人类信息的多层次结构

人类信息的多层次结构

朱志康

（原刊于“心理学进取之路”网站）

2003.01.15公布于熵信息复杂性网站

摘要：目的：探索人类信息交流系统中的多层次特点。方法：通过分析信息的本质定义“信息是相对于主体而存在的客体变化”，确立以信宿为主体的信息观，逐层分析人类在不同意义上的信息特点，特别剖析意识思维作为信息主体时的多层次特点。结果：人作为一种客观存在的生物，有三层信息交流：个体与环境，内部生命系统，意识思维系统。后者是最复杂的信息系统，可以同时存在立体交叉的多层次信息交流，在信息交流中意识思维主体还在不断地构建发展。文中还讨论了群体作为信息主体时的特点、语言在信息交流中的特点、计算机的信息交流作用等问题。结论：传统的信息论以信源为中心，本理论以信宿为信息系统主体，适用于人类信息系统的分析，故称之为主体信息论，可以成为广义信息论的基本框架。

关键词：人类信息，多层次，意识思维，主体信息论，

信息对于人类有着特别重要的意义。虽然信息的存在和交流是一种自然存在的现象，但对它的发现、利用、和它规律的确定，那完全是具有高度智能的人类的活动。对人类来讲，信息是一种非常复杂的现象，同一件事，对不同的人，或对同一个人的不同时期，都会有不同的信息意义。而且对同一个人的同一时期，如果从不同角度或层次去考虑，也会有不同的信息意义。这就提出了人类信息的层次性问题。

一，信息系统中的主体和客体

在讨论这个问题之前，有必要确定一下信息的定义。什么是信息？对此一直没有公认的科学定义。根据信息论中关于信息的三要素信源、信道、信宿，本人曾经提出关于信息的本质定义：“信息是相对于主体而存在的客体变化”。所谓主体，就是指信息的接受者，即信宿；客体是信息的发生者，即信源；信道只是信息的传播途径，也就是信息传导的载体。

信息论的产生，源自通讯技术的发展。在通讯过程中，信源、信道、信宿都是确定的，信源的变化，通过信道，最后都反映到了信宿。信宿所得到和所能接受的刺激，就是信源某种特定类型的变化。正是在这种特定条件下，我们可以计算信源变化的概率，以比特作为信息的单位。即使是信息的负熵原理，也是针对信源某一方面的变化特点：有序性。所有这些变化特点，对信宿来讲，只需要一个层次的处理就可以解决了，因为所得到的变化特点是在一个层面上。在这里，信宿的个体数是不重要的，十个信宿与一百个信宿是同样的意义，都是在获取同样的一种变化。只要研究一个信宿，就可以推广到无数个。所以，狭义信息论的特点，就在于信源、信宿的确定，特别是信息类型的确定，在这个过程中，信源的变化起着决定性的作用。当信息理论推广到生物、心理等其它学科，形成广义信息论时，这些条件就有了问题。需要我们对信源、信宿的关系，特别什么是信息的本质问题，重新考虑。信源的变化，不再是决定性的，信宿的可接受性却成了决定性的。在永恒变化着的环境中，个体只接受其中的某些变化，信宿具有主动选择信源和信息类型的特点，而且能对同一的变化现象在不同层次上做出反应。所以，狭义信息论，实际上只是研究了自然存在的信息交流中的小小的一个片断。

之所以将变化者的信源归入于客体，而接受并反应者信宿定为主体，是因为世间的万事万物的变化是无穷的，可以构成无穷的潜在信息。这些变化是否构成信息，关键在于主体的存在，也就是是否存在能对这些变化感知、并能对此反应的信宿。如果不存在信宿，那么从信息系统的角度看，所有这些变化都是无意义的，都不构成信息。信宿在信息系统中居于中心地位，因此它是主体。信道在保证客体的变化特征传到主体后就完成它的使命了，所以没有决定性的意义。更绝对地讲，任何载体也是一种客体和主体。在接受客体变化时，它是主体，它的形式发生了变化。传到主体时，它是客体，它把自己形式的变化传给主体。主体是通过载体的形式变化而感知客体的变化，而从得到信息。

根据这个定义，信息就会有许多不同的类别，它的层次结构，关键在于对主体的意义。所有信息的分类，都是因主体的存在而存在。不同的客体来源、不同的载体途径、对主体的不同层次意义，都构成了对主体信息的分类。

二，人类信息交流的三个层面

人类信息的复杂性，在于人类本身的复杂性。从物质存在角度讲，人是一种客观的物质存在，是生物的一种。从组织结构来讲，人体内的生命系统构成了复杂的信息交流。从有意识的思维系统讲，更是一个最复杂的信息系统。

作为一种客观存在的生物，人与周围环境存在着大量的信息交流。化学的、物理的、生物的各种变化，都无时不刻地影响人的存在。这就构成了对人类的基本信息——生存环境信息。在这个层面上，人与其它生物，特别是哺乳类动物，有着相似的意义。所有对个体及种群生存相关的、个体能直接（有意识或无意识地）感觉到的环境因素，都构成了这一信息层面。这里的主体，是将人的个体作为整个来看待。环境作为变化着的客体，其变化是否构成信息，要看是否对个体的行为产生影响。

作为一种生命系统，人体内的各组织之间，发生着复杂的信息交流，这些交流以人的基因为基础。因为人体本身是个复杂的控制系统，各个组织、细胞之间的信息交流，都在人的基因水平上已经确定下来了。免疫反应系统、神经控制系统、内分泌系统、能量供需系统、各种生物因子的互相作用系统、呼吸、消化、生殖泌尿、血液等一系列的生理系统，都是一些信息交流系统。这些系统，绝大多数都是与人的意识系统没有直接的关系，都是在自动进行着。这也就是真正意义上的生命信息：维持生命存在的内在的信息层面。在不同的组织层次，有不同的信息意义存在。在分子或亚细胞水平，各种细胞因子、大分子物质、激素、无机离子等，它们的相互作用，就是一种复杂的信息交流系统。在细胞水平，各种细胞之间的相互影响和功能上的协同拮抗作用，又是一种信息的交流层面。各种脏器组织之间的相互关系，局部部位中多种组织之间的关系、同一组织纵向生长与控制、整个人体的新陈代谢和兴奋刺激等，都是不同层次的信息交流。生命体内的信息交流有二个重要特点：1，在同一水平上的信息交流，通过正馈和反馈作用，主体和客体是互相的。2，不同层次之间是互为依存的，基本层次的变化必然也会带来更高层次的反应。所以层次本身也可以看作为一个信息交流系统。

作为一种智能的存在，人的大脑意识思维皮质，与世界上的所有存在，包括人体及大脑本身，进行着最复杂的信息交流，反映了信息系统的最高水平。在我们大脑的信息世界里，各种信息，从不同的角度去分析，就会有不同的分类。可以根据对象的客观特点来分类，如动物、植物、矿物；无机物、有机物；会飞翔的，不会飞翔的等。具体可以落实到日常生活的每一件东西、每一个事物的归类。我们也可以根据对象对我们人类的价值意义来分类，这种价值意义可以是现实的存在，也可以是抽象的，如可食用的，不可食用的；善良的，邪恶的；等等。如何确定我们意识思维中的信息层次，把各种不同的信息分类整合到一个统一的整体中，确实是件十分艰难的事。但如果我们充分运用信息的本质定义，从我们人类这个信息主体的角度去分析，还是有可能把我们大脑中的复杂信息系统剖解开来，从而掌握它们的交流规律。

在大脑皮层的意识思维系统，信息交流有着显性与隐性的区别。有的客体变化作为一种刺激传入后，引起思维的明显改变，成为思维的对象，或者引起行为的反应。有的却只是在思维活动中过了一下，没有留下什么明显的痕迹。但那些隐性的变化刺激，实际上也存在着信息交流。你看到刚刚过去的一个景象，可能没有注意，如果以后的接触没有与此相关，那它好象永远只是一个感觉水平。如果不久的将来，你所遇到的事与此相关，那它的存在就马上显得有意义了，你的思维立即会把它纳入进来。这说明当时它已经引起了意识思维皮质的反应，只是当时没有显现出来。这就是一种隐性的信息接受和反应活动。所以，许多我们原来以为没有信息意义的事情，比如看一本已经看过的书，听一个已经知道的消息，实际上在我们的大脑意识思维系统，也存在着信息的交流。

三，意识思维作为信息交流主体的特点

根据前面的信息定义的讨论，信息交流中，总是有客体的变化，和能接受这种变化的主体的存在。在意识思维这个层面发生的信息交流，客体是什么的问题可能比较好解决，就是能反映到大脑里的所有客观对象的变化。而主体是什么的问题就比较难，可以说这是哲学家、脑科学家们一直没有得到解决的问题。就反应的物质基础来讲，毫无疑问是大脑皮质的神经元在活动。但这些神经元能代表我们意识思维的主体吗？甚至低等动物的大脑里也有成千上万的神经元在活动，它们可不能说是有意识思维的存在。即使到了猿猴的大脑，它们的神经元活动所产生的智能，也不能与我们人类的意识思维相提并论。就单个的神经元来讲，人的神经元与肠腔动物的神经元，在活动性上没有质的差异，都表现为刺激与兴奋。那我们人类在意识思维层次上的信息交流主体是什么呢？

只要承认我们意识思维的物质基础是大脑神经活动，那就有了解决问题的基础。

单个的神经元当然不能构成我们意识思维的主体，不能构成这个水平的信息交流中的信宿。但是，大脑皮层在思维活动时存在的某一群神经元的兴奋网络，以及由这种兴奋网络构成的大脑活动模式，就可以认为是我们意识思维活动的主体。这里的主体，不再是单纯的物质形式，而是一种由神经元物质基础上出现的功能活动。外界客观对象的变化，一旦传入反映到这个大脑神经元网络结构群的兴奋性功能活动，就会引起它的活动模式的变化反应。

我们的一切感觉，都是外界各种物理化学变化对我们感觉器官的刺激。而我们大脑皮质所得到的，只是各种经过转化组织处理后的神经脉冲。在我们的初级感觉皮质，各种信息的处于同一水平上，都是与外界刺激最直接相关的兴奋模式，也就是我们的主观感觉。再进一步发展，信息的层次就产生了很大的变化，从某一感觉道（视、听等）来讲，得到的具体感觉模式所包含的各种特征，被越来越抽象。从多个感觉道的相互关系来讲，形成了各种超感觉的神经元网络。这些也就是我们所说的概念、观念、意念、表征等。外界刺激的传入，一旦激活这些神经元网络，都会引起它们的重新投射整合，使它们的神经元兴奋模式及其联系模式发生变化，并引起相关效应系统（行为、生理等）的反应。所以大脑皮层的整个神经元网络系统的功能活动，即思维模式结构，可以作为一个整体当作意识思维系统中信息交流的信宿。任何传入这个系统、引起神经元兴奋模式及其联系模式发生变化的刺激，都可以看作为客体的变化。这些刺激的发源者就是客体，即信源。意识思维层次上的信息，就是能影响思维皮质神经活动的外界变化。从发生变化的客体到皮层神经元网络系统这个过程（包括感觉神经），就是信道。

信息作为客体的变化，我们感觉器官得到的都是具体的，但反映到我们的大脑里，对意识思维这个主体来讲，却可以有不同的抽象水平。在白纸上写上“人”这个字，我们视觉得到的，只是两条顶上相连的线，这就是我们实际得到的刺激。但在大脑里，却可以引起很不相同的抽象层次的反应。你可以想到这个字的美观性；可以想到这个字所代表的与我们自身一样的生物形象；可以想到我们人类的复杂思想；甚至可能象哲学家一样想出什么深奥的哲理。这一切都是可能的。所以对意识思维来讲，得到客体的变化信号是重要的。但如何对这些变化反应更重要。同样的客体变化，对主体有着不同的意义。这就是人类信息的特殊现象：信息的抽象层次问题。在外界传入的刺激信号中形成抽象特征，并不是生来就有，而是从出生以来的逐步积累形成。所有的抽象意义，都来自于最具体的客观信号传入，就象前面讲的“人”字的实际对感官的刺激。对同类形象的多次接触，就会形成关于这种形象的抽象概念，在此基础上，又可以产生更高抽象水平的概念。逐渐地在大脑里形成了关于各种对象物、过程、关系、意义等的外部世界概念系统，也就是对外来刺激传入的能起特定反应的神经元网络结构，整个大脑就是因为这些动态发展的神经元网络结构的存在，而有了复杂的信息主体的作用。这些神经元网络结构具有不同的抽象层次，是我们信息抽象层次的基础。所谓形象思维和抽象思维，反映了参与活动的神经元网络结构的抽象水平。

客观事件所包含的、传给每一个在场的人的信息是一样的，每一个人的大脑结构也是没有太大的差异。但每一个人对此的信息意义却是很不相同的，相同的大脑结构在每个人中形成了不同的神经元网络结构。由于知识水平、智力水平（尽管差别不大）、专业方向等的不同，同一事物对不同的人，所得到的抽象意义是不同的。甚至是同一个人，也可以从不同的抽象水平去对这件事反应。人类大脑对外界刺激的反应，就物理性质来讲，基本上都差不多。但不可见的意义却是大不相同了。这些不同，构成了我们人类信息在意识思维层面上的多层次结构。这些层次是我们在出生（有些可能在胎儿时就开始）后逐步建立起来的。

最基础的层次是对刺激的物质感受。其次是从物质感受得到对对象物的抽象归类，包括多感觉道的综合关系的掌握。再次是对客观存在的动态把握。从具体到抽象，从简单到复杂，一直到微妙的情感世界的反应、对个体的生存意义。什么是爱情？只有经历过相爱才会有真的感觉，才会形成对此能直接反应的信息反应层次。所谓童言无欺，是因为儿童还不能把自己当作观察对象来思考，他在言谈时还不能掩饰真实自我，他还不能构成这个层次的抽象信息。对某一专业来讲，专业者与非专业者，在对该专业的信息的反应上是很不相同的，因为专业者已经建立起对这类信息反应的神经元网络结构，也就是信息的反应层次系统。这样，他就会对这类问题反应层次的丰富性比非专业的有极大的发展。同样看到一个图，非专业者只会对其中的物理性能做出反应，而专业者，却可能会对所蕴藏的抽象意义产生强烈的反应。也就是说，同样的客体变化，它所含有的信息量，对不同的主体来讲是完全不同的。这又回到了信息的本质定义：信息只是相对于主体而存在的客体的变化。我只看到一粒球滚进了门框，球迷看到了他为之而倾心的队的胜利希望，而对一个赌球者，却看到了自己命运的一个大转折。

大脑意识思维系统的不同信息反应层次，从物质结构来看，是没有什么根本的区别，都是神经元网络结构。它们的不同，只是抽象水平较高的层次，是在低于它的层次基础上，通过投射和整合构建产生。或许只是某几个神经元的重新组合形式。没有苹果、香蕉、梨这些具体概念的存在，是不会有水果这样一个抽象的概念的形成。如果通过书本学习，知道一个叫“水果”的词，也只是一个只知发音、写法的词，而不会有它的实际意义的理解。这就是为什么一个小学生可以背许多诗，却无法理解诗的含义，更谈不上运用它来阐发自己的感情了。

当已经形成关于某种东西的多个信息反应层次，再次接触这个东西时，可以在一个或多个层次上对此反应。我们看到一辆飞驰的小车，对一个刚接触世界的婴儿，只是一个小车的形象。稍大些，可以有快的概念。再大些，或许有自己想去开这辆车的念头，对成年人，就有许多的反应层次了。可以想到车辆，想到速度，想到交通安全，想到时间就是金钱这句名言，还可以想到很多问题。作为客体的变化，这是一个相对固定的现象，而对于意识思维系统这个信息的主体来讲，却可以在不同的层次上做出反应。

意识思维作为信息的主体，还有一个特别重要的特点：在信息交流中不断地构建，发展出新的层次。在每一次接受新的信息后，这个反应的层次本身就会发生变化，通过投射和整合，神经元兴奋网络的组成、突触关系、兴奋强度等，都会有所改变。因此，从婴儿到成人的思维发展过程，就是我们人类信息层次结构的构建过程，在人生不同阶段所能形成的思维元素的集合，就是我们信息的不同层次。在每一个年龄阶段，都有特定的信息反应层次的发展。个体对某一方面的不断研究，可以在这方面形成特殊的信息反应集合体。在人所生活的方方面面，会面对许多问题和机会，由此形成一个人的独特知识结构。在这个问题上，每一个人都是独特的，甚至是双胞胎都无法避免。一个对吃没有特别讲究的人，在听了营养师的讲课后，就会对平时所吃的东西有了新的认识。当他再次面对山珍海味时，大脑里的信息交流或许可以在更抽象的层次上发生，丰富了信息反应层次。这种动态发展的多层次结构，是我们意识思维作为信息主体的最富有特色的地方，也是信息交流系统中最复杂结构的表现。

四，人类信息交流中的几个特殊问题

信息交流不仅仅是个体水平的，而且还有群体水平的。当超越个体水平，把群体作为信宿来研究时，信息交流又发生了新的变化特点。个体的存在，有着具体的物质基础，所谓群体，只是个体的集合。群体对客体变化的接受和反应，都是通过各个个体综合表现来实现的。维持某一群体的利益共性、群体结构基础、群体内的各个体间的关系、特别是处于首领地位的个体的反应特点，决定了该群体的群体水平信息交流特点。生态学、（种群）动物行为学、社会心理学等学科，实际上就是在研究群体水平的信息交流特点，当然，其中社会心理学问题是最复杂的，因为这是关于人这个最复杂的信息主体的群体问题。人类社会的复杂形式，使它以群体作为信宿时，其信息交流系统成为非常复杂的系统。同一个人，可以作为不同群体的成员，如家庭、单位、组织、阶级、年龄、地域等，有些个体之间有着某种组织形式的固定的关系（如单位），有些只是一种自然关系（如年龄），有些则可能兼而有之（如家庭）。群体作为信息系统中的主体时，这个系统中的信源和信道，与个体作为主体时没有什么区别。具体处理的单元也是一样的，都是由个体完成的。但反应的层次不一样。在个体大脑中存在着多种群体概念，在不同的时空，个体只占据其中的一个，即社会角色。某一群体内的个体思维在这个层次上的集合，就形成了该群体的信息交流单元。所谓集合，可以是数量上的比例，组织形式上的构成，首领人物的影响等。所谓信息交流单元，既可以是信息发生的单元，也可以是信息接受处理的单元。但应该更要强调的是信宿作用，即信息主体的存在。世界上任何事物的存在，都具有信源的意义，群体自然也在其中。只有它作为信息主体时，才会因为构成它的成员、维系它的因素等不同，而有特别的意义。

人类的信息交流，有个非常特殊的现象：语言问题。人类文明的发展，不仅是有着对客体变化可多层次的反应，而且这些反应可以通过语言的形式进行交流。我们大量信息的获得，是通过语言实现的，我们也通过语言传出信息。语言在信息系统中起到了什么角色呢？是信源？信宿？信道？语言不是信息的发出者，也不是接受者，只是一种信息的载体，所以它只起到信道的作用。但语言作为信息的载体，它有着一些特殊的作用，可以在非常简单的形式下，包含十分丰富的信息内容。可以采用多种形式，表达同一种信息。可以在时间和空间上，任意地延长。严格意义的语言，只有人类才有，是人所创造，人所利用。在语言作为信息交流时，信宿和信源都是人。通过有规律的物理变化，表达一种同类能接受的意识思维信息。

计算机与人类信息系统的相关性及差异。计算机是人类文明的最新成就，甚至可以说它已经差不多成为信息一词的代名词了，什么信息工程、信息处理等，往往是与计算机有着直接的关系。计算机与人类的信息交流有着类似的特点，可以通过语言处理所得到的信息，可以处理人类的许多相当抽象水平的信息。但在本质上，它实际只处理一个层次的问题：数据。人类多层次的信息交流，对它来讲，只是一些数据处理。抽象层次的高低，对它是没有意义的。它不会从有形的刺激中得出无形的抽象意义。在计算机中储存的那些对人类具有抽象意义的概念，对它只是一个运算中的算子。概念的抽象与否，只存在于操作它的人类。当然，它可以作非常复杂的运算，根据人类的设计，对庞大的数据群作多重的运算，得到人们想要的计算结果。现代技术还可以把数据的输入和结果显示模拟人类的自然状态。但也只是模拟，在信息处理的关键问题——信息的层次结构上，它还是一个单一的数据处理层次，而不会从这些数据处理中抽象出高一层次的意义，它不会构建出新的层次。认知心理学之所以不能成为真正意义上的人类心理学，就在于过于简单地认识人类信息的多层次复杂性了，把用计算机模拟人类部分思维特点的过程，误作为我们真实人类的思维过程了。但计算机确实也为人类的信息交流带来了前所未有的影响，它是我们各个层次信息交流的延伸和发展。当它处理的数据是我们感觉形象水平时，那它对我们人类的意义就是在这个层次的。当它处理的数据是比较抽象水平时，那它所运算的结果就是另一个层次水平的。

对人类信息系统的分析可以看出，信息的本质定义将信宿列为主体，信源列为客体。而在分析人类的信息中，我们的大脑，作为信息系统的主体，起着关键的作用。信息系统中的主体，必然是具有多种反应能力的，也就是存在着多种对信息（或称对外来刺激）反应的基本操作单元。大脑是意识思维对信息交流的主体，而大脑中的神经元网络结构，是信息反应的基本单元。整个人类的信息系统是以人大脑中的信息反应单元为中心构建的。

所以从信息的基本定义开始，到对人类信息结构的分析，整个信息系统的中心就在信宿，也就是我们所称的主体。这种把信宿作为信息系统的主体，并以此为分析研究出发点的理论，我们就称之为主体信息论。而狭义信息论实际上也就是一种客体信息论：在假定主体明确、并对客体的某种变化可接受条件下，研究客体在某一层次可发生的变化概率。或许主体信息论可以成为广义信息论的基本理论框架。

20030101