2-3.1 精神潜在于石头里吗？
黑格尔认为，精神潜在地存在于自然界里，我们今天的思想、哲学、语言、文学、艺术等，就潜在地包含在那僵死的石头里头，就潜在地包含在我们今天看到的阳光、雨水、矿物、植物、动物等里头。谢林也有这样的思想。有这样的思想，是因为他们不懂得信息的本质，不知道信息是如何从关联群系统中产生出来的，不知道信息是如何被传递的。
对于这种思想，我称之为“醉汉的妄猜”。
一块石头在成为雕塑之前并不潜在地存在什么艺术的信息，雕塑艺术的信息是由雕塑家的脑神经系统在外界的刺激下产生的，这就是艺术形象的思想。然后雕塑家的思想通过雕塑家的手和刻刀传递到石头上便形成了具有艺术信息的雕塑。在雕塑家对石头进行雕刻之前，石头中并不具有构成艺术品信息的那些形式上的“同”“异”排列。至于说石头具有精神的潜能，这只是没有意义的形而上学的说法。如果说精神就是自然界自身的本质、潜在的本质，只不过在出现人类以前它还没有表现出来而已，那完全就是无稽之谈。

2-3.2 表义信息与意识
从非生命到生命，再到精神现象，从本质上讲是信息层次的增加。也就是从形式信息到表义信息，从一阶表义信息到二阶表义信息、三阶表义信息。人类的智慧也是从一阶形式信息中发现二阶形式信息（共相、规律）、三阶形式信息（共相的共相、规律的共相、规律的联系，等等）。在没有生命的世界里，谈不上什么表义信息。在生命体上，就有了不同于形式信息的表义信息，DNA能够携带生物体各个组成部分（如各个组织、各个器官）的性状的信息，这些性状信息是DNA所携带的表义信息，这些表义信息在DNA上面是由四种碱基的排列信息来承载，碱基的排列信息是形式信息。所以在生命体的DNA上面就有了表义信息与形式信息的区别，也就是出现了两层信息。在具有精神功能的人类身上，信息的层次又有了增加。人体DNA所承载的表义信息决定了人脑的基本结构。当人的脑神经系统受到外界信息刺激以后，人脑的结构会发生相应变化。通过这种结构上的变化，人脑就储存了从外界输入的信息，这些输入的信息在人脑中成为精神信息。这些精神信息是表义信息，它能在人脑中表征外部的客观世界，而人脑的结构则作为形式信息承载着这些精神信息。

人脑中的信息还可以有更多的层次。如果你背诵了一篇文章，这一篇文章的符号在你的脑中会储存在你的脑结构上，你的脑结构信息对于这篇文章的符号来说就是形式信息，你的脑中所储存的符号对于你的脑结构来说就是表义信息。如果你不只是死记文章中的符号，还能够把这些符号所表达的表义，也就是文章的内容，如它描写的风景、故事情节、主人公的心情，也能记在脑中，那么这些符号对于文章的内容则是形式信息，文章的内容对于这些符号则是表义信息。而文章的符号和内容在你的脑中都是脑结构的表义信息，脑结构信息对于文章的符号和文章的内容则是形式信息。在这种情况下，人脑中就有了三个层次的信息：文章的内容、文章的符号、脑结构。
我们说一个人“死记硬背”、“机械式地学习”，就是说他只记符号这种形式信息，不记符号所表达的表义信息。这样的学习不能够掌握，或不能够灵活地掌握符号与表义的对应关系，当然就不能对文章的表义做到理解，更不能对文章的表义做到运用和创造性的发挥。这样的学习是简单的，处于较低的形式信息层次上，类似一种机械的过程。

一些人认为，物理世界与主观世界之间有着一条不可逾越的鸿沟。他们不知道，物理世界与主观世界之间是这样过渡的：物质──形式信息──一阶表义信息──二阶表义信息……。在这个过渡中，后者以前者为载体，因此主观世界最终都离不开物质载体。

2-3.3 分层、组织与映射
脑的物理过程跟基于这个物理过程的意识属于不同的层次，只是从物理过程的形式信息中是无法知道意识信息的。意识信息是物理过程所承载的含义信息或内容信息，这个承载有着复杂的机制，而且从物理过程的形式信息到意识信息的中间还有一些过渡层次，每两个相邻的层次之间都有一些特定的信息的定义。通过这些信息定义，低层次的信息包（信息整体）成为较高层次的信息单元。在不了解各个信息层次之间所有这些信息定义以及所有这些信息包的组织方式的情况下，任何人都不可能知道最底层的物理过程的形式信息跟最高层的意识信息之间有什么联系。所以，如果你要去了解一个人的意识活动的内容的话，通过分析他的脑神经系统的物理过程这个途径远不如通过倾听他的说话、观察他的面部表情和行为举止这个途径来得有效，即使你掌握了足够高超的物理技术手段和生理技术手段。这是因为相比于物理过程层次与意识层次之间的距离，说话、面部表情、行为举止这些信息的层次与意识信息的层次更为接近。

高层次的信息是对低层次的信息模块进行打包、组织（排列组合）而形成的，“打包”相当于定义出高层次的信息模块，“组织”则是依赖于一定的规则，这种规则相当于语法。表义信息与承载它的形式信息之间的关联机制就是自下而上对信息的层层打包与组织。表义信息与外部信息之间还存在着映射，没有这样的映射它就不成其为表义信息。比如由文字组成的一篇小说，它的表义信息跟故事的原型之间存在着映射，跟作者的思想之间存在着映射，在它被阅读时跟读者的意识之间也存在着映射。从形式信息到表义信息的每一个层次之间也存在着映射，这种映射就是较低一层的信息包与较高一层的信息单元之间的对应关系。
表义信息一定跟外部信息产生映射，不跟外部信息产生映射的不能被称作表义信息。形式信息可以跟外部信息产生映射，也可以不跟外部信息产生映射。形式信息与外部信息的映射是低层次上的，是形式上的，在形式的细节上会有一一对应的关系；表义信息与外部信息的映射是高层次上的，在形式的细节上通常没有一一对应的关系，只在高层次的表义信息单元上有对应关系，而在形式上可能是面目全非。

2-3.4 回忆、理解与创新
人的回忆过程、人的理解过程跟互联网搜索引擎的工作过程有一些相似之处，人根据感官接收到的信息从脑海的存储中搜索出与之相关的记忆，就像我们根据关键字用Google搜索出全球互联网上相关的信息一样。人把新的信息与脑中存储的旧的信息相比较、相结合之后，人的理解也就得到深化，关联性、系统性、整体性都得到加强，人的记忆也得到增强。所以一个人的知识越多、知识的系统化程度越高，他接收新信息的能力就越强，因为他更容易在他的既有知识系统中为新信息找到关联，找到适当的位置。在新接受的信息与已存储的信息产生关联、产生碰撞的过程中，很容易在脑中产生新的信息，所以一个知识丰富并且又不断地接受新的外部信息刺激的人，他的创新能力通常会特别强。

说到这里，对于“精神是什么”这个问题我们应该很明了了。精神、灵魂、意识，无非就是信息，是人脑信息，从功能上讲，是脑神经群系统中的诸因素相互关联、相互作用的呈现。如果说人死后灵魂不死的话，只能这样来解释：人死以后，他（她）的灵魂的一部分，也就是他（她）的某些思想，会以各种不同的形式保留下来，或者以书面的形式，或者以音乐的形式、或者以绘画、雕塑、建筑的形式保存下来，或者进入后人的脑中。实际上，我们每一个受过教育的人的脑子里都储存了亚里士多德的灵魂、欧几里德的灵魂、牛顿的灵魂。
自哲学诞生以来，精神或者说意识问题一直是哲学的重要议题。精神是什么？通常认为精神是一种现象。但是我们不能把现象作为解释世界的最终原因，精神的背后还有原因。对精神的原因的探索会引导我们走到物质层面，也就是说，精神作为现象层面，其本质要追溯到物质层面，它是物质的存在、变化的现象形式，属于信息范畴。

我们现在所说的意识，或灵魂，是指脑神经信息，而脑神经信息只是生命信息的一部分，是进化历程中较晚产生的部分。脑神经信息与基因信息共同组成人的生命信息，基因信息是生命的基本信息，也是伴随生命的出现一开始就存在于生命体中的信息。亚里士多德把这两类信息都称为灵魂，但是他做了区分，这是他的高明之处。亚里士多德在《尼各马科伦理学》中说：“灵魂有一个非理性的部分和一个理性部分。非理性的部分似为一切生物和植物所共有，我指的是营养和生长的原因，这是一种潜能，包含在一切有营养活动东西的灵魂中，也包含在胚胎中。”（《亚里士多德全集》第八卷第25页，苗力田译，中国人民大学出版社，1992年）这个所谓“非理性的部分”其实就是基因信息，那个“理性部分”就是意识。
在两千多年前的古希腊时代，既没有“信息”的概念，也没有“基因”的概念，更没有现代信息论、脑神经科学和分子生物学的科学成果，但是亚里士多德能够把当时的“灵魂”概念做出这样的区分，说明在这类问题上，亚里士多德比现代的多数哲学家的认识都更深刻。
意识有广义和狭义之分。狭义的意识是指人的理智信息和理智信息活动过程，也就是人的丘脑或前额叶（或两者都有）中处理的信息和信息活动过程。广义的意识除了包括狭义的意识之外，还包括人的情感信息及其活动过程、美感信息及其活动过程。广义的意识又被称为精神。科学上（医学、生理学）上所讲的意识通常是指狭义的意识，哲学上所讲的意识通常是指广义的意识。

2-3.5 人脑与电脑的不同工作机制
从功能上讲，人脑与目前的信息处理机器（计算机、机器人）的最大区别是：人脑可以直接处理表义信息，直接接受和输入表义信息（当然离不开形式信息载体）；而机器只能直接输入和处理形式信息，不能识别和处理表义信息。在人处理表义信息的机制中，也需要把表义信息在人的头脑中转化为形式信息，一个有着足够经验的人能够把这种转化做得恰到好处，而一台机器，即使再先进，要做这种转化的话，不仅需要巨大的计算量，结果也会走了样。从原理上讲，人脑的工作机制是关联群系统机制，是大规模的并行工作机制，而机器则是层级控制机制，即便是几千台计算机联在一起，它的并行处理规模也不如人脑的并行处理的规模大。人脑作为关联群系统，它是能够自行进化的，它对外来的信息有接受、有选择、有固化、有遗弃。而电脑作为层级控制系统，它还做不到自身的进化。
对于关联群系统、层级控制系统以及进化机制，【世界与人】系列第二部《规律之母》有详细的讨论。

2-3.6 哲学的时代跨越──从“物质-意识”到“物质-信息”
对于“物质-意识”的二元哲学体系来说，最难以回答的一个问题就是“把信息摆放在一个什么样的位置？”。在当今的信息时代中，这个问题是哲学上的一个无法回避的重要问题，因而也成了“物质-意识”二元哲学的一个致命问题。而在“物质-信息”的存在论哲学中，上述问题则成了一个极其简单的基本问题，并且意识的位置在新的哲学中也一目了然，整个哲学的图景清晰可辨。这个新的存在论哲学就是“物质、能量、信息三位一体”的唯物主义哲学。

无论广义的意识还是狭义的意识，意识作为人脑信息，只是信息的一种，是物质高度有序化的信息形式，是宇宙中的一种存在。在本体论中，意识只能从属于信息范畴，只要解决了物质与信息的关系问题，物质与意识的关系问题自然而然地就解决了。历代哲学却把意识当成了神秘的东西，把人当成了超自然的存在。随着自然科学在广度和深度上的发展，在意识问题上哲学家不应再去进行无意义的争论。实际上脑神经科学家已经全面接手了这一研究领域，现代脑神经科学已为认识意识的真实面目提供了许多研究成果。不仅意识的本质问题，而且认识论的很多问题都在陆续交给脑神经科学及其他自然科学，就像二、三百年以前本体论的许多问题交给了以物理学为代表的自然科学一样。
埃德尔曼说：“科学史，特别是生物科学的历史一再表明，表面上看起来很神秘的东西和我们似乎不可能认识的东西，都是由于观点错误或者技术上的局限性。精神的物质基础也不例外。”（埃德尔曼：《意识的宇宙——物质如何转变为精神》第268页，上海科学技术出版社，2004年）作为生物进化的产物，意识是人脑神经系统的物质存在和活动的一些方式。无论是哲学、心理学，还是精神病学（包括弗洛伊德的精神分析学），对意识、精神的研究都是停留在人的行为、语言这些现象层面，停留在单纯的表义信息层面。而现代的脑神经科学已带领人们进入了本质层面，进入了意识的直接物质层面以及物质所传递和处理的形式信息层面，进入了脑结构形式信息如何跟它所承载的表义信息相对应的层面。意识有着它的物质基础，它最终必然是开始于神经细胞，科学家已经发现了人在学习过程中脑内突触分子的合成和变化机制。脑神经科学虽然还没有弄清楚认识机制的很多细节，但对于哲学认识论的问题已经能够给出基本的答案，完全可以用科学成果回答历届哲学家提出的、争论不休的意识与物质关系问题。脑神经科学现在和将来所要解决的是它自己给自己提出的课题，是精神障碍病人需要解决的问题，是人类自身的好奇心、求知欲所搜寻的层出不穷的新问题。

在“什么是意识”这类古老又具体的哲学问题上，现代科学往往比哲学家有着更为深刻更加清醒的认识。美国科学家埃里克·詹奇从另一个层面上揭示了意识的本质：“如果把意识定义为系统在其与环境的动力学关系中所获得的自主程度，那么，甚至最简单的自维生系统，例如化学耗散结构也有某种意识原型。”（埃里克·詹奇：《自组织的宇宙观》第48页，中国社会科学出版社，1992年）
在谈到对意识的研究这个问题时，DNA双螺旋结构的发现者之一、后来投入意识研究的著名科学家弗朗西斯•克里克说：“那种认为只有哲学家可以解决这个问题的观点是没有道理的。过去两千年来哲学家有着如此糟糕的记录，因而他们最好显得谦虚一些，而不要像他们常常表现的那样高高在上。”（克里克：《惊人的假设──灵魂的科学探索》第265页，湖南科学技术出版社）

认识论发展到今天正在走向成熟，成熟的标志是脑神经科学的进展，当哲学的某一分支发展进入科学的领域，那么这一分支的哲学研究就完成了其历史使命，它的工作应当也只能交由科学去做，过去在这个哲学领域中纯凭思辨对一些问题的空洞争论在这个时候也就失去了意义。脑神经科学面对的是关联群系统和层级控制系统，它除了作为一门生理科学外，还要紧密结合非线性科学和控制论。

在人类世界观的发展史上，二十世纪上半叶的核心事件是对物质概念的颠覆，是对物质的重新认识；二十世纪下半叶的核心事件是对信息概念的颠覆，是对信息的重新认识。对信息的重新认识包括了：对物质与信息关系的重新认识，对信息与意识关系的重新认识，以及对物质与意识关系的重新认识。
自控制论和信息论创立以来，信息已经受到越来越多的重视，“信息”尽管一直就是跟物质一起存在着的，但哲学发展了两千多年，直到二十世纪上半叶人类还没有建立起对信息的清晰概念。对“信息”概念认识的形成和深化将促使哲学进入到新的发展阶段，即信息时代。在这个时代，哲学的本体论思想和认识论思想都会发生重大变革，并且对哲学的其他分支都会产生深远影响。

第三章 三位一体的世界
——物质、能量与信息

物质、能量、信息以相互联系的不同形态展现着物质世界的不同方面、不同性质。信息展现的是物质存在的多样性和有序性；能量展现的是物质存在的非均衡性，物质展现的则是它自身的存在性。能量包括势能和流动能，流动能指的是传递能和转换能。
在量子理论所研究的微观世界里，物质、能量、信息得到了明显的统一。对于物质的存在形式不仅不能忽略任意小的能量的影响，而且也不能忽略信息的影响，这是因为对于任意微小的信息也不能忽略与它联系为一体的物质的质量和能量。相对论和量子论的出现都与信息跟物质、能量的密切联系有关：在量子论中，与信息密不可分的能量特性以及与任何微小能量密不可分的信息受到了重视；在狭义相对论中，信息的速度有限特性受到了重视；在广义相对论中，信息的速度有限性和与信息密不可分的质量特性受到了重视。而在经典理论中，这三者都被忽略了。

3-1 物质与能量

3-1.1 物质与能量的联系与区别
物质是个绝对概念，能量是个相对概念。如果说一物具有能量，那么这能量总是相对于另一物来讲的；如果说一物的某个状态具有能量，那么这能量总是相对于此物的另一状态来讲的。
有静质量的物质是能量的凝聚态（束缚态），是能量的“冰冻”形式，没有静质量的能量（光，引力场等）是物质质料的自由态（非束缚态），是能量得到充分表现的物质，也称为“纯能量”。凝聚态是存在于自由态中的非平衡态，相对于自由态它具有势能 E=mc2，它的势能的释放是有条件的，就目前所知，需要正反物质相遇，或者，低势态环境。在低势态环境下，需要足够长的时间，质子的半衰期在 1035 年以上，超过现在宇宙年龄的十亿亿亿倍。正是由于凝聚态的存在，宏观的动力学才有用。我们所知道的一些场，如引力场、电磁场都是自由态的能量形式，即没有静质量的纯能量形式。物理学家说这些“场”没有静质量，其实它们本来就不是静止的，而是以极限速度（c）运动的，而且“场”是有引力质量的，受万有引力的作用。“场”所具有的能量可以通过质能方程式换算为质量。

凝聚态的物质也具有能量性（只要不处于绝对零度），这种能量性表现为波动性，其波动性越强，它的能量（动能）与其质量的比值就越大。质量特别小的物质粒子（费米子，如电子）表现出明显的波动性。量子论还告诉人们，不仅“场”具有波动性，电子具有波动性，一切凝聚态的物质都具有波动性质，即物质波，只不过像质子、中子这样的重粒子的波动性极其微弱罢了。从本质上讲，波动性是能量性，粒子性是物质性（或者说质量性），波粒二象性实质上是物质能量二象性。任何物质都具有这种二象性，只不过场粒子（如光子）的波动性更明显，而重粒子的物质性更明显。
不能因为E=mc2就认为物质和能量没有本质的区别。无论是动能还是势能，还是作为纯能量的光能，都体现着物质状态的差异性，而质量并不体现差异性。任何单个的物质体都没有能量可言，能量是伴随物质的相对关系的出现而出现的。单个物体不跟其他物体比较、不跟其他物体发生相互作用，它就没有运动，也没有动能和势能。光相对于任何物质都在以光速运动，所以光有能量。单光子对于自身而言却无所谓能量。但是单个的物质体却是有质量的。物质与能量虽然可以相互转化，但转化是有条件的。

能量是物质状态的差异，这是对于我们身边的这些有质量的物质体而言的，动能、势能、热能、光能等等，都是物质体状态的差异。反过来，如果对于“纯能量”的存在而言，或者说对于能量场而言，物质又是能量的差异。当一些能量在活动过程中“析出”了凝聚态的物质，那么这些能量就少了一部分，其前后的差异就是“析出”的物质的质量。例如，在一个能量场中突然出现了有质量的粒子，这就意味着这个能量场中的能量比之前少了一部分。因此，我们可以说，物质与能量具有共轭的关系，或者说，质量与能量具有共轭的关系。由于我们认识者都是物质态的，所以在物质与能量这一对共轭存在中，我们视物质为实体，能量为虚体。
能量与质量的可转化性使得两者适用同一个度量单位。

在普朗克单位制下，完全自由态是动能与质量之比等于1，即Ek/m=1 的状态，一般认为，光子是这样的一种状态；完全束缚态是动能与质量之比等于0，即Ek/m=0 的状态，也就是物质在绝对零度的状态。根据热力学第三定律，在多粒子系统中，绝对零度是不可能达到的，在多个束缚态粒子组成的系统中，会有一定的动能，我们可以认为这是一般束缚态。一般束缚态中的动能与质量相比是很小的，动能与质量之比接近于零。对于不可拆分的单粒子，我们可以认为它相对于自身是静止的，Ek/m=0；或者它的能量是完全自由的，永远以速度 c 运动，如，单光子，这时 Ek/m=1。