信息与物质

(这是2003年6月乔先生新寄来的关于物质与信息的稿件。他建议用此代替书中的原稿。--编者2003.07-08)

美国韦氏大辞典列出：信息是用来通信的事实、观察到的数据、新闻和知识。大英百科全书对信息的一种解释是“facts, data”（事实，数据）。我国《辞海》（1979年版）在“信息论”条目中列出：信息是指对消息接受者来说预先不知道的报道。《十万个为什么》虽说是少年读物，但汇集了众多科学院士观点的新世纪版《十万个为什么》指出“信息没有一个确定的概念,但有多种形式。它可以是人的感觉器官能感到的东西,也可以是人的感觉器官难以直接感觉但确实存在的东西。”

关于信息有不少试探性定义。信息论创始人C.E.Shannon于1948年说信息是“用以消除随机不定性的东西”。我国肖前主编的1998年版《马克思主义哲学原理》中指出“信息是系统内部和系统之间通过相互联系、相互作用而实现和保留的某一事物的形态、结构、属性和含义的表征。”“一个系统受另一个系统的作用，并在自己的系统中留下另一个系统的影响和‘痕迹’，这意味着前一物质系统接受和保留了后一物质系统的信息。”

现代西方哲学各流派及后现代主义都缺少对信息的直接研究，与信息相关的观念如科学哲学家波普提出了“世界3”。弗洛依德认为“意识的心理过程仅仅是整个心灵的分离的部分和动作”。海德格尔强调“语言是存在的寓所”。哲学释义学中，伽达默尔认为“能理解的存在就是语言”。利科则认为，存在体现在文本中。文本或语言也由此而具有本体论的地位。

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（“世界3”）。4、信息是物质载体与意识成分的特殊结合。

美国哲学界20世纪90年代中期进行了“计算机如何改变哲学”的全国性哲学普查并出版《数字凤凰——计算机如何改变哲学？》一书；2002年推出《赛博哲学——哲学与计算机交汇》专刊《什么是信息哲学？》，这篇纲领性文章认为，现在，信息的复杂世界和通信现象正相应着科学技术和新环境、社会生活以及因之引起的存在和文化问题；信息哲学呈现为一种创新范式，为哲学研究提供极具价值的综合方法；信息范畴要对“ti esti”(“是什么”)问题做出详尽、明确和清晰的解释，许多时候当我们无法对某系列事件达到完整理解和不能提供一种解释，就可以依靠信息的概念，这意味着许多问题实际上可以由信息的术语给予表述；信息已上升为一个具有极大影响力的基本概念，与诸如“存在”、“知识”、“生命”、“智能”、“意义”或“善与恶”同等重要；信息由知觉传递，由记忆储存，当然还通过语言传递；信息是比知识更天然和更基础的概念；信息是存在的语义化的新阶段。对此哲学家已经花费了不少气力。

哲学有鲜明的时代性。每一种新的哲学都只有在对于以往哲学所未解决的问题的解决中，才能超越以往的哲学，并确立自身。寻求准确、科学的“信息”定义就是哲学未解决的一个问题。国内外对信息概念各执己见，确立科学的信息定义使哲学工作者和科学工作者如芒剌在背，重任在身，而哲学信息学还没有许多哲学家予以关注。

马克思主义哲学与德国古典哲学囿于年代对信息的哲学问题并没关注。

作为西方新兴起的一个哲学思潮，信息哲学被定义为批判性研究的哲学领域。“西方各种后现代思潮大有收摄于信息哲学的趋势。”

信息已具有时代特征的地位，但是信息的本质是什么？众说纷纭，莫衷一是。马克思主义哲学要超越以往的哲学、要与时俱进发展自身，就应该探究“信息”范畴并据此求索哲学的发展。

1、特定事物伴随着特定信息，不同信息区分着不同的事物。水的冰、液、汽三态伴随着水温低高。生物链的门、纲、目、科、属、种，意味着基因与不同外界作用导致的进化差异。遗传信息差异造就不同的个人胚胎，而每个人年龄增长又与经验积累链接形成个性化的个体。农业社会、工业社会、蒸汽时代、数字化时代各有不同的特征。信息和事物同存，信息能被查找，信息能被贮存。事物与信息伴生。2、信息与事物转换。事物因信息改变而改变：温度不同导致水的不同形态；许多爬行动物和鱼类没有性染色体，它们的性别取决于温度或社会环境（行为）；微生物能在千分之一秒内适应环境的变化；儿童必须受到刺激（触摸、语言和想象）才能完善地发育。控制、测量、手术、教学都能被信息遥操。音乐治病；心理医生；攻心战术。理想使人奋发了，舆论改变事态了，榜样就是力量，科学技术是第一生产力，人才是最宝贵资源。信息调整兰球运动员的复杂行为。“望梅”而“止渴”，“怒发”而”冲冠”。信息战更改软硬兵器的关系，基因遗传信息变短命为长寿。“虚拟”空间的拨款、教育、医疗、黄赌毒骗等并不比现实空间里虚幻无力反而更快捷更个性化。“唇枪舌剑”使谈判取得好处；可靠情报挽回千万战士流血牺牲或获得巨大市场效益。圈套、“陷井”致敌于死地。假说、猜测、幻想、直觉和灵感能获得科研成果。准确记忆导致正确结果。谎言“狼来了”令农民四处奔逃，猜疑造成悲剧“奥赛罗”，假象使科研无功，伪证使侦破复杂。信息能交易，情报换金钱。列宁说“物质和意识的对立无疑是相对的。”哲学家吉尔德(George Gilder)认为：“20世纪的核心事件是物质资源财富在价值和意义方面稳步下滑。心力处处是主宰事物的无穷力量。”3、意识的实质。发现DNA双螺旋结构的Francis Crick指出“大多数神经科学家现在认为，精神的所有方面、包括其最不可思议的属性——意识或觉察，很可能用一种较唯物主义的方式得到解释，就是把精神活动的所有方面看成是相互作用的神经元的一些巨大组合的活动。”4、语言、文字的客观实在性。说“西瓜”这个词一般人想解渴，画家想作画，植物学家想如何改良品种。说“纽约9.11事件”让人想到飞机撞毁世贸中心。同一个信息能唤起人的不同的想象力和相应的行为。西方哲学家有认为“语言是存在的寓所”；“能理解的存在就是语言”；“存在体现在文本中”，把文本或语言归属于存在。

承认信息的物质性必定承认信息的普遍性。从人没出现时到无穷的将来，从现有空间到扩张的宇宙，时时处处都存在信息。

电磁辐射使手机振铃却不能使人感知、使人癌变却不能使手机致癌。可以发现，同一信息有时有相互作用有时又没有相互作用。信息乃由可转换量及实际转换量两个独立的部份组成。

虚拟现实兼容确凿性，可能性，不可能性；客观现实只有确凿性。它们都是客观存在的。“感性认识”是客观现实在人脑中形成的虚拟现实，认识的第一次飞跃即“理性认识”是人脑里演变、进化了的虚拟现实，认识的第二次飞跃是虚拟现实的确凿性方面转化为客观现实。

“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。”（恩格斯语）事物的信息必须经过相互作用才能被他事物或者被人所“感知”，没有相互作用，事物信息只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各部分中某些部分的相互作用的结果。物与物的相互作用、物与人的相互作用、人与人的相互作用实际上都是信息及信息反馈的结果。

信息是事物特性的可转换量和实际转换量的综合量度。这里说的事物是指宇宙的万事与万物，包括自然界和人类社会的万事，包括动物、植物、人物、有机物、无机物等万物。这里说的转换可以是以自身特性转换他物的特性或者是自身的特性被他物的特性所转换。信息可转换量与信息实际转换量共存于同一事物中，两者可以全部分离或部分联系。就事物的关系与属性而言，可转换量与实际转换量属于关系，而它们的综合才是属性。

事物因某个、某些或全部特性与他事物联系的信息实际转换量而能够改变他物；事物的某个、某些或全部特性的信息实际转换量经与人脑的作用而能够产生意识。因此，信息建立了事物间普遍联系，是事物间普遍联系的中介；信息也建立着存在与意识的联系，是存在与意识的中介，而这个中介本身是确实的客观存在。于是，信息虽然是我们熟悉的词汇，但是就信息概念的新定义而言，它则有全新的含义。物与物的相互作用、物与人的相互作用、人与人的相互作用实际上都是具有物质性的信息的控制与反馈的结果。信息在这些相互作用中表现出传统意义上的物质和意识双重特性。因此，信息可以正名为“物息”，或者改名为其他更合适的名称。

设I为某一事物的信息，I_fact 为该事物信息实际转换量，I_possi为该事物信息可转换量，则可以用数学上的复数将此事物的信息表示为：

式中(t₂-t₁)表示信息与时间过程有关，是不同时刻的函数。

I_fact= I_fact（P₁,P₂……P_i,C₁,C₂…C_j,B₁,B₂,…B_k, Θ₁, Θ₂,…Θ_x…）

I_possi=I_possi（p₁,p₂…p_m,c₁,c₂…c_n,b₁,b₂…b_q…θ₁,θ₂,…θ_x…）

式中P_i为发生了相互作用的事物固有的某个物理属性, C_j为发生了相互作用的事物固有的某个化学属性, B_k 为发生了相互作用的事物固有的某个生物学属性。当然还可以有其他如事物固有的某个社会属性s_x等。m,n,q均为正整数。任一事物的属性随人类认识的发展深入而不断增加，m,n,q因之可趋于无穷。如生物系统的代谢超微弱发光是人类原来所不知道的，这种代谢超微弱发光广泛存在于动植物中是反映生物体本原的与生命活动过程有关的信息，生物系统的代谢超微弱发光的被认识使任一生物的信息可转换量及实际转换量又得到增加，丰富了科学领域和应用领域。此外如，从数学理论看，数学家发现在数轴上几乎都是无理数，有理数在数轴上长度几乎为零，而现在人类对各种事物的数学运算基本上都采用有理数运算；这意味着人类对社会，宇宙和人自身的认识几乎为零。[1]

p_m、c_n、b_q为可能发生相互作用的某个物理属性、化学属性或生物学属性，θ_x是人类设计、编制、伪造、猜想、假说、推论或推导等非客观现实情况或由计算机里“虚拟现实”形成的事物属性。当θ_x被客观实在证实时就转化为某个Θ_x。

任何事物的信息实际转换量随事物间相互作用不同而不同，水为人解渴，水使植物生长。

事物属性与时间过程有关，原来一块木头被劈成两半后每块木头体积比原来的小但是化学性质没有变化。

我们先举实例稍作说明。宇宙之初，存在着一种后来被人称之为氧的实体1，也存在着一种后来被人称之为氢的实体2，它们是有差异的实体。实体1和实体2各具备本身的信息可转换量，而实体1和实体2的信息实际转换量使它们在一定条件下相互作用，其结果能形成后来被人们称为水的实体3 ，这种新实体可以用多种方式表达，中文的水，英文的water，化学的H₂O，画家笔下的形态写意。人类文明发展到一定程度将实体1用“氧”字描述，将实体2用“氢”字描述，将实体3用“水”字描述，这些描述人为地分割了实体的本身和实体的表征，于是认为“氧”“氢”“水”字只是一种既不是能量又不是物质的信息，实际上“氧”既代表了实体1本身同时也抽象地以一个符号表述了氧这种物质的特性，于是氧字有时被人理解为实体1本身、有时又被人当成氧这种物质的特性的描述。换句话说，“氧”字有时被理解成实体1的信息实际转换量，又有时被理解成实体1的信息可转换量。一方面是作为物质的特性的实物性，另一方面是它作为符号的描述性，它一只脚踏在物质世界中，另一只脚站在抽象世界中。“氧”字的信息可转换量使人知道氧具有的特性，“氧”字的信息实际转换量改变人脑神经元的时间结构和空间结构，而从另一方面看，氧的信息实际转换量能够同氢的信息实际转换量相作用并在一定条件下生成水。氧的信息可转换量也会作用于黄金但是实际转换量基本是0，因为氧和黄金作用基本上不发生物理或化学变化。男子精子的23对染色体携带的信息只能和女子的23对染色体携带的信息相互作用形成有46对染色体的新生儿胚胎，人类的精子或卵子不能和其他脊椎动物的卵子或精子相互作用而形成胚胎，这也能用信息可转换量与信息实际转换量加以说明。再如战争中的口令、联络暗号，银行股市里账户的密码都是物化的，正确的口令意味着素不相识的人是同志，你就能获得物质支援，相符的密码意味着账户的全权主人，你就能足额支配账面的财富。

I_fact（P₁,P₂…P_i,C₁,C₂…C_j,B₁,B₂,…B_k，Θ₁,Θ₂,…Θ_x）

I_fact= ——————————————————————————

I_fact（P₁,P₂…P_m,C₁,C₂…C_n,B₁,B₂…B_q，Θ₁,Θ₂,…Θ_y）

I_possi（p₁,p₂…p_i,c₁,c₂…c_j,b₁,b₂…b_k，θ₁,θ₂…θ_x）

I_possi= ———————————————————————————

I_possi（p₁,p₂…p_m,c₁,c₂…c_n,b₁,b₂…b_q,θ₁,θ₂,…θ_y）

客观现实的信息实际转换率最大为1，即客观现实出现时发生相互作用的属性可能是全部的也可能是局部的。多数情况下信息实际转换率小于1，如发生物理变化时化学属性并不发生相互作用。信息的实际转换率为1的事物出现必然性，信息实际转换率小于1就有可能成为客观事实，信息实际转换率等于0就不可能出现客观事实。对人大脑的时空结构而言信息实际转换率都不为0，即任何被人脑感知的信息都使人的脑结构发生改变。在谎言被人们理解为“事实”的环境中，信息实际转换率仍为0，但是信息的可转换率不为0。任何非实物的、抽象性方面的信息都能在人脑里得到转换却不一定能在实际中得到实现。

天然磁石旁的铁屑能被磁化而木屑不能被磁化。磁石总是企图磁化它近旁的物质，所以信息可转换率是1，而信息实际转换率对铁是1对木屑则是0。电磁波使人携带的手机振铃、通话，电磁波也辐照人体使人遭受电磁污染，电磁波对人和手机的信息可转换率均为1，电磁波的振铃、通话特性对手机而言信息实际转换率是1，对人是0，因为人无法感知携带信号的电磁波是否到达。电磁波信息的电磁污染，对手机而言信息实际转换率是0，对人是1，因为手机不会患癌，人则可能致癌。再如紫外线使胶片感光，能杀灭病菌，能致人癌变，信息可转换率及信息实际转换率的分析与上述手机情况类似。“入芝兰之室久而不闻其香”，刚入芝兰之室的人能闻到芝兰的沁香，兰花香味信息对此人的实际转换率是1，随入室的时间增加，人对香味的感觉逐渐迟钝，香味对人的实际转换率逐渐减少直到成为0。

抗日战争中用消息树倒下与否传递日伪军是否来了的情况，但却不能传递来了多少敌人，敌人有什么武器装备等。就是否来了敌人而言，消息树倒下的信息可转换率是1，就来了多少敌人和有什么武器装备而言信息可转换率是0。

“一见钟情”表达出一个人对异性魅力的折服。某个异性的特性是客观存在的，有的人见了一见钟情，有的人见了没有心情，此即所谓情人眼里出西施，虽然异性存在的信息可转换率都是1，都感知此异性的存在，但是此异性的魅力这个部分的信息实际转换率对不同的人有不同。类似的如“怦然心动”，“敬慕之心油然而生”，都能套用上述的解释方法。

19世纪的自然科学三大发现之一就是能量的转换与守恒定律。物理学中的热力学第一定律也就是能量与转换守恒定律。自然界的能量是守恒的。

我们都知道信息可以无限扩散，一条信息的受众可以没有限制。我们也知道信息的扩散伴随着能量的转换。语言、广播经过空气的振动将信息传递给人众，书本上、屏幕上的文字、图形、图象经过电磁波传递给受众，就象在计算机里，信息伴随着电磁能量改变着集成电路、内存储器或磁盘的状态，最后控制外部设备的动作或改变外存储器（磁盘）的状态，那么人体作为信息的受体，占体重2%的大脑消耗了吸入的20%氧气，信息伴随的能量在人体中又转换成什么了呢？贮存在脑中的信息似乎成了能量转换的终点而消失了吗？类似于力学中物体的动能转换为物体系的势能，人脑接受了信息会产生思维、行为或记忆等，这时能量并没有消失，而是转换成为人的行为的机械能或是转换成为脑细胞的结构变化，这种结构变化很可能是以某种分子势能方式将能量贮存起来，一旦需要又在能量的激发下得以转换，成为“意识对物质的反作用”。能量并没有到此为止而消失。不宜简单地认为抹杀物质与意识区别的就是庸俗唯物主义。此外，信息具有的小能量能够控制其他形式大能量的转换。

B、人的大脑对信息的存放是分区的，每一“智力”或能力都在人脑中有相应的位置。

科学家研究发现，外部信息经过人的感觉器官进入神经纤维，变成具有生物电特性的信息然后传入中枢神经系统。其中那些具有特征的或者是我们渴求的知识，将经过一系列复杂而高速的处理留下“记忆痕”，并贮存在大脑的相应区域。一些长久贮存的信息，占有一定的脑部区域，在需要时或有条件刺激时就会再现其内容，为我们所利用，成为我们意识活动的基础和创造性思维的源泉。也就是说，大脑记忆的存贮和释放，是建立在物质基础上的。马克思曾说过“观念的东西不过是反映在人脑，被转换成为思想形式的物质世界。”[2]列宁也说过“人的实践经过千百万次的重复，它在人的意识中以逻辑的格固定下来。这些格正是（而且只是）由于千百万次的重复才有着先入之见的巩固性和公理的性质。”[3]

当然，大脑皮层存在着某种程度上的功能定位，但具有明显不同性质的皮层区域共同参与大多数精神活动。某些事情在脑中并没有一些神经元的发放以标志它们或其它神经元在脑中的位置。因此不能把定位的思想绝对化。[4]

随着脑科学的深入研究，总有一天，人脑这一特殊领域也会被人类所掌握，人的主体性会得到科学解释，从而实现在这一领域的必然到自由。

C、人作为主体的创造性。就人而言，人的主体性首先表现在他的自主性、即在活动中的自我决定性，其次是他的主观性，这些并不是绝对神秘的东西。人上一百，形形式式，但任意一种思想活动并不是神秘莫测的产物，有他自身的产生规律，是物质运动形成的信息的结果。创造性若理解为任意性就会陷入不可知论。

D、对信息的反映也能形成新的思想，但这是“意识”对存在的能动反映的新的存在，是大脑神经元的时空结构发生某种新的改变，这种脑区物质结构的改变是我们把信息的定义定位在物质性基础上的一个理由，这就说明辩证唯物主义本体论的真理性。

E、在计算机运作过程中信息可转换量与信息实际转换量同时作用于计算机并改变计算机中电路的状态。人把要计算机运作的具体事件转换成抽象符号或语言的程序时，处理着一种信息可转换量和实际转换量，而在计算机将程序解释为计算机内存储器状态及计算机运作状态时有的是另一种信息可转换量和实际转换量，特别是计算机被程序控制经过运作后得到的第三种信息可转换量和实际转换量能改变屏幕显示、书本印刷的结果或人的思想。不要混淆了这三种不同的转换。在人脑中的信息转换也类似这种模式。

F、“近朱者赤，近墨者黑”，任何人的品质受到环境的影响；环境影响所具有的潜移默化是“无影无踪”的。每一个人，其嗅觉灵敏度随嗅味时间的增长而降低；香气仍在，香味不辨。人醒着时能由意识控制个人行为，人睡着了不会知道自己翻了几次身，更有的人起床夜游后醒来自己并不知道。地震的前兆被许多动物感受到而人感受不到。手机能接受电磁信号但是人毫无知觉。电磁辐射使人致癌却不能使手机致癌。人能分辨可见光颜色，有些动物却是色盲。物理中对光谱谱线的分析必须通过仪器进行，但光谱谱线不会因没有人的感知而改变其客观存在。鸽子能按地磁极性判断方向，地磁也使磁石取向（中国的指南针，如“司南”），但地磁的始终如一却不能使人取向。胎教认为婴儿脑的发育有三个阶段，在早期的初生脑阶段，人的认识功能还没有正常形成时就能进行胎教，这乃是环境信息作用的结果。

在生物和生物之间，人类与生物之间，事物与事物之间，有着多种相互作用，不论它们是否为人所感觉，相互作用仍然按客观规律进行着。信息并不必须与人的知觉或感觉相互关联，并不是只有人感到了的才是信息，信息实实在在地存在着并发生着多种多样的相互作用而使事物发生变化。

信息被定义为事物特性的可转换量和实际转换量的综合量度肯定了信息的物质性，这不改变辩证唯物论的本体论前提。这里定义的信息，或者象本文所称谓的“物息”，改变着哲学上存在和意识的对立，物质和精神的对立，是一种新的基本范畴。信息是时时处处普遍存在的客观实在，信息是物质存在的方式，而时间及空间则是信息的表现形式。“物息”这一崭新的概念丰富和巩固马克思主义哲学的物质观。

[1] 葛洛蒂：《未来生存》，第75页，电子工业出版社，1999年10月。

[2]《马克思恩格斯全集》第23卷，第24页。

[3] 列宁：《哲学笔记》第233页，人民出版社，1960年。

[4] Francis Crick：《惊人的假说——灵魂的科学探索》第91、266页，湖南科学技校出版社，2001年1月。