信息的普遍性与双重性

1948年C.E.Shannon 发表《通信的数学理论》[1]开创了自然科学领域的信息理论，即狭义信息的理论。1948年N.Weiner在《控制论》中说“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，在今天不能存在下去。”[2]这启示以后人们把信息与物质、能量并列为人类生存的三大要素；维纳也把信息第一次同哲学关联。20世纪80年代哲学家提出广义信息，把信息作为与物质并列的范畴纳入哲学体系；哲学界对信息本质的阐述大致有四种观点：1、信息是精神实体的特性。2、信息是物质的普遍属性。3、信息是物质与精神并存列的第三种存在。4、信息是物质载体与意识成分的特殊结合。今天，计算机、因特网、基因、脑科学、生命科学、神经生物科学及许多科学技术的丰硕成果使科学地定义信息的时机趋于成熟。

哲学研究的现实基础应当是对自己时代的具体科学的总结和概括。我们将遵循发展着的社会与科学实际，以计算机、因特网、基因、脑科学、生命科学、神经生物科学的研究成果为根据，从现象到本质进行哲学求索，还信息一个真实面目。我们认为信息具有物质性、普遍性和双重性。就信息的普遍性和双重性而言，我们的主要观点如下：

承认了信息的物质性就容易承认信息的普遍性。马克思主义哲学认为时间与空间是物质世界运动的基本形式，因此，在人还没有出现之前，从遥远的过去到无穷的将来，从现有的空间到扩张的宇宙，时时处处，都有信息存在。

①宇宙演化的启示

二十世纪四十年代射电天文学兴起至今，天文考察的天象达到150亿年的空间深度。六十年代作出了天文学上的四大发现：即脉冲星、类星体、3K微波背景辐射和星际有机分子谱线。这四大发现给人们提供了宇宙中许多情报：星际每立方厘米里不到一个原子的高度真空；中子星内部每立方厘米包含着10亿吨物质的高密度；脉冲星表面一万亿高斯的强磁场；一些恒星内部和一些恒星爆发时产生的超过100亿度的高温；一些星系和星核抛射物质具有的接近光速甚至看来大于光速的速度等等。到1980年为止，人们已找到了330多颗中子星（脉冲星）。人们已观察到的星际有机分子也已超过了50种。

②生物进化的启示

从最古老的化石中人类知道地球上已知生物的种类都是由同一个祖先演化而来的。今天的生物链也是在相互作用的进化中形成。宇宙中所有物质都只是由100多种化学元素组成的，地球上的生物最初是由无机物变化而成。现在地球上大约有一百多万种动物，三十多万种植物和几十万种微生物，这个千变万化、丰富多彩的生命世界只要用二十种氨基酸组成的蛋白质和主要是四种核甙酸组成的核酸所反映，换句话说，生命世界的基因信息是相同的。基因是生命世界的源头。

人的大脑中有一个与老鼠相同的学习、记忆区域；科学家发现，昆虫有不少基因与人类相同，科学家对7亿年前的淡水珊瑚虫进行了研究，发现它具有形成像今天脊椎动物某些器官类似的基因。蛋白质的肽链或核酸的核甙酸链不但有一定的化学结构而且有一定的空间结构，蛋白质和核酸分子的特定的化学结构和空间结构的信息决定了所有生物的特殊的性质和不同的功能。

我们都有经验，当对狗、猫、鼠或家禽有驱赶或威胁的声音或动作时，它们都知道规避，通常这被解释为动物的自我保护，实际上这种自我保护是通过信息传递完成的。动物知道寻觅、追捕食物，知道对异性作出表示亲热的行为。警戒鸟用声音警示同类，蚂蚁、蟑螂等用触觉传递信息，有些动物用分泌物传递信息。人类、哺乳类、两栖类、爬行类的最有活力的精子在游走竞赛中获胜与卵子结合、传递DNA遗传基因而传宗接代。总之，动物用各类“语言”，实际上就是以动物的动作或者类似于动作的声音等能量以及精子、触须等物质传递着信息。

再看一下植物。手指碰触含羞草时其叶片会垂下与收拢；向日葵为保护自己不因日晒而枯萎能用自身的葵花阻挡阳光对自身的薄弱部位的曝晒；有些植物受到损伤后会导致体内的亚麻酸转化为导致哭泣的物质—茉莉酮酸，也会分泌出类吗啡的麻醉物。合金欢树受到动物侵食时会通过空气释放一种气体，使周围的合金欢树都能收到有关信号。用刀斧砍一棵树时它会发出“W”波，与它相邻的同类树也会发出“W”波，只是产生这种波的时间会滞后一些，滞后的时间同受伤的树的距离有关。花朵的雄蕊或植株的雄性利用风力、重力或昆虫将花粉这种实物传递给雌蕊、雌性植株，达到遗传信息并繁延后代。植物细胞中也含有视觉色素，具有吸光能力。植物没有语言，不存在“描述”，但是植物有信息传递。

事实上从网状神经系统到高等动物的神经系统，最低等的生物如病毒，也存在与环境的相互作用。盘旋生长的植物有的是左旋有的是右旋，这种遗传特性就与它们的祖先是生长在北半球还是南半环有关。在这些情况里环境与事物都有信息的转换。

人的血型是指血液中红血球细胞膜表面分子结构的类型。植物体内也存在汁液，这种汁液细胞表面膜同样具有不同分子结构的类型，所以植物也有血型。侦察人员还据此解开了相关案件的症结。新兴的生物化学群落学研究哪些植物能在一起互相促进成长，哪些植物在一起就互相抑制成长。植物之间也类似于人与人之间有“爱”有“憎”。[3]

科学家在研究微生物适应能力时发现，一旦它吸收的营养物质发生变化，它就会在1/1000秒内发生相应的变化。例如在光线下能不依靠氧气生活的细菌一旦把它放到有光的地方，它能马上改变过来利用氧气生活，如果再把它放到有光的地方，它又能立即进行光合作用，过起无氧生活。微生物的适应能力使它能在其他生物无法生存的环境中生存并发展。

航天技术的发展诞生了一门新的科学——空间生命科学。1980年美国科学家将西红柿种子作太空搭载试验，种植后增产50%左右，表现出地面达不到的异常优势。科学家认为，在地球自然环境中，植物种子发生变异的过程是缓慢的，处于空间微重力环境中，植物种子被宇宙射线中的高能粒子击中后，会出现更多的多重染色体畸变，微重力对植物种子有一定的诱变作用，导致染色体损伤。实践证明，通过太空遨游而培育成的作物新品种中能找到一些常规育种不易见到的变异，能提高农作物的产量，改良农作物的品质，缩短农作物的生育期。

伴随石器、铁器的启用我们划分了人类史上的石器时代、铁器时代，伴随蒸汽机的使用我们称呼着工业革命的开始，我们看到，石器、铁器、蒸汽机的产生呼唤出相应的时代特征信息。石器在石器时代是普遍的信息，铁器是铁器时代的普遍信息，蒸汽机在工业革命时代是普遍存在的信息。计算机出现以后导致人类社会迈入知识经济时代，围绕计算机的各种信息是知识经济时代的普遍信息之一。

宇宙里的万物、人世间的万事，信息无所不在，无处不在，无时不在。信息是物质存在的方式。宇宙、生物、生物链的形成的原因是，自身和自身外的他身的相互作用、自身因自身内部的相互作用产生的变异的自身，总之，形成的原因是自身和他身间复杂的相互作用。所有这些相互作用都伴随着信息。

事物的信息必须要经过相互作用才能被他事物或者被人所“感知”，如果没有相互作用，事物的信息只能是具有被感知的可能性，而不具备被感知的现实性。事物本身的变化也只是事物内部的几个部分中某些部分的相互作用的结果。人的饥饿感就是人体内部新陈代谢作用所致。

“相互作用是我们从现代自然科学的观点考察整个运动着的物质时首先遇到的东西。”“相互作用是事物的真正的终极原因。”[4]

万有引力定律告诉我们任何两个物体间存在着万有引力，电荷的库仑定律告诉我们任何两个静止电荷间存在着库仑力。不带电的物体间只有万有引力而不存在静电间的库仑力。一个静电荷孤立存在时，其周围有静电场，但是谈不上库仑力。可见，同样的两个物体，由于携带静电与否，它们之间的相互作用力就不相同。这是不同物体的物理特性差异所造成的，也可以说是信息的差异所造成的。

紫外光线能杀灭病菌，可见光能与植物发生光合作用，红外光线有明显的热效应。不同频率的光对不同的对象有不同的作用。人眼能区分可见光的颜色却不能区分紫外线与红外线。人的皮肤能感受红外线的热效应，人的眼睛能看到皮肤变为黝黑却不能看到紫外线，而使用仪器能测知是紫外线、可见光还是红外线在起作用。光与物体、与生物体、与人体有不同的作用，并不需要是否存在人类对它的“描述”。我们不能把人看到光说成是意识的反映作用，同时又把人的皮肤被晒黑或有热感说成是光的物质作用。同样是光，一会说是反映，一会又说是物质，这不是相悖的吗？

环境污染在不知不觉中造成生物体内的积淀，直到植物枯萎、动物猝死或人体得了某种癌症才有了对这些现象的说法，才有了“信息”，而早期的污染积淀信息若使用仪器是能够检测出来的，现在医生常常劝说人们定期健康检查就是为了获得那类人们不能及时感知的早期病变信息。原来，有些信息当人还不能感知时就已经是客观存在了。不能说人不能感知病变时就没有病变的信息，直到感知到了才存在了病变的信息。

每个人从胚胎成长发育，在各种基因开关的控制下形成个体特有的DNA、指纹、眼底、体气、外貌。每个人在特定的家庭、阶层、社会环境中形成了个人特殊的世界观、人生观、价值观。每个人在不断的学习过程中，形成了自己独有的学问境界、书法习惯、工作作风。在所有这些变化过程中，人多半是不知不觉的被潜移默化。只要人还活着，人的健康状况、思考能力、知识结构都处在变化发展之中，直到个体死亡后，又进入另一种发展变化状态。信息每时每刻都对人发生作用而每个人并不会有清醒的感觉。起码在人类之前，宇宙是在“无声”中发生有形的进化。

人耳有听阈、痛阈，声音听不到了却能感到耳朵疼痛，烦躁难忍；声音再亮再美，物体毫无知觉；优美的乐曲使奶牛高产，使植物增产。噪音使奶牛减产。人听不到的声音，猫、狗能听到。人只能在一定的温度范围内存活，高温使人死亡直到汽化、碳化与气化；低温使人丧失知觉达到麻醉以至死亡，低温也能将人体保存下来。同样的温度范围却不能使钢铁“死亡”。在一定条件下，零度使水结冰，到了水银的沸点水银就气化，到了水的沸点水就沸腾，而这样的温度不能使木材发生凝固、气化或沸腾。

同样的信息对于不同的对象作用不同，不同的人对同一条信息的反应也不同，例如人根据生活经验都能理解的同一条信息，不同的人反应是不同的。一个英雄倒下去，激励千百个勇士站出来，民众哀伤，坏人高兴。某个人去世，亲人十分悲伤，而对于非亲人所造成的伤痛程度则视感情深浅而不等。

深入考虑信息的不同作用，我们认为信息具有双重性，即同一信息由可转换量及实际转换量两个独立的部份组成。电视广告使人知道某种药品的功能，这是信息的可转换量的作用；某人正患有这种药品能治愈的疾病，但是持有此药的此人才能用它对症下药治疗自己的疾病，而不持有此药的此人不能用这种药治疗自己的病，这就是信息的实际转换量的作用。一个人死亡说明一个人的生命结束，每个人都能了解这一信息的含义，心脏停止跳动，身体由大地承托，不再吃喝不再呼吸，不再动作不再言语，简言之：死亡，这是人死亡信息可转换量对他人的作用；这个人去世对亲属造成的伤痛与对非亲属造成的伤痛不同，这是人死亡信息实际转换量对他人的作用。

[1] S.E.Shannon:<Bell System Technical Journal>Vol.27.P379-423,P623-656。

[2] N.维纳：《控制论》第48页，北京科学教育出版社，1962年。

[3] 吴锡平：《关于植物的新发现》，光明日报，2001年2月2日

[4] 《马克思恩格斯选集》第3卷第551、552页，人民出版社，1972年5月。