关于信息科学和信息哲学的性质和统一性关系
关于信息科学和信息哲学的性质和统一性关系
——记邬焜与佩德罗的对话
王 振 嵩
应国际信息研究学会(IS4IS)副主席、西安交通大学国际信息哲学研究中心主任、人文社会科学学院邬焜教授邀请,国际信息科学基金会主席、联合创始人,国际信息研究学会副主席,西班牙阿拉贡健康科学研究中心主任佩德罗·马里胡安(Pedro C. Marijuan)教授于2016年11月在西安交通大学进行了为期10天的学术访问。
期间,马里胡安教授与邬焜教授就“信息科学和信息哲学的性质和统一性关系”这一主题进行了学术对话。此次对话由西安交通大学王振嵩博士全程负责中英文互动翻译并撰写成文。
当代信息科学的发展面临着学科壁垒严重和信息定义不明等困难,这些问题是建立统一信息科学的障碍。如何克服这些障碍是许多科学家和哲学家致力解决的问题。而当代信息哲学研究为克服那些障碍提供了方法与进路。并进一步讨论了诸多子问题,如:信息科学技术的起源与发展问题、实体概念问题、建立统一信息哲学的基本原则问题,生物信息学的相关研究,信息哲学的认识论的中介问题,信息流与能量流的关系问题,计算主义与一般信息理论的地位问题,统一信息科学的应有结构问题等等。并达成了一些重要的共识,如:
1、对信息的理解要上升到元科学和元哲学的层次;
2、统一的信息科学应该首先在哲学领域完成统一;
3、计算主义并不能主导建立统一信息科学;
4、统一信息科学必然建立在对信息科学现状的批判和超越之上;
5、信息科学中不同学科领域的沟通需要由信息哲学来完成;
6、统一信息科学需要有统一的研究对象—信息体;
7、统一的信息科学需要有统一的思维方式—信息思维。
此次学术对话不仅对信息科学和信息哲学的发展现状和趋势作出概括和梳理,而且对统一信息科学发展方向提出了建设性意见,两位学者均认为统一信息科学的建立需要信息哲学的指导,一门成熟的信息哲学是建立统一信息科学的基础。
为简便起见,下面分别以“W”和“P”来指代对话中邬焜和佩德罗·马里胡安两位教授的称谓。
W:
佩德罗先生,您好!很高兴您到西安交通大学进行学术访问。现在,你能不能就我们共同关心的信息科学和信息哲学的性质和统一性关系的问题首先发表一些看法。以便我们深入探讨。
P:
作为谈话的开启者,我先谈一下我对信息科学诞生问题的观点。我之前在西班牙萨拉戈拉大学为我的学生讲授“科学、技术和社会冶这门课的时候,我向他们展示了一个非常简化的现代科学技术发展蓝图。
我大致把现代科学技术的发展分为三个阶段,在这三个阶段中分别有其代表性的科学和技术产品:
第一个阶段的科学代表是经典力学而技术产品代表包括钟表和望远镜。并且在这个阶段,实体实在论和对自然本质的实证发现是科学的伟大成就;
第二个阶段科学和技术产品的代表分别是热力学和蒸汽机。并且在第二个阶段中当我们发现了能量和能量流的概念时,我们也发现了能量和实体的关系就像鱼和水的关系:这种关系处于任何事物之中也无所不在;
第三个阶段科学和技术的主要代表是信息科学和计算机。
对于第三个阶段我们或许又可以把它分为三次发展浪潮。
第一次浪潮是由丰富的认知科学家和人工智能科学家团体所领导的,他们是计算机范式的“追随者冶,并且主张强计算主义形式。他们发端于20世纪60年代;
第二个浪潮是由反对认知科学领域以及其它领域(例如,人工生命,复杂性理论家,分布式计算,具身认知等等)中的计算主义的不同科学团体来引导的。因此我们或许可以称他们为“反对者冶,而我个人认为我就是这些反对者中的一员,这次反对的浪潮始于1980年代末和1990年代初。这里我需要说明的是,我们并不是反对他们中的每一个认知科学家所做的具体研究工作,我们只是相信它们的基础理论被放到了一个过窄的范式当中;
第三次浪潮还没有完全地到来。我们推测它以一个新的信息范式为核心,并且我们期待它将在2020年代得到完全的巩固和加强。我们或许可以称这次浪潮的科学家为“综合者冶。他们将综合散落在多种的信息领域中的各个理论和学科并且塑造一个一致的、始终如一的信息科学,这个信息科学被理解为四个科学大领域中的一个(其它三个为物理科学领域,生物科学领域和社会科学领域)。虽然这次浪潮还没有完全到来,但我相信这次浪潮将带来新的信息科学,和一种新的思维方式。
W:
我认为您说的三个技术阶段,前两个应该是同一个技术阶段,并且漏掉一个阶段:电能和核能的发展才是第二个阶段。事实上,在科学和技术发展的层面,相应的三个阶段体现出了三种科学范式和三种科学思维方式。它们分别是:实体实在论和实体思维、场能实在论和能量思维、信息系统复杂综合论和信息思维。
P:
您说得很对,我这样一种简化和粗略的分类方法,是为了突显我之后的描述,使其看上去更清晰。当然这样的区分并不涉及原则性的问题。当今,有些人试图从控制论中获得对信息的理解,也有很多人试图从热力学或者是量子力学中获取对信息的理解。并且还有一些其它人试图从通讯理论和计算机科学中获取对信息的理解。比如闫学杉教授和钟义信教授,他们从根本上试图从人工智能和计算机中的获得的诸多概念来理解信息。
W:
信息技术起源的科学基础是什么?如果仅仅停留在计算机的层面,将无法阐明信息技术的科学原理。其实,早在19世纪中叶,热力学开始研究能量的运动时,信息思维的方式已经显现。而热力学三定律:能量守恒定律、熵增定律、熵值为零的绝对零度不可能达到定律,等等,首先把结构的观念、关系的观念、演化的观念引入了物理学,这正是信息思维关注的内容。
从这个意义上,我们说信息科学发端于热力学和统计物理学,发端于熵理论是对的。这就是对结构、关系、演化和差异的研究。
P:
关于信息科学的原理,我认为在科学和哲学中,原理是那些澄清在讨论中的现象以及渗入它们多重的显现之中的第一思维或者规则陈述,良定性的原理将允许你进行深入探索和建立一个基于那些原理之上的概念体系的合理框架。而最初的原理并不是“清晰而简洁的”,它们在一些被很好地解释了的事实之上比较容易被建立,并且通常在一些明显的成功之后被强化和巩固。
思考一下信息现象的原理,我们将面对至少三种基础的实体:主体、客体和它们的通讯模式的相互关系—加上通常的观察者。主体必须是“开放的”,以至于它可以搜寻外部信息并且使用这样的信息。客体或者载体可以是任何事物。通讯相互关系意味着联接主体和客体并传播信息的特别规定的“通道”或者“隧道”的存在。
对于人类个体,他们对环境具有普遍的开放性并且它们对彼此也通过开放性来进行沟通的。对于其它与生命相关的信息实体(information entity),例如细胞、多细胞生物体、神经系统和社会组织,也像正统的信息主体一样将会部分地(或完全地)参与到耦合它们的信息的过程中去。这些信息主体探测并吸收围绕它们的并以持续的“信息流”形式而存在的信息。
此外,主体对与环境的能量交换也是开放的,并且那些相应地交换的内容被称为“能量流”。信息流和能量流都与信息实体的自我创造和自我维持过程相关,这使它们的“生命周期”或者生命过程成为可能。实际上,成为“信息的”意味着“在世之在”的一种新方式。它是一种过渡性的存在,即存在于持续的自我再创造的过程之中。
需要强调的是,在能量和信息之间有一种必要的相互关系,因为它们不能各自地与信息实体的自我创造过程相联系。它们成为生命的相互交织的两个方面:信息流和能量流,尽管它们有不同的分布网络和脉管系统,并且它们专注于在不同种类的物理项目(physical items)中进行循环,但是它们总是相互联系的。基于对信息流普遍性的研究,经典信息科学的复兴将成为可能,并且新科学将作为一种横断性跨学科的事业而出现,并且在理论上和经验上都有发展。而所有的这些都将考虑把信息实体作为它们的研究的核心客体。
W:
我们是否能用同一个实体概念来描述那三个方面?我们可以从主客体间的中介引出信息。但信息能否用实体的概念来表述。对于您的讲述我疑惑的是这个问题。从哲学和科学史的角度来看,实体概念最初是用以描述有质量的物体的概念,而之后发展起来的能量思维和信息思维则导致了某种非实体化的阐释原则。
P:
您说的是有道理的。只是在我自己的知识体系中,它和传统哲学的实体概念有不同的意义。我这里所说的实体可以被理解为信息组织(information organization)。我采用“实体”来代表纯粹的主体、客体以及信息现象的相互关系(并且尤其是主体的)的原因是:因为信息的世界是比任何常见的、传统的“系统”要复杂的多。
作为生物学家,我们把细胞作为信息实体的原型来进行我们的研究。但对于其它生物有机体、个体、社会组织、公司、城市甚至国家,它们都是处于不同层级的信息实体。于是,我们所讨论的信息实体或者信息主体也需要能量流。能量流和信息流是不可分的。因为信息流与生命对环境的必然开放性紧密相关。能量流是给生命的发动机增加能量,当信息流的目的是去规定生命的走向,向更好的方向发展。还期待、定位、以及预测能量流的走向。
W:
建议把信息实体的概念改称为“信息体”(informosome),这样可能会避免一些概念上的混乱。信息有更深的意义需要说明,比科学或者是生物信息科学领域的解释具有更深刻更广泛的特征。这需要上升到元科学和元哲学的层次上加以规定。这一层次上的规定是要确立信息在一般存在论层面上的相对独立的地位,并揭示其所具有的更为普遍性的意义和价值。
P:
是的。世界上有许多学派和学科领域可以与那个更深刻的意义相联系,即与我所说的信息科学的基础相联系。如源自香农和维纳的信息理论学派、以圣塔菲研究所为代表的复杂性理论学派、量子信息科学学派、系统科学和系统哲学研究学派,还有高级人工智能、生物信息科学、神经科学、还有网络科学、社会信息研究、和信息社会等学科领域。
除此之外,一些国际性组织把这些不同的学派和学科领域联系起来,如:圣塔菲研究所(SFI),信息科学研究所(USC),计算与哲学国际协会(IACAP),信息哲学协会(SPI-UK),信息理论和应用协会(ITHEA),国际信息研究协会(IS4IS),信息科学基础协会(FIS)。这些组织有着各自富有特色的研究成果和理论。这就使我们面临复杂多样的选择。
因此我们现在需要的是向一种统一的新的思维方式前进。这样才能避免来自各个学科和领域的数以百计的定义所带来的困惑。也能摆脱乏味的人类中心主义和命题信息。我们要达成的共识是:信息科学作为理论-经验科学,其研究的核心客体是信息实体。关于推进对信息科学的综合,我认为有这几个任务摆在我们面前:
1、关于社会变迁的社会理论和学说充满了信息的原则,所以我们要提出一种在物质“材料冶和信息“材料”之间的一种独特关系。毫无疑问正是信息引导、定位和控制物质的发展进化,并且是位于物质之上,占据上风的。
2、关于信息的讨论应该超越生命的界限。具体说就是量子世界是否容得下一个信息进路?或许是可以的。因为,量子信息科学作为一个新的基础技术和一种有趣的新信息宇宙论分支而出现。另一个观点是,在真空的活动中是否也有一种相互交织的自我创造和沟通?此后,信息是否是“最终实在”(ultimate reality)?那么,我们对自然的法则便有了疑问,它们具有什么样的“物理性质”(physical nature)。在目前看来,这是一个不可判定的问题。
3、对于实用信息科学的理解是,它只是作为一个研究实体的理论-经验学科而出现。
4、从认识论角度来看,信息科学应该与计算和数学一起成为一个科学大领域的核心,科学的信息领域将和其它三个大领域是并列成对的:物理的、生物的、社会的、信息的。但是对于建立这样的信息科学大领域,我们现在仍然没能有突破性的进展。因为,关于信息有太多不同的学科和理论。而要把所有那些孤傲的方法和进路综合起来是一件很难的事。
W:
这里应该是这样的。当你说到在具体层面是千差万别,无法达到统一,这是可以的。但是上一个抽象层次是否可以统一?比如人体细胞的问题,细胞在微观的内容结构是千差万别的,每个细胞彼此区别。但是,若上一个抽象层次、细胞膜、细胞壁、细胞质、细胞核、这不就统一了吗?所以,统一在具体层面是难以实现的。只有在超出这个层面的上一个层面,才可能形成这种统一。
比如,现在搞的那个人类基因谱测序,如果你不从统一的角度来搞,如何才能搞出统一的测序呢?细胞的问题,应该在其更高一级的层面来揭示它的一般的共性。这就是统一。什么叫统一?统一并不是把多样性的事物的每一个细节都包含其中。那是不可能的,统一是一个抽象或共性抽取的过程。为什么我说信息科学的统一需要在哲学层面提供一个基础,就是这个原因。因为哲学已经到了最高抽象的层面,只有它能够给具体学科提供统一的基础。至于说在这个基础上能够长出多少个学科的问题,那当然是千差万别的。
就比如一个大树,树根和树干是统一,而到枝干上,则千差万别,若从树梢树叶上看,则找不到这棵树的统一性。但是从树根树干上看,则有一目了然的统一性。又比如,我们的星系星球,行星绕恒星运动,卫星绕行星运动,至于每个星系有多少星球,每个星球的质量、大小、距离、运动周期各不相同。但在宏观角度来看,每个星系都是由恒星、行星和卫星组成的,因此,这种从具体中抽离的概念构成了星系的抽象统一。又比如说,我们都是人,人这一概念就是我们每个个体人的统一,但具体到每一个人,我们不能说圆脸的是人,而方脸的就不是人了。
P:
我同意您的观点,哲学应该是最高的抽象统一领域。并且我们也需要一种应该由哲学提供的新的思维方式。就像我刚说的,我认为对信息的研究将会成为一个大的科学领域。对于信息科学的发展,目前看来有两条进路:
一种我们可以称之为弱的进路。在这个进路中,计算主义将领导信息科学,并且计算机技术将变成该领域的领导者。并且虽然由于其与技术和社会经济的相关性,计算主义有着强大地位,但它仍然缺乏一个支配性的原理或学科使其领导整个信息科学领域。并且它们与人文科学和艺术的连接比较弱。
另一种进路我们称之为强的进路。它强调统一的思维方式的必要性,以揭示在不同领域的信息流的运作机理。并且这个共享的视角(或理论)或许有助于解释所有的领域,从量子世界,到生物信息,到神经元,到社会,到图书管理,到一般信息工程层面。并且它会与人类学或政治科学也能很好的联系起来。经过适当地发展,它可以成为信息科学领域的核心概念模型或理论。那么到底是强信息科学还是弱信息科学会主导信息科学,计算主义和一般信息科学理论谁会入主中原?我们将拭目以待。
此外,未来信息科学的解释优势是什么?它应该对意义,知识和智能的相关问题作出卓越的贡献,并且它应该填补自然科学和人文科学之间一些结构分歧和缺口。对于建立信息科学我们当前面临的关键的社会任务将会是什么?
1、在技术膨胀的不合理性上引进“平衡”;
2、在复杂性和集体智能上产生新的视角;
3、把人工信息流和自然信息流进行对比理解,并且知道它们如何混合;
4、由社会推进对知识的应用;
5、在知识的巨大系统中制造更多的观念(大约有10000个学科);
6、继续致力于持续性的全球挑战。
还有,关于建立信息科学的理论骨架,我们也建议考虑以下几个与上述任务相关的基础原则:
1、信息是相对的,它和存在的真实方式相关;
2、成为信息形式的(实体)应用于自我创造的实体,这些实体依靠一个永久性的信号流来定位它们自己的结构变化;
3、信息流和能量流密切地交织在细胞、有机体、和人类的生命过程周围(或者在不同的社会组织的“壁垒“周围);
4、信息科学自身成为一个横跨包含多学科的科学;
5、信息物理学或许也可以被包含在内:不只是生物的和社会的成为了信息的,物理的也在个性化的费米子周围自我创造,这些费米子通过玻色子联系;
6、正如Michael Conrad提出的:当我们注视一个生物系统,我们则看见了宇宙的基础物理学的脸。
W:
你提出的这几条原则是相当重要的视角。这些问题确实是关于信息科学能否建立的重大问题。而且你的一些观点是很不错的。但我认为,计算机仅仅是人工智能所采用的一种工具,并不能代表所有信息科学领域,也不能代表宇宙和世界中的信息的存在方式和运行方式。就信息科学自身的发端来说,也不是在计算机领域先发端的。而有些人认为是从计算发端的。
如果从古希腊传统来说,第一次提出和信息相仿的观念的人是亚里士多德,这就是他所说的形式。但是,亚里士多德在解释形式的时候,是把它作为物的结构来解读。但仅仅停留在物的结构的层面,还不能揭示信息的本质。信息是什么呢?实际上结构只是载负信息的编码构架和模式。而且,在一般物中的结构,是一种自然的物形编码。只有在这种结构上保持或呈现的内容才是信息。
比如说树木的年轮。那个圈层结构就是它的形式,在这个形式中所保存的树木所经历的寒暑变迁的内容才是信息。另外,还有人提出,最初的信息观念应该追溯到柏拉图的“客观理念冶。然而,柏拉图的“客观理念冶是一种虚设的客观精神,并不具有现实世界存在的意义,这和亚里士多德的形式是不一样的,后者指的是客观实在本身的一种存在方式。
还有学者把信息概念归结为毕达哥拉斯的数,这是计算主义的一种比附。信息作为一种区别于物质现象的存在,其存在论的地位、意义和价值远远超越了那个所谓的数的观念和计算主义的狭隘樊篱。
P:
您说的非常正确。我认为信息对具有不同知识背景的人或者科学家而言意味这不同的事物。就比如您所说的年轮,生物学家和气象学家所获得的信息却是不同的。如果说其客观存在了多少的信息,那应该说是无限的。这就涉及到认识论的内容。
关于认识论我想说的是:有一些认识论可以大体上告诉你细胞如何和组织相契合,但不同的学术背景会给你非常不同的答案。因此我认为认识论是难以统一的。而我们需要的是一种元认识论,能完成统一的认识论。或许有些哲学家可能在做这样的工作,但我还不知道。
W:
您可能还没有详细了解我们的信息哲学,在我们的信息哲学体系中提出的哲学认识论的信息中介论就是这样的元认识论,它是主张认识是通过五大中介进行建构虚拟的学说。关于这些学术的成果已经发了英文的文章。这里我简单介绍以下这五大中介是什么:
第一个,客体生发出来的信息场的中介;
第二个,人体生理结构的中介;
第三个,人的认识结构的中介。这就是您说的不同的学科背景,即生物学家看的是什么,物理学家看的是什么;
第四个,物化工具的中介;
第五个,自然史和社会史的中介,其中包括生命种系的起源和其后个体发育的环境。
而这五个中介,每一个都是信息的选择、变换、匹配和重构。你通过哪个中介,哪个中介的信息就加进去了。
P:
您的这五个中介学说很新颖。对于第五个中介,我尚不能很好的理解,希望您进一步地说明。
W:
自然史和社会史是一个前提条件。人类的个体生理和认识能力都由其自然、社会发育的历史、种系遗传的结构所规定。而在个体中,就是被这种自然史和社会史所中介的。所以你的认识的限度和能力都由这种历史关系所规定。现实的历史已经过去,它只能作为一种关系,以信息的方式凝结在个体中。这种中介不是物质性的中介,而是时间积淀下来的一种信息性的中介。
如果讲当下认识,前四个中介就够了。但是如果考察认识和人的认识能力的起源时,自然史和社会史的中介便被加入了进来。其实,在当下认识中,已经有自然和社会的内容加入在其中了。
P:
我认为这些中介中的任何一个所包含的信息都是无限的,我的意思是它们是开放式的。对于任何个人而言,甚至连抓住它们的特定信息的1/10都是不可能的。也就是说,在这样的研究中我们会遇到一些严重的困难,最主要的困难是要研究的内容是极其过量的和异质的。我建议我们可以从另一种意义上来考察,这就是我之前说的信息流。它有一个独特的本质,尽管它有可能的多样性显现。
哲学家和科学家研究它的任务也是不同的,哲学家要研究它的实在性,研究主体,客体和相互关系的本质。而科学家要研究的则更为具体,往往依赖于实验活动。我认为,这一概念的哲学基础是非常有趣的,但是我发现想研究它却是很难的。因为它是一个极其混合的概念,包括了认识论,本体论以及科学的内容。对于我而言,我更倾向于从科学的视角来研究信息流。
W:
我所说的这五个中介就属于科学的内容,它们本身就是科学。如果笼统地把它概括成信息流的话,就无法详尽地解读,在认识过程中信息通过了多少次的变换和重组。在对认识的科学考察中,不能笼统地用一个信息流把所有中介都概括掉。所以,要科学的考察认识过程,就要把所有的环节、机制都搞清楚。这才是科学的。因此,在我这里信息科学和信息哲学不可分,是一个东西。哲学的理论由科学来阐释,科学的理论必须以哲学的基本原则为基础。
P:
但是信息流是可以被证明真实存在的,并且它有利于我们在不同科学领域和学科中对信息活动进行明确的和详细的科学研究,尤其有利于我们研究信息如何在不同的层级之间穿行流动。
例如,我们从媒体上获得的信息流。我拿彩票来举个具体的例子,当有一个人赢得彩票,那个人首先获得他赢得彩票的信息。然后他的大脑就像“爆炸”了一样,也就是太兴奋了。似乎在那人的大脑中的每一个细胞都进行着剧烈的不同寻常的活动,并且这种兴奋的活动传递到他的身体,他的心脏,甚至遍及他身体的每个部分。同时,他无法停止大量的有关未来计划的令人兴奋思考。
从生物学角度来看,在这个过程中他制造了大量的神经传递素,神经肽和神经元荷尔蒙。并且这个时刻在他脑中出现的画面,他很有可能会永远地记住它。那么,如果这时我们检查他脑中的那些神经元,我们可能发现其中他的基因组某些部分被改了变,这意味着基因表达的不同程序被建立了,或者可能一小片的DNA被“刻上记号”(imprinted)(用一个表观遗传的信号来标识)。
W:
我们并没有否认信息流的存在,而可以说在我们提出的这五个环节中,全部都是信息的选择、匹配、变换,重组,建构,虚拟。没有信息流能成吗?问题是信息流在传播过程中,经过了多少次变换以及它的传播机制是什么?这些问题要说明,而且这是更为细微的科学要解决的问题。
P:
是的,我是个科学家,主要研究的是生物信息领域的信息流。我的研究也只依赖于部分的信息流。但我无法预测信息流中的每一步和每一个内容,还无法做到如此细致的科学研究。我们只能通过科学研究表明信息流为什么会传播,以及它传播的路径。但对于哲学来说,我认为您提及的对信息流的讨论是合适的。
目前的困难是,怎么使信息流对哲学和科学都合适,使它既成为哲学的主题又是科学的主题。哲学家习惯于从更为宏观抽象的层次来讨论问题,喜欢一些涵盖性较大的范畴。但信息流这个概念目前在科学领域相对比较流行,如何被扩展到哲学概念则是个挑战。
W:
我认为您讲的信息流,只是我们认识过程和发生机制的一个小的环节。您用科学的方法来研究它。而我刚提及的那些中介,信息变换中每一个环节都是用自然科学的理论来解读的。每个环节用的自然知识是什么?我做一简单介绍。
信息场用的是量子场理论;生理结构的中介用的是神经生理学的知识,而您刚讲的那些东西正是在这个层面的。认知结构用的是神经心理学的知识。物化工具的理论用的是当代科学中的认知技术理论,包括认识主体、认识对象和认识工具及仪器的一致性关系的理论。而自然史和社会史,运用的则是生命起源,认知发生和进化论的相关学说。而您的具体研究视野只是处于神经生理学领域之中。但您的研究具有科学实验细化的特征。
总而言之,我们的工作是用我们自己的方式解读了所有领域的认知过程的机制。您在生物信息领域的研究,是属于生物生理的这个特定的知识层面的实证研究。
P:
是的,我有不同的立场去看待这些中介。并且那些立场是科学的,包括物理科学的、生物科学的、社会科学的以及信息科学的。其中信息科学的立场还没有发展成熟。并且不同的学科对信息领域有完全不同的贡献。不幸的是,它们之间的没有太多的联系。所以,尽管信息流是清晰地存在的并且在许多自然领域可以被直接地观察到,但是它不能被连贯起来。我只是用细胞作为一个研究它进路,并提出信息流传播的相关问题。并且我们要注意在信息科学的适当领域之中,计算主义应该仍然是占据主流的。
W:
关于计算主义。就目前看来,信息领域的研究,除了计算主义这条路径之外,还有大量其它相关的学科路径涌现出来。如,量子信息学、信息心理学,信息管理学、信息教育学、信息经济学,信息社会论。这些学科,甚至包括信息通讯理论都不简单是计算主义的。计算主义的方法根本不可能推广到更宽泛的信息学科领域里面去。
比如,信息传播学。而且很难说计算主义是占主流的。搞信息经济和信息社会理论的学者是相当多的,可能超过了计算主义领域的学者。如果我们的研究视角仅仅局限于计算领域的话,实际上是把信息给狭隘化了。从起源来看,信息的发端也不是从计算机开始的,所以计算机的发展不能代表信息研究的全貌,也不能代表信息科学的起始。
信息概念的起源,除了上次讲到的亚里士多德的形式,还有物理学学科中的统计物理学和热力学。它们里面所讲的熵和信息的计算方式和计算机里的计算也不完全一样,它是一种宏观定性表征的方法。所以,在那些领域更多的解释是结构秩序这样的一些思想。也包括生物信息学。实际上生物信息学比计算机科学的历史还早,最早可以追溯到薛定谔1944年发表的《生命究竟是什么?》中提到的生命遗传密码问题。后来,在20世纪50年代初发现了DNA。
所以,信息在这些领域内的发展,绝对不是简单的计算主义能概括的。计算主义的信息研究不能代表信息研究的全貌,也不能代表信息科学发端的起始。科学史在这里摆着呢。信息科学和信息哲学的研究视野,一定不能仅仅局限于个别的领域和某些特定的历史阶段,一定要在众多的相关领域和历史轨迹中实现全面的覆盖和综合。
现在有一种说法叫做,计算主义还没有被超越,所以真正信息哲学和统一的信息科学本身也不可能诞生。这个说法是错的。有些学者从他们认定的计算主义的狭隘视角出发,否定统一的信息科学和信息哲学建立的可能性,他们的相关观点和理论已经成了阻碍信息科学和信息哲学合理发展的桎梏。当然,更多学者的研究并未受到他们的影响。
在统一信息科学和信息哲学研究的领域中已经形成了颇有特色的欧洲学派和中国学派。最近我有一篇题为The Interaction and Convergence of the Philosophy and Science of Information的论文已经发表。文中对信息科学和信息哲学的性质及其统一性关系进行了讨论。我在此要强调的是,我们的研究一定要超越计算主义的狭隘视角。一定要把信息的问题放到一个更广阔的科学背景中予以考察。
P:
您说得非常有道理。在我看来,有四条进路将有助于对统一信息科学的讨论:生物信息学、熵理论、计算主义和关于社会的信息进路。我认为计算理论是包括申农信息论的。但是这不要紧,因为它并不是一个大的分歧。您们认为是五条进路也可以。仅仅把这些进路堆放在一起并不能构成大一统理论。并且我相信这正是信息科学的现状。而您所提出的则是信息科学的下一步,是信息科学的目标和走向。
W:
是的,同时提及现实和走向,是为超越现实。满足于现实,则难以进步。也就是说如果想要建构一个统一的构架的话,不仅要考虑现实状态,还要考虑可能的未来发展,预测其统一的方向、方式和方法。我们不应当拘泥于现实,而应当对现实进行合理的批判和超越,这才能实现我们建立统一信息科学和信息哲学的构想。对现实没有任何批判力的学说不构成超前性也不构成卓越性。真正卓越的学问是在对现实批判的基础上产生出来的。
P:
我同意。在我看来,当前对于统一理论来说,应该解决的首要问题是:不同学科之间如何能够更好地联系?当我回头去看科学史,我发现新的思维或新的基础学科要从传统理论中涌现,总是很困难的。并且我认为这一规律仍然适用于建立信息科学大一统理论的现状,我相信年轻人在不远的将来会完成这样的统一和综合,我对此是乐观的。
在我之前关于彩票的例子中,我们发现了一个非常发人深省的问题:这些信息流是如何在不同的组织层次之间传播的?从社会到企业、到个人、到细胞,到分子……反之亦然。我们现在需要的不是某个核心的理论,因为理论对我们来说言之过早。而我们现在需要的是在那些基础科学学科之间进行一些深入的交流。那些交流或者对话可以照亮新的领域,尤其是新的信息分支学科。
比如力学,从下至上,我们有量子力学、统计力学、流体力学、经典力学和天体力学。这几乎代表了整个物理学,并且它们之间有共同之处。我想,我们将来也可以拥有一个与物理学类似构造的信息科学,由一定规模的不同学科组成。并且那些学科将被一些普遍的概念模型或者思维模式所连接。那些新的思维模式将随着特殊学科以及基础科学之间的对话而涌现出来,这个过程可以被视为是一个综合的科学文化的涌现。并且我相信这是解答那些科学问题的最根本的方法,而信息哲学的任务是使这样的解答成为可能。信息哲学自身应该致力于帮助不同的信息科学领域进行对话。建立一个共同的文化。
W:
我认为这样的共同之处在于底层。多种力学中有没有基础的力学?其它力学能不能从基础力学中涌现出来?从自然的信息、生物的信息到人的认知的信息再到社会的信息,在这个信息跨越的过程中,有没有一个基础的信息领域?我认为在人的认知领域的信息活动不能违背自然信息运动的基本方式。并且是在这个基础上,涌现出来的高层信息活动方式。
进一步从个体到群体的跨越中,又有一种新的信息活动方式的涌现。我认为可以用这种递进涌现的方式,来说明信息科学领域的统一关系。力学也一样,您刚刚讲到的五个力学中,量子力学的物理运动是最基础的,这是一个层次跨越的关系。就像人的运动,从高层次往低层级,有肢体运动,器官运动,细胞运动,然后是构成人体的大量粒子的运动一样。其中基础就是量子力学。
P:
我并不认为能用涌现解释所有的跨层次信息活动。比如中彩票的信息导致了你脑中神经细胞的化学活动,这是一个信息从上层往下层流动的好的例子。又比如物理学。我们可以用微观粒子的运动来解释宏观物理运动。但你并不能从微观物理世界的理论来推出宏观物理世界的完整的理论,也就是你不能从量子力学理论推出流体力学或相对论。
W:
对。关于理论之间的不可逻辑推出的关系恰恰是反计算主义的。我们坚持这样的观点,因为它是跨层次的涌现。是连续性的间断,飞跃,质变。
因此,你不能用逻辑或数学的方法完成这样的理论过渡。这恰恰是我们坚持的原则,即涌现论。我们反对计算主义的普遍有效性就是从这里讲的。因为它是一种逻辑中断。不是能算出来。但是它是有根基的。
另外,我们还要阐明一个观点,既发生学信息层次涌现的生成和现实层次领域之间信息相互作用的方式的差异和关系问题。
就发生学的层面而言,高层信息活动方式是在低层信息活动方式的递进建构中涌现生成的,而在现实性上,高层信息活动方式一旦生成,它便对低层信息活动具有了某种全息制控、综合参与和相互转化的性质。
您所谈到的信息流由高层向低层的作用体现的正是后者。我曾把人的信息活动区分为五个层次:信息的自在活动、信息直观识辨、信息记忆储存、信息主体创造、主体信息的社会实现。
并强调指出:人的不同信息活动层次之间存在着复杂的相互作用,这个统一的相互作用呈现出了四个方面的基本规律:人的信息活动由下到上的层次递进建构关系;人的信息活动层次由上到下的全息制控关系;人的信息活动的层次综合参与关系;人的信息活动层次的相互转化关系。
P:
现在我们对于解释不同的层级,我们有不同的理论和学科。并且通常情况下,我们大体上遇到的最难的问题是,信息如何在不同的层级之间传播;这似乎是我们的研究当前最紧迫的问题,因为那些特殊的信息进路和理论之间并不能很好地联系。但是我们真的需要那些理论有意义地联系,否则当我们遇到具体的问题但又难以解答时,只用“涌现”来解释那些难题,就显得这样的解释缺乏力度了。就像我们说某一个统一学科领域自己涌现出来了,却不解释为什么。
我再举个例子,我们都知道量子力学是最基础的力学学科。同样在火星和地球,我们都可以用量子力学解释微观物理现象。但是在地球上,我们有不同的与生命相关的层级,并且我们也遇到了在那些层级之间传播的大量的信息流。在遵循量子力学的基本粒子层级之上,还有许多其它的微生物、生物、社会等等诸多层级,但你无法用量子力学解释上面的这些层级,也无法解释传播于那些层级之间的信息流。如果你想解释这样的信息流,你必须把所有层级联系起来。
所以我们需要知道学科之间的最具策略性的联系。很明显,我们不能在对任何层级的现象进行解释时,都要追溯到量子那种最基本的层级。不然就不仅仅是陷入尴尬境地这么简单了。
W:
我们寻求的是一个统一层次的信息理论,因此我们必须从最底层开始进行解释。如果我们只是追求个别层级的信息理论,那么我们当然不需要这么解释。
P:
我认为如果我们需要一个统一的解释,我们就需要抓住信息的核心内容,而不需要找到一个基础理论来帮助我们完成这样的统一。这个核心内容在我看来是“意义”(meaning)。并且意义在一些生物实例中是个客观的“东西”(thing)。
从生物信息学角度来说,“意义”存在于细胞之中并且可以以分子术语进行近似地描述。在活的细胞里整个自我创造过程是相当清楚的,它指出“意义”如何通过特殊的信号通路在分子尺度上被创造。于此,最基本或最本质的意义在核糖体之中被创造和制作,并且处于核心功能位置。
在这个位置上大量的RNAs和蛋白质相互协作成为一个小组,在基础三重态(化学)和氨基酸之间编织基因密码,以制造进一步的酶和蛋白质。像3D打印一样,数以万计的核糖体精心编排一个作为活跃主体的细胞的分布式的自我创造过程。而messenger RNAs将会阐明在这个分布生产过程中什么要素将会被创造出来。当不间断的自我创造过程被外展的(abduced)信号所影响,在整个进行的建构过程中的变化将会构建被接受的信号的意义。并且这是来自生态位信息对活细胞的影响。
W:
您提及的意义只存在于生命领域,那在生物层级之下有信息吗?如果有,我们如何抓住它的核心内容?
P:
生物层次之下的只是物理信息。
W:
物理信息和生物信息虽然不一样,但都是信息,信息是分层的。
P:
信息确实是分层的。关于不同层次的信息之间的联系和区别,我们还需要进行更多的具体研究。
W:
确实是这样。我们的讨论很有意义。取得了很多方面的共识,当然,也呈现出某些方面的观点差异。今天对话的时间已经不短了。我们就此打住,以后有机会我们再深入探讨。
P:
好吧。今天的探讨很深入。您的一些关于信息哲学和信息科学可以有意义地相互“支持”和“响应”的观点具有创新性,并使我感到兴奋。我太高兴了!