第三章 信息哲学的思想

信息概念的演化与哲学

信息常常与通信现象联系在一起来使用，指客观的语义内容，这些语义内容具有不同的大小和价值，它们可以用一连串的代码和格式来加以表述，并被嵌入到不同类型的物理操作之中。它们能够以各种形式被产生、处理、交流及获取。

——卢西亚诺·弗洛里迪

在学习了一章非常具有哲学思辨特色的内容以后，我们回到现代文明和现代科技过程中来，继续考察计算主义思想带来的重大改变。毫无疑问，计算主义思想最大的成就之一就是奠定了现在这个信息时代的技术和文化基础。无论是图灵还是冯·诺依曼，在当时他们的想象中无论如何也不会出现如此大规模的互联网普及，以及信息时代下诸多的技术应用，这一切的基础都来自这两位重要的贡献。信息时代，最重要的概念之一就是信息，然而这个概念在日常生活中随处可见，在科学的历史上也应用广泛，反而导致其变得模糊不清了。因此，我们需要讨论信息概念的内涵，尤其是在哲学和科学意义上的内涵，才能更加深入地理解我们所处的这个信息时代，以及为后续发展信息哲学的思想奠定基础。这里我们也会讨论量子理论中的信息概念，帮助读者在更加广泛的意义上理解信息的内涵。

信息概念的演化

我们先来讨论信息概念的演化过程。信息是一个不断演化的概念，在演化的过程中逐渐形成了不同的理论体系和学科思想。这里我们从3个维度讨论信息概念演变的过程：本体论、信息论及认识论。所谓本体论角度，就是讨论本体自身产生的信息的内涵。从信息论角度讨论，就是从通信科学相关的理论思想角度进行讨论。从认识论角度讨论，就是讨论信息的认识论转向过程，以及经验主义哲学在信息概念演变过程中的作用。通过这3个维度的讨论，应该能比较清晰地为大家讲述信息概念演化过程，理解信息的概念，进而理解信息时代的发展逻辑，以及信息哲学的思想内涵。

首先我们来讨论信息的本体论内涵，这是信息在最一般意义上的概念。本体论层次的信息可以理解为两个层面：第一是形式，第二是知识。信息（Information）这个词的英文字面意思就是“赋予某物以形式的行为”，也就是说有两层哲学含义，即“赋予质料以形式的行为”及“传授知识给他人的行为”。前者偏向于本体论，后者偏向于认识论。我们看到，形式这个词实际上是古代西方哲学中最重要的理论概念，尤其是在古希腊哲学中，无论是德谟克利特还是柏拉图，都将形式作为最重要的哲学概念进行研究，如柏拉图的理念论和亚里士多德的“只有理念世界是真实的”，都涉及对形式概念的讨论。而到了中世纪，哲学家或者神学家们通常将information一词与古希腊中的形式一词对应起来，例如，奥古斯丁在《三位一体》中发展了柏拉图的知觉理论，认为视觉过程包含外在世界的物质形式。因此，形式是理解信息概念不可缺乏的一部分。

另一个本体论的维度就是将信息理解为知识，即确定性信息。其基本特质就是本体信息是客观存在的事物、事件或者过程，既可以是事物本身，也可以是事物的运动状态及变化方式。例如，中世纪的神学家托马斯·阿奎那将“感官知觉的铸造”和“智能的铸造”区分开来，认为前者是上帝的创造活动所创造的，而知识则是感官知觉获取的，这也就是中世纪大学体系形成的一个基本理念，即塑造学生对感官知觉的信息获取能力。人工智能通常从知识的角度理解信息，认为信息是一系列知识术语的集合，通过对可共享的概念进行显性的描述，实现了信息检索、信息访问等功能。

然后我们从信息论角度理解信息，这里主要涉及的是信息论的发明者香农以及控制论的发明者维纳的工作。香农将信息定义为不确定性的消除，认为通信的本质是通过获取信息来降低人类心灵关于某事的不确定性。当然，也可以理解为信息就是通过知识的获取来减少受教者的主观认知状态的不确定性。因此，通信理论的基础就在于从发送者传递给接受者的信息减少了接受者认知的不确定性，一方面，这个概念强调了信息的语义内涵，认为信息携带的消息内容降低了接受者关于某事的主观认知状态的不确定性；另一方面，个人内在的心灵认知状态的不确定性由于信息的存在被转换为个人外在选择的不确定性，通过这个转化人们可以对信息进行客观的测量，因此，完成了信息的科学化，信息的哲学意味就被“科学测量的艺术”所替代了。

控制论的奠基人维纳在《控制论与社会》一书中写道：“信息就是我们在适应外部世界时，把这种适应反作用到外部世界中，同外部世界进行交换的名称。”维纳认为人与外部环境交换的过程都可以当作一种广义的通信过程，因此，人与人、机器与机器、人与自然物等不同对象都可以进行信息传递和交换，这就是维纳建立控制论科学的基本逻辑之一。另外，维纳也认为信息是负熵，即有序程度的度量。所谓熵的概念，在物理学中就是系统混乱程度的度量，我们都了解热力学第二定律，说的就是在孤立系统中，体系与环境没有能量交换，体系总是自发地向混乱度增大的方向变化，使整个系统的熵值增大，即孤立系统一直不断地熵增，整个宇宙也一直不断地熵增。从这个角度看，信息的价值就在于抵抗熵增，将无序变得有序。从信息论角度理解信息的核心在于：一方面，看到信息概念的科学化，即其逐渐成为可以精准测量的对象；另一方面，要看到信息和负熵之间的联系，我们可以认为只有信息能帮助我们储备知识，从而对抗熵增，来实现个人或者社会价值的提升。

最后，我们从认识论角度来讨论信息，如果考虑到信息从产生、认识、获取到应用都离不开人，那么就可以将信息定义为主体感知或者表述事物存在的方式和运动状态，这就是信息的认识论的本质。前文提到，信息的本质有认识论和本体论两个层面的含义，而我们知道从笛卡儿开始，西方哲学完成了从本体论到认识论的转向，学者们不再探讨世界的本质是什么，而是开始探讨我们如何在这个世界获取知识，这产生的结果就是，“宇宙由于形式组织的观念变得声名狼藉，这种使形式化的语境由物质转换到了心灵”。因此，信息的本体论逐渐被遗忘，而转换到了认识论的研究中。

因此，信息被经验主义哲学家们认为是感官碎片化的、不会变动的外在物质，信息从神圣秩序坠落为由微观粒子运动所产生的系统的一部分，信息从形式结构转变为实物，从理智秩序转化为感觉刺激。因此，我们可以看到在很多涉及科学及商业的领域中，信息成了一个单纯输入外部知识的对象，而并不包含其本体论的哲学意味。例如，博弈论、信息经济学等学科的发展都是从认识论角度去理解信息的外部性，而我们现在所谓信息时代更多强调的也是信息作为外部环境的演变，而不是信息内在形式的逻辑。

总结一下，我们讨论了信息概念的演化，从最早的本体论维度，到信息概念的科学化，再到认识论的崛起，这个演化过程的本质就是西方哲学的认识论转向及科学化的进程。信息概念最早是用于理解主体与外部世界相互作用的过程，因此，信息概念必然有本体论和认识论的内涵，然而，由于信息概念的科学化尤其是精确测量化，这两方面的内涵都在被挑战。我们看到现在的世界更多关注的就是科学化带来的理性逻辑，而忽视了其哲学内涵，这对我们来说是极其需要警惕的事情，因为这会使得我们怠惰，让人类和机器之间的界限越发模糊，这个问题在以后讨论现代文明的异化时我们会深入讨论，希望读者能够先掩卷长思。

量子信息的理论

在从哲学的角度讨论信息概念以后，本节我们从科学的角度来讨论信息论，讨论最为前沿的物理学科——量子力学。自从20世纪量子力学的基础理论被提出，一方面，量子力学与相对论一起成为现代物理学的两大支柱，从微观维度重新建立了物理学的新范式。另一方面，关于量子力学的形式结构、量子理论的基础及量子测量问题等方面的争论开始持续不断。正如奥地利量子论物理学家安东·蔡林格所说，“与相对论相比，量子力学缺乏一个能被广泛承认的概念基础”。这位物理学家最大的贡献就在于发现了光子的量子纠缠现象，他认为将信息引入量子力学中，即形成量子信息理论，是解决这个问题最合适的方式。这个基于信息论约束的量子力学表征理论（简称CBH表征原理）在2003年被提出，通过在信息理论语境下理解和建构量子力学，成为目前量子力学哲学研究中最重要的理论体系之一。本节我们将讨论这个理论，并介绍量子信息和经典信息的区别，将物理学与哲学结合起来，提升大家对物理学理论的认知。

首先我们来讨论量子信息的概念与前文所提到的信息概念的差异。前文提到所谓信息就是数据或者消息中包含的确定性意义，它能够减少消息中所描述事件的不确定性，通常用比特作为信息内容的基本单元，一比特信息就是处于“0”或“1”两个状态中的某一个时，系统所包含的信息量。用比特的概念理解信息是非常重要的逻辑，它可以帮助我们建立一种与不同的可选物理状态相对应的信息抽象单位，而我们在使用比特思想的同时就不用考虑信息的物理状态，这也是互联网思想的基本哲学。而量子信息的概念中也有量子比特的概念，或者叫量子位元，是量子信息的基本计量单位，与经典信息中比特的不同在于，量子比特是“0”和“1”的量子叠加，而经典信息中的比特在同样的时间里不是“0”就是“1”。

传统计算机就是基于经典信息中的比特概念建构的形式逻辑，而量子计算机则是基于量子比特所建构的。量子计算机的原理就是通过量子叠加和量子纠缠，通过量子比特的操作来提升计算机的能力。做个简单的对比，当我们能操纵50个量子的时候，就已经超越了现在世界上最快的计算机——天河二号。我们看到，量子态和经典态的比特最大的区别在于包含的信息量是不一样的，少数的量子比特就能替代大量的经典比特，从信息逻辑上理解量子能够帮助我们理解它的本质。

然后我们基于量子信息的概念来讨论量子力学，前文提到的物理学家蔡林格提出了一个基本原理：对于非纠缠量子系统来说，每个基本系统都承载一比特的信息；对于纠缠量子系统来说，N个基本系统承载N比特的信息。这里我们以中国发射的墨子号量子试验卫星为例，来说明量子纠缠与量子信息之间的关系。2016年8月16日，墨子号搭乘长征二号丁运载火箭升空，成为全球首颗用于量子科学实验的卫星，而在2017年6月16日，墨子号首先成功实现了两个量子纠缠光子在相隔1200千米后的量子通信实验。这里面涉及的就是基于量子纠缠原理的信息传递，根据物理学理论，无论相距多远，一对纠缠量子中只要其中一粒状态产生变化，另外一粒也会立即出现相应的转变，由于任何外界的测量都会改变量子纠缠的形态，因而一旦密码被窃听，双方都会获知，并放弃此次通信，因此，量子密钥分发就得以实现，量子通信成为现实。我们看到量子通信是量子计算以外最重要的实践领域，而量子力学也在信息领域得到了最大限度的应用。有意思的是，负责我国首颗量子科学实验卫星的首席科学家潘建伟就是上文所提到的蔡林格的学生，显然量子信息理论为他在这个领域的贡献奠定了坚实的基础。

最后我们来讨论CBH表征原理中的基本原则，这里要提到的科学家包括柯林富顿、巴布和哈维森，他们创建了CBH表征原理。他们认为对物理系统的量子描述可以建立在3条基本的信息论约束下：第一，在两个空间上相分离的系统中进行测量时，两个测量结果不可能有相互影响的情况。第二，包含在未知物理状态中的信息不可能得到完美的传播。由于量子力学中存在干涉现象，因此，未知量子态中的信息传播不可能完美，这是干涉现象在信息理论中的体现。第三，无条件安全的比特承诺是不可能的，也就是说要想保证远距离量子纠缠的持续性，就要提供一定的条件支持。由于这其中涉及比较复杂的理论描述，我们可以简单地理解为这是一种试图从信息理论的语境重新理解量子力学的学说，也是一种试图将量子力学哲学化的尝试。

总结一下，我们讨论了量子信息与经典信息理论的差异，并通过量子信息来理解量子力学，最后建立了一种基于信息理论理解量子力学的哲学思想。我们看到的是，一方面，信息论确实能够在相当程度上解释量子力学，为量子力学的统一的哲学表达提供一种参考范式；另一方面，量子信息在实践层面的应用为理论提供了一系列支持。虽然这个理论尚未成为学术界的共识，并需要更多的完善，但是我们看到这种试图将两个不同的学科进行融合解释的方法论，能让我们更加深入理解知识之间的联系，以及信息概念内涵的深度。

信息技术与哲学

我们已经从概念和科学的角度讨论了信息的内涵，本节将从哲学思想的角度进行探讨。这里分3个方面对信息的哲学内涵进行初步讨论：第一，其作为科学认知对象的本体论信息是什么，也就是说我们怎么认识科学发展过程中信息的本质。第二，从历史发展角度来看，信息技术和哲学之间的关系是什么。第三，信息哲学的革命与信息科学发展之间的关系是什么。弄清楚这3个基本问题以后，我们才有可能理解信息哲学的重要性，才能理解为什么信息哲学可能是未来最重要的哲学范式研究的领域。区别于传统哲学所秉持的形而上学的理念，信息哲学和科学概念深度结合，因此，在理解人类未来文明发展维度上占有很大的先机。信息哲学被认为是“元哲学”“最高哲学”的重要领域，在这里我们先从科学理念及历史的角度讨论信息技术与哲学之间的关系，之后我们会深度讨论涉及信息哲学内涵的内容。

首先我们来讨论科学认知和信息之间的关系，我们从两个角度去讨论。从本体论角度讨论信息，在于理解信息在本体论角度的重要价值。我们看到自然界存在和演化的复杂性和多样性的根本原因并不仅仅限于外部特征和现象的多样性，而在事物之间的差异，也就是信息的差异。例如，前文所提到的量子纠缠的技术，有科学家认为通过量子纠缠可以实现远距离的量子传输，这样只要获取组成人体或者其他实体的微观粒子的量子态，就可以超时空，在另外的空间里创造同样的实体，实现所谓的量子态的穿越，因此，在科学维度上承认信息的重要性是理解本体论的关键。其次，我们要理解信息和实体的本体论优先关系，也就是说在哲学意义上，是实体更加重要还是信息更加重要。

毫无疑问，实体优先的概念在很大程度上主导了哲学的发展，因为人们会很自然地觉得实体优先于信息。而随着科学和技术的进步，信息优于实体的概念逐渐被许多学者所认可。例如，前文所提到的物理学家惠勒，就是提出“万物源于比特”理念的计算主义思想的前驱，他认为信息是比实体更加基本的哲学范畴，实体只是信息的派生概念。总结一下，信息的概念拥有其本体论的含义，而且由于技术的发展越来越被重视，甚至成了比实体更涉及本质的哲学和科学理念。

下面我们从历史角度讨论信息技术与哲学的关系，无须讳言的是哲学在当今时代越来越失去了它的重要性，其重要原因之一就在于随着科学的发展，哲学的探索和研究越发远离人们，随着时代的变化，哲学的主题并没有太大的变化，但以思考人类问题为己任的哲学应该随着社会变迁而发生新的改变，毫无疑问，信息哲学具备这样的特质和潜力。我们在这里可以联想一下柏拉图的“洞穴寓言”，这是古典哲学中最著名的比喻之一。柏拉图认为哲学教育的目的是实现从物质世界到纯粹的精神世界的升华。

一个是感官能认知的物质世界，可以比作地下的洞穴，而另一个则是不变的本体（存在）世界。我们看到的是随着科学技术的发展，人们越来越遗忘了根本性问题，而对科学和现象有着更强的依赖和习惯。在历史的长河中，人类越来越远离自然，使得哲学越来越洞穴化，现代性对人性的异化也在增强，这是我们所面临的最难以解决的现实困境。

最后我们讨论信息主义对科学认知过程的解释，也就是如何通过信息的展开和运动理解科学认知过程。前文已经提到，本体论信息是主体之外的客观存在，认识论信息指的是被主体感知、分析、建构后关于事物的状态，我们需要基于这两个概念来理解科学认知的过程。从本体论角度来说，科学认知的目的就是对某个事物潜在信息的把握，这里可以联想到海德格尔所说的“技术是一种解蔽”。科学认知的过程，就是通过技术来解除对象的“遮蔽性”，发现更多潜在的信息，以理解事物的本质。从认识论角度来说，事物会逐渐被外在复杂的信息所干扰，如主体的心理偏好、知识背景或者文化属性会影响到认知事物的过程，因此，科学的认知需要不断地对不同层面的事实进行检验，从而逐渐去掉主体对事物本体论信息的认识中包含的主观要素，从而接近对象的本体论信息，这就是科学认知逻辑的本质，也是我们保障科学的客观性和普遍性的哲学基础。

总结一下，我们讨论了科学技术与信息之间的关系，也从历史角度讨论了信息和哲学之间的联系。我们可以将找到事物的信息本体作为科学认知的最主要目标，也就是通过技术进行“解蔽”。我们也理解了哲学逐渐洞穴化的过程，就是因为人们随着科技和文化的发展，逐渐抛弃了对本质问题的思考，产生了思想的怠惰。信息既是理解科学本质的关键，也是构建未来哲学的方向，这是本节中最重要的学习观点。