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《存在之问》

楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
香农的《通信的数学理论》与维纳的《控制论》在同一年发表,分别同时开创了信息论和控制论领域,把这两个人比较一下还是很有意思的。香农年轻、低调,维纳年长而张扬,香农听过维纳的讲课,两个人的思想有过交流和相互借鉴;香农把自己视为数学家和工程师,维纳则认为自己首先是个哲学家,实际上也确实是这样,撇开维纳的自负不管,他确实具有哲学的视野,他没有把“目的──行为”模式局限于工程控制系统领域,他是从一般性、普适性上来看待这个问题,他不仅考虑工程系统、动物的生理系统,他更考虑一般的有序和无序的关系问题;香农也确实只有数学和工程的视野,尽管香农的工作的哲学意义丝毫不亚于维纳,甚至比维纳工作的哲学意义还要大,但是他不仅自己不去发现更深层、更广泛的意义,也不赞成别人对其意义的深化和扩展。
不过当时也确实出现了对信息论滥用、堆砌概念、投机取巧又毫无新意的所谓“跨学科”研究的风潮,但也不能否认,香农在泼出去脏水的同时也泼掉了孩子。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
人类的哲学诞生在科学之前,但是关于信息的哲学却是出现在信息科学之后。人类先解决了信息的科学问题即信息的度量、转换、传输等方面的科学理论和技术实现问题,再回过头来解决信息的哲学问题,即信息的本质问题,这也没有什么奇怪的。事实上人类对物质的认识也经过了这样的过程,对于物质能量的度量、转换等方面的科学理论和技术工作,也就是近现代物理学和化学的主干工作都已基本上完成,但人类对于“物质的本质、能量的本质到底是什么”这个哲学问题依旧是一头雾水。物质的本质问题和信息的本质问题实际上是相伴而生的,它们是世界本原问题的两个分支问题。世界的本原问题早在两千多年前就被东西方的思想家作为最重要的哲学问题进行探讨。物质问题与信息问题的经历的不同之处在于,物质的本质问题早在两千多年前就由希腊的自然哲学家明确提出,而信息的本质问题是在信息科学诞生之后才逐渐被人们重视。而实际上信息的问题也是由来已久,只是在信息科学诞生之前,人类一直没有统一的信息概念,只有模糊不清且争论不休的意识、精神、理念、共相、结构、关系、性质、符号等概念,并且对于这些概念之间的关系以及这些概念与物质概念之间的关系的认识,是根本就摸不到抓手。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
没有对信息的定义,关于信息的哲学不是不可以搞,但是很难搞下去、很难搞清楚,就像关于物质、意识的哲学经历了两千年仍然稀里糊涂一样。那么,为什么没有信息的定义,信息论可以搞出来呢?这个问题不难解释,因为信息论中有信息量的定义,有信息量的度量方法。回想一下,十七世纪的牛顿等前辈们建立经典物理学的时候,也没有物质的定义,没有明确的物质概念。但是他们有了明确的质量概念(牛顿给出了质量的定义),有了质量的度量手段,而且有了力、速度、加速度的概念和度量手段,伽利略还早就给出了匀速运动和匀加速运动的定义,这就足以使牛顿建立起动力学。电学的情况也是如此。而由于对物质的概念没有符合其本质的定义,关于物质的哲学从十七世纪到二十世纪初的三百年间都没有实质性的进展。所以,信息哲学滞后于信息论不是什么奇怪的事情,关于物质的哲学也滞后于物理学,关于数的哲学、关于逻辑的哲学也滞后于数学和数理逻辑。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
科学所关心的是“怎么样”,追求尽可能精确的描述;而哲学关心的是“是什么”、“为什么”,追问事物的本质。哲学的追问往往不是单靠追问和思辨就能够解决的,它会引导着科学家去做实验和数学推导,从而给出更深入、更一般的描述。所以,一流的科学家都具有哲学气质,都善于进行哲学思维,都有真正的哲学见解,而蔑视哲学的科学家肯定都是二流、三流的科学家。
需要说明的是,蔑视哲学界的“醉汉的胡言乱语”并不等于蔑视哲学。在玻恩、费曼、温伯格等一流的现代物理学家的言论中都有提到“哲学不能指导科学研究”之类的内容,不过他们所指的哲学都是流行于世的近现代哲学家的那些东西,这些跟科学相脱节的东西确实不能指导科学的研究。事实上这些一流的科学家都有自己的哲学思想,他们之间的哲学思想比较接近,而跟近现代哲学家的思想相差甚远。
在科学领域里,数学只关心逻辑关系,即单纯的逻辑性关系“怎么样”;而物理学更关心这些逻辑关系对于具体的事物意味着什么,也就是现实事物“怎么样”。与科学相比,技术关心的是更表面的东西,即“有什么用”、“怎样用”的问题。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
有人曾对牛顿的理论提出质问:“它并不意味着什么──它没有告诉我们什么东西。”牛顿说:“告诉你们它怎样运动,那就够了。我已经告诉你们它是怎样运动,而不是它为什么那样运动。”这就是物理学。但是哲学引导人们去探索它为什么那样运动,去探寻运动的更深层的原因(牛顿实际上也在思考这些问题),以及这些运动规律的共同性、一般性,而不是像海德格尔那样“此在,存在、此在、存在”地来回绕圈子,等把你绕晕了,你就会对他跪地膜拜,赞叹他是“千年一人”。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
研究信息科学可以把“信息的定义”这个问题悬置起来,但是研究信息哲学你就无法回避这个问题,因为信息的定义、信息的本质概念是信息哲学的基本问题。现在是我们可以对信息进行本质性认识、进行描述和定义的时候了,是我们应该从哲学上解决信息问题的时候了。其实信息的问题不是一个孤立的哲学问题,它跟物质的哲学问题是联系在一起的。解决了信息的哲学问题意味着我们就很地容易解决物质的哲学问题;反过来,解决了物质的哲学问题意味着我们就很容易地解决信息的哲学问题。这两个问题可以说是“存在”问题的一体两面,解决这两个问题的关键是解决物质与信息的关系问题。
信息并不是一个不可定义的概念,更不是一个不可描述的概念。世界上没有不可以在一定程度上给予描述和解释的概念,只有极少数最基本的概念是不可定义的,如存在、关系。不可定义的最基本的概念也是可以从内涵和外延方面做一些有效的描述的。当然,信息也是可描述的,而且是可定义的。之所以有人说信息不可定义,有两个原因:一是这些人还没有形成明确的信息概念,就是说他们头脑中的信息概念是“亦真亦幻、亦是亦非、亦大亦小”的;二是人们对信息概念的理解分歧太大,以至于出现了太多的截然不同的定义。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
研究信息科学可以把“信息的定义”这个问题悬置起来,但是研究信息哲学你就无法回避这个问题,因为信息的定义、信息的本质概念是信息哲学的基本问题。现在是我们可以对信息进行本质性认识、进行描述和定义的时候了,是我们应该从哲学上解决信息问题的时候了。其实信息的问题不是一个孤立的哲学问题,它跟物质的哲学问题是联系在一起的。解决了信息的哲学问题意味着我们就很地容易解决物质的哲学问题;反过来,解决了物质的哲学问题意味着我们就很容易地解决信息的哲学问题。这两个问题可以说是“存在”问题的一体两面,解决这两个问题的关键是解决物质与信息的关系问题。
信息并不是一个不可定义的概念,更不是一个不可描述的概念。世界上没有不可以在一定程度上给予描述和解释的概念,只有极少数最基本的概念是不可定义的,如存在、关系。不可定义的最基本的概念也是可以从内涵和外延方面做一些有效的描述的。当然,信息也是可描述的,而且是可定义的。之所以有人说信息不可定义,有两个原因:一是这些人还没有形成明确的信息概念,就是说他们头脑中的信息概念是“亦真亦幻、亦是亦非、亦大亦小”的;二是人们对信息概念的理解分歧太大,以至于出现了太多的截然不同的定义。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
在哲学上对信息进行定义,必须抓住两点:
第一点是要基于人们对世界的认识上的广泛共识,或者说人们在对于存在、物质、能量、信息的认识上所逐步形成的广泛共识。
第二点是必须把握信息的核心特征和信息概念的普遍适用性,也就是把握信息概念最核心的内涵和最广泛的外延。因此,哲学上的信息一定是最广义的信息。
对于广义的信息,我们可以通过分析、归纳,做出分类。各门具体科学、各个具体的文化领域所关心所研究的则是信息的某一类。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
1-4.2 对信息的哲学定义与哲学解释
由于信息科学的崛起和发展,自然科学的体系结构正初步完善起来,以物质和能量为中心的传统科学技术观念转变为以物质、能量、信息为中心的现代观念。于是,人们对世界的认识上的一个广泛共识就形成了:存在包括物质、能量、信息。在现代人的观念中,信息已成为与物质、能量相提并论的基本范畴。这是我们对信息进行定义所需要把握的第一点。
在我们这个世界上,万事万物千差万别、有同有异,并处于不断变化之中,物质间的种种“同异关系”表明了物质都具有区别于它物和类似于他物的存在变化方式,或者说任何物质都具有其自身的根本表征和跟他物的共同特征,这些“同异关系”就是除了物质、能量之外的另一种存在,它就是现代社会中人们常常说起的“信息”。信息是物质(能量)的“同”与“异”,信息不具有质量和能量,这就是信息的核心内涵。而“除物质、能量之外的存在”则是信息的最广泛的外延。这是我们对信息进行定义所需要把握的第二点。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
信息在本质上是物质和能量的存在、运动、变化的方式,是物质能量中的形式上的“同异关系”。这种方式的存在、运动、变化的方式,即信息的存在、运动、变化的方式也属于信息范畴。任何物质和能量,不管它是否已被我们认识,必然具有信息形式。
信息不是物质,不是能量,它跟物质、能量不可分离,它是除物质、能量以外的一类存在,信息范畴跟物质、能量范畴共同组成整个存在范畴。“信息”概念的外延 + “物质、能量”概念的外延 = “存在”概念的外延。
虽然信息范畴在物质范畴之上,但它不属于物质范畴,在种属关系上信息范畴与物质范畴并列。比信息范畴更基本的只有存在范畴。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
我也可以依照前面的物质定义,用属加种差的方式把信息定义为“不具有质量和能量的存在”。这个定义实际上是基于前面所说的那个广泛的共识,即“存在包括物质、能量、信息”。但这个定义有严重的缺点,它没有说明信息与物质的关系,没有说明信息的本质、信息的内涵、信息的来源。
“信息”这个词及其所表达的概念,过去被很多人认为是主观性的、认识论的,即所谓“属人的”。本书首先要把“信息”概念客观化,把它从认识论概念延伸为本体论概念,就像物质概念一样,就是说信息可以是不依赖于人的认识而存在的。但是信息不能独立存在,它必须以物质、能量作载体,信息统一于物质能量之中,信息的传递必须依靠物质能量的传递来实现,当然,信息的传递速度只能等于其载体的速度。因此,以现有的物理理论(相对论),信息的传递速度不可能超过光速。
信息与物质有一个重要区别:物质是完全不依赖于主观而存在的,而信息中有一些是不依赖于主观的,有一些本身就是主观的,所以我们还需要对信息进行分析和分类。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
信息的分类:
1. 从认识和实践的角度来讲,信息分为客体信息和主体信息;
2. 从信息的层次和功能上讲,信息分为形式信息和表义信息;
3. 从认识的层次上来讲,信息分为现象信息、本质信息、其他不可知信息。
上述三种分类是宏观层面、本质层面的,是哲学意义上的分类。
下面的两种分类是操作层面的,是科学和技术意义上的分类。
4. 从信息对于认识者的认识能力和认识价值来讲,信息分为有效信息和无效信息;
5. 从信息结构的关联程度上来讲,信息分为有序信息和无序信息。

信息的构成:
信息在构成上包括所指信息、性质信息和关系信息。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
形式信息就是物质、能量的直接的存在形式。
亚里士多德早就对形式信息有了较为明确的认识。在《形而上学》第七卷(Z)中,亚里士多德论证了具体事物是由形式和质料组合而成的,这里的形式就是形式信息。
形式信息的量是以一个差别为单位的,信息量的最基本的单位是Bit(位)。两态信息0与1是信息的最小单位,也是形式信息的最简单形式,一切形式信息最终都可以简化为这种形式,这种信息形式也成为衡量信息量的基准。
信息是由“同”和“异”共同形成的。如果世界上只有同,没有异,那么世界就成了“一”,没有任何差别、没有多样性,当然也就没有信息。如果世界上只有异、没有同,那么世界就是彻底杂乱无章的,没有任何规律性,完全是无序的。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
物质一次所能容纳的信息量以物质所能容纳的量子的最多状态为限,对这些信息的分辨取决于探测手段(如光子手段、电子手段)。
通常有效信息是指可分辨的差异的数量。熵是差异数量与差异度总和之比,即信息量与能量之比,COUNT(差异单位)/ SUM(差异度)。
我们在前面讲过,能量是物质本身的差别,或者说是物质本体的差别,也可以说是物质内容的差别或状态的差别。这里的“本身”、“本体”、“内容”、“状态”都是跟形式相对。而物质的以及一切事物的形式的差别则属于信息。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
虚空不是物质存在,但它也是一种存在。它是信息吗?似乎不是,因为信息是以物质为载体的,虚空没有物质怎么会有信息?我们应当注意到,虚空不是独立存在的,它是相对于物质、伴随物质而存在的。虚空是物质的对比性存在,这种对比性就是差异性,而差异性正是信息的本质属性,所以虚空属于信息范畴。
两个事物(两种事物)只有具有了某种共同性(性质或关系)才能进行比较,而且只能在共同性上进行比较,在共同性的基础上比较其差异性。比如,所有的物质都具有质量,因而可以在质量上进行比较。信息没有质量性质,物质与信息就不能在质量上进行比较。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
根据列奥•斯齐拉尔德的理论,一个系统的信息减少就意味着熵的增加。这里的“信息”实际上指的是相关信息,不是广义的信息。相关信息是对系统的有序有价值的信息。相关信息量大,系统的有序程度就越高。相关信息属于信息,无关信息也属于信息。
从认识上讲,信息是否有意义要以认识上所采用的有序化过程所必需的分辨标准来衡量。微观信息最精微的分辨标准决定于对微观世界进行观测的客观局限性,这种客观局限性已由海森堡用测不准原理给出了说明。单位物质内的信息量增长到一定程度,信息就会无法分辨,信息量从一个很大的值突变为0,这是信息跟遵循守恒律的物质相比的一个重要特点,信息在数量上不像物质、能量那样严格遵守守恒律。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
信息的运动变化方式包括:产生、复制、触发联结、套用、排列组合,局部替换、反演、消失。在人的头脑中,通过触发联结可以生成更多的信息。读书可以触发新的思想,观察(接收直接的感官信息)可以触发新的思想,讨论(头脑风暴)也可以触发新的思想,人能够从一个事件联想到另一个事件,意识流就是通过一个事件一个事件的衔接形成的。
现代科学告诉我们:信息的传递速度不能超过光速c。在量子力学中,普朗克常数的存在和海森堡测不准原理实质上告诉了我们:一定的能量所能传递的信息是有限的。如果一定要对量子粒子的行为进行经典的描述(例如,如果试图既描述量子粒子的位置,也描述它的动量),那么同时确定粒子的位置和动量时,这两个量的最大可能准确度之间有着惊人的简单关系。这个关系首先是由德国物理学家海森堡提出的,它被称为测不准原理:Δp•Δx≈h/4π。这里Δp和Δx分别是动量和位置的不确定度。 动量的不确定度和位置的不确定度的乘积在数量上近似等于普朗克常数h(=6.6×10-27尔格•秒)除以4π。如果动量得到准确的确定,则位置不可确定;反之亦然。这个不确定性表征了客体对于任何认识手段所具有的这种性质:不可能同时确定量子的位置和动量。 因此,一个量子只能提供给人们两个量的信息,这两个量的信息在精确度上还是非常有限的。由此,我们可以进一步说,一定质量的物质所能够包含的信息量也是有一个限度的。换句话说,一定密度的物质所容纳的信息的密度是有限的。
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
注:上帖中的10-27是10的-27次方
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07
与物质相比,信息在数量上具有很大的跨度:一方面,信息的量可以很小,由于同息性(共相),很多的物质可以具有相同的信息,这样,大量的物质可以表现为很少的信息形式,可以用很少的信息量来描述;另一方面,信息的量可以很大,很少量的物质通过排列组合可以呈现出很大量的信息形式,也就是说,很少的物质可以容纳巨大的信息量。例如,一个10G的硬盘一次容纳的信息量只有10G字节或 80G比特,但是它上面的信息可以是变化的、不同的,到底能变化出多少种形式,这个数量是2的800亿次方,约等于10的241亿次方,宇宙中全部粒子数(22×1078)在它跟前都显得太微不足道了。让我把硬盘的容量大幅地减小到只有300个比特(大约20个汉字或40个字母的信息量),如下表所示,300个格中,每格一个比特。在这个小小的表格中,0和1的排列数是2的300次方,大约相当于2乘以10的90次方,比宇宙的总粒子数大100亿倍还要多。信息得以产生、信息的量远远多于物质的量、信息的复杂性远远高于物质形态的复杂性的原因,在于物质元素的排列组合的数量与与物质元素的数量相比,呈阶乘函数(n!)关系。在信息元素排列组合中,信息元素可以重复出现,这就使得信息元素的排列数与信息元素的数量相比呈幂指数函数(nn)关系。


图 1 300个比特信息的排列数比宇宙的总粒子数大100亿倍还要多
楼主:张士耿  时间:2021-02-26 15:36:07


楼主:张士耿

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帖子分类:关天茶舍

发表时间:2020-11-27 06:22:14

更新时间:2021-02-26 15:36:07

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