关于信息能-信息学三定律与知识创新模型.docVIP

关于信息能、信息学三定律与知识创新模型 田爱景 （湖北大学数学与计算机科学学院） 一批应用信息学的建立，理论信息学概念的提出，为造就信息科学的结构体系做了一定的准备。但是，目前关于信息科学方法论，或者说关于信息过程模型的研究，还有一个重大欠缺：没有创造性思维的理论模型。在现有信息技术中通行的“计算”模型，即图灵模型和冯．诺依曼模型，是基于算法的程序设计的，是符号化的逻辑过程。一个似乎得到公认的观点是：创新性思维决不是程序化的，也不是逻辑的，人们不可能依据固定的逻辑程序实现创新。虽然我们有了容易操作的“物理符号系统”，但是不能忘记一个重要的历史事实：正是非逻辑的、非程序化信号思维能力造就了符号、逻辑和程序设计的概念与方法。符号是信号的信号，是信号的进化。人类信号脑是符号脑的创造者。同时，我们更不能忽视一个基本的现实情况：人类自觉活动的一个必要条件就是我们的两种思维（信号思维和符号思维）的协调一致和密切配合[1]。所以，我们猜想，从人类非逻辑的信号思维过程中，或者在它与逻辑的符号思维的结合部，可以抽象与提炼出一个知识创新的模型来。 到底有没有可能找到一个类似于冯．诺依曼计算模型那样的“知识创新模型”呢？如果没有，为什么？如果有，是什么？回答这些问题必须研究信息和知识的特征，知识创新能力的性质，知识生产与物质生产的异同，提升知识生产能力的途径，信号思维与符号思维的关系，创新思维的机理，等等。本文试图从一个新的视角进行观察，即沿着信息能、信息现象的基本定律、知识创新模型的思路，逐步地进行讨论。 一、信息与知识的非空间特性 许多学者从信息的定义开始关于信息、知识、智能问题的理论研究，这当然是一条思路。问题在于在下定义之前，应当对信息的本质特征（信息所独有的性质）进行深入讨论。信息所独有的最大特征应当是物质所不具有的。换言之，信息也不具备物质所独有的最大特征。按照笛卡尔的两分法，宇宙可以分为具有广延特性的实体（物质）和具有思维特性的实体（心或精神）。所谓“广延性”就是实体的空间特性。人脑思维活动的轨迹并不具有空间特性，它是抽象的，甚至是逻辑的。所以，一般地说，信息或信息过程不具有空间特性。 抽象特性或非空间特性作为信息最根本的性质，不同人可以有各自的表述。符号学和语言学把符号或语言的形式与它所代表的内容（含义）加以区别[2]，对于定义信息很有启发。一般地说，信号也存在“含义”的问题。关于人工信号的含义不会有任何争论。问题在于，从遥远星系传来的信号有含义吗？符号和语言都是人为赋义的，人工信号也是人为赋义的。承认有一种大自然赋义的含义，就可以定义：“信息是信号与符号的含义。”天然信号的“含义”就是物质过程中的规律性。这样一来，探讨物质过程中的含义，或者说物质现象背后的规律性的学问也成了信息学。所以，在一定意义上说，物理学就是信息学。 严格地说，既然信息具有非空间特性，纯粹的信息是不可以按照物质学科的方式加以度量的。能够量化的只是信息载体的物理、化学、生物学性质。所以，不能按照物理学的思维方式问信息守恒吗？当然，对于信息载体的度量有时作为对纯粹信息度量的一种替代，也很有意义。比如，考察信息现象要总结其中的规律，又可以说信息既有消失的倾向，又有增加的倾向，宇宙信息是不守恒的。这就是所谓的信息学第一定律。 图1 信息、知识与情报的关系 二、信息科学的中心概念：信息能 物质、能量、信息是构成宇宙的三个基本要素已经被科学界和全社会普遍接受。这种“三元论”中隐含着一个错误的假设：物理学的能量不仅推动物质的运动，也推动信息的运动。物理信号和生物信号好像是这样的，但人类文化的进步显然是人类智能在起作用。把在人类文化学中的事实顺着进化的链条逆推回去，可以得到一个一般性的认识：在人类社会、生物界、无机世界（比如计算机），信息运动的动力并不是物理学的能量（即物质实体的能量），而是一种抽象的能量。它类似于人类的决心、意志、目的、决策、计划、算法、程序，等等。我们把这种抽象的能量称为“信息能”[3]。当然，就像新生儿的命名具有随意性一样，我们完全可以换一个词语，对之赋义，用来表达这个概念。 如果说在信息社会中信息的概念十分重要的话，那么信息能的概念应当更为重要。维纳对事物一分为二，把信息从物质那里分离开来，指出信息不是物质。而更有意义的认识是：对“能量”一分为二，把信息能从物质能那里分离开来，指出在本质上推动信息运动的力不是物理学的力，而是信息学的力。这样一来，宇宙构成要素的三元论（物质、能量、信息）就自然地被“四元论”（物质、物质能；信息、信息能）所取代。正如宇宙万物皆是物质和信息的统一体，信息能和物质能也是统一的。又像符号是信号的信号那样