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物质的信息特性
 

自从信息论和控制论诞生以来,人们从各个不同领域揭示出信息现象,并把它增加到自己的世界图景中去。辩证唯物主义对于信息现象的见解,首先在于承认信息是物质的一种特性。那么,为什么说信息是物质的一种特性?这种特性的本质是什么?它与辩证唯物主义通常所研究的物质的反映特性和意识特性又处于何种关系?本文拟就这些问题作一粗浅的探讨,并恳望得到哲学界的批评和指教。

一、信息是物质的一种特性

现代科学已向我们表明,信息直接与信号有关,物质与信息的关系,在很大程度上归结为信号与信息的关系。因此我们就从分析信号开始。

信号对我们来说,是比较熟悉的,它是传递情况或消息的有形地存在着的事物。典型的如古代烽火台上燃起的狼烟,是敌人到来的信号;又如现代战斗中放射的蓝色发光弹,对于兵士是—个进攻的信号;再如,十字路口出现的绿色灯光,是让行人通过马路的—个信号;救护车或救火车的警笛的声音,是叫所有车辆和行人让路的—个信号;学校里的钟声或工厂里的汽笛声是停止工作或开始工作的—个信号;还有人类通讯领域内用来传递和交换情况、消息的语言、文字,现代工程技术中用来传递情况、消息的穿孔卡片,一定形式的电脉冲、电磁波等等,也都是我们所熟悉的信号。

对这些信号加以进一步的考察就会发现,信号总是直接表现为一种特定形式的物质,如上述的狼烟、发光弹、……如此等等。每一种信号总是一种物质的东西,是一种实物,它不是虚无缥缈的观念性的东西,也不是纯粹现象和形式的东西,而是占有—定的空间,具有一定的广延性和一定的形状、并能以这种或那种方式为我们所感知的东西。信号的这种性质,使它成为一种特定形式的物质。不论信号怎样,它总是一种物质的东西。非物质的信号,至今还没有被人发现和研究过。实际上,非物质的信号在世界上是根本不存在的。

信号作为一种物质的东西,总是具有一定的物理特性、化学特性、生物特性甚至可以具有意识特性,因此可以从不同的方面加以研究和利用。发现和利用这些不同的方面,是一件历史的事情。例如现代通讯中广泛运用的具有电磁特性的电磁信号,在古代和中世纪是不可能的事,它的研究与运用是由于人类的认识和科学的发展。又如直到现在我们对大脑中发生的信号过程还知道得非常少。这种带有意识特性的信号是怎样的?它是怎样地带有意识的?这些问题都还是自然界的重要的令人神往的秘密。

但信号之为信号,并不在于它的物理特性、化学特性、生物特性甚至可以具有的意识特性,而是在于这样的一种特性:它反映了某一物质系统的运动状态、趋向、规律,以及意向和命令(对于人类社会领域中的物质系统而言)等,并把这种反映传递给另一个物质系统,在另—个物质系统中把它所反映的物质系统的状态和特性等再反映出来。例如古代烽火台上的狼烟反映了敌人到来这一情况,并把它传递给远在京城的皇帝和大臣们,使他们也知道这一情况,以便进入战备状态。在现代化的自动机器中,机器内部以及机器与机器、机器与环境之间,也有着类似的情况。每当有什么情况发生,某种形式的信号(如一定形式的电脉冲)就把它反映出来,并传输到有关系统,在那里把发生的情况再反映出来。例如光电自动开门器就是这样。当乘客走进门时,由于一束光线被截断,就产生了一定形式的光电信号,它反映了有人到来的情况,通过传递,它在有关装置上被再反映出来,这时门就打开,让乘客通过。总之,信号的本质特性在于,它携带有关某个对象的反映,并把它传递给另—个物质系统。

信号总是携带有关于某一对象的反映。这种为信号所携带的反映,就是信息。例如上述烽火台的狼烟对敌人到来的反映,光电自动开门器的光电信号对乘客到来的反映等等,就是我们所谓的信息。现代科学控制论把一个系统在给定时刻的状态叫做事件,把信号所携带的关于这个事件的表征、记录、描写叫做消息,而这些消息总称为信息。表征、记录、描写,从统一的观点看来,就是反映。这说明,现代科学中所谓的信息,也就是信号所携带的关于某个对象的反映。

信号所携带的反映就是信息,或者说信息就是信号所携带的反映。因此信号和信息的关系,就是主体和特性的关系。信号是信息的主体、载体,而信息则是这种主体、载体所携带和拥有的东西,即是它的一种特性,即反映特性。但信号是一种特定形式的物质,因此当我们从物质的方面来考察,就得出了如下的结论:信息是信号这种特定形式的物质所具有的一种特性即反映特性。自然科学也正是这样看问题的。众所周知,关于信号和信息的关系,在控制论中是以如下的定义表达的:信号是信息的物质载体,是信息的物质承担者和携带者。

现在我们来进一步考察上述的结论。我们把信号这种特定形式的物质及其所具有的反映特性即信息特性,放在它和物质整体的总联系中来考察。信号并不是孤立的,并不能独立地产生它的反映特性。它们具有的反映特性即信息特性,只有在反映者和被反映者以及反映的接收者(即信息的接收者)的关系中才能体现出来。没有被反映者,就没有反映,没有信号所反映的物质对象,也就没有信号及其信息特性;另一方面,没有信息的接收者,也无所谓信号和信息。因此信号的信息特性,实际上是由被反映的物质系统、接收反映的物质系统以及信号系统本身共同完成的。因此从整体上看,信息就是物质的一种特性,但是不应忘记,物质的这种特性,是直接地表现在信号这种特定形式的物质上的。这正如我们一般地说意识是物质的一种特性,但具体地说,是人脑这块特别物质所具有的一种特性一样。

上述结论与辩证唯物主义关于世界的物质统一性原理符合得很好。辩证唯物主义认为,物质是世界的本原,世界上形形色色的现象都是物质的现象、特性和表现方式,连意识也是物质的一种特性,也是物质所产生出来的一种现象。这是马克思主义哲学的基本问题,是辩证唯物主义在世界本原问题上的根本观点,是彻底的物质一元论的观点。实际上,只要我们从这一观点出发,我们也可以得到上述关于信息是物质的一种特性的结论。由此可见,把信息看作是物质的一种特性,不仅与世界的物质统一性原理非常符合,同时还表明,辩证唯物主义的世界的物质统一性原理,是我们正确地认识和考察诸如物质和信息的关系这类自然科学提出来的新问题的指南,它对于分析和考察这类问题是卓有成效的。

因此,物质同信息的关系,就与物质同运动、同时间、同空间、同反映、同意识等的关系一样,是主体和特性的关系。正如运动、时间、空间、反映、意识不可脱离物质而存在但又不等于物质一样,信息也是既不脱离物质但又不等于物质。信息与物质是密切相关的,信息作为物质的属性这种情况就清楚地表明了这一点。因为一种属性当然不能脱离开它所属的主体,主体的一种属性一旦脱离开它所属的主体将成为什么,这简直是不可思议的。使信息脱离开物质,这是不可想象的。我们说信号是信息的物质承担者和携载者,就已经意味着,信息并不能独立于信号而单独地存在,离开物质载体信号它就化为乌有;另一方面,从信息与被反映的物质系统和接收信息的物质系统的关系看,信息一旦离开这些物质系统也就无所谓信息。所以无论从哪方面看,信息作为物质的一种属性,根本不可能成为某种独立于、不依赖于物质的东西。信息与任何形式的唯心主义以及物质、意识、信息这种“三元形而上学”的基本准则,都毫无共同之处。信息依赖于物质,它是物质的一种特性,它不可能脱离物质而存在,更不能成为一种独立于物质、同物质相并列的实体而存在。

信息依赖于、依存于物质。但是信息与物质又是有区别的。正如物质的各种属性如运动、时空、反映、意识等不等于物质一样,信息也不等于物质。但科学史上常有这样的情形,每当发现物质的一种特性,则被看作是一种特殊物质。“大家知道,电和磁象热和光一样,最初是被看作特殊的、没有重量的物质的,一提到电,大家知道,人们立刻就会想到两种相反的物质、‘两种流体’,一种是阳性的,一种是阴性的,这两者在正常的状态下互相中和,直到它被所谓‘电的分离力’分开为止”。[1]一提到意识,那些庸俗唯物主义者所持的也正是这种类似的看法,他们想到大脑产生思想,就象肝脏分泌胆汁—样。但科学的发展和人类健全的理性终于逐步克服了把物质的特性象电、磁、热、光甚至意识等看作是“特种物质”的观点,逐步确立它们是“物质的特殊属性”或“特殊的运动形式”的观点。对于物质与信息的关系,也可以这样说。随着信息论和控制论的兴起,人们早期关于信息现象的哲学分析,还往往把信息与物质等同起来,至少人类意识之外的信息是这样。现在这种观点越来越站不住脚了。信息既然是物质的一种特性,当然无论如何不等于物质。信息与信号的区别向我们清楚地表明了这一点。自然科学向我们揭明,同一信息可以用不同的物质载体信号来传输,并不影响信息的内容。如一个地区发生地震,这一事件可以用无线电信号传输,也可以用载波电话来传输,也可以用文字信号来传输,只要传输得当,人们所获得的信息,所形成的关于这个事件的了解总是一样的,是与传输它的物质载体无关的。另一方面,信号在传递过程中可以发生变换,可以由电磁信号变换为文字信号和声音信号,如此等等,而信息的内容却仍旧保持不变。信号变换的这种一目了然的特征也向我们表明了,信息是一种与它的物质载体信号有别的东西。另—方面,信息同它所反映的物质对象也有区别,它是关于对象物质的反映,而不等于作为反映对象的物质本身。再从接收信息的物质系统看,所接收的信息当然也不等于接收者本身。这些都说明,我们不能把信息与物质等同起来。信息是物质的属性而不是物质。那种认为信息是物质、或认为至少某一部分信息即存在于人的意识之外的信息即所谓客观的信息是物质的观点,是不对的。

在这个问题上,介绍一下维纳的这一观点也许是有益的:“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,在今天就不能存在下去”。[2]信息的确既不是物质,也不是能,反对这一点,就是把物质的属性当作物质,就是不讲事实,不讲辩证唯物主义所主张的实事求是的思想路线。但是国外一些庸俗唯物主义者却把维纳的这—论述理解成这样:维纳是唯心主义者,他在这里竟然否认信息是物质,把信息看成某种超物质的精神的东西。其实,维纳在这里正好是讽刺这些机械唯物主义者的,因为这些机械唯物主义者,如上所述,总是喜欢把物质的属性当作物质,直至把意识说成是如同肝脏分泌出来的胆汁。维纳对这种庸俗唯物主义的老把戏是熟悉的,所以他料到一些人会把信息说成是物质。但这种庸俗唯物主义的见解,与辩证唯物主义毫无共同之处。辩证唯物主义懂得物质同其属性的区别,不把信息和能量这类物质的属性当作物质看待,尽管它可以是客观的,是在人的意识之外的。所以我们认为,维纳的上述论断,同辩证唯物主义是完全一致的,不能认为他在这里是反对辩证唯物主义而主张唯心主义。

二、信息是中介形态的反映

在目前的哲学文献中已经提出了信息与反映的关系问题。关于此二者之间的关系,基本上有两种意见。一种意见认为信息与反映是等同的,另一种意见认为它们是很接近的,但并不总是同等的。这个问题对于物质的信息特性来说具有重要的意义,因为它将揭示信息所持有的本质,应当认真加以讨论。

按照我们的意见,信息是一种反映,但它不是一般意义上的反映,而是一种特殊形态的反映——中介形态的反映。

信息是中介形的反映,这取决于它在整个过程中所处的中介地位。这种中介地位是由信号的中介地位决定的。信号具有这样的特征:它既不是被反映者,也不是最后的反映者,而是沟通被反映者和最后反映者之间的中间环节。因此信号所携带的反映即信息,也就具有这样的特征:它不是被反映者在最后反映者中的反映,而是通向这种反映的中介形态。也就是说,信息这种反映是过渡性的反映,是向着某一反映终点运动的反映。因此我们说,信息是中介形态的反映。例如报告敌机到来的无线电信号,反映了敌机到来这一情况,但这种反映并不就此终止,而是要过渡到信息的接收者——假定是雷达兵头脑中的反映,使他们知道这一情况,以便采取措施。因而在这种情况下,无线电信号所携带的关于敌机入境的反映即信息,不过是敌机入境这一情况和雷达兵头脑中的反映相联系的中介形态。我们在日常通信中把某种情况报告给对方,我们所使用的文字信号即书信所携带的反映、信息,也是这样。无论是在生物、社会、机器中的信息,还是在无机自然界中所传递的信息,无一不是如此:即都是中介形态的反映,不过是它们的存在形式不同,并且有的能在接收端形成自觉的反映,有的则不能形成自觉的反映,只能产生无意识的、不自觉的反映罢了。

作为中介形态的反映,信息就与一般形态的反映处于特殊和一般的关系之中。反映是一般,信息是特殊。这就使得信息和反映既有若干共同点,又有着若干区别。

信息和反映的共同点是,它们都是反映,都是—个物质系统的特性以另一种形式在另一个物质系统的特性中的再现,而这种再现不过是这两个物质系统的特性之间所存在的因果联系的一种表现。因此,没有物质系统的相互作用,没有这种相互作用所产生出来的因果联系的表现,就没有反映和信息的发生。这就表明,信息和反映都以相互关联着的运动着的物质为其基础的,都是运动着的物质的特性或表现方式;其次,由于反映对于被反映者而言永远是第二性的,因为反映是被反映者的特性的再观,因此,没有被反映者,就没有反映和信息。反映和信息首先依赖于被反映者;第三,信息和反映都以被反映者为其内容,因而它们在内容上是相同的:被反映的对象的特性(包括还没有发生、但将来要发生的系统的特性)。这一点说明,信息的内容也就是一般反映的内容,信息对于一般的反映来说,只不过是反映的形式不同而已。同时说明,在被反映系统和反映系统之间引入某些中介反映系统,改变反映的形式,并不导致改变反映的内容(如果不考虑可能的干扰即信息熵的话)。信息和反映的这种不为形式所影响的内容上的同一性,使得我们在工程技术中有可能选择适当的中介反映系统(信号系统),以便于得到我们易于加以利用和发现的哪些信息形式,同时提供这样一种可能:即在保持整个反映内容不变的条件下进行信号变换,即以一种信号转变为另一种信号。至于借助于哪种信号来传递信息,对整个反映的内容来说都没有差别,因为信息同一般形态的反映一样,永远以被反映系统的特性为其内容。这个内容不依赖于反映的表现形式。

上述信息和反映所共同具有的一般特征说明,物质的信息特性在很多方面可以归结为物质的反映特性。从这方面看,目前国内外不少哲学文献中所存在的把信息归结为反映的观点,不能说没有相当的根据,但是进一步的考察就会发现,这种把信息归结为反映的观点是很值得商榷的。因为,虽然信息和反映有同一的地方,但这是特殊和一般的同一,二者并不是完全等同的。信息是一种特殊形态的反映即中介形态的反映,它由于自己的中介性而不同于一般的反映。正是这种本质区别造成了物质的信息特性与反映特性的本质区别。

这首先表现在起信息作用的物质基础,不同于起一般反映作用的物质基础。信息这种反映不是被反映对象在一般反映系统中的反映,而是被反映系统的特性在中介反映系统即信号系统中的反映。而信号则具有这样的特征:它不仅与被反映的物质系统相联系,而且与信息接收系统相联系;因此,信息的发生有这样的三极:被反映的物质系统、中介反映的物质系统和终极反映的物质系统。起信息作用的,就是作为联系被反映物质系统和终极反映物质系统桥梁的中介反映物质系统,即信号系统。但是起一般反映作用的物质系统,只要能把被反映物质系统的特性反映出来就行了;它并不需要这样的三极联系,只需两极就可以了,即反映系统和被反映系统。

其次,信息形式的特点在于,它是以中介的形式来反映对象的,它—方面反映对象的特性,另—方面又把这种反映传递给第三者,传递给信息的接收者,在那里引起反映。信息是作为联系环节和发展环节的反映,产生另一反映的反映。但一般形态的反映,直接是以被反映对象的反映为其特征,尽管在其展开过程中可以表现为中介形式;但它本身并不以这种反映的中介形式为其本质特征。

第三,信息这种反映,本质是一个双向的过程,即被反映的系统在信号系统中获得反映的过程,和在信号接收系统中获得反映的过程。按照控制论和信息论,前者即是信息的输入过程,后者即是信息的输出过程,而信息则是这样—个双向过程的统一。但是一般形态的反映,从其本质上说,只是—个系统的特性在另一个系统中再现,并不以这种双向的过程为其质的规定。

对于信息和反映的关系,还应当看到,它们本质上是—对矛盾,作为这样的一对矛盾,它们一方面是相互依存、相互转化的,同时又相互否定、排斥和“斗争”。

信息和反映是相互依存的。互为存在的前提和条件。信息要以反映为前提,它只有作为反映中的一种特定形态,才有其信息的资格。信息只能在反映中存在,没有反映,就没有信息。另一方面,反映也以信息为前提,因为任何真实的反映,并不是简单的直接的反映,而是包含有一个中介的过程,没有中介反映过程,没有信息,也就形不成任何真实的反映。不同种类的反映都需要各自特有的中介,或者它们在自身中就包含着这种中介。总之,信息和反映的每一方,都把对方包含在自身之内作为其一个环节,每一方都只是由于对方的存在,才有自己一方存在的现实性。它们是相互依存的、相互渗透的。信息和反映的差别是相对的,不是过分的。

信息和反映不仅是相互依存的,而且也是相互转化的。信息和反映并不是相互把对方包括在自身之内就完事了,实际上,它们无不在—定的条件下相互转化。反映转化为信息,信息转化为反映,每一方都变成它的对方,把对方创造了出来,从而达到了它们的真正活动着和发展着的同一。被反映系统由于其作用于另—个物质系统而在那里形成了自己的反映,这是直接的一般形态的反映。由于物质的普遍联系和相互作用,这第二个物质系统又会通过它对第三个物质系统的作用而把这种反映在那里再反映出来,于是原来的反映,即最初的直接形态的反映,就成了被反映系统与它在某第三个物质系统中的反映的中介。这就是反映转化成信息。信息无非是由于物质的普遍的相互作用,通过一种反映与另一种反映相联系而从原来的反映自身中产生出来的,即由一般的、直接形态的反映转化成的。只要某一反映具备了这种中介的条件,那么它就达到信息。另一方面,反映转化为信息的实际过程,同时也是信息转化为反映的实际过程。当信息到达接收端即上述某第三个物质系统而在该系统形成被反映对象的反映时,原来的中介反映过程就遭到扬弃。于是我们又回复到直接性或一般性,不过这种直接性或一般性是经过中介过程的扬弃才达到的。这就是信息转化为反映。由于物质系统的普遍联系和相互作用,整个上述过程又会重新开始,从而形成一种无限循环的反映和信息的相互转化、它们的活的同一:前者变化,就成为后者,后者变回来,就成为前者,反之亦然,而每一循环,都使被反映系统的反映系列增添了新的因素。

这里应当注意的是,信息和反映的相互依存和转化,始终是以它们的质的差别为前提的。否则我们又将陷入错觉,因其相互依存和转化而忘记其质的区别,把信息与反映等同起来。我们已经说过,一般所谓的反映,就在于它是被反映系统的特性的再现,它以这样的简单规定为其特征;而信息之为信息,就在于它不是这种反映的简单规定,而是这种简单规定的进一步发展,是反映的中介形态。信息和反映的相互依存和转化,一开始就是以这种质的差别为其前提,并且贯彻始终。它们的相互依存和转化非但没有取消或削弱这种质的差别,相反,却加深了这种差别,使这种差别达到明显化和外部对立。一般说来,反映和信息的相互依存和转化的结果,就使得整个反映作为这样的—个完整的过程整体出现,这个过程整体的第一个阶段是最初的直接反映阶段,第二个阶段就是中介反映阶段,第三个阶段是终点反映阶段。当然这种终点是在相对的意义上说的,世界上绝没有绝对的终点反映。然而无论如何,作为一个完整的反映整体看,总是有这样的三个阶段。在这三个阶段上,只有第二个阶段的反映才是信息。这样,原来潜伏在反映中的信息,由于在时间中作为反映整体的一个阶段,就明显地与其它形态的反映、由此与一般形态的反映明显地区别开了,达到了外部的对立。

信息和反映的这种相互区别和对立,在实际上还表现为它们的相互否定、排斥和“斗争”。从反映的完整整体可以看到,反映作为一个整体,是通过—个阶段否定另一个阶段的形式建立起来的。最初的阶段是直接形态的反映。第二阶段的信息的产生和运动又破坏了反映的直接形态,使之转化为中介形态,但在第三步却有了完全不同的结果,作为最后阶段的反映,又扬弃、否定了中介形态,使之成为终点阶段的反映。从这里我们可以看到信息和反映一个否定一个、—个排斥一个的“斗争”。并且正是这种否定、排斥和“斗争”,促成了信息和反映的相互转化,促进了整个反映的运动和发展,形成了反映的自己运动,自生的发展和蓬勃的生活。

大体说来,人类对世界的反映过程正是这样的。例如对于同一个题目的研究,总是不断地由文章(反映)变资料(信息),又由资料变文章,其间以—个否定另—个的形式,形成—个认识总体。特别是在科学技术的现代条件下,世界上只要什么地方发生了什么有意义的情况,关于这种情况的反映很快就会转化为信息(由各种信号系统传播),又由信息转化为反映,—个否定一个,从而建立起世界性的知识运动。

总之,信息和反映既对立又同一,正是这对矛盾,推动着反映不断地向前发展,形成反映的普遍联系和转化,建立起—切反映之间的全面的活生生出联系,使整个反映连成一体。而所有这一切,没有信息的存在及其与反映的矛盾是不可能的。信息,作为中介形态的反映,其重大作用就在于此。

由此足见,信息概念是人对于反映过程的统一和联系、相互依赖和整体性认识的—个阶段。信息概念的两个基本要求就是:(1)反映领域内联系的中介;(2)由此形成的反映的普遍的整体性的联系和发展。信息概念就是由反映联系的中介概念和反映联系的整体性和发展的概念构成的。它比一般的反映概念更深刻,更具有真理性。一般的反映概念(直接反映的概念)是死板的、片面的,而信息的概念则是活生生的,它提供反映的中介和整体,反映的联系和发展。

但是我们也反对这样一种观点,即认为,随着信息概念的出现,应当把“反映”作为“过时”的术语加以“注销”,以“信息”一词来代替它。这种观点是不正确的,也是有害的。根据我们的观点,信息是中介形态的反映,它和反映是特殊和一般的关系,和反映并不等同,当然也就不能用它来代替反映。以特殊代替一般,“注销”一般,当然是不可以的。正如物质的一种特殊形态——电子的发现并不能推翻一般的物质概念一样,反映的一种特殊形态——信息也不能代替或推翻一般的反映。另—方面,以信息代替或注销反映,将会造成这样有害的结果:既排除掉信息存在的前提,又排除掉信息转化的结果。可见不能用信息概念来代替或注销反映概念。正确的做法应当是,用信息概念来把一般的空洞的反映概念丰富起来,具体化起来。

人们最初对反映所认为的真理就是:存在着关于某个事物的反映。然而这只是对机械唯物主义而言的真理。在机械唯物主义的反映论中,没有中介,没有转化、联系和发展。这种反映论的根本缺陷就在于把反映的一般的直接的形态这个特征、方面夸大为绝对。辩证唯物主义坚决反对这种理论。它认为—切都是经过中介联成一体的,一切都是普遍联系和发展的,因此它对于反映的看法是:反映是一系列的中介过程和转化过程,它处在运动的永恒的过程中,处在矛盾的产生和解决的永恒的过程中。而以上的分析表明,反映的中介形式就是信息,反映的中介过程就是信息的过程,正是信息与反映的永恒的矛盾,推动着反映的永恒的发展。因此从这方面看,信息概念成了辩证唯物主义丰富、深化和具体化其反映论的一个最重要的因素。信息概念的一个重大的哲学意义就在于此。而现代科学信息论和控制论对于哲学研究的—个重大意义也在于此。因此,辩证唯物主义要完善和发展自己关于物质的反映的理论,它就应当重视信息概念,重视吸收自然科学关于信息现象研究的成果,努力在进一步揭示物质的反映特性方面,迈出新的更大的一步。

三、信息存在的普遍性和特殊性

以上我们阐明,物质的信息特性的本质是:它是中介形态的反映。但是为了进一步阐明这种本质,还须要阐明一系列问题,其中包括这样的一些问题:信息的存在是否带有普遍性?它又有哪些基本类型?它与意识究竟处于何种关系?现在我们就来考察这些问题。

一切物质都具有反映的特性,这是列宁肯定过的。列宁在《唯物主义和经验主义》一书中同马赫主义论战时,曾根据德国自然科学家海克尔、英国生物学家劳·摩尔根和法国唯物主义哲学家狄德罗的研究指出,明显的感觉和物质的高级形式相联系,但“在物质大厦本身的基础中”,有一种和感觉相似的能力——反映的特性。列宁的这一光辉思想,已被到处证明为是正确的。它为我们解决信息存在的普遍性问题提供了一条指导线索。既然物质所具有的反映特性是普遍的,而反映又必然是普遍地相互联系和相互转化的,因此反映的中介形式即信息,也必然是普遍存在的。哪里有反映和反映的联系,哪里就有反映的中介形式,哪里也就有信息。现代自然科学也向我们表明了这一点,如控制论向我们表明,在任何系统的各元素之间和在作为整体的系统之间都存在着信息的交换,而不管其是物理的、技术的、生物的,还是人类社会中的系统,都是如此。因此我们说,信息,就其最一般的意义来说,就其被理解为反映的中介形式,被理解为物质所普遍具有的反映特性的一种特殊形式来说,它包括物质世界中所有的反映领域,从单纯的物理反映领域起,直到反映的高级形式——人类意识的领域。

信息存在的普遍性体现在它的各种特殊形式中。目前哲学文献中所存在的否认信息存在的普遍性的观点,以及混淆信息与意识的联系和区别的观点,究其原因,在很大程度上,是由于忽视了信息存在的各种基本形式,错把某一特殊领域内的信息形式作为信息存在的普遍规定,因而否认了其它领域内信息的存在,直至导致把信息的存在仅仅限制在人的意识领域。所以,有必要研究信息存在的特殊性,它的各种基本形式。但是这一问题的解决,只有根据反映的特殊类型才能做到。因此我们将根据物质的反映形式及其进化,来阐明信息的各种基本形式及其相互关系,在此基础上,阐明信息与意识的关系。

信息的物理形式。物质在每—种组织水平上都具有的反映特性,其特殊性质,是由反映作用的本性以及进行反映的物质系统的特点、质的特殊性决定的。反映的物理形式是最简单的反映形式,也是最普遍的反映形式。当被反映的物质系统的特性在起反映作用的物质系统的物理特性上再现出来的时候,就是这种情形。例如化石对古代鱼类和植物的反映,结冰的水对气候的反映,如此等等。而当这种反映与其它的反映联结起来从而获得中介性质时,就产生了信息的物理形式。它的显著特点,是与承担信息的、起信号作用的物质系统的物理特性相联系。因此,它同反映的物理形式一样,也是一切物质所普遍具有的特性之一,并且特别是支配无机界领域的主要的信息形式。但在无机界,这些物理形式的信息并没有得到有目的的利用。无机界有产生物理信息的能力,没有利用物理信息的本领。有目的地利用信息的物理形式的,则主要是人类的特点。特别是在现代科学技术的条件下,人们广泛地利用物质具有的这种物理信息的能力,设计了各种科学仪表和自动化机器。现代的自动化装置和受控导弹、无线电引信、自动开门装置、化工厂的控制设备以及用于军事、工业中的各种现代化自动机器,都是用它们和外界对象的物理关系(以及化学上的关系),在它们自身的各元素之间以及在作为整体的各系统之间传递着信息,并对人们输入和输出信息。这些信息都是物理形式的信息。而随着电子计算机的发展,这些机器装置还颇有对这些物理信息进行物理加工和处理的能力,其功能可以达到同人脑相类比的程度,从而电子计算机将被人类广泛用来代替人脑的工作。

信息的生理形式。反映的物理形式是物质世界中最简单最普遍的反映形式。随着蛋白质的出现,产生了生物界,从而就在反映的物理形式的基础上,产生了一种新的反映形式——反映的生理形式。它是由起反映作用的生物物质即蛋白质的生理性质决定的,而当这种形式的反映获得中介性质转化为信息时,就产生了信息的生理形式。它同反映的生理形式一样,本质上是和蛋白质的生理特征相联系的。这是信息的生理形式同物理形式的本质区别。信息的生理形式的最简单的和最原始的表现,就是在植物和原生物那里表现出来的刺激感应性。刺激感应性是生物的一种生理特性,它是生物为了适应环境而对外界刺激作出反映的能力。这是由于,蛋白质在一些外界因素的影响下能改变自己的体积和形状,这种体积和形状的改变,反映了外界因素的作用。由于蛋白质的异于寻常的可塑性,蛋白质很快把这种反映传递到其它部分和生物机体的有关组织,使机体作出自己的运动状态的改变,完成一个反应动作,从而使机体能够适应已经变化了的外界条件。今天,生物科学还发现了遗传信息,它也是信息的一种生理形式。科学发现,一切生物的遗传特性,它的亲代的特征,都反映在蛋白质核酸(DNA)分子中核苷酸的一定的排列顺序上,并且这种形式的信息,能被生物的子代自动利用来控制自己的发展。

信息的心理形式。在生物进化的过程中,生命物质所固有的反映形式,随着有机体的构造和行为的复杂化而进一步发展。伴随着神经系统的出现,一种新的反映形式——心理反映,就在生理反映的基础上出现了。心理反映的特点是和神经系统相联系,它只是在生物发展的较高级阶段形成神经系统时方才可能。而心理反映所产生的信息的形式,就是信息的心理形式。同样,它在本质上与神经系统相联系,是由神经系统的状态的变化而表现出来的。信息的心理形式同生理形式相比,虽然信息的实质并没有变化,仍然是反映之间的中介联系,但是由于有了神经系统特别是中枢神经系统,这种中介联系就复杂化,因而对信息的处理和加工也达到了高一级的水平。例如小猫就能对同时传递来的关于外界环境的信息和自身运动状态的信息进行加工和处理,进行分析和综合。小猫抓—只老鼠,老鼠跑到左边,小猫就跑到左边,老鼠跑到右边,小猫就跑到右边。小猫随时能将关于外界对象的信息和关于自己各部分组织的实际位置的信息进行分析综合,以调整自己的行动,把老鼠抓住。这种信息的加工和处理,主要是由小猫的神经系统完成的。随着这种神经系统的完善,动物的心理信息就达到了较高的水平,表现出习惯上称之为动物“机灵”的一些现象。

信息的人类形式或意识形式。随着动物的进化产生了人类,于是就出现了心理反映的高级形式——人脑的反映,这就是反映的人类形式或意识形式。这种形式的反映的特点,是与人脑相联系的,因而是自觉的。生物学证明了,人体结构与动物区别最大的器官就是人脑。人脑是—个由大量神经细胞组成的极其复杂的神经系统,据有人研究,其中的神经细胞计达150亿之多。这里面每—个神经细胞都与其它神经细胞相接连,并同感觉器官的神经末稍相连接,形成—个非常复杂的等级结构。意识就是人脑的活动的产物,它是人脑对客观对象的反映,是物质所普遍具有的反映特性中的最高级形式,是人类所特有的反映形式。与此相应,当信息作为人脑活动的产物时,我们就得到了信息的最高级形式,即信息的人类形式或意识形式。这种形式的信息与其它各种形式的信息的本质区别,在于它的物质基础是人、人脑,因而是有意识的、自觉的,而先前所有各种信息形式,都不带有意识性、自觉性。信息的意识形式所具有的意识性和自觉性,突出地表现在,人并不仅仅利用自然形成的信号系统(神经系统)来传递信息,相反,在这里起主要作用的,是有意识地自觉地利用人工信号系统来进行信息的传递、加工、存储和变换,如利用语言和文字,以及其它各种所谓“人工世界”中的信号,如录音磁带、无线电波等等。由于有了这些人工信号系统,就增加了神经系统活动的一个新原则:把以前获得的无数信息有意识地加以传递、加工、存储和利用,打破时间和空间的界限,从而就可以无止境地洞察周围的世界,形成科学知识体系。

信息的形式同反映的形式一样是无限多样的。以上我们根据当前科学的发展水平,把无限多样的信息形式按其复杂程度和发展的顺序,划分为上述四种基本类型,即物理形式、生理形式、心理形式和人类的意识形式。所有这些基本形式都是相互依存的,同时又是本质上互相区别的。

首先,各种信息形式并不是彼此孤立的,而是相互依存的,这表现在,第一,较高级的信息形式依赖于较低级的信息形式,它是在较低级信息形式的基础上产生的,并把较低级信息形式包括在自身之内。例如信息的生理形式就基于并包含有信息的物理形式,这正如一切生物的运动无疑基于并包含有物理运动一样。同样,信息的心理形式基于并包含有信息的物理形式和生理形式,而最高级的信息形式——意识形式,则基于和包含有信息的物理形式、生理形式和心理形式,它是所有这些形式的发展和综合,是所有这些形式结合为—个整体的高度的统一;第二,较低级信息形式当其作为较高级信息形式的基础或因素而被包括在较高级信息形式之内时,它也就依赖于较高级信息形式。因为在较高级信息形式中,较低级信息形式虽然仍保持着自己的特性,但是已经不起主导作用,起作用的方式发生了变化。例如,以语言和文字形式传达的信息,直接地看,无疑属于信息的物理形式,但由于这种物理形式是人脑的产物,因而它就成为信息的意识形式的从属因素,依赖于信息的意识形式。现代科学技术世界中的即“人工世界”中的信息形式,也情同此理。一些人争论机器也能思维,就在于忽视了机器中的信息形式对于人的意识的依赖性;第三,各种信息形式可以在一定条件下相互转化,从物质的反映能力的逐步发展看,各种信息形式是随着物质的反映形式的进化而由低级到高级,由简单到复杂的秩序逐步展开的。例如,在地球上首先是信息的物理形式,然后是生理形式、心理形式,最后出现了信息的人类形式或意识形式。这里就体现了由低级信息形式向高级信息形式的转化。另一方面,在各种信息形式同时存在的情况下,彼此间也可以互相转化。例如,人脑在感知周围的世界时,往往是先接收周围的运动着的无机物质(例如物体、光粒子、空气等)所传递过来的关于某个对象的物理信息,然后转换成生理信息(由于这些物质的运动作用于人的肌肉和肉体感官),然后转化成心理信息(外界对象的反映到达于人的神经系统),最后在大脑中进行分析和综合,达到意识和自觉,产生出信息的意识形式。而关于外界对象的信息在脑和神经系统中进行调整后,经过适当的储存、校正和选择等过程,又反过来进入人的效应器官,一般说来也就是进入人的肌肉,这些效应器官又反作用于外部世界,产生出声音、语言和文字以及各种人工信号,由此信息的意识形式又转化为心理形式、生理形式和物理形式,如此等等。以上种种,都是各种信息形式相互依存、相互转化的表现。

各种信息形式固然是相互依存、相互转化的,但又是本质上互相区别的。不能把不同质的信息形式混淆起来,不能把高级的信息形式归结为低级的信息形式,也不能把低级的信息形式归结为高级的信息形式。高级信息形式之所以是高级信息形式,有它自己的质的规定,并不因为它依存于或可以转化为低级信息形式而失去自己的质的规定和存在的标准,混同于低级信息形式。当高级信息形式依存于低级信息形式并把它包括在自身之内时,并不因此就等同于它所包含的低级信息形式,因为这些低级信息形式并不起主导的、决定的作用,而只起辅助的次要的作用;当高级信息形式转化为低级信息形式时,那本质上是高级信息形式的质的规定性遭到否定和扬弃,过渡到另一种独立的、有着自己的质的规定性的信息形式,因此它也并不就与它所转化成的某种低级信息形式相等同。同样,低级信息形式之所以是低级信息形式,也有着自己的质的规定性,并不因为它依存于或可以转化为高级信息形式而与高级信息形式相等同。例如,信息的意识形式包括有信息的物理形式、生理形式和心理形式,但它并不归结为这些信息形式。它有自己特有的本质规定:人脑的活动过程。从这方面来看目前有关科学和哲学的文献中争论的人工智能的界限问题,就可以得出这样的结论:只要机器还不是真正的人、人脑,机器中的信息过程就永远也达不到与人脑中的信息过程相等同的程度。

通过以上对信息的基本形式及其相互关系的考察,我们就可以得出以下几个结论:(1)信息是普遍存在的,并不必然地和意识相联系;(2)只有信息的高级形式即信息的人类形式或意识形式,才必然地和意识相联系;(3)这样就得到—个双重的结果:信息按其总体来说,既存在于人的意识之外,又存在于人的意识之中,既有客观的,又有主观的。

四、信息和意识的关系

信息和意识的关系,必须根据它们各自特有的本质规定来加以说明。

从本质规定上说,信息是反映的中介形式,意识是反映的高级形式(人脑的反映形式)。信息和意识的关系,就是反映的中介形式同高级形式的关系。作为这样的关系,它们既有共同点,又有不同点,既是相互依存的,又是本质上互相区别的。

信息和意识的共同点是,它们都是一种反映,都是以物质为基础、是物质的一种特性,并且都以被反映的物质对象为其内容。不同点是反映形式的不同,—个是反映的中介形式,一个是反映的高级形式,并且,—个是以起中介反映作用的信号系统为其直接的物质基础,一个是以人脑这块特别物质为其直接的物质基础。但信息和意识并不是彼此孤立的,而是相互依存的。第一,意识依赖于信息,它是在反映的中介形式的基础上产生的。人脑对存在的反映,并不是象机械唯物主义所认为的那样,是一种直接的、直线式的反映,而是一系列的中介过程。意识系由于极其复杂的高度中介化的反映所得到的结果。且意识对存在的反作用,也包括有一系列的中介反映过程。因此,意识的形成和作用,本质上是一个信息的过程。没有信息,就不可能有任何真正的意识;第二,当信息采取意识的形式时,它的存在和作用也就依赖于意识,因为在采取意识的形式时,信息虽然保持着自己的中介反映的特性,但是由于它和人脑联系了起来,因而存在和起作用的方式也就有所变化。上面已经阐明,信息的意识形式是以各种基本信息形式的综合和统一为其特征的、极其复杂的、高级的信息形式,这就是由于它依存于意识的缘故;第三,信息和意识,反映的中介形式和高级形式,可以在—定条件下互相转化。从意识的产生看,它是在信息的基础上形成、转化成的。再从意识的运动看,意识不断地转化成信息(人类的通讯、知识的传播,一句话,直接经验之转化为间接经验),信息又不断地转化成意识,转化成人脑中的知识。我们的报刊、书籍、无线电波,我们的行政机关、大学和图书馆,每天都在把人们意识到的东西转化成信息,同时又在输出信息,即把信息再转化成为人们头脑中的意识。信息、意识、再信息、再意识,如此循环不已。所有这些,都表现了信息和意识即反映的中介形式和高级形式之间相互依存的关系。

信息和意识是相互依存的,但又是本质上互相区别的,不能把二者的质的规定性混同起来。意识虽然包含有信息,但是意识之为意识,并不在于它包含有信息,而在于它是反映的高级形式,是人脑这块高度组织起来的物质反映外界的形式;同样,信息虽然可以采取意识的形式,可以被包含于意识之中,但信息之为信息,并不在于它与意识相联系,而在于它是反映的中介形式。总之,信息与意识既有共同点,又有不同点,既是相互依存的,又是本质上互相区别、不能混淆的。因此,那种把信息与意识相并列的观点(如国外有一种意见认为,现在“与物质和意识的概念相并列,出现了第三个更为广泛的概念——信息”),或把信息必然地与意识联系起来或等同起来的观点(如认为,“只有在意识存在的情况下才有信息,信息不可能有客观的”),都是不对的。

【注释】
[1] 恩格斯:《自然辩证法》,人民出版社1971年版,第98页。
[2] 维纳:《控制论》,1962年中文版,第133页。

(本文是19839月提交给当时在辽宁大连召开的《物质论》课题组会议的论文。录入编辑:乾乾)

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