信息科技需要处理三大核心问题

从进化与信息理解传承与创新、文化与文明

马　青

序　言

信息是一个古老而又年轻的话题，说它古老那是因为一谈信息，你就不得不追溯到生物起源的遥远年代（遗传信息），说它年轻那是因为直到1948年，美国工程师申农（Shennon）才正式提出信息论，并且申农的信息论是基于物理学熵理论和早期人们对电报通信的研究成果，实际上是一门技术性很强、涉及领域也比较狭窄的理论体系，尽管此后许多学科都对信息论进行了延伸，但总还是给信息打上了极其现代的烙印，特别典型的是近几十年出现的热门学科信息技术（IT），几乎就是计算机及其相关技术的代名词。这曾一度让我觉得十分困惑，因为我在信息中心近十年的工作中所思考的信息，应该是一个至少贯穿整个人类社会发展历程的事物。直到拜读了威尔逊的《社会生物学——新的综合》以及文化的《自然与文明》等论述，才重新拾回了我继续思考的信心，好在自己不是什么学者，就用不着为著书立说徒增压力，姑且当作自得其乐的玩意儿，假若还能对朋友人生或事业的认识有所裨益，此乃大幸！

（一）信息、信息技术和信息能力的定义

为了避免一开始就进行生涩的文字论述，我们不妨通过一个简单的场景来表述三者的特性、内涵和相互联系。有一天在街上碰到一位女士牵着一个小男孩，你认出那位女士是你的老同学，她当然也认出了你并向你介绍她身边的小男孩：这是我的儿子。

在这个过程中她利用语言向你传递了她与小男孩的关系，而你同时也很自然地知道她是小男孩的妈妈——尽管她并没有告诉你。

她向你描述了她与小男孩的关系即信息；她要把这个信息传递给你，就需要一个载体——语言（信息编码）——信息技术；你要听得懂她所表达的意思，就需要有相应的信息识别能力——信息能力，信息识别能力要借助信息技术（信息译码），开始能从一位女士的外表判断出她是你的老同学是你视觉接受的信息与你大脑中已有信息的部分匹配，你利用知识能够推理出她是小男孩的妈妈，这里的推理和判断能力也属信息能力。当然一系列的思维（信息能力）的结果是你要决定是否该请她吃饭（指导行为）。

经过上面这个简单的场景，我们可以对信息、信息技术和信息能力做一个初步的探讨：

（1）信息：是事物的属性、状态、关系的反映；信息的获取取决于信息技术的发展水平和信息能力的进化程度；信息的独立存在是没有意义和价值的，它本身既不是物质，也不拥有能量，它必须依托相应的信息载体，并作用于能识别信息的主体信息才有意义和价值；信息是可复制和可共享的，这是同物质和能量的最根本的区别；

（2）信息技术：是为信息提供相关载体的技术集成，包括信息的编码译码技术、信息存储技术、信息接收技术、信息传输技术、信息系统技术、信息网络技术等，这些技术均需要物化的载体；信息技术决定信息传递和储存以及接收的方式、容量、速度和范围；信息技术本身并不能创造和发现信息，只是信息作用于信息能力主体的载体和纽带；

（3）信息能力：对信息的认知能力以及在此基础上进行分析、判断、推理、创新和利用的能力；信息能力在很大程度上反映为“智慧”；信息能力依靠信息技术取得信息，经过加工利用一方面形成更高层次的信息产品——知识或体验等，另一方面又促进信息技术的发展以发现和获取更多的信息，获取信息的目的在于指导主体的行为。

信息的非物质性使它可以实现无限的复制和共享，而信息技术则具有技术和物质的双重特性，是相关技术的物化形式，信息能力是个体化的，信息能力的个体化特征决定了个体的信息能力可以培养和提升却不能复制，就像精神感受不能复制一样，信息能力的差异是生物体（人）之间最核心的区别。（后来思考，若把上述三者界定为信息、信息载体、信息能力可能会更加清晰，信息载体作为信息技术的物化形式，应该能更好地避免概念的纠缠，因为技术本身又具有信息的特性。）

（二）信息，生命赞歌的乐谱

生命的出现是宇宙间的一大奇迹，时至今日，人们对生命起源与进化的认知仍然存在众多悬疑，但却普遍认可这样一个现实，那就是：所有的有机物和生命体从起源乃至此后几十亿年的进化过程中，其目的似乎只有一个——基因遗传信息的复制、进化和传承（尽管至今仍未弄清最初的基因信息是怎么形成的）。用社会生物学创始人威尔逊的话说，就是：“有机体只是DNA制造更多DNA的工具。”有机物同无机物的最根本的区别就是自身信息的复制。我们不妨尝试罗列一下单细胞有机物完成复制工作所需要的基本要素：那就是信息（基因内容）、记录信息内容的编码、记录信息内容的物质载体、信息的传递技术、识别信息内容的译码技术、根据信息内容要求的指令系统、相关指令的执行系统、新载体所需的物质、完成工作所需的能量；基因信息系统是有机体的基本信息系统，在这个系统中，DNA本身并不是信息，而是信息载体——一种信息语言，这种信息语言所用的字母有四个（四种脱氧核糖核酸的链节——核苷酸）（信息编码），而读取信息的译码蛋白质单位——氨基酸则有20个，信息的识别、传递和复制通过酶来完成。事实上这看似简单的运作过程远比我们所能描述的复杂得多，其精细和准确度的要求也超乎我们的想象。那么有机体靠什么来控制和主导这项工作的完成，这就是生物体所特有的信息能力。从30多亿年前到大约7亿年前这段漫长的日子里，单细胞有机物日复一日、年复一年地重复着自身信息的复制工作。也许在复制过程中对物质、能量（最核心的物质是蛋白质）产生了更多的需求，也许简单的复制工作的确太过于单调和乏味，随着动、植物的分支，多细胞有机体出现了（这是有机物进化史上的一次革命性的创新）。多细胞有机体的出现，并没有改变信息复制的基本工作状态，在细胞裂变的过程中，DNA仍然尽忠职守地把完整的基因信息无误地复制到所有细胞当中。如今，当我们由衷地感叹由于不同的进化方式和自然选择创造出如此丰富多彩生命体时，我们更惊异地发现，所有生命体的最核心部分却几乎是无差异的，无论是大象、鲸鱼，还是树木、花草，乃至大肠杆菌，其细胞结构、基因信息的表述方式以及基础信息系统所需的物质、能量和运作模式几乎是完全一致的。从而我们很容易得出这样的结论：所有生命体（有机物）存在的意义在于自身基因信息的传承，进化是为了创新出优化的生命体以更有利于基因信息的传承，也就是说所有生命体存在的最核心任务就是基因信息的传承。尽管至今我们仍然弄不清楚最初基因信息的由来和基因信息的最初的实际意义！

无奈中脑海里居然出现了这样一个场景：一个有无上权利顽皮的孩子，非常得意自己所创造的一种折纸的方法，于是向全人类下达了生死令，所有人必须掌握这种方法，全人类的首要任务就是不能让这种方法失传，谁忘记了这种方法，谁就将失去生存的意义和权利，大家只能对这种方法在保存其基本结构的前提下进行丰富和改良，但决不能改变基本结构。尽管所有人都不知道这种折纸方法的意义和价值所在，但是大家都知道必须并且心甘情愿地按照指令去执行。也许大家并不关心折纸方法本身的意义和价值，大家关心的是顽皮孩子的意愿，以及完成或完不成其意愿的精神感受。尽管无奈，但是我们目前所能认知事实就是：无论怎样的生命赞歌，都是依基因信息谱就；无论多么华丽的乐章，都不能缺失最基本的旋律。

所幸的是，人类在完成这个枯燥任务的基础上，创造出了丰富的可供消遣的“文化”玩意儿！

（三）信息技术：生物进化和社会发展的坐标

当我们把信息定义为一种属性、方法、关系甚至旋律时，就不难认识到：信息是无法独立存在的，它必须依托载体。载体最基本的功能要求需要能够编译信息、存储信息和传递信息。这就是信息技术。假若我们认可了信息的意义、价值的重要性，就不需要再去论证信息技术的重要性了，因为离开了信息技术，连信息的概念也就随即消失了。我们还是先从生物进化的角度去看信息技术的发展。目前普遍认同的进化理论是；有机物和生命体都是从简单结构向复杂结构进化的，而任何结构系统有效运行的基本前提都是相应信息系统的有效运行，信息系统的运行则必然依赖于相应的信息技术。目前我们已知的生物进化的大致脉络为：单细胞有机物→动物、植物分支→（就动物分支而言）→腔肠动物→条形动物→线形动物→节肢动物→鱼→两栖动物→爬行动物→哺乳和鸟类动物分支→高级脊椎动物出现→人类。

我们暂时不去探究生物进化的具体形式，先探讨其进化的深层目的，从生物进化的行为表面上看，生物的一切行为都是为了生存，我们都知道动、植物的生存方式是不一样的，最根本的区别在于动、植物采取不同的方式合成或摄取蛋白质，而蛋白质则是基因信息复制和肌体新陈代谢所需要的最基础的材料，无论多么复杂的生命体结构，都是在这个基础上建立起来的，从对生命体信息系统要求的角度看，无论生命系统多么复杂，信息系统必须能够联系到每一个细胞，由此可见，生命体结构越复杂，对相应信息技术的要求就越高。生物学家告诉我们脊椎动物是动物进化的最高级形式，如今我们也已经知道，脊椎动物的脊椎最重要的功能不是支撑生物的躯体，而是保护生物信息系统最重要的信息通道——中枢神经。这里我们还能发现一个有趣的现象，尽管脊椎动物已经进化出了极为值得自豪的大脑和神经系统，可是生命体中的大多数信息工作任务并没有交给大脑，甚至传递给大脑的需求信息也是极其粗糙和不负责任的，比如饿了，并没告诉你到底缺那类物质，困了，也没告诉你究竟需要休息多久。这就引发了我对生物进化同相应信息系统对应关系的思考，生物进化是一个从简单结构向复杂结构发展的过程，每个阶段的系统结构，都会产生出与之配套的完善的信息系统，当一个新的系统结构出现时，只是同原有的系统进行嫁接，并不破坏原有信息系统运作模式（就像树木生长的年轮），假若这个结论成立，生物进化史就完全可以看成是生物信息技术的发展史。为了以后论述的方便，我们把人体中大脑不能支配的信息系统部分称为基础生物信息系统或基础生物信息技术；把大脑能够支配的信息系统称为神经信息系统或神经信息技术，这两部分又统称为遗传信息技术。

我们可以粗略评价一下人类在神经信息技术方面与其他部分物种的优劣，我们大致知道神经信息系统的主要功能是通过各类感觉器官接受外部的信息以及支配肢体躯干的运动，我觉得已经不必要再花笔墨在这里进行一一对比，结果肯定是，无论视觉、听觉、嗅觉、触觉，还是躯体的强壮和敏捷程度，人类相对于许多其他动物而言，绝不是最优的。单纯从生物进化的角度看，人类作为“人”这样一个生命物种进化到现在，似乎并没有对本身肌体的改进作出什么贡献，但是我们看到的现实却是：如今人类整体的生存能力已经把其他所有物种远远地抛到了后面。其关键点是人类创造出了特有的人工信息技术。尽管至今对人类起源的标志仍然众说纷纭，但是语音语言的使用作为最重要的人类文化标志几乎是没有人反对的，而语音语言则是人类所特有的信息技术（人工信息编码/译码）。语音语言的出现，使人类逐步摆脱了单靠遗传基因取得相关本能技能和单靠个体实践取得生存经验的局限，使得个体实践经验能够实现群体共享，并且可以代代相传积淀为知识，这无疑大大拓展了人类的知识获取渠道，知识的积淀又为抽象思维创造了可能，人类一开始抽象思维，其他物种就只能望尘莫及了。由此可见人工信息技术的重大意义，更值得骄傲的是，语音语言还仅仅是人工信息技术的开端。语音语言只是人类社会的第一代信息技术。

由于语音语言的发声器和接收器以及存储器都必须以人体为载体，由此产生了客观局限，一是容易失真；二是传输范围受局限；三是存储受记忆和生命体寿命的影响；因此人类又发明了第二代信息技术：文字语言。文字语言在语音语言之后，继承了语音文化的成果，弥补了语音语言的不足。但是文字不能完全取代语音语言，因为在大量日常交际中，语音语言最自然，成本最低。文字语言和语音语言互相补充，在人际通信中发挥各自的作用。文字语言为人类带来了一个广泛发展的新时代，由于文字语言主要使用人体之外的物质作为信息载体，这也就对相应的信息技术提出了更高的要求。包括文字的信息编码/译码技术、文字的书写技术、文字的存储材料技术、文字的传输技术等。其基本脉络为信息编码/译码技术：起源于图画，发展为象形文字，创新分支出字母文字、拼音文字、表象和表意文字等；文字的书写技术：主要是笔、墨、印刷技术的创新发展；文字的存储材料技术：龟甲、石壁、泥板、丝绢、竹简、兽皮、纸张等；文字信息的传输技术：文字记载突破了口口相传、代代口授的局限，能够实现飞鸽传书、书信往来、手谕指示、布告公示等信息传输，大大降低了信息的失真度、同时扩大了传输的范围。在文字信息时代，特别值得一提的是纸张和印刷术的发明，这是中华民族对全人类的巨大贡献。

电报、电话的发明和使用把人类社会带进了电子、电磁信息语言的新时代，人们开始使用第三代信息技术，随着无线电、半导体、集成电路、电脑等信息技术的创造和使用，互联网技术又把人类社会的信息技术推上了一个历史的高峰，第三代信息技术对人类社会发展所带来的深远影响，绝不是寥寥数语可以概括，还是留做专门探讨吧。

我们可以断言：没有任何一项科学技术的发明和发展能比拟信息技术的发展对人类的贡献。或者说信息技术是一切创新的基石。信息技术的发展历程，无论对于生物进化还是对于人类社会的发展，都能起到重要的坐标作用。

（四）信息能力：生物进化和社会发展的驱动力

现代生物进化论忽略甚至否定生物进化过程的主体进化的主动性，我认为这样就会造成有机体或生物体内部系统要素的缺失，也就是说无法形成一个完整的有机的系统，这个被忽略的要素就是信息能力。所有有机物和生物体必须拥有基础信息、信息技术和信息能力三要素所形成的信息系统，才是一个完整的系统，才能实现组织内部以及内部同外部的物质、能量和信息的交换。并且在系统运作的过程中，起决定作用的恰恰是信息能力。前面我们已经谈到，信息本身并不具备物质和能量的属性，而信息技术实际上只是一个系统工具，其本身当然也不会有主观意识，那么信息系统的运行就必须存在第三个要素，而且是决定性的要素，就是信息能力。关于生物进化过程信息能力的决定性作用以及如何起作用的问题，由于涉及大量的专业知识和实践论证，因此目前只能作一般的逻辑推理。我们还是从大家比较容易达成共识的人类社会开始探讨。

前面我们谈到，人工信息技术的发明和使用，是人类同其他物种开始分支的一个最重要的节点，同时我们也知道，信息技术本身并不具备创造力，而只是信息能力的一种物化形式，由此我们已经不难找出真正的驱动力来源——信息能力。为了更好地理解信息能力的实质内涵，我们要开始关注两个重要的词汇：传承和创新。有机物及生命体与无机物最本质的区别是能够并且必须实现自我复制，实质上也就是基因信息的传承，同时另外一个事实又是生物是不断进化的，进化无疑意味着创新，这样我们就似乎可以把所有生物的进化过程看成是一个传承与创新的过程，至少这样我们可以暂时抛开那些生涩的生物化学词汇。现在我们可以重新审视生物进化之树，无论这棵树进化得多么枝繁叶茂，而目前我们所认知的“事实”是：（1）所有生物拥有一个（至少是一类）共同祖先，这就意味着所有生物的基因信息中或多或少地包含有共同的信息组，也就是说所有生物或多或少地肩负着共同的传承任务；（2）进化过程是一个漫长而复杂的过程，在这个过程中出现了无数的节点和分支，任何一个节点和分支都是在传承基础上的一次创新；（3）进化的结果（生命体的多样性）实际上是传承—创新，再传承—再创新的成果积淀；（4）创新必须基于上一个节点所传承的信息，只能丰富，不能破坏。这样自然就派生出一个新的命题：人类社会作为生物进化的特殊阶段，其发展的内在动力和规律是否具有同样的特征呢？

在探讨人类社会之前，我们也需要重新界定两个抽象概念：文化和文明。有一位叫做文化的学者在他的《自然与文明》一书中，谈到文化时有这样一段耐人寻味的话：“哪些东西人们说得最多而晓得最少？我想，‘文化’肯定位列其中。在这里，谁都可以肆无忌惮不着边际畅所欲言。不过，真要有人问一句，‘文化’是什么？多数人就语焉不详了。”相对于“文化”五花八门的定义，“文明”的定义似乎比较统一，普遍把文字的创造使用作为文明的象征或起点。然而这恰恰造成了“文化”与“文明”概念定义的困扰，因为普遍认为文明的核心是体外文化（或人工文化），而文字仅仅是一种（绝不是唯一）文化载体，把一种文化载体作为整个人类社会唯一的文明标志显然是不恰当的。这里暂且不对这个问题做详细论述，我们重新界定的概念是：文化与文明是一组相对应的概念，文化具有信息、知识以及精神的特征和内涵，是有别于生物遗传的习俗、知识及行为模式的总和，文化具有可传承的信息特性，同时也是人类创新的成果积淀，文化同样不能够独立存在，必须借助相应的载体，所有文化载体的总称就是文明。由此我们对文明的概念也就清晰了，文明实际上是文化的表现形式和表达方式。文明体系也是人类创造的，由此创新在人类文明中同样具有最根本的意义，可以毫不怀疑地说：人类社会的一切文明事物都是人类创新成果的积淀，是人类文化的体现。

约定新的文化符号是信息代码的创新。最初用特定的符号指示特定的事物和事物关系是创新，广义地讲，这种作法创造了语言；结绳为治，在陶器上刻化记事，甲骨文、金文、大篆、小篆、隶书、楷书，都来自创新；约定数制是创新，10进制、16进制、12进制、2进制是数制方面的创新。

提出客观世界的新知识是认知创新。牛顿力学、相对论、量子力学、生物进化论等是自然科学中很突出的认知创新，其他各门科学同样由大量的创新构成，创新推动所有科学和技术的进步。

创造新的思想工具和思想方法可能包含着方法创新，譬如创造数学工具、逻辑学体系，都是重要的方法创新。

运用知识创造新工具、新产品或者新的服务功能，是技术创新。石斧、石刀、石磨、铜镰、铁铲、铁锄、铁犁、指南针、火药、纸、印刷术、车、船、飞机，这些无一不是技术创新的产物。实际上，人类的一切生产活动都源于创新，没有创新就没有生产活动。

改变思想观念思维方式的过程包含着观念创新。从地球中心论到采用日心论，从宇宙由上帝推动到采用宇宙自然演化观念，从静止的时空观念到变化的时空观念，从绝对时空观念到相对时空观念，从决定论的世界图像到一个测不准的世界图像，这些转变都起源于观念创新。

调整人类的活动，采取更有效的生产和生活方式，可能包含着组织创新。改进通信方法，发明烽火台、驿传制度、邮政通信、电报和电子通信，包含着组织创新；创造和使用货币，并且发展到纸币与电子货币，包含着组织创新；实施共同的文字标准、产业标准，包含着组织创新；发明流水线生产方式还是非常重要的组织创新。

体制改革可能包含着制度创新。教育制度改革、经济制度改革、法律体系的改革、政治制度改革，等等，都包含着制度创新。

有人喜欢把一切创新归结为历史的必然，需求的结果，甚至说是需求的产物，这种观点并不恰当。一切创新都是人的主动行为及其结果，它总是起源于大脑中的创造意念和开拓思想，以及由这些思想支配的积极行动。唯一的限制在于：创新总是在人类已经积累的文化水平上进行的，或者说创新总是建立在已有创新的基础上，实际上创新是建立在传承基础上的。

在所有创新中，首要的和最重要的是认知创新。其原因在于，创新是对现存观念及其产物的改进，而一切改进首先是在大脑中进行的，先有大脑里的认知进步、认知创新，然后才能物化为组织创新、技术创新、制度创新和产品创新等等。

现在终于可以重新开始探讨信息能力了，前面我们探讨了传承与创新、文化与文明，涉及的主体都是抽象的“人类”，可是就我们所认知的“事实”是，创新应该是个体的行为，尽管所有创新都可以归咎为知识的积累或集体智慧的结晶，可是不管怎样，创新成果只能在一个大脑里完成。只要有完整的记载，我们完全可以为人类社会所有的创新成果找到最初的创始人，这一点是不难证明的。为了避免概念的模糊带来思维的混淆，有必要进一步明确信息能力的概念，前面我们把信息技术细分为遗传的信息技术和人工的信息技术，这里我们同样要把信息能力进一步细分为本能的信息能力和社会的信息能力。基于遗传基因所形成的信息能力把它定义为本能的信息能力，由此可见，所有生物都具有本能信息能力；而社会信息能力则是人类所特有的，人类既具备本能信息能力，也具备社会信息能力，并且人类个体信息能力差异主要体现为社会信息能力的差异，人类最初是基于对其他物种细微的本能信息能力的优势（主要是大脑的进化），进入的具备社会信息能力的进化阶段，而社会信息能力又极大地拉开了人类同其他物种之间生存能力的差距。

现在一张无际的白纸已经在我们面前展开，可以描绘人类社会的发展蓝图了。在这幅图画中，每涂一笔都是创新，原有的笔画都在传承，展现在我们面前的图案是文明体系，图案所表达的内涵和精神就是文化，而这一切的成就均来自信息能力的创造。

但愿上述的文字能粗略地把信息、信息技术和信息能力以及传承、创新、文化、文明等基本概念表述清楚。本来只是想把自己漫思遐想的碎片整理一下，无意中却陷入了一片知识的沼泽，尽管这是一片绚丽的沼泽，令人流连忘返，自己却实实在在地陷入了一个两难的境地，面对浩瀚的知识，自叹终己一生难识其一斑，然终日流连却又担心再度迷失，姑且把自己的片段体会记录下来留作印记，备做迷途路标。

（本文著于2006年5月）