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摘 要 ：客观现实的世界具有二重化的特征,因为它同时包含着物理现实和理想现实,并且,在这两种现实之间具有相互反映的性质.我们把这一现象称为信息.在最广泛意义上,信息是现实世界的客观属性,它是物质和能量在空间和时间中分布的差异性(不对称)的表现,这些表现存在于所有自然发生的生命界、无生命界,以及人类社会和意识活动的非平衡过程之中.信息贯穿于我们周围世界的有组织的物质和能量的各个层次,它是物质和能量运动的首要的原因,并决定着它们在空间和时间中运动的方向.信息是进化的决定性因素,它决定着自然和社会进化过程的发展方向.
关 键 词 ：物质；能量；信息；本质；物理现实；理想现实
中图分类号：B08 文献标识码：A 文章编号：1000－2731(2012)02－0016－07
近年来,在基础科学和复杂性科学研究的领域,信息科学的作用正在大幅度增长.这是因为,现代科学自身发展的逻辑导致的,这一逻辑就是基于信息科学的相关概念和方法的应用形成了新的科学范式和新的科学研究方法.
一、信息现象的现实结构
依据许多研究人员的看法,信息是我们面对世界的最重要的,同时也是最神秘的现象.
在今天的科学文献中,对信息的定义有几十个,然而,其中没有一个能够被普遍的接受.这是因为,科学家们在进行某一科学领域的研究时,都是从他们研究领域的特定角度出发,制定或选择一个最适合其研究领域的特定的具体的信息定义.
此外,有些科学文献甚至宣称,为信息概念下一个一般性的本质定义也许是永远不可能的,至少在今后几年中这种尝试不可能达到.也许,“信息”这一概念从根本上就是无法定义的,也许,它仅只是一个同音异义的术语,在日常使用中,它可能被用来指称完全不同的或根本没有关联的不同的对象.
然而,与此同时,信息已经成为一种普遍性的科学范畴,今天,许多研究人员都已经公认,信息在关于自然现象、技术系统、生物世界、以及人与社会的问题等众多研究领域的价值正在迅速增长.
信息现象是多层面的,因此,它不仅在不同状态的信息过程中,而且也在这些过程现实运行的不同阶段上都以特殊的方式表现出来.
从正统的唯物主义的观点来看,在现实世界中,除了物质和能量之外什么都不存在.并且,物质和能量的各个组成部分之间又是密切相关、连续运动的.
因此,物理世界(物理的现实)乃是一个被运动着的物质和能量充满了的世界,其他的世界(其他的现实)根本就不存在.这就是从笛卡儿和牛顿的时代就开始占据科学的主导地位的关于物质和能量的世界图景.
有没有另外一个现实的世界――一个现实的理想的世界虽然,整个生活的实践使我们相信这样一个现实的理想的世界也是存在的.但是,是什么构造了这个理想的现实它是否是独立于人的意识而客观存在的
众所周知的控制论的创始人诺伯特维纳曾经针对信息的本质说道：“信息不是物质,也不是能量,而是第三种存在”.换句话说,维纳认为,除了物质和能量之外,世界上还有“第三种”存在,而这个“第三种”存在便是信息.
但是,信息本身是什么,它与物质和能量的关系怎样关于这些哲学问题的答案我们在维纳的著作中并没有找到.然而,后来的一些更多的科学家都认为,物质、能量和信息是现实世界的三个基本组成部分,是独立于我们的意识之外而存在的客观现实的不同表现形式.
然而,如何揭示这三者的相互关系如何把它们和理想现实的概念进行比较
为了找出上述问题的答案,我们将做一个思想实验.假定一个现实的物理系统,其中只包含两个组成部分――A和B.A是一个塑料球,B是一个台球,很难在这两个球之间找到一种一致性的关系.接下来假定,使这两个小球相互接触,然后再分开.其结果是,在A的表面形成了一个凹坑,这就是由于B的作用在A的表面留下的一个痕迹.
难道现在我们还不能从现实世界结构运动的角度来说,这就是两个物体之间相互作用的结果吗事实证明,这种结构的改变已经是相当明显了！事情还并不仅仅如此,并不仅仅是改变了A的表面形状,使A的表面有了一个凹痕.事情更为重要的方面还在于,这个凹痕乃是A通过与B的接触而对B的某些内容的反映(镜像印迹).
这样,我们可以说,我们观察到了一个现实的过程,之前只有两个分离的对象,通过它们的相互作用,产生了第三个对象C.这个c是某种痕迹(凹痕),是在A的表面呈现着的对B的表面的某些内容的反映.这个新的对象不是物质,所以,应当把它看作是一种理想现实的对象.
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这个对象确实存在着,它不是我们凭空的想象.它不是一种意识的精神产品,它很真实,它是我们周围现实的物理世界中的物质对象间的客观相互作用的结果.
因此,理想的现实是客观存在的.它与物理现实有着千丝万缕的联系,它由物理世界中的物体间的相互作用产生.这是从上述分析中得出的第一个和非常重要的哲学结论.
现在我们来探讨“理想现实”和“信息”概念间的关系.可以说,这两个概念的含义非常相似.通过上面的例子,我们已经可以确定,两个物体之间相互作用所产生的结果是物理现实世界中的一种现象,其中一方的结构的产生是对另一方的部分内容的反映,这就能够从某一对象的某些表面结构的模式中获得另一个对象的某些特性(信息).
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我们还发现,信息本身不是一个物理对象,属于理想的现实世界.当然,信息自身的显示必须以现实的物理对象(或过程)为其载体.如果没有这些作为载体的对象(或过程)信息的显现在原则上是不可能的.
我们现在来证明,尽管信息具有理想特征的本质,但是,它却能够影响物理现实的对象和过程.正如我们在上面所举的例子那样,在两个对象的相互作用过程中,对象A以其有所改变的凹痕的形式反映了对象B的某些内容,并且可以使我们由此获得关于这些内容的副本,也就是,其物理材料的模式.
因此,我们认为,这一过程正是信息从一个物理现实的对象转移到另一个物理现实的对象的具体机制.
基于上述分析,可以得出一个带有根本性价值的重要的哲学结论,这就是,在我们所面对的世界中,物理的现实和理想的现实是密切相关的,它们之间能够发生非常明显的相互影响.
因此,客观现实的世界具有二重化的特征,因为它同时包含着物理现实和理想现实,并且,在这两种现实之间具有相互反映的性质.我们把这一现象称为信息,令人惊讶的是,关于这一现象的很多方面我们现在还没有搞清楚.要搞清楚这一现象的本质的困难在很大程度上是由于这样一个事实,这就是,在不同的条件下它表现出来的行为是不同的,也就是说,它在无生命的自然的物理系统中、在生物系统中、在人类创造的技术设备中、在社会系统中,以及在人的头脑中它所表现出来的行为都是不同的.
信息具有多方面的表现,这就是为什么经常会出现运用同一术语所描述的具体现象却有不同的表 现形式的原因.
正因为如此,这才导致了目前不仅在一般的科学文献中,而且也在各种版本的百科全书中,对“信息”这一术语有了各种各样的解释.
信息现象并不仅仅表现在物理现实的某些对象的相互作用所产生的结果中.它也可以是现实发生的某些过程相互作用的结果.下面我们将证明,在相互作用的结果中,如何改变了某些过程的性质,我们应当把这样的变化看作是信息活动的一种形式,称之为动态信息.
下面我们将用无线电方面的例子来进行证明.假设有两个动态过程,其中之一是一个随时间参数作周期性振荡的物理现象,如,电流或电磁场.我们假定,在我们观察的整个时间段上,它们的频率、振幅和相位都保持一个恒定值,也就是说,与时间无关.
同时,我们假定第二个过程的一些参数值具有随时间发生变化的性质,但是,它变化的速率大大慢于上一假定过程的振荡周期.
进一步的假定则是,第二个过程可能对第一个过程发生影响,这就是,第一个过程振幅变化的比例将会被第二个过程的相应参数所改变.在电台广播中这种效应被称为调幅.还有其他类型的调制,如频率相、脉冲代码等.
在此很容易看到,我们所研究的两种动态过程的相互作用的结果同样是一个动态的过程,这一过程以其结构的性质反映了两个相互作用过程的源流.
无线电领域的专家都知道,由此过程产生的频谱是复杂的,它包含两个频率,两个频率分别对应的是原来的过程.同时,其中的一个过程具有较高的振荡频率,它扮演着第二个过程的载体的角色.
在无线电领域,甚至还为此采用了一个特殊的术语,称为“载波频率”.事实上,由于作为第二个过程的影响结果的第一个过程的相应参数随着时间的推移发生了变化,所以,在这一过程的结构中就反映了第二个过程的动态参数,也就是说,将其转变成了自己的某些动态性质的“成果”.
这个例子说明,由于上述相互作用的结果,我们观察到了两个物理过程的现实结构发生了变化.这一变化的实质在于,这里呈现的不是两个初始的物理过程,而是另外的两个物理过程.这两个物理过程中的第一个是作为初始来源的物理过程,而另一个过程则是在调解过程的影响下产生的理想的过程.这一过程是通过第一个原始过程的振幅的动态变化对第二个原始过程的相应参数的一种反映.
重要的是,这些变化是很真实的,它们可以通过适当的程序来确定.因此,在相互作用中产生出来的理想过程可以在另一个过程的结构形式中检测出来.
从上面所举的关于物理过程的交互信息现象的动态表现的例子中,可以引申出一个重要的结论,这个结论是关于我们面对世界的现实结构以及其组成部分的构造方式和属性特点的.
这一结论的实质是客观存在的现实结构既是物理的过程,又是理想的过程.这个理想过程产生于物理过程相互作用的结果,并作为物理过程相互作用的结果的一种反映.
反过来说,理想过程也是现实世界的一个部分,因为它们可以通过相应的物理过程的程序来确定谁是他们的物质载体,因此,他们可能会再次被一个现实的物理过程所表征,并且,还可能以另外一个物理过程为基础.
基于上述分析可以得出以下结论.
1.我们面对世界的现实结构具有二重化的性质,因为,这个世界同时包括两个主要的组成部分：物理现实和理想现实.这两个部分都是客观存在的,并且是相互作用的,因而它们具有相互反映的特性.
2.物理现实包括了所有现存的物质世界的对象,无论这些对象是实体性的还是非实体性的(如：电磁场、引力场或其他性质的场),同时也包括了所有这些对象的运动过程和内部变化的过程
3.理想现实也是独立于意识活动之外的客观存在,它和物理现实一样也是现实世界的重要组成部分.它产生于物理现实的对象(或过程)的相互作用,并以在其他对象(或过程)的结构中反映某些对象(或过程)的性质的方式表现出来.
4.物理现实和理想现实的相互反映能力是它们的基本性质,这就在事实上构成了信息现象的多方面表现的可能性.
5.信息不是物理的对象和过程,它属于理想现实的世界.但是,信息要显示自己,就必须以物理现实的对象(或过程)作为其载体.如果没有这些作为载体的对象(或过程),信息要显示自己在原则上是不可能的.
6.作为载体物的物理性质是什么,对于信息来说,在原则上是不重要的.重要的是,这些载体有能力通过适当改变其内部结构(物理对象)或它的状态参数(动态过程)来感应信息.
7.尽管信息属于理想现实的世界,并且与一个物理对象(或过程)相关联,但是,它却可以与其他的物理世界的对象(或过程)发生作用,并以与其发生作用的对象(或过程)作为其新的载体.这样的方式,便是信息从一个物理现实的对象(或过程)转移到另一个物理现实的对象(或过程)的传输机制.
8.要确定信息与它的载体(物理现实的对象或过程)的关联关系,需要有一些特殊的程序,其中最重要的程序就是比较.对这些程序的详细研究超出了本书论述的范围,它需要专门的讨论.
9.信息是信息科学的基本概念之一,信息科学是关于在不同性质的系统中进行信息处理的原则和规律的科学.正是由于信息科学的相关思想的发展和传播使信息概念在今天获得了一般科学概念的地位,并且,关于信息原则和规律的统一性观念,又在极大程度上促进了现代科学的世界图景的形成.
10.近年来,俄罗斯的科学家们获得的一系列新成果表明,在形形色色的系统中,以及在各类系统的信息活动过程中,信息规律占有重要的地位.此外,人们还发现,这些信息规律对物理过程的实际运行可能施加某种限制.
所有这些都表明,需要对信息现象作进一步的哲学认识,其中最主要的是关于信息概念的本质、物理现实和理想现实在系统中的表现方式,以及信息与物质和能量的相互作用的机制.
二、信息的本质
有哲学著作宣称,给“信息”下一个普遍性的定义是不可能的,因为信息概念在原则上是不可能统一的.
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