什么是信息

根据香农的信息定义，电话线上传输的随机数比同一线路上传输的偶数具有更多的信息。听见2、4、 6、8、10、12以后，脑子好使的人都能正确猜出来，接下来序列里的数字是什么。随机数没有组织，偶数组织严谨，香农信息相关的神秘性因此加深，所以你就不得不反直觉地断定，在香农的事物图景中，信息和组织是相左的。

香农这个观点与系统生物学家的信息概念全然是矛盾的，系统生物学家认为，有机体含有信息。由于这样的组织繁衍功能，有机体能生长和繁衍，考夫曼（2000）在《调查》一书中指出有机体这一机能。从香农信息和生物信息的矛盾看，我们觉得大概不止有一种信息，这种信息不是相对论里光速那样的不变量，光速不随参考框架而变化。我们还看到，香农的信息定义可能有局限，也许不代表信息的普遍观念。毕竟，香农把信息构想为信息熵，目的是要解决一个具体的问题：提高通信线路的效率，即提高信号传输里的信号对噪声的比率。

第九节 信息的相对性

在《独立于学科的信息定义》（A Discipline IndependentDefinition of Information.载美国《信息科学会杂志》），罗伯特·M.洛西（Robert M. Losee 1997）给信息下了这样的定义：

信息可以定义为过程输出的特征，这些特征透露过程和输入的信息。这个不依赖学科的定义可以被应用于一切领域，从物理学直到认识论。

这个定义似乎显示，信息一词一般被认为是某种整齐划一的数量或质量，在它描绘的一切领域和现象里始终如一。换言之，信息就像光速，是不变量，在一切框架里维持不变。如果被追问什么是信息，大多数当代信息技术专家或哲学家都会回到香农的信息定义。有些人甚至还要抬出贝特森的定义：信息是造成差异的差异。大多数人都没有意识到，香农的信息定义和贝特森的信息定义是互相抵触的。香农信息不造成差异，因为它和意义毫无关系，只不过是一串符号或比特。相反，我们发现，贝特森的信息定义更准确地说应该叫作麦凯的信息定义，它是全然有关意义的定义。如此，我们就来到第二个意外的发现：信息相对性。信息不是光速那样的不变量，信息有赖于它被使用的参考框架或语境。

在POE里，我们发现，香农信息与生物信息或学习信息截然不同。信息不是绝对值，有赖于它被使用的语境。对通信信道工程而言，香农信息是完美有用的工具。柯尔莫哥洛夫信息被定义为描绘一个程序或文本所需的最低限度的计算资源，与香农信息相关，对图灵机的信息压缩研究有用（Shiryayev 1993）。另一方面，生物信息或学习信息不是香农信息或柯尔莫哥洛夫信息的近义词。正如我们在

POE一文里所示，描绘生物系统及其组织繁衍的唯一方式是生物信息或学习信息。

信息是工具，作为工具的信息有不同的形式，亦如螺丝刀并不是都一个样。螺丝刀有各种不同的形式：槽形、方形、菲利普形——取决于它们所要用的环境。信息的种类也可以这样说。麦凯区分两种主要的信息：未必和意义挂钩的选择性信息；具体和意义挂钩的结构性信息。香农信息是要处理通信里符号对噪声的比率，柯尔莫哥洛夫信息意在测量信息内容，比如图灵机上算法的复杂性。相反，生物信息或学习信息是一种结构信息。DNA信息不像香农选择性信息那样固化，而是像麦凯结构信息那样取决于语境，结果，相同基因型产生不同的显性信息，这取决于环境或语境。

如麦凯和贝特森所论，信息有质化的一维，香农—韦弗信息的质化模型或柯尔莫哥洛夫的多维信息定义都未能把握这质化的一维。香农和柯尔莫哥洛夫捕捉到了量化的一维，麦凯和贝特森捕捉到了意义质化的一维，但你也可以想象其他的维度。

我回应约瑟夫·布伦纳（Joseph Brenner）的“信息交流基础程序清单上的留言”，说他描绘的信息有趣、有启发性、好玩。他引用柯尔莫哥洛夫的另一个信息定义：“在给定的一系列事件的概率分布上引起变化的运算符。”布伦纳所谓的信息改变了我的认识。柯尔莫哥洛夫这个定义捕获了他以前定义里不曾有的真实性；他以前那个定义里没有真实性，其表述是：信息是“描绘一个程序或文本所需的最低限度的计算资源”。因此我们断言，信息不仅有相对性元素，而且是多维的、不是单维的，不像香农信息那样只有一个维度。

虽然我们在POE里介绍了信息相对性的概念，我们当时并不知道尼古拉斯·扎内斯（Nicholas Tzannes 1968）早就提过类似的概念。他“想要下的定义是，信息意义随语境而异……指出：香农和韦弗用何为信息的语词定义信息，而麦凯用信息做什么的语词来定义信息

（Hayles 1999a，p. 56）。”香农和韦弗的信息形式是名词或事物，麦凯的信息形式是动词或过程。我们把学习信息或生物信息与麦凯挂钩，而不是与香农挂钩，因为那样的信息是一个过程，因为DNA、RNA和蛋白质不是信息“事物”，它们催化“过程”和行径，进而产生组织繁衍和信息传输即带意义的信息。简言之，学习信息是结构信息，因为instructional的词根里是“struct”。

香农信息与POE界定的生物信息或学习信息的另一个差别是，香农信息不解释信息来自何方、如何产生。香农理论里的信息乃机械降神（deus ex machina）。相反，POE描绘的生物信息来自于一些约束条件，它们使有机体利用自由能，并将其转化为功，使有机体能进行基础代谢，并复制其组织。考夫曼（2000）描绘了这一组织如何通过自催化显身的突显现象，突显现象的特性不能采自有机体生物分子的特性，也不能靠其特性来预测，亦不能还原其特性。如此，考夫曼解释了生物信息来自何方。

第十节 信息及其与物质性和意义的关系

啊，这结实的肉体也要化为泥土。

——《哈姆雷特》

第一幕

第二场

我们在知识里失去的智慧去了哪里？

我们在信息里丢失的知识去了哪里？

——艾略特

我们在信息里丢失的意义去了哪里？

——洛根

信息并不是不变量，而是相对于环境的一个物理量，信息在环境里运行。这个问题讲清楚后，我们来考察信息与物质性和意义的关系，我们借用海尔斯《我们如何成为后人类》（How We BecamePosthuman. Hayles 1999a，1999b）等著作里的洞见。她指出，信息固然被用来描绘物质的东西，因而在事物里物质化了，但信息本身并不是物质。“香农的信息论把信息界定为概率函数，没有维度，没有物质性，不必与意义挂钩。信息是一种模型，不是一种存在（1999a，p. 18）。”

香农信息与意义缺乏必要的联系，这是它有别于生物信息的特征。生物信息显然是有意义的，那就是有机体组织的繁衍。信息是我们用以描绘物质运行的一种抽象，有时被认为是在控制论意义上起作用的东西。

海尔斯（1999a）把信息论的源头追溯到维纳、冯·福雷斯特（von Forester）和冯·贝塔朗菲之类的控制论者以及香农和韦弗之类的通信工程师。她指出，他们把信息视为比物质更原始的存在。论及他们提出的信息论时，她写道：“信息论将信息建构为掌控物质世界的场所。

她又称，香农信息和控制论信息被视为与其实例化的物质基础分离的东西，我同意这个意见。比如，维纳在《控制论，或关于在动物和机器中控制和通信的科学》（Cybernetics，or Control andCommunication in the Animal and the Machine. 1961, p. 132）中就写道：“信息是信息，不是物质，不是能量。”这里冒出来诸如此类的问题：信息是否有什么固有的属性呢？或者说它仅仅是物质行为模式的一种描述或隐喻呢？信息真的控制物质吗？或者说它纯粹是基于人类符号语言通信概念的心理建构呢？反过来，符号语言是概念思维的产物吗？我们将在下一章介绍这个观点。

上述控制论者和信息论者所用的信息概念互相影响。许多人认为，两家的概念相同，但实际上是迥然不同的。信息是物质世界的掌控者，这是控制论者的观点，始于维纳（1950），他写道：“效率高的生存是信息足够的生存。因此，通信和控制属于人内心生活的本质，甚至属于他的社会生活。

对通信工程师而言，信息是一个符号串，必须要准确地从发送者一地抵达接收者的另一地。他们唯一关心的是传输的准确，而信息与意义的关系却毫无意义，不在他们关心之列。如果此刻想想信息与意义的关系，那么，控制论的信息概念含有意义，即控制物质领域的意义；相反，香农信息和意义就没有这样的关系。实际上你可以诘问，香农用公式H＝－p_i描绘“信息”的测量时，他用的“信息”一词是否正确。公式中界定的显然是有用的计量，因为它与符号传输的概率相联系——这里的符号既可能有意义，也可能没有意义。我的观点是，没有意义的符号并不是真正的信息。我赞同麦凯和贝特森的观点：够格成为信息的符号必须能造成差异。同理，我同意维纳控制论语境下的信息定义。据埃里克·斯威比（Erik Sveiby）报告，香农对自己所用的“信息”一词的准确性有一些重新的思考：

据说，香农对他理论里“信息”一词始终不太满意，有人劝他用“熵”一词取而代之。但“熵”这个概念也难以传达，所以他还是保留了“信息”这个词。朗厄福什（Langefors 1968）建议，替代信息论的更妥当的词也许是“信号传输理论”。

（见2007年9月9日

http://sveiby.com/portals/0/articles/Information.html#Cybernetics）

我赞同朗厄福什的看法：香农在他所谓信息论里分析的是符号或数据的传输，和我在早前与知识管理与合作理论相关的著作《携手合作，参与竞争：驱动知识经济的盈利能力》（Collaborate toCompete: Driving Profitability in the Knowledge Economy）里的分析一致。我的观点部分是受斯威比的影响。在知识管理那本书里，我与路易斯·斯托克司（Louis Stokes）提出了数据、信息、知识和智慧的定义：

（1）数据是纯粹和简单的事实，没有特殊的结构或组织，是基本的信息原子，

（2）信息是有结构的数据，信息赋予数据意义，为数据提供语境和意义，知识是战略上使用信息，以达成个人目标的能力，

（3）智能是在符合个人价值并在大社会语境里选择目标的能力。（Logan，Stokes 2004，pp. 38—39）

我还发现，维基网对数据和信息关系的描写给人以深刻启示（2017年9月12日）：

虽然信息和数据常常互换着用，但它们实际上是截然不同的。数据是一套无联系的信息，除非经过妥当的评估，否则数据是没有用的。在评估过程中，一旦数据间表现出意义关系，并表现出相关的意义，数据就转化为信息。于是，这一数据就可以被用于不同的目的。因此，除非传递某种信息，否则数据是没有用的。

我将把香农笔下的信息发送者和接收者之间传输的信号解读为数据。这与麦凯和贝特森的立场一致：一旦语境化、具有意义时，信息就造成差异。知识和智慧代表高于本章范围层级的信息应用。不过，我们将在第八章回到知识和科学的论题。数据语境化并具有意义，以成为信息而运行，这是一种突显现象。信息传播不能仅靠香农系统里发送者、接收者、信号或讯息等词语和成分来解释。和香农简化的系统相比，这个过程复杂得多；他那个系统是为了信号传输的数学化和工程化而简化的系统。首先，这个传播过程涉及发送者和接收者的知识、发送者的意向或目的、接收者在过程中的参与，最后还涉及传播渠道，渠道独立于其中的内容，如像麦克卢汉（1964）所谓的“媒介即讯息”。发送者和接收者的知识和意向，以及传输渠道的效应都影响讯息的意义，那是信号在内容之外传达的意义。

第十一节 生物系统里信息的意义

POE将生物信息和学习信息界定为约束条件，约束条件使自主体即有机体能把自由能量转化为功，有机体因而能通过生长和复制来完成组织繁衍。这个定义和意义关系紧密。“对香农而言，讯息的语义或意义无关紧要，相反，生物学里的情况正好相反。生物主体有目的，因而有意义（考夫曼等人 2007）。”因此你可以说，既然学习信息的意义是组织繁衍，所以我们终于了解到生命的意义——“生命的意义”就是组织繁衍。这句话无意淡化从人的角度对生命意义的哲理追求，而是这样一层意思：生命意义包括人的生命意义实际上就是组织繁衍。生命的目的就是生命的创造或更多生命的繁衍。

香农信息未必含有意义，相反，生物信息或学习信息总是含有意义，此外两者还有一点重要的差异。根据其定义，香农信息独立于其实例化的媒介，相反，生物信息与其物质实例化关系非常紧密，其构造成分是核酸和蛋白质。独立于其实例化媒介的香农信息和控制论信息促成了强势的人工智能观念，既催生了莫拉维克（Moravic）和明斯基（Minsky）等人的言论，也在一定程度上催生了维纳的论述：人的智能和思想可以转移到芯片计算机，并不需要人脑这台湿漉漉的计算机。香农信息和控制论信息可以从一种物质环境迁移到另一种物质环境，从一台计算机迁移到另一台计算机；香农信息可以从一部电话机迁移到另一部电话机，从一台计算机迁移到一个纸印的副本。生物域的有机体却不是这样的，在这里，信息储存在DNA、 RNA里，或储存在其他组织构造，比如食物/能量和危险/毒素里。

生物信息含有意义——理解这一说法的方式就是理解生命及其代理的关系，这一关系是在生物系统的突显属性露面的。考夫曼

（2008，p. 4）区分生物域里的“发生”（happenings）和“作为”（doings）。因此，生物系统具有一种自主机制，这一机制在生物体“作为”以确保组织繁衍的过程中表现出来。“生命及其自主机制在宇宙中自然发生。和自主机制同时来临的还有价值、意义和作为，在宇宙里，这一切像运动粒子一样的真实（2008，p. x）。”我想补充说，与之同时来临的还有目的；有了目的以后，信息就有意义了。

香农信息是符号性的，因此，无论在纸张上还是在计算机、DVD或通信设备中，香农信息能够从一种媒介或技术滑向另一种媒介或技术，并没有真实的变化；麦克卢汉的“媒介即讯息”就是这一判断的旁白。这一判断并不适用于生物体。相同的基因型能产生截然不同的表型，这有赖于基因运行的化学环境。请考虑这一事实：同卵双胞胎并非“完全相同”。其原因是，生物分子生化互动发生的环境使结果变了。