摘要:信息被重新定义为事物属性标识的集合,暨“属概念+种差”的实质及数理定义。它涵概了非生物、生物的物-物、人-物、人-人间信息流的本质内涵与统一,时间的本质。
过去,信息[1]的定义就象生命、混沌、分形、基因(方舟子,基因之为理论建构和物质实体,www.xys2.org,www.xys.org,电子文库)等一样,没有统一的真实质定义。且更有甚者,几十年来信息的定义已有信息爆炸样的上百个之多。但是,即使这样也总没能有一个更统一、公认的科学、逻辑、哲学化,全方位的绝对独一无二的完美定义。既,“属概念+种差”样的标准、实质定义。已有的信息定义多为旁路描述性的非本质定义或解释性定义。所以,需要重新探索,给出信息本质性的定义。语义信息的定量也一样,虽然前人做过一些探索尝试,有些方法,但也不是太到位。
产生信息(虚拟)定义众多无头的重要原因,是下定义者把自然界无生命、非生物的“自然-自然、物质-物质”,信源-信宿间的信息流,与“人-人、人-自然、人-物”生物间的信息交流,及信息集(信集)、信息元(信元)等概念混杂在了一起。即将本该细分的不同的“信源、信宿”的几种组合混在一起。也就造成了多种多样的鱼目混沌的各种各样非本质的传统“信息定义”。
1. 传统信息定义的特点、分类
1.1.描述类比性的信息定义:如信息是新闻、知识、消息、情报、报道、事情、数据、材料,现象、事物、主题、声音、图象、文字,内容、名称;信息就是信息,既不是物质也不是能量(哲学化定义)。多是未触及信息本质及最基本概念的,同义语的逻辑反复和循环。
1.2.局部属性类定义:信息是物质的属性、联系、关系、运动状态、表述、中介、特性、存在方式、差异、变异度、不均匀性、表现形式等。
1.3.非决定论的统计概率类信息定义:较多,涉及不确定性的减少、概率的定义。实际上,此类定义应该是信息量的定义。
1.4.物理类定义:包括Shannon,Wiener等的通信的信息论、控制论的定义。如信息是信号、指令、符号、功能、场、不定度、熵、负熵、概率、复杂性、组织度、有序度、序列、排布、集合、语义。
1.5. Shannon信息论类的涉及信源、信宿两方联系的信息定义:包含反映、形式、感觉、感知、感受、表现、联系的普遍形式等信源与信宿双方的联系、传输、存储、交换的差异、不定性。
1.6.混合类定义:上述两种以上类别的混合。
传统信息定义的特征:共同点,也就是“属概念”,涉及事物、现象、物质、系统、事件的信息的客观对象,信息主体;差异点,是对前者(信息载体)引申修饰及侧重点的不同选择和强调,如存在形式、属性以及包含在属性内的特征、运动状态、形式、联系、关系、变化、内容、名称、差异、熵、不确定性等不同的局域组合和选定。其中的部分定义还提及了特征的反映、表述、名称、感知(人、及物的感觉)等关健性的属性的“标志、标记、标识”这个“种差”,但是,传统信息定义这三部分的组合选择还不够最优化,也才有了迟到的揭示信息实质定义的机会。
2. 信息的实质定义
定义1:信息是物质、事物、现象的属性、状态、关系标记的集合。
定义1’:信息是事物属性标志的集合。
定义1,1’是标准的“属概念+种差”式的实质定义模式,该定义的上位“属概念”是信息的客体对象:物质、事物、现象;其“种差”可分三层,一层就是它们的属性(属性本身就包括:特性、状态、关系,还包括功能、作用、效用、效应、功用等。定义中将状态和关系与属性并列只是为了强调和突出这三者),二层差异是该属性可被描述、表记的标志、标记,以及这些属性标记、记号、信号总体的集合。
属性本身不是信息,只有当这些属性可标示、描记时,才成为人类创造、抽象出的信息的概念。质量、能量是属性,但没有大小、多少的定性定量值标示时,他们还不是完全信息。新的信息定义较传统1.2.中的局限定义更进了一层,又涵概了传统信息定义1.1,1.4,1.5中的内容,即信息是事物属性的标志、名称的集合。集合显示了标志的序列、差异、形式、反映、感受域等。
由新信息实质定义1知信息的内涵就是物质、事物、现象的属性标志名称。其外延就是所有这些属性标记的全体。
3. 信息实质定义的扩展探讨
3.1.泛化的信息新定义
定义1是比较简化的信息定义。鉴于信息的多样性和信息的本质特性,针对信息涉及对象的不同还可有
定义2:信息是物质、事物、现象的属性、状态、关系、效用,借助某种方式描记、排布的信号、符号及语义的序列集合。
信息与信号(符号)。信息常被看成是消息,消息是“关于人或事物情况的报道”。这“情况”就近似事物现象、属性、功用,报道就是标志、描记集合与发布。信号是用来传递消息或命令的光、声、电波、动作等(载体)表记、标示,是信息的物质体现形式及物理过程。符号:记号,标记,代表事物的标记、记号。这些都已体现、概括在信息的新实质定义中。
3.2.物-物间信息流的信息定义
传统信息观念,即人们潜意识中默认的信息交流活动是在人与人,人与物(自然)间进行的,都是以人、生物为中心,为主体,而忽略了自然界中,无生命的非生物-物间的信息流活动。从过去信息的定义就能看出这种痕迹。象知识、情报、消息、资料,反映、感受、运动状态等都是这一片面观念的产物和缩影。因此,信息的新定义1和2改变了这一传统观念,涵括了生物与非生命物“物-物、人-物、人-人”间信息交流的内容。
对于物与物间的信息活动可有
定义3:信息是物质、现象的属性、状态、关系标识的集合
在物理变化过程(物理社会)中的信息,如电磁学中的同性相斥,异性相吸的电属性,标示上正、负及大小就是电学信息;光学视觉信息的频率、波长、光强、反射、散射等信息。化学反应过程中,小分子、大分子、甚至原子、基本粒子,反应的各方对对方的属性标识的识别,反应的化学、物理信息。生化反应(化学社会),生物活动,如趋光性等,也都类似。
3.3.人-物间信息流的信息定义
物-人间的信息流
定义4:信息是事物、现象属性、状态、关系标识的集合
新定义包含了信源、信宿的蕴意。其一,是信源方面,即事物的属性、状态、关系的表现展示,另一方面,是信宿对信源这些属性的感悟和属性标示的认知、交流(包括:识别、相互作用、反应、传输、记忆等)。
3.4.人-人间信息流的信息定义
定义5:信息是事件的属性、状态、关系、内容,以某种方式描记、反映、排布、传递、存储、感受的信号、符号、名称、语义的序列集。
4. 信息实质的数理定义
定义5:若事物A的属性表记为
a1,a2,…,ai,…,am,
则称集合
A={ a1,a2,…,ai,…,am}
是事物A的信息集。
其中, a1,a2,…,ai,…,am称为信息元或信息素。
从Shannon信息论的信源、信宿观点看信息a1,a2,…,ai,…,am,还应该是可被信宿感知的。定义中可以加“可感知的”。
5. 基因信息
定义6:若基因(核苷酸序列)集G={n1,n2,…,ni,…,nm},其属性集标示为 G={g1,g2,…,gj,…gn},
则称集G={g1,g2,…,gj,…gn}为基因G的信息集。
G={g1,g2,…,gj,…gn}为基因G一级结构的组份信息,ni是组成基因的组份单位——核苷酸,gj是基因的信息单元。
G={(n1,x1,y1,z1),(n2,x2,y2,z2),…,(ni,xi,yi,zi),…,(nm,xm,ym,zm)}
是二级或二级以上的基因(核酸集)结构序列,包含了卷曲、团裹的确定论的立体三维坐标,以及时空四维的核酸集(基因)序列
G={(n1,x1,y1,z1,t1),…,(ni,xi,yi,zi,ti),…,(nm,xm,ym,zm,tm)}
也可用矩阵表示。它赋予基因动态变化的动力学原始描述,有别于常用的概率频度P的非决定论表示, G={(n1,p1,d1),(n2,p2,d2),…,(ni,pi,di),…,(nm,pm,dm)}或
G={n1,n2,…,ni,…,nm}
P={p1,p2,…,pi,…,pm}
L={d1,d2,…,di,…,dm}
其中已包含了常用的基因链长的信息,即,距离di=(xi2 +yi2 +zi2)1/2。方便了基因的立体定位、测序及动态描述。即基因链动态方程和基因坐标方程
Gd(n,x,y,z,t)=0 1
Gc(n,x,y,z)=0
1式中蕴涵着时间本质的蕴义。“时间是事件发生的次序”,即G(ni,xi,yi,zi,i)=0,其中i是事件发生的顺序——时间的等价对等物,即使i=t,则
G(nt,xt,yt,zt,t)=G(ni,xi,yi,zi,i)=0
时间
t=U(ni,xi,yi,zi)= T(nt,xt,yt,zt)
是因变量、隐函数,即时间的本质:“时间随宇宙的变化而变化”,nt是事件,xt,yt,zt是三维空间,第i次或t次序时的空间事件(http://www.oridream.com/)。
还可以用极坐标或球坐标表示,如平面极坐标的
G={(n1,γ1,r1),(n2,γ2,r2),…,(ni,γi,ri),…,(nm,γm,rm)}
以往众多的信息定义中,零散使用了“特性、状态、关系、结构、内容,熵、不定性”等局限说法,其实这些都可归在“属性”之中,属性是全包括了。用“属性”定义信息也就统一了1.1——1.4类中的旧信息定义,属性是对他们的优化概括。但是,光是属性(特性、状态、关系等)不被辨识、没有标志描述,他还不能成其为“信息”。这“属性”需是可辨识,有标记,可感觉,被描记,可用时才成其为“信息”——信源+信宿的信息。即有信号、符号等的标识及语义(意义),以及这些标识的排布序列集才是信息,否则,只是属性。属性是属性,不是信息。信息是信息,是属性的表示,不是属性。属性≠信息,属性标记集≡信息。光有信源的属性还不能成为“信息”。还需有信宿的对属性特征标志的感知,才成为信息。即信源-信宿联系,就是物-物、物-人、人-人间信息的信源与信宿的交流关系,以及“信息守恒律(www.oridream.com)”[2]。也就有了信息概念的新定位:
全信息=信源(事物)的属性标志集+信宿的感知辨识
新信息定义用“事物”做主体,因为事物其实包含了一切物质、现象、事件、事情、事体,的全概括,统一了传统信息定义的信息对象的归属。新信息定义的提出有三个关健环节+信号语义序列集共四要点,是对1.1——1.5类定义的大统一。1.是“属性的标志”;2.是(事物的)“属性”;3.是信息对象“事物”;4.是“信号、符号(标志)语义序列集”。
参考文献
1.苗东升,系统科学精要,人民大学出版社,1998.
2.邓宇, 等, 生物-非生物界的信息守恒律与双大超循环世界图景,数理医药学杂志,13(2000),88-89。