從信息科學(xué)視角看《信息哲學(xué)》

鐘義信

從信息科學(xué)視角看《信息哲學(xué)》

鐘義信

信息科學(xué)是研究信息及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，與信息哲學(xué)的研究交相輝映。信息科學(xué)對(duì)于信息及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解應(yīng)當(dāng)與信息哲學(xué)的相關(guān)詮釋互相印證。因此，基于信息科學(xué)基本成果，從信息科學(xué)的視角來評(píng)述鄔焜教授的《信息哲學(xué)》是頗有意義的。

信息科學(xué)；信息轉(zhuǎn)換定律；信息哲學(xué)；存在分割

一、引言：筆者親歷的我國信息科學(xué)歷史小記

需要說明，本文作者不是哲學(xué)家，而是信息科學(xué)研究者。但是，由于信息科學(xué)本身所具有的基礎(chǔ)性和深刻性，注定了它的研究必定與信息哲學(xué)的研究難解難分。這種關(guān)系特別充分地表現(xiàn)在對(duì)“信息及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的理解問題上。

1962年夏，筆者考入北京郵電學(xué)院研究生部，師從周炯槃教授研修信息論。信息論原名“通信的數(shù)學(xué)理論”（A Mathematical Theory of Communication）①Claude E.Shannon,“A Mathematical Theory of Communication”,Bell System Technical Journal,Vol.27,No.3, 1948.，由美國學(xué)者克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)（Claude E.Shannon）于1948年創(chuàng)建。三年的學(xué)習(xí)與研究，筆者對(duì)信息論的贊佩之情油然而生，因?yàn)樗谕ㄐ蓬I(lǐng)域幾乎是完美無缺的理論。

1965年秋，筆者研究生畢業(yè)并留校從事信息論專業(yè)的研究和教學(xué)。從此，思考的問題便更深更廣了，于是情不自禁地追問：為什么人們不把“通信的數(shù)學(xué)理論”稱為“通信論”而稱為“信息論”？是因?yàn)椤巴ㄐ诺臄?shù)學(xué)理論”不僅適用于通信領(lǐng)域而且適用于整個(gè)信息領(lǐng)域嗎？

為了回答這個(gè)問題，筆者開始了系統(tǒng)性的學(xué)術(shù)考察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：由于信息論建立在概率論的基礎(chǔ)上，它的應(yīng)用必須滿足概率公理的條件；然而在核心的信息領(lǐng)域（特別是智能領(lǐng)域），概率公理不能成立，無法應(yīng)用信息論。這表明，人們把“通信的數(shù)學(xué)理論”改稱“信息論”并非明智之舉：信息論無法適用于整個(gè)信息領(lǐng)域！

這一發(fā)現(xiàn)使筆者大為沮喪，因?yàn)樽约涸悄菢託J佩信息論；同時(shí)也感到了一份巨大的責(zé)任，因?yàn)檫@就意味著必須努力改造信息論，使它名副其實(shí)，適用于整個(gè)信息領(lǐng)域。當(dāng)時(shí)，我們就把這個(gè)醞釀之中的信息新理論稱為“廣義信息論”。

后來感到“廣義”這個(gè)詞欠妥，因?yàn)樗倪吔缣：?。于是?977年春天，在參加“全國中長期科學(xué)技術(shù)規(guī)劃會(huì)議”的前夕，決定把擬議中適用于整個(gè)信息領(lǐng)域的信息新理論名稱規(guī)范化為“信息科學(xué)”，以便把它納入國家中長期科學(xué)技術(shù)規(guī)劃。接著，為了向我國學(xué)術(shù)界介紹信息科學(xué)，從1978年開始筆者先后在《北京郵電學(xué)院學(xué)報(bào)》、《國外電子技術(shù)》和《自然》雜志分別發(fā)表了論文《信息科學(xué)的現(xiàn)狀與未來》①鐘義信：《信息科學(xué)的現(xiàn)狀與未來》,載《北京郵電學(xué)院學(xué)報(bào)》，1978年第1期。、《信息科學(xué)與信息論》②鐘義信：《信息科學(xué)與信息論》,載《國外電子技術(shù)》，1978年第2期。和《信息科學(xué)》③鐘義信：《信息科學(xué)》,載《自然雜志》，1979年第3期。，成為我國信息科學(xué)領(lǐng)域的第一批學(xué)術(shù)論文。

1988年9月，經(jīng)過整整10年的研究，筆者第一部系統(tǒng)闡述信息科學(xué)基本理論的學(xué)術(shù)專著《信息科學(xué)原理》④鐘義信：《信息科學(xué)原理》,北京：北京郵電大學(xué)出版社1988年版。出版，信息及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理論體系初步構(gòu)建成型。2013年該書第五版把信息的運(yùn)動(dòng)規(guī)律歸納為“信息—知識(shí)—智能轉(zhuǎn)換定律”，簡稱為“信息轉(zhuǎn)換定律”。2014年，筆者的《高等人工智能原理》⑤鐘義信：《高等人工智能原理》,北京：科學(xué)出版社2014年版。由科學(xué)出版社出版，闡明了開放復(fù)雜智能系統(tǒng)領(lǐng)域的“信息轉(zhuǎn)換定律”。

以上小記表明，“信息科學(xué)”由“信息論”發(fā)展而來。因此，本文將首先介紹信息論的基本概念，然后引出信息科學(xué)的基本成果，并與信息哲學(xué)的相關(guān)結(jié)果作對(duì)照。

二、信息論的信息模型和主要結(jié)果

信息論把通信過程抽象為圖1所示的模型，由信源、信道和信宿構(gòu)成。信源的作用是產(chǎn)生信息；信道的作用是把信源產(chǎn)生的信息傳送給信宿；信宿的作用是接收信息。

圖1信息論的研究模型

由于噪聲N的影響，信源發(fā)出的信息X經(jīng)過信道傳到信宿之后就變成了Y。于是通信的基本問題是要問：這個(gè)通信系統(tǒng)從信源傳遞了多少信息給信宿？按照信息論的理解：信息是用來消除不確定性的東西，因此，可以用通信之后信宿關(guān)于X的不確定性程度（相對(duì)于通信之前）被消除的數(shù)量來度量。

信息論用信源熵H（X）表示信源產(chǎn)生信息的能力，它正好就是在通信之前信宿對(duì)于X的不確定性的程度。在通信之后（信宿接收到了Y），信宿對(duì)于X的不確定性程度可以表示為H（X|Y）。因此，通信系統(tǒng)實(shí)際傳送給信宿的信息量（稱為X與Y的互信息）就是通信前后信宿關(guān)于X的不確定程度的減少量

其中，信源熵H（X）是定義在概率分布上的泛函數(shù)；H（X|Y）稱為條件熵，把信源熵H（X）中的概率p（xi）換成條件概率p（xi|yj）就可得到，下標(biāo)i和j分別是x和y的狀態(tài)號(hào)。

公式（1）表示：在通信系統(tǒng)中，信源經(jīng)由信道傳送到信宿的信息量I（X;Y）就等于H（X）–H（X|Y）。公式（1）準(zhǔn)確體現(xiàn)了信息論對(duì)信息概念的理解：信息就是用以消除不確定性的東西。由此也可以直接引出“信息就是負(fù)熵”的含義。

有了互信息的概念，就可以進(jìn)而定義信道的傳輸能力信道容量C和信息率—失真函數(shù)R（D）。在此基礎(chǔ)上，就可以討論如何通過編碼的方法實(shí)現(xiàn)信源產(chǎn)生信息的能力和信道傳輸信息的能力之間的最佳匹配，達(dá)到最有效、最可靠和最安全地傳輸信息的目的，由此得到了信息論的幾個(gè)編碼定理。

可見，信息論的主要貢獻(xiàn)是：一方面，給出了關(guān)于信息的一種功能性定義，另一方面，指明了實(shí)現(xiàn)有效通信、可靠通信和安全通信的編碼途徑。鑒于本文的性質(zhì)，這里將只關(guān)注信息概念的研究而不涉及編碼技術(shù)的討論。

正如“通信的數(shù)學(xué)理論”所強(qiáng)調(diào)的那樣：由于通信技術(shù)的任務(wù)是“傳遞”信息，而不需要“理解”信息的內(nèi)容，也不需要“判斷”信息的效用，因此，信息論只需要關(guān)心如何把攜帶信息的信號(hào)波形盡可能如實(shí)地從信源傳遞給信宿。簡言之，信息論只需要考慮信息的形式，不必考慮信息的內(nèi)容和價(jià)值。

問題是，在人類活動(dòng)的場(chǎng)合，由于人類不僅具有感知能力，同時(shí)具有理解能力和價(jià)值判斷能力，而且，人類的感知能力、理解能力和價(jià)值判斷能力是不可分割的統(tǒng)一整體，因此，人類所關(guān)心的信息必然是信息的形式、內(nèi)容和價(jià)值的“三位一體”；沒有人會(huì)只關(guān)心信息的形式而不關(guān)心信息的內(nèi)容和價(jià)值。

智能科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的情形也與人類活動(dòng)類似。為了使智能系統(tǒng)做出具有智能水平的決策，智能決策系統(tǒng)不僅需要了解信息的形式，同時(shí)必須了解信息的內(nèi)容和價(jià)值；否則，連“信息內(nèi)容是什么”和“具有什么樣的價(jià)值”都不了解，怎么能夠保證所做出的決策可以實(shí)現(xiàn)“以最小的代價(jià)獲得最大的得益”？可見，在智能決策這類核心的信息領(lǐng)域，信息的“三位一體”是必不可少的前提。

這就是說，信息論“只考慮形式”的信息概念雖然符合通信系統(tǒng)的要求，卻不能滿足人類活動(dòng)和智能科學(xué)研究領(lǐng)域的要求。信息論雖然在通信領(lǐng)域取得了成功，但卻不能解決整個(gè)信息領(lǐng)域的問題。

不僅如此，信息論所理解的信息是“用以消除不確定性的東西”，那么，究竟什么東西能夠用來消除信息接收者所關(guān)注的不確定性（從而可以被稱之為信息）？對(duì)此，信息論沒有言明。

歸結(jié)起來，香農(nóng)信息論存在兩方面的重大缺陷，必須加以克服。

一方面，它的信息定義“用以消除（隨機(jī)）不確定性的東西”僅僅說明了信息所具有的功能，沒有回答“信息究竟是什么”，是一個(gè)不徹底的信息定義。如同控制論創(chuàng)始人諾伯特·維納（NorbertWiener）給出的論斷“信息就是信息，不是物質(zhì)也不是能量”那樣，只是利用排他法說明了“信息不是什么”，沒有回答“信息是什么”。香農(nóng)和維納這兩個(gè)論斷都沒有闡明信息的本質(zhì)定義。

另一方面，信息論實(shí)際是一種“通信的數(shù)學(xué)理論”，而非普遍的信息理論。而通信只是信息領(lǐng)域的一個(gè)特殊子領(lǐng)域，是只“傳遞”信息而不“理解信息”和“制定決策”的子領(lǐng)域，因此，它的信息概念具有很大的局限性和表面性而不具有普遍適用性。

三、信息科學(xué)的研究模型和主要成果

為了克服信息論存在的問題，信息科學(xué)必須把研究的對(duì)象從通信過程擴(kuò)展到整個(gè)信息運(yùn)動(dòng)過程，這樣才能站在全局的高度來研究“信息及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律”。換言之，信息科學(xué)首先必須建立正確的研究模型，在此基礎(chǔ)上展開深入的研究。

（一）信息科學(xué)的研究模型

信息科學(xué)認(rèn)為，信息普遍存在于自然界、人類社會(huì)和人類精神領(lǐng)域；同時(shí)，信息不是靜止和孤立的存在，而是在人類主觀世界和外部世界相互作用的過程中存在。如果把人作為認(rèn)識(shí)主體，把外部世界作為認(rèn)識(shí)主體的認(rèn)識(shí)對(duì)象，就可以得到圖2的信息運(yùn)動(dòng)的完整模型。

圖2信息科學(xué)的研究模型

圖2模型所表現(xiàn)的就是外部世界與認(rèn)識(shí)主體（圖中外部世界以外的所有部分）及其相互作用。信息，正是在這個(gè)相互作用的過程中扮演著自己的角色，并在這個(gè)過程中展現(xiàn)它的全部運(yùn)動(dòng)規(guī)律：本體論信息轉(zhuǎn)換為認(rèn)識(shí)論信息，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為知識(shí)、智能策略和智能行為。這就是信息—知識(shí)—智能轉(zhuǎn)換規(guī)律，簡稱為“信息轉(zhuǎn)換規(guī)律”。

（二）信息的定義及定義譜系

模型表明，外界事物的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生信息，即事物所呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及狀態(tài)變化的方式，稱為事物的“本體論信息”。之所以稱為“本體論信息”是因?yàn)?，事物產(chǎn)生的信息只由事物本身的性質(zhì)所決定，與認(rèn)識(shí)主體無關(guān)，不受認(rèn)識(shí)主體的影響。

這里所說的“事物”，可以是物質(zhì)客體，也可以是抽象概念和精神現(xiàn)象；這里所說的“運(yùn)動(dòng)”可以是物質(zhì)在空間中的位移，也可以是一切意義上的變化和精神領(lǐng)域的思維運(yùn)動(dòng)；“狀態(tài)”是事物運(yùn)動(dòng)在空間呈現(xiàn)的情狀姿態(tài)；“方式”是事物運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間而變化的方向和式樣。

不難理解，“事物呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式”是本體論信息的普適性定義，因?yàn)?，一切事物的運(yùn)動(dòng)都呈現(xiàn)“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式”，這是本體論信息的絕對(duì)性和普遍性；一切不同事物的運(yùn)動(dòng)都呈現(xiàn)各不相同的“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式”，這是本體論信息的相對(duì)性和特殊性?？傊?，本體論信息是一種普遍的存在，存在于自然界，存在于人類社會(huì)，也存在于人類的精神領(lǐng)域。

本體論信息是外部世界萬事萬物所呈現(xiàn)的可供認(rèn)識(shí)主體感知的信息，因而是一切其他各種信息的最終源泉，如果人們希望認(rèn)識(shí)外部世界，就必須高度關(guān)注和深入研究本體論信息。

被認(rèn)識(shí)主體所感知的本體論信息就變成“認(rèn)識(shí)論信息”。由于認(rèn)識(shí)主體具有感知能力、理解能力和價(jià)值判斷能力，因此，認(rèn)識(shí)論信息的內(nèi)涵就不再是“事物所呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式”那樣單純，而必然也注入認(rèn)識(shí)主體的貢獻(xiàn)：他所感知的“事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式的形式”（稱為語法信息）、他所理解的“事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式的含義”（語義信息），以及“事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式（相對(duì)于主體目標(biāo)而言的）效用”（語用信息）?？梢?，認(rèn)識(shí)論信息的內(nèi)涵比本體論信息的內(nèi)涵更豐富了，它不僅反映了作為認(rèn)識(shí)對(duì)象的事物本身的情形，而且也反映了認(rèn)識(shí)主體的性質(zhì)。因此，認(rèn)識(shí)主體關(guān)于事物的認(rèn)識(shí)論信息，就是認(rèn)識(shí)主體從本體論信息所感知的事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式的形式、含義和效用。我們也把同時(shí)計(jì)及語法信息、語義信息、語用信息的認(rèn)識(shí)論信息稱為“全信息”。這里的“全”就是指“語法信息、語義信息、語用信息的三位一體”。

認(rèn)識(shí)論信息是認(rèn)識(shí)主體和認(rèn)識(shí)對(duì)象相互作用的產(chǎn)物，是本體論信息作用于認(rèn)識(shí)主體所產(chǎn)生的結(jié)果，是人類可以處置的信息。如果人們希望有效地認(rèn)識(shí)世界和改造世界為人類造福，就必須深入展開認(rèn)識(shí)論信息的研究。

我們注意到，除了上述“本體論信息”和“認(rèn)識(shí)論信息”定義之外，學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中還存在許多各不相同的信息定義。這種現(xiàn)象說明，信息是一種復(fù)雜的研究對(duì)象，人們從不同的角度進(jìn)行研究，就會(huì)得出不同的認(rèn)識(shí)。其實(shí)，這既是事物“多樣性”的表現(xiàn)，同時(shí)也正是“統(tǒng)一性寓于多樣性”的表現(xiàn)。因此，我們應(yīng)當(dāng)能夠在眾說紛紜的信息定義中找到它們的內(nèi)在聯(lián)系，找到多樣性的信息定義之間的統(tǒng)一性。

人們對(duì)信息的“不同研究角度”表現(xiàn)為人們定義信息時(shí)遵循了“不同的約束條件”。假若把這些約束條件按照某種規(guī)則排列起來，就可以得到各種信息定義的有序排列，成為信息定義的譜系，表1就是按照定義約束條件的松緊程度排列得到的定義譜系。

表1按約束條件松緊程度排列的信息定義譜

在表1中，沒有任何約束條件的信息定義具有最廣的適用范圍，因而具有最高的定義層次。這顯然非本體論信息定義莫屬。因?yàn)?，它沒有任何約束條件，適用于自然界和人類社會(huì)以及人的精神領(lǐng)域的一切事物。

表1中的認(rèn)識(shí)論信息則由于存在一個(gè)約束條件，因此它的適用范圍就不如本體論信息定義那樣廣泛，它只適用于存在認(rèn)識(shí)主體的那些場(chǎng)合。也因?yàn)檫@個(gè)緣故，認(rèn)識(shí)論信息的定義層次也沒有本體論信息定義的層次那么高。但是，認(rèn)識(shí)論信息定義只有一個(gè)約束條件，它的適用范圍當(dāng)然要比約束條件更多更嚴(yán)的那些信息定義要廣，層次也比它們更高。信息定義譜系表1還表明，定義的約束條件越緊，定義的適用范圍越窄，定義的層次越低；如果定義的約束條件達(dá)到最緊，那么這種信息定義的適用范圍就最窄，定義的層次也最低。

另一方面，在這個(gè)信息定義譜系中，各個(gè)層次的信息定義可以互相轉(zhuǎn)換，前提是約束條件松緊程度的增減。比如，假若給本體論信息定義增加“必須存在認(rèn)識(shí)主體”這個(gè)約束條件，本體論信息定義就轉(zhuǎn)換為認(rèn)識(shí)論信息定義；相反，如果從認(rèn)識(shí)論信息定義減去“必須存在認(rèn)識(shí)主體”這個(gè)約束條件，認(rèn)識(shí)論信息定義就轉(zhuǎn)換為本體論信息定義。

按照表1的信息定義譜系，維納所說“不是物質(zhì)也不是能量”的信息定義顯然屬于本體論信息定義。香農(nóng)所理解的“用以消除隨機(jī)不確定性的東西”，則顯然屬于認(rèn)識(shí)論信息，而且只是認(rèn)識(shí)論信息的隨機(jī)型語法信息。這樣，其他各種合理的信息定義都可以在這個(gè)譜系中找到他們的位置，從而顯示了不同信息定義之間的內(nèi)在聯(lián)系。

（三）信息的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：信息轉(zhuǎn)換原理

闡明信息概念之后，最重要的問題是要探索信息的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。依照?qǐng)D2的模型，信息運(yùn)動(dòng)的基本過程包括：外界事物的本體論信息轉(zhuǎn)換為主體的認(rèn)識(shí)論信息（第一類信息轉(zhuǎn)換），主體的認(rèn)識(shí)論信息轉(zhuǎn)換為知識(shí)（第二類信息轉(zhuǎn)換），主體的認(rèn)識(shí)論信息轉(zhuǎn)換為智能行為（第三類信息轉(zhuǎn)換），反作用于外界事物客體，完成一次主客交互。

1.第一類信息轉(zhuǎn)換：“本體論信息—認(rèn)識(shí)論信息”轉(zhuǎn)換

第一類信息轉(zhuǎn)換的基本模型如圖3所示。

圖3第一類信息轉(zhuǎn)換原理

模型表明，本體論信息轉(zhuǎn)換為認(rèn)識(shí)論信息的前提是必須有認(rèn)識(shí)主體，具體體現(xiàn)為必須具有知識(shí)庫，后者體現(xiàn)為主體的目標(biāo)（用符號(hào)G表示）和先驗(yàn)知識(shí)（如語法信息與語用信息的偶對(duì)集合{X,Z}）。這個(gè)轉(zhuǎn)換需要經(jīng)歷三個(gè)步驟。

（1）事物的本體論信息S（事物所呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式）經(jīng)過主體的感覺器官系統(tǒng)（技術(shù)上就是傳感系統(tǒng)）可以轉(zhuǎn)換為認(rèn)識(shí)論信息的語法信息分量X。

（2）主體的記憶系統(tǒng)（技術(shù)上的知識(shí)庫）內(nèi)存儲(chǔ)了“語法信息X和與其相伴的語用信息Z的偶對(duì)集合{Xn,Zn|n=1,…,N}”，把上一步生成的語法信息X作為檢索子在偶對(duì)集合內(nèi)進(jìn)行檢索，一旦發(fā)現(xiàn)與檢索子相匹配的某個(gè)Xn，與這個(gè)Xn對(duì)應(yīng)的Zn就是與這個(gè)語法信息X對(duì)應(yīng)的語用信息Z。

（3）以X和Z為輸入，通過“X和Z同時(shí)滿足”的邏輯運(yùn)算，就可以在語義信息空間中確定與X和Z相應(yīng)的語義信息Y，如公式（2）所示：

式中符號(hào)∩（X,Y）就是“X和Y同時(shí)滿足”的意思。

公式（2）表明，只要得到了語法信息X和語用信息Z，那么，它們兩者一起就可以確定語義信息Y?；蛘哒f，只要信息的“形式”和“效用”明確了，那么這個(gè)信息的“內(nèi)容”也就確定了。這是一個(gè)普遍的準(zhǔn)則：形式或效用都不能單獨(dú)確定它們的內(nèi)容，只有形式與效用兩者一起才可以唯一地確定相應(yīng)的內(nèi)容。

公式（2）不僅給出了語義信息的生成方法，也給出了語義信息的準(zhǔn)確定義：語義信息Y不是一個(gè)獨(dú)立的信息分量，它是由相應(yīng)的語法信息X和相應(yīng)的語用信息Z共同確定的抽象內(nèi)容。

如果在步驟（2）中，X無法在偶對(duì)集合檢索到匹配的語法項(xiàng)，那就意味著這個(gè)本體論信息是一個(gè)全新事物產(chǎn)生的，主體記憶系統(tǒng)（知識(shí)庫）內(nèi)沒有記錄。在這種情況下，就要通過直接檢驗(yàn)的方法評(píng)估這個(gè)語法信息X對(duì)于主體目標(biāo)G而言的效用（對(duì)技術(shù)系統(tǒng)來說就是計(jì)算X和G的相關(guān)性），從而得出它的語用信息Z分量。

總之，第一類信息轉(zhuǎn)換原理證明了：本體論信息可以轉(zhuǎn)換為認(rèn)識(shí)論信息；這種轉(zhuǎn)換在理論上是合理的，在技術(shù)上是可行的。

2.第二類信息轉(zhuǎn)換：“認(rèn)識(shí)論信息—知識(shí)”轉(zhuǎn)換

第二類信息轉(zhuǎn)換的基本模型如圖4所示。

圖4第二類信息轉(zhuǎn)換原理

在解釋第二類信息轉(zhuǎn)換原理之前，首先必須在一般的意義上說明“知識(shí)”的概念以及知識(shí)與信息之間的關(guān)系。

知識(shí)是認(rèn)識(shí)論范疇的概念，與知識(shí)所表達(dá)的事物的性質(zhì)有關(guān)，也與認(rèn)識(shí)主體的情形有關(guān)。因此，知識(shí)不能和本體論信息直接相關(guān)聯(lián)，而應(yīng)當(dāng)和認(rèn)識(shí)論信息相關(guān)聯(lián)。但是知識(shí)又和認(rèn)識(shí)論信息不同：信息屬于“現(xiàn)象”的范疇，知識(shí)卻不屬于“現(xiàn)象”的范疇，而是屬于“本質(zhì)”的范疇，這個(gè)“本質(zhì)”就是知識(shí)所表達(dá)的那一類事物的共同性質(zhì)或共同特征。當(dāng)然，知識(shí)應(yīng)當(dāng)具有一定的表現(xiàn)“形式”，而且對(duì)認(rèn)識(shí)主體具有一定的功能價(jià)值，因而具有相應(yīng)的“內(nèi)容”，是“形式、內(nèi)容、價(jià)值的三位一體”。

基于以上這些分析，可以給“知識(shí)”作出如下的定義：認(rèn)識(shí)主體關(guān)于某類事物的知識(shí)，是認(rèn)識(shí)主體所理解的該類事物所呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化規(guī)律的形式、內(nèi)容和價(jià)值。

如果把知識(shí)的上述定義和認(rèn)識(shí)論信息的定義互相對(duì)照，就可以發(fā)現(xiàn)，知識(shí)雖然與認(rèn)識(shí)論信息不同，卻與認(rèn)識(shí)論信息相通：認(rèn)識(shí)論信息屬于現(xiàn)象的層次（表現(xiàn)事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化的具體方式），而知識(shí)則屬于本質(zhì)的層次（表現(xiàn)事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化的一般規(guī)律）；另一方面，任何本質(zhì)都體現(xiàn)于現(xiàn)象而又潛藏于現(xiàn)象，本質(zhì)層次的知識(shí)可以由現(xiàn)象層次的認(rèn)識(shí)論信息歸納抽象出來。

有了這些概念，現(xiàn)在就可以解釋圖4的模型。

圖4表明，實(shí)現(xiàn)歸納的基本途徑，就是執(zhí)行相關(guān)的歸納型算法，因?yàn)?，知識(shí)本質(zhì)就是隱藏在大量與之相關(guān)的認(rèn)識(shí)論信息現(xiàn)象中的共同規(guī)律。因此，歸納型算法的輸入是大量相關(guān)的認(rèn)識(shí)論信息，歸納型算法的輸出則是歸納所得到的知識(shí)。當(dāng)然，歸納型算法需要一定的先驗(yàn)知識(shí)的支持，而且在進(jìn)行歸納之前往往也需要對(duì)認(rèn)識(shí)論信息進(jìn)行一定的預(yù)處理（比如去除噪聲干擾，提取特征等等）。

不過，由于“歸納”算法不是保真的算法，因此，由歸納算法所生成的知識(shí)必須經(jīng)過檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的方法既可以在知識(shí)的層次上展開（驗(yàn)證這個(gè)新的知識(shí)對(duì)知識(shí)庫原有的知識(shí)是否有深化和擴(kuò)展，或是否有矛盾），也可以通過實(shí)際應(yīng)用的效果來檢驗(yàn)（檢驗(yàn)這個(gè)新的知識(shí)是否可以解決相關(guān)的問題）。如果檢驗(yàn)的結(jié)果是滿意的，就可以把歸納得到的新知識(shí)加入到知識(shí)庫，從而使知識(shí)庫的知識(shí)得到增廣；如果檢驗(yàn)的結(jié)果不滿意，就要通過反饋對(duì)原有的歸納算法進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)，直到滿意。這些工作，便是“后處理”擔(dān)負(fù)的任務(wù)內(nèi)容。顯然，后處理也需要知識(shí)庫的知識(shí)支持。

3.第三類信息轉(zhuǎn)換：“認(rèn)識(shí)論信息—智能策略”轉(zhuǎn)換

第三類信息轉(zhuǎn)換包括了“由認(rèn)識(shí)論信息到基礎(chǔ)意識(shí)、情感、理智和綜合決策”的全部轉(zhuǎn)換。這些單元的工作邏輯是：當(dāng)收到認(rèn)識(shí)論信息之后，“基礎(chǔ)意識(shí)”單元就應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生符合“本能知識(shí)和常識(shí)知識(shí)”范圍的基礎(chǔ)意識(shí)反應(yīng)；但是，如果所收到的認(rèn)識(shí)論信息超出了“本能知識(shí)和常識(shí)知識(shí)”所能處理的范圍，基礎(chǔ)意識(shí)單元便直接把這個(gè)認(rèn)識(shí)論信息轉(zhuǎn)交給后面的“情感生成”和“理智生成”單元處理。情感生成單元需要本能知識(shí)、常識(shí)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的支持，理智生成單元需要本能知識(shí)、常識(shí)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和規(guī)范知識(shí)的支持，而情感與理智兩者的綜合決策則生成智能策略。只有當(dāng)接受了本體論信息的認(rèn)識(shí)主體生成了智能策略之后，認(rèn)識(shí)主體才知道應(yīng)當(dāng)如何去應(yīng)對(duì)這個(gè)外部事物。

頗為有趣的是，基礎(chǔ)意識(shí)、情感和理智生成單元都遵循相同的演繹原理：都是在各自相應(yīng)的知識(shí)支持下，在系統(tǒng)目的導(dǎo)控下，由認(rèn)識(shí)論信息生成各自相應(yīng)的智能產(chǎn)物，因此可以用一個(gè)共同的算法模型來表達(dá)它們的轉(zhuǎn)換原理，如圖5所示。

圖5第三類信息轉(zhuǎn)換原理的共性算法

如上所說，在這個(gè)共性算法中，如果所生成的“智能”成分是“基礎(chǔ)意識(shí)”，就應(yīng)當(dāng)在“本能知識(shí)和常識(shí)知識(shí)”的支持下，在系統(tǒng)目的導(dǎo)控下，完成由認(rèn)識(shí)論信息到基礎(chǔ)意識(shí)的轉(zhuǎn)換演繹；如果所生成的“智能”成分是“情感”，就應(yīng)當(dāng)在“本能知識(shí)、常識(shí)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)”的支持下，在系統(tǒng)目的導(dǎo)控下，完成由認(rèn)識(shí)論信息到情感的轉(zhuǎn)換演繹；如果所生成的“智能”成分是“理智”，就應(yīng)當(dāng)在“本能知識(shí)、常識(shí)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和規(guī)范知識(shí)”的支持下，在系統(tǒng)目的導(dǎo)控下，完成由認(rèn)識(shí)論信息到理智的轉(zhuǎn)換演繹。

對(duì)比圖5和圖4可以發(fā)現(xiàn)，第二類信息轉(zhuǎn)換原理與第三類信息轉(zhuǎn)換原理的模型幾乎相同，只是第二類信息轉(zhuǎn)換原理（圖4）的“歸納型算法”在第三類信息轉(zhuǎn)換原理（圖5）變成了“演繹算法”，同時(shí)，它們需要從知識(shí)庫得到的知識(shí)支持也各有不同的要求。

值得注意的是，認(rèn)識(shí)論信息轉(zhuǎn)換為知識(shí)和轉(zhuǎn)換為智能策略都是復(fù)雜的過程。當(dāng)訓(xùn)練樣本逐步增加的時(shí)候，歸納算法存在“由信息到知識(shí)的飛躍”。在支持演繹算法的知識(shí)由不充分到充分的時(shí)候，演繹算法就存在“由知識(shí)到策略的飛躍”。有些文獻(xiàn)把這些飛躍現(xiàn)象（或者其中一種）稱為“涌現(xiàn)”。

前曾指出，在認(rèn)識(shí)主體受到外部事物作用（接受到本體論信息）的時(shí)候，最重要的問題是要生成應(yīng)對(duì)這個(gè)事物的智能策略。而把智能策略轉(zhuǎn)換成為智能行為，則是相對(duì)明確的事情，篇幅有限這里不做介紹。此外，當(dāng)認(rèn)識(shí)主體把智能行為反作用于外部事物的時(shí)候，由于內(nèi)部可能存在各種不完善而外部可能存在各種干擾，通常會(huì)發(fā)生偏離目的的誤差。一旦出現(xiàn)不能容許的誤差，就要把誤差信息反饋到認(rèn)識(shí)主體，通過學(xué)習(xí)補(bǔ)充新的信息和知識(shí)，調(diào)整和優(yōu)化策略和行為，改善效果，直到滿意地解決問題達(dá)到目的。

（四）小結(jié)

綜上所述，信息科學(xué)研究的“信息及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律”，可以概括為如下要點(diǎn)：

（1）信息存在于外部世界（包括自然界和人類社會(huì)）也存在于人類認(rèn)識(shí)主體的精神領(lǐng)域，是一種普遍的存在。

（2）存在于外部世界的信息，是萬事萬物（包括物質(zhì)與精神）所呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式。它只與事物本身有關(guān)，而與認(rèn)識(shí)主體無關(guān)，因此稱為本體論信息。

（3）存在于認(rèn)識(shí)主體精神領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)論信息，是認(rèn)識(shí)主體所認(rèn)識(shí)的事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式的形式（語法信息）、內(nèi)容（語義信息）和價(jià)值（語用信息），三者的統(tǒng)一體稱為認(rèn)識(shí)論信息，也稱為“全信息”，它既與事物有關(guān)也與認(rèn)識(shí)主體有關(guān)。

（4）信息不是孤立的靜止的對(duì)象，而是活動(dòng)于外部世界與認(rèn)識(shí)主體相互作用的全部過程，從中展現(xiàn)信息運(yùn)動(dòng)的全部規(guī)律：本體論信息轉(zhuǎn)換為認(rèn)識(shí)論信息，后者又轉(zhuǎn)換為知識(shí)、基礎(chǔ)意識(shí)、情感、理智、智能策略和智能行為。這就是“信息—知識(shí)—智能”轉(zhuǎn)換規(guī)律，簡稱為“信息轉(zhuǎn)換規(guī)律”。

（5）人類正是利用了“信息轉(zhuǎn)換規(guī)律”才能不斷深入認(rèn)識(shí)世界和改造世界，并在改造客觀世界的同時(shí)不斷改造自己，從而在“主觀客觀合作雙贏”基礎(chǔ)上不斷改善人類生存發(fā)展的水平。

四、信息科學(xué)與信息哲學(xué)的映照

我國的信息科學(xué)研究，孕育于20世紀(jì)60年代，命名于20世紀(jì)70年代，第一部學(xué)術(shù)專著問世于20世紀(jì)80年代。我國信息哲學(xué)的研究，起步于20世紀(jì)70年代末，筆者所見到的第一部系統(tǒng)的信息哲學(xué)專著①鄔焜：《信息哲學(xué)：體系、理論與方法》,上海：商務(wù)印書館2005年版。問世于2005年。

我國信息科學(xué)與信息哲學(xué)的正式的現(xiàn)場(chǎng)交流始于2005年在北京召開的“信息科學(xué)交叉研究研討會(huì)”。筆者和鄔焜教授也是在這次研討會(huì)上有了第一次面對(duì)面的討論。交流發(fā)現(xiàn)，雙方對(duì)信息基本問題的理解是相通的，同時(shí)也存在科學(xué)視野和哲學(xué)視野之間的微妙差異：既表現(xiàn)在科學(xué)和哲學(xué)思維風(fēng)格的不同，也顯示了科學(xué)研究與哲學(xué)研究之間互相溝通的必要性。

（一）總體風(fēng)格：和而不同

哲學(xué)研究具有“自頂向下”的風(fēng)格，科學(xué)研究具有“自底向上”的特征，兩者通常能夠相向而行和殊途同歸。信息科學(xué)與信息哲學(xué)的情形也是如此，這種相互作用能夠相得益彰，產(chǎn)生合作共贏的結(jié)果。

對(duì)比鄔焜教授的《信息哲學(xué)：體系、理論與方法》、《哲學(xué)基本問題與哲學(xué)的根本轉(zhuǎn)向》②鄔焜：《哲學(xué)基本問題與哲學(xué)的根本轉(zhuǎn)向》,載《河北學(xué)刊》，2011年第4期。、《存在領(lǐng)域的分割和信息哲學(xué)的“全新哲學(xué)革命”意義》③鄔焜：《存在領(lǐng)域的分割和信息哲學(xué)的“全新哲學(xué)革命”意義》,載《人文雜志》,2013年第5期。和《從信息世界看哲學(xué)的發(fā)展及其根本轉(zhuǎn)向》①鄔焜：《從信息世界看哲學(xué)的發(fā)展及其根本轉(zhuǎn)向》,載《中國人民大學(xué)學(xué)報(bào)》，2014年第3期。與筆者的《信息科學(xué)原理》和《高等人工智能原理》,確實(shí)可以明顯看到兩者迥然不同的學(xué)術(shù)風(fēng)格，前者站在哲學(xué)的立場(chǎng)自頂向下地闡發(fā)信息哲學(xué)的基本觀念，后者則站在科學(xué)的立場(chǎng)自底向上地探究信息的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在研究內(nèi)容上，前者是宏觀而概覽，涵蓋了信息本體論、信息認(rèn)識(shí)論、信息進(jìn)化論、信息價(jià)值論、信息思維論等諸多綱目，后者則是深入而系統(tǒng)，研究了信息的基本概念、度量方法、信息轉(zhuǎn)換規(guī)律，以及基于信息轉(zhuǎn)換規(guī)律的人工智能統(tǒng)一理論和高等人工智能理論。

它們的共同之處，是分別都抓住了各自的根本問題，從各自的立場(chǎng)出發(fā)獨(dú)立回答了諸如“信息是什么”和“什么是信息的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”等基本問題；兩者的結(jié)論則各有重點(diǎn)各有特色，然而又彼此相通和可以互相印證。

（二）關(guān)于“存在分割”：哲理開路

作為哲學(xué)工作者，鄔焜教授秉承了哲學(xué)“自頂向下”的研究風(fēng)格。因此，他選擇的研究重點(diǎn)便是瞄準(zhǔn)“存在的分割”這個(gè)哲學(xué)的根本性問題。

據(jù)筆者所知，歷來，傳統(tǒng)哲學(xué)都明確地?cái)嘌裕捍嬖冢轿镔|(zhì)＋精神。只是不同哲學(xué)陣營的人對(duì)物質(zhì)和精神的地位持有不同的主張：唯物論者認(rèn)為物質(zhì)第一性精神第二性，唯心論者則持相反的主張。

為了探討信息在哲學(xué)研究中的地位，鄔焜對(duì)傳統(tǒng)的存在分割公式提出了挑戰(zhàn)。這顯示了他的學(xué)術(shù)勇氣，也表現(xiàn)了他在學(xué)術(shù)上的徹底精神。經(jīng)過深入研究，他得到了全新的分割公式：“存在＝物質(zhì)＋信息”。

在新的存在分割公式的基礎(chǔ)上，鄔焜又進(jìn)一步討論了物質(zhì)與信息的關(guān)系。他認(rèn)為物質(zhì)和信息都是存在：物質(zhì)是“直接存在”，也可以稱為“實(shí)在”，而信息則是“間接存在”，也可以稱為“虛在”或“不實(shí)在”。

筆者認(rèn)為，這是一個(gè)具有全局意義的研究成果，顛覆了傳統(tǒng)哲學(xué)的基本觀念，是對(duì)現(xiàn)代哲學(xué)研究的重大貢獻(xiàn)：不僅為信息哲學(xué)的研究明確了地位，開辟了道路，而且也為整個(gè)哲學(xué)的研究校正了方向。

筆者的研究遵循“自底向上”的路線，沒有直接涉及“存在分割”的問題，但是根據(jù)自己的考察，信息科學(xué)認(rèn)定信息是一種普遍的存在，存在于自然界，存在于人類社會(huì)和人的精神領(lǐng)域。這在事實(shí)上主張了“存在＝物質(zhì)＋信息”的分割，表現(xiàn)了與鄔焜信息哲學(xué)研究的天然默契。

（三）關(guān)于信息的基本概念：異曲同工

在澄清了“存在＝物質(zhì)＋信息”這一新的理論基礎(chǔ)上，《信息哲學(xué)》順理成章地給出了信息的概念：“物質(zhì)存在方式和狀態(tài)的自身顯示”。

根據(jù)“自底向上”的觀察和歸納，信息科學(xué)建立了信息定義的譜系，其中作為一切層次信息最終源泉的本體論信息被定義為“事物呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式”，并且明確解釋定義中的“事物”既可以是物質(zhì)也可以是精神。

可以看出，這兩個(gè)定義在文字表達(dá)上分別具有哲學(xué)和科學(xué)的不同特色，但它們的內(nèi)涵卻是一致的：其中，“顯示”與“呈現(xiàn)”完全同義；而“物質(zhì)存在方式與狀態(tài)”與“事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式”也在實(shí)質(zhì)上互相等效。

（四）關(guān)于“認(rèn)識(shí)論信息”：相映成趣

鄔焜教授的《信息哲學(xué)》闡述信息的認(rèn)識(shí)論，包括人類認(rèn)識(shí)過程的五個(gè)層次：信息的自在活動(dòng)層次，信息的直觀辨識(shí)層次，信息的記憶存儲(chǔ)層次，信息的主體創(chuàng)造層次，主體信息的社會(huì)實(shí)現(xiàn)層次；同時(shí)還論述了五個(gè)層次之間自下而上的遞進(jìn)建構(gòu)和自上而下的全息制控關(guān)系，以及層次綜合參與和層次相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。顯然，這是非常宏觀而同時(shí)又非常原則的論述，完成了從信息本體論到信息認(rèn)識(shí)論過渡的全面分析。

信息科學(xué)則把認(rèn)識(shí)論信息作為自己研究的重點(diǎn)，并把認(rèn)識(shí)論信息定義為“認(rèn)識(shí)主體所表述的事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式的形式（語法信息）、含義（語義信息）和效用（語用信息）”，是語法信息、語義信息和語用信息的三位一體，稱為“全信息”。在此基礎(chǔ)上闡明了包括第一類信息轉(zhuǎn)換（由本體論信息生成認(rèn)識(shí)論信息）、第二類信息轉(zhuǎn)換（由認(rèn)識(shí)論信息生成知識(shí)）和第三類信息轉(zhuǎn)換（由認(rèn)識(shí)論信息、知識(shí)和目的生成智能策略）在內(nèi)的“信息轉(zhuǎn)換規(guī)律”，揭示了由外部事物的“本體論信息”到認(rèn)識(shí)主體生成應(yīng)對(duì)外部事物的“智能策略和智能行為”的工作機(jī)制。

頗為有趣的是，信息科學(xué)的“信息轉(zhuǎn)換規(guī)律”與信息哲學(xué)的“信息層次分析”真正是相映成趣。信息哲學(xué)闡明了信息認(rèn)識(shí)論的宏觀原則，信息科學(xué)則挖掘了信息轉(zhuǎn)換的深刻機(jī)理；兩者不謀而合，殊途同歸。

（五）關(guān)于“信息中介”與“信息轉(zhuǎn)換”：各有發(fā)現(xiàn)

鄔焜教授在闡述信息認(rèn)識(shí)論的時(shí)候，把信息的作用理解為溝通主體與客體之間聯(lián)系的中介，從而消除了人們對(duì)于主體與客體之間相互作用過程所存在的某種神秘感。

筆者則認(rèn)為，信息的作用，是通過本體論信息—認(rèn)識(shí)論信息—知識(shí)—基礎(chǔ)意識(shí)—情感—理智—智能策略—智能行為這一系列的“信息轉(zhuǎn)換”為人類主體提供認(rèn)識(shí)世界和改造世界的智能策略，實(shí)現(xiàn)主觀世界與客觀世界的和諧雙贏，為人類不斷改善生存發(fā)展環(huán)境服務(wù)。

可見，“信息轉(zhuǎn)換規(guī)律”和“中介”分別從科學(xué)和哲學(xué)的層面上揭示了主客觀相互作用的信息機(jī)理。

人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的活動(dòng)復(fù)雜多樣，然而，它們的共同形式都可以抽象為信息轉(zhuǎn)換。雖然不同場(chǎng)合的信息、知識(shí)、智能的具體內(nèi)容多姿多彩，但是“信息—知識(shí)—智能轉(zhuǎn)換”的總體規(guī)律是共同的。這是“多樣的內(nèi)容”與“統(tǒng)一的規(guī)律”的辯證關(guān)系。因此，可以把“信息轉(zhuǎn)換規(guī)律”稱為“信息轉(zhuǎn)換定律”。

更有意義的是，物質(zhì)科學(xué)的“質(zhì)量轉(zhuǎn)換定律”和“能量轉(zhuǎn)換定律”使人類懂得如何把劣質(zhì)物質(zhì)資源轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)材料，把低效能量資源轉(zhuǎn)換為高效動(dòng)力，而信息科學(xué)的“信息轉(zhuǎn)換定律”則使人類懂得把原始的信息資源轉(zhuǎn)換為智能策略。由此可以體會(huì)：“信息轉(zhuǎn)換定律”的意義至少不亞于“質(zhì)量轉(zhuǎn)換定律”和“能量轉(zhuǎn)換定律”。

總之，從信息科學(xué)研究的角度來看，鄔錕教授在信息哲學(xué)領(lǐng)域的研究成果，特別是關(guān)于“存在分割方式”的研究成果，是開創(chuàng)性的工作，對(duì)信息哲學(xué)和信息科學(xué)的研究都具有基礎(chǔ)性意義。同樣，信息科學(xué)的“全信息理論”和“信息轉(zhuǎn)換定律”也是開創(chuàng)性的研究成果，對(duì)科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展具有重要意義。

幾乎獨(dú)立行進(jìn)的我國信息哲學(xué)和信息科學(xué)研究如此和諧默契，頗為發(fā)人深??！

（責(zé)任編輯：張琳）

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2095-0047（2015）01-0017-15

鐘義信，北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)研究中心教授。