【作 者】姜璐/李宗荣

 中图分类号：G201 文献标识码：A 文章编号：1671-7023(2007)01-0085-05
    1. 从广义信息视角解读物理学，多出来什么
    罗先汉在《北京大学学报(自然科学版)》2005年第3期上的论文《物信论——多层次物质信息系统及其哲学探索》(以下简称为《物信论》)中，认为新世纪的唯物主义形式可以是“物信论”，即物质与信息既彼此不同、又相辅相成：信息要以物质为载体，物质的生存发展要由信息来引导[1]。这不是一种纯粹的哲学思辨，而是一位自然科学家运用新的世界观和方法论来重新审视物理世界、生物世界和人类社会，深入分析物理信息(即物质信息)、生物信息和社会信息中信息对物质的依赖和引导。我们认为，科学与人文的交叉与融合不仅是人文、社会科学工作者的任务，也不只是他们需要科学精神的武装；其实，每一个科学学科都需要人文精神的引领，自然科学家要主动地进行哲学反思。即使不讨论《物信论》的科学与哲学学术思想的内容，单看作者致力于科学与人文结合的精神，就难能可贵。当前，自然科学学术期刊上这类文章实在不多。
    在一定程度上说，《物信论》一文是作者另两篇文章，即《关于广义信息论的探讨》[2] 和《物质信息与大脑意识》[3] 的续篇。作为一个天文学研究者，作者把广义信息的概念应用到了物理学、生物学、人文社会科学当中。但是，我们看到：现时的许多物理学家持有相反的观点。他们认为，物理学并不需要信息；物理学关于熵和负熵的概念，足以解释与信息类似的全部自然现象。当前，许多学者和公民已经比较习惯于社会和生物层面的信息现象，进一步则应当让他们比较了解并认同：从广义信息的视角解读物理学，比原来的相应学科知识就是不同。《物信论》的贡献之一就在于：把“信息对物质依赖和引领”，从社会学、生物学的领域推进到物理学、天文学的领域。那么，如何回答马蔼乃在交叉信息科学研讨会上经常提出的一个问题：从广义信息的视角解读物理学，多出来了什么？
    科学的目的在于认识世界，以利于改造世界。人类对世界的认识包括物质和信息两个方面。几百年来，物理学的进步带动了几乎所有科学学科的发展，成为物质科学学科的基础和典范。物理—数学方法差不多成为科学方法的标准。正如欧阳康所说，当代科学和整个人类文明面临的一个重大理论问题是：寻求世界的信息统一性。关于世界的统一性，过去说，世界统一于物质。这不错，但是只解决了一部分问题，即世界的基础，因此受到挑战和批评。它基本上使用还原论方法。为了解决世界的多样性、层次性的问题，还必须探索事物自组织的机理和复杂性产生的根源。物质和能量是守恒的，宇宙在进化中由简单到复杂；物质结构和运动形式的多样性，来自信息的复杂性和多样性。所以，关于世界信息统一性的认识是当代科学发展的一个前沿问题，是当代科学工作者的一种时代任务[4]。对此，物理学应当，也可以有所作为。
    如果说，传统的物理学是全部物质科学的基础的话，那么，信息物理学将是全部信息科学的基础。为什么呢？让我们用溯因法考虑。如今庞大的科学知识体系是人类大脑的精神产品。人脑的知识生产能力，即信息处理能力，来自于初级的人类智慧。从跨物种的进化观点看，人类智能的前身是高等动物的信息处理能力，而它又来自于低等动植物、甚至单细胞的信息处理能力。继续追问，就轮到DNA、蛋白质等有机大分子，以及有机小分子、无机分子、原子、基本粒子、夸克了。对于信息科学基础理论研究者来说，他们宁愿认定信息是宇宙万物的普遍性质，而不是部分事物才有的特殊性。他们反对有人说：在宇宙间生物出现之后才有信息，等等。因为，在生物和非生物之间并没有绝对的界限。而且，如果生命现象中DNA的复制是信息过程，那么非生物现象中的结晶过程同样是物质结构的复制，为什么就不是信息过程呢？既然DNA和结晶体的自组织是信息过程，那么其他分子、原子、甚至基本粒子的自组织、自生成，为什么又不是信息过程呢？于是，最好的假说便是：自宇宙大爆炸以来，信息与物质同在，二者相辅相成。但是，如果整个的物理学不承认信息，那么信息学就没有最初的根基，就难以确定信息进化的起点。所以，美国物理学家T. Stonier关于信息科学和信息物理学的“三部曲”能得到信息科学家们的一致赞赏和认同。这样，从广义信息的视角看物理学，多出一个信息物理学，可以为信息科学知识大厦奠定坚实的基础。在工业社会中，物理学已经功勋卓著；在信息社会，物理学将要再立新功。
    2. 关于信息的最根本的性质：非空间特性
    现在几乎所有的学科都热心于信息问题的研究。但是，信息到底是什么？如何给出关于信息的科学定义？在不同的认识层次上，在不同的学科中，关于信息可以有不同的说法，它们构成一个关于信息定义的网络。是否可以说，对定义有着不同的表述，其适用范围也不相同，但是，不同层次和不同学科关于信息本质特征的认识应当基本一致。[5] [6] [7]
    信息对于物质载体有绝对依赖性，所以没有脱离物质载体而存在的信息。它必然是物质的，具有物质的特性；同时，它对于特定载体具有相对独立性。所以，物质仅仅是它存在的依托，信息可以变换这种依托。从根本上说，信息是非物质的，具有非物质特性。信息的物质特性只是它的形式和现象，而非物质特性才是它的内容和本质。正是从信息的这个本质特征出发，才可以说信息不是物质，也不是能量。
    维纳关于“信息就是信息，不是物质，也不是能量”的名言，在学术界已经家喻户晓。信息不是物质，具有非物质特性，对此，已没有多少反对意见了。但是，物质特性多多，那么，信息非物质特性最主要的表现是什么呢？笛卡儿把世界分为广延实体(物质)和思维实体(心或精神)，他认为对精神现象不能基于物理特性作机械的解释。物质(material being)的根本特性就是它的广延性或空间特性(spatial)。据此，它才可以被观察、被量化，才可以用物理学理论加以说明。与此相反，信息不能被直接观察、不能用物理—数学方法进行研究的根本原因在于没有空间特性。由此，它才可以被转换、被复制、被“思维”、被改写(进化)，才可以在物质载体短暂生命的接力(遗传)中求得永生。所以说，信息作为非物质的事物(immaterial being)，主要表现在它的非空间特性(non-spatial)。
    当信息的载体由无机信号经过生物信号进化到人类符号之后，人们把握它不仅要感觉，而且要理解，信息的非空间特性表现得最为明显。作为物质存在的一个小方凳，它有体积、有重量，所以，它可以被公众参观；它的运动符合机械学、物理学的法则。但是，在大人和小孩的头脑中关于这个方凳的“印象”(或概念)，就不能说有多大的体积，有多重；也不能被其他人直接观察；其运动规律符合认识论的法则。印象的深浅与好坏完全取决于个人目的和意愿。关于那个小方凳的“印象”一旦形成，其传播与演变过程就可以与那个实在的凳子没有关系。即使在小方凳被毁坏以后，人们依然可能在梦中见到它，在谈话中提起它。同样，某位科学家的理论一经产生和记录，便可以独立于他的大脑而存在和发展。至于人类所创造的文化和科学技术知识体系的非空间特性，就更是显而易见的了。正是由于人类文字和科学符号的发明，事物的抽象含义有了符号的指示，反倒是容易把握了。正是在这种意义上，马蔼乃说，随着进化，“隐信息”变成了“显信息”。
    3. 信息运动变化的真正动力不是物理学的四种力
    自维纳提出信息不是物质和能量以来，信息作为构成宇宙的第三要素的观点逐渐地被学术界和全社会广泛接受。开发和利用信息资源已经成为人们的日常工作任务。有的学者对宇宙构成要素“三元论”进行解说：世间万物皆由物质构成其形体，能量提供运动的动力，信息实现对运动的控制。这其中隐含着一个假设：物理学的能量不仅推动物质的运动，而且推动信息的运动。但是，推动信息过程的动力果真是物理学的四种力(强力、弱力、电磁力、万有引力)吗？

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