信息是结构
来源:《太极进化主义》第1篇 | 作者:段勇 | 发布时间: 2021-10-02 | 1977 次浏览 | 分享到:

一、信息是物质的对称性破缺

  信息是什么?控制论的创始人维纳说:“信息量的概念非常自然地从属于统计力学的一个古典概念——熵。正如一个系统中的信息量是它的组织化程度的度量,一个系统的熵就是它的无组织程度的度量;这一个正好是那一个的负数。”(N.维纳.控制论(或关于在动物和机器中控制和通讯的科学)[M].郝季仁译.北京:科学出版社,1963,第2版:11.)所以信息量就是熵的减少量(熵的概念见:看懂世界网站taijievolutionism.cn/专题论文/2系统论/2.4复杂和有序/对称性破缺)。由波耳兹曼原理可知,熵与容配数的对数成正比,即容配数大的状态是平衡状态,容配数小的状态,即负熵对应于结构的对称性破缺。如果信息就是负熵,那么信息就是对称性破缺。对称性破缺是结构的差异(对称性破缺的概念见:看懂世界网站/专题论文/2系统论/2.4复杂和有序/对称性破缺),所以,信息的本质就是结构的差异,而信息在生物和非生物系统中的各种作用就是结构对功能的决定作用

对称性破缺有两种:物质的对称性破缺和意识的对称性破缺。当我不知道杯子里有什么的时候,我会想杯子里可能有一条鱼,或者有一只青蛙、一杯溶液等等。当我认定杯子里有一条鱼的时候,我就否定了杯子里是其它物质的可能性,这就是意识的对称性破缺。意识的对称性破缺不是维纳定义的信息。

物质的对称性破缺又有两种:一种是信号和符号的对称性破缺,即能指,另一种是信号和符号以外的其它物质的对称性破缺,即所指。每一种系统的特定结构,尤其是复杂系统的特定结构都是一种对称性破缺。信号和符号是一些特殊的物质,它们的特定结构也是对称性破缺。例如:杯子中有一条鱼,鱼的特定结构是一种对称性破缺。如果我在杯子的旁边放一个标牌,标牌上面写一个字:“鱼”。这个字是一个符号,这个符号也是一种对称性破缺。因为写了“鱼”,就意味着我没有写“马”、“牛”、“羊”、“溶液”等字。符号的对称性破缺也不是维纳定义的信息

二、信息不是科学语言

  现在人们所说的信息的含义十分混乱,有时是指意识的对称性破缺,高德说:“信息就是知识”;有时是指信号和符号的能指的对称性破缺,高德说:“信息就是信号,就是数据,就是情报”;有时又指所指的对称性破缺,“是物质和能量在时间和空间中的不均匀分布,是事物的差异或变异”。(高德.秩序论——象数学及中医哲学理论实质[M].内蒙古人民出版社2002:13-14.)这三种含义必须严格区分开,因为它们具有完全不同的属性。一个写在纸上的计算机程序是符号的对称性破缺,计算机不认识这种程序。在键盘上的敲击产生的电信号的顺序是物质的对称性破缺,是计算机能够认识的信息。“鱼”这个字和实际的鱼具有不同的属性,鱼可以吃,字不可以吃。

   如果一个人有两个名字,不会产生误解。但是,如果有两个人叫一个名字就很麻烦,很容易引起误解。所以人的名字往往不是科学语言,身份证号码是不允许重复的,所以身份证号码是科学语言。

定义:科学语言就是指不会让人产生误解的语言。

现在大家使用的信息这个名词也不是一个科学名称,因为它有三个含义,容易引起误解。信息这个概念不科学,会给科学研究带来很多麻烦和错误。吃错了东西倒还不是大麻烦,如果用信息去解释生命的本质、宇宙的进化或用于其它理论麻烦就大了。薛定谔写的《what’s life》里面预言:生命一定存在能够存储信息、传递信息的一个东西,后来证实了生命的确有DNA。李建会认为生命的本质是在生长和繁殖过程中信息的传递作用。(李建会.与真理为友:现代科学的哲学追思[M].上海科技教育出版社,2002:37.)他所说的信息是指信号和符号以外的物质的对称性破缺,但别人有可能理解为信号和符号的对称性破缺,或理解为意识的对称性破缺。DNA的结构是物质结构,而不是符号。我们写在纸上的碱基符号是符号,不是其所表示的物质的实际结构,因为这些纸上的符号不能直接参与化学反应,指导合成蛋白质,而DNA中的碱基对是可以指导合成蛋白质的。我们经常说“计算机处理信息”,其实,计算机不可能处理DNA等物质的实际结构,而只能处理它们的符号。

用熵定义的信息指物质的结构,不是指符号或意识,但以往大家都没有注意到这一点,这是一个严重的误解。信息论在研究信源、信道等问题时所说的信息是指符号,而不是指物质的结构。但维纳等人从来没有对此作过任何说明,可能他们自己也没有区分清楚

  如何解决这个问题呢?必须用不同的名词分别表示这三种对称性破缺。不要再用信息这个词表示意识的对称性破缺和信号、符号的对称性破缺,只用信息这个词表示信号和符号以外的物质的对称性破缺。这里所说的物质是与意识相对立的物质。信号和符号的对称性破缺就叫信号和符号,可以说信号和符号是信息的载体,但信号和符号本身不是信息。意识的对称性破缺就叫对信息的认识。信息专指系统论所讲的结构。现在大家已经习惯于把信号称为信息,所以为了避免误会,我尽量不使用“信息”这个词,总是用“结构”代替“信息”。不是说“信息”这个词不能用,但使用的前提是不造成误解,或造成误解也无关紧要的场合。