“信息”是信息技術課的核心和基本概念,它無處不在,我們時刻感受著它。但正應了那句老話,越是熟悉的事物,越難以給出統一的定義。“信息已經成為當今社會一個最基本、最重要的概念。盡管人們時時處處接觸信息,用到信息,但是究竟什么是信息,卻很難有一個十分確切而又簡明的說法。人們從不同的角度給信息提出了各種定義和說法,但是至今還沒有一個公認的定義。”(浙教版教材第2頁)“關于‘信息’,目前還沒有一種被各方面都認可的權威性定義,不同的領域、不同的人群和不同的組織從不同的角度對信息有著不同的認識。”(地圖版教材第2頁)有些西方學者甚至認為,信息是不可定義的。正基于此,高中信息技術課程標準中對信息概念部分的要求是,“描述信息的基本特征”。通過學生對信息的感性認識來感受信息,不強求對信息概念一致性的掌握,這可以說是一種明智的做法。
但是,自信息概念提出以來,國內外就有不少人致力于統一信息概念的構建。在針對信息概念研究的不算長的歷史上,都有哪些對于統一信息概念所作的努力呢?統一的信息概念存在嗎?為什么信息概念難于統一呢?以下我們就來一起探詢這些問題的答案。
香農的忠告
雖然信息自古有之,一直在我們身邊。但是真正從科學意義上對信息進行研究不過是上個世紀的事情。1948年,美國數學家香農(1916~2001)的著名論文《通信的數學原理》問世,文章從通信工程的角度對信息作了理論探討,這是有史以來對信息作出的最早的定量的科學研究。他認為信息是“用來消除不確定性的東西”,并引入“熵”的概念,來計量信息量。香農由此開創出信息論,成為對20世紀科學發展影響重大的“三論”之一。
那么香農的信息概念是一個統一的概念嗎?應該看到,香農的信息概念主要來自通信領域,其實將香農的理論稱為“信息論”,不如稱為“通信論”更為準確。在通信領域以外,香農概念不能廣泛成立,其概念可以看成一種典型的狹義信息概念。
作為一位令人尊敬、學風嚴謹的科學家,香農本人曾多次清晰地闡明了這一點。在IEEE Transactions on Information Theory上發表的文章里,他說:“近幾年來,信息論簡直成了最時髦的學科。它本來只是通信工程師的一種技術工具,現在卻無論在普通雜志還是科學刊物都占據了重要的地位……結果,它已經名過其實……這種聲譽孕育著一種危險。誠然,在理解和探討通信問題的本質方面,信息論是一種有力的工具,而且它的重要意義還將與日俱增。但它肯定不是通信工作者的萬靈藥;而對于其他人,則更是如此。應當認識到,一次就能打開全部自然奧秘這種事情是不可能的。否則,一旦人們發現僅僅使用幾個像信息、熵、冗余度這樣一些動人詞匯并不能解決問題的時候,就會灰心失望,那種人為的繁榮就會在一夜之間崩潰……信息論的基本結果都針對某些非常特殊的問題……”香農創立了信息論,同時展現了他實事求是的科學道德。但是他的忠告卻在很長一段時間內沒有為人們所理解。
英雄史詩
香農的信息概念并非統一的信息概念,只是狹義的信息概念,在香農一再忠告大家的同時,一位經濟學家也開始了探索統一信息概念的步伐。
美國普林斯頓大學的馬克魯普(1902~1983)是第一位探索統一信息概念的學者,作為一位經濟學家,他在20世紀50年代就注意到信息對產業的影響越來越大。20世紀70年代,他計劃寫一部著作,討論信息對美國產業的影響。而當馬克魯普寫作這本著作時,他卻被一個最基本的問題所困擾:信息究竟是什么?從此,他全力探索各學科領域中信息的概念。按照他的統計,當時涉及信息問題的學科已經有38門,然而,在閱讀了大量有關信息的研究著作之后,他對這些學科是否是真正的信息學科產生了懷疑。于是,他說服了來自美國和加拿大的39位學者和他一起撰寫了57篇文章,整理后以“信息研究:學科間的訊息”為題于1983年出版。遺憾的是,此時馬克魯普已經病逝,沒能見到這部書的問世。心理學家米勒曾經用“英雄史詩”一詞來贊譽馬克魯普的這部謝世之作。這部著作也成為了信息問題研究歷史上的一部珍品。
馬克魯普的研究表明了,尚不存在統一的信息概念。那么,人們停止探索的腳步了嗎,為什么信息的概念難于統一呢?
卡普羅三難困境
隨著信息對人們生活的影響日益擴大,科學家們對于信息的研究也投入了更多的熱情與精力。1994年,在德國科特布斯舉行了一次關于信息科學基礎問題的研討會。會議上首次提出統一信息這個概念。科特布斯技術大學的肯沃奇和雅克畢認為:“信息概念要冒著失去一致性的危險,盡管這個危險存在,我們還是不要放過理解這個新概念的機會。”
同年,第一次世界信息科學基礎大會在西班牙薩拉戈薩舉行。會議上,奧地利學者弗雷斯奈爾和霍基奇奈爾正式提出了“統一信息理論”(Unified Theory of Information,簡稱UTI)。在這個理論的路線圖中,關鍵一步就是提出有說服力的統一信息概念,以此作為統一信息理論的基礎。
但是,僅僅過了兩年,1996年,當第二次世界信息科學基礎大會在維也納舉行的時候,構造統一信息理論的設想就遭遇了當頭棒喝。在這次會議上,德國斯圖亞特大學哲學研究所的卡普羅和弗雷斯奈爾、霍基奇奈爾就統一信息理論展開了一次對話。后來這些對話被收錄在那篇著名的文獻《統一信息理論是否可行:三人談》中,其中就包括了卡普羅對信息概念進行考察后提出的“卡普羅三難困境(Capurro’s Trilemma)”。
卡普羅三難困境認為:所有不同的信息概念都可以歸納到下列情形之一:①每一個概念實際上是一回事;②僅僅在某些方面是相似的;③在每種情況下都是不同的。卡普羅三難困境指出了,統一信息概念是統一信息理論的前提,要想建立統一的信息概念,就必須克服不同學科間所使用的信息概念的差異性問題。
時隔9年后,第三次信息科學基礎大會于2005年在巴黎舉行,此時距統一信息理論提出已經11年了。包括當年統一信息理論的提出者在內的很多學者都不得不承認,構建統一信息概念與理論的道路還非常艱難、遙遠,目前人們還沒有窺見其中的真理與奧秘。
存在統一的信息概念嗎
為什么信息概念難于統一呢?我國學者閆學杉歸納了建立統一信息概念與理論需要克服的四大困難:①信息的類型問題;②信息的本質問題;③信息的含義問題;④信息的計量問題。而這些問題又是糾纏在一起的,回答一個問題可能要以另一個問題的解決為前提。
目前,國內外很多學者已經放棄了統一信息概念的構建,但也有一些學者仍然執著于統一信息概念的研究。至于本文的標題“存在統一的信息概念嗎”雖然現在仍然是個無法回答的問題,但我們希望在不久的將來,能夠探詢到它的奧秘。
1948年,控制論創始人維納(1894~1964)出版了《控制論》一書,他在書中不失滑稽地說:“信息就是信息,不是物質也不是能量。”或許,這句話中當真蘊涵著關于信息概念的樸素真理呢。