用、時(shí)空是信息的載體。信息的內容映射和反映存在對象的狀況。同一內容的信息可以用不同載體負載,不同內容的信息也可以用同一載體負載,載體負載什么樣的信息取決于它和什么信息內容進(jìn)行對應的捆綁。
2、基于四種以上復雜關(guān)系的認識論信息存在
。1)認識論層次的信息界定。認識論層次的信息加入了主體(人、高級生物、機器、電腦)與客體(客觀(guān)事物)的約束。因此,認識論層次的信息外延比本體論層次信息的外延要小,但內涵豐富得多,復雜得多。本文作者對認識論信息的定義如下:“認識論信息指通過(guò)特定媒介,主體對主客體相互關(guān)系存在的映射、顯示”,它包括對客體存在的映射、顯示,對主體存在的映射、顯示,還包括對主客體相互作用存在的映射、顯示。認識論信息涉及的對象及關(guān)系比本體論信息涉及的關(guān)系更復雜,認識論信息包括語(yǔ)法信息(信息存在的形式)、語(yǔ)義信息(信息包含的內容)、語(yǔ)用信息(信息發(fā)揮的效應);還涉及信源(產(chǎn)生信息的對象)、信道(信息傳遞的通道)、信宿(接受信息的對象);涉及實(shí)有信息(信源包含的全部信息)、實(shí)在信息(信道中存在的信息)和實(shí)得信息(信宿實(shí)際獲得的信息)等。認識論信息與本體論信息的區別在于認識論信息只在主客體關(guān)系中存在,它反映和顯示關(guān)系存在,離開(kāi)了信源、信道和信宿之間的關(guān)系不存在所謂認識論信息問(wèn)題,認識論的信息是存在者關(guān)系存在的一部分,是本體論信息存在(三種關(guān)系存在)之上的更復雜更高級的關(guān)系存在。
認識論信息涉及四個(gè)對象: 1)存在者(信源)、2)信息載體、3)信息 、4)信宿。認識論信息涉及三對直接關(guān)系: 1)信源與信息的關(guān)系,沒(méi)有信源的存在就談不上什么信息的存在,就信息包含的語(yǔ)義內容來(lái)說(shuō)信息是對信源(存在者)存在情況的同態(tài)映射。2)信息與載體的關(guān)系,沒(méi)有載體信息也不可能存在。3)信息與信宿的關(guān)系。認識論信息的復雜性表現在信宿信息的不確定性上,信宿在獲得信道中的信息之后,除了直接實(shí)得信息之外,還有間接實(shí)得信息的獲得。間接實(shí)得信息產(chǎn)生了信息語(yǔ)義附加和信息創(chuàng )生,使信息存在由客觀(guān)的本征信息向信宿的主觀(guān)信息的轉變發(fā)生,因此,信息由確定性的對象變成了非確定性的對象,由客觀(guān)的可以形式化、量化處理的對象變成了主觀(guān)的難以形式化,量化處理的對象。
。2)認識論信息中的編碼與人工編碼信息。信息的自然編碼指事物天然形成的信息映射方式、信息與載體的結合方式,人工編碼主要指在人為的干預下,用符號代替具體對象,用符號作為中介溝通信源、信道和信宿。人工編碼是在自然編碼基礎上形成的二級編碼,是信息之上的信息。一般情況下,符號層次的信息及關(guān)系表達往往比較簡(jiǎn)單,可以確定化、形式化、符號化、量化、可量度、可計算,傳遞和處理它們非常容易。但符號所指所代表的對象的語(yǔ)義信息不一定可以完整表述,一個(gè)簡(jiǎn)單的符號如字母A可以代表一個(gè)簡(jiǎn)單的分子、可以代表一個(gè)復雜的人、一個(gè)社會(huì )系統、甚至一個(gè)宇宙的存在,符號代表的語(yǔ)義往往要靠信宿自身對符號的與解釋來(lái)確定,符號與語(yǔ)義的關(guān)系是約定俗成的。信宿對符號的解釋要靠信宿以往的學(xué)習來(lái)決定,信宿的學(xué)習過(guò)程實(shí)際是建立對象信息與符號信息的對應與捆綁關(guān)系,在學(xué)習的基礎上,在已經(jīng)掌握了符號體系的人使用符號信息時(shí),這種符號對語(yǔ)義的對應解釋過(guò)程在人腦中自動(dòng)完成,看似不費什么氣力,實(shí)際涉及非常復雜的信息處理,特別是要由信宿主體自身?yè)碛械男畔⑾到y的內容來(lái)決定。在現有的理論和實(shí)踐中,人們往往忽略了解決符號與語(yǔ)義關(guān)系問(wèn)題的復雜性。如果要機器來(lái)完成符號的語(yǔ)義理解太困難了,除非機器與人一樣具有學(xué)習能力。簡(jiǎn)單對象產(chǎn)生的簡(jiǎn)單信息可以形式化、符號化、量化和用計算方法處理,自然編碼信息特別是復雜的生命系統的信息目前大多還不可以形式化、量化、不可量度。
認識論信息圖示:(略)
說(shuō)明:1、認識論信息必須存在于主客體的相互關(guān)系中,離開(kāi)認識主體或客體的任一一方就沒(méi)有所謂認識論層次的信息。2、客體與信源和實(shí)有信息對應,主客體相互作用與信道和實(shí)在信息對應,主體與信宿和實(shí)得信息對應。3、認識主體的出現使本體論信息轉化為認識論信息,使信息的存在變得異常復雜,使主體實(shí)得信息成為不確定對象。
三、實(shí)有、實(shí)在、實(shí)得信息之間的復雜關(guān)系
1、信息的主要分類(lèi)及概念體系構成
在現有的通訊中信息分成實(shí)在信息與實(shí)得信息二種,這個(gè)理論不能解釋信源信息與信道信息的區別,為了彌補現有理論的缺陷,本論文在廣義信息論基礎上將信息劃分成不同的層次與類(lèi)別,建立了信息的三個(gè)層次和九個(gè)基本范疇的普適性信息理論體系:
。1)按抽象與實(shí)用的程度,信息一般可分為三大層次:1)層次、2)具體層次、3)工程技術(shù)層次的信息,在哲學(xué)層次又可以分為本體論信息和認識論信息二類(lèi)。
。2)針對信息的形式,和效用分成:1)語(yǔ)法信息、2)語(yǔ)義信息、3)語(yǔ)用信息。
。3)針對信息的產(chǎn)生及傳遞關(guān)系可以分成,4)信源,指擁有和產(chǎn)生信息的對象,5)信道、指信息存在和流通的場(chǎng)所,6)信宿,指信息作用的對象及信息的歸宿。
以上分類(lèi)與鐘義信的廣義信息論相同。
。4)針對信息與載體的結合情況以及信息過(guò)程各個(gè)環(huán)節之間的性質(zhì)差別分成:7)存在于信源中的實(shí)有信息、(有別于現有信息理論)8)存在于信道中的實(shí)在信息、9)存在于信宿中的實(shí)得信息,實(shí)得信息又分為直接實(shí)得與間接實(shí)得二種信息(間接實(shí)得信息是有別于現有信息理論的關(guān)鍵概念)。
信息的三層次和九個(gè)對象的劃分是構成統一信息理論體系的基本要素及框架,特別是實(shí)有信息、實(shí)在信息、實(shí)得信息三個(gè)對象及概念構成統一信息理論的最基本范疇,這三個(gè)信息范疇針對信息的不同環(huán)節與側面,具有不同的性質(zhì)與功能,不能相互代替,缺一不可少。
。5)其他信息對象的劃分。根據信息產(chǎn)生的對象性質(zhì)可以劃分為:物理信息、化學(xué)信息、生命信息、思維信息、信息等;根據客體與主體的關(guān)系可以劃分為:客觀(guān)信息(客觀(guān)世界中的一切信息)和主觀(guān)信息:指人的信息包括知、情、意、需要、興趣、動(dòng)機、態(tài)度、信念、理想、世界觀(guān)、氣質(zhì)、能力、性格、人的知識等;根據信息與載體結合的編碼方式分成編碼與人工編碼信息,人工編碼立足于信息與符號關(guān)系的結合。一般情況下,簡(jiǎn)單對象產(chǎn)生的簡(jiǎn)單信息可以形式化、符號化、量化和用處理,如通信和控制中處理的信息對象,而認識論的信息特別是涉及復雜系統、生命現象、人腦思維的信息大部分是還不可能用符號方法及技術(shù)來(lái)處理的。
2、現有信息理論向統一信息理論轉變的主要困難及出路
。1)現有信息理論體系中缺乏核心的 “實(shí)有信息”概念。所謂實(shí)有信息指信源中包含的全部信息。由于過(guò)去信息長(cháng)期面對的是簡(jiǎn)單信息系統,例如,在通信中,只要有實(shí)在與實(shí)得信息二個(gè)概念就能很好地描述系統的通訊與控制。因此,人們一直沒(méi)有發(fā)現和提出實(shí)有信息這個(gè)概念。在簡(jiǎn)單的通信系統中,一般不考慮信源的開(kāi)放度問(wèn)題,這樣,信源中的實(shí)有信息將全部或大部映射轉移到信道的實(shí)在信息中。進(jìn)一步,如果信宿對信息的接納開(kāi)放度也不考慮(在簡(jiǎn)單通信系統中的情況)信道實(shí)在信息也將全部或大部分轉移到信宿實(shí)得信息中。因此,在通訊和人工控制系統和計算機系統中可以省略信息開(kāi)放度的說(shuō)法,同時(shí),也可以省略實(shí)有信息的概念。因為,在簡(jiǎn)單信息系統中信源實(shí)有信息基本等價(jià)于信道中的實(shí)在信息,實(shí)在信息也基本等價(jià)于信宿中的實(shí)得信息,實(shí)有信息≈實(shí)在信息≈實(shí)得信息。然而,如果是面對復雜系統情況就大不一樣,復雜系統中的很多信息現象無(wú)法用實(shí)在信息一個(gè)概念來(lái)解釋?zhuān),一個(gè)很有知識的科學(xué)家來(lái)到人們中間,他頭腦中擁有的知識信息是不容懷疑的,即由他的大腦神經(jīng)活動(dòng)負載的信息是實(shí)有的,但是,如果他沒(méi)有開(kāi)口說(shuō)話(huà)(此時(shí)以語(yǔ)言傳遞的信息開(kāi)放度為零),沒(méi)有將他擁有的豐富的實(shí)有信息傳遞出來(lái),在此情況下,難道我們可以說(shuō)在他頭腦中沒(méi)有實(shí)有信息嗎?肯定不可以,最多只能說(shuō)信源的實(shí)有信息沒(méi)有輸出到信道中成為實(shí)在信息。所以,“有”的信息不一定“在”我們不能根據信道中是否存在信息來(lái)判斷信源中是否有或有多少信息的問(wèn)題,另方面,“在”的信息必定是從“有”中來(lái)的,“在”的信息是“有”的信息的子集。因此,如果不建立實(shí)有信息和信息開(kāi)放度概念,就不能完整地解釋復雜對象的信源實(shí)有信息和信道實(shí)在信息之間的聯(lián)系與區別,就沒(méi)有兼容簡(jiǎn)單系統與復雜系統的統一信息理論的產(chǎn)生。
。2)現有信息理論對信宿實(shí)得信息的理解過(guò)于簡(jiǎn)單,沒(méi)有將直接實(shí)得信息與間接實(shí)得信息區別開(kāi)來(lái),F有信息理論認為:信宿的實(shí)得信息=實(shí)在信息-信道損耗-信宿中的先驗信息(即信宿已事前知到的信息),在這里,實(shí)得信息實(shí)際是指信宿直接從信源、信道中獲得的信息,它是實(shí)在信息的子集。實(shí)得信息實(shí)際是一種被動(dòng)的信息獲取,在本文的范式中這一部分實(shí)得信息只能叫信宿的直接實(shí)得信息。一般情況下,在簡(jiǎn)單系統的通信中信宿只會(huì )有直接實(shí)得信息部分,不會(huì )有間接實(shí)得信息部分,實(shí)得信息≈直接實(shí)得信息。但是,沒(méi)有間接實(shí)得信息概念的理論往往只適用于簡(jiǎn)單系統,而不能適用于復雜系統。在復雜系統中實(shí)得信息的情況發(fā)生了重大變化,因此,在復雜系統中必須把實(shí)得信息分成直接實(shí)得信息(實(shí)在信息的子集)與間接實(shí)得信息(由輸入信宿的信息在信宿中引發(fā),激活、重組、創(chuàng )生的信息)。在復雜信息系統中,只要信宿原來(lái)存儲的信息不為零,信宿內部存儲的信息與外部輸入信息之間的關(guān)系也不為零,那么,信宿中間接實(shí)得信息的產(chǎn)生和獲得就是普遍存在的,不可避免的,只有引入間接實(shí)得信息概念才能解釋復雜系統的信息現象。
。3)現有信息理論不能很好地解釋信息的創(chuàng )生和語(yǔ)義歧義問(wèn)題。信息創(chuàng )生問(wèn)題是簡(jiǎn)單信息系統中不存在的問(wèn)題,在計算機等人工系統中不存在信息的創(chuàng )生問(wèn)題,只存在信息的轉化,只存在從一些符號到另一些符號的轉移(至少目前的計算機是如此)。而在復雜系統中信息的創(chuàng )生又是普遍存在的現象,如生命現象、智能現象特別是高級智能中的人的思維現象存在大量的信息創(chuàng )生,F有的理論不能解釋信息創(chuàng )生發(fā)生在智能系統的哪個(gè)環(huán)節,如何產(chǎn)生,F有信息理論之所以不能很好解釋信息創(chuàng )生問(wèn)題,其主要原因是對信宿實(shí)得信息的理解過(guò)于簡(jiǎn)單,它們只描述了直接實(shí)得信息,在其理論中就沒(méi)有直接實(shí)得與間接實(shí)得信息的區別。而在復雜信息系統中間接實(shí)得信息普遍存在,如人作為信宿是一個(gè)能動(dòng)的信息系統,人體中本來(lái)就存儲著(zhù)大量的遺傳的和主體后天的信息,一旦有信息從外部輸入將引發(fā)、激活主體原來(lái)存儲的與外部信息相關(guān)的那些信息,導致主體信息系統中各種信息關(guān)系的重新組合,產(chǎn)生新的信息(信息創(chuàng )生)。這些由外部輸入信息在信宿中引發(fā)、創(chuàng )生的信息就叫信宿的間接實(shí)得信息,間接實(shí)得信息是信宿信息創(chuàng )生之源。舉一例說(shuō)明實(shí)得信息的差別。例如,同樣一個(gè)蘋(píng)果從樹(shù)上落地的事件對不同的信宿來(lái)說(shuō),實(shí)有、實(shí)在、直接實(shí)得信息差別不是很大,但是,由于信宿不同,例如是牛頓和果農的區別,那么,他們之間的間接實(shí)得信息有天大的區別,牛頓在那一刻信息事件中獲的的間接實(shí)得信息(萬(wàn)有引力理論誕生)可以包容半個(gè)世界,而農夫在那一刻的間接實(shí)得信息微不足道,當然,即使是農夫也不可能什么間接實(shí)得信息也沒(méi)有。
3、實(shí)有、實(shí)在與實(shí)得信息之間的復雜關(guān)系
。1)實(shí)有信息與實(shí)在信息的關(guān)系是復雜的。實(shí)在信息是實(shí)有信息的子集,信道中的實(shí)在信息來(lái)源于信源中的實(shí)有信息。在復雜系統中,如果信源的開(kāi)放度很低,信源擁有的豐富信息將不能傳遞出來(lái),表明實(shí)有信息多,實(shí)在信息少。如果信源的開(kāi)放度為零(封閉系統)輸出到信道中的信息等于零,實(shí)在信息為零,沒(méi)有實(shí)在信息,但信息在信源中還是客觀(guān)存在的,復雜系統中的實(shí)有信息與實(shí)在信息有較大的差別原因在于此。在簡(jiǎn)單系統中,如果信源開(kāi)放度為1,信源中的實(shí)有信息將大部分轉移到信道中成為實(shí)在信息,在簡(jiǎn)單系統中實(shí)在信息≈實(shí)有信息。然而,實(shí)有與實(shí)得信息二者在簡(jiǎn)單系統中下的相同或相似不等于二者是同一個(gè)對象。
。2)實(shí)在信息與實(shí)得信息的關(guān)系也是復雜的。在簡(jiǎn)單系統中,信宿獲得的實(shí)得信息=實(shí)在信息-通信損耗-先驗信息(信宿中原來(lái)已有的與信道實(shí)在信息中內容相同的信息即信宿已知信息)。例如,如果信宿已經(jīng)事先知道實(shí)在信息中的所有信息內容,那么信宿在通信過(guò)程中獲得的“實(shí)得信息”等于零,用通俗的話(huà)來(lái)說(shuō)就是信宿這一端在通信中沒(méi)有獲得任何信息。然而,在信源和信道那一端信息還是客觀(guān)存在的。如果實(shí)在信息的內容對信宿是完全陌生的、未知的,則實(shí)在信息將全部轉移到信宿中成為信宿的實(shí)得信息,實(shí)在信息≈實(shí)得信息。然而,在復雜系統中情況大不一樣,由于信宿本身具有許多信息儲存,這些儲存信息導致信宿主體的“意向”的產(chǎn)生,即信宿對外部輸入的信息有選擇性,例如,主體對某些信息視而不見(jiàn),聽(tīng)而不聞,在極端情況下,如果信宿的開(kāi)放度為零,再多的實(shí)在信息也不能轉移到信宿中成為實(shí)得信息。
。3)實(shí)得信息的復雜性與信息創(chuàng )生的。在現有的信息理論中實(shí)得信息是不再細分的,實(shí)得信息是實(shí)在信息的子集,這個(gè)理論的缺陷是不能解釋信息的創(chuàng )生問(wèn)題,用它解釋簡(jiǎn)單系統可以,如解釋人工的通信和控制系統以及計算機系統。在簡(jiǎn)單系統中只存在信息的轉換,不存在信息的創(chuàng )生,復雜系統如生命現象,人和動(dòng)物的智能現象是不能用該理論來(lái)解釋的。本文的創(chuàng )造之一是提出實(shí)得信息的直接實(shí)得與間接實(shí)得之分。直接實(shí)得信息是信宿從信道中直接獲得的信息,直接實(shí)得信息是信道信息的子集。間接實(shí)得信息是指信宿在信息輸入事件中被激活、重組、創(chuàng )生的信息,它的素材來(lái)源于信宿中已經(jīng)存在的信息與信宿直接實(shí)得信息二方面。間接實(shí)得信息是內外二種信息的組合和創(chuàng )生,它在內容上是新的信息,是原來(lái)信宿中沒(méi)有的信息,所以叫信息創(chuàng )生。
在具體的信息過(guò)程中信宿的實(shí)得信息與外部信息輸入和信宿自身二方面的狀況都有關(guān)。同一個(gè)信源和信道信息由于接受信息的信宿不一樣,信宿方面獲得的實(shí)得信息是不一樣的。在信宿這一端有對信息的選擇、重組、創(chuàng )生,因此,實(shí)得信息具有主體的主觀(guān)性,不守衡性,不確定性。整體看,認識論信息涉及的三方面是確定與不確定的統一存在。在信源(實(shí)有信息)和信道(實(shí)在信息)一端是客觀(guān)的,確定的,在信宿、實(shí)得信息一端是主觀(guān)的不確定的,其中,直接實(shí)得信息是實(shí)在信息的子集有一定的客觀(guān)性,間接實(shí)得信息是主觀(guān)的,間接實(shí)得信息是信息創(chuàng )生的發(fā)源地。
。4)實(shí)得信息的復雜性決定了信宿語(yǔ)義信息的不確定性。所謂信息的歧義產(chǎn)生于信息輸入時(shí)信宿對信息的感知與解釋?zhuān)潘薜慕忉屖侵饔^(guān)的,它決定于信宿自身?yè)碛械男畔⑾到y與輸入信息的關(guān)系。由于信宿對實(shí)在信息的選擇性,實(shí)在信息中只有一部分成為信宿的直接實(shí)得信息。直接實(shí)得信息根據信宿的不同而不同。間接實(shí)得信息更是因信宿的不同而不同的。甚至同一信宿在不同時(shí)刻,不同狀態(tài)下,面對相同的信息輸入情況下,間接實(shí)得信息也是不同的。信息的語(yǔ)義歧義既產(chǎn)生于信宿對信息的識別環(huán)節,也產(chǎn)生于解釋環(huán)節,還產(chǎn)生于聯(lián)想環(huán)節。
。5)復雜系統與簡(jiǎn)單系統實(shí)得信息的差別。對信宿來(lái)說(shuō)已知信息的輸入,語(yǔ)義內容沒(méi)有增加,但它在數量上是重復的,它的輸入增加了該信息在信宿中的存在強度,會(huì )產(chǎn)生一定的效應。在一個(gè)復雜的信息系統中,各種信息之間存在競爭關(guān)系,經(jīng)過(guò)重復的信息地位高于不重復的對象。在簡(jiǎn)單信息系統中,因為不存在信息之間的競爭問(wèn)題,所以,信宿已經(jīng)知道的部分不計入實(shí)得信息。在復雜信息系統中信息存在遺忘問(wèn)題,被遺忘的信息將不能發(fā)揮作用即實(shí)得信息的喪失,所以,復雜系統中不可能不考慮信息存在的動(dòng)態(tài)問(wèn)題。對實(shí)得信息來(lái)說(shuō),簡(jiǎn)單系統的信息是死的、確定的、無(wú)競爭,無(wú)創(chuàng )生,只有轉化的,重復信息無(wú)效應。在復雜系統中,信息是活的、不確定的、有信息創(chuàng )生、有信息競爭、重復信息有效應。
。6)實(shí)有、實(shí)在、實(shí)得信息的相對性。信源、信道、信宿是相對的。實(shí)得信息與實(shí)有信息有轉化關(guān)系,信宿的實(shí)得信息經(jīng)過(guò)記憶轉變成信宿實(shí)有的信息。如果將信宿看成另一種關(guān)系中的信源,則信源中的信息就是由信宿實(shí)得信息轉化來(lái)的實(shí)有信息。在復雜系統之間,如人之間,在使用相同的符號系統的前提下(相同的自然語(yǔ)言,人工語(yǔ)言)就可以互為信源信宿關(guān)系, 此時(shí)將二者關(guān)系倒過(guò)來(lái)雙向理解即可。例如,當人向其他人輸出信息時(shí)它是信源,別人是信宿,當別人輸出信息時(shí)它成為信宿。實(shí)有、實(shí)在、實(shí)得信息隨二者關(guān)系的改變而改變,如果有一個(gè)人在其中作為傳聲筒那么他就是信道。在簡(jiǎn)單系統中往往只有單向的信息輸入關(guān)系,不存在互為信源信宿的關(guān)系,例如,石頭與人之間,石頭不可能成為人的信宿,不存在人與石頭之間的信息水平的雙向的相互作用。
復雜系統中:實(shí)有、實(shí)在、實(shí)得信息關(guān)系圖示(略)
說(shuō)明:1、實(shí)有信息中只有一部分信息可以輸出成為實(shí)在信息,實(shí)在信息是實(shí)有信息的子集。
2、實(shí)在信息中只有一部分可以進(jìn)入信宿,進(jìn)入信宿的信息分成二部分,一部分是信宿已經(jīng)知道的信息,對信宿來(lái)說(shuō)重復的信息,重復信息會(huì )有一定效應。另一部分是信宿未知信息,成為信宿的直接實(shí)得信息。
3、實(shí)得信息是直接實(shí)得與間接實(shí)得的統一,是客觀(guān)信息與主觀(guān)信息的統一,直接實(shí)得信息來(lái)源于外部信息,間接實(shí)得信息來(lái)源于信宿主體內部,是信宿主體在一有限時(shí)間尺度內被外部信息輸入激活、重組、創(chuàng )生的主體內信息,間接實(shí)得信息素材來(lái)源于主體,但是,經(jīng)重組的信息內容是新的,是主體原來(lái)沒(méi)有的新信息。間接實(shí)得信息是信息創(chuàng )生之源。
4、主體信息系統根據外部輸入信息與系統內存儲信息的相干程度對存儲信息進(jìn)行激活,重組與創(chuàng )生。
5、同一實(shí)有、實(shí)在信息對不同的信宿主體將產(chǎn)生不同的效應,信宿不同,信宿得到的信息就是不同的,信息在此環(huán)節具有主觀(guān)性不確定性。
4、提出信息的實(shí)有、實(shí)在、實(shí)得概念的重要意義
。1)提出認識論信息的實(shí)有、實(shí)在與實(shí)得信息的區別是解決信息理論問(wèn)題的關(guān)鍵。目前,很多研究者在這個(gè)問(wèn)題上比較困惑,原因在于沒(méi)有將簡(jiǎn)單系統的信息問(wèn)題與復雜系統的信息問(wèn)題區別開(kāi)來(lái),誤將簡(jiǎn)單系統中適用的信息過(guò)程理論類(lèi)比到復雜系統的信息過(guò)程中,簡(jiǎn)單系統中實(shí)有信息與實(shí)在信息相同也沒(méi)有信息創(chuàng )生問(wèn)題,只有信息轉換問(wèn)題。實(shí)有、實(shí)在與實(shí)得信息三個(gè)概念的提出彌補了信息理論體系中缺乏核心的基本概念的問(wèn)題。
。2)實(shí)有、實(shí)在、實(shí)得信息的提出是信息研究從簡(jiǎn)單系統向復雜系統轉變的需要。一般情況下只承認實(shí)在、實(shí)得信息二個(gè)對象的理論(現在的信息理論)只適用于簡(jiǎn)單系統。不將實(shí)得信息分成直接實(shí)得與間接實(shí)得(現在的信息理論)只適用于簡(jiǎn)單系統,一個(gè)理論與其他理論的區別,首先要看基本概念,如果基本概念有區別,其概念之間的關(guān)系也必然不同,因而描述對象的理論范式也必然不同,理論的適用范圍也必然不同。
。3)區分直接與間接實(shí)得信息,解決了信宿實(shí)得信息的不確定性問(wèn)題,使信宿的信息語(yǔ)義歧義和信息創(chuàng )生問(wèn)題得以解釋。在現有的理論中無(wú)法解釋信息歧義和信息創(chuàng )生問(wèn)題。由于實(shí)得信息在直接與間接實(shí)得二方面都具有不確定性以及間接實(shí)得信息的創(chuàng )生性. 因此,實(shí)得信息的這種復雜性是人們爭論得最多也是理解信息問(wèn)題的最難的部分,是目前大多數研究者還沒(méi)有解決的問(wèn)題,特別是信宿的信息創(chuàng )生是解決信息問(wèn)題的核心所在,如不解決信息創(chuàng )生問(wèn)題信息科學(xué)就無(wú)法推進(jìn),本文對此邁出了一步。
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