信息载体研究.docx

信息载体研究苗东升（中国人民大学哲学系）学术界的信息研究迄今很少涉及信息的载体 针对这种情况， 杨伟国曾提出 “对信息的把握是否可以先从它与载体之间的关系来探讨” [1] 的意见，很有价值我们把客观存在的各种信息活动，包括信息的采集、表示、记录、编码、 、解码、传送、加工、增殖、创新、存储、提取、转录、翻译、控制、利用、消除等，统称为信息作业（或运作） 其中每一项都是针对信息载体进行的， 采集信息所采集到的是携带信息的载体， 传送信息所传送的是携带信息的载体，加工信息所加工的是携带信息的载体，等等不存在与载体无关的“裸信息” ，也不存在与载体无关的“裸信息作业” 由此规定了考察信息载体的重要性一、信息和信息载体的进化物质世界在不断演化， 总的趋势是由简单到复杂、 由低级到高级的进化 作为物质运动的重要属性， 信息运动也经历了从简单到复杂、 从低级到高级、 从完全依附于物质到对物质具有相对独立性的进化 信息运动的进化离不开信息载体的进化， 在一定程度上说， 信息进化和信息载体进化原本是一回事， 信息的进化需要通过载体的进化表现出来， 人们只能根据载体的进化来了解信息的进化在物理化学层次上， 信息运动完全是物质、 能量运动的附属者， 不同物质系统通过直接相互作用把自身的信息加载于对方。

相互作用的事物既互为信源， 又互为信息载体， 且互为信宿（信宿是特殊的信息载体）在物质世界的这一层次上，A作用于B导致B的变化记录了 A 的信息， B 作用于 A 导致 A 的变化记录了 B 的信息，亦即实现了信息交换，信息作业仅此而已，不存在对信息进行编码表示、加工处理、转录等操作就是说，这里只有非编码信息，不存在编码信息，没有基于编码的通信，故属于信息运动的最低级形态信息和信息载体进化的一个方向是信源和信息载体需要分离， 如果 B 记录了 A 的信息却很少引起A的改变，就可以把A只看成信源，把B只看成信息载体信源和信息载体在进化中实现分离的可能性存在于客观世界本身 互为信息载体的两个事物在改变对方的能力上一般并不对称， 直接相互作用而完全不被他物改变的事物原则上不存在， 但被改变的方式和程度原则上不一样，作为对方信息载体的效能也不同，有时差别很大作为相互作用的双方，A引起B的变化多而B引起A的变化少，B携带A的信息多而A携带B的信息少，这种情形是常态 这种不对称性正是信源和载体能够分离的客观根据 宇宙的进化需要产生一种物质形式， 它的功能主要甚至完全是充当信息载体 信源和载体的分离产生了专门从事表示、 记录、携带信息的物质形式，有了“专职”信息载体，允许信源和信宿通过信息载体这个中介而间接交换信息，避免直接碰撞，将极大地提高信息作业的水平和效率。

如果A 改变了 B而完全未被B 改变，信源与载体完全分离，载体携带了信源的信息而完全不影响信源本身，这种情形是最理想的在自然界信息运动的进化史上， 第一次重大飞跃是生命的诞生， 创造出一种特殊的信息载体DNA DNA载带的已是一种编码信息，它的出现意味着自然界第一次可能产生一种系统，它有能力以精确有序的方式编码表达自身的微观信息，并把它录制于载体DNA上，通过复制DNAB使自然进化中创造和积累的生命信息得以保存，系统得以复制精卵结合形成携带子 代基因信息的载体 DNA并不会影响父母（信源）的身体，是理想的信息载体无生命世界 的信息作业基于非编码信息来进行， 生命世界的信息作业基于编码信息来进行， 这可能是生 命与非生命的基本区别之一 从只有非编码信息到出现编码信息， 在自然界的演化史上具有 极为重要的意义对信息进行编码表达的信码又分物质码（非符号码）和符号码两种构成DNA的四种核甘酸A T、C、G都是物质形式，故DNA^质上仍然是物质实体码，不是符号码，DNA的出现远不是信息载体进化的终点不过，大量不同的DNA完全靠A T C、G的排列顺序来区别，表明四者也具有一定的符号功能，DNA也具备符号码的某些特征，或许可以称其为准符号码。

有了这种信码可以产生生命体，载带生命信息，却不足以产生和载带神经信息， 更谈 不上产生和载带意识信息，生物信息仍然完全依附于物质实体自然界信息和信息载体进化的下一个重大步骤是出现神经系统这种信息载体， 能够把外部世界物质运动的信息转化为由神经信号携带的信息，即神经信息，最终进化出脑神经系统神经信息的出现代表信源和载体相分离达到新的水平，动物通过神经系统接受和携带外部世界的信息而不改变外部世界 动物脑， 特别是作为其最高形态的人脑， 是大自然进化出来的一种独一无二的物质形式， 它唯一的功用是进行信息作业 （包括信息作业的一切可能形式） 脑神经系统之所以能够从事各种信息作业， 首先在于脑本身是一种能够盛载信息的特殊物质 形式， 一种极为奇异独特的信息载体， 只有在这种物质形式上才能产生、 表示、 记录、 加工、 存取和消除意识 （精神） 这种最高形态的信息， 涌现出对于物质运动具有相对独立性的意识 运动，进行最复杂、最丰富多彩的信息作业可见，有必要把脑作为一种信息载体来考察， 而忽视这种研究可能是目前脑科学研究的一个缺陷作为特殊信息载体的脑神经系统， 是一种复杂的非线性动态网络， 它的信息作业依靠脑内生理运动的状态或神经信号对意识信息进行编码表达， 从事各种信息作业。

这种信码本身也是一种物质码，还不是符号码，但天然具有转化为符号码的可能性（不同于DNA） ，以便使脑内的意识信息外化，其神奇之处我们还很少了解脑能够也只能够接受、传送、处理、存取由神经信号载荷的信息， 这既是它的神奇之处， 又造成对脑内信息作业的严重束缚， 尤 其是对通信和信息加工处理的限制 脑神经网络作为信息载体的最大缺点是脆弱性， 极易损 坏， 不能通过与其他事物直接相互作用而交换信息， 不得不被坚硬的壳体封闭起来 脑在进 行意识活动时必定向外发送电磁波， 但极其微弱， 携带的意识信息量极其微小， 原则上不可 能被其他脑接收到 自然界的信息运动进化到这一步， 一方面， 出现了意识这种最高形态的 信息，产生了和其他个体交流信息的自觉要求；另一方面，意识活动被封闭在个别脑壳内， 极难和其他个体交流： 两者构成一对尖锐矛盾 解决这一矛盾的唯一途径是创造一种特殊的 信息载体， 它是一种外在于人脑的特殊物质形式， 利用它能够编码表达和载带脑内意识信息 而离开脑神经系统，使意识外化；又具有可感知性（可视、可听、可触） ，能够为别的个体 接收和解读，从而相互交流信息这就是符号载体最初创造出来的符号载体是利用人体自身器官编码表达意识信息的肌体语言，包括表情、眼色、肌体动作、鸣叫等。

高等动物已经具备这种能力依靠机体语言能够编码表达的意识信息极其有限， 极难规范， 耗费能量却很大， 信息作业的效率极低，远不是解决上述矛盾的有效途径 所幸的是，人类脑和发声器官、听觉器官的进步提供了另一种解决方案自然界进化到这一步，如恩格斯所说， “这些在形成中的人已经到了彼此间有什么东西非说不可的地步了” ，作为信息载体的人类自然语言终于“从劳动当中并和劳动一起产生出来” [2] 用自身器官引起空气震 （言语声音） 动来编码表达意识信息， 避免像互为载体的物理对象那样直接改变脑系统这个信源，表示信息载体性能的极大提高人类自然语言是高性能、高效率的符号载体， 从此才有了严格意义上的信息处理、 存取和通信 不过， 这也是自然界信息载体进化的最后一步二、人工符号载体自然语言并非信息载体进化的最后一步， 紧接着的一步是产生人工符号载体 用这种符号记录、传送、加工、存取信息，才使信源和信息载体发生最大限度的分离，从而给各种信息作业、特别是信息加工处理提供了最有效的手段脑内的意识信息之必须通过符号载体而外化， 仅仅从人际交流信息 （通信） 的角度阐释是远远不够的 在脑内进行的各项信息作业中， 最关键的是信息的加工处理， 只有通过这项作业才可能有信息的增殖和创新， 此乃人类进化最深层的源泉。

自然语言作为符号载体， 凭借它进行信息作业所依据的主要是听觉信息，意识信息外化后能够参与思维运作的人体器官主要是言语器官和听觉器官人脑能够获取、加工、利用的视觉信息远多于听觉信息，但人体凭借肌体语言表达、 发送、 存储视觉信息的能力太有限， 由于不能给视觉信息以系统的编码表达， 大大限制了人脑信息作业特别是信息加工处理即思维的广度和深度 在早期人类的思维活动中， 视觉器官处于次要地位， 而手这个行为器官更置身于思维活动之外 这样的思维活动几乎不具备实践的品格， 致使思维的水平和效率极为低下， 其关键正在于缺乏一种能够使视觉信息外化的恰当载体冲破这一限制而导致信息载体另一重大进步的是视觉信息的符号编码表达， 即人工语言这种信息载体的创造 这里的关键是从物质世界中抽取一切能够用形来表达的信息， 抽象出形的概念， 并拟定事物形状的符号表达方式， 把人体由神经信号记录并传送给大脑的关于外部事物的形态、 形体、形状、空间分布和空间关系的信息用人工符号表示出来最初的创造物可能是岩画之类的东西， 成熟的产物则是各民族的文字 文字的出现使人脑的各项信息作业都发生了质的提升以思维运动为例，由于眼、耳、口、手共同参与其间，把脑内的思考用口说出来 （言语实践） ， 用文字等符号表达记录下来 （写、 画实践） ， 转化为脑外信息作业；借助言语文字处理过的信息又通过眼、 耳等转译为神经信息， 反馈给大脑， 重新激发思维运动，然后通过眼、耳、口、手再次参与而再次外化，再次进行加工、修正、补充、提高，形成头脑运思、 口手编码、 眼耳反馈的循环往复的非线性运动。

这就赋予思维活动以鲜明的实践品格，大大提高了思维的广度、深度和效率人工符号作为信息载体有以下特点 第一， 除了能够载带信息 （包括借符号形态载带美感信息，如书法）之外，它别无物质实体的任何其他功能；第二，除了保留物质实体的某些可感知性（可视、可听、可触摸） ，它舍弃了同一切信息作业无关的物质属性，连质量这个最基本的物质属性也变得没有任何意义， 人们从事信息作业从不计较符号的质量 信息载体 保留的物质属性越少， 作为载体的性能越高， 信息作业的效率越高， 表示载体的形态越高级第三， 用人工符号把意识信息固定在人体之外的载体上， 属于对载体改变最少的信息加载方式，表示信源和载体的分离比有声语言更进一步， 信息作业效率更高 由于这些特点， 符号 载体才具备编码表达大脑中那些抽象或形象信息的特有功能， 获得信息作业的最高效率 不借助人脑的自然界不可能进化出如此高效率的信息作业从非编码信息到编码信息，从出现DN府IJ出现脑神经系统，从物质码到人类创造自然语言这种符号码， 信息载体的进化都是自然界自组织运动的结果 而文字的出现意味着从此开始了信息载体的他组织进化， 新的信息载体只能是人的自觉创造物。

其核心是各种人工语言的创造，如数学语言，音乐语言，工程设计语言，直到计算机语言 0、 1 符号串信息载体进化历史的主方向是越来越减少信息作业对物质能量的依赖，越来越提高信息作业的效率有声语言对物质的依赖少于肢体语言， 人工符号对物质的依赖少于有声语言， 而相应的信息作业效率却大大提高就数量信息的载体看，结绳记事（绳是实物载体，结是符号，打结是信息编码）最初级，它以物质实体为符号；阿拉伯数字最高级，除1 之外，其余数字都是没有任何形象成分的抽象符号； 相比之下， 中文数字符号保留的物质属性较多， 计算效率也较。