我對“信息”的新見解

1、我對“信息”的新見解廣東省惠州市 林天摘要：為了解決目前系統(tǒng)科學和復雜系統(tǒng)研究中的信息問題，特別是信息的概念與理論問題，我展開研究。我先從簡單的相互作用開始考察，發(fā)現(xiàn)相互作用其實是作用物的客觀信息(見以下說明)的相互作用。客觀信息的作用就是參與指導物質(zhì)的運動，主觀信息則參與指導人類大腦的運動。我們可以確立相互作用中的某一作用物為研究對象，稱其屬性（即其客觀信息和主觀信息）為自身信息、其他作用物的屬性為外來信息。顯然，是物質(zhì)的屬性決定著物質(zhì)如何運動的，也就是說外來信息與自身信息共同指導研究對象的運動，這樣，我們可以在觀念上將外來信息與自身信息的指導作用合成，形象化出狹義信息指導物質(zhì)運動的指令，在

2、此基礎上建立廣義信息概念物質(zhì)的能指導或參與指導物質(zhì)運動的屬性。根據(jù)廣、狹信息概念、哲學和系統(tǒng)科學的基本觀點，我確立了運動三要素，它們就是現(xiàn)代自然科學所說的世界三要素、系統(tǒng)的三方面 顏澤賢, 范冬萍, 張華夏著. 系統(tǒng)科學導論復雜性探索. 第一版. 北京: 人民出版社, 2006. 7277物質(zhì)、能量和信息，并引出蘊存能和使用能概念?；谏鲜鲇^點，我推導出指導分子做熱運動的本始信息、本始信息無序性和本始信息執(zhí)行原理。 關鍵詞：信息、信息合成原理、運動三要素、本始信息引言：自從申農(nóng)提出“信息論”以來，信息的基本定義與本質(zhì)概念就一直沒被明確，隨著信息技術的發(fā)展和信息時代的到來，人們越來越關注“信息”

3、，信息也因此引發(fā)了各個學術領域特別是系統(tǒng)科學領域中的廣泛討論，信息科學在取得巨大成就的同時，正逐步發(fā)展成為一門重要的新興科學。作為一名系統(tǒng)科學的愛好者，我也加入了 “信息”的研究工作，在前人（申農(nóng)、維納等）和今人（倪鵬云教授、陳思雨教授等）的研究成果的基礎上，我重新定義了“信息”，并建立了一套簡單的原創(chuàng)理論以解決信息問題。本文就是對我的理論的簡要介紹。希望諸位在賜讀本文時能適當使用還原方法和發(fā)揮想象力，這將有利于諸位理解我的理論。1“信息”新定義 我是這樣定義“信息”： 信息指導物質(zhì)運動的指令。 這里的“指導”是指示，引導的意思，“運動”是廣義上的物質(zhì)運動。當然，這個定義沒確定信息的本質(zhì)“指令

4、”就是信息，但“指令”強調(diào)了信息的絕對指導作用，所以我的“信息”是對信息的具體功能的描述。 在對我的“信息”進行論述之前，我先提出兩個概念： 物質(zhì)所具有的屬性叫做該物質(zhì)的自身信息（self-information）。這里的“屬性”包括運動屬性，物理、化學屬性，空間屬性等等客觀信息，但它推廣到人類個體時，就包括人的精神意識，例如人的品德、性格、思想、知識水平等等。而對于人以外的生物：動物的自身信息就包括此動物的情緒，習性等等，植物的特點、習性等是這個植物的自身信息。 另一個概念是“外來信息”（extern-information）。外來信息是為了確立我們在一個相互作用中的研究對象而提出的。也就是

5、說，在一個相互作用中，我們確立其中一個作用物為研究對象，研究對象的屬性就是自身信息，而除研究對象外，其他作用物的屬性就是外來信息。例如在一個化學反應中，我們確立其中一個反應物為研究對象，那么該對象的化學屬就是自身信息，而其他反應物的屬性（自身信息）就叫外來信息。當然，在一個相互作用中，起作用的不是物質(zhì)的一切屬性，而是其中的某些屬性，這時，自身信息和外來信息就是指物質(zhì)的那些起作用的屬性，而不是指物質(zhì)的一切屬性。那么在相互作用中，自身信息和外來信息起了什么作用呢？我認為，起到了指導物質(zhì)運動的作用，就是說指導物質(zhì)如何運動。不可否認，在相互作用中，物質(zhì)的屬性決定著物質(zhì)運動，也就是物質(zhì)的自身信息和輸入的

6、外來信息是作為兩個參與者共同指導該物質(zhì)的運動。那么，我們可以將自身信息與外來信息合成，即把它們的指導作用合成，形象化出一個信息，它單獨指導了物質(zhì)（也就是我們的研究對象、運動的主體）的運動。而這個信息，就是我在本節(jié)節(jié)首所定義的“信息”?；诖?，我提出信息合成原理（information synthesis），這個原理的準確描述是：在相互作用中，我們確立一個作用物為研究對象，觀念上將參與指導研究對象運動的自身信息和外來信息進行合成，形象地合成出一個信息，該信息就可以看作是單獨指導研究對象的運動的指令。使用這個信息合成原理，我們進行研究：在物理學中，我認為，力的作用就是外來信息和能量的輸入。舉一個例

7、子：在同一水域同一深度的同體積的木塊和鐵塊，輸入它們的外來信息（浮力）是相同的，但它們的運動是不同的（木塊將上浮，鐵塊將下沉），這是因為它們各自的自身信息不同（木塊的密度小，鐵塊的密度大），所合成的信息就不同，指導效果也就不同；而同樣兩塊木塊分別在同一水域的深處和水面，它們會做不同的運動（水面的木塊漂浮，水中的木塊上浮），這是因為輸入它們的外來信息（作用力）不同，即使它們的自身信息相同，所合成的信息也不同，指導效果也就不同。這說明，同樣的外來信息，不同的自身信息，所合成的信息不同，同樣的自身信息，不同的外來信息，所合成的信息也不相同。在化學中，一個化學反應里，反應物所表現(xiàn)的化學性質(zhì)是參與指導該

8、反應物變化（運動）的自身信息。其他反應物所表現(xiàn)的化學性質(zhì)是參與指導該變化的外來信息。很清楚地，只有特定的外來信息與自身信息才可合成信息，去成功指導，或者說，成功地進行反應。反應結(jié)束，可視為自身信息或外來信息的改變。在生物學中，薛定諤在生命是什么？中的負熵理論十分經(jīng)典：生命以負熵為生，就像是活的有機體從周圍環(huán)境中吃進了、吸收了一串負熵去抵消它在生活中產(chǎn)生的熵的增量 埃爾溫薛定鄂:生命是什么？, 羅來歐、羅遼復譯, 湖南科技出版社, 2003年, 第72頁。這里的“負熵”是維納的“信息”，我的“外來信息”。外來信息輸入生物體內(nèi)后，與自身信息合成，進而形成信息指導生物體內(nèi)的有序運動，這樣，信息就成了

9、麥克斯韋為對付熱寂論而召喚出的、讓混亂度減小的麥克斯韋妖。難怪說負熵減少了生物生活中不得不產(chǎn)生的熵（混亂度）。 我認為將能量(自由能)和信息(負熵)混為一談是對熱力學的錯誤推廣,這個例子是對我的觀點的簡要說明.在人們的生活中，兩個人讀過同一篇文章，往往有不同的感想，這是因為各個人的自身信息（思想、觀念和性格等）不同，即使外來信息（同一文章）相同，所合成的信息也不同，也就指導大腦做不同的運動（不同的思考和感受）。需要指出的是，生活中常有具指導性的外來信息，例如我的母親叫我洗碗而發(fā)出的命令，并不是我所謂的“信息”，它沒與自身信息合成而不具有絕對指導作用，在它與我的自身信息（懶惰）合成后，信息指導我

10、運動（裝作沒聽見）。再舉一個簡單的例子：一天晚上，我的父母在客廳看小品電視節(jié)目而哈哈大笑，這是因為電視節(jié)目這個外來信息與他們的自身信息合成的信息指導了他們的大腦的運動，從而參與指導他們的面部肌肉、聲帶等等器官、組織的運動。陪著他們看電視的云云（云云是我家的貓）卻面無表情，我相信電視節(jié)目也作為外來信息輸入了云云，只不過它與云云的自身信息共同指導了云云的大腦做我永遠不知道的運動。這時，在房間里做數(shù)學習題的我不但沒笑反而愁眉苦臉，因為我根本看不到電視此時我接受的外來信息對我（自身信息）而言，一點都不好笑。經(jīng)過上述的研究，我們不難得到以下結(jié)論：相互作用是物質(zhì)的自身信息共同指導物質(zhì)運動的結(jié)果。物質(zhì)的運動

11、是信息的指導成果，它取決于參與指導的自身信息與外來信息。注意：外來信息不能單獨指導運動，自身信息必定參與指導運動。當外來信息輸入研究對象（運動主體）與研究對象的自身信息合成之后，合成的信息就存在于研究對象之內(nèi)，我們可以認為：信息此時成為研究對象的自身信息中特殊的一種，它可以單獨指導運動，信息與自身信息是從屬的關系。這個“信息合成原理”的要點是：1在相互作用中確立研究對象。2將自身信息和外來信息的指導作用合成。3形象出獨立指導研究對象運動的信息。這個原理具有很強的普適性，我們既可以直接研究，也可以上索忽略復雜的外來信息處理過程，更可以還原探索物理化學本質(zhì)。我們還可以歸納出自身信息的作用：參與指導

12、自身（研究對象）的運動。（必須與外來信息合成，才能指導）自身信息 單獨指導自身運動。（其實就是存在于研究對象的合成了的信息）作為外來信息參與指導研究對象的運動。 基于上述觀點，我重新定義了廣、狹義信息：新廣義信息物質(zhì)的能指導或參與指導物質(zhì)運動的屬性。新狹義信息指導物質(zhì)運動的具有絕對指導作用的指令。狹義的信息就是利用信息合成原理合成出來的信息。為檢驗我的理論的準確性，我們來考察一下前輩們關于信息的研究成果：信息論創(chuàng)始人申農(nóng)定義信息為消除不確定性的東西。這個定義、主觀信息的概念以及目前普遍的信息概念具有新內(nèi)容、新知識的消息是異曲同工的，我們可以這樣理解：以上的信息其實是作為外來信息，輸入信宿或人腦

13、，與信宿或人腦的自身信息合成信息，從而指導信宿或人腦的運動，進而消除認識上、行為上（或說運動上）的不確定性。由于信息論這些理論是在通信工程和人類社會的基礎上確立的，所以信息的概念和度量問題上，它們具有很大的局限性。而我的信息概念是在物質(zhì)物理和化學的相互作用的基礎上提出和推廣的，具有一定的普適性。維納的經(jīng)典名言：信息就是信息，既不是物質(zhì)也不是能量。顯然，我所定義的廣義信息是物質(zhì)的屬性而不是物質(zhì)、不是能量，狹義信息則可以認為是幾個廣義信息的合成。我國著名信息論學者鐘義信教授提出：信息是物質(zhì)運動的狀態(tài)和方式。而決定物質(zhì)運動的狀態(tài)和方式的正是我的狹義信息，物質(zhì)的運動和狀態(tài)則是物質(zhì)的自身信息。最后，我們

14、考察一次信息的“來源”通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的作用實際上是一系列信息成功指導的成果:遠處的外來信息（信源的自身信息）進行指導、傳遞并以某種形式輸入信宿，與信宿的自身信息（處理外來信息的能力和程序等）合成信息，從而指導信宿的運動。就拿通信來說，寫信人的自身信息參與指導了手的運動，手的運動參與指導了筆的運動，筆的運動又參與指導了墨的運動，墨落在紙上，紙獲得自身信息，紙被傳遞，收信人看，紙的自身信息作為外來信息參與指導了光的運動，光又參與指導了眼的運動最后外來信息參與指導了收信人大腦的運動，信息就此傳遞、接收、處理和使用。2運動三要素我們先來看看幾個觀點：運動是物質(zhì)存在的普遍屬性和存在方式。運動的物質(zhì)總

15、是具有一定能量。系統(tǒng)是有物質(zhì)、能量和信息三個要素構(gòu)成。狹義信息指導物質(zhì)運動的指令。根據(jù)這兩個哲學基本觀點、自然科學基本觀點和我的狹義信息，我們可以這樣描述運動：物質(zhì)在信息的指導下，能量的支持下運動。換句話說，物質(zhì)是運動的承擔者，信息是運動的指導者，能量是運動的支持者。于是，我確立：運動的三要素是物質(zhì)、信息和能量。（信息是狹義的信息）我們知道，物質(zhì)的運動是相對于參照物來說的，而信息與能量是在以觀察者為參照物的基礎上確定的，也就是說，相對于觀察者靜止的物質(zhì)是沒有信息或者能量的，所以信息與能量的確定就是參照系的確立和運動的保證。運動三要素的意義就在于：它更形象，具體和深刻地揭示了運動的本質(zhì)，也揭示了

16、世界三基元是如何構(gòu)成世界的。對于運動三要素，我就不多加論證，只作一些簡短的說明：物理中的力的作用是能量和外來信息的輸入的結(jié)果，化學中的反應可以還原為化學變化中粒子（離子、電子）的運動問題?，F(xiàn)在，我們知道，物質(zhì)運動的原因確實不是力，而是信息和能量。而慣性則是能量的守恒和信息持續(xù)存在的結(jié)果。這個只剩下“運動的物質(zhì)”的世界也清晰起來，信息（廣義的）作為世界的第三基元和能量就躲在運動的物質(zhì)之中，并對物質(zhì)的運動起到?jīng)Q定的作用。需要注意的是：自身信息和外來信息合成并指導運動的過程是同時的?；谶\動三要素，為了研究的方便，我將能量分為兩類：蘊存能（keeping-energy）和使用能（using-ener

17、gy）.這種分類是根據(jù)能量的使用與否：使用能是被使用著的能量，它支持著物質(zhì)的運動，而蘊存能則是沒被使用的能量，由于缺少特定的外來信息，信息無法合成，運動無法進行，所以蘊存能沒能支持運動而被蘊藏保存。說簡單一點，就是在運動三要素都存在的情況下，三要素中的能量就是使用能，只存在運動三要素中兩要素（能量和物質(zhì)）的情況下，其中的能量就是蘊存能。按照這一分法，動能和熱能是使用能，勢能和化學能是蘊存能。根據(jù)動能定理：e=1/2mv說明:“客觀信息”和“主觀信息”是人們在研究信息的過程中所建立并公認的兩個概念，它們分別是“物質(zhì)的基本屬性或其表征”和“人對客觀事物的認識（即知識）”，更詳細的說明可參見倪鵬云和

18、朱志康兩位學者在“熵、信息、復雜性網(wǎng)站”發(fā)表的論文關于信息定義與本質(zhì)概念討論之我見和論信息的本質(zhì)定義，或其它關于“信息”的專業(yè)性論文。，我們很容易知道，使用能與運動速度的平方成正比，也就是說使用能越大，信息執(zhí)行得越快。動能定理反映的是信息、能量與運動的一個關系，我相信，在信息與能量的關系問題上，還有很大的探索空間。3本始信息無序性“本始信息”（original information）來源于分子動理論。我將分子所具有的，能獨立指導分子做無序運動的自身信息叫做本始信息?！氨臼肌闭f明了這個信息的是分子的基本屬性。而本始信息指導分子無序運動的特性就叫做本始信息無序性。這樣，分子的無規(guī)則運動可以這樣描述：分子就是在本始信息的指導下，在熱能的支持下做不規(guī)則的熱運動。溫度標志著物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動的劇烈程度，在絕對零度下，物體不含有熱能，也就是說，在絕對零度時，